物理必修 第二册2 万有引力定律导学案

这是一份物理必修 第二册2 万有引力定律导学案，共4页。学案主要包含了问题探究，课堂反馈等内容，欢迎下载使用。

1.课题名称：人教版 高一年级 物理 必修2 第七章 万有引力与宇宙航行
第2节 万有引力定律（第1课时）
2.学习任务：
（1）了解从开普勒定律到万有引力定律建立的过程中，众多物理学家的贡献；
（2）知道万有引力定律的内容、表达式和适用条件，理解万有引力定律发现的意义；
（3）理解月地检验；
（4）了解引力常量的测定。
3.学习准备：
准备笔记本、草稿纸，边观看边做记录。
4.学习方式和环节：
复习→提出问题→理论探究→
【复习】
开普勒定律行星运动定律
开普勒第一定律：所有行星围绕太阳运动的轨道都是_________，太阳处在这些_________的一个焦点上．
开普勒第二定律：行星和太阳的连线，在相等的时间内扫过的________相等．
开普勒第三定律：所有行星的轨道的________跟________的比值都相等，即________．
【问题探究】
一、万有引力定律
问题1．是什么原因使行星绕太阳运动？
问题2．行星与太阳间的引力跟哪些因素有关？
【猜想】：地球与月球间的引力，跟太阳与行星间的引力是同一种。
万有引力定律
1. 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量的__________成正比，与它们之间距离的___________________成反比。
2. 公式：F=_____________
其中G叫____________，大小为___________。
3. 适用条件：
严格来说，万有引力定律公式计算只适用于两个________间相互作用的引力计算。
但对于下述几种情况，也可用该公式计算。
（1）两个质量___________球体间的相互作用，其中r是两个球体______间的距离。
（2）两物体间的距离________物体本身的大小时，公式也计算，其中r是两个物体______间的距离。
二、月—地检验
【猜想】：“天上”的力与“人间”的力可能是同一种力。
（地球绕太阳运动，月球绕地球运动，它们之间的作用力是同一种性质的力，这种力与地球对树上苹果的吸引力也是同一种性质的力吗？）
假设地球与月球间的作用力与太阳与行星间的作用力是同一种力，它们的表达式也应该满足。
根据牛顿第二定律，月球绕地球做圆周运动的向心加速度（ 式中 m地是地球质量，r 是地球中心与月球中心的距离）。
进一步，假设地球对苹果的吸引力也是同一种力，同理可知，苹果的自由落体加速度（ 式中m地是地球质量，R 是地球中心与苹果间的距离）。
由以上两式可得。由于月球与地球中心的距离r 约为地球半径R 的60 倍，所以
【检验】：
已知月球与地球之间的距r=3.8×108m，月球公转周期T=27.3天，重力加速度g=9.8m/s2。设月球绕地球做匀速圆周运动，利用圆周运动公式，求得= _____________。

三、引力常量
引力常量G是由____________测出的，它的数值G = ___________________。
问题：测定引力常量有何意义？____________________________________
下面粗略的来计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力。
【课堂反馈】
1．已知两个质点相距为r时，它们之间的万有引力的大小为F；当这两个质点间的距离变为3 r时，万有引力的大小变为（ ）
A．B．C．D．3F
2．如图所示，A、B两球的半径分别为R1，R2，两球质量均匀分布，且质量分别为m1、m2，万有引力常量为G，则A球受到B球的万有引力大小为_______________。
【课堂反馈】答案：1．C；2．
导学案
1.课题名称：人教版 高一年级 物理 必修2 第七章 万有引力与宇宙航行
第2节 万有引力定律（第2课时）
2.学习任务：
（1）理解卡文迪什扭秤的原理；
（2）理解重力和万有引力的区别与联系；
（3）能够利用万有引力定律解决简单的问题。
3.学习准备：
准备笔记本、草稿纸，边观看边做记录。
4.学习方式和环节：
复习→提出问题→理论探究→
【复习】
（1）万有引力定律
内容：．
表达式： ________。
适用条件：
（2）引力常量G是由____________测出的，它的数值G = ___________________。
【问题探究】
一、卡文迪什扭秤原理
1．结构
扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T形架，倒挂在一根金属丝的下端。T形架水平部分的两端各装一个质量为m的小球；T形架的竖直部分装一面小平面镜。实验时，把两个质量均为mʹ的大球放在如图所示的位置，它们跟小球的距离相等。
2．原理（阅读材料）
由于m受到mʹ的吸引，T形架受到力矩作用而转动，使金属丝发生扭转。平衡时，金属丝扭转的角度θ可以从平面镜反射的光点在刻度尺上移动的距离测出。
根据金属丝的扭转力矩跟扭转角度的关系，扭转力矩：
M1 = kθ
① 杠杆平衡条件：
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
② 力矩
力矩=力×力臂
公式：M=Fl
mʹ对m引力的力矩： M2 = Fl
平衡时，M1 = M2 ，
则可以求得 m 、mʹ间的引力大小
由引力：
进而求得G值。
三、万有引力与重力
r
ω
物体的重力并不等于万有引力，物体的重力是地球对物体的万有引力的一个________，物体最随地球自转匀速圆周运动的向心力是万有引力的另一个_________。
（1）重力、重力加速度与纬度的关系：
在两极处：_____________ ， 在赤道处：_____________
重力随纬度的增大而_________。
（2）重力、重力加速度与高度的关系
① 在地球表面：mg = ___________ 得：g = __________
② 在距地面高h处：mg'= __________ 得：g'=___________
重力随距地面高度的增大而_________。
（2）由于随地球自转的向心力很小，在地球表面的物体，则可认为F引______ G
【课堂反馈】
1．如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．P、Q受地球引力大小相等
B．P、Q做圆周运动的向心力大小相等
C．P、Q做圆周运动的角速度大小相等
D．P受地球引力大于Q所受地球引力
2．物体在月球表面上的重力加速度为地球表面上的重力加速度的1／6，这说明了（ ）
A．地球的直径是月球的6倍
B．地球的质量是月球的6倍
C．同一物体在月球表面的重力是在地球表面重力的1／6
D．月球吸引地球的力是地球吸引月球的力的1／6
3．已知地球质量大约是M=6.0×1024kg，地球半径为R=6370 km，地球表面的重力加速度g=9.8 m/s2。求：
（1）地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力?
（2）地球表面一质量为10kg物体受到的重力?
（3）比较万有引力和重力?
【课堂反馈】答案：1．AC；2．C；3．（1）98.6N；（2）98N （3）万有引力略大于重力．