1、,本節(jié)內(nèi)容包括,發(fā)現(xiàn)萬有引力的思路及過程、 萬有引力定律的推導.,教學目標 一、知識目標 1.了解萬有引力定律得出的思路和過程. 2.理解萬有引力定律的含義并會推導萬有引力定律. 3.知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律. 二、能力目標 1.培養(yǎng)學生在處理問題時，要抓住主要矛盾，簡化問題，建立模型的能力與方法. 2.培養(yǎng)學生的科學推理能力. 三、德育目標 通過牛頓在前人的基礎上發(fā)現(xiàn)萬有引力的思想過程，說明科學研究的長期性、連續(xù)性及艱巨性.,教學重點 1.萬有引力定律的推導. 2.萬有引力定律的內(nèi)容及表達公式. 教學難點 1.對萬有引力定律的理解. 2.使學生能把地面上的物體所受的重

2、力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質(zhì)的力聯(lián)系起來. 教學方法 1.對萬有引力定律的推理采用分析推理、歸納總結(jié)的方法. 2.對疑難問題的處理采用講授法、例證法.,定律的推導 推導萬有引力定律的立足點：將行星運動的橢圓軌道簡化成圓形軌道來討論。因為行星繞太陽的運動是勻速圓周運動，所以太陽對行星的引力F是提供行星做圓周運動的向心力，即： 式中r是太陽和行星間的距離，v是行星運動的線速度，m是行星的質(zhì)量。 根椐圓周運動中的周期T和速度v的關(guān)系式： ，則有： 從上節(jié)課知識可知， 是個常量，則有下述結(jié)論：行星和太陽之間的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比。 根椐牛頓第三定律，行星

3、與太陽間的引力是相互作用的，是大小相等、性質(zhì)相同的力（一對反作用力）牛頓認為，這個引力與行星的質(zhì)量成正比，也應和太陽的質(zhì)量成正比。 即有： 寫成等式有： G是一個常量，對任何行星都相同。將此關(guān)系式用到月球繞地球運動及其它天體運動中，發(fā)現(xiàn)它們間的引力跟太陽與行星的引力遵循同樣的規(guī)律。從而牛頓將此規(guī)律推廣到自然界中任意兩個物體之間，得到具有普遍意義的萬有引力定律。,萬有引力定律的推導及基本內(nèi)容,萬有引力定律的適用條件 萬有引力定律只適用于質(zhì)點間引力大小的計算。當兩物體間的距離遠遠大于每個物體的尺寸時，物體可以看成質(zhì)點，可直接使用萬有引力定律計算。 當兩物體是質(zhì)量均勻分布的球體時，它們間的引力也可直

4、接用公式計算，但式中的r是指兩球心間距離。 當研究物體不能看成質(zhì)點時，可以把物體假想分割成無數(shù)個質(zhì)點，求出兩個物體上每個質(zhì)點與另一物體上所有質(zhì)點的萬有引力，然后求合力（此方法僅給學生提供一種思路。）,2.萬有引力定律：,（1）內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比. (2)公式： （3）疑問：在日常生活中，我們各自之間或人與物體間，為什么都對這種作用沒有任何感覺呢？,這是因為一般物體的質(zhì)量與星球的質(zhì)量相比太小了，它們之間的引力太小了，所以我們不易感覺到.下一節(jié)課的卡文迪許的精巧的扭秤實驗將為我們驗證.,（4）各物理量的含義

5、及單位 r表示兩個具體物體相距很遠時，物體可以視為質(zhì)點.如果是規(guī)則形狀的均勻物體，r為它們的幾何中心間的距離.單位為“米”.G為萬有引力常量，G=6.6710-11，單位為Nm2/kg2.這個引力常量的出現(xiàn)要比萬有引力定律晚一百多年哪！是英國的物理學家卡文迪許測出來的，我們下節(jié)課就要學習.,(5) 擴展思路 牛頓想驗證地面上的物體的重力與月地間、行星與太陽間的引力是同種性質(zhì)的力，他做了著名的“月地”檢驗，請同學們閱讀課本第105頁有關(guān)內(nèi)容.然后歸納一下他的思路. 如果重力與星體間的引力是同種性質(zhì)的力，都與距離的二次方成反比關(guān)系，那么月球繞地球做近似圓周運動的向心加速度就應該是重力加速度的1/3

6、600. 牛頓計算了月球的向心加速度，結(jié)果證明是對的. 如果我們已知地球質(zhì)量為5.891024kg.地球半徑為6.37106m.同學們試計算一下月球繞地球的向心加速度是多大？ 同學們通過計算驗證: 為了驗證地面上的重力與月球繞地球運轉(zhuǎn)的向心力是同一性質(zhì)的力，還提出一個理想實驗：設想一個小月球非常接近地球，以至于幾乎觸及地球上最高的山頂，那么使這個小月球保持軌道運動的向心力當然就應該等于它在山頂處所受的重力.如果小月球突然停止做軌道運動，它就應該同山頂處的物體一樣以相同速度下落.如果它所受的向心力不是重力，那么它就將在這兩種力的共同作用下以更大的速度下落，這是與我們的經(jīng)驗不符的.所以，是同性質(zhì)的

7、力. （6）萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的重要意義 萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，對物理學、天文學的發(fā)展具有深遠的影響.它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一了起來.在科學文化發(fā)展上起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有能力理解天地間的各種事物.,三、鞏固練習（出示題目） 1.要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4，下列辦法不可采用的是 A.使兩物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變 B.使其中一個物體的質(zhì)量減小到原來的1/4，距離不變 C.使兩物體間的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不變 D.距離和質(zhì)量都減為原來的1/4 2.火星的半徑是地球半徑的一半，火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量

8、的1/9；那么地球表面50 kg的物體受到地球的吸引力約是火星表面同質(zhì)量的物體受到火星吸引力的倍. 3.兩個大小相同的實心小鐵球緊靠在一起時，它們之間的萬有引力為F.若兩個半徑為原來2倍的實心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力為 A.4FB.2FC.8FD.16F 參考答案： 1.B2.2.253.D,四、小結(jié)（出示內(nèi)容） 通過這節(jié)課的學習，我們了解并知道： 1.得出萬有引力定律的思路及方法. 2.任何兩個物體間存在著相互作用的引力的一般規(guī)律：即 其中G為萬有引力常量，r為兩物間的距離. 五、作業(yè) 1.P107，2，3，4 2.思考題： (1)某星球的質(zhì)量約為地球的9倍，半徑約為地球的一半

9、，若從地球上高h處平拋一物體，射程為60米，則在該星球上，從同樣高度，以同樣的初速度平拋同一物體，射程應為多少？ (2)已知地球的半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為，地球的表面的重力加速度為g,在赤道上空相對地球靜止的同步衛(wèi)星離開地面的高度是多少？ 參考答案： (1)10米(2) ,六、板書設計 第一節(jié)萬有引力定律,應用,七、素質(zhì)能力訓練 1.關(guān)于萬有引力定律的正確說法是( ) A.天體間萬有引力與它們的質(zhì)量成正比，與它們之間的距離成反比 B.任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離平方成反比 C.萬有引力與質(zhì)量、距離和萬有引力恒量都成正比 D.萬有引力定律對質(zhì)量大

10、的物體適用，對質(zhì)量小的物體不適用 2.地球的質(zhì)量為5.891024kg，月球的質(zhì)量是7.271022kg.月球表面到地球的距離是3.84108m.月球的半徑為1.68106m，則月球表面上質(zhì)量為60kg的人，受到地球的引力為 ，受到月球的引力為. 3.下列說法正確的是( ) A.萬有引力定律是卡文迪許發(fā)現(xiàn)的 B. 中的G是一個比例常數(shù)，是沒有單位的 C.萬有引力定律只是嚴格適用于兩個質(zhì)點之間 D.兩物體引力的大小與質(zhì)量成正比，與此兩物間距離平方成反比,4.地球?qū)υ虑蛴邢喈敶蟮娜f有引力，而且月球?qū)Φ厍蛞灿腥f有引力，為什么它們不靠在一起，其原因是( ) A.不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力，而且月球?qū)Φ厍蛞灿腥f有引力，這兩個力大小相等方向相反，互相平衡 B.地球?qū)υ虑虻囊€不夠大 C.不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力，而且太陽系里其他星球?qū)υ虑蛞灿腥f有引力，這些力的合力為零 D.萬有引力不斷改變月球的運動方向，使得月球繞地球運行 5.如圖所示，兩球的半徑分別為r1和r2，且遠小于r,而球質(zhì)量均勻分布，大小分別為m1和m2，則兩球間的萬有引力大小為( ) A. B. C. D.