辽宁省沈阳市第二十一中学高中物理 第六章 第3节《万有引力定律》教学案（无答案）新人教版必修2.doc

6-3万有引力定律【教学目标】1、 了解万有引力定律发现的思路和过程。2、 知道万有引力存在于所有物体之间，知道万有引力定律的适用范围。3、 会用万有引力定律解决简单的引力计算问题。4、 了解万有引力定律发现的意义，体会科学规律发现中猜想与求证的重要性。【教学重点】1、理解万有引力定律的内容及表达式。2、理解“天上”和“人间”的力出于同一本源。【教学难点】1、理解月地检验过程和思路。 2、会利用万有引力定律计算相关问题。【教学内容】一、教材要点（用教材中的原话做教材要点）导入：太阳与行星之间的力使得行星不能飞离太阳，那么是什么力使得地面的物体（例如苹果）不能离开地球，总要落回地面呢？也就是说，地球对表面及附近物体的力与太阳、地球和众多行星之间的引力是同一种力吗？1、月地检验假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力，同样遵从“平方反比”的规律，那么，月球轨道半径r约为地球半径r地（苹果到地心的距离）的60倍（表达式 ），所以月球轨道上一个物体受到的引力f比它在地面附近受到的引力f要小，前者只有后者的 ，（表达式 ）。根据牛二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度a（月球公转向心加速度）也应该是它在地球表面下落时加速度g（重力加速度）的 。牛顿时代重力加速度已经能够比较精确的测定，当时也能够比较精确测得月球与地球距离r，月球公转周期t，从而能够算出月球运动的向心加速度a= 。计算结果表明的确有 ，这说明： 都遵从相同的规律。2、万有引力定律思考：是否任意两个物体之间都有这样的力呢？我们大胆的把以上结论推广到宇宙中一切物体之间。自然界中任何两个物体都相互 ，引力的方向在它们的 上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成 、与它们之间距离r的 次方成 。表达式为 。式中g是比例系数，叫做 。引力常量g= ，英国物理学家 ，在实验室比较精确的测出。3、万有引力定律的适用条件（1） 万有引力定律适用于任意两个物体引力大小的计算。（2） 以下情况可以直接使用公式 。求两个质点间的万有引力：当两个物体间距离 物体本身尺度时，物体可以看做 ，r表示两质点间距离。求两个均匀球体间的万有引力，r表示球心距。 （3） 求两个任意形状大小的物体间引力时，可以把物体 成质点，利用 方法。二、例题解析（可以用教材例题或书后练习题让学生分析，适当添加重点题型）教师可以添加提示用语1、 大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离地球最近的星系。大麦哲伦质量是太阳质量的1010倍即2.01040kg，小麦哲伦云的质量为太阳质量的109倍，两者相距5104光年，求它们之间的引力。2、 一个质子由两个u夸克和一个d夸克组成。一个夸克质量是7.110-30kg，求两个夸克相距1.010-16m时的万有引力。3、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.使两物体的质量各减小一半，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.使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变d.使两物体间的距离和质量都减为原来的1/4三、课堂小结（学生记笔记的地方和课堂重要知识点的理解）本课主要介绍了万有引力定律的推广过程，重点是会应用该定律解决实际问题。万有引力定律的发现把地上物体的运动和天体运动统一起来，对之后一大批科学家追寻大统一理论有引导性的作用，对人类科学文化的发展具有重要意义。牛顿当时的魄力、胆识和惊人的想象力、对事物普遍意义的敏感性是非常值得后人钦佩的。四、基础巩固（选择适合学生的基础性习题，难度适合普通学生即可）1、两个质量均匀的球体，相距r，它们之间的万有引力为10-8牛，若它们的质量、距离都增加为原来的2倍，则它们间的万有引力为（ ） a410-8牛 b10-8牛；c1/410-8牛 d10-4牛2、地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为多少？五、课后训练（选择适合学生难度的典型题