物理：6.4《万有引力的成就》教案1(新人教版必修2)

高中物理课堂教学教案年月日

R

M G θ m w

r F 向 F 引 教 学 活 动 导入新课 .万有引力常量的测出的物理意义. 答：使万有引力定律有了其实际意义，可以求得地球的质量等. 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.

新课教学

一、地球质量 1、练习计算：《中华一题》

已知：M 地= m= R=

求：（1）万有引力

（2）物体随地球自转的向心力

（3）比较可得什么结论？

2、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，2R Mm G mg = 地球质量： G

gR M 2

=

二、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多

提问：行星做圆周运动的向心力的来源是什么？

书本《问题与练习》1-4。

板书设计

一、地球质量M

地球表面，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= 二、太阳质量——中心天体质量

1、太阳质量M ，行星质量m ，

轨道半径r ——行星与太阳的距离，

行星公转角速度ω，公转周期T ，则

r T m r m r Mm G 2

222⎪⎭

⎫ ⎝⎛==πω 太阳质量2

3

24GT r M π= 与行星质量m 无关。

2、建立模型求中心天体质量 三.发现未知天体

万有引力对研究天体运动有着重要的意义.海王星、冥王星就是这样发现的.请同学们推导：已知中心天体的质量及绕其运动的行星的运动情况，在太阳系中，行星绕太阳运动的半径r 为：

根据F 万有引力=F 向=2r

Mm G ,而F 万有引力=r T m 2)2(π,两式联立得： 31

22)4(π

M GT r = 在18世纪发现的第七个行星——天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离.当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星.后来，亚当斯和勒维列在预言位置的附近找到了这颗新星.后来，科学家利用这一原理还发现了许多行星的卫星，由此可见，万有引力定律在天文学上的应用，有极为重要的意义.

四、小结（用.ppt 出示）

这节课我们主要掌握的知识点是：

1.万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：

(1)F 万有引力=环绕体所需的向心力

(2)地面（或某星球表面）的物体的重力=F 万有引力.

2.了解万有引力定律在天文学中具有的重要意义.

（一）课本P 74（1）（3）

（二）思考题：已知地球的半径为R ，质量为M 地，月球球心到地球球心的距离r 月地=60 R ，r 月地=3.8×108米，月球绕地球运行周期T =27.3天，地球对物体的重力加速度g ０=9.8m/s 2，试证明地球对月球的引力和地球对其附近物体的引力是同性质的力，都是万有引力.

第四节 万有引力理论的成就

一、1.天体质量的计算 r r

M r Mm G 22

24π= 2324GT r M π= (只能求出中心体的质量) 2.求某星体表面的重力加速度. 2R Mm G mg = (R 为星体的半径) 二、发现未知天体：（已知中心体的质量及环绕体的运动） 322224)2(π

πM GT r r T m r Mm G =⇒=