物理：6[1].2-6.3《太阳与行星间的引力-万有引力定律》课件(新人教版必修2).ppt

第二节 太阳与行星间的引力第三节 万有引力定律 教学目标 一、知识目标 1.知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源. 2.知道万有引力定律得出的过程和思路.理解万有引力的含义. 3.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题。. 二、能力目标 1.培养学生在处理问题时，要抓住主要矛盾，简化问题，建立模型的能力与方法. 2.培养学生的科学推理能力. 三、德育目标 通过牛顿在前人的基础上发现万有引力的思想过程，说明科学研究的长期性、连续性及艰巨性. 至此，牛顿一直是在已有的观测结果和理论引导下进行推测和分析，观测结果仅对“行星绕太阳运动”成立，这还不是万有引力定律。 问题与练习 既然任何物体间都存在引力，为什么当两个人接近时他们不会吸在一起？ 假设这两个人的质量都是50kg，他们相距0.5m，试计算他们之间的吸引力。 我们分析物体的受力时，是否需要考虑物体间的万有引力？ 例题：称一称地球的质量 　　已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力恒量为G，用以上各量表示，地球质量M为多少？ 巩 固 练 习 两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时，它们之间的万有引力为F。若半径为原来两倍的实心大铁球紧靠在一起时，则它们之间的万有引力为：（ ） A 4F B 2F C F D 16F 当堂练习 教材41页(2)(3)题 得出万有引力定律的方法和思路 万有引力的普遍性:任何两物体之间都存在着相互作用的引力 万有引力定律的计算适用于两质点和两匀质球之间的相互作用 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 作 业 教学重点：万有引力定律的推导 万有引力定律的内容及表达式 开普勒三定律 知识回顾 开普勒第一定律 所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上; 开普勒第二定律 对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积; 开普勒第三定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等. 太阳 行星 b = v a k值只与中心天体有关，与环绕天体无关 什么力来维持行星绕太阳的运动呢？ 建立模型 太阳 行星 r 太阳 行星 a 诱思：既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？为什么？ 简化 行星绕太阳做匀速圆周运动肯定需要的向心力。这个力的方向怎样？大小怎样？ 推理计算 将行星运动近似为圆轨道上的匀速圆周运动：太阳和行星间的距离为r，行星运动的周期为T，行星的质量为m。请你学着牛顿的方法，证明太阳对行星的引力F与r的二次方成反比。（阅读课本P37并推导） （从太阳与行星间的相互作用的角度来看，两者的地位是相同的，你能得到什么结论啊？） 地球对苹果的引力 地球对月球的引力 ？ 目的：地面上的重力与地吸引月球是同一性质的力吗？ 牛顿月地检验的基本思路： 假定维持月球绕地球运动的力以及地面物体所受的引力和太阳与行星之间的力遵循同一规律。（已知月球轨道半径(r)是地球半径(R)的60倍 ） （1）将物体放在地球表面上所受引力为： 1、月－地检验 （3）两者比值： （2）将物体放在月球轨道上所受引力为： （4）在牛顿那个时代已经比较精确地测定月球与地球的距离r＝384400km、月球的公转周期为27.3天。我们想一个可行的方法，测出月球轨道上某物体的加速度。 结论：月球绕地球运动的力以及地面物体所受地球的引力和太阳与行星之间的力遵循同一规律。 牛顿在前人研究成果的基础上，凭借他超凡的数学能力发现了万有引力定律，比较完美的给出了天体的运动规律。 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的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比 一、定律内容 1.m1、m2是两个物体的质量 2.r是两个物体间的距离： 公式说明： 均匀球体指球心间距离 对于相距很远可看做质点的物体，指质点间的距离 二、表达式 F=G r2 m1m2 3.G为常量，叫引力常量 G=6.67×10-11N·m2/kg2 在数值上等于两个质量为1kg的物体相距1m时的相互作用力 引力常量的测量 卡文迪许 卡文迪许扭秤实验 特 点 1、普遍性 万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量物质之间的吸引力，是自然界物质之间的基本相互作用之一. 2、相互性 两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力. 特 点 3、宏观性 通常情况下，万有引力非常小，只有在巨大的天体间，或天体与物体间，它的存在才有实际上的意义. 4、适用性 只适用于两个质点间的引力，当物体之间的 距离远大于物体本身