1、第二節(jié) 太陽(yáng)與行星間的引力第三節(jié) 萬(wàn)有引力定律,教學(xué)目標(biāo),一、知識(shí)目標(biāo) 1.知道行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源. 2.知道萬(wàn)有引力定律得出的過(guò)程和思路.理解萬(wàn)有引力的含義. 3.會(huì)用萬(wàn)有引力定律解決簡(jiǎn)單的引力計(jì)算問(wèn)題。. 二、能力目標(biāo) 1.培養(yǎng)學(xué)生在處理問(wèn)題時(shí)，要抓住主要矛盾，簡(jiǎn)化問(wèn)題，建立模型的能力與方法. 2.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力. 三、德育目標(biāo) 通過(guò)牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力的思想過(guò)程，說(shuō)明科學(xué)研究的長(zhǎng)期性、連續(xù)性及艱巨性.,教學(xué)重點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo) 萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)式,開(kāi)普勒三定律,知識(shí)回顧,開(kāi)普勒第一定律,所有行星都分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)

2、是在這些橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上;,開(kāi)普勒第二定律,對(duì)每個(gè)行星來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間掃過(guò)相等的面積;,開(kāi)普勒第三定律,所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等.,k值只與中心天體有關(guān)，與環(huán)繞天體無(wú)關(guān),什么力來(lái)維持行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)呢？,建立模型,誘思：既然把行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為圓周運(yùn)動(dòng)。那么行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)還是變速圓周運(yùn)動(dòng)？為什么？,行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)肯定需要的向心力。這個(gè)力的方向怎樣？大小怎樣？,推理計(jì)算,將行星運(yùn)動(dòng)近似為圓軌道上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)：太陽(yáng)和行星間的距離為r，行星運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，行星的質(zhì)量為m。請(qǐng)你學(xué)著牛頓的方法，證明太陽(yáng)對(duì)行星的引力F

3、與r的二次方成反比。（閱讀課本P37并推導(dǎo)） （從太陽(yáng)與行星間的相互作用的角度來(lái)看，兩者的地位是相同的，你能得到什么結(jié)論??？）,至此，牛頓一直是在已有的觀測(cè)結(jié)果和理論引導(dǎo)下進(jìn)行推測(cè)和分析，觀測(cè)結(jié)果僅對(duì)“行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)”成立，這還不是萬(wàn)有引力定律。,地球?qū)μO(píng)果的引力,地球?qū)υ虑虻囊?？,目的：地面上的重力與地吸引月球是同一性質(zhì)的力嗎？,牛頓月地檢驗(yàn)的基本思路：,假定維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力以及地面物體所受的引力和太陽(yáng)與行星之間的力遵循同一規(guī)律。（已知月球軌道半徑(r)是地球半徑(R)的60倍 ）,（1）將物體放在地球表面上所受引力為：,1、月地檢驗(yàn),（3）兩者比值：,（2）將物體放在月球軌道上所

4、受引力為：,（4）在牛頓那個(gè)時(shí)代已經(jīng)比較精確地測(cè)定月球與地球的距離r384400km、月球的公轉(zhuǎn)周期為27.3天。我們想一個(gè)可行的方法，測(cè)出月球軌道上某物體的加速度。,結(jié)論：月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力以及地面物體所受地球的引力和太陽(yáng)與行星之間的力遵循同一規(guī)律。,牛頓在前人研究成果的基礎(chǔ)上，憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，比較完美的給出了天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。,自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)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,一、定律內(nèi)容,1.m1、m2是兩個(gè)物體的質(zhì)量,2.r是兩個(gè)物體間的距離：,公式說(shuō)明：,均勻球體指球心間距離,對(duì)于相距很遠(yuǎn)可看做質(zhì)點(diǎn)的物體，

5、指質(zhì)點(diǎn)間的距離,二、表達(dá)式,3.G為常量，叫引力常量,G=6.6710-11Nm2/kg2,在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量為1kg的物體相距1m時(shí)的相互作用力,引力常量的測(cè)量,卡文迪許,卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn),問(wèn)題與練習(xí),既然任何物體間都存在引力，為什么當(dāng)兩個(gè)人接近時(shí)他們不會(huì)吸在一起？ 假設(shè)這兩個(gè)人的質(zhì)量都是50kg，他們相距0.5m，試計(jì)算他們之間的吸引力。 我們分析物體的受力時(shí)，是否需要考慮物體間的萬(wàn)有引力？,特 點(diǎn),1、普遍性 萬(wàn)有引力是普遍存在于宇宙中任何有質(zhì)量物質(zhì)之間的吸引力，是自然界物質(zhì)之間的基本相互作用之一.,2、相互性 兩個(gè)物體相互作用的引力是一對(duì)作用力與反作用力.,特 點(diǎn),3、宏觀性 通常情

6、況下，萬(wàn)有引力非常小，只有在巨大的天體間，或天體與物體間，它的存在才有實(shí)際上的意義.,4、適用性 只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的 距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，也適用，但應(yīng)為兩質(zhì)心 間的距離.,萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的意義,1.第一次揭示了自然界中的一種基本相互作用規(guī)律 2.使人們建立了信心：人們有能力理解天地間各種事物,解：由于,所以，地球質(zhì)量：,已知地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，萬(wàn)有引力恒量為G，用以上各量表示，地球質(zhì)量M為多少？,例題：稱一稱地球的質(zhì)量,答案：D,兩個(gè)大小相同的實(shí)心小鐵球緊靠在一起時(shí)，它們之間的萬(wàn)有引力為F。若半徑為原來(lái)兩倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起時(shí)，則它們之間的萬(wàn)有引力為：（ ） A 4F B 2F C F D 16F,鞏 固 練 習(xí),當(dāng)堂練習(xí),教材41頁(yè)(2)(3)題,今天我們學(xué)了一些什么?,得出萬(wàn)有引力定律的方法和思路 萬(wàn)有引力的普遍性:任何兩物體之間都存在著相互作用的