高中物理必修二第六章 万有引力与航天 教案
高中物理第六章 万有引力与航天 单元教学设计
高中物理第六章万有引力与航天单元教学设计一、任务分析1、课程标准：（1）通过有关事实了解万有引力定律的发现过程。
知道万有引力定律。
认识发现万有引力定律的重要意义，体会科学定律对人类探索未知世界的作用。
（2）会计算人造卫星的环绕速度。
知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。
（3）初步了解经典时空观和相对论时空观，知道相对论对人类认识世界的影响。
（4）初步了解微观世界中的量子化现象，知道宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子论的建立深化了人类对于物质世界的认识。
（5）通过实例，了解经典力学的发展历程和伟大成就，体会经典力学创立的价值与意义，认识经典力学的实用范围和局限性。
（6）体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用。
举例说明物理学的进展对于自然科学的促进作用。
高考说明解读：万有引力定律及其应用、环绕速度Ⅱ级要求，第二宇宙速度、第三宇宙速度Ⅰ级要求。
一级与了解、认识相当，二级与理解、应用相当。
初中教材：未有涉及各版本教材分析：相互借鉴、去长补短、对教学很有帮助。
上海科教版：安排了两章，第五章，万有引力与航天，侧重于规律的发现过程、物理学史及航天事业的学习。
第六章，经典力学与现代物理，侧重于现代物理学的了解与认识。
山东科技版：安排了两章，第五章，万有引力定律及其应用，侧重于章节引入，规律简介、应用及物理学史、航天事业的学习。
第六章，相对论与量子论初步，侧重于现代物理学的了解与认识。
人教版：兼顾二者。
2、本单元在教材中的地位作用及主要内容本章主要知识是万有引力定律及其在天体运动中的应用，重点是第一宇宙速度、卫星线速度、角速度、周期等的计算、比较。
本章是匀速圆周运动、牛顿定律的进一步应用，在高考中占一定的分数。
除知识外，本章内容是对学生进行“过程与方法、情感、态度与价值观”教育的好机会，让学生充分体会“人类对行星运动规律的认识过程和牛顿建立万有引力定律的过程”，让学生充分体验托勒密、哥白尼、第谷、开普勒、布鲁诺、伽利略等物理学家坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度、科学精神和科学思维方法（求真、求简、求美）,让学生充分感知航天活动是一项高顶尖的事业，正改变着我们的生活及正确评价经典力学。
2024-2025学年高中物理第六章万有引力与航天3万有引力定律(2)教案新人教版必修2
4.该物体的质量为：F / G = 10 N / 6.67 * 10^-11 N * m^2 / kg^2 = 1.5 * 10^26 kg。
5.地球和太阳之间的引力为：G * (M * M') / r^2 = 6.67 * 10^-11 N * m^2 / kg^2 * (5.97 * 10^24 kg * 1.99 * 10^30 kg) / (1.496 * 10^11 m)^2 = 4.07 * 10^27 N。
-使用不同的字体或颜色来区分万有引力定律的不同应用领域，如航天、地球物理学等。
课后作业
1.请计算地球和月球之间的引力，假设地球的质量为5.97×10^24千克，月球的质量为7.35×10^22千克，地球和月球之间的平均距离为384400千米。
2.假设一个物体的质量为2千克，距离地球表面100千米，计算该物体受到的地球引力。
教学方法与策略
为了达到本节课的核心素养目标，并适应学生的学情，我们将采用多种教学方法与策略，以提高教学效果。
1.教学方法：
-讲授法：教师将运用讲授法向学生传授万有引力定律的基本概念和数学表达式，以及引力计算的方法。
-案例研究法：通过分析地球与月球之间的引力案例，让学生理解万有引力定律在实际问题中的应用。
4.科学交流：鼓励学生在课堂上积极发言，与他人交流自己的观点和思考，培养学生的科学交流能力。
学情分析
在进入本节课的学习之前，我们需要对学生的学情进行深入分析，以便更好地设计教学活动和指导学生学习。
1.学生层次：本节课面向的是高中一年级的学生，他们在之前的学习中已经掌握了基本的数学运算技能，具备一定的逻辑推理能力。他们对物理学科有一定的兴趣，但可能在实际问题的解决上还缺乏一定的经验。
必修二第六章《万有引力与航天》单元教案
必修二第六章《万有引力与航天》单元教案.docx20必修二第六章万有引力与航天单元教案2.1轨道球心同面原则轨道球心同面原则，是说人造地球卫星的运行轨道平面必通过地球球心。
设想有一人造地球卫星的运行轨道不通过地心，而仅垂直于地轴，如图1所示。
则卫星将在地球对其的万有引力F的分量F2作用下绕地轴做圆周运动；同时在F的分量F1的作用下在地球赤道平面上下振动。
这样，这个卫星的运行轨道将成为螺旋线，而不是圆形轨道了，这样的轨道显然是不存在的。
图1各种人造地球卫星的运行轨道，不论是圆还是椭圆，其轨道平面一定通过地球球心，不存在轨道平面不通过地球球心的运行轨道。
但轨道平面不一定都要与赤道平面重合，目前常见的有与赤道平面重合的赤道轨道，若轨道上运行的卫星的周期与地球自转周期相同，卫星相对地面静止，这种卫星主要用于通讯；有轨道平面与赤道平面垂直且经过两极的极地轨道，卫星在绕地球圆周运行的同时还沿地球自转方向从西向东转动，其周期等于地千公转周期，所以这种轨道也称太阳同步轨道；还有轨道平面既不与赤道平面重合也不垂直的轨道的倾斜轨道。
2.轨道决定一切原则设地球质量为M半彳仝为R质量为m的人造地球卫星在距地面h高度的轨道上做圆周运动，向心加速度为A、线速度为v、角速度为、周期为To由牛顿第二定律和万有引cMm匹物.27r 口=掰aGy=m化，由基本关系式低祝（我）可以得出：/。
由此知，轨道半径随卫星运行速度的增大而减小，这一过程中引力对卫星做正功，又使卫星的速度增大；随卫星运行速度的减小而增大，这一过程中引力卫星做负功，又使卫星速度减小，直到在新的轨道lMm卢上以新的速度运行，此时又有（*）（R h）。
4.近地卫星五最原则所谓近地卫星，是指在距地面的高度远小于地球半径轨道上运行的卫星，此时Rh,hmv2得，卫星的动能为:pQq卫星势能的计算：由库X定律广及电势的定义可得点电荷Q电场中的电势为：r。
与此类似，可由万有引力定律/得地球引力场中的“引力势”Uf=G为：r。
高中物理《万有引力与航天》优质课教案、教学设计
又已知地球的半径为R，试估算地球的质量。
（引力常量G 已知）本探究点较为简单，时间用的比较少，主要是学生自己课下完成。
1、万有引力与重力之间的关系通过一个例题来检验学生的学习效果。
问题1:不考虑地球自转，在地球表面处物体所受重力与万有引力满足什么样的关系?2、推导：距星体表面高度h 处轨道重力加速度。
3、我们还可以设计出什么样的情景来求地球表面的重力加速度g？至少写出两个改编情景？2、环绕天体法例2、一飞行探测器在半径为R 的某天体上空离该天体表面高为h 的圆形轨道上绕天体飞行，环绕n 周飞行时间为t，求：该天体的质量。
（引力常量G 已知）通过例题2 让学生总结求天体质量的第二种方法，同时，学会拓展，求其它星球的质量方法，给半径如何求密度？拓展：计算天体的密度若将星体看成球体，求该星体的密度还需那些公式？情境3：如果一飞行器环绕某星球表面飞行，运动周期为T,试估算星球的平均密度.总结：学生总结，老师补充。
探究点二、卫星运行参数分析1、人造卫星的运行规律问题1、一卫星围绕地球做匀圆周运动，写出所有万有引力提供向心力的表达式学生推导卫星半径增大各个物理量如何变化，并通过例题3 来进行巩固。
问题2、根据表达式，推导描述圆周运动的物理量与半径r 的关系式总结规律：例题3：卫星A、B 的运行方向相同，其中B 为近地卫星，某时刻，两卫星相距最近(O、B、A 在同一直线上)，已知地球半径为R，卫星A 离地心O 的距离是卫星B 离地心的距离的4 倍，地球表面重力加速度为g，则( )通过题来巩固A．卫星A、B 的运行周期的比值为＝B．卫星A、B 的运行线速度大小的比值为＝C．卫星A、B 的运行加速度的比值为＝D．卫星A、B 至少经过时间t＝，两者再次相距最近总结：例4、如图所示是我国发射的“嫦娥三号”卫星被月球俘获的示意图，“嫦娥三号”卫星先绕月球沿椭圆轨道Ⅲ运动，在P 点经两次制动后最终沿月球表面的圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动，已知圆轨道半径为r，椭圆Ⅲ的半长轴为4r，卫星沿圆轨道Ⅰ运行的周期为T，则下列说法中正确的是( )A．“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅱ上运行的机械能大于在轨道Ⅲ上运行的机械能B．“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅲ上运行时，在M 点的速度大小大于在P 点的速度大小C．“嫦娥三号”卫星在三个轨道上运行时，在P 点的加速度总是相同的D．“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅲ上运行时，从M 点运动到P 点经历的时间为4T【学以致用】【学习反思】1．你的学习收获：2．你还有的困惑：【身边的物理】请仔细观察生活，发现航天科技与日常生活给学生留出时间来自己整理、反思。
高中物理第六章万有引力与航天2太阳与行星间的引力(1)教案必修2
太阳与行星间引力【教学内容分析】从行星运动规律到万有引力定律的经历过程，是本章的重要内容，是极好的科学探究过程及对学生进行人文教育的教育素材。
在行星运动规律与万有引力定律两节内容之间安排本节内容，是为了更突出发现万有引力定律的这个科学过程。
如果说上一节内容是从运动学角度描述行星运动的话，那么，本节内容是从动力学角度来研究行星运动的，研究过程是依据已有规律进行的演绎推理过程。
本节内容与下一节内容结合起来应该说是一个比较完成的探究过程，从问题的提出、猜想与假设、演绎与推理、结论的得出、检验论证等，是一次很好的探究性学习的过程。
【学情分析】从学生已有的知识结构来看，学生在学习万有引力之前，应该对力、质量、速度、加速度、向心力、向心加速度等概念有较好的理解，并且掌握自由落体、抛体和匀速圆周运动的运动学规律，能熟练运用牛顿运动定律解决动力学问题。
所以在推导太阳与行星运动规律时，教师可以要求学生自主地运用原有已经习得的知识进行推导，并要求说明每一步推理的理论依据是什么，教师仅在难点问题上做适当的点拨。
【教学目标】1．知识与技能：（1）知道行星绕太阳运动的原因（2）能运用开普勒三定律、匀速圆周运动规律和牛顿运动定律推导出太阳与行星间引力的表达式2．过程与方法：（1）在推导引力表达式的过程中领会将不易测量的物理量转化为易测量物理量的方法。
（2）通过建立行星运动的简化模型(椭圆---圆），培养建立物理模型解决实际问题方法。
（3）体会“对称”思想在物理研究中的妙用。
3．情感态度与价值观：（1）通过了解历代科学家们对行星运动问题的研究，体会传承、创新及综合在科研活动中的重要作用。
（2）在研究太阳与行星间引力的过程中提高小组团队探究的效率【教学重难点】教学重点：据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式，记住推导出的引力公式。
教学难点：太阳与行星间的引力公式的推导过程，学生对它的理解会有一定的问题。
高中物理必修二《万有引力与航天》精品教案(全章整理)
高中物理必修二《万有引力与航天》精品教案（整理）第一节行星的运动教学目标：（一）知识与技能1、知道地心说和日心说的基本内容．2、知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．3、知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关．4、理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的．（二）过程与方法通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解．（三）情感、态度与价值观1．澄清对天体运动裨秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法．2．感悟科学是人类进步不竭的动力．教学重点：理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动．学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习．教学难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用.教学方法：讲授法教学过程：（一）引入新课宇宙中有无数大小不同，形态各异的天体，由这些天体组成的神秘的宇宙始终是人们渴望了解的领域，人们认识天体运动围绕“天体怎样运动？”和“天体为什么这样运动？”两个基本问题进行了长期的探索研究，提出了很多观点。
通过本节的学习，我们应了解这些观点，知道行星如何运动。
（二）新课教学一、行星运动的两种学说1、地心说地心说的代表人物是亚里士多德和托勒玫。
他们从人们的日常经验（太阳从东边升起，西边落下）提出地心说，认为地球是宇宙的中心，并且静止不动，所有行星围绕地球作圆周运动。
地心说比较符合当时人们的经验和宗教神学的思想，成为神学的信条，被人们信奉了一千多年，但它所描述的天体运动，不仅复杂而且以此为依据所得的历法与实际差异很大。
2、日心说日心说的代表人物是哥白尼，他在《天体运行论》一书中，对日心说进行了具体的论述和数学论证。
认为太阳是静止不动的，地球和其他行星围绕太阳运动。
高中物理必修2_第六章万有引力与航天教案
6.1 行星的运动知识与技能1.知道地心说和日心说的基本内容.2.知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上.3.知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,且这个比值与行星的质量无关,但与太阳的质量有关.4.理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,真理是来之不易的.过程与方法通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识,了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解.情感、态度与价值观1.澄清对天体运动裨秘、模糊的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法.2.感悟科学是人类进步不竭的动力.教学重点理解和掌握开普勒行星运动定律, 认识行星的运动. 学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识, 掌握人类认识自然规律的科学方法, 并有利于对人造卫星的学习.教学难点对开普勒行星运动定律的理解和应用,通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识.[新课导入 ]【多媒体演示】天体运动的图片浏览。
教师 :在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体,如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。
关于天体的运动,历史上有过不同的看法 .(课件投影中国古代天文学观我国古代先民看到北极星常年不动,以及北斗七星等拱极星的回转,便以为星空是圆的,就像是一只倒扣着的半球大锅,覆整在大地上, 而北极则是这盖天的顶,又认为地是方的,就像一张围棋盘,此即“天圆地方”说.东汉时的天文学家张衡提出“浑天”说,认为天就像一个大鸡蛋,地球就是其中的蛋黄.中国古代通常将历法和天文联系在一起.历法注重天体运行的长时间段的重复周期,而不注重天体在三维空间中的运行情况.与古希腊人和中世纪的欧洲人不同,中国历法家很少关心宇宙结构方面的讨论.在汉朝的大部分时期,人们满足于这样的假设:有人居住的世界是一小块中心区域.靠近平面大地中央,这个平面大地是一个绕着倾斜的轴旋转的天球的直径面.天体在该天球的内面移动,但它们靠何种机制来进行这种运动则没有讨论.中国古代有丰富的天文记录.公元前第二个千年的后期,甲骨文中已记载了新星现象.从约公元苗 200年开始,在官方文件中已有关于新星的连年记载,还有流星雨、彗星、日食、太阳黑子以及异乎寻常的云、板光之类的记载,或对蕾星的跟踪观测的记录.这些现象的观测者都使用了制作精良的大型浑天仪和其他刻度仪器,所观测的天体位置,其精确程度毫不逊色于欧洲在第谷之前的观测.学生阅读后对探索宇宙产生兴趣.师:在广袤无垠的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体.如太阳、月亮、夜空中闪烁的星星……吸引了人们的注意,智麓的头脑开始探索天体运动的奥秘.它们的运动是靠神的支配,还是物理规律的约束 ? 经过不懈的努力,科学家们对它已有初步的了解,这一节让我们循着前人的足迹学习行星运动的情况.[新课教学 ]一. “地心说”和“日心说”之争[讨论与交流 ]展示问题:请阅读教材第一段1.古人对天体运动存在哪些看法 ?生:“地心说”和“日心说” .师:2.什么是“地心说” ? 什么是“日心说” ’ ?生:” 地心说” 认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,大阳、月亮以及其他行星都绕地球运动, “日心说”则认为太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动.“地心说’的代表人物:托勒密 (古希腊. “地心说’符合人们的直接经验,同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识, 故地心说一度占据了统治地位.生:“日心说”战胜了“地心说” ,最终被接受.[讨论与交流 ]展示问题:师:“日心说”战胜了“地心说” ,最终真理战胜了谬误.请同学们阅读第 64页《人类对行星运动规律的认识,中托勒密:地心宇宙,哥白尼:拦住了太阳,推动了地球.交流讨论,找出“地心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处.生:地心说所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多,如果把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的位置,换一个角度来考虑天体的运动,许多问题都可以解决,行星运动的描述也变得筒单了.“日心说”代表人物:哥白尼, “日心说”能更完美地解释天体的运动.二、开普勒行量运动定律[做一做 ]用图钉和细绳画椭圆可以用一条细绳和两图钉来画椭圆.如图 7. 1— l 所示,把白纸镐在木板上,然后按上图钉.把细绳的两端系在图钉上,用一枝铅笔紧贴着细绳滑动,使绳始终保持张紧状态.铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆,图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点.想一想,椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距寓之和有什么关系 ?[课堂训练 ](分四小组进行师;阅读教材第二段到最后,并阅读第 64页《人类对行星运动规律的认识中第谷:天才观察家,开普勒:真理超出期望,投影展示以下问题:师:1. 古人认为天体做什么运动 ?生:古人把天体的运动看得十分神圣,他们认为天体的运动不同于地面物体的运动,天体做的是最完美、最和谐的匀逮圆周运动. 师:2.开普勒认为行星做什么样的运动 ? 他是怎样得出这一结论的 ?生:开普勒认为行星做椭圆运动.他发现假设行星傲匀逮圆周运动,计算所得的数据与观测数据不符,只有认为行星做椭圆运动,才能解释这一差别.师:3.开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律 ? 具体表述是什么 ?生:开普勒行星运动定律从行星运动轨道,行墨运动的线速度变化,轨道与周期的关系三个方面揭示了行星运动的规律.具体表述为:第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上.师:这一定律说明了行星运动轨迹的形状,不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗 ?生:不同.第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积.教师 :如图所示,行星沿着椭圆轨道运行,太阳位于椭圆的一个焦点上.如果时间间隔相等,即 t 2-t 1=t4-t 3,那么面积 A=面积 B .由此可见, 行星在远日点 a 的速率最小,在近日点 b 的速率最大.开普勒第三定律:3.所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等.由于行星的椭圆轨道都跟圆近似,在近似计算中,可以认为行星都以太阳为圆心做匀速圆周运动,在这种情况下,若用 R 代表轨道半径, T 代表公转周期,开普勒第三定律可以用下面的公式表示:比值 k 是一个与行星无关的恒量.只与太阳有关。
2020高中物理 第六章 万有引力与航天 6.3 万有引力定律教案 新人教版必修2
3 万有引力定律学习目标1.通过学习牛顿发现万有引力定律的思路和过程,知道地球上的重物下落与天体运动的统一性.2.知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力,知道万有引力定律公式的适用范围.3.通过计算人与人之间、人与地球之间的万有引力,理解万有引力定律的含义并会用万有引力定律公式解决简单的引力计算问题.4.通过学习卡文迪许扭秤实验理解万有引力常量的意义,了解它的测定方法.自主探究1.万有引力定律的内容:自然界中任何两个物体都相互,引力的方向在,引力的大小与成正比、与它们之间距离r的二次方成比.2.公式:3.公式中F为两个物体间的,单位:;m1、m2分别表示两个物体的,单位:;r为两个物体间的,单位:.4.G为,G=,它是测定的.合作探究一、月地检验【自主探究】在牛顿时代,地球表面重力加速度g、月地的距离r、月球的公转周期T都能精确的测定,已知r=3.8×108m,T=27.3天,g取9.8m/s2,月球轨道半径即月地的距离r约为地球半径R的60倍,求月球运动的向心加速度a和地球表面重力加速度g之比?该计算结果说明了什么?结论:.二、万有引力定律【自主探究】阅读教材,思考问题:1.什么是万有引力?并举出实例.2.万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律?其数学表达式如何?并注明每个符号的单位和物理意义.3.万有引力定律的适用条件是什么?【小组合作】1.内容:2.公式:3.公式适应条件:.当物体之间的距离远大于物体本身时,物体可看成质点;当两物体是质量分布均匀的球体时,它们间的引力也可直接用公式计算,但式中的r是指.三、引力常量【小组合作】1.引力常量G:2.卡文迪许在测G值时精妙在哪里?3.引力常量的测定有何实际意义?四、万有引力与重力1.请估算两位同学相距1m远时他们间的万有引力?(可设他们的质量约为50kg)2.已知地球的质量约为6.0×1024kg,地球半径为6.4×106m,请估算其中一位同学和地球之间的万有引力是多大?3.已知地球表面的重力加速度g为9.8m/s2,则其中一位同学所受重力是多少?并比较万有引力和重力?【课堂小结】课堂检测1.要使两物体间的万有引力减小到原来的,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,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.距离和质量都减为原来的2.两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.若两个半径为原来2倍的实心大铁球紧靠在一起,则它们之间的万有引力为( )A.4FB.2FC.8FD.16F3.关于万有引力定律的正确说法是( )A.F=G中的G是一个比例常数,是没有单位的B.任何两个物体都是相互吸引的,引力大小跟两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比C.万有引力定律是卡文迪许发现的D.公式只适用于两个质点之间的引力计算4.下列说法中正确的是( )A.两质点间万有引力为F,当它们间的距离增加一倍时,它们之间的万有引力是B.树上的苹果掉到地上,这说明地球吸引苹果的力大于苹果吸引地球的力C.由万有引力公式F=G可知,当其他条件不变而r趋近0时,F趋于无穷大D.引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,说明它在数值上等于质量为1kg的两个质点相距1m 时的相互作用力5.地球对月球具有相当大的万有引力,他们不靠在一起的原因是( )A.不仅地球对月球且月球对地球也有引力,而两个力大小相等、方向相反,互相平衡了B.地球对月球的万有引力还不够大C.不仅地球对月球有引力,太阳系内其他行星对月球也有引力,这些力的合力等于零D.万有引力不断地改变方向,使得月球绕地球运行6.关于太阳对行星的引力表达式F=G,下面说法正确的是( )A.公式中G为常量,与太阳和行星均无关B.公式中G由太阳与行星间的距离、作用力和质量决定C.M和m受到的引力总是大小相等,方向相反,是一对平衡力D.M和m受到的引力总是大小相等,方向相反,是作用力与反作用力7.两个质量均为m的星体,其连线的垂直平分线为MN,O为两星体连线的中点.如图所示,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.先增大后减小D.先减小后增大8.火星的半径是地球半径的一半,火星的质量约为地球质量的;那么地球表面50kg的物体受到地球的吸引力约是火星表面同质量的物体受到火星吸引力的倍.参考答案自主探究1.吸引它们的连线上物体的质量m1和m2的乘积反2.F=G3.引力N 质量kg 距离m4.引力常量6.67×10-11N·m2/kg2卡文迪许合作探究一、月地检验a=()2r≈2.69×10-3m/s2设物体的质量为m,在月球轨道上的物体受到的引力F1=G,物体在地面附近受到的F2=G,则有结论:“天上的力”和“人间”的力是同一种力.二、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m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比.2.F=G F为两个物体间的引力,单位:N;m1、m2分别表示两个物体的质量,单位:kg;r为两个物体间的距离,单位:m;G为引力常数;G=6.67×10-11N·m2/kg2,它在数值上等于质量分别是1kg的两个物体相距1m时的相互作用力.3.只适用于两个质点间的引力两球心间的距离三、引力常量1.G=6.67×10-11N·m2/kg2.2.该实验精巧之处:将不易观察的微小变化量,转化为容易观察的显著变化量,再根据显著变化量与微小量的关系,算出微小变化量.3.卡文迪许在实验室测定引力常量G,表明万有引力定律适用于地面的任何两个物体,用实验方法进一步证明了万有引力定律的普适性;同时使得包括计算星体质量在内的关于万有引力定律的定量计算成为可能.四、万有引力与重力1.由万有引力定律得:F=G代入数据得:F1=1.7×10-7N.2.由万有引力定律得:F=G代入数据得:F2=493N.3.G=mg=490N,比较结果万有引力比重力大.课堂检测1.D2.D3.BD4.D5.D6.AD7.C8. 2.25。
人教版高中物理必修2《万有引力与航天》教案
本节课一起感受物理理论与计算的魅力。
开始之前，独立思考复习万有引力定律的内容与向心力的表达式。
1. 万有引力定律公式_______________
2. 匀速圆周运动的向心力公式Fn=___________=____________=_____________.
生：展示相关表达式。
1. 计算地球的质量（小组讨论）M
人教版高中物理必修2《万有引力与航天》教案
《人教版高中物理必修2《万有引力与航天》教案》这是优秀的教学设计文章，希望可以对您的学习工作中带来帮助！
过程回顾
从实际出发，Байду номын сангаас入新课
师：从生活实际称体重着手，回顾生活中称量不同物体质量的方法。思考：大到地球这样的星球，它的质量可以“称量”吗？以现有的物理知识如何“称量”或计算地球的质量》
思路一：物体在地球表面时受到的重力近似等于万有引力
人教版高中物理必修2《万有引力与航天》教案这篇文章共5868字。
人教版高中物理必修2第六章 万有引力与航天6. 经典力学的局限性 教案(6)
6.5 宇宙航行一、教材分析“宇宙航行”是人教版—普通高中《物理》教材·必修2—第六章“万有引力与航天”的第五小节。
主要介绍了万有引力定律的实践成就，及航天事业的发展及其巨大成果。
教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。
因此，本节课是“万有引力与航天”中的重点内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础。
人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是学生学习、了解现代科技知识的一个极好素材。
通过对人造卫星原理、宇宙速度等宇宙航行知识的学习，学生不仅可以对万有引力定律有个更全面、更深入的认识，对人类进行宇宙航行有一个更为系统的了解，还有助于培养学生利用所学知识分析、解决实际问题的能力。
同时，也会让学生产生对航天科学的热爱，增强民族自豪感和自信心。
二、教学设计思路1.本节课是一节知识应用与扩展的课程，所以设计时注意加大知识含量，引起学生兴趣。
同时注意方法的培养，让学生养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯，避免套公式的不良习惯。
围绕第一宇宙速度的讨论，让学生形成较正确的卫星运动图景。
2. 本课的教学设计中教师的主导作用表现为：积极创设问题情境、启发学生思维；学生的主体作用为：动脑、动口、动手。
而电教媒体则为这一切提供丰富的信息资源和交互平台。
3.运用现代教育技术能够扩展可视性，实现对现实的形象模拟。
本电教设计精心挑选了多媒体素材，对媒体的运用，力求体现引导认知性、体现逻辑性和现实模拟的真实性。
在每个环节，先用媒体让学生形成感性认知，以问题为中心，学生在观察与体验中思考，自觉地由浅入深，由感性到理性分层探索，再通过师生的讨论、分析、概括及应用，实现由感性认识上升为理性认识的飞跃。
将思维的发展贯穿于知识认知的全过程，是本课的一条主线。
多媒体素材的使用：图片（由嫦娥奔月、飞天壁画、神舟七号飞船等图片切入课题，增强学生对物理学科的亲切感，诱发学习动机）；Flash课件（1：牛顿关于人造卫星的猜想；2：在动态变化过程中认知三种宇速；3：卫星的运动特征）；视频录像（神七出仓、“嫦娥一号”发射全程：激发学生热情和兴趣，实现对现实的形象模拟，让学生体验科学的整体感）。
人教版高中物理必修二教案高中物理人教版必修2教案：第六章 万有引力与航天 第3节 万有引力定律2
6.3 万有引力定律一、教学目标（一）知识和技能1.知道万有引力是一种普遍存在的力。
知道万有引力定律的发现过程，了解科学研究的一般过程。
2.知道万有引力定律的表达式，知道万有引力定律是平方比定律，知道G 的含义。
3.了解卡文迪许实验中扭秤的测量微小力的巧妙构思，知道卡文迪许实验的意义在于直接验证万有引力定律。
（二）过程和方法1.以学习万有引力定律为载体，培养学生搜集、组织信息的能力，掌握理论探究的基本方法。
2.以学习万有引力定律为载体，通过展现思维程序“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”培养学生探究思维能力。
3. 认识物理模型、理想实验和数学工具在物理学发展过程中的作用。
（三）情感、态度和价值观1.领略自然界的奇妙与和谐，蕴涵其中的规律之简洁，发展对科学的好奇心与求知欲。
2.体验牛顿在前人基础上发现万有引力的思考过程，说明科学研究的长期性、连续性、艰巨性，体现科学精神与人文精神的结合。
二、学情分析教学对象分析：本节课的教学对象为高一年级学生。
本节课使用的教材是人民教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书——物理②（必修），第六章第二、第三节的相关内容。
将这两节内容进行整合，有利于学生经历完整的探究过程。
这两节内容准备两课时完成，本节课主要是引领学生，用自己的手和脑，重新“发现”万有引力定律。
经历将近两个学期的高中学习，学生已经基本掌握了高中物理的学习方法，具有一定的抽象思维能力和概括能力。
另外，处于十七、八岁的他们，人生观、世界观正逐步形成，需要教师正确引导。
教学任务分析：本节课以天体运动为线索，通过猜想、建模、归纳、演绎、理想实验、检验等方法、运用牛顿运动定律、匀速圆周运动及向心力的知识，揭示万有引力定律。
通过对科学简史和科学人物的介绍，突出了万有引力的发现过程，体现了科学精神和人文精神的结合。
卡文迪许实验的介绍，说明任何科学发现都必须接受实验的验证。
教学设计思路：学生普遍感觉“万有引力”部分知识的学习为他们打开了探索宇宙的一扇天窗。
高中物理第六章万有引力与航天3万有引力定律教学设计必修2
万有引力定律教学流程图教学目标一、知识与技能目标（１）理解万有引力定律的推导思路和过程。
（２）理解并掌握万有引力定律。
（３）知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。
二、过程与方法目标（１）认识科学研究活动中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性，培养学生的推理能力、概括能力和归纳总结能力；（２）结合“月－地检验”通过思维程序“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”培养学生探究思维能力。
三、情感态度与价值观目标（１）学习科学家们谦逊美德，使学生学习中互相协作、互相借鉴，培养团队精神。
（２）认识天文观测、分析推理、归纳总结等科学意识和方法的重要性，培养学生尊重客观事实并透过现象看本质的认识观。
（３）学习科学家们坚持不懈、勇往直前和一丝不苛的工作精神，培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质；教学重点１．万有引力定律的推导思路和过程。
２．万有引力定律的内容及表达公式。
教学难点１．对万有引力定律的理解；２．对万有引力的理解：任意物体间都有万有引力作用。
３．计算万有引力时物体间距离的含义。
教学媒体与环境（１）电脑、投影仪、屏幕、视频展示台；（２）Ｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔ、自制多媒体Ｆｌａｓｈ积件：行星绕太阳的运动动画、苹果落地的受力动画、地球引力作用于运动着的月球的受力动画等等。
教学方法启发诱思，分析推理、猜想假设、事实验证、归纳总结等方法。
教学过程一、复习提问，导入新课教师：我们上节课学习了两个问题：其一是追寻牛顿的足迹学习了行星运动的动力学问题，找到了太阳与行星间引力的规律，谁能回答一下其具体内容呢？学生：（引导学生复习上节课内容）教师：同学们掌握得很好。
根据其间引力的作用规律，完全可以解释行星的运动了。
正是由于行星受到了太阳对它的引力作用，行星才不会飞离太阳，而是按开普勒发现的三个规律绕太阳运动。
教师：我们上节课学习的另一个问题是：太阳与行星间的引力规律是否适用于卫星绕行星的运动。
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授课班级：计划课时：
6.1行星的运动
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道地心说和日心说的基本内容；
（2）知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上；（3）知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关；
（4）理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。
2、过程与方法：过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。
3、情感、态度与价值观
（1）澄清对天体运动裨秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。
（2）感悟科学是人类进步不竭的动力。
教学重点：理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动。
学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习。
教学难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用，通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识。
教学方法：探究、讲授、讨论、练习
教具准备：
教学过程：
第一节行星的运动
（一）新课导入
多媒体演示：天体运动的图片浏览。
（二）新课教学
1、“地心说”和“日心说”之争
2、开普勒行星运动定律
运
第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
这一定律说明了行星运动轨迹的形状，不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗？（不同）
第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。
如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上，如果时间间隔相等，即t2-t1=t4-t3，那么面积A=面积B。
由此可见，行星在远日点a 的速率最小，在近日点b的速率最大。
授课备注（教学班级的授课具体时间、教师自由调整内容、课堂教学记录等。
）
第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期
的平方的比值都相等。
由于行星的椭圆轨道都跟圆近似，在近似计
算中，可以认为行星都以太阳为圆心做匀速圆周运动，在这种情况
下，若用R代表轨道半径，T代表公转周期，开普勒第三定律可以
用下面的公式表示：
比值k是一个与行星无关的恒量，只与太阳有关。
给出太阳系九大行星平均轨道半径和周期的数值，供学生课后验证。
课堂探究
（1）播放行星绕椭圆轨道运动的课件，使学生对行星的运动有一个简单的感性
认识。
（2）出示九大行星轨道挂图，使学生对多数行星的轨道与圆十分接近有一个感
性认识。
课堂训练
（1）下列说法正确的是…………………………( )
A.地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动
B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动
C.太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动
D.“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的
（2）已知木垦绕太阳公转的周期是地球绕太阳公转周期的12倍．则木星绕太
阳公转轨道的半长轴为地球公转轨道半长轴的（）倍。
参考答案：1．答案：D分析；“地心说”是错误的，所以A不正确．太阳
系在银河系中运动，银河系也在运动，所以，B、C不正确，D正确。
2．答
案：5．24
3、小结：
本节学习的是开苦勒行星运动的三定律，其中第一定律反映了行星运动的
轨迹是椭圆，第二定律描述了行星在近日点的速率最小，在远日点的速率最大，
第三定律揭示了轨道半长轴与公转周期的定量关系。
在近似计算中可以认为行
星都以太阳为圆心做匀速圆周运动。
4、作业布置：
课后小结与反思：板书设计：
第一节行星的运动
1、地心说和日心说
2、第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个
焦点上。
3、第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相
等的面积。
4、开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的
平方的比值都相等。
6.4万有引力的成就
三维教学目标 1、知识与技能
（1）了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系，计算地球质量； （2）行星绕恒星运动、卫星的运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力，会用万有引力定律计算天体的质量； （3）了解万有引力定律在天文学上有重要应用。
2．过程与方法：
（1）培养学生根据数据分析找到事物的主要因素和次要因素的一般过程和方法；
（2）培养学生根据事件的之间相似性采取类比方法分析新问题的能力与方法； （3）培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。
3．情感态度与价值观：
（1）培养学生认真严禁的科学态度和大胆探究的心理品质； （2）体会物理学规律的简洁性和普适性，领略物理学的优美。
教学重点：地球质量的计算、太阳等中心天体质量的计算。
教学策略：通过数据分析、类比思维、归纳总结建立模型来加深理解。
教学难点：根据已有条件求中心天体的质量。
教学方法：探究、讲授、讨论、练习 教具准备： 教学过程：
第四节 万有引力的成就
（一）导入新课
万有引力常量的测出的物理意义？（使万有引力定律有了其实际意义，可以求得地球的质量，万有引力常量一经测出，万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来讨论万有引力定律在天文学上的应用。
）
（二）新课教学 1、地球质量
了解地球表面物体的重力与地球对物体的万有引力的关系。
多媒体投影图：物体m 在纬度为θ的位置，万有引力指向地心，分解为两个分力：m 随地球自转围绕地轴运动的向心力和重力。
给出数据：地球半径R 、纬度θ（取900）、地球自转周期T ，计算两个分力的大小比值，引导学生得出结论：向心力远小于重力，万有引力大小近似等于重力。
因此不考虑（忽略）地球自转的影响，2
R Mm
G
mg
=，地球质量： G
gR M 2
=
2、太阳质量
应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳的质量是多少？提问：行星做圆周运动的向心力的来源是什么？是否需要考虑九大行星之间的万有引力？。