6.3万有引力定律导学案.doc

6.3 万有引力定律导学案学习目标1. 体会物理研究中猜想与验证的魅力，能够踏着牛顿的足迹了解月地检验。2. 进一步大胆地推导得出万有引力定律。3. 了解引力常量的测量及意义。过程与方法通过牛顿发现万有引力定律的思考过程和卡文迪许扭秤的设计方法，渗透科学发现与科学实验的方法论教育。情感态度与价值观介绍万有引力恒量的测定方法，增加学生对万有引力定律的感性认识。学习重点及难点万有引力定律的推导过程及对定律的理解。自主学习1. 只要能验证月球公转的向心加速度是地面附近的物体下落时的加速度的 ,就能够证明月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力.牛顿时代已经能够精确测定地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，也能比较精确地测定月球与地球的距离为60倍地球半径，r=3.8108m；月球公转的周期为27.3天。试用这些已知条件验证牛顿猜想。解析:推理值:观测值： 2.是 的数学表达式,此式中G叫做 ,其数值及单位为 ,牛顿发现上述定律后,英国科学家 在实验室中第一次较准确地测出了G的值. 关于r:（1）如果两物体间的距离远远大于物体本身大小，则两物体看作质点; (2)对于均匀球体，可视为质量集中于球心，r就是两个球心间的距离;(3)一个均匀球体与球外一个质点, r就是球心到质点间的距离。当r趋于0时，万有引力趋于无穷大吗？（r趋于0时，公式不再适用）合作探究问题1.要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法不可采用的是（ ）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 答案：D问题2.（1998年全国高考题）设地球表面物体的重力加速度为g0，物体在距离地心4R（R是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则g/g0为（ ） A1 B1/9 C1/4 D1/16 解析：本题是万有引力定律的简单应用，物体在地球表面的重力加速度和在高空中的加速度都是由地球对物体的万有引力产生的。根据万有引力定律和牛顿第二定律就可以解决该题。 设地球质量为M，质量为m的物体受到地球的万有引力产生加速度，在地球表面和高空分别有： 解得： 答案选：D拓展：物体运动的加速度由它受到的力产生，通常情况下不考虑地球的自转，物体受到的重力大小就认为等于它受到地球的万有引力。本题中物体在地面的重力加速度和高空中运动的加速度都认为是万有引力产生的，然后运用牛顿第二定律，建立物体受到的万有引力与物体运动的加速度之间的联系，从而解决问题。训练：离地面某一高度h处的重力加速度是地球表面重力加速度的1/2，则高度h是地球半径的多少倍？ 问题3.最近几十年,人们对探测火星十分感兴趣,先后曾发射过许多探测器,称为“火星探路者”的火星探测器曾于1997年登上火星.2004年,又有“勇气”号和“机遇”号探测器登上火星.已知地球质量约是火星质量的9.3倍,地球直径约是火星直径的1.9倍.探测器在地球表面和火星表面,所受引力的比值是多少?解析: 所以引申:假如有一天你能到火星上去旅游,你会感到自己的体重发生了什么变化?你在火星上走路或运动与地球上有什么不同?若人到火星上,会感到体重大大减小,走路将变得轻飘飘训练:两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时,它们之间的万有引力为F,若两半径为小铁球半径2倍的实心大铁球紧靠在一起时,则它们之间的万有引力为A.2F B.4F C.8F D.16F答案：D巩固练习 班级 姓名 1. 设想把质量为m的物体放在地球的中心,地球的质量为M,半径为R,则物体与地球间的万有引力是 A零 B无穷大 C D无法确定 2下列关于万有引力定律的说法正确的是万有引力定律是牛顿发现的 中的G是一个比例常数,是有单位的万有引力定律适用于质点间的相互作用两个质量分布均匀的分离的球体之间的相互作用力也可以用来计算,r是两球体球心的距离3.一个物体在地球表面所受的重力为G,则在距地面高度为地球半径的2倍时,所受引力为A B . C. D. 4宇宙飞船正在离地面高地的轨道上做匀速圆周运动，飞船内一弹簧测力计下悬挂一质量为m的重物，g为地面处的重力加速度，则弹簧测力计的读数为Amg B mg/2 C mg/3 D05苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果，发生这种现象的原因是A由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球的质量大，对苹果引力大造成的B由于地球对苹果有引力，而苹果对地球无引力造成的C苹果与地球间的引力是大小相等的，由于地球的质量极大，不可能产生明显的加速度D以上说法都不对6据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N.由此可推知,该行星的半径与地球半径比为A1：2 B2：1 C3：2 D4：1图64rr2r1m2m17在图64中，两个半径分别为r1和r2的球，质量分别为m1和m2，两球之间的距离为r，则两球之间的万有引力为A B. C D图65NmmMO8两个质量均为m的星体,其连线的垂直平分线MN,O为两球连线的中点，如图65所示，一个质量为m的物体从O沿OM方向运动,则它受到的万有引力大小变化情况是A一直增大 B一直减小C先减小，后增大 D先增大，后减小9两颗质量相等的人造卫星a、b绕地球运行的轨道半径，下列说法正确的是A由公式可知，a的向心力是b的1/2 B由公式可知，a的向心力是b的1/4C由公式可知，a的向心力是b的2倍 D以上说法都不对10设想人类开发月球,不断把月球上的矿藏搬运到地球上,假设经过长时间开采后,地球仍可看做是均匀的球体,月球仍沿开采前的圆周轨道运动,则与开采前相比A地球与月球间的万有引力将变大 B地球与月球间的万有引力将变小C月球绕地球运动的周期将变长 D月球绕地球运动的周期将变短12345678910AABCDDDCBDDBBD思维升华本节课通过“月地检验”，明确星球间的引力与地球上的重力属于同一性质的力，可以比较不同星球间的引力或不同