沪科版必修2高中物理5.2万有引力定律是怎样发现的(第1课时)导学案.pdfVIP

高中物理5.2万有引力定律是怎样发现的（第1课时）导学案

沪科版必修2

【学习目标】

1、了解万有引力定律的发现过程

2、知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

【学习重点】

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

【自主学习】

任务一、基础知识

1.科学猜想：

吉尔伯特：

笛卡尔：

布里奥

胡克：

2．前进道路上的困难

困难之一：

困难之二：

困难之三：

3.牛顿的猜想与论证：

猜想1：

论证：

1

猜想2：

验证：

猜想3：

：

论证：

阅读资料：

1.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。但行星为

什么会如此运动？是什么原因促使他们这样运动呢？

2.科学猜想

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

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

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.

4.牛顿的思考：猜想验证，展示过程

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牛顿的思考：

地球对月球的力，地球对地面上物体的力，太阳队行星的力，是不是同一性质的力？

牛顿的猜想与论证：

猜想1：行星围绕太阳的运动可能是由太阳的引力作用造成的，太阳对行星的引力F应该与行星到

太阳的距离r有关。

论证：应用开普勒运动定律和牛顿运动定律进行推理论证

这时用他创立的微积分对上述猜想进行论证并建立简化模型，把行星轨道视作圆来处理，最终得出

太阳与行星间的引力公式）。验证了猜想的准确性，在此，解决了困难之一——“数学工

具的缺乏”

猜想2：“天上”的力和“人间”的力可能出于同一本源。

设想和地球的最高山顶差不多高处有一个小月球，那么维持这个月球在轨道上运动的向心力和月球

在山顶上受到的重力有什么关系？假如小月球在轨道上停止运动，小月球会落向地面吗？若落向地

面，小月球下落的快慢与地球上物体下落的快慢是否一样？

这也是牛顿当年的设想，就此，他进而猜想地球对地面物体的引力与地球对月球的引力是同一性质

的力。

假定上述猜想成立，那是不是遵从“平方反比律”呢？

验证：月—地检验（验证了猜想的准确性）就此，解决了困难之二——“理论工具的缺乏”

猜想3：推广到宇宙中的一切物体。牛顿在上述猜想的基础上，做出更大胆的猜想：任意两个物

体之间都存在这样的引力，只是由于一般物体的质量比天体质量小的多，我们不易觉察。因此上述

结论被推广到宇宙中的一切物体中

前人的两大困难在牛顿手上已经迎刃而解了,那么多体问题牛顿是怎么解决的呢呢？

这时牛顿撇开其他天体的运动不计，只考虑太阳对行星的作用，合理的简化使他不受干扰的直达问

题的本质。最终让这一困难得以解决。解决了困难之三——“多体问题”

牛顿汲取了前辈科学家关于引力思想的精华克服了前进道路上无法逾越的数学工具、理论工具的缺

乏以及天体间相互干扰三大困难，最终摘取了引力问题的桂冠。

5.学习牛顿发现万有引力的过程，从中感受牛顿道路上的艰难

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