高中物理万有引力与航天章末总结人教版必修2

用心 爱心 专心 高一物理下学期教案高一物理下学期教案 课课 题题万有引力与航天章末总结万有引力与航天章末总结课型课型复习课复习课 2 课时课时 教学目标教学目标 知识与技能 1 理解万有引力定律 2 能根据万有引力定律公式和向心力公式进行相关计算 3 理解万有引力定律在天文学上的应用 4 通过本章知识复习 培养学生理论联系实际的能力 过程与方法 1 归纳本章基本知识 形成知识网络 2 巩固综合运用万有引力定律 圆周运动知识解决具体问题的方法 3 通过本章知识复习 培养学生归纳总结的能力 分析知识的能力 理论联系实际的能力 情感 态度与价值观 1 让学生领悟自然现象必须遵从客观规律的辩证唯物主义思想 2 培养学生审美观 教学重点 难点教学重点 难点 教学重点 天体的运动 万有引力定律的计算 教学难点 万有引力定律的应用 教学方法教学方法 归纳 总结 讨论 练习归纳 总结 讨论 练习 用心 爱心 专心 二 基础知识复习讲解 一 行星运动 1 对行星运动认识的过程 地心说 日心说 2 开普勒第一和第三定律 教学小札教学小札 用心 爱心 专心 第一定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 太阳处在所有椭圆 的一个焦点上 第三定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的 比值相同 用 R 代表半长轴 T 代表公转的周期 2 3 T R k 比值 k 是一 个与行星无关的常量 二 万有引力定律 1 万有引力定律 1 内容 自然界中任何两个物体都是相互吸引的 引力的大小跟这两 个物体的质量的积成正比 跟他们之间的距离的平方成反比 2 公式 F G 2 21 r mm G 6 67 10 11 N m2 kg2 3 理解 任何客观存在的两部分有质量的物质之间都存在着这种 相互作用 万有引力的相互性 适用于计算质点间的引力 4 万有引力和重力的区别和联系 重力是由万有引力产生的 由于地球的自转 因而地球表面的物 体随地球自转时需要向心力 重力实际上是万有引力的一个分力 另 一个分力就是物体随地球自转时需要的向心力 在通常的计算中可以 认为重力和万有引力相等 5 卡文迪许测定万有引力恒量 装置 测出万有引力恒量的意义 证明了万有引力是正确的 同时也提 供了估算地球的质量和地球的平均密度的方法 2 万有引力定律的应用 发现未知的天体 如海王星 冥王星 重力加速度类问题 中心天 体质量 密度的计算 1 把天体运动看成匀速圆周运动 关系式一 万有引力 向心力 GMm r2 mv2 r mr 2 mr 2 T 2 2 万有引力近似等于重力 关系式二 万有引力 重力 GMm r2 mg g 2 GM hR g 随纬度变化而变化 从赤道到两极逐渐增大 在地球的同一纬度处 g 随物体离地面高度的增大而减小 三 宇宙速度 1 第一宇宙速度 环绕速度 7 9 千米 秒 地球卫星的最 v 小发射速度 也是地球卫星环绕地 用心 爱心 专心 球运动的最大速度 2 第二宇宙速度 脱离速度 11 2 千米 秒 卫星挣脱地球 v 束缚的最小发射速度 3 第三宇宙速度 逃逸速度 16 7 千米 秒 卫星挣脱太阳 v 束缚的最小发射速度 四 人造地球卫星 卫星运行速度 角速度 周期与半径的关系 1 由 得 即 越 r v m r Mm G 2 2 r GM v r v 1 r 大 越小 v 2 由 得 即 rm r Mm G 2 2 3 r GM 3 1 r 越大 越小 r 由 得 即 越大 r T m r Mm G 2 2 2 GM r T 32 4 3 rT r 越大 T 三 重点难点突破 1 开普勒周期定律 R3 T2 K K 与中心天体质量有关 与行星无关 不同的中心天体 K 的大小不同 2 万有引力适用条件 公式适用于质点间的相互作用 当两个物体间 的距离远大于物体本身的大小时 物体可视为质点 均匀球体可视为质 点 r为两球心间的距离 3 万有引力遵守牛顿第三定律 即它们之间的引力总是大小相等 方 向相反 4 用万有引力定律分析天体的运动 1 万有引力产生重力 忽略星球自转 万有引力与重力相等 物体静止在星球表面上 则有 1 2 2 R M Gg mg R Mm G 物体距星球某一高度 则有 2 2 2 hR M Gg mg hR Mm G 用心 爱心 专心 2 万有引力提供向心力 一个星体绕另一星体旋转 把星体的运动近似看成匀速圆周运动 1 两星体间的万有引力提供向心力 则有 r T mrm r v m r Mm G 22 2 2 2 应用时根据实际情况选用适当的公式进行分析 天体质量 天体密度的计算 测出一个天体绕另一天体做匀速圆周 2 运动的半径和周期 由 得 r T m r Mm G 2 2 2 2 32 4 GT r M 一个天体绕另一天体表面运动时 32 3 3 RGT r V M 2 3 GT 5 地球同步卫星 相对地面静止 T 24 小时 在赤道上空 距地面的高度和运行速率是 固定的 6 人造地球卫星中的超重与失重 1 超重 人造地球卫星发射过程中有一段向上加速运动阶段 返 回地球时有一个减速运动阶段 这两个过程中物体处于超重状 态 2 失重 人造地球卫星进入轨道做圆周运动时 物体处于完全始 终状态 7 随地球自转的向心加速度和环绕运行的加速度的区别 随地球自转 的向心加速度是由万有引力和地面对物体的支持力的合力产生的 而 环绕运行的加速度则完全是由万有引力产生的 四 例题与练习 见复习试卷 课堂小结课堂