高中物理｜万有引力定律在天文学上的应用

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高中物理｜万有引力定律在天文学上的应用

万有引力有什么用实际应用

物理：万有引力定律在天文学上的应用

高中物理万有引力定律教案大全

一、高中物理｜万有引力定律在天文学上的应用

1、基本方法：

①把天体的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供：

②在忽略天体自转影响时，天体表面的重力加速度：

，R为天体半径。

2、环绕天体的绕行速度，角速度、周期与半径的关系。

①由

得

∴r越大，

②由

得

∴r越大，

③由

得

∴r越大，

3、三种宇宙速度

①第一宇宙速度（ ）：v1＝km/s，人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度。

②第二宇宙速度（ ）：v2＝km/s，使物体挣脱地球束缚，在地面附近的最小发射速度。

③第三宇宙速度（ ）：v3＝km/s，使物体挣脱太阳引力束缚，在地面附近的最小发射速度。

4、同步卫星的特点：

①同步卫星的周期T＝

②同步卫星的高度H＝

③同步卫星的线速度V＝

④同步卫星一定都处在赤道上空（可证明）。

5、万有引力和重力：

重力是由万有引力产生的，由于地球的自转，因而地球表面的物体随地球自转时需要向心力．重力实际上是万有引力的一个分力．另一个分力就是物体随地球自转时需要的向心力，如图所示，由于纬度的变化，物体做圆周运动的向心力F向不断变化，因而表面物体的重力随纬度的变化而变化，即重力加速度g随纬度变化而变化，从赤道到两极逐渐增大．通常的计算中因重力和万有引力相差不大，而认为两者相等，即m2g＝G

, g＝GM/r2常用来计算星球表面重力加速度的大小，在地球的同一纬度处，g随物体离地面高度的增大而减小，即gh＝GM/（r+h）2，比较得gh＝（

）2·g

在赤道处，物体的万有引力分解的两个分力F向和m2g刚好在一条直线上，则有

F＝F向＋m2g，

所以m2g＝F－F向＝G

－m2Rω自2

因地球自转角速度很小G

>>m2Rω自2,所以m2g＝ G

假设地球自转加快，即ω自变大，由m2g＝G

－m2Rω自2知物体的重力将变小，当G

＝m2Rω自2时，m2g＝0，此时地球上物体无重力，但是它要求地球自转的角速度ω自＝

，比现在地球自转角速度要大得多.

典型例题

1、万有引力定律及其适用条件：

例1、如图所示，在一个半径为R、质量为M的均匀球体中，紧贴球的边缘挖去一个半径为R/2的球形空穴后，对位于球心和空穴中心连线上、与球心相距d的质点m的引力是多大？

分析：把整个球体对质点的引力看成是挖去的小球体和剩余部分对质点的引力之和，即可得解．

（1）有部分同学认为，如果先设法求出挖去球穴后的重心位置，然后把剩余部分的质量集中于这个重心上，应用万有引力公式求解．这是不正确的．万有引力存在于宇宙间任何两个物体之间，但计算万有引力的简单公式

却只能适用于两个质点或均匀球体，挖去球穴后的剩余部分已不再是均匀球体了，不能直接使用这个公式计算引力．

（2）如果题中的球穴挖在大球的正中央，根据同样道理可得剩余部分对球外质点m的引力

上式表明，一个均质球壳对球外质点的引力跟把球壳的质量（7M/8）集中于球心时对质点的引力一样．

解析：完整的均质球体对球外质点m的引力

这个引力可以看成是：m挖去球穴后的剩余部分对质点的引力F1与半径为R/2的小球对质点的引力F2之和，即F＝F1+F2．因半径为R/2的小球质量M/为

，则，所以挖去球穴后的剩余部分对球外质点m的引力。

2、测天体的质量及密度：（万有引力全部提供向心力）

由 得

又 得

例2、继神秘的火星之后，今年土星也成了全世界关注的焦点！经过近7年35.2亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后，美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间6月30日（北京时间7月1日）抵达预定轨道，开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测！若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道，在半径为R的土星上空离土星表面高的圆形轨道上绕土星飞行，环绕周飞行时间为。试计算土星的质量和平均密度。

解析：设“卡西尼”号的质量为m，土星的质量为M. “卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供.

，其中，

所以：．

又，

3、行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题：（重力近似等于万有引力）

表面重力加速度：

轨道重力加速度：

例3、一卫星绕某行星做匀速圆周运动，已知行星表面的重力加速度为g0，行星的质量M与卫星的质量m之比M/m＝81，行星的半径R0与卫星的半径R之比R0/R＝3.6，行星与卫星之间的距离r与行星的半径R0之比r/R0＝60。设卫星表面的重力加速度为g，则在卫星表面有

经过计算得出：卫星表面的重力加速度为行星表面的重力加速度的1/3600。上述结果是否正确？若正确，列式证明；若有错误，求出正确结果。

解析：题中所列关于g的表达式并不是卫星表面的重力加速度，而是卫星绕行星做匀速圆周运动的向心加速度。正确的解法是

卫星表面＝g 行星表面＝g0 即＝

即g ＝0.16g0。

4、人造卫星、宇宙速度：

宇宙速度：（弄清第一宇宙速度与卫星发射速度的区别）

例4、将卫星发射至近地圆轨道1（如图所示），然后再次点火，将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是：

A. 卫星在轨道3上的速率大于轨道1上的速率。

B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度。

C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度。

D. 卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。

解析：由

得

，

而

，

轨道3的半径比1的大，故A错B对，“相切”隐含着切点弯曲程度相同，即卫星在切点时两轨道瞬时运行半径相同，又

，故C错D对。

5、双星问题：

例5、两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量。

解析：设两星质量分别为M1和M2，都绕连线上O点作周期为T的圆周运动，星球1和星球2到O的距离分别为l1和l2。由万有引力定律和牛顿第二定律及几何条件可得

对M1：G

＝M1（

）2 l1　∴M2＝

对M2：G

＝M2（

）2 l2　　∴M1＝

两式相加得M1＋M2＝

（l1＋l2）＝

。

6、有关航天问题的分析：

例6、无人飞船“神州二号”曾在离地高度为H＝3.4

105m的圆轨道上运行了47小时。求在这段时间内它绕行地球多少圈？（地球半径R＝6.37

106m，重力加速度g＝9.8m/s2）

解析：用r表示飞船圆轨道半径r＝H+R＝6.71

106m 。

M表示地球质量，m表示飞船质量，

表示飞船绕地球运行的角速度，G表示万有引力常数。由万有引力定律和牛顿定律得

利用G

＝g得　

＝

2由于

＝

，T表示周期。解得

T＝

，又n＝

代入数值解得绕行圈数为n＝31。

一、万有引力有什么用实际应用

万有引力定律的发现,是17世纪自然科学最伟大的成果之一.它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来,对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响.它第一次解释了（自然界中四种相互作用之一）一种基本相互作用的规律,在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑.
　　万有引力定律揭示了天体运动的规律,在天文学上和宇宙航行计算方面有着广泛的应用.它为实际的天文观测提供了一套计算方法,可以只凭少数观测资料,就能算出长周期运行的天体运动轨道,科学史上哈雷彗星、海王星、冥王星的发现,都是应用万有引力定律取得重大成就的例子.利用万有引力公式,开普勒第三定律等还可以计算太阳、地球等无法直接测量的天体的质量.牛顿还解释了月亮和太阳的万有引力引起的潮汐现象.他依据万有引力定律和其他力学定律,对地球两极呈扁平形状的原因和地轴复杂的运动,也成功的做了说明.

二、物理：万有引力定律在天文学上的应用

看图，点击放大：

三、高中物理万有引力定律教案大全

　　万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。接下来是我为大家整理的高中物理万有引力定律教案大全，希望大家喜欢。

　 　高中物理万有引力定律教案大全一

　　分析 引导学生了解万有引力定律发现的艰难历程，让学生比较强烈的体会科学思维和 方法 的重要性是本节课的重要教学任务。因此为了达到预期的教学目标，教师应在教学中充分的引导学生，积极调动学生的主观能动性。以神奇宇宙现象及科学史实为基础，激发学生的兴趣，同时采用科学是清净探究法，主要以问题为中心去充分的引导学生的思维，成功的完成本节课的教学任务。

　　学生学习心里

　　分析 高中生正处于从初中物理的定性分析到高中物理的定量讨论;从初中的形象思维到高中的 抽象思维 ;从初中简单的 逻辑思维 到高中复杂的分析推理的转变过程中。从心理学的角度分析他们的一般能力已经具备，具有一定的观察力、 记忆力 、抽象概括力、 想象力 。但其创造能力还比较欠缺，对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱，因此教师应尽可能的提供具有创造能力的活动，不断鼓舞学生的信心，让学生能够在兴趣与积极性中学习知识。 教

　　目标

　　知识与技能：

　　了解万有引力定律的发现过程

　　通过万有引力规律的推广，建立万有引力定律，写出数学表达式。

　　过程与方法：

　　采用科学史情景探究法，通过合作学习，锻炼自主、探究、合作学习的能力。

　　假设和推理

　　情感态度与价值观：

　　对人类认识万有引力定律过程做出自己的评价，体验物理学的研究思想和方法 教学重点 牛顿发现万有引力的思路，培养学生的创造能力。 教学难点 牛顿以开普勒对行星运动学规律的描述为基础证明万有引力定律的思路 教学方法 科学史情景探究法、讨论法 教学手段 多媒体辅助教学 教 学 过 程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情景回放

　　播放视频(美丽星空)。 导入 师：在上课之前，我先带领大家进入一个神奇的、梦幻般的地方。(视频)

　　1.看着这样美丽的地方，同学们感觉如何?是不是产生了无限的遐想，有一种身临其境想亲自去探索期中奥秘的冲动?

　　2.正是有了这千千万万个不同的行星运动，才构成了这神奇的宇宙，才出现了这种.种神奇的现象。那么大家想一想，这么多的行星，他们在偌大的宇宙间运动，是各行其是、杂乱无章嘛?

　　生：(观看视频，用心去感受)。

　　行星虽然多，但他们的运动都是有一定规律的，均有自己的运动轨道。

　　创设情境，激发兴趣

　　“兴趣是最好的老师”，学生有了兴趣就有了主动探究的重要基础，所以激发探究的兴趣是教学成功的关键。

　　新课引入

　　师：对，通过上节课的学习，我们知道不是的。

　　1.上一节课我们跨越了千年时空对宇宙进行了一个三级跳，让我们通过时间的轴线共同回忆一下天体究竟做怎样的运动的研究之路：

　　地心说(托勒密)与日心说(哥白尼)

　　行星运动的规律(开普勒)

　　开普勒第一定律(椭圆轨道定律)

　　开普勒第二定律(面积定律)

　　开普勒第三定律(周期定律)

　　2.开普勒的行星运动定律揭示了行星的运动规律，对行星如何绕太阳运动进行了一个确切的描述。所以我们说宇宙虽大，行星虽多，但他们始终是沿着一定的轨道绕太阳做有规律的运动(展示行星运动图片)

　　3.那么老师又要问了，行星为什么会如此运动?是什么原因促使他们这样运动呢?

　　开普勒虽然知道行星的椭圆轨道，但由于行星速度的大小、方向不断变化，他当时还是无法解决这种变化的曲线运动问题，即当时无法逾越的困难之一——数学工具的缺乏。

　　今天就让我们来研究这一问题的解决之路，进入新课教学——万有引力定律是怎样发现

　　回顾上一节课所学知识，概括 总结 前人探究自然，追求科学真理的过程。

　　认真思考教师所提出的问题，用一种探究真理的思想继续学习。

　　生： 发散思维 ，积极主动充分表达自己的观点

　　了解科学家当时遇到的困难，知道科学的发现之路的艰辛

　　复习回顾，温故知新

　　我从上一问题对旧知识进行了一个具体的回顾，对讲解本节课做一铺垫，让学生脑海里有一个系统的知识体系。

　　通过疑问的方式调动学生的积极性，让他们带着问题上路，走进新课。

　　讲授新课

　　1.发散思维，积极讨论

　　师：1.面对行星运动这张图片，同学们有什么看法或是想法呢?

　　2.同学们说的都很好，那么，大家再想想这个力是什么性质的力，这个力跟哪些因素有关呢?

　　其实这个问题在当时也引起了不同时代不同科学家的不同猜想，同学们想不想知道他们当时是怎么想的?

　　2.科学猜想

　　那就让我们继续在时间的轴线上前行，将我们大家的想法与他们做一比较：

　　类比——分析——猜想：

　　吉尔伯特---行星是依靠太阳发出的磁力维持着绕日运动的。

　　笛卡尔---漩涡带动行星的运动

　　分析——直觉——猜想：

　　布里奥---行星受太阳发出的力支配，力的大小跟行星与太阳距离的平方成反比

　　胡克--- 行星运动是太阳吸引力的缘故，并且力的大小遇到太阳距离的平方成反比

　　3.虽然他们当时的猜想各异而且一步步有一定的进展，但最终还是没有将此问题解释清楚。那是为什么呢?主要是当时还存在其他的一些困难.

　　天体是一个庞然大物，如果认为天体间有引力，那么如何计算由天体各部分对行星产生的力的总效果呢?

　　当时存在一定的理论依据的缺乏——困难之二

　　如果天体间是互相吸引的，那么在众多天体共存的太阳系中，如何解决他们之间相互干扰这一复杂问题呢?——困难之三

　　那么，给出问题答案的又会是谁呢?

　　3.创设情境，继续设置问题

　　师：同学们，首先我让大家欣赏这样两幅图片(讲述苹果落的传奇 故事 )，看看你们有什么想法：

　　如果你是牛顿，你会想到什么呢?

　　同学们说的都非常好，我把大家的想法总结了一下，那接下来让我们对这些问题共同做一探讨：

　　1.苹果为什么会落地呢?

　　老师为大家准备了两样东西，大家以四人小组玩一玩，看看能发现什么。

　　大家一起再来看一看，这就是引力——能把东西拉过来的一种力。想一想苹果落到地面上是不是和回形针吸到磁铁身上差不多啊，这就说明是由于地球本身的一种力(演示地心引力课件)

　　2.那如果苹果树长到月球那么高，苹果还会落到地球上吗?

　　3.苹果既然由于地球的吸引而落到地面上，那月球为什么就不会落到地面上呢?

　　4.月球为什么绕地球做圆周运动?

　　同学们真的非常聪明，简直各个都是牛顿了，你们将牛顿当时的发现全说出来了。现在我们知道月球绕地球运动是由于地球引力为它提供了向心力，再去回想刚开始提出的问题是什么原因促使行星绕太阳运动?

　 　高中物理万有引力定律教案大全二

　　【概述】

　　本节选自人教版高中物理必修二第六章第三节。

　　本节课所需课时为1课时，45分钟。

　　万有引力定律是本章的核心，是17世纪自然科学最伟大的成果之一，它为研究天体运动提供了理论依据，彻底使人们对宇宙的探索从被动描述走向主动发现。万有引力定律承上启下的作用：上承圆周运动，下启卫星的运动.掌握好本节课，对前面知识的加深理解，后面问题的顺利解决，将会起到重要的作用。

　　【教学目标分析】

　　知识目标：

　　1、在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此定律有初步理解。

　　2、使学生了解并掌握万有引力定律。

　　3、使学生能认识到万有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有质量的物体之间，不管它们之间是否还有 其它 作用力)。

　　能力目标：

　　1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题。

　　2、使学生能应用万有引力定律和圆周 运动知识 解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题。

　　情感目标：

　　1、使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力，甚至付出了生命，最后牛顿总结了前人 经验 的基础上才发现的。让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考。2、通过神舟五号的资料，激发学生的爱国热情，增强学生建设祖国的神圣使命感。

　　【学生特征分析】

　　高中的学生已经有一定的天文学与物理学的基础，具备一定的思维能力。对物理知识具有因果关系的认识兴趣;对物理知识具有概括性的认识兴趣。他们喜欢活跃的课堂形式，热忠于讨论、归纳、分析、争辩等思维活动，兴趣广泛，求知欲强，探究和讨论的风气较浓厚。但他们易于用生活观念代替物理概念，学习物理的思维障碍表现为凝固性、片面性和干扰性障碍。为了克服学生的思维障碍，教学中多让学生接触真实、具体的物理情境，提高从真实、具体的物理情境中获得信息的辩识能力，让学生暴露出错误观念并加以纠正。

　　【教学策略选择与设计】：

　　1. 重点：万有引力定律的推导，应用难点：万有引力定律的推导。本节的重点是。万有引力定律的推导和应用。因为它既是前面圆周运动知识的发展，又是后面卫星运动知识的基础。本节的难点是：万有引力定律的推导。因为它综合了开普勒第三定律，圆周运动知识，牛顿第三定律，涉及知识点多;而且一般物体间的引力极小，学生对此缺乏感性认识，又无法进行演示实验。我们通过具体事例，例题，习题，多媒体手段加强了重点教学;通过及时复习，突破了难点教学;而且我们通过探究性活动，使学生对重难点知识的同化过程，，在时间和空间上得以延续。

　　2.教学中渗透科学思想和方法 教育 ，还注重能力的培养。由各种日常的生活现象和一些天文知识引入万有引力定律，体现了学习物理知识的新理念：生活---物理---生活。如：从月球围绕地球旋转的例子中，猜测出影响月球环绕时间，速度的因素，最后又用影响这些因素来解释学生熟悉的生活现象。但要从现象中得出结论，还需通过实验来认识。教学中着重引导学生设计实验，从中观察并分析得出结论，培养了学生自主思维的能力。本节课也体现了学习物理知识的认知过程—由简单到复杂、由形象思维到抽象思维的过程。物理课堂教学除了传授知识，培养能力外，还应注重知识的形成过程，提高学生的科学素养，初步认识科学及其相关技术对于社会发展、自然环境及人类生活的影响。如：利用“神州系列飞船”的图片，在教学中渗透了天文与万有引力息息相关的的观念，使学生有能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献的意识。

　　3.采用“情境—活动”课堂教学模式。 把教学活动的重点放在指导学生主动获取知识上。利用学生生活经验创设的情境，引导学生参与积极思维、主动探索、动手实验等一系列活动来获得新知。同时应用媒体画面展现生活实例来培养学生应用物理知识解释生活现象的能力，从而突破教学难点。这样既增长知识，又培养能力，也激发学生学习物理的浓厚兴趣。在结尾部分采用抢答活动，不仅将课堂气氛推向高潮，还可达到良好的教学效果。

　　【教学资源和工具】 本节课是在学生人手一机的多媒体网络教室实施的。

　　教版高中物理必修二。

　　专门为本课设计、制作的网络资源课件。

　　网络留言板。

　　【教学过程环节】：

　　(一)创设情境，引入万有引力定律：

　　展示伽俐略在比萨斜塔上，做自由落体实验的图片，激发学生的兴趣，学生看完后依次提出下面6个问题：1，2问，比较简单，为后面的问题作准备，3，4，问由于1，2问作铺垫，学生也能答出。通过设计这四个问题，逐步把学生的思路导向“引力的作用“这一实质.然后安排“行星运动的各种动力学解释“，让学生认识到历史上得出这一结论经历了漫长的过程：球为什么向下运动，不向上运动—重力是竖直向下的。球为什么受重力—地球引力的作用。月球为什么绕地球太阳作圆周运动—地球引力的作用地球为什么绕太阳作圆周运动—太阳引力的作用。

　　(二)问题提出：

　　1.地球绕太阳的运动简化为匀速圆周运动遵循什么规律

　　2.它们的内容是什么

　　3.向心力公式中不包含周期怎么办

　　4.怎样才能用开普勒第三定律

　　5.力的作用是相互的，结合牛顿第三定律，还能进一步得出什么结论

　　6.怎样改写成等式

　　7.这个结论能不能推广

　　这样，我们通过7个问题，环环紧扣，层层推进，步步引发学生思考;同时向学生指出牛顿是在椭圆轨道上证明的，我们进行了简化;由于条件所限，直到100年后卡文迪才测出引力恒量的值。通过强调了公式中每个字母的涵义，定律的理解，及它的适用条件，加深了学生对定律的认知程度。

　　(二)理解万有引力：

　　(1)普遍性

　　(2)相互性

　　(3)宏观性

　　(三)意义

　　指出在万有引力定律的指引下，人们先后发现了海王星，冥王星，计算出了各种天体的质量和密度，人们一步步向宇宙迈进，在神州飞船图片的基础上我们提出了第一个问题：

　　例1 “神舟“五号飞船从发射到回收历时约21h，绕地球飞行14圈，飞船在运行期间，按照地面指挥控制中心的指令成功地实施了数十个动作，包括从椭圆轨道变换到圆轨道等。假若把飞船从发射到着陆的整个过程中的运动都看作圆周运动处理，试粗略估计飞船离地面的平均高度h。(已知地球半径R=6.37×106m，地球表面处的重力加速度g=9.8m/s2)

　　天体运动是历来高考的重点，安排本题是为了强调解决天体运动问题的思路。学生中存在这样的问题：既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的，那么为什么没有吸引到一起 为了解决这个问题，安排了例题2

　　例2，两物体质量都是1kg，相距1m，它们间的万有引力是多少

　　通过本题，让学生认识到一般物体间的引力极小，不用考虑.那么，质量很大的天体为什么没被吸引到一块 从而引出下节课题.

　　为进一步巩固万有引力定律，按排了下面的练习

　　八，练习：已知地球质量大约是 ，地球半径为 km，地球表面的重力加速度 .求：地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力 和重力

　　 高中物理万有引力定律教案大全三

　　教材分析

　　万有引力定律的核心地位：万有引力定律是本章的核心，是17世纪自然科学最伟大的成果之一，它为研究天体运动提供了理论依据，彻底使人们对宇宙的探索从被动描述走向主动发现。

　　万有引力定律承上启下的作用：上承圆周运动，下启卫星的运动。掌握好本节课，对前面知识的加深理解，后面问题的顺利解决，将会起到重要的作用。

　　[教学目标]

　　(一)知识目标

　　1.介绍牛顿发现万有引力定律的思考过程，体会研究物理问题的方法，渗透科学的发现方法。

　　2.掌握万有引力定律的内容，认识万有引力定律的普遍性。

　　3.介绍万有引力恒量的测定方法，增加学生对万有引力定律的感性认识。

　　(二)能力目标：会应用万有引力定律解决一般的相关问题。

　　(三)情感目标

　　1、本节课重在逻辑思维和渗透物理学的研究方法，因此本节课的教学中应该在学习品质方面对学生

　　进行教育。让学生感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家不断努力的结果。

　　3、通过中国飞天第一人杨利伟、神舟六号的资料，激发学生的爱国热情，增强学生建设祖国的神圣

　　使命感。

　　[重点难点]

　　1.万有引力定律的发现过程、应用，是本节课的重点。

　　2.由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识，又无法进行演示实验，故应加强举例。

　　[重点难点突破]

　　通过具体事例、例题、习题、多媒体手段加强了重点教学;通过及时复习，突破了难点教学;而且通过探究性活动，使学生对重难点知识的同化过程..在时间和空间上得以延续。

　　[教学过程]

　　引入新课：

　　课前4分钟开始播放课件中杨利伟的图片、神州六号发射的全过程。创设一个物理情景、进入状态、激发学生的学习欲望。

　　(二)教学过程

　　(提问学生，共同回答)。刚才看到的一些图片上的人物是谁呢?(中国飞天第一人杨利伟)。那么第二段视频记录下的又是什么事件呢?(神州六号发射全过程)。近几年来，我国的航天事业取得了非常大的成就，全国人民欢欣鼓舞，这与我们这一章万有引力定律联系是很密切的，也是近几年来各种大小考试的考试 热点 和重点。

　　(展示前辈科学家的人物图片)万有引力定律的发现过程犹如一部壮丽的科学史诗，它歌颂了前辈科学家的科学精神，也展现了科学发展过程中科学家们富有创造而又严谨的科学思维。那么就让我们以现有的知识基础处身于历史的背景下，踏着牛顿的足迹，经历一次发现万有引力定律的过程吧!

　　一.复习：

　　人类认识事物总是有一个过程和规律的，第一节中主要介绍了前辈科学家们通过观测得到的行星绕太阳运动的规律――开普勒行星运动定律。分别是几何定律、面积定律、周期定律。进而人们开始进一步的了解其本质原因，牛顿利用他数学方面的才能推理演绎得到了太阳与行星间的引力公式满足： EMBED Equation.DSMT4 。这样就可以很好的解释行星绕太阳运动的原因了。

　　二.牛顿的思考：

　　介绍牛顿苹果树下的思考，吸引学生进入当时的历史情景。引导从苹果落地联想到月球绕地球运动，思考太阳与行星间、地球与月球间、地球与苹果间是不是同一种力?并且如何验证这个猜想?进入月地检验，留给学生自己计算。

　　然后引导总结，通过月地检验，牛顿的猜想是正确的。然后进一步推广到宇宙中任何物体之间都存在这样的一种引力，即万有引力定律。

　　三.更进一步推广――万有引力定律：

　　(1)定律表述：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量成正比，跟它们的距离的二次方成反比.方向在它们连线上。

　　(2)公式表示：

　　(介绍表达式中的各个物理量及其单位)

　　(3)引力常量G适用于任何两个物体;它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力.

　　这么一个猜想推广而来的结论是正确的吗?

　　海王星　　　　　　　　 　　　　　冥王星

　　介绍有力证据：海王星和冥王星的发现，有力的证明了万有引力的正确性。牛顿在44岁时，也就是1687年把他在二十多岁时形成的这一理论发表在了传世之作《自然哲学的数学原理》之中，也希望同学们在二十多岁时也有牛顿这样的发现。

　　回顾牛顿万有引力定律得到的历程，从观察获得规律→猜想原因→数学演绎得到规律→进一步的猜想→猜想得到验证→更大胆的猜想→得到万有引力定律。

　　进行情感价值观教育：物理学中许多重大理论的发现，不是简单实验结果的总结，它需要直觉和想象力、大胆的猜想和假设，再引人合理的模型，深刻的洞察力、严谨的数学处理和逻辑思维，是一个充满艰辛和曲折的过程。

　　知道前辈科学家得到万有引力定律的艰辛，我们更应该去认真的学习掌握好万有引力定律，来看这样一个问题：

　　练习一：

　　要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列方法不可采用的是：(D)

　　A.使两物体的质量各减小一半，距离不变

　　B.使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变

　　C.使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变

　　D.使两物体间的距离和质量都减为原来的1/4

　　(本练习重在万有引力定律的定性应用。)

　　那么如果我们想知道万有引力的具体数值，可以计算出来吗?不行，G未知，怎么测G?公式变形得G的表达式，只要知道两个物体的质量、距离、万有引力即可。但万有引力多大?能测出来吗?举个例子，两位50kg同学相距一米时万有引力多大?测一测。能感觉到吗?可见这个G应该是一个很小大的数值。牛顿当年也曾经设计了好多种方案，很遗憾，最终都失败了。直到一百多年以后，英国的物理学家卡文迪许利用了一个十分巧妙的扭秤装置才比较准确的测得G的数值

　　四.万有引力常量G的测定

　　介绍装置，播放动画，动态演示。

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