第5章《万有引力定律及其应用》教学指导意见
高中物理必修二教案-5.2 万有引力定律的应用10-鲁科版
高一物理必修2（鲁科版）第五章《万有引力定律及其应用》复习课教学设计知识重组带领学生回顾本章知识结构，请同学复述内容并作出评价。
（应用思维导图XMind 2013，完成对本章节知识点的重组）教师利用提问，引导学生完成本章节知识构架的重组并作出评价。
利用思维导图的形式让学生初步建立本章的知识结构，巩固本章最重要知识，并尝试评价物理先辈的工作。
知识拓展一、天体(卫星)运动问题的处理分析处理天体运动问题，要抓住“一个模型”“两个思路”，区分“三个不同”。
1.一个模型：无论是自然天体(如行星等)，还是人造天体(如人造卫星、空间站等)，只要天体的运动轨迹为圆形，就可将其简化为质点的匀速圆周运动。
2.两个思路(1)所有做圆周运动的天体，所需的向心力都来自万有引力。
因此，向心力等于万有引力，据此所列方程是研究天体运动的基本关系式，即GMmr2＝mv2r＝mω2r＝m4π2T2r＝ma。
(2)不考虑地球或其他天体自转影响时，物体在地球或其他天思考、讨论、回答、总结对核心知识点进行归纳拓展，培养学生应用万有引力定律处理简化了的天体运动问题的能力。
体表面受到的万有引力约等于物体的重力，即G MmR2＝mg，变形得GM＝gR2。
3.三个不同(1)不同公式中r的含义不同。
在万有引力定律公式(F＝G m1m2r2)中，r的含义是两质点间的距离；在向心力公式(F＝mv2r＝mω2r)中，r的含义是质点运动的轨道半径。
当一个天体绕另一个天体做匀速圆周运动时，两式中的r相等。
(2)运行速度、发射速度和宇宙速度的含义不同。
(3)卫星的向心加速度a、地球表面的重力加速度g、在地球表面的物体随地球自转做匀速圆周运动的向心加速度a′的含义不同。
二、人造卫星的发射、变轨与对接1.发射问题要发射人造卫星，动力装置在地面处要给卫星以很大的发射初速度，且发射速度v＞v1＝7.9 km/s，人造卫星做离开地球的运动；当人造卫星进入预定轨道区域后，再调整速度，使F引＝F向，即G Mmr2＝mv2r，从而使卫星进入预定轨道。
高中物理_万有引力定律及应用教学设计学情分析教材分析课后反思
万有引力定律及应用教学目标： 1.让学生了解万有引力定律及应用在高考中的地位、考查方式及考查方向。
2.强化学生对基础知识的记忆、理解；3.使学生巩固解决各类题型的方法技巧；4.培养学生总结能力、合作交流能力、表达能力；5.培养学生勇于表现自我的精神。
教学重点： 1.天体质量和密度的估算；2．人造卫星的a 、v 、T 、ω与r 的关系； 3．卫星变轨问题。
教学难点： 1．卫星变轨问题；2．宇宙双星问题。
教学方法： 分组讨论、启发诱导、讲练结合 教学工具： 多媒体 教学活动：引入课题：今天我们复习《万有引力定律及应用》，这部分知识高考中必考，以选择题的形式考查，主要有天体质量和密度的估算、人造卫星的a 、v 、T 、ω与r 的关系、卫星变轨问题、宇宙双星问题四个考查方向。
下面请同学们组内交流讨论，明确每类题目涉及的基础知识，总结解决题目的方法技巧，分析各类题目的易错易混点。
课堂活动：学生分组交流讨论，教师巡视指导。
学生代表展示结果，学生评价补充，教师根据情况补充、纠正、系统。
一、天体质量和密度的估算[典例1] (2013·保定模拟)在2013年的下半年，我国将实施“嫦娥三号”的发射和落月任务，进一步获取月球的相关数据。
如果该卫星在月球上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间t ，卫星行程为s ，卫星与月球中心连线扫过的角度是1弧度，引力常量为G ，根据以上数据估算月球的质量是( )A.t 2Gs 3B.s 3Gt 2C.Gt 2s 3D.Gs 3t2[解析]由s ＝v t 得：v ＝s t ，由s ＝θr 得r ＝s ，再由GMm r 2＝m v 2r ，解得M ＝s 3Gt 2，故B 正确。
基础知识1．万有引力定律表达式：F ＝G m 1m 2r22．万有引力定律在天体运动中的主要应用公式 (1)GMm r 2＝m v 2r ＝mrω2＝mr 4π2T 2。
(2)GMmr2＝mg r (g r 为r 处的重力加速度)。
高中物理第5章万有引力定律及其应用章末总结学案鲁科版
中学物理第5章万有引力定律及其应用章末总结学案鲁科版中学物理第5章万有引力定律及其应用章末总结学案鲁科版本文关键词：及其应用，中学物理，学案，万有引力定律，鲁科中学物理第5章万有引力定律及其应用章末总结学案鲁科版本文简介：第5章万有引力定律及其应用章末总结一、天体(卫星)运动问题的处理分析处理天体运动问题，要抓住“一个模型”“两个思路”，区分“三个不同”。
1.一个模型：无论是自然天体(如行星等)，还是人造天体(如人造卫星、空间站等)，只要天体的运动轨迹为圆形，就可将其简化为质点的匀速圆周运动。
2.两个思路(1)全部做中学物理第5章万有引力定律及其应用章末总结学案鲁科版本文内容：第5章万有引力定律及其应用章末总结一、天体(卫星)运动问题的处理分析处理天体运动问题，要抓住“一个模型”“两个思路”，区分“三个不同”。
1.一个模型：无论是自然天体(如行星等)，还是人造天体(如人造卫星、空间站等)，只要天体的运动轨迹为圆形，就可将其简化为质点的匀速圆周运动。
2.两个思路(1)全部做圆周运动的天体，所需的向心力都来自万有引力。
因此，向心力等于万有引力，据此所列方程是探究天体运动的根本关系式，即G＝m＝mω2r＝mr＝ma。
(2)不考虑地球或其他天体自转影响时，物体在地球或其他天体外表受到的万有引力约等于物体的重力，即G＝mg，变形得GM＝gR2。
3.三个不同(1)不同公式中r的含义不同。
在万有引力定律公式(F＝G)中，r的含义是两质点间的距离；在向心力公式(F＝m＝mω2r)中，r的含义是质点运动的轨道半径。
当一个天体绕另一个天体做匀速圆周运动时，两式中的r相等。
(2)运行速度、放射速度和宇宙速度的含义不同。
(3)卫星的向心加速度a、地球外表的重力加速度g、在地球外表的物体随地球自转做匀速圆周运动的向心加速度a′的含义不同。
[例1]土星四周有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动，其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心的距离分别为rA＝8.0×104 km和rB＝1.2×105km。
《万有引力定律应用》教案
《万有引力定律应用》教案一、教学目标1. 让学生理解万有引力定律的基本概念和公式。
2. 培养学生运用万有引力定律解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过观察和实验，体会万有引力定律在自然界中的普遍性。
二、教学内容1. 万有引力定律的定义和公式。
2. 万有引力常量的数值和单位。
3. 运用万有引力定律计算两个物体之间的引力。
4. 地球表面的重力加速度和重力的计算。
5. 万有引力定律在日月星辰运动中的应用。
三、教学重点与难点1. 万有引力定律的公式和应用。
2. 重力加速度的概念和计算。
3. 运用万有引力定律解决实际问题。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解万有引力定律的基本概念和公式。
2. 采用实验法观察和测量地球表面的重力加速度。
3. 采用案例分析法分析万有引力定律在日月星辰运动中的应用。
五、教学过程1. 导入：通过提问方式引导学生回顾物理学中有关引力定律的知识。
2. 新课：讲解万有引力定律的定义、公式及应用。
3. 实验：安排学生进行地球表面重力加速度的测量实验。
4. 案例分析：分析万有引力定律在日月星辰运动中的应用。
5. 练习：布置练习题，让学生运用万有引力定律解决实际问题。
7. 作业：布置作业，巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对万有引力定律的理解程度。
2. 实验报告：评估学生在实验过程中的观察、记录和分析能力。
3. 练习题：检查学生运用万有引力定律解决实际问题的能力。
4. 作业：评估学生对课堂知识的巩固和运用情况。
七、教学拓展1. 介绍万有引力定律在现代科技领域的应用，如卫星导航、天体探测等。
2. 探讨万有引力定律在宇宙学中的重要性，如黑洞、星系演化等。
3. 引导学生关注我国在万有引力定律研究方面取得的成果，如嫦娥探月、火星探测等。
八、教学资源1. 教材：提供万有引力定律的相关章节，供学生学习和参考。
2. 课件：制作精美的课件，辅助讲解和展示万有引力定律的相关知识。
3. 实验器材：准备地球表面重力加速度测量所需的实验器材。
高中物理第五章万有引力定律及其应用5.1万有引力定律
万有引力定律万有引力恒量的测定一、教学目标1．在开普勒第三定律的基础上，推导取得万有引力定律，使学生对此规律有初步理解。
2．介绍万有引力恒量的测定方式，增加学生对万有引力定律的感性熟悉。
3．通过牛顿发觉万有引力定律的试探进程和卡文迪许扭秤的设计方式，渗透科学发觉与科学实验的方式论教育。
二、重点、难点分析1．万有引力定律的推导进程，既是本节课的重点，又是学生理解的难点，所以要按照学生反映，调节讲解速度及方式。
2．由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性熟悉，又无法进行演示实验，故应增强举例。
三、教具卡文迪许扭秤模型。
四、教学进程(一)引入新课1．引课：前面咱们已经学习了有关圆周运动的知识，咱们明白做圆周运动的物体都需要一个向心力，而向心力是一种效果力，是由物体所受实际力的合力或分力来提供的。
另外咱们还明白，月球是绕地球做圆周运动的，那么咱们想过没有，月球做圆周运动的向心力是由谁来提供的呢？(学生一般会回答：地球对月球有引力。
)咱们再来看一个实验：我把一个粉笔头由静止释放，粉笔头会下落到地面。
实验：粉笔头自由下落。
同窗们想过没有，粉笔头为何是向下运动，而不是向其他方向运动呢？同窗可能会说，重力的方向是竖直向下的，那么重力又是怎么产生的呢？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？(学生一般会回答：是。
)那个问题也是300连年前牛顿苦思冥想的问题，牛顿的结论也是：yes。
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因素决定的，是只有地球对物体有这种力呢，仍是所有物体间都存在这种力呢？这就是咱们今天要研究的万有引力定律。
板书：万有引力定律(二)教学进程1．万有引力定律的推导第一让咱们回到牛顿的年代，从他的角度进行一下试探吧。
那时“日心说”已在科学界大体否定了“地心说”，若是以为只有地球对物体存在引力，即地球是一个特殊物体，则必将会退回“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，原因是什么呢？(学生可能会答出：一般物体间，这种引力很小。
2024-2025学年高中物理第五章万有引力定律及其应用第2节万有引力定律的应用教案1鲁科版必修2
学校
授课教师
课时
授课班级
授课地点
教具
教学内容
本节课的教学内容来自于鲁科版必修2的第五章“万有引力定律及其应用”的第2节“万有引力定律的应用”。本节课主要内容包括：
1.万有引力定律的公式推导和表达：教师引导学生通过已知的天体运动数据，推导出万有引力定律的公式，并解释其物理意义。
过程：
各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。
其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。
教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。
6.课堂小结（5分钟）
目标：回顾本节课的主要内容，强调万有引力定律的重要性和意义。
过程：
简要回顾本节课的学习内容，包括万有引力定律的基本概念、组成部分、案例分析等。
答案：根据万有引力定律，物体受到的万有引力F=G(M*m)/r^2。其中，m是物体的质量，r是物体到星球中心的距离。在星球表面附近，r=R，其中R是星球的半径。所以，物体受到的万有引力F=G(M*m)/R^2。根据牛顿第二定律，F=mg，因此M=g*R^2/G。
例题3：
题目：一个质量为m的物ຫໍສະໝຸດ ，在距离地球表面h处自由下落，求其速度v。
2.能力水平：学生需要具备一定的科学思维能力和数学运用能力。他们在学习过程中需要能够理解并运用物理公式，进行简单的数学推导。此外，学生需要具备一定的实验观察和数据分析能力，以便能够理解并应用万有引力定律解决实际问题。然而，部分学生可能在这些能力方面存在不足，这可能会影响他们在学习过程中的理解程度。
3.学习习惯：在学习过程中，学生的学习态度、课堂参与度、课后复习习惯等都会对他们的学习效果产生影响。对于本节课，我们需要引导学生积极参与课堂讨论，鼓励他们提出问题并尝试解决问题。同时，课后需要进行适当的练习，以巩固所学知识。然而，部分学生可能在学习习惯方面存在问题，如缺乏主动性、课堂注意力不集中等，这可能会影响他们的学习效果。
高中物理第5章万有引力定律及其应用第1节万有引力定律及引力常量的测定教师用书鲁科版必修2
第1节万有引力定律及引力常量的测定[先填空]开普勒三定律：1．为了便于研究问题，通常认为行星绕太阳做匀速圆周运动．(√)2．太阳系中所有行星的运动速率是不变的．(×)3．太阳系中轨道半径大的行星其运动周期也长．(√)[后思考]如图5－1－1所示，所有行星都绕太阳在椭圆轨道上运行，某一行星绕太阳运动的速率在不同位置都一样大吗？图5－1－1【提示】不一样，在行星距离太阳较近时速率大，在行星距离太阳较远时速率小．[合作探讨]如图5－1－2所示为地球绕太阳运动的示意图，A、B、C、D分别表示春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置．探讨1：太阳是否在轨道平面的中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相同？根据开普勒第二定律，且地球在秋冬两季比在春夏两季离太阳距离近，线速度大，所以秋冬两季比春夏两季要少几天？图5－1－2【提示】太阳不在轨道平面中心，夏至、冬至地球到太阳的距离不同．探讨2：一年之内秋冬两季比春夏两季为什么要少几天？根据地球的公转周期计算火星的公转周期还需要知道什么数据？【提示】根据开普勒第二定律，地球在秋冬两季比在春夏两季离太阳距离近，线速度大，所以秋冬两季比春夏两季要少几天．根据r3T2＝k，要计算火星的公转周期还要知道火星轨道半径与地球轨道半径的比值．[核心点击]1．从空间分布上认识：行星的轨道都是椭圆，不同行星轨道的半长轴不同，即各行星的椭圆轨道大小不同，但所有轨道都有一个共同的焦点，太阳在此焦点上。
因此开普勒第一定律又叫焦点定律．2．对速度大小的认识：(1)如图5－1－3所示，如果时间间隔相等，即t2－t1＝t4－t3，由开普勒第二定律，面积S A＝S B，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大．因此开普勒第二定律又叫面积定律．图5－1－3(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点，所以同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小．3．对周期长短的认识：(1)行星公转周期跟轨道半长轴之间有依赖关系，椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长；反之，其公转周期越短．(2)该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体．例如，绕某一行星运动的不同卫星．(3)研究行星时，常数k与行星无关，只与太阳有关．研究其他天体时，常数k只与其中心天体有关．1．关于开普勒对于行星运动规律的认识，下列说法正确的是( )A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C．所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D．所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比【解析】由开普勒第一定律知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，选项A正确，B错误；由开普勒第三定律知所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，选项C、D错误．【答案】 A2．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图5－1－4所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于( )【导学号：01360160】图5－1－4A．F2B．AC．F1D．B【解析】根据开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，因为行星在A点的速率比在B点的速率大，所以太阳在离A点近的焦点上，故太阳位于F2.【答案】 A3．某人造地球卫星运行时，其轨道半径为月球轨道半径的13，则此卫星运行周期大约是( )A ．3～5天B ．5～7天C ．7～9天D ．大于9天【解析】 月球绕地球运行的周期约为27天，根据开普勒第三定律r 3T 2＝k ，得r 3T 2＝r 3月T 2月，则T ＝13×27×13(天)≈5.2(天)． 【答案】 B应用开普勒定律注意的问题(1)适用对象：开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时r 3T2＝k ，比值k是由中心天体所决定的另一恒量，与环绕天体无关．(2)定律的性质：开普勒定律是总结行星运动的观察结果而总结出来的规律。
高中物理第五章万有引力定律及其应用5.1万有引力定律及引力常量的测定教案1鲁科版必修2
万有引力定律【教学目标】一、知识与技能1、了解万有引力定律得出的思路和过程，知道重物下落和天体运动的统一性。
2、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.3、知道万有引力定律公式的适用范围。
4、理解万有引力常量的意义及测定方法，了解卡文迪许实验室。
二、过程与方法1、在万有引力定律建立过程的学习中，学习发现问题、提出问题、猜想假设与推理论证等方法。
2、培养学生研究问题时，抓住主要矛盾，简化问题，建立理想模型的处理问题的能力。
三、情感态度与价值观1、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程，说明科学研究的长期性,连续性及艰巨性，提高学生科学价值观。
2、经过万有引力常量测定的学习，让学生体会科学的方法论和物理常量数量级的重要性【教学重点】1、月-地检验的推到过程.2、万有引力定律的内容及表达公式。
【教学重点】1、对万有引力定律的理解。
2、使学生能把地面上的物体所受重力与其他星球与地球之间存在的引力是同性质的力联系起来。
【教学设计思想】在本节课教学，将让学生继续经历上节课的万有引力定律“发现之旅”,为此使整个教学流程力图体现如下规律发现过程：“天上"的力与“人间"的力可能出于同一本源？是否任意两个物体之间都存在这样的引力？得到万有引力定律：221r m m GF ⋅=（G 为引力常量)。
检验万有引力定律的普适性:卡文迪许测定万有引力常量G 。
通过这个假想——理论推导——实验检验过程,让学生在物理情景中主动的参与知识的构建过程，体会这种充满着大胆的设想、巧妙的验证和从中体现着的科学探索的精神与方法。
【教学设计过程】一、 新课引入二、教授新课（一）、进一步猜想(二）、月-地检验(三)、万有引力定律（四）、万有引力常量动画展示：（教材中没有，补充给学生，如右图)并介绍构造、演示实验过程，引导学生一起分析原理。
测引力（极小）转化为测引力矩，再转化为测石英丝扭转角度，最后转化为光点在刻度尺上移动的距离（较大）。
高中物理第五章万有引力定律及其应用5.1万有引力定律及引力常量的测定教案3鲁科版必修2083042
高中物理第五章万有引力定律及其应用5.1万有引力定律及引力常量的测定教案3鲁科版必修2083042一、教学目标知识与技能：1．了解万有引力定律得出的思路和过程，理解万有引力定律的含义，掌握万有引力定律的公式；2．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：1．翻阅资料详细了解牛顿的“月-地”检验。
2．根据前面所学内容推导万有引力定律的公式以加深记忆，理解其内容的含义。
情感态度与价值观：1．通过学习认识和借鉴科学的实验方法，充实自己的头脑，更好地去认识世界，提高科学的价值观。
2．通过逻辑推理体验其乐趣，提高分析问题、解决问题的能力。
二、教学内容剖析本节课的地位和作用：万有引力定律是在上一节推导出的公式作一拓展得到的，在前节的基础上加深对公式的理解和应用，同时又为下几节内容作好铺垫。
本节课教学重点：理解万有引力定律的含义及表达式。
本节课教学难点：了解万有引力定律得出的思路和过程。
三、教学思路与方法教学思路：本节课是在猜想-检验-结论的顺序展开,在每一个过程都有大量的学史资料,要让学生在阅读中获取知识,注意培养学生深刻的洞察力、严谨的数学处理和逻辑思维。
教学方法：探究、阅读、讨论、练习四、教学准备录像资料、多媒体课件五、课堂教学设计学生活动：思考教师：为了验证地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，遵守同样的规律，牛顿还做了著名的“月－地”检验(参见课本P 105右侧)，结果证明他的想法是正确的。
如果我们已知月球绕地球的公转周期为27.3天.地球半径为6.37×106m.轨道半径为地球半径的60倍。
教师：同学们试计算一下月球绕地球的向心加速度是多大？（引导学生采用两种方法进行求解并分析结果）学生活动：根据向心加速度公式：224T ra π=≈31071.2-⨯2sm因为F ∝2rm 所以a ∝1/r 2同学们通过计算验证，.3600g a =231072.2s m -⨯≈两者结果十分接近，说明遵循同一规律。
第五章 万有引力定律及其应用教案 徐衍福
万有引力定律及其应用徐衍福知识网络:教学目标：1．掌握万有引力定律的内容并能够应用万有引力定律解决天体、卫星的运动问题 2．掌握宇宙速度的概念3．掌握用万有引力定律和牛顿运动定律解决卫星运动问题的基本方法和基本技能 教学重点：万有引力定律的应用 教学难点：宇宙速度、人造卫星的运动 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程：一、万有引力定律：（1687年）221rm m GF = 适用于两个质点或均匀球体；r 为两质点或球心间的距离；G 为万有引力恒量（1798年由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出）2211/1067.6kg m N G ⋅⨯=-二、万有引力定律的应用 1．解题的相关知识：（1）在高考试题中，应用万有引力定律解题的知识常集中于两点：一是天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即222rv m r Mm G =＝r T m 224πr m 2ω=；二是地球对物体的万有引力近似等于物体的重力，即G2RmM ＝mg 从而得出GM ＝R 2g 。
（2）圆周运动的有关公式：ω＝Tπ2，v=ωr 。
讨论：万有引力定律天体运动地球卫星①由222rv m r Mm G =可得：r GM v = r 越大，v 越小。
②由r m rMm G22ω=可得：3r GM =ω r 越大，ω越小。
③由r T m r Mm G 222⎪⎭⎫ ⎝⎛=π可得：GM rT 32π= r 越大，T 越大。
④由向ma r Mm G=2可得：2rGMa =向 r 越大，a 向越小。
点评：需要说明的是，万有引力定律中两个物体的距离，对于相距很远因而可以看作质点的物体就是指两质点的距离；对于未特别说明的天体，都可认为是均匀球体，则指的是两个球心的距离。
人造卫星及天体的运动都近似为匀速圆周运动。
2．常见题型万有引力定律的应用主要涉及几个方面：（1）测天体的质量及密度：（万有引力全部提供向心力）由r T m r Mm G 222⎪⎭⎫⎝⎛=π 得2324GT r M π= 又ρπ⋅=334R M 得3233RGT r πρ= 【例1】中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。
万有引力定律的应用教案
万有引力定律的应用教案一、教学目标：1. 让学生理解万有引力定律的定义和表达式。
2. 培养学生运用万有引力定律解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过观察和实验，了解万有引力定律在现实生活中的应用。
二、教学内容：1. 万有引力定律的定义和表达式。
2. 万有引力定律的适用范围。
3. 万有引力定律在现实生活中的应用实例。
三、教学重点与难点：1. 万有引力定律的表达式及其应用。
2. 理解万有引力定律的适用范围。
四、教学方法：1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究万有引力定律的应用。
2. 通过观察和实验，让学生了解万有引力定律在现实生活中的应用。
3. 利用案例分析法，分析万有引力定律在不同场景下的应用。
五、教学准备：1. 教材或教学资源。
2. 投影仪或白板。
3. 教学课件或幻灯片。
4. 实验器材（如弹簧秤、物体等）。
教案一、导入（5分钟）1. 教师简要介绍万有引力定律的发现历程。
2. 提问：什么是万有引力定律？它有什么重要意义？二、新课导入（10分钟）1. 教师讲解万有引力定律的定义和表达式。
2. 引导学生理解万有引力定律的适用范围。
三、案例分析（15分钟）1. 教师展示实例：地球绕太阳运动的解释。
2. 学生分组讨论：万有引力定律如何在实际问题中应用？3. 各组汇报讨论成果，教师点评并总结。
四、实验环节（10分钟）1. 教师安排实验：使用弹簧秤测量物体间的万有引力。
2. 学生分组进行实验，记录数据。
3. 教师引导学生分析实验结果，验证万有引力定律。
五、课堂小结（5分钟）1. 教师总结本节课的主要内容。
2. 提问：学生们能举例说明万有引力定律在日常生活中的应用吗？六、课后作业（课后自主完成）1. 复习万有引力定律的表达式及其适用范围。
2. 举例说明万有引力定律在现实生活中的应用。
3. 思考：如何利用万有引力定律解决实际问题？1. 总结本节课的教学效果。
2. 分析学生的掌握情况，提出改进措施。
3. 规划下一步的教学内容和方法。
2021届高考物理教学案：第21讲 万有引力定律及其应用含解析
2021届高考物理人教版一轮创新教学案：第21讲万有引力定律及其应用含解析第五章天体运动［研读考纲明方向］考纲要求复习指南内容要求考情分析：万有引力定律与牛顿运动定律结合分析天体、人造卫星、宇宙飞船的运动问题，以及估算天体的质量和密度问题，反映了物理学与现代科技的密切联系，是每年高考命题的热点.命题趋势:天体运动一般以选择题的形式单独考查，几乎每年必考。
万有引力定律及其应用Ⅱ环绕速度Ⅱ第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ经典时空观和相对论时空观Ⅰ［重读教材定方法］1．P31哪位科学家把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功解释了天体运行的规律？提示：牛顿。
2．P32开普勒行星运动定律的表述。
提示：(1）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)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)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。
3．P33对行星运动轨道简化为圆周后的开普勒三个定律的表述。
提示:(1)行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心.(2)对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）大小不变,即行星做匀速圆周运动.(3）所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即错误!＝k。
4．P36［问题与练习］T2。
提示：近地点的速度较大。
5．P37“太阳对行星的引力”一段,太阳对行星的引力公式依据什么推导出来的？提示：依据开普勒行星运动定律和圆周运动向心力公式推导出来.6．P39[问题与练习］T2。
提示:通过开普勒第三定律得到的。
7．P40万有引力定律的适用范围是什么?提示：自然界中的任何两个物体。
8．P41万有引力理论的成就有哪些？提示：计算天体的质量、发现未知天体。
9．P42笔尖下发现的是哪一颗行星？提示：海王星。
10．P43［问题与练习]T3。
提示：由错误!＝mω2r，ω＝错误!，得M＝错误!,代入数据得：M≈5。
高中物理第五章万有引力定律及其应用5.1万有引力定律及引力常量的测定说课稿
万有引力定律及引力常量的测定今天我说课的题目高中物理必修2第五章第一节《万有引力定律及引力常量的测定》。
下面我就教材分析、教学方法与手段、学法指导、教学程序作一简单介绍。
第一、说教材分析1、地位和作用本节作为圆周运动的一个应用实例，是对第四章《匀速圆周运动》所涉及的基本概念和规律在理解和应用上的进一步加深，通过万有引力定律把地面上的物体运动和天体运动统一起来，为人类认识宇宙、发展航天事业奠定了基础，本节在本册中起着承上启下的作用，同时也是高考重点考查内容。
2、教学目标根据本课教材内容和课标要求，确定目标为：（1）知识与能力：了解开普勒三定律及万有引力定律内容，理解卡文迪许关于引力常量测定的扭秤实验方法；运用万有引力定律解决实际问题。
（2）过程与方法本课内容相对集中，学生已有一定的知识基础，故采取接受性与研究性学习相结合的方式。
借助多媒体课件展示flash图片，充分利用小组合作探究，培养学生自主、合作的团队精神。
（3）情感态度与价值观通过万有引力定律的发现过程，使学生体会到科学探索过程的曲折与艰辛，充分认识到科学研究方法对人类认识自然的重要作用。
3、重点、难点重点：开普勒三定律及万有引力定律的理解。
依据：课标要求及万有引力定律在物理学中的重要地位。
难点：开普勒三定律及万有引力定律的应用。
依据：高一学生在学习过程中动手能力比较欠缺，加之缺乏一定的数学推理能力，很难利用已有的知识应用于实际生活，所以把它定做难点，讲授过程中重点讲解。
第二、说教学方法与手段本课的叙述性、理论性较强，学生参与性、操作性较弱。
故采用情境设置法、问题教学法、讨论教学法、自主阅读和合作探究法、比较法等多种教学方法。
此种方法适应高一学生思维活跃、想象力丰富、求知欲旺盛的特点。
同时借助多媒体课件直观性强、课堂容量大的优势，便于学生接受。
总之，本课教学以科学资料为基础，以问题为载体，以情境为主线，以多媒体辅助为手段，使每一个学生都经历一个获取知识、使用知识、完善情感、升华人格的自主学习过程。
【教学设计】《万有引力定律的应用》教学设计
增强科学方法的教育。
再体会物体的强大力量。
新课引入
讲解万有引力定律在天文学的应用使天文学获得了很快的发展，体现了经典力学的价值与意义。
引入本课：万有引力定律的应用。
新课之
人
造
卫
星
上
天
牛顿在《自然哲学的数学原理》中用一张图解释行星能保持在某轨道运行的原因。大家看图思考问题。
十四、形成性检测
1.图中的圆a、b、c,其圆心均在地球的自转轴线上,对环绕地球作匀速圆周运动而言不正确的是()
A.卫星的轨道可能为a
B.卫星的轨道可能为b
C.卫星的轨道可能为c
D.同步卫星的轨道只可能为b
2.(2010年江苏省南京)a、b两颗人造地球卫星分别在如图所示的两个不同的轨道上运行,下列说
法中正确的是()
②媒体的使用方式包括：A.设疑—演示—讲解；B.设疑—演示—讨论；C.讲解—演示—概括；D.讲解—演示—举例；E.演示—提问—讲解；F.演示—讨论—总结；G.边演示、边讲解；H.边演示、边议论；I.学习者自己操作媒体进行学习；J.自定义。
九、板书设计
第2节万有引力定律的应用
一、人造卫星上天
1.牛顿的抛体运动图--卫星上天与绕地球运行的原理
读《牛顿的抛体运动图》，思考人造地球卫星或宇宙飞船上天的原理。
幻灯片图片展示
理解卫星发射原பைடு நூலகம்。
十八世纪就能提出如何发射卫星，但因科技条件限制，没能实际做到。直到1903年俄国科学家齐奥尔科夫斯基推导出著名的齐奥尔科夫斯基火箭公式，提出液体燃料发动机的多级火箭发射卫星。(1)多级火箭克服地球引力实现宇宙航行的构想—1903年俄国科学家齐奥尔科夫斯基提出。(2)前苏联于1957年发射第一颗人造卫星。(3)我国于1970年发射第一颗人造卫星。在各国发射的第一颗人造卫星中，我国卫星的质量最大(173kg)。
《万有引力定律的应用》 说课稿
《万有引力定律的应用》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是“万有引力定律的应用”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“万有引力定律的应用”这一内容是在学生学习了万有引力定律的基础上进行的。
它既是对万有引力定律的深化和拓展，又为后续学习天体运动、宇宙航行等知识奠定了基础。
在教材中，通过对天体运动的研究，引导学生运用万有引力定律解决实际问题，培养学生的物理思维能力和科学探究精神。
同时，教材还注重将物理知识与现代科技、社会生活相联系，激发学生的学习兴趣和社会责任感。
二、学情分析学生已经掌握了万有引力定律的表达式和基本概念，但对于如何将其应用到实际问题中，还存在一定的困难。
此外，学生的数学运算能力和空间想象能力也有待提高。
不过，学生在之前的学习中已经积累了一定的物理研究方法和思维方式，这为学习本节课的内容提供了一定的保障。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能够熟练运用万有引力定律计算天体的质量、密度等物理量。
（2）学生能够理解并掌握卫星的运动规律，包括线速度、角速度、周期等。
（3）学生能够了解宇宙速度的概念，并能计算第一宇宙速度。
2、过程与方法目标（1）通过对天体质量和密度的计算，培养学生的逻辑推理和数学运算能力。
（2）通过对卫星运动规律的探究，培养学生的科学探究能力和分析问题、解决问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生感受物理学的魅力，激发学生对科学的好奇心和求知欲。
（2）培养学生的科学态度和合作精神，增强学生的民族自豪感。
四、教学重难点1、教学重点（1）运用万有引力定律计算天体的质量和密度。
（2）卫星的运动规律及宇宙速度的计算。
2、教学难点（1）建立物理模型，解决天体运动中的实际问题。
（2）对宇宙速度概念的理解和计算。
五、教法与学法1、教法（1）讲授法：讲解万有引力定律的应用，引导学生理解重点知识。
鲁科版 高一物理 必修二 第五章 5.2万有引力定律的应用 导学案设计(无答案)
高中物理导学案编号：23 编者：吴虹审核：课题：第2节万有引力定律的应用一、学习目标：1、知道卫星所受的万有引力等于卫星做圆周运动的向心力。
2、理解第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度3、理解并会用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。
二、学习要点：1.教学重点：①.人造卫星、月球绕地球的运动、行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的，第一宇宙速度的计算；②.会用已知条件求中心天体的质量.2.教学难点：根据已有条件求中心天体的质量.三、学习指导：板块一：人造卫星上天学法指导：合作探究如何使人造卫星上天1、站在高山顶端，水平抛出一块石头，石头的水平射程跟什么有关？若不断增大水平抛射石头的投掷速度，当速度达到足够大时，石头是否不再落回地面而绕地球旋转？2、（1）为什么宇宙飞船能登上月亮？（2）为什么飞船能象月亮一样围绕地球旋转？（3）飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚去探知其它星球？3、火箭与卫星发射思考题：怎样能够使人造卫星和飞船获得这样大的初速度呢？知识点归纳：1、牛顿对卫星上天的思考：由一个苹果落地引发的：为什么苹果不飞向天空却直落地面？地心引力和月球运动有什么关系？为什么苹果会落地而月球却一直在绕地球旋转？牛顿最重要的科学贡献是在力学方面，发表了名著《自然哲学数学原理》。
他在书中全面地论述了物体运动理论和物体在万有引力作用下的运动规律。
说明了行星在向心力的作用下为什么保持轨道运行，并比较了抛体运动和星球运动。
牛顿在一封给胡克的信中写道：“如果我看得更远那是因为站在巨人的肩上。
”他这里所谓的巨人指的是伽利略和笛卡儿，当然不言而喻也包括了他多次提到的开普勒和哥白尼。
其实，他完成的综合工作是基于从中世纪以来世世代代从事科学研究的前人的累累硕果。
2、宇宙速度：（1）卫星速度的公式推导：当卫星的速度达到一定程度时，就可以围绕地球转动。
此时万有引力提供向心力，下面的推导代数式中m1代表地球的质量，m2代表卫星的质量：F＝＝消去m2和一个r，推出＝（2）宇宙三速度：第一宇宙速度（环绕速度）：7.9km/s（在地面附近做匀速圆周运动所需要的最小的速度。
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第5章《万有引力定律及其应用》教学指导意见漳浦六中詹国荣一、课标解读《普通高中物理课程标准》模块二的第三个二级主题“经典力学的成就与局限性”有如下的内容标准：(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，(如通过万有引力发现未知天体的事实)。
(2)会计算人造卫星的环绕速度。
知道第二、第三宇宙速度。
(3)体会科学研究方法对揭示自然规律的重要作用，举例说明物理学的进展对自然科学的促进作用。
针对内容标准，教学中应达到：①让学生知道万有引力现象广泛存在于物体之间，明确万有引力定律中各物理量的含义。
②会应用万有引力定律求解第一宇宙速度，并知道环绕速度的含义。
③理解月亮、卫星为什么不会从天上掉下来，了解第二、第三宇宙速度含义及数值，④通过万有引力的发现历程，展示科学研究的艰辛及其对社会的伟大贡献，体会研究方法和技术革新在科研中的重要作用。
二、教材分析1、教材特点内容与地位：本章的知识点主要有开普勒的定律、万有引力定律、引力常量的测定，第一宇宙速度的计算，第二、三宇宙速度的含义及其大小。
与旧人教版教材比，物理知识内容变化不大，原教材分5节来叙述，但新教材将这些知识点集中于1、2两节，从教材的编排看，示意必修阶段该部分内容的要求有所降低。
课文在叙述物理知识的同时，重彩浓墨地介绍知识的发现过程和意义，导入和第3节用来介绍天文学和航天事业的发展，突出展现人类艰辛的探索历程和取得的伟大成就，体现编者重视本章的思想教育功能的意图。
从中学物理的知识结构看，本章较为独立，要求也较浅，但相关的物理史学内容十分丰富，生动而且意义深远，因此，教学中要针对这些特点，认真设计教学过程，完成三维的教学目标。
2、目标要求对照课标结合课文内容，提出如下的要求：导入通过介绍古今中外人类对天空的认识及探索历程，激发学生学习的兴趣，了解人类宇宙观的形成与变化过程，感受古老时期的科学文化。
第1节万有引力定律及引力常量的测定知识与技能：了解开普勒三定律的发现过程及内容，了解万有引力定律与开普勒三定律的联系，清楚万有引力定律的表达式及其中各物理量的含义，知道万有引力的方向。
了解卡文迪许引力常量的测量方法，并认识其重要意义。
过程与方法：体会观测记录在开普勒定律发现中的作用；体会科学推理对于牛顿引力定律发现的重要性；体会“放大测量量”的间接测量方法在卡文迪许实验中的作用，认识创新的方法对于科学进步的重要性。
情感态度与价值观：通过感受人类对天空的认识历程，增强对历史科学文化的兴趣，认识科学工作的艰辛与重要并由衷敬佩科学工作者。
第2节万有引力定律的应用知识与技能：能应用万有引力定律求解第一宇宙速度，求解天体质量、天体间的距离、天体运动周期等。
理解月亮、卫星为什么会绕地球运动而不会掉下来。
了解第二、第三宇宙速度的数值及含义。
了解太阳系各大行星的发现过程。
过程与方法：从太阳系行星的发现过程和人类航天从幻想到现实的历程，感受科学技术的革新和科学定律的发现对推动人类文明的作用。
情感态度与价值观：通过对相关史实的了解，感受科学劳动的价值并对其产生热爱。
第3节人类对太空的不懈追求知识与技能：了解“地心说”和“日心说”的内容和意义。
过程与方法：通过人类对太空的认识过程，感受从观察测量到建立模型(学说)的科学探究过程，感受观察测量的精确性对于科学发现的重要性。
情感态度与价值观：学习科学家事实求是，尊重客观规律，不迷信权威，敢于坚持真理的科学态度和科学精神。
3、重点难点万有引力定律的发现过程和内容，第一宇宙速度的求解是本章的重点。
开普勒三定律的含义、卡文迪许实验原理是本章的难点。
三、教材处理导入及第1节教学建议：通过导入，一方面要达到激发学生对本章学习内容的兴趣，另一方面要通过导入中介绍的内容，了解本民族及本乡本土关于星空的传说故事，传承这些乡土文化并认识其价值，促进对家乡的热爱；再一方面，通过对远古传说到如今现实的对比，感受人类前仆后继的追求所取得的伟大成就。
为此，教学中可让不同的同学叙述各自所了解到的传说，教师再点明这些传说的价值：它们浓缩着先民们的向往、期盼和思索，要点明为探索这些传说的现实性，人类所进行的不懈探索。
开普勒三定律是人类对传说的探索所取得的重要成果，对其介绍可从第谷对行星连续20年的观测记录说起，再到开普勒第一、第二定律的内容，介绍中要让学生了解第谷当时的观测条件，要用图示的形式向学生说明当时第谷所观察到的大致现象，这样有利于让学生体会到20多年的观察测量是何等的艰辛，开普勒对这些数据的整理研究和计算又是多么的辛苦和极具智慧，也有利于学生了解科学方法并对科学家的工作由衷的钦佩。
开普勒第一、第二两定律发表于1609年，从1609年到1619年的十年间，开普勒研究了当时知道的水、金、火、木、土五行星的运动周期T和轨道半径R的关系，最后得出如课本P86表5—1的相关数据，由此得出开普勒第三定律，教学中可向学生介绍这段历史，并让他们从表5—1的分析中发现开普勒第三定律。
关于万有引力定律，教师可用如下四个问题引发学生思考探索：(1)依开氏第一定律，地球绕太阳作椭圆运动，因偏心率不大，可近似看成圆周运动，那么，按圆周运动的知识，地球具备什么条件才能绕太阳做圆周运动？(受向心力作用)(2)地球绕太阳运动的向心力该由谁提供？(太阳)(3)太阳为什么能提供向心力？是带电，带磁或是其他？（让同学表达各自的猜想，并对照牛顿时代科学家的观点：如开普勒的磁力观、笛卡尔的漩涡观、胡克和哈雷等的平方反比率等）。
通过这些问题的引发，让学生感受科学研究的思维过程，感受科学研究不仅要知其然，还应当究其所以然，同时，培养学生的思考习惯；当学生知道自己的猜测与当时科学家的观点相差无几时，他们该有多么的高兴，从而激发他们的学习热情。
紧接着，教师说明解决问题（3）的关键：必须先研究如下问题：(4)太阳对地球的向心力与那些因素有关？在教师的引导下，由向心力公式结合开氏第三定律得出F引= km/r2（K为常数）, 再过度到F 2（物体间引力是相互的，太阳与行星的引力与行星质量有关，也必定与太阳质量有关，引= k`Mm/r故km 可化为k `Mm ，即K=k `M ，式中的K=234T R ，开氏第三定律已知其在太阳系中为常数） ，由此说明太阳与地球引力与它们质量相关而不是与电量或者磁性等相关，由于任何实在物质都具有质量，因而这种引力是万有的，故称之为万有引力。
通过这一过程，不仅加深对万有引力含义的了解，而且还体会到定律提出的背景(苹果下落例子可以另外说明)，明白万有引力中的“万有”的缘由，知道万有引力与开普勒定律的关系，体会到科学研究中的继承与发展的重要，即有知识的学习，又有科学方法与科学思维的渗透，可以较好地完成三维目标。
推导过程学生可能不太习惯，也可能不很理解，但这样做起码让学生了解到万有引力与开普勒定律的联系，暂时不理解也可以在课后消化理解。
万有引力定律得出后，最好通过P87的练习让学生熟悉万有引力公式的应用，并了解万有引力是很小的。
紧接着再让学生思考：如何测量这么小的引力？再引出卡文迪许实验的方法，介绍其装置，说明其测量结果，介绍该结果得出后对物理学的推动。
这样加深学生对该实验的设计思想、技巧及其意义的理解，也为P91的讨论与交流的开展提供条件。
本节的P88、P91的“讨论与交流”，P89的“拓展一步”建议作为学生作业移到课后完成，这样可节省课堂时间用于解决本章的重点内容，也让学生有更充分的时间进行计算和思考，P86的“信息窗”和P88的“拓展一步”在上述的建议中已说明如何在课堂上穿插应用，P91的“方法点拔”和P92的“信息窗”可作为学生课后阅读，不做硬性要求。
导入和第一节建议用2课时。
第2节教学建议：为使学生对万有引力的存在有更深刻的理解，并将其与圆周运动的知识进行结合求解有关问题，较好完成“三维”教学任务。
可以设置如下问题让学生思考：(1)既然物体间均有万有引力，靠近的两个人为什么不会吸在一起？(2)空中的物体由于地球的吸引终会落下，为什么月球能世代停留在空中。
(3)如何使地面上的物体跟月亮一样停留在空中而不落回地面。
通过这些问题的引导逐步过渡到对“牛顿抛体设想”的思考，接着再问：（4）多大的抛射速度才能使物体不落回地面而环绕地球运转？这样安排，可以抓住学生对新学知识----万有引力定律的困惑，并迫切想解开困惑的学习热情，问题（1）（2）（3）具有不同的难度层次，逐一提问可以降低学生的做答难度，以使学生通过独立的思考就能得出结论，教学中要避免直接让学生求解“环绕速度”或教师直接介绍“牛顿的抛物设想”，这样不仅会影响学生对一系列问题的理解深度，也不利于学习热情的培养。
学生求出第一宇宙速度，并对其大小有感性认识后，要让学生设想如何才能达到这样大的速度？关于这一问题，我国明代有个姓万的，曾经用火药制成的火箭想将自己送到天空中，结果由于技术原因，速度没有达到第一宇宙速度，姓万的也牺牲了。
直到1903年俄国的齐奥尔科夫斯基才提出多级液体火箭的设想，这一设想直到1957年10月4日才得以实现。
接着，再介绍第二宇宙速度，第三宇宙速度的含义及其大小和“阿波罗”11号登月航线图。
“预测未知天体”的教学中，建议可先介绍古代人们对天空的了解全凭人眼，在“繁星似锦”的天空，人们是如何分辨出水、金、火、木、土这些行星的。
再说明望远镜发明后观察到天王星，但天王星的轨道与万有引力定律计算结果不符，引导学生讨论不符的可能原因，并提出验证的思路，再对照科学家是如何研究的。
这样做，可以增进学生感受先进设备对于精确观测的重要性，而准确的测量对于科学定律的发现和检验的意义，感悟准确的观测与理性思维在科研中的重要地位，也有利于训练学生的科学思维方法，并通过与科学家的方法对照，认识自己的正确与不足。
课文中的“迷你实验室”、“信息窗”的内容可要求学生课外阅读。
本节安排1课时。
第3节的教学建议本节包含丰富的科学思想内容，是对学生进行科学精神和科学态度教育的好素材，教师在展现人类探索太空的历程中，可以大体按课文中的四个部分展开。
关于“希腊人的探索”的介绍要达到如下效果：(1)让学生了解古代人们为什么而观测太空。
要让学生知道观测星空为何与耕作、远行、信仰及其探索自然有关，让学生体味到古代关于星空神话传说蕴藏着人类对自然的向往和思索，有着丰富的文化内含，从而引发同学们对这些内容产生兴趣。
(2)要让学生明白我国古代在天文学研究方面是走在世界前列的，激发学生的自豪感和使命感。
因此，介绍中要溶入我国劳动人民的科学成就，不应只局限于古希腊人的探索。
如：中国的天文学上的贡献①商朝：观察记录到日、月食。
②战国时《甘石星经》记载了121恒星，其中大部分位置可以确定。