2020-2021学年3.万有引力定律教案

这是一份2020-2021学年3.万有引力定律教案，共4页。

第三节 万有引力定律
教学目标：1．知道“月－地检验”的思维过程。
2．体会牛顿敢于大胆猜想的科学精神。
3．掌握万有引力定律的内容和适用条件。
4. 了解引力常量的测定及意义。
教学重点：1．万有引力定律的内容和适用条件。
2．“月－地检验”的思维过程。
教学难点：“月－地检验”的思维过程。
教学方法：探究法、讨论法
课型： 新授课
教学内容：
复习回顾：
向心加速度与周期的关系式______________。
太阳与行星间的引力为________________。式中各物理量有__、__、__、__，分别表示_____________、_____________、_____________、_____________。
新课教学：
当解决了太阳与行星间引力的定量关系后，一个苹果的落地引起了牛顿更深入的思考：太阳与地球之间、地球与月球之间、地球与地球表面的物体之间的力会不会是同一种力呢？
月—地检验：
(1)．假定维持月球绕地球运动的力以及使苹果下落的力和太阳与行星之间的力遵循同一规律。那么，将两个完全相同的物体分别放在月球的轨道上和地球表面，试求地球对它们的引力的比值是多少？（当时已经知道月球轨道半径是地球半径的60倍）
学生思考
[解析] 将物体放在地球表面上所受引力为：
将物体放在月球轨道上所受引力为：
两者比值：
(2)．提问：如果有两个质量相同的物体分别受到一个力，而这两个力又无法测出，我们要想比较这两个力的大小，转移到比较这两个物体的什么物理量上？你的依据是什么？
[学生回答] 应比较这两个物体的加速度；
依据牛顿第二定律。
(3)．当时已经比较精确地测定月球与地球的距离r＝384400km、月球的公转周期为27.3天。我们想一个可行的方法，测出月球轨道上某物体的加速度。
[学生板算]
(4)．物体的质量为m，放在月球轨道上时，受到地球的引力多大？放在地球表面时，受到的引力（可认为等于重力）多大？它们的比值是多大？
[学生板算]
物体在地球表面上时所受地球引力为：
物体放在月球轨道上时所受地球引力为：
则比值为：
(5)．通过(1)中结论和(4)中结论的比较，你能得到什么结论？
[板书] 比较可得
结论：月球绕地球运动的力以及使苹果下落的力和太阳与行星之间的力遵循同一规律。
3．万有引力定律：
(1)．万有引力定律的内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比。
(2)．表达式：
(3).适用条件：适用于任何有质量的两个物体之间。
(4)．两个物体间的距离r：
ａ．物体可被视作质点：
ｂ．物体是均匀球体：
4．引力常量
(1)．G值：G＝6.67259×10-11N·m2/kg2
通常取G＝6.67×10-11N·m2/kg2
(2)．意义：
ａ．两个物体之间的确存在万有引力。
ｂ．能够定量计算万有引力的大小。
巩固练习：
r2
r
r1
1．如图所示，两球的质量均匀分布，大小分别为m1、m2，则两球间的万有引力为（ D ）
A. B.
C. D.
2．对于万有引力定律的表达式，下面说法正确的是( AC )
A．公式中G为引力常量，是由实验测得的，不是人为规定的。
B．当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大，比如放在地心的物体。
C．m1与m2之间的引力总是大小相等、方向相反，与m1、m2是否相等无关。
D．m1、m2之间的引力是一对平衡力。
3．既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时他们不吸在一起？（假设两个人相距1m，质量为60kg）
解：两个人之间的万有引力为：
由于该力比日常所受到的力（如：摩擦力等）小的多，故不会吸在一起。
地球的质量约为月球质量的81倍，一飞行器在地球和月球之间，当地球和月球对它的引力大小相等时，这时飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为多少？
解：对飞行器：
解得：
小结：
万有引力定律的内容
万有引力定律的适用条件
引力常量
布置作业：P71 2、3