高中物理 6.1 万有引力与航天学案 新人教版必修2
人教版高一物理必修2——万有引力与航天学案
高中物理必修2教学案主备: 严健做题: 单连瑞审核人: 孙志军
课题：§6-1行星的运动
有一行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的8倍，则该行星绕太阳
高中物理必修2教学案主备: 严健做题: 单连瑞审核人: 孙志军课题：§6-2太阳与行星间的引力
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课题：§6-3万有引力定律
高中物理必修2教学案主备: 严健做题: 单连瑞审核人: 孙志军课题：§6-4万有引力理论的成就
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课题：§6-5宇宙航行
地球的质量是5.89×，若要发射一颗地球同步卫星，试求：
高中物理必修2教学案主备: 严健做题: 单连瑞审核人: 孙志军课题：§6-6经典力的学局限性
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课题：§6-7章末总结
二、热点探究
专题一处理天体运动的基本思路
1．利用天体做圆周运动的向心力由万有引力提供，天体的运动遵循牛顿第二定Mm v22π
的加速度
，地球同步卫星质量为m，引力
(。
高中物理 第六章 万有引力与航天 第一节 行星的运动教案 新人教版必修2
第一节行星的运动课时：一课时教师：教学目标三个维度的教学目标具体为：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)知道所有行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴的三次方跟周期的二次方的比值相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关．过程与方法(1)理解人们对行星运动的认识过程是漫长而复杂的；(2)了解科学发现的艰辛，真理是来之不易的．情感、态度与价值观通过教学活动，使同学们感受到科学探索的乐趣与科学探究方法的魅力，树立为科学献身的远大理想．重点与难点重点是开普勒关于行星运动的描述，难点是体验和理解把实验归纳和数学演绎结合起来研究问题的科学方法．教学用具多媒体课件、实物投影仪、木板、白纸、棉线．教学过程：二个视频、〔导入新课〕学生齐读P31页二自然段自远古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的现象吸引了无数智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘．我们的祖先发现，大多数星星的相互位置几乎是固定的，几百年内不会发生肉眼可见的变化，它们是“恒星”，然而，水星、金星、火星、木星、土星这五颗亮星则在众星的背景下移动，有的在几个星期中就能发现它的位置变化，所以把它们叫“行星”．认识宇宙要从行星开始．新课教学：一、古人对天体运动的看法及发展过程？1、古代人们对天体运动存在哪些看法？2、什么是“地心说”，什么是“日心说”？3、哪种学说占统治地位的时间较长？4、两种学说争论的结果是什么？科学的足迹1、地心说代表人物：托勒密观点：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。
2、日心说代表人物：哥白尼：拦住了太阳，推动了地球。
观点：太阳是静止不动的，地球和其他行星都在绕太阳做匀速圆周运动。
3、日心说的进一步完善（1）天才观察者：第谷·布拉赫把天体位置测量的误差由10/ 减少到2/(2) 开普勒：真理超出希望开普勒行星运动三定律[探究1]行星运动绕太阳运动的轨道是什么形状？圆？年份春分夏至秋分冬至20043/206/219/2312/2120053/206/219/2312/2120063/216/219/2312/21春92天夏94天秋89天冬90天秋冬两季比春夏两季时间短第谷（丹麦）二十年的精心观测开普勒（德国）潜心研究 8分的误差四年多的刻苦计算否定19 种假设行星轨道为椭圆假设地球绕太阳的运动是一个椭圆运动,太阳在焦点上,根据曲线运动的特点，得从秋分到冬至再到春分的时间比从春分到夏至再到秋分的时间短，所以秋冬两季比春夏两季要短。
高中物理第六章万有引力与航天第3节万有引力定律教案2新人教版必修2(new)
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.但是,这部分知识的学习过程可以用：“难"、“繁"两字来概括。
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。
高中物理 第六章 万有引力与航天 7 同步卫星、近地卫星、赤道物体的异同点分析学案 新人教版必修2
同步卫星、近地卫星、赤道物体的异同点分析一、区别和联系二、求解此类题的关键1. 在求解“同步卫星”与“赤道上的物体”的向心加速度的比例关系时应依据二者角速度相同的特点，运用公式a ＝ω2r 而不能运用公式a ＝2rGM。
2. 在求解“同步卫星”与“赤道上的物体”的线速度比例关系时，仍要依据二者角速度相同的特点，运用公式v ＝ωr 而不能运用公式GMv r=。
3. 在求解“同步卫星”运行速度与第一宇宙速度的比例关系时，因都是由万有引力提供的向心力，故要运用公式GMv r=，而不能运用公式v ＝ωr 或v ＝gr 。
例题1 （广东高考）已知地球质量为M ，半径为R ，自转周期为T ，地球同步卫星质量为m ，引力常量为G 。
有关同步卫星，下列表述正确的是（ ）A. 卫星距地面的高度为2324GMTπB. 卫星的运行速度小于第一宇宙速度C. 卫星运行时受到的向心力大小为2MmGR D. 卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度思路分析：天体运动的基本原理为万有引力提供向心力，地球的引力使卫星绕地球做匀速圆周运动，即F 引＝F 向＝m 2224T mr r v π=。
当卫星在地表运行时，F 引＝2RGMm＝mg （此时R 为地球半径），设同步卫星离地面高度为h ，则F 引＝2)(h R GMm+＝F 向＝ma 向<mg ，所以C错误，D 正确。
由hR mv h R GMm +=+22)(得，v ＝ R GM h R GM <+，B 正确。
由2)(h R GMm +＝22)(4T h R m +π，得R ＋h ＝ 3224πGMT ，即h ＝ 3224πGMT－R ，A 错误。
答案：BD 例题2 （榆林一中模拟）如图所示，a 是地球赤道上的一点，t ＝0时刻在a 的正上空有b 、c 、d 三颗轨道均位于赤道平面的地球卫星，这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向（顺时针转动）相同，其中c 是地球同步卫星。
新人教版必修2高中物理第六章万有引力与航天《万有引力定律》学案导学
新人教版必修2高中物理第六章万有引力与航天《万有引力定律》学案导学第六章万有引力与航天第三节万有引力定律【学习目的】知识与技艺在开普勒第三定律的基础上，推导失掉万有引力定律，使先生对此规律有初步了解。
进程与方法经过牛顿发现万有引力定律的思索进程和卡文迪许扭秤的设计方法，浸透迷信发现与迷信实验的方法论教育。
情感态度与价值观引见万有引力恒量的测定方法，添加先生对万有引力定律的理性看法。
【教学重点】万有引力定律的推导进程，既是本节课的重点，又是先生了解的难点，所以要依据先生反映，调理解说速度及方法。
【教学难点】由于普通物体间的万有引力极小，先生对此缺乏理性看法，又无法停止演示实验，故应增强举例。
【教学课时】2课时【探求学习】引入新课前面我们曾经学习了有关圆周运动的知识，我们知道做圆周运动的物体都需求一个向心力，而向心力是一种效果力，是由物体所受实践力的合力或分力来提供的。
另外我们还知道，月球是绕地球做圆周运动的，那么我们想过没有，月球做圆周运动的向心力是由谁来提供的呢？我们再来看一个实验：我把一个粉笔头由运动释放，粉笔头会下落到空中。
实验：粉笔头自在下落。
同窗们想过没有，粉笔头为什么是向下运动，而不是向其他方向运动呢？同窗能够会说，重力的方向是竖直向下的，那么重力又是怎样发生的呢？地球对粉笔头的引力与地球对月球的引力是不是一种力呢？这个效果也是300多年前牛顿苦思冥想的效果，牛顿的结论也是：是。
既然地球对粉笔头的引力与地球对月球有引力是一种力，那么这种力是由什么要素决议的，是只要地球对物体有这种力呢，还是一切物体间都存在这种力呢？这就是我们明天要研讨的万有引力定律。
新课解说1．万有引力定律的推导首先让我们回到牛顿的年代，从他的角度停止一下思索吧。
事先〝日心说〞已在迷信界基本否认了〝地心说〞，假设以为只要地球对物体存在引力，即地球是一个特殊物体，那么势必会退回〝地球是宇宙中心〞的说法，而以为物体间普遍存在着引力，可这种引力在生活中又难以观察到，缘由是什么呢？(先生能够会答出：普通物体间，这种引力很小。
人教版高中物理必修二6.1《万有引力与航天》word学案
四川省雷波县民族中学高中物理 6.2 太阳与行星间的引力教案 新人教版必修2学习目标课标要求1、认识开普勒行星运动定律，从中体会观察在认识自然、发现规律中的作用，体会科学探索过程的曲折与艰辛．2、能用开普勒行星运动定律分析一些简单的行星运动问题． 重、难点开普勒三大行星运动定律。
巩固基础1.根据日常的天文知识，地球围绕太阳公转的周期约为________天，地球自转的周期为________小时，月亮围绕地球公转的周期约为________天。
2.开普勒行星运动定律不仅适用于行星，也适用于卫星绕行星的运动。
研究行星绕太阳的运动时，开普勒第三定律中的常量k 与________质量有关，研究月球、人造地球卫星绕地球运行时，k 与____________质量有关。
3.在太阳系中，八大行星绕着太阳运行，按照距太阳的距离排列，由近及远依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，如果把这些行星的运动近似为匀速圆周运动，那么它们绕太阳运动一周所用的时间最长的是________，运行角速度最大的是_______4.首先总结出行星绕太阳运动规律的天文学家是( ) A.第谷 B.哥白尼 C.牛顿 D.开普勒5.关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（ ）A.开普勒定律是根据长期连续不断的、对行星位置观测记录的大量数据，进行计算分析后获得的结论B.根据开普勒第二定律，行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度的大小随行星与太阳之间距离的变化而变化，距离小时速度小，距离大时速度大C.行星绕太阳运动的轨道，可以近似看作为圆，即可以认为行星绕太阳做匀速圆周运动D.开普勒定律，只适用于太阳系，对其他恒星系不适用；行星的卫星（包括人造卫星）绕行星的运动，是不遵循开普勒定律的6．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是 （ ） A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处C.离太阳越近的行星的运动周期越长D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等7、关于开普勒第三定律的公式32k R T=，以下理解正确的（ ）A ．k 是一个与行星无关的常量B ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R 0，周期为T 0；月球绕地球运转轨道的半长轴为R ，周期为T ，则有232030TR T R =C ．T 表示行星运动的自转周期D ．T 表示行星运动的公转周期提升能力8、从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运转周期之比为8:1，则它们椭圆轨道的半长轴之比为 （ ） A.2:1 B.4:1 C.8:1 D.1:49.八个行星绕太阳运行的轨迹可以粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：从表中所列数据可以估算出天王星的公转周期接近于（）A、8年B、30年C、80年D、 160年感悟经典飞船沿半径为R的圆轨道运动，其周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A处减速，将速度降低到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地面的B 点相切，实现着陆，如图所示。
高中物理第六章万有引力与航天5宇宙航行教学案新人教版必修2
⾼中物理第六章万有引⼒与航天5宇宙航⾏教学案新⼈教版必修25 宇宙航⾏[学习⽬标] 1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第⼀宇宙速度.2.认识同步卫星的特点.3.了解⼈造卫星的相关知识和我国卫星发射的情况以及⼈类对太空的探索历程.⼀、宇宙速度1.⽜顿的设想：如图1所⽰，把物体⽔平抛出，如果速度⾜够⼤，物体就不再落回地⾯，它将绕地球运动，成为⼈造地球卫星.图12.三个宇宙速度⼆、梦想成真 1.1957年10⽉4⽇苏联成功发射了第⼀颗⼈造地球卫星.2.1961年4⽉12⽇，苏联空军少校加加林进⼊“东⽅⼀号”载⼈飞船，铸就了⼈类进⼊太空的丰碑.3.1969年7⽉，美国“阿波罗11号”飞船登上⽉球.4.2003年10⽉15⽇，我国“神⾈五号”宇宙飞船发射成功，把中国第⼀位航天员杨利伟送⼊太空.[即学即⽤]1.判断下列说法的正误.(1)第⼀宇宙速度是发射卫星的最⼩速度.(√)(2)⼈造地球卫星的最⼩绕⾏速度是7.9 km/s.(×)(3)要发射⼀颗⼈造地球卫星，发射速度必须⼤于16.7 km/s.(×)2.已知⽉球半径为R ，⽉球质量为M ，引⼒常量为G ，则⽉球的第⼀宇宙速度v ＝________. 答案 GM R⼀、第⼀宇宙速度的理解与计算[导学探究] (1)不同天体的第⼀宇宙速度是否相同？第⼀宇宙速度的决定因素是什么？(2)把卫星发射到更⾼的轨道上需要的发射速度越⼤还是越⼩？答案 (1)不同.由GMm R 2＝m v 2R得，第⼀宇宙速度v ＝GM R，可以看出，第⼀宇宙速度的值取决于中⼼天体的质量M 和半径R ，与卫星⽆关. (2)越⼤.向⾼轨道发射卫星⽐向低轨道发射卫星困难，因为发射卫星要克服地球对它的引⼒.[知识深化]1.第⼀宇宙速度：第⼀宇宙速度是⼈造卫星近地环绕地球做匀速圆周运动的绕⾏速度.2.推导：对于近地⼈造卫星，轨道半径r 近似等于地球半径R ＝6 400 km ，卫星在轨道处所受的万有引⼒近似等于卫星在地⾯上所受的重⼒，取g ＝9.8 m/s 2，则3.推⼴由第⼀宇宙速度的两种表达式看出，第⼀宇宙速度的值由中⼼天体决定，可以说任何⼀颗⾏星都有⾃⼰的第⼀宇宙速度，都应以v ＝GM R或v ＝gR 表⽰，式中G 为引⼒常量，M 为中⼼天体的质量，g 为中⼼天体表⾯的重⼒加速度，R 为中⼼天体的半径.4.理解(1)“最⼩发射速度”与“最⼤绕⾏速度”①“最⼩发射速度”：向⾼轨道发射卫星⽐向低轨道发射卫星困难，因为发射卫星要克服地球对它的引⼒.所以近地轨道的发射速度(第⼀宇宙速度)是发射⼈造卫星的最⼩速度.②“最⼤绕⾏速度”：由G Mm r 2＝m v 2r可得v ＝GM r ，轨道半径越⼩，线速度越⼤，所以近地卫星的线速度(第⼀宇宙速度)是最⼤绕⾏速度.(2)发射速度与发射轨道①当7.9 km/s ≤v 发<11.2 km/s 时，卫星绕地球运动，且发射速度越⼤，卫星的轨道半径越⼤，绕⾏速度越⼩.②当11.2 km/s ≤v 发<16.7 km/s 时，卫星绕太阳旋转，成为太阳系⼀颗“⼩⾏星”. ③当v 发≥16.7 km/s 时，卫星脱离太阳的引⼒束缚跑到太阳系以外的空间中去.例1 我国发射了⼀颗绕⽉运⾏的探⽉卫星“嫦娥⼀号”.设该卫星的轨道是圆形的，且贴近⽉球表⾯.已知⽉球的质量约为地球质量的181，⽉球的半径约为地球半径的14，地球上的第⼀宇宙速度约为7.9 km/s ，则该探⽉卫星绕⽉运⾏的最⼤速率约为( )A.0.4 km/sB.1.8 km/sC.11 km/sD.36 km/s答案 B解析星球的第⼀宇宙速度即为围绕星球做圆周运动的轨道半径为该星球半径时的环绕速度，由万有引⼒提供向⼼⼒即可得出这⼀最⼤环绕速度.卫星所需的向⼼⼒由万有引⼒提供， G Mm r 2＝m v 2r，得v ＝GM r ，⼜由M ⽉M 地＝181、r ⽉r 地＝14，故⽉球和地球上第⼀宇宙速度之⽐v ⽉v 地＝29，故v ⽉＝7.9×29km/s ≈1.8 km/s ，因此B 项正确.例2 某⼈在⼀星球上以速率v 竖直上抛⼀物体，经时间t 后，物体以速率v 落回⼿中.已知该星球的半径为R ，求该星球的第⼀宇宙速度.答案 2vRt解析根据匀变速直线运动的规律可得，该星球表⾯的重⼒加速度为g ＝2v t，该星球的第⼀宇宙速度即为卫星在其表⾯附近绕它做匀速圆周运动的线速度，该星球对卫星的引⼒(重⼒)提供卫星做圆周运动的向⼼⼒，则mg ＝mv 1 2R ，该星球的第⼀宇宙速度为v 1＝gR ＝ 2vR t .⼆、⼈造地球卫星[导学探究]1. 如图2所⽰，圆a 、b 、c 的圆⼼均在地球的⾃转轴线上.b 、c 的圆⼼与地⼼重合，d 为椭圆轨道，且地⼼为椭圆的⼀个焦点.四条轨道中哪些可以作为卫星轨道？为什么？。
高中物理 第六章 万有引力与航天 第三节 万有引力定律教案 新人教版必修2
第三节万有引力定律课时：一课时教师：教学重点万有引力定律的理解及应用．教学难点万有引力定律的推导过程．三维目标知识与技能1．了解万有引力定律得出的思路和过程．2．理解万有引力定律的含义并掌握用万有引力定律计算引力的方法．3．记住引力常量G并理解其内涵．过程与方法1．了解并体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用．2．认识卡文迪许实验的重要性，了解将直接测量转化为间接测量这一科学研究中普遍采用的重要方法．情感、态度与价值观通过牛顿在前人研究成果的基础上发现万有引力定律的过程，说明科学研究的长期性、连续性及艰巨性．教学过程：导入新课1666年夏末，一个温暖的傍晚，在英格兰林肯郡乌尔斯索普，一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里，坐在一棵树下，开始埋头读书．当他翻动书页时，他头顶的树枝中有样东西晃动起来，一只历史上最著名的苹果落了下来，打在23岁的伊萨克·牛顿的头上．恰巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个问题：是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上，以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上？为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上？(如图所示)正是从思考这一问题开始，他找到了这些问题的答案——万有引力定律．这节课我们将共同“推导”一下万有引力定律．太阳对行星的引力使得行星围绕太阳运动，月球围绕地球运动，是否能说明地球对月球有引力作用？抛出的物体总要落回地面，是否说明地球对物体有引力作用？推进新课问题探究1．行星为何能围绕太阳做圆周运动？2．月球为什么能围绕地球做圆周运动？3．人造卫星为什么能围绕地球做圆周运动？4．地面上物体受到的力与上述力相同吗？5．根据以上四个问题的探究，你有何猜想？教师提出问题后，让学生自由讨论交流．明确：1．太阳对行星的引力使得行星保持在绕太阳运行的轨道上．2．月球、地球也是天体，运动情况与太阳和行星类似，因此猜想是地球对月球的吸引使月球保持在绕地球运行的轨道上．3．人造卫星绕地球运动与月球类似，也应是地球对人造卫星的引力使人造卫星保持在绕地球运行的轨道上．4．地面上的物体之所以会落下来，是因为受到重力的作用，在高山上也是如此，说明重力必定延伸到很远的地方．5．由以上可猜想：“天上”的力与“人间”的力应属于同一种性质的力．讨论交流由上述问题的探究我们得出了猜想：“天上”的力与“人间”的力相同，我们能否将其作为一个结论呢？讨论：探究上述问题时我们运用了类比的方法得出了猜想，猜想是否正确需要进行检验，因此不能把它作为结论．课件展示：牛顿的设想：苹果不离开地球，是否也是由于地球对苹果的引力造成的？地球对苹果的引力和太阳对行星的引力是否根本就是同一种力呢？若真是这样，物体离地面越远，其受到地球的引力就应该越小．可是地面上的物体距地面很远时，如在高山上，似乎重力没有明显地减弱，是物体离地面还不够远吗？这样的高度比起天体之间的距离来，真的不算远！再往远处设想，如果物体延伸到地月距离那样远，物体是否也会像月球那样围绕地球运动？地球对月球的力、地球对地面上物体的力、太阳对行星的力，也许真是同一种力！一、月—地检验问题探究1．月—地检验的目的是什么？2．月—地检验的验证原理是怎样的？3．如何进行验证？学生交流讨论，回答上述三个问题．在学生回答问题的过程中，教师进行引导、总结．明确：1．目的：验证“天上”的力与“人间”的力是同一种性质的力．2．原理：假定上述猜想成立，即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”规律，那么，由于月球轨道半径约为地球半径(苹果到地心的距离)的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力，比它在地面附近时受到的引力要小，前者只有后者的1/602.根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度(月球公转的向心加速度)也就应该是它在地面附近下落时的加速度(自由落体加速度)的1/602.3．验证：根据验证原理，若“天上”“人间”是同种性质的力，由“平方反比”规律及地球表面的重力加速度，可求得月球表面的重力加速度．根据人们观测到的月球绕地球运动的周期，及月—地间的距离，可运用公式a＝4π2T2·r求得月球表面的重力加速度．若两次求得结果在误差范围内相等，就验证了结论．若两次求得结果在误差范围内不相等，则说明“天上”与“人间”的力不是同一种性质的力．理论推导：若“天上”的力与“人间”的力是同一种性质的力，则地面上的物体所受重力应满足：G∝1R2月球受到地球的引力：F∝1r2因为：G ＝mg ，F ＝ma 所以a g ＝R 2r 2 又因为：r ＝60R 所以：a g ＝13 600a ＝g 3 600＝9.83 600m/s 2≈2.7×10－3 m/s 2. 实际测量：月球绕地球做匀速圆周运动，向心加速度a ＝ω2r ＝4π2T2r 经天文观察月球绕地球运动的周期T ＝27.3天＝3 600×24×27.3 sr ＝60R ＝60×6.4×106 m.所以：a ＝4×3.1423 600×24×27.32×60×6.4×106 m/s 2≈2.7×10－3 m/s 2. 验证结论：两种计算结果一致，验证了地面上的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力，即“天上”“人间”的力是相同性质的力．点评：在实际教学过程中，教师引导学生重现牛顿的思维过程，让学生体会牛顿当时的魄力、胆识和惊人的想象力．物理学的许多重大理论的发现，不是简单的实验结果的总结，需要直觉和想象力、大胆的猜想和假设，再引入合理的模型，需要深刻的洞察力、严谨的数学处理和逻辑思维，常常是一个充满曲折和艰辛的过程．借此对学生进行情感态度与价值观的教育．二、万有引力定律思考下面问题：1、用自己的话总结万有引力定律的内容？2、万有引力定律的数学表达式是什么？3、引力常量G 是怎样规定的？4、两物体间的距离是怎样确定的？5、有引力定律的适用条件？6、万有引力的发现有什么重要意义？学生思考后回答．总结：1.内容：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m 1和m 2的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比．2．表达式：由F ＝GMm r 2(M ：太阳质量，m ：行星的质量) 得出：F ＝Gm 1m 2r2(m 1：物体1的质量，m 2：物体2的质量) 3、引力常量G ：适用于任何两个物体。
高中物理 第六章 万有引力与航天 6.1 行星的运动导学案 新人教版必修2(2021年整理)
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第一节行星的运动[学习目标]1、行星运动的两种学说2、开普勒三定律任务一：阅读课本，回答下述问题：在古代,人们对于天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的看法。
你认为哪种学说更先进？请谈谈你的看法.任务二：总结并书写在学案上一、行星运动的两种学说1。
地心说2.日心说：任务三:阅读课本并总结在学案上二、开普勒三定律：1、轨道定律：2、面积定律：3、周期定律：任务四：课堂练习：1、“地心说"是由_______提出的;“日心说”是由_______提出的．2、地球绕太阳可看成_________运动，它的周期是______，3、月亮绕地球可看成________运动，它的周期是_______4、开普勒第一定律是____________,开普勒第二定律是________________，开普勒第三定律是________________．5、假定两个质量为m1和m2的行星分别绕太阳做匀速圆周运动，若它们的轨道半径分别为R1和R 2，则它们运动的周期之比T1/T2等于（C）A 。
(R2/R1）3/2B .（R2/R1）2/3C 。
(R1/R2）3/2D。
（R1/R2)2/36。
神舟六号沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T,如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A处,将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图所示，如果地球半径为R，求飞船由A点到B点所需的时间。
高中物理第六章万有引力与航天1行星的运动学案新人教版必修2(2021年整理)
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1 行星的运动学习目标1。
了解人类对行星运动规律的认识历程，了解观察在认识行星运动规律中的作用.2.初步理解开普勒行星运动定律，了解k值的大小只与中心天体有关.3。
知道开普勒行星运动定律的科学价值.考试要求学考选考a a一、两种对立的学说1。
地心说（1)地球是宇宙的中心，是静止不动的；(2）太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动；（3）地心说的代表人物是古希腊科学家托勒密。
2。
日心说（1)太阳是宇宙的中心，是静止不动的,所有行星都绕太阳做匀速圆周运动；（2)地球是绕太阳旋转的行星；月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳旋转；（3)太阳静止不动，因为地球每天自西向东自转一周，造成太阳每天东升西落的现象；（4)日心说的代表人物是哥白尼.3.局限性都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动，但计算所得的数据和丹麦天文学家第谷的观测数据不符.二、开普勒行星运动定律1.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。
2。
第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积.3.第三定律：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.其表达式为错误!＝k，其中a是椭圆轨道的半长轴，T是行星绕太阳公转的周期,k是一个与行星无关（填“有关”或“无关”）的常量。
高中物理万有引力与航天教案(新人教版必修2)
新人教版高中物理必修二同步教案第六章万有引力与航天第七节向心力【教学目标】（一）知识与技能1、理解向心力的概念。
2、知道向心力大小与哪些因素有关。
理解公式的确切含义，并能用来进行计算。
3、知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。
（二）过程与方法通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并理解公式的含义。
（三）情感、态度与价值观1、在实验中，培养动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。
2、感受成功的快乐，体会实验的意义，激发学习物理的兴趣。
【教学重点】明确向心力的意义、作用、公式及其变形。
【教学难点】如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。
【教学课时】1课时【教学过程】（一）引入新课教师活动：前面两节课，我们学习、研究了圆周运动的运动学特征，知道了如何描述圆周运动。
这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征――向心力。
（二）进行新课1、向心力教师活动：指导学生阅读教材 “向心力”部分，思考并回答以下问题：1、举出几个物体做圆周运动的实例，说明这些物体为什么不沿直线飞去。
2、用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。
学生活动：认真阅读教材，列举并分析实例，体会向心力的作用效果，并根据牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。
学生代表发表自己的见解。
教师活动：倾听学生回答，帮助学生分析实例，引导学生解决疑难，回答学生可能提出的问题。
投影向心力表达式：r v m F n 2=或2ωmr F n =点评：激发学生的思维，充分调动学习的积极性。
通过学生发表见解，培养学生语言表达能力和分析问题的能力。
2、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式教师活动：指导学生阅读教材“实验”部分，引导学生思考下面的问题：1、实验器材有哪些？2、简述实验原理（怎样达到验证的目的）3、实验过程中要注意什么？测量那些物理量（记录哪些数据）？4、实验过程中差生误差的原因主要有哪些？学生活动：认真阅读教材，思考问题，学生代表发言。
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高中物理 6.2 太阳与行星间的引力教案 新人教版必修2
学习目标
课标要求
1、认识开普勒行星运动定律，从中体会观察在认识自然、发现规律中的作用，体会科学探索过程的曲折与艰辛．
2、能用开普勒行星运动定律分析一些简单的行星运动问题． 重、难点
开普勒三大行星运动定律。
巩固基础
1.根据日常的天文知识，地球围绕太阳公转的周期约为________天，地球自转的周期为________小时，月亮围绕地球公转的周期约为________天。
2.开普勒行星运动定律不仅适用于行星，也适用于卫星绕行星的运动。
研究行星绕太阳的运动时，开普勒第三定律中的常量k 与________质量有关，研究月球、人造地球卫星绕地球运行时，k 与____________质量有关。
3.在太阳系中，八大行星绕着太阳运行，按照距太阳的距离排列，由近及远依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，如果把这些行星的运动近似为匀速圆周运动，那么它们绕太阳运动一周所用的时间最长的是________，运行角速度最大的是_______
4.首先总结出行星绕太阳运动规律的天文学家是( ) A.第谷 B.哥白尼 C.牛顿 D.开普勒
5.关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（ ）
A.开普勒定律是根据长期连续不断的、对行星位置观测记录的大量数据，进行计算分析后获得的结论
B.根据开普勒第二定律，行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度的大小随行星与太阳之间距离的变化而变化，距离小时速度小，距离大时速度大
C.行星绕太阳运动的轨道，可以近似看作为圆，即可以认为行星绕太阳做匀速圆周运动
D.开普勒定律，只适用于太阳系，对其他恒星系不适用；行星的卫星（包括人造卫星）绕行星的运动，是不遵循开普勒定律的
6．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是 （ ） A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处 C.离太阳越近的行星的运动周期越长
D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 7、关于开普勒第三定律的公式
32
k R T
=，以下理解正确的（ ）
A ．k 是一个与行星无关的常量
B ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R 0，周期为T 0；月球绕地球运转轨道的半长轴 为R ，周期为T ，则有
2
32
3
0T
R T R =
C ．T 表示行星运动的自转周期
D ．T 表示行星运动的公转周期
提升能力
8、从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运转周期之比为8:1，则它们椭圆轨道的半长轴之比为 （ ） A.2:1 B.4:1 C.8:1 D.1:4
9.八个行星绕太阳运行的轨迹可以粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示： 从表中所列数据可以估算出天王星的公转周期接近于（ ）
A 、8年
B 、30年
C 、80年
D 、 160年
感悟经典
飞船沿半径为R 的圆轨道运动，其周期为T ，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A 处减速，将速度降低到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地面的B 点相切，实现着陆，如图所示。
如果地球半径为R 0，求飞船由A 点运动到B 点的时间。
解析：飞船先后在两个轨道上运动，一次作半径为R 的圆周运动，一次是椭圆轨道运动。
飞船绕地球的圆轨道又可以看作两个焦点
重合在地心的椭圆轨道。
从A 点运动到B 点的时间就是飞船在椭圆轨道上运动周期的二分之一，可以利用开普勒第三定律求出飞船在椭圆轨道运动的周期，进而求出飞船从A 点到B 点的运动时间。
设飞船的椭圆轨道的半长轴为R 1，运动周期为T 1，根据开普勒第三定律有：
根据几何关系有：
解得：
所以飞船从A 点到B 点所需要的时间为：
45.0
拓展：运用开普勒第三定律计算天体的运动时间，一般都要寻找运动时间与天体做椭圆运动周期的联系，天体运动的轨道半长轴（或轨道半径）则可以通过几何关系与已知长度联系起来，再用开普勒第三定律建立天体运动的轨道半长轴（或轨道半径）与天体运动周期联系，求得所需结果。
第六章万有引力与航天
第一节行星的运动答案
1.365 24 27
2.太阳地球
3.海王星水星
4.D
5.AC
6.D
7.AD 8.B 9.C。