§5.2 万有引力定律是怎样发现的(学)

高一级物理必修二课堂有效教学学案2014年5月30日课题§5.2 万有引力定律是怎样发现的课型新授课（1课时）撰写人

教学目标知识与

能力

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。

3.知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。过程与

方法

情感

态度

价值观

重点

1.知道万有引力定律的发现过程和万有引力定律的适用范围。

2.万有引力定律的理解和应用。

难点万有引力定律的理解和应用。

教学

环节

预习•基础知识、归纳•核心要点、积累•解题技能、检测•学业达标

教学流程设计：

一、万有引力定律的发现

在前人研究的基础上，经严密的推理运算和实践检验，提出了万有引力定律。

1.利用微积分克服了(A.变速 B.匀速)运动的障碍。

2.提出_____的概念，把天体的质量集中于_____。

3.进行合理简化，即撇开其他天体的作用不计，只考虑_____对行星的作用，从而不受干扰地直达问题本质。

4.通过___________，摘取了引力问题的桂冠。

【判一判】

(1)月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡。( )

(2)月球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力产生的。( )

(3)地球对月球的引力与地面上的物体所受的地球的引力是两种不同性质的力。( )

提示：(1)月球绕地球做匀速圆周运动，是因为地球对月球的引力提供向心力的作用,(1)错误。

(2)月球受到地球的引力作用，该力的效果是向心力，(2)正确。

(3)地球对月球的引力和地球对地面上物体的引力是同一性质的力, (3)错误。

二、万有引力定律

1.内容：自然界中_____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乘积成_____，跟它们的距离的二次方成_____。

2.公式：

22

1 r m

m

G F ⋅

=说明：

(1)G 为引力常量，其数值由英国物理学家_________测量得出，常取G=___________22/kg m N ⋅。 (2)r 为两个_____间的距离或质量均匀的两个球体的_____间的

【想一想】如图为卡文迪许1798年测定引力常量的实验装置。卡文迪许为什么被人们称为“能称出地球质量的人”？

提示：因为卡文迪许测出引力常量G 值之后,它使万有引力定律有了真正的实用价值。利用万有引力定律便可以计算出地球的质量,所以卡文迪许被称为“能称出地球质量的人”。

太阳与行星间引力规律的推导与拓展

【探究导引】

和行星不同，彗星的轨道是扁长的椭圆轨道，彗星的运动不能看做匀速圆周运动。观察图片，思考以下问题：

(1)太阳对行星的引力大小与哪些因素有关？ (2)太阳对行星的引力的方向是一成不变的吗？ (3)太阳对行星和对彗星的引力是否存在同样的规律？ 【要点整合】 1.推导思想

把行星绕太阳的椭圆运动简化为以太阳为圆心的匀速圆周运动,运用匀速圆周运动规律结合开普勒第三定律、牛顿运动定律推导出太阳与行星间的引力表达式。 2.推导过程:万有引力公式2

21r m m G

F ⋅=的得出,概括起来导出过程如下:

开普勒第三定律k

r T 32

=,化入得

2

124r m k F •

=π

2

12

4T

r m F π=

太阳地行星的

引力21

r

m F ∝

由牛顿第三定律得出行星对太

阳的引力:22

'r

m F ∝

写成等式:

221r

m m G F ⋅=

综合整理得:2

21r m m G

F ⋅∝

简化处理:按

“圆”处理

引力提供向心力r

v m F 2

1⋅=

匀速圆周运动规律T

r

v π2=

对万有引力定律的理解

万有引力定律的公式适用于计算质点间的相互作用，当两个物体间的距离比物体本身大得多时，可用此质量分布均匀的球体间的相互作用，可用此公式计算，式中r是两个球体球心间的距离。

不同天体间引力大小的比较