(共27张PPT)
万有引力定律
万有引力定律是高中物理人教版必修2 第六章第3节的内容,万有引力定律是本章的核心,是17世纪自然科学的伟大成果之一,它为研究天体运动提供了理论依据,是彻底使人们对宇宙的探索从被动到主观的发现。
万有引力定律具有承上启下的作用:上承圆周运动,下启卫星运动。掌握好本节课,对前面的知识加深理解,后面的问题的顺利解决,将会起到非常重要的作用。
教材作用
及地位
知识与技能:1、认识万有引力的普遍性,回推导万有引力定律;2、掌握万有引力的应用,能用万有引力定律结合圆周运动知识来解决天体运动的问题;
过程与方法:1、通过推理过程,培养科学探究兴趣,领略物理学中所蕴含的逻辑关系;2、培养学生“猜想——证明——检验”的探究物理规律的科学方法和思路;
情感态度价值观:培养学生发现问题和解决问题的能力;开阔视野,探索天体奥秘,培养学生的学习欲望。
教学目标
重点:牛顿发现万有引力的思路;万有引力定律的推导、应用;
难点:万有引力定律的推导及牛顿证明万有引力定律的思路。
教学
重难点
学生已经学习了圆周运动、开普勒三大定律等有关知识。已经积累了一定的知识,理论上已经具备学习这节课的能力。
高一学生证处于初中物理的定性分析到高中物理的定量分析;从发初中的形象思维到高中的抽象思维,这个转变过程中,他们已经具备了一定的观察、抽象概括能力,但其创造能力还比较欠缺,数学推理能力较弱,但对感性材料的认知能力较强,接受新知识的能力也很强。
本节课的内容较为抽象,无法通过实验的方式来获得公式,这要求在理论思维上要清晰,逻辑推理能力较强,通过常见的科学探究方法“猜想——证明——检验”让学生通过大脑的思考与组织,严密的辩论推理获得学习。
学生通过具体事例、例题、多媒体受段加强重点教学,通过及时复习,突破难点教学,通过探究活动,同化重难点知识,在空间和时间上得以延续。
1
2
3
4
5
2
新课导入(3min)
展示牛顿与苹果的故事图片和月球绕地球转的图片,提出疑问。
3
新课教学(20min)
月——地检验
万有引力的推导
说教学
过程
月——地检验(万有引力的猜想)
.
地球
月球
R
60R
地表附近的苹果下落时有重力加速度
天上的月球有向心加速度
教学重点
说教学
过程
1、把行星绕太阳的运动近似看成是匀速圆周运动,太阳对行星的万有引力是行星做圆周运动所需的向心力
2、据开普勒第三定律知
式中G为常量
牛顿认为k是一个与行星无关,但与太阳质量有关的物理量
万有引力的推导
3、行星吸引太阳的力F1和太阳吸引行星的力F应大小相等,并且有相同的性质,因此太阳对行星的引力F与行星的质量成正比,自然也应跟太阳的质量成正比
教学难点
4
5
M1M2
万有引力定律
1、月——地检验:
(1)猜想:是同种性质的力
(2)证明:
(3)检验:比对数据
2、万有引力定律:F=G
R
2
副板书
第六章 万有引力与航天
3
1、苹果为什么向下运动,而不是向上运动?
2、月球为什么围绕地球运动?
3、这两种力是同一种性质的力吗?
牛顿由“苹果落地”如何猜想
一、月——地检验
月——地检验
.
地球
月球
R
60R
地表附近的苹果下落时有重力加速度
天上的月球有向心加速度
结论:月球、地面物体所受的引力以及太阳对行星的引力是同一性质的力。
1.既然太阳与行星间、地球与月球间、地球与地面物体间的力遵从“平方反比”的规律,是否任意两个物体间都有这样的力呢?
?
1、把行星绕太阳的运动近似看成是匀速圆周运动,太阳对行星的万有引力是行星做圆周运动所需的向心力
2、据开普勒第三定律知
式中G为常量
牛顿认为k是一个与行星无关,但与太阳质量有关的物理量
3、行星吸引太阳的力F1和太阳吸引行星的力F应大小相等,并且有相同的性质,因此太阳对行星的引力F与行星的质量成正比,自然也应跟太阳的质量成正比
万有引力的推导
【说明】
1.m1和m2表示两个物体的质量,r表示他们的距离;
2适用范围:①适用于任意两个可看做质点的物体;
②质量分布均匀的两个球体间。
3.G为引力常数
万有引力定律:
r
m1
m2
F
F
引力常数的测定——卡文迪许扭秤
引力常量的物理意义
——它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力。
G=6.67×10-11 N·m2/kg2
1、粗略的计算一下两个质量为50kg,相距0.5m的人之间的引力是多大?
一粒芝麻重的几千分之一!!!
2. 要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4,下列办法可采用的是( )
A. 使两个物体质量各减小一半,距离不变
B. 使其中一个物体的质量减小到原来的1/4,距离不变
C. 使两物体的距离增为原来的2倍,质量不变
D. 距离和两物体质量都减小为原来的1/4
课堂小结
课后作业
1、教材 “问题与练习”第2、3题
2、完成[课时学案]中交流讨论的内容