新教材人教版高一物理导学案§7.2万有引力定律

即墨美术学校高一物理导学案

课型：新授编写人：赵财昌审核人：高一物理组编写时间：2021-3 编号：

§7.2万有引力定律

学习目标:

1.知道太阳与行星间存在引力.

2.能利用开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式.

3.理解万有引力定律内容、含义及适用条件.

4.认识万有引力定律的普遍性，能应用万有引力定律解决实际问题．

【课前预习】

一、太阳与行星间的引力

1．猜想

行星围绕太阳的运动可能是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有关．

2．模型简化

行星以太阳为圆心做运动，太阳对行星的引力提供了行星做运动的向心力．

3．太阳对行星的引力

F＝mv2

r＝m?

2πr

r＝

4π2mr

T2.

结合开普勒第三定律得：F∝ .

4．行星对太阳的引力

根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F′的大小也存在与上述关系类似的结果，即F′∝ .

5．太阳与行星间的引力

由于F∝m

r2、F′∝

r2，且F＝F′，则有F∝，写成等式F＝，式中

G为比例系数．

二、万有引力定律

1．内容：自然界中任何两个物体都，引力的方向在上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成、与它们之间距离r的成反比．2．表达式：F＝ .

3．引力常量G：由英国物理学家测量得出，常取G＝ .

预习自测

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)公式F ＝G Mm r 2中G 是比例系数，与太阳、行星都没关系．( )

(2)在推导太阳与行星的引力公式时，用到了牛顿第二定律和牛顿第三定律．( )

(3)月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡． ( )

(4)月球绕地球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力产生的．( )

(5)由于太阳质量大于行星质量，故太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力．（）

2．两个质量均匀的球体，相距r ，它们之间的万有引力为1×10－8 N ，若它们的质量、距离都增加为原来的两倍，则它们之间的万有引力为( )

A ．4×10－8 N

B ．1×10－8 N

C ．2×10－8 N

D ．8×10－8 N

【课堂探究】

探究一：太阳与行星间引力的理解

如图所示，太阳系中的行星围绕太阳做匀速圆周运动．

(1)为什么行星会围绕太阳做圆周运动？

(2)太阳对不同行星的引力与行星的质量是什么关系？

(3)行星对太阳的引力与太阳的质量是什么关系？

总结：

1．两个理想化模型

(1)匀速圆周运动模型：由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点靠得很近，行星的运动轨迹非常接近圆，所以将行星的运动看成．

(2)质点模型：由于天体间的距离很远，研究天体间的引力时将天体看成，即天体的质量集中在球心上．

2．推导过程

(1)太阳对行星的引力

(2)太阳与行星间的引力

3．太阳与行星间的引力的特点：太阳与行

星间引力的大小，与太阳的质量、行星的质量

成正比，与两者距离的二次方成反比．太阳与

行星间引力的方向沿着二者的连线方向．

练习1：(多选)关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是( )

A ．由于地球比木星离太阳近，所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大

B ．行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在从近日点向远日点运动时所受引力变小

C ．由F ＝GMm r 2可知G ＝Fr 2Mm ，由此可见G 与F 和r 2的乘积成正比，与M 和m 的乘积成反比

D ．行星绕太阳的椭圆轨道可近似看成圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力

探究二：万有引力定律的理解

无论是太阳与行星、地球与月球以及任何物体之间都存在万有引力．

(1)公式F ＝G Mm r 2中r 的含义是什么？ (2)任何两个物体之间的万有引力都能利用公式F ＝G m 1m 2r 2计算出来吗？

总结：F ＝G Mm r 2的适用条件

(1)万有引力定律的公式适用于计算间的相互作用，当两个物体间的距离比物体本身大得多时，可用此公式近似计算两物体间的万有引力．

(2)质量分布均匀的球体间的相互作用，可用此公式计算，式中r 是两个球体间的距离．

(3)一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也可用此公式计算，式中的r 是球体球心到质点的距离．

练习2：(多选)对于质量为m 1和质量为m 2的两个物体间的万有引力的表达式F ＝G m 1m 2r 2，下列说法正确的是( )

A ．公式中的G 是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的

B ．当两个物体间的距离r 趋于零时，万有引力趋于无穷大

C ．m 1和m 2所受引力大小总是相等的

D ．两个物体间的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力

探究三：万有引力与重力的关系

假如某个人做环球旅行，可能到达地球的任何地点，如果地球看成标准的球体，那么该人分别位于赤道上某点、北半球的某点、南半球的某点、北极点、南极点等不同地点．

(1)该人在各地点所受的万有引力有什么关系？

(2)该人在各地点所受的重力有什么关系？

总结：

1．万有引力是合力：如图所示，设地球的质量为M ，半径为R ，A 处物体的质量

为m ，则物体受到地球的吸引力为F ，方向指向地心O ，则由万有引力公式得F ＝G Mm R 2.

2．万有引力有两个分力：除南北两极外，万有引力有两个分力，一

个分力F 1提供物体随地球自转的，方向于地轴；另一个

分力F 2是，产生使物体压地面的效果．

【课后巩固】

1．由万有引力定律可知，两个物体的质量分别为m 1和m 2，其间距为r 时，它们之间

万有引力的大小为F ＝G m 1m 2r 2，式中G 为引力常量．在国际单位制中，G 的单位是( )

A ．N·m 2/kg 2

B ．kg 2/(N·m 2)

C ．N·m 2/kg

D ．N·kg 2/m 2

2．(多选)要使两物体间的万有引力减小到原来的14

，下列办法可以采用的是( ) 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14

，距离不变 C ．使两物体间的距离增大为原来的2倍，质量不变

D ．使两物体间的距离和质量都减小为原来的14

3．关于万有引力F ＝G m 1m 2r 2和重力，下列说法正确的是( )

A ．公式中的G 是一个比例常数，没有单位

B ．到地心距离等于地球半径2倍处的重力加速度为地面重力加速度的14

C ．m 1、m 2受到的万有引力是一对平衡力

D ．若两物体的质量不变，它们间的距离减小到原来的一半，它们间的万有引力也变为原来的一半

4. 牛顿发现万有引力定律的思维过程是下列哪一个? ( )

A.理想实验一理论推导一实验检验

B. 假想一理论推导一规律形成

C .假想一理论推导一实验检验 D.实验事实一假想一理论推导

5. 月—地检验的结果说明（）

A .地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质力

B.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一种类型的力

C.地面物体所受地球的引力只与物体质量有关，即G=mg

D.月球所受地球的引力除与月球质量有关外，还与地球质量有关

高一物理万有引力定律测试题及答案

万有引力定律测试题班级姓名学号一、选择题（每小题中至少有一个选项是正确的，每小题5分，共40分） 1．绕地球作匀速圆周运动的人造地球卫星内，其内物体处于完全失重状态，则物体（） A．不受地球引力作用 B．所受引力全部用来产生向心加速度 C．加速度为零 D．物体可在飞行器悬浮 2．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R，线速度为v，周期为T，若要使卫星的周期变为2T，可能的办法是（）不变，使线速度变为 v/2 不变，使轨道半径变为2R D.无法实现 3．由于地球的自转，地球表面上各点均做匀速圆周运动，所以（） A.地球表面各处具有相同大小的线速度 B.地球表面各处具有相同大小的角速度 C.地球表面各处具有相同大小的向心加速度 D.地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心 4．地球上有两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置及两人造卫星到地球中心的距离可能是（）A．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等 B．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍 C．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等 D．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍 5．设地面附近重力加速度为g0，地球半径为R0，人造地球卫星圆形运行轨道半径为R，那么以下说法正确的是 ( ) 6．一宇宙飞船在一个星球表面附近做匀速圆周运动，宇航员要估测星球的密度，只需要测定飞船的（） A：环绕半径 B：环绕速度 C：环绕周期 D：环绕角速度 7．假设火星和地球都是球体，火星的质量M火和地球的质量M地之比M火/M地=p，火星的半径R火和地球的半径R地之比R火/R地=q，那么火星表面处的重力加速度g火和地球表面处的重力的加速度g地之比等于[ ] q2 q

高中物理第三章第三节摩擦力(1)导学案新人教版必修1

课题：§3.3摩擦力(1) 【学习目标】： 1．知道滑动摩擦力的产生条件，认识滑动摩擦的规律．知道动摩擦因数与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关，会判断滑动摩擦力的方向． 2．能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力．【学习重点】：滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断．【学习难点】：滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断．【自主预习】：一．自主预习： 1、摩擦力是发生在两个物体之间，在物体发生或有这种趋势时，阻碍物体间的。 2、影响摩擦力大小的因素有和。 3、举出生活中的有益摩擦：举出生活中的有害摩擦：。二．预习自测： 1、判断题 (1)自行车刹车时，用力捏紧自行车刹车闸是为了增大压力来增大摩擦力 ( ) (2)在接触面之间加润滑油，可以消除摩擦 ( ) (3)物体只有在运动时，才会受到摩擦力的作用（） (4)物体运动越快，受的摩擦力就越大 ( ) (5)物体静止时，就一定没有受到摩擦力 ( ) (6)如果没有摩擦，我们就寸步难行 ( ) 2、甲、乙两同学沿同一直线，水平向右拉一木箱，甲用60N的力，乙用40N的力，木箱在水平地面上做匀速运动，则木箱受到地面的滑动摩擦力的大小和方向分别是（）A．100N，方向向右 B．100N，方向向左 C．20N，方向向右 D．20N，方向向左 3、下面说法中错误的是（） A．运动鞋底的花纹是为了增大鞋底与地面间的摩擦力

B ．冬天下雪后，常见民警在汽车上坡的地方洒上一些炉灰，目的是增大车轮与地面之间的摩擦 C ．生活中离不开摩擦，摩擦越大越好 D ．工厂工人师傅用的锉刀表面总是凹凸不平的，目的是为了增大锉刀与工件之间的摩擦 4、笨重的箱子放在水平地而上，我们推不动它是因为 ( ) A 、这物体的惯性很大 B 、这物体受到的推力小于摩擦力 C 、这物体受到的推力和摩擦力平衡 D 、以上说法都不对【合作探究】：探究一、滑动摩擦力（看教材57页相关内容，列举生活中存在滑动摩擦力的实例，完成下列问题） 1、说一说：滑动摩擦力的定义： 2、总结出滑动摩擦力产生的条件？（小组可以讨论完成） 3、如何判断滑动摩擦力的方向？（小组可以讨论完成）做一做1、判断下列各情况下物体所受滑动摩擦力的方向。 2、滑动摩擦力可以提供动力吗？（小组可以讨论完成，可举例说明） 3、滑动摩擦力大小于哪些因素有关？滑动摩擦力大小计算公式？（要能说出公式中各物理量的含义）思考：公式中物体对地面的压力等于物体的重力吗？看下面三个图。 F v F v

万有引力定律应用的12种典型案例

3232 万有引力定律应用的12种典型案例万有引力定律不仅是高考的一个大重点，而且是自然科学的一个重大课题，也是同学们最感兴趣的科学论题之一。特别是我国“神州五号”载人飞船的发射成功，更激发了同学们研究卫星，探索宇宙的信心。下面我们就来探讨一下万有引力定律在天文学上应用的12个典型案例：【案例1】天体的质量与密度的估算下列哪一组数据能够估算出地球的质量 A.月球绕地球运行的周期与月地之间的距离 B.地球表面的重力加速度与地球的半径 C.绕地球运行卫星的周期与线速度 D.地球表面卫星的周期与地球的密度解析：人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动。月球也是地球的一颗卫星。设地球的质量为M ，卫星的质量为m ，卫星的运行周期为T ，轨道半径为r 根据万有引力定律： r T 4m r Mm G 22 2π=……①得： 2 32G T r 4M π=……②可见A 正确而T r 2v π= ……由②③知C 正确对地球表面的卫星，轨道半径等于地球的半径，r=R ……④ 由于3 R 4M 3 π= ρ……⑤结合②④⑤得： G 3T 2π = ρ 可见D 错误地球表面的物体，其重力近似等于地球对物体的引力由2R Mm G mg =得：G g R M 2=可见B 正确

3333 【探讨评价】根据牛顿定律，只能求出中心天体的质量，不能解决环绕天体的质量；能够根据已知条件和已知的常量，运用物理规律估算物理量，这也是高考对学生的要求。总之，牛顿万有引力定律是解决天体运动问题的关键。【案例2】普通卫星的运动问题我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的运行轨道是不同的。“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为12 h ，“风云二号”是同步轨道卫星，其运行轨道就是赤道平面,周期为24 h 。问：哪颗卫星的向心加速度大哪颗卫星的线速度大若某天上午8点，“风云一号”正好通过赤道附近太平洋上一个小岛的上空，那么“风云一号”下次通过该岛上空的时间应该是多少解析：本题主要考察普通卫星的运动特点及其规律由开普勒第三定律T 2 ∝r 3 知：“风云二号”卫星的轨道半径较大又根据牛顿万有引力定律r v m ma r Mm G 22==得： 2r M G a =，可见“风云一号”卫星的向心加速度大， r GM v = ，可见“风云一号”卫星的线速度大， “风云一号”下次通过该岛上空，地球正好自转一周，故需要时间24h ，即第二天上午8点钟。【探讨评价】由万有引力定律得：2M a G r = ，v = ω= 2T = ⑴所有运动学量量都是r 的函数。我们应该建立函数的思想。 ⑵运动学量v 、a 、ω、f 随着r 的增加而减小，只有T 随着r 的增加而增加。 ⑶任何卫星的环绕速度不大于7.9km/s ，运动周期不小于85min 。 ⑷学会总结规律，灵活运用规律解题也是一种重要的学习方法。【案例3】同步卫星的运动下列关于地球同步卫星的说法中正确的是： A 、为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上 B 、通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是24h C 、不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上

人教版高中物理必修一高一导学案：第二章综合检测.docx

高中物理学习材料 (时间：90分钟，满分：100分) 一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分) 1．伽利略在对运动的研究过程中创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，这些方法的核心是把________和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来．( ) A．猜想B．假说 C．实验D．思辨 2．图2－4甲是某研究者在地面上拍摄的小球做自由落体运动的频闪照片．假设在月球上使用相同的设备，并保持频闪光源闪光的时间间隔不变，拍摄小球在月球表面做自由落体运动的频闪照片，可能是图乙中的( ) 图2－4 3．物体由静止开始做匀加速直线运动，若第1秒末的速度达到4 m/s，则第2秒内物体的位移是( ) A．2 m B．4 m C．6 m D．8 m 4．(2011·高考重庆卷)某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2 s听到石头落底声．由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度g取10 m/s2)( ) A．10 m B．20 m C．30 m D．40 m 5．(2011·高考天津卷)质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x＝5t＋t2(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点( ) A．第1 s内的位移是5 m B．前2 s内的平均速度是6 m/s C．任意相邻的1 s内位移差都是1 m D．任意1 s内的速度增量都是2 m/s 6．空军特级飞行员李峰驾驶歼十战机执行战术机动任务，在距机场54 km、离地1750 m高度时飞机发动机停车失去动力．在地面指挥员的果断引领下，安全迫降机场，成为成功处置国产单发新型战机空中发动机停车故障、安全返航第一人．若飞机着陆后以6 m/s2的加速度做匀减速直线运动，若其着陆速度为60 m/s，则它着陆后12 s内滑行的距离是( ) A．288 m B．300 m C．150 m D．144 m

高中物理万有引力定律

万有引力定律教学目标知识目标 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．教学建议万有引力定律的内容固然重要，让学生了解发现万有引力定律的过程更重要．建议教师在授课时，应提倡学生自学和查阅资料．教师应准备的资料应更广更全面．通过让学生阅读“万有引力定律的发现过程”，让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关．教师在授课时可以让学生自学，也可由教师提出问题让学生讨论，也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论．万有引力定律的教学设计方案教学目的： 1、了解万有引力定律得出的思路和过程； 2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律；

3、掌握万有引力定律，能解决简单的万有引力问题；教学难点：万有引力定律的应用教学重点：万有引力定律教具：展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人图片．教学过程（一）新课教学(20分钟) 1、引言展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史：十七世纪中叶以前的漫长时间中，许多天文学家和物理学家(如第谷、哥白尼，伽利略和开普勒等人)，通过了长期的观察、研究，已为人类揭示了行星的运动规律．但是，长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么．却缺乏了解，更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究．伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上，进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中，研究、确立了《万有引力定律》．从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因，为天体动力学的发展奠定了基础．那么： (1)牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢？ (2)《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的？以上两个问题就是这节课要研究的重点． 2、通过举例分析，引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法．苹果在地面上加速下落：(由于受重力的原因)：月亮绕地球作圆周运动：(由于受地球引力的原因)；

高一物理必修一第三章相互作用弹力导学案

学生教师夏老师日期 2013/08/03 年级新高一学科物理时段 16:50-18:20 学情分析新课课题第三章相互作用 (弹力) 学习目标与考点分析 1、知道形变的概念及弹力产生的条件。 2、知道压力、支持力和绳力的拉力都是弹力，并能判定弹力的方向。 3、知道形变越大，弹力越大；掌握胡克定律计算弹力。学习重点难点 1、判断弹力的方向及计算弹力的大小 2、利用假设法判断弹力的有无教学方法启发式教学、讲练结合教学过程一、本次课程内容一、形变定义：物体在力的作用下发生的__________或_________的改变叫做形变。二、弹性形变 1、弹性形变：发生形变的物体在________后能够__________这种形变叫做弹性形变。 2、弹性限度：如果物体形变过大，超过一定限度，物体的原来形状将__________完全恢复，这个限度叫做弹性限度。三、弹力 1、定义：发生形变的物体由于要_________，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。 2、弹力产生的条件：（1）两物体直接_____________ （2）发生__形变（相互挤压）______________ 3、弹力的方向：（1）压力和支持力的方向都垂直于物体的_________________。濠知教育暑期学科导学案ggggggggggggangganggang

（2）绳的拉力方向沿着绳指向绳_________________的方向。四、胡克定律 1、弹力的大小跟________的大小有关，____________越大弹力越大。 2、胡克定律：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧_________或_________的长度x成__________。 3、公式F=kx，其中k为劲度系数，单位是_________，符号_____________，x表示弹簧长度的变化量，即|原长一现长|。【范例精析】例1一个物体放在水平地面上，下列关于物体和地面受力情况的叙述中，正确的是（） A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变 B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变 C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变 D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变解析：地面受到向下的压力，这个压力的施力物是物体，所以应该是因为物体的形变产生了对地面的压力，故B是正确的选项。物体受到向上的弹力，这个弹力的施力物是地面，所以应该是地面的形变产生了对物体的弹力，故C也是正确的选项。本题正确的选项是BC。拓展：通过本题可以看出，弹力也是成对产生的。甲对乙挤压使乙产生形变，乙就会对甲产生弹力；同时乙对甲的弹力也使甲产生形变，甲的形变就对乙产生了弹力。一个物体的形变只能对别的物体产生弹力，不能对自己产生弹力。正确解答 C 例2．如图3-2-1所示，一个球形物体静止于光滑水平面，并与竖直光滑墙壁接触，A、B两点是球跟墙和地面的接出点，则下列说法正确的是（） A.物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用 B.物体受重力、B点的支持力作用 C.物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用 D.物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用解析：本题要排除二个干扰，一是地面的弹力就是B点的支持力；二是A点有没有弹力，在A点球虽然与墙壁接触但相互间没有挤压，所以在A点没有弹力。那么怎么样判断A点没有相互挤压的呢？我们可以用假设法，设想A处的墙壁撤消，球仍然保持静止状态，所以在A 处没有弹力。本题正确的选项是B。

物理必修2《万有引力》典型例题

【1】天体的质量与密度的估算下列哪一组数据能够估算出地球的质量 A.月球绕地球运行的周期与月地之间的距离 B.地球表面的重力加速度与地球的半径 C.绕地球运行卫星的周期与线速度 D.地球表面卫星的周期与地球的密度解析：人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动。月球也是地球的一颗卫星。设地球的质量为M ，卫星的质量为m ，卫星的运行周期为T ，轨道半径为r 根据万有引力定律：r T 4m r Mm G 2 22π=……①得：23 2G T r 4M π=……②可见A 正确而T r 2v π= ……由②③知C 正确对地球表面的卫星，轨道半径等于地球的半径，r=R ……④ 由于3 R 4M 3 π= ρ ……⑤结合②④⑤得： G 3T 2π = ρ 可见D 错误球表面的物体，其重力近似等于地球对物体的引力由2 R Mm G mg =得：G g R M 2= 可见B 正确【2】普通卫星的运动问题我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的运行轨道是不同的。“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为12 h ，“风云二号”是同步轨道卫星，其运行轨道就是赤道平面,周期为24 h 。问：哪颗卫星的向心加速度大？哪颗卫星的线速度大？若某天上午8点，“风云一号”正好通过赤道附近太平洋上一个小岛的上空，那么“风云一号”下次通过该岛上空的时间应该是多少？解析：由开普勒第三定律T 2∝r 3知：“风云二号”卫星的轨道半径较大又根据牛顿万有引力定律r v m ma r Mm G 2 2==得： 2r M G a =，可见“风云一号”卫星的向心加速度大， r GM v =，可见“风云一号”卫星的线速度大， “风云一号”下次通过该岛上空，地球正好自转一周，故需要时间24h ，即第二天上午8点钟。【探讨评价】由万有引力定律得：2 M a G r =，v = ω= 2T π = 【3】同步卫星的运动下列关于地球同步卫星的说法中正确的是： A 、为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上 B 、通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是24h C 、不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上 D 、不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的。

人教版高中物理必修一精品导学案：第2章专题2：追及相遇问题

第二章专题二：追及相遇问题【学习目标】 1．掌握追及、相遇问题的特点 2．能熟练解决追及、相遇问题【学习重点】掌握追及问题的分析方法，知道“追及”过程中的临界条件【学习难点】“追及”过程中的临界分析【知识预习】两物体在同一直线上追及、相遇或避免碰撞问题中的条件是：两物体能否同时到达空间某位置。因此应分别对两物体进行研究，列出位移方程，然后利用时间关系、速度关系、位移关系求解。一、追及问题 1．追及问题的特征及处理方法： “追及”主要条件是：两个物体在追赶过程中处在同一位置，常见的情形有三种： ⑴初速度比较小（包括为零）的匀加速运动的物体甲追赶同方向的匀速运动的物体乙，一定能追上。 a．追上前，当两者速度相等时有最大距离； b．当两者位移相等时，即后者追上前者。 ⑵匀减速运动的物体追赶同向的匀速运动的物体时，存在一个能否追上的问题。判断方法是：假定速度相等，从位置关系判断。解决问题时要注意二者是否同时出发，是否从同一地点出发。 a．当两者速度相等时，若追者位移仍小于被追者，则永远追不上，此时两者间有最小距离； b．若两者速度相等时，两者的位移也相等，则恰能追上，也是两者避免碰撞的临界条件； c．若两者速度相等时，追者位移大于被追者，说明在两者速度相等前就已经追上；在计算追上的时间时，设其位移相等来计算，计算的结果为两个值，这两个值都有意义。即两者位移相等时，追者速度仍大于被追者的速度，被追者还有一次追上追者的机会，其间速度相等时两者间距离有一个较大值。 ⑶匀速运动的物体甲追赶同向匀加速运动的物体乙，情形跟⑵类似。匀速运动的物体甲追赶同向匀减速运动的物体乙，情形跟⑴类似；被追赶的物体做匀减速运动，一定要注意追上前该物体是否已经停止运动。 2．分析追及问题的注意点： ⑴要抓住一个条件，两个关系：一个条件是两物体的速度满足的临界条件，如两物体距离最大、最小，恰好追上或恰好追不上等。两个关系是时间关系和位移关系，通过画

高中物理《万有引力定律》知识点

高中物理《万有引力定律》知识点万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。它的大小和物体的质量以及两个物体之间的距离有关。物体的质量越大，它们之间的万有引力就越大；物体之间的距离越远，它们之间的万有引力就越小。两个可看作质点的物体之间的万有引力，可以用以下公式计算：F＝Gmm/r^2,即万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G代表引力常量，其值约为6.67×10的负11次方单位N·m2/kg2。为英国科学家卡文迪许通过扭秤实验测得。万有引力的推导：若将行星的轨道近似的看成圆形，从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的，即：ω=2π/T 如果行星的质量是m，离太阳的距离是r，周期是T，那么由运动方程式可得，行星受到的力的作用大小为mrω^2=mr（4π^2）/T^2 另外，由开普勒第三定律可得 r^3/T^2=常数k' 那么沿太阳方向的力为 mr（4π^2）/T^2=mk'（4π^2）/r^2 由作用力和反作用力的关系可知，太阳也受到以上相同大小的力。从太阳的角度看，

（太阳的质量m）（k''）（4π^2）/r^2 是太阳受到沿行星方向的力。因为是相同大小的力，由这两个式子比较可知，k'包含了太阳的质量m，k''包含了行星的质量m。由此可知，这两个力与两个天体质量的乘积成正比，它称为万有引力。如果引入一个新的常数（称万有引力常数），再考虑太阳和行星的质量，以及先前得出的4·π2，那么可以表示为万有引力=Gmm/r^2 两个通常物体之间的万有引力极其微小，我们察觉不到它，可以不予考虑。比如，两个质量都是60千克的人，相距0.5米，他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿，而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍！但是，天体系统中，由于天体的质量很大，万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球，对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响，它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上，它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。重力，就是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力。自然界中最普遍的力。简称引力，有时也称重力。在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力、电磁力合称

高一人教版物理必修一精品导学案：第3章 2 弹力

第三章 2 弹力一、课前自主学习㈠课本导读 1．在物体与物体_________时发生的力的相互作用称为接触力。接触力按其性质可以归纳为_______和_____________。接触力在本质上都是由________引起的。非接触力举例__________________。 2．物体在力的作用下________或_______发生的改变，叫做形变。任何物体在力的作用下都会产生形变。只是有些物体的形变很小，不易观察。 3．有些物体在形变后，撤去作用力时能够____________的形变叫做弹性形变。如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做_______________。 4．发生________的物体，由于要恢复原状，对与它_________的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。这时物体内部各总分之间也有力的作用，这种力也是_________。弹力是成对地产生的。 5．弹力产生的条件：①两物体要相互__________；②物体要发生____________。 6．压力、支持力都是弹力，绳子拉物体的拉力也属于弹力。压力、支持力的方向都垂直于_____________，绳子的拉力总是沿着________而指向_____________。 7．弹力产生原因的具体分析：设甲乙之间产生了一对弹力。乙物体受到的弹力是因为甲物体发生形变而产生的，方向指向甲的形变恢复的方向。甲物体受到的弹力是因为乙物体发生形变而产生的，方向指向乙物体的形变恢复的方向。例1．如图1，桌面受到的压力F1是由于________（书、桌面）的形变而产生的。书的形变的恢复方向向_______（上、下）。桌面对书的支持力F2是由于__________ （书、桌面）的形变而产生的。桌面的形变的恢复方向向_______（上、下）。例2．如图2，绳子对小球的弹力（拉力）是由于________（绳子、小球）的形变而产生的，绳子的形变的恢复方向（即收缩方向）向_________。小球对绳子向下的弹力（拉力）是由于 ________（绳子、小球）的形变而产生的，小球的形变的恢复方向向______（上、下）。 8．弹力的方向的判断常见的有如下几种情况： ⑴轻绳只能产生拉力，方向沿绳指向轻绳收缩的方向。 ⑵弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线，指向弹簧恢复形变的方向。 ⑶轻杆既可产生压力，又可产生拉力，且方向不一定沿杆（如图3，轻杆对A的弹力不沿杆的方向）。 ⑷面与面接触，点与面接触的压力或支持力的方向总垂直于接触面，指向被压或被支持的物体。 ⑸球与面接触的弹力方向，在接触点与球心连线上而指向受力物体。 ⑹球与球接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面而指向受力物体。例3．在图4中画出物A所受的重力和弹力。图4 9．弹力的大小：弹力的大小跟物体形变的大小有关，形变越大，弹力_______。形变消失，弹力。弹簧的弹力跟弹簧__________________成正比，即________________。式中x为___________，即弹簧

万有引力定律典型例题解析

万有引力定律·典型例题解析【例1】设地球的质量为M ，地球半径为R ，月球绕地球运转的轨道半径为r ，试证在地球引力的作用下： (1)g (2)(3)r 60R 地面上物体的重力加速度＝；月球绕地球运转的加速度＝；已知＝，利用前两问的结果求的值； GM R GM r g 22αα (4)已知r ＝3.8×108m ，月球绕地球运转的周期T ＝27.3d ，计算月球绕地球运转时的向心加速度a ； (5)已知地球表面重力加速度g ＝9.80m/s 2，利用第(4)问的计算结果，求的值．α g 解析： (1)略；(2)略； (3)2.77×10-4； (4)2.70×10-3m/s 2 (5)2.75×10-4 点拨：①利用万有引力等于重力的关系，即＝．②利用万有引力等于向心力的关系，即＝．③利用重力等于向心力 G Mm r mg G Mm r m 2 2α 的关系，即mg ＝ma ．以上三个关系式中的a 是向心加速度，根据题目的条件可以用、ω或来表示．v r r T 2224r 2 π 【例】月球质量是地球质量的，月球半径是地球半径的，在21811 38. 距月球表面14m 高处，有一质量m ＝60kg 的物体自由下落． (1)它落到月球表面需用多少时间？ (2)它在月球上的“重力”和质量跟在地球上是否相同(已知地球表面重力

加速度g 地＝9.8m/s 2)？解析：(1)4s (2)588N 点拨：(1)物体在月球上的“重力”等于月球对物体的万有引力，设 mg G M m R mg G M m R 22月月月地地地＝．同理，物体在地球上的“重力”等于地球对物体的万有引力，设＝．以上两式相除得＝，根据＝可得物体落到月球表面需用时间为＝＝×＝．月月g 1.75m /s S gt t 4s 2 2 12 2214 175S g . (2)在月球上和地球上，物体的质量都是60kg ．物体在月球上的“重力”和在地球上的重力分别为G 月＝mg 月＝60×1.75N ＝105N ，G 地＝mg 地＝60×9.8N ＝588N ．跟踪反馈 1．如图43－1所示，两球的半径分别为r 1和r 2，均小于r ，两球质量分布均匀，大小分别为m 1、m 2，则两球间的万有引力大小为： [ ] A ．Gm 1m 2/r 2 B ．Gm 1m 2/r 12 C ．Gm 1m 2/(r 1＋r 2)2 D ．Gm 1m 2/(r 1＋r 2＋r)2

高中物理第二章圆周运动第二节第1课时实验：探究向心力大小与半径角速质量的关系学案粤教版必修2

第1课时实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系知识目标核心素养 1.理解向心力和向心加速度的概念. 2.知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行计算. 3.知道向心加速度和线速度、角速度的关系，能够用向心加速度公式求解有关问题. 1.体验向心力的存在，会设计相关探究实验，体会控制变量法在研究多个物理量关系中的应用. 2.培养学生科学思维能力、科学探究和分析问题的能力. 3.会用圆周运动的知识解决生活中的问题. 一、实验目的 1．定性感知向心力的大小与什么因素有关． 2．学会使用向心力演示器． 3．探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系．二、实验方法：控制变量法三、实验方案 1．用细绳和物体定性感知向心力的大小． (1)实验原理：如图1所示，细线穿在圆珠笔的杆中，一端拴住小物体，另一端用一只手牵住，另一只手抓住圆珠笔杆并用力转动，使小物体做圆周运动，可近似地认为作用在小物体上的细线的拉力，提供了圆周运动所需的向心力，而细线的拉力可用牵住细线的手的感觉来判断．图1 (2)器材：质量不同的小物体若干，空心圆珠笔杆，细线(长约60 cm)． (3)实验过程： ①在小物体的质量和角速度不变的条件下，改变小物体做圆周运动的半径进行实验． ②在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变物体的角速度进行实验． ③换用不同质量的小物体，在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作． (4)结论：半径越大，角速度越大，质量越大，向心力越大．

2．用向心力演示器定量探究 (1)实验原理如图2所示，匀速转动手柄，可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速圆周运动．这时，小球向外挤压挡板，挡板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力．同时，小球压挡板的力使挡板另一端压缩弹簧测力套筒里的弹簧，弹簧的压缩量可以从标尺上读出，该读数显示了向心力大小．图2 (2)器材：向心力演示器． (3)实验过程 ①把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上，使它们的转动半径相同．调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度不一样，探究向心力的大小与角速度的关系． ②保持两个小球质量不变，增大长槽上小球的转动半径．调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度相同，探究向心力的大小与半径的关系． ③换成质量不同的球，分别使两球的转动半径相同．调整塔轮上的皮带，使两个小球的角速度也相同，探究向心力的大小与质量的关系． ④重复几次以上实验． (4)数据处理 ①m、r一定序号12345 6 F向 ω ω2 ②m、ω一定序号12345 6 F向

高中物理万有引力定律(教学设计)

高中物理必修二第六章第三节【教材分析】万有引力定律是本章的核心，从内容性质与地位上看，本节内容是对上一节“太阳与行星间的引力”的进一步外推，即：从天体运动推广到地面上任何物体的运动；又是下一节掌握万有引力理论在天文学上应用的学习的基础。本节重点内容是理解万有引力定律的推导思路和过程，掌握万有引力定律的内容及表达公式，知道万有引力定律得出的意义，知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。本节难点是物体间距离的理解。另外本节内容还注重是对学生“科学方法”教育和“情感态度与价值观”的教育：使学生认识科学研究过程中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性，培养学生的推理能力、概括能力和归纳总结能力；本节结合“月—地检验”，经历思维程序“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”培养学生探究思维能力；使学生学习科学家们坚持不懈、勇往直前和一丝不苟的工作精神，培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质。【学情分析】上节内容中，学生用所学的“圆周运动”、“开普勒行星运动定律”和“牛顿运动定律”知识，经历了一系列科学探究过程，得出了太阳与行星间的引力特点，学生对天体运动的研究产生了极大的兴趣和求知欲。本节课教师再引导学生从太阳与行星间引力的规律出发，根据类比事实将“平方反比关系”的作用力进行猜想，假设和推广，从太阳对行星的引力到地球对月球的引力，再到任意物体间的吸引力都满足“平方反比的关系”。学生会带着好奇和探究意识以及必要的检验论证，一路探究下去，最终得出万有引力定律。使学生在理解掌握万有引力定律的基础上，培养了探究思维能力和良好的思维品质，为学生终身发展打下基础。【教学流程】【教学目标】一、知识与技能 1.理解万有引力定律的推导思路和过程。

人教版高中物理必修一精品导学案：第3章第2节弹力

第三章第2节弹力【学习目标】 1．准确理解弹力的产生条件，能够用胡可定律计算；培养正确判断弹力是否存在及其方向的能力。 2．自主学习、合作探究，学会观察微小形变的方法。 3．积极思考，全力投入，感受学习物理的乐趣，体会物理规律的价值。【学习重点】弹力产生的条件及方向的判定。【学习难点】弹力有无的判断及弹力方向的判断。【预习自测】形变的理解 1．关于形变的概念，下列说法正确的是（） A．一切物体都可以发生形变 B．有的物体可以发生形变，有的物体不能发生形变 C．物体的体积的改变叫弹性形变 D．弹簧只能产生拉伸形变，不能产生压缩形变弹力产生的条件 2．下列关于弹力的说法，正确的是( ) A．两物体相互接触，就一定会产生相互作用的弹力 B．两物体不接触，就一定没有相互作用的弹力 C．两物体间有弹力作用，物体不一定发生了弹性形变 D．只有弹簧才能产生弹力弹力的理解 3．下列说法正确的是 ( ) A．木块放在桌面上受到向上的弹力，是木块发生微小形变而产生的 B．木块放在桌面上受到向上的弹力，是桌面发生微小形变而产生的 C．用一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的推力，是木头发生形变而产生的D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是电线发生微小形变而产生的胡克定律 4．对公式F=kx中三个物理量关系的理解，下列说法正确的是 ( ) A．F或x的变化，不会决定任何一根弹簧的劲度系数 B．F与x的比值越大，k值就越大 C．F越大，k值则越大；x越小，k值则越大 D．对同一根弹簧，，F一定时，k与x成反比

【探究案】探究一：弹力及其方向力形变物体施力物体受力物体方向桌面对书的支持力书对桌面的压力细线对小球的拉力【总结归纳】通过对探究问题的研究请归纳弹力的方向。【针对训练】画出图中物体A所受弹力的示意图。探究二：胡克定律某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码，做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系。下表是他的实验数据。实验时弹力始终未超过弹性限度，弹簧很轻，自身质量可以不计。（1）根据实验数据在坐标系中作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像。砝码质量m/g 0 30 60 90 120 150 弹簧总长度l/cm 6.0 7.2 8.3 9.5 10.6 11.8

高一物理万有引力定律典型例题解析

万有引力定律典型例题解析【例1】设地球的质量为M ，地球半径为R ，月球绕地球运转的轨道半径为r ，试证在地球引力的作用下： (1)g (2)(3)r 60R 地面上物体的重力加速度＝；月球绕地球运转的加速度＝；已知＝，利用前两问的结果求的值；GM R GM r g 2 2αα (4)已知r ＝3.8×108m ，月球绕地球运转的周期T ＝27.3d ，计算月球绕地球运转时的向心加速度a ； (5)已知地球表面重力加速度g ＝9.80m/s 2，利用第(4)问的计算结果，求的值．αg 解析： (1)略；(2)略； (3)2.77×10-4； (4)2.70×10-3m/s 2 (5)2.75×10-4 点拨：①利用万有引力等于重力的关系，即＝．②利用万有引力等于向心力的关系，即＝．③利用重力等于向心力G Mm r mg G Mm r m 22α 的关系，即mg ＝ma ．以上三个关系式中的a 是向心加速度，根据题目的条件可以用、ω或来表示．v r r T 2224r 2π

【例】月球质量是地球质量的，月球半径是地球半径的，在2181138. 距月球表面14m 高处，有一质量m ＝60kg 的物体自由下落． (1)它落到月球表面需用多少时间？ (2)它在月球上的“重力”和质量跟在地球上是否相同(已知地球表面重力加速度g 地＝9.8m/s 2)？解析：(1)4s (2)588N 点拨：(1)物体在月球上的“重力”等于月球对物体的万有引力，设 mg G M m R mg G M m R 22月月月地地地＝．同理，物体在地球上的“重力”等于地球对物体的万有引力，设＝．以上两式相除得＝，根据＝可得物体落到月球表面需用时间为＝＝×＝．月月g 1.75m /s S gt t 4s 2212 2214175S g . (2)在月球上和地球上，物体的质量都是60kg ．物体在月球上的“重力”和在地球上的重力分别为G 月＝mg 月＝60×1.75N ＝105N ，G 地＝mg 地＝60×9.8N ＝588N ．跟踪反馈 1．如图43－1所示，两球的半径分别为r 1和r 2，均小于r ，两球质量

高一物理学案(必修二全册)

一、曲线运动【要点导学】 1、物体做曲线运动的速度方向是时刻发生变化的，质点经过某一点（或某一时刻）时的速度方向沿曲线上该点的。 2、物体做曲线运动时，至少物体速度的在不断发生变化，所以物体一定具有，所以曲线运动是运动。 3、物体做曲线运动的条件：物体所受合外力的方向与它的速度方向。 4、力可以改变物体运动状态，如将物体受到的合外力沿着物体的运动方向和垂直于物体的运动方向进行分解，则沿着速度方向的分力改变物体速度的；垂直于速度方向的分力改变物体速度的。速度大小是增大还是减小取决于沿着速度方向的分力与速度方向相同还是相反。做曲线运动的物体，其所受合外力方向总指向轨迹侧。匀变速直线运动只有沿着速度方向的力，没有垂直速度方向的力，故速度的改变而不变；如果没有沿着速度方向的力，只有垂直速度方向的力，则物体运动的速度不变而不断改变，这就是今后要学习的匀速圆周运动。【范例精析】例1、在砂轮上磨刀具时可以看到，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线飞出，为什么由此推断出砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向? 解析火星是从刀具与砂轮接触处擦落的炽热微粒，由于惯性，它们以被擦落时具有的速度做直线运动，因此，火星飞出的方向就表示砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向。火星沿砂轮切线飞出说明砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向。例2、质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去F1，则质点（） A．一定做匀变速运动B．一定做直线运动 C．一定做非匀变速运动D．一定做曲线运动解析：质点在恒力作用下产生恒定的加速度，加速度恒定的运动一定是匀变速运动。由题意可知，当突然撤去F1时，质点受到的合力大小为F1，方向与F1相反，故A正确，C错误。在撤去F1之前，质点保持平衡，有两种可能：一是质点处于静止状态，则撤去F1后，它一定做匀变速直线运动；其二是质点处于匀速直线运动状态，则撤去F1后，质点可能做直线运动（条件是：F1的方向和速度方向在一条直线上），也可能做曲线运动（条件是：F1的方向和速度方向不在一条直线上）。故B、D的说法均是错误的。拓展：不少同学往往错误认为撤去哪个力，合力就沿哪个力的方向。物体在三个不在同一直线上的力的作用下保持静止，处于受力平衡状态，合力为零，任

高一物理教案：《万有引力定律》

高一物理教案：《万有引力定律》自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比。下面是带来的高一物理教案：《万有引力定律》。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.【教学建议】万有引力定律的内容固然重要，让学生了解发现万有引力定律的过程更重要.建议教师在授课时，应提倡学生自学和查阅资料.教师应准备的资料应更广更全面.通过让学生阅读万有引力定律的发现过程，让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关.教师在授课时可以让学生自学，也可由教师提出问题让学生讨论，也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论.

万有引力定律的教学设计方案【教学目的】1、了解万有引力定律得出的思路和过程； 2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律； 3、掌握万有引力定律，能解决简单的万有引力问题；【教学难点】万有引力定律的应用【教学重点】万有引力定律【教具】展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人图片.【教学过程】（一）新课教学（20分钟） 1、引言展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史：十七世纪中叶以前的漫长时间中，许多天文学家和物理学家（如第谷、哥白尼，伽利略和开普勒等人），通过了长期的观察、研究，已为人类揭示了行星的运动规律.但是，长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么.却缺乏了解，更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究. 伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上，进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中，研究、确立了《万有引力定律》.从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因，为天体动力学的发展奠定了基础.那么：（1）牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢? （2）《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的? 以上两个问题就是这节课要研究的重点. 2、通过举例分析，引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法. 苹果在地面上加速下落：（由于受重力的原因）：

万有引力定律典型例题分析

“万有引力定律”的典型例题例5 【例1】假如一个作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍作圆周运动，则 [ ] A．根据公式v=ωr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍 D．根据上述选答B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将【分析】人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动时，由地球对它的引力作向心力，即卫星运动的线速度

当卫星的轨道半径增大为原来的2倍时，由于角速度会发生变化，错，D正确．同理，当卫星的轨道半径增大为原来的2倍时，由于线速度的变化，卫星所需的向心力不是减为原来的1/2，而是减小到原来的1/4．B错，C正确．【答】C、D．【说明】物体作匀速圆周运动时，线速度、角速度、向心加速度、向心力和轨道半径间有一定的牵制关系．例如，只有当ω不变时，线速度才与半径成正比；同样，当线速度不变时，同一物体的向心力才与半径成反比．使用中不能脱离条件．研究卫星的运动时，最根本的是抓住引力等于向心力这一关系．【例2】估算天体的质量【解】把卫星（或行星）绕中心天体的运动看成是匀速圆周运动，由中心天体对卫星（或行星）的引力作为它绕中心天体的向心力．根据得因此，只需测出卫星（或行星）的运动半径r和周期T，即可算出中心天体的质量M．

【例3】登月飞行器关闭发动机后在离月球表面112km的空中沿圆形轨道绕月球飞行，周期是120.5min．已知月球半径是1740km，根据这些数据计算月球的平均密度．（G=6.67×10-11Nm2／kg2）【分析】要计算月球的平均密度，首先应求出质量M．飞行器绕月球做匀速圆周运动的向心力是由月球对它的万有引力提供的．【解】根据牛顿第二定律有从上式中消去飞行器质量m后可解得根据密度公式有【例4】如图1所示，在一个半径为R、质量为M的均匀球体中，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．