2019-2020学年新教材人教版必修第二册 第七章 第二节 万有引力定律 教案

第七章万有引力与宇宙航行万有引力定律

教学设计

准备

教学过程教师活动学生活动设计意图18.导入新课：

各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星之间

的引力是使行星如此运动的主要原因。引力的大

小和方向能确定吗？

【教师提出问题】牛顿在前人对惯性研究的

基础上，开始思考“物体怎样才会不沿直线运动”

这一问题。他的回答是:以任何方式改变速度(包

括改变速度的方向)都需要力。这就是说，使行

星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的

力，这个力应该就是太阳对它的引力。于是，牛

顿利用他的运动定律把行星的向心加速度与太

阳对它的引力联系起来了。

下面我们根据牛顿运动定律及开普勒行星

运动定律来讨论太阳与行星间的引力。

讲授新课：

（1）行星与太阳间的引力

【教师引导】行星绕太阳的运动可以看作匀速

学生观察图片思考讨

论

通过生活中

常见知识，激

发学生的学

习兴趣，引出

本节课题

圆周运动。行星做匀速圆周运动时，受到一个指

向圆心(太阳)的引力，正是这个引力提供了向心力，由此可推知太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。

【教师补充】太阳对行星的引力关系推导思

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。

【思考与讨论】太阳对于行星的引力大小关系

式。

【学生小组交流】

【教师总结】由2

太r m m F ∝推出

2

太r

m

m G

F =， 式中的

G 与太阳、行星都没有关系。

太阳对行星的引力效果是提供向心力，使行星绕太阳做匀速圆周运动。

（2）月——地检验

【分析思考】地球绕太阳运动，月球绕地球运

动，它们之间的作用力是同一种性质的力吗？这

学生经过老师引导，思考行星绕太阳运动的运动以及引力关系式

需要学生小组交流，动手计算

通过联系之前已知的知识，思考太阳对行星的引力关系式

锻炼学生的计算推导的

能力

转是产生重力和万有引力差异的原因。

（1）物体在赤道上，如图所示，

三者同向，向心力达到最大值，由

知，重力最小。

（2）物体在地球两极处，如图所示，由于向心力，故重力最大，方向指向地心。

（3）随着纬度的增大，重力逐渐增大。说明:在地球表面上，重力加速度随纬度的增大而增大，但这种差别不是很大，在近似计算中可以忽略这种变化。通过思考与讨论，正确

的认识万有引力定律

的内容引导学生自

主总结万有

引力定律适

用情况

【教师总结】（1）221r

m

m G F =只适用于质

点间的相互作用，但当两物体间的距离远大于物体本身的大小时，物体可视为质点，公式也近似成立。

（2）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 是指两球心间的距离。

特别提醒：万有引力存在于任何两物体之间，但万有引力定律公式只适用于两个质点或匀质球体之间，当物体间距r → 0时，物体不能视为质点，故不能得出r →0时，物体间万有引力F →∞的结果。

（4）引力常量

【教师引导】牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但却无法算出两个天体之间万有引力的大小，因为他不知道引力常量G 的值。

一百多年以后，英国物理学家卡文迪什通过实验测量了几个铅球之间的引力。

由这一实验结果可推算出引力常量G 的值。国际科技数据委员会2014年的推荐值

2211/10)31(67408.6kg m N G ⋅⨯=-，通

了解引力常量G 的测定在科学历史上的重大意义

锻炼学生的理解和解决实际的能力，了解引力常量G 的测定在科学历史上的重大意义

5、如图所示,1

O

是一个半径为2R、质量为M

的均质球体的球心,现在其内2

O

为球心挖去一

个半径为R的球,并在2

O

处放置一个质量为m的

质点A.若已知质量分布均匀的薄球壳对壳内物

体的引力为零,则1

O

球剩余部分对质点A的万

有引力为( )

A.

2

8

GMm

R

B.

2

4

GMm

R

C.

2

7

8

GMm

R

D.

2

GMm

R

答案：A

板书

设计

§7.2 万有引力定律

（1）行星与太阳间的引力

（2）月——地检验

1、目的

2、检验过程

3、结论

（3）万有引力定律

1、公式

2、引力常量

3、万有引力定律适用情况

教学

后记

引导学生对本节多学知识进行自主交流探究，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。