2016-2017学年人教版必修二6.3《万有引力定律》第1课时学案.docx

6.3 《万有引力定律》学案 【课标要求】 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。 3．、理解地面上物体所受的重力与天体间的引力是同一性质的力，即服从平方反比定律的万有引力。记住引力常量G并理解其内涵。 4．要在思路上明确牛顿是在椭圆轨道下证明了万有引力定律。 【重点难点】 1．万有引力定律的建立过程、内容及表达公式 2．地面上的物体所受的重力与天体间的引力是同种性质的力 【课前预习】 1．假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力真的是同一种力，同样遵从 ，那么，由于月球轨道半径约为地球半径的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力是在地球上的 倍。根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动的加速度(月球 加速度)是它在地面附近下落时的加速度( 加速度)的 倍。根据牛顿时代测出的月球公转周期和轨道半径，检验的结果是 ，与 ，真的是同一种力。 2．自然界中任何两个物体都 ，引力的大小与 正比，与 成反比。其中G叫 ，数值为 ，它是英国物理学家 在实验室利用扭秤实验测得的。 3．万有引力定律的发现，是17世纪自然科学最伟大的成果之一。它把地面上 规律和 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。它第一次揭示了 规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。 [探究与生成] [问题1] 月－地检验 [教师点拨] 拉住月球使它围绕地球运动的力，与拉着苹果下落的力以及地球、众行星与太阳之间的作用力是同一种力，遵循相同的规律，也就是说我们上节课所学习的天体间引力的规律是具有普遍性的。 例1．地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，月球绕地球运动的周期为27.3天，地球半径为R =6.4×106m，月球与地球之间的距离r=3.8×108m（即 r=60R），求月球绕地球运动的加速度a月为地面重力加速度g的多少倍？ 【解析】由，， 得 代入数据解得： 通过计算，证明了课本上提出的假设，即地球对月球的力与地球使苹果自由下落的力的是同一种力，都遵守“平方反比”的规律。 【拓展与分享】离地面某一高度h处的重力加速度是地球表面重力加速度的二分之一，则高度h是地球半径R的多少倍。 解析：物体在地面受到的引力与在离地h高处受到的引力同样遵守“平方反比”的规律 ， 所以： 由题意知 解得 即h 是地球半径的倍 [问题2] 万有引力定律 [教师点拨]平方反比律已经扩展到太阳与行星之间、地球与月球之间、地球与地面物体间之后，牛顿作了更大胆的设想，任意两个物体之间都存在这样的力，牛顿就这样地将之推广了，于是就有了具有划时代意义的万有引力定律的问世。 （1）内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与两个物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间的距离r的二次方成反比。 （2）公式： （3）单位：质量——Kg、距离——m、力——N 。 （4）比例系数G叫做引力常量，普遍适用。 （5）距离的确定：  eq \o\ac(○,1)可视为质点的物体，则为质点间的距离；  eq \o\ac(○,2)对均质球体则是两个球心间的距离。 （6）意义：  eq \o\ac(○,1)对物理学、天文学的发展具有深远的影响；  eq \o\ac(○,2)它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来了；  eq \o\ac(○,3)在科学文化发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立起了极大的信心，人们有能力理解天地间的各种事物。 万有引力定律清楚地向人们提示，复杂运动的背后隐藏着简洁的科学规律；它明确地向人们宣告，天上和地下都遵循着完全相同的科学法则。 例2．两个大小相同的实心均质小铁球,紧靠在一起时它们之间的万有引力为F;若两个半径为小铁球2倍的实心均质大铁球紧靠在一起,则它们之间的万有引力为（ ） A.2F B.4F C.8F D.16F 【拓展与分享】火星半径为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的1/9。一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为100kg ，则在火星上其质量为 kg，重力为