高中物理 3.3万有引力定律的应用(教案)教科版 必修2
高二物理必修二《万有引力定律》教案
高二物理必修二《万有引力定律》教案【导语】高二时孤身奋斗的阶段，是一个与寂寞为伍的阶段，是一个耐力、意志、自控力比拚的阶段。
但它同时是一个厚实庄重的阶段。
由此可见，高二是高中三年的关键，也是最难把握的一年。
为了帮你把握这个重要阶段，无忧考网高二频道整理了《高二物理必修二《万有引力定律》教案》希望对你有帮助！！【篇一】教学目标知识目标：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、知道任何物体间都存在着万有引力，且遵守相同的规律能力目标：1、培养学生研究问题时，抓住主要矛盾，简化问题，建立理想模型的处理问题的能力。
2、训练学生透过现象(行星的运动)看本质(受万有引力的作用)的判断、推理能力德育目标：1、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程，说明科学研究的长期性，连续性及艰巨性，渗透科学发现的方*教育。
2、培养学生的猜想、归纳、联想、直觉思维能力。
教学重难点教学重点：月――地检验的推倒过程教学难点：任何两个物体间都存在万有引力教学过程(一)引入：太阳对行星的引力是行星做圆周运动的向心力，，这个力使行星不能飞离太阳;地面上的物体被抛出后总要落到地面上;是什么使得物体离不开地球呢?是否是由于地球对物体的引力造成的呢?若真是这样，物体离地面越远，其受到地球的引力就应该越小，可是地面上的物体距地面很远时受到地球的引力似乎没有明显减小。
如果物体延伸到月球那里，物体也会像月球那样围绕地球运动。
地球对月球的引力，地球对地面上的物体的引力，太阳对行星的引力，是同一种力。
你是这样认为的吗?(二)新课教学：一.牛顿发现万有引力定律的过程(引导学生阅读教材找出发现万有引力定律的思路)假想――理论推导――实验检验(1)牛顿对引力的思考牛顿看到了苹果落地发现了万有引力，这只是一种传说。
但是，他对天体和地球的引力确实作过深入的思考。
牛顿经过长期观察研究，产生如下的假想：太阳、行星以及离我们很远的恒星，不管彼此相距多远，都是互相吸引着，其引力随距离的增大而减小，地球和其他行星绕太阳转，就是靠劂的引力维持。
教科版高一物理必修二教案：3.2万有引力定律
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．教学难点：万有引力定律的应用教学重点：万有引力定律一、引入新课提问：公元150年前后（东汉汉桓帝时期），古希腊学者托勒密《天文学大成》地心说公元1543年（明。
嘉靖时期），波兰哥白尼《天球运动论》日心说开普勒（明。
万历时期）1609年，《新天文学》第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
第二定律：，从太阳到的行星的连线在相等时间内扫过相等的面积1619年,《宇宙的和谐》第三定律：行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比是一个常量开普勒解决了长期对天体的运动充满神秘。
模糊的认识，是早期利用数学公式表达物理规律的人之一，从此用数学公式表达物理定律的基本方法。
运行天体如何绕中新天体的转动？，因此开普勒被称为天体运动的“立法者”。
那么问题来了。
运行天体问什么会绕中新天体的转动？新课教学一、有代表的学说。
这个问题同样萦绕在开普勒的脑海：受到了来自太阳的类似于磁效应的作用法国数学家迪卡尔，以太说。
哈雷和胡克的观点二、万有引力定律1687年（清，雍正时期）于《自然哲学的数学原理》万有引力：宇宙间任何有质量的物体之间的相互作用．(板书)万有引力定律：宇宙间的一切物体都是相互吸引的．两个物体间的引力大小，跟他们之间质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比．(板书) 221rm m k F =三、地月检测四、卡文迪许扭力称式中：为万有引力恒量；为两物体的中心距离．引力是相互的(遵循牛顿第三定律)．经过几代科学家的共同努力，终于完善了万有引力定律，使得该定律均有了实用意义。
教科版必修2课堂设计高中物理3.3万有引力定律的应用学案
第3节 万有引力定律的应用[导学目标] 1.了解重力等于万有引力的条件.2.会用万有引力定律求中心天体的质量.3.了解万有引力定律在天文学上的重要应用.4.会应用万有引力定律结合圆周运动的知识求解天体运动的有关物理量．行星绕太阳运动的线速度、角速度、周期和向心加速度 行星绕太阳的运动可以简化为________运动，做圆周运动的向心力由________________提供，则：1．由G Mm r 2＝m v 2r 可得：v ＝________，r 越大，v______；2．由G Mmr 2＝m ω2r 可得：ω＝________，r 越大，ω______；3．由G Mm r 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r 可得：T ＝______，r 越大，T____；4．由G Mmr 2＝ma 向可得：a 向＝______，r 越大，a 向______；说明 ①式中G 是比例系数，与太阳和行星______； ②太阳与行星间引力的方向沿着________________； ③万有引力定律F ＝G Mmr2也适用于地球和某卫星之间.一、重力与万有引力的关系 [问题情境]在地球表面上的物体所受的万有引力F 可以分解成物体所受到的重力G 和随地球自转而做圆周运动的向心力F′，如图1所示．其中F ＝G MmR2，而F′＝mr ω2.图1根据图请分析以下三个问题．(1)当物体在赤道上时，向心力和重力的大小如何？ (2)当物体在两极的极点时，向心力和重力的大小如何？ (3)当物体由赤道向两极移动的过程中，向心力和重力的大小如何变化？[要点提炼]1．无论如何，都不能说重力就是地球对物体的万有引力．但是，重力和万有引力的差值并不大．所以，在不考查地球自转的情况下，一般将在地球表面的物体所受的重力近似地认为等于地球对物体的引力，mg ＝G MmR2，即GM ＝gR 2.2．在地球表面，重力加速度随纬度的增大而增大．在地球上空，重力加速度随高度的增大而减小．3．重力的方向竖直向下，并不指向地心，只有在赤道和两极时，重力的方向才指向地心．[即学即用]1．地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有( )A ．物体在赤道处受的地球引力等于在两极处受到的地球引力，而重力小于两极处的重力B ．赤道处的角速度比南纬30°的大C ．地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比两极处的大D ．地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力2．火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目．假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为T 1，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T 2，火星质量与地球质量之比为p ，火星半径与地球半径之比为q ，则T 1和T 2之比为( )A. pq 3B. 1pq 3C.pq 3D. q 3p3．某人在一星球上以速率v 竖直上抛一物体，经时间t 落回手中．已知该星球半径为R ，则至少以多大速度围绕星球表面运动，物体才能不落回该星球( )A.vtR B. 2vR t C.vRt D. vR 2t二、计算天体质量 [问题情境]请同学们阅读教材，思考并回答下面4个问题：1．天体实际做什么运动？而我们通常可以认为做什么运动？描述匀速圆周运动的物理量有哪些？2．根据环绕天体的运动情况求解其向心加速度有几种求法？3．应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力，求解天体的质量有几种表达式？各是什么？各有什么特点？4．应用上面的方法能否求出环绕天体的质量？[要点提炼]应用万有引力计算某个天体的质量，有两种方法：一种是知道这个天体表面的重力加速度，根据公式M ＝gR 2G 求解；另一种方法是知道这个天体的一颗行星(或卫星)运动的周期T 和半径r ，利用公式M ＝4π2r 3GT 2求解． [问题延伸]请同学们思考，在根据上述两种途径求出质量后，能否求出天体的平均密度？请写出计算表达式．例1 我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，这极大地提高了同学们对月球的关注程度．以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：(1)若已知地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，月球绕地球运动的周期为T ，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动．试求月球绕地球运动的轨道半径．(2)若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球某水平表面上方h高处以速度v0水平抛出一个小球，小球落回到月球表面的水平距离为x.已知月球半径为R月，万有引力常量为G.试求月球的质量M月．例2设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动，若测得土星到太阳的距离为R，土星绕太阳运动的周期为T，万有引力常量G已知，根据这些数据能够求出的物理量是( )①土星线速度的大小②土星加速度的大小③土星的质量④太阳的质量A．①②③ B．①②④C．①③④ D．②③例3若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比M 日M 地为( )A.R 3t 2r 3T 2B.R 3T 2r 3t 2C.R 2t 3r 2T 3D.R 2T 3r 2t 3 [即学即用]4．一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知引力常量为G ，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为( )第3节 万有引力定律的应用课前准备区匀速圆周 太阳对行星的引力 1.GMr 越小 2.GMr 3越小 3．2πr 3GM越大 4.GMr2 越小 ①无关 ②二者中心的连线 课堂活动区 核心知识探究 一、 [问题情境](1)当物体在赤道上时，F 、G 、F′三力同向，此时F′达到最大值F max ′＝mR ω2，重力达到最小值：G min ＝F －F′＝G MmR2－mR ω2.(2)当物体在两极的极点时，此时F′＝0，F ＝G ，此时重力等于万有引力，重力达到最大值，此最大值为G max ＝G MmR2.(3)当物体由赤道向两极移动的过程中，向心力减小，重力增大，只有物体在两极的极点时物体所受的万有引力才等于重力．[即学即用]1．A [由F ＝G MmR2可知，物体在地球表面任何位置受到的地球的引力都相等，此引力的两个分力一个是物体的重力，另一个是物体随地球自转的向心力．在赤道上，向心力最大，重力最小，A 对．地表各处的角速度均等于地球自转的角速度，B 错．地球上只有赤道上的物体向心加速度指向地心，其他位置的向心加速度均不指向地心，C 错．地面上物体随地球自转的向心力是万有引力与地面支持力的合力，D 错．]2．D [设地球的质量为m ，地球的半径为r ，则火星的质量为pm ，火星的半径为qr ，根据万有引力提供向心力得G Mm r 2＝mr 4π2T 2，故有T ＝4π2r 3GM∝ r 3M ，则T 1T 2＝ 3r 3·mpm ＝ q 3p，故D 选项正确．]3．B 二、 [问题情境]1．天体实际是沿椭圆轨道运动的，而我们通常情况下可以把它的运动近似处理为圆形轨道，即认为天体在做匀速圆周运动．在研究匀速圆周运动时，为了描述其运动特征，我们引进了线速度v 、角速度ω、周期T 三个物理量．2．根据环绕天体的运动状况，求解向心加速度有三种求法，即(1)a ＝v 2r ；(2)a ＝ω2r ；(3)a ＝4π2r T2.3．应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力，结合圆周运动向心加速度的三种表达方式可得三种形式的方程，即(以月球绕地球运行为例)(1)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T ，半径为r ，根据万有引力等于向心力，即GM 地m 月r 2＝m 月r ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2，可求得地球质量M地＝4π2r 3GT 2.(2)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r 和月球运行的线速度v ，由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，得G M 地m 月r 2＝m 月v 2r. 解得地球的质量为M 地＝rv 2G.(3)若已知月球运行的线速度v 和运行周期T ，由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，得G M 地m 月r 2＝m 月v 2πT . G M 地m 月r 2＝m 月v 2r. 以上两式消去r ，解得 M 地＝v 3T 2πG.4．从以上各式的推导过程可知，利用此法只能求出中心天体的质量，而不能求环绕天体的质量，因为环绕天体的质量同时出现在方程的两边，已被约掉．[问题延伸](1)利用天体表面的重力加速度来求天体的平均密度． 由mg ＝G Mm R 2和M ＝43πR 3ρ得：ρ＝3g4πGR其中g 为天体表面的重力加速度，R 为天体的半径． (2)利用天体的卫星来求天体的平均密度．设卫星绕天体运动的轨道半径为r ，周期为T ，天体半径为R ，则可列出方程：G Mm r 2＝m 4π2T 2r M ＝ρ·43πR 3解得ρ＝3πr 3GT 2R3例1 (1) 3gR 2T 24π2 (2)2hR 2月v 20Gx 2解析 (1)设月球绕地球做圆周运动的轨道半径为r ， 则有：GMm 月r 2＝m 月4π2T 2·r，对地球表面的物体，有：GMmR 2＝mg由以上两式可得：r ＝ 3gR 2T 24π2.(2)设小球从平抛到落地的时间为t ，竖直方向：h ＝12g 月t 2水平方向：x ＝v 0t 可得：g 月＝2hv 20x2对月球表面的物体，有mg 月＝GM 月mR 2月可得：M 月＝2hR 2月v 2Gx 2.例2 B [由于v ＝2πR T 可知①正确；而a ＝ω2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2R ＝4π2R T 2，则②正确；已知土星的公转周期和轨道半径，由GMm R 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2R ，则M ＝4π2R 3GT 2，M 应为中心天体——太阳的质量，无法求出m ——土星的质量，③错误，④正确，由此可知B 正确．]例3 A [由G M 日M 地R 2＝M 地4π2T 2R 得：M 日＝4π2R 3GT 2，由G M 地M 月r 2＝M 月4π2t 2r 得：M 地＝4π2r 3Gt 2，可求出：M 日M 地＝R 3t 2r 3T 2.故A 正确．][即学即用]4．D [本题意在考查考生运用万有引力定律和牛顿第二定律解决天体运动问题的能力．对于物体，根据牛顿第二定律：G Mm R 2＝m 4π2T 2R 和ρ＝M43πR 3得：T ＝3πG ρ，选项D 正确．]。
教科版高中物理必修二《万有引力定律》教案-新版
3.2《万有引力定律》教案
教学目标
知识与技能
1.了解人类对天体运动探索的发展历程。
2.了解开普勒三大定律。
3.了解万有引力定律的发现过程。
4.知道万有引力定律。
5.知道引力常数的大小和意义。
过程与方法
1.通过对“地心说”与“日心说”争论的评述，提高交流、合作能力。
2.以科学探究的方式，了解牛顿是怎样发现万有引力定律的。
情感、态度与价值观
1.由人类对天体运动的探究过程，培养学生尊重客观事实，实事求是的科学态度。
2.让学生认识到科学的想象力建立在对事物长期深入的思考基础上。
3.树立把物理事实作为证据的观念，形成根据证据、逻辑和既有知识进行科学解释的思维方法。
教学重点
万有引力定律及其建立过程
教学难点
万有引力定律的发现过程。
牛顿将天体间的力与地面物体受到的重力想象成同一性质的力，而这种想象是建立在十分抽象的逻辑推理之上的。
教学准备
CAI课件
教学步骤。
教科版物理必修2 3.3万有引力定律的应用(教案设计)
3.3万有引力定律的应用教学设计思路：秉承关注全体学生的发展、“有层次无淘汰”的教育理念，我不断在思考：课怎样备？怎样上？学生怎样学？本节课主要采取启发引导和学生自主思考讨论的教学方式，使学生在问题思考、讨论交流中 , 了解太阳系各大行星的发现过程 , 体会科学定律对人类探索未知世界的作用．寻找中央天体的计算方法过程中 , 不仅要加深学生对万有引力定律的理解，还要使学生对万有引力定律在解决天体运动问题中的基本思想有所体会．教学设计力求做到内容丰富充实、思路简洁扼要、主次分明，既符合整体逻辑又给学生留有适当的思维空间．在交流中师生对话平等；在讨论中教师做好指导．学习任务分析：该节包含了预言未知星体和彗星回归、计算天体质量两部分内容．与《全日制普通高级中学教科书（实验修订本）物理第一册（必修）》相比发生了以下变化：1．在顺序安排上将预言未知星体部分移到了计算天体质量之前，更符合学生由易到难的认知规律．2．在内容上增补了冥王星的发现和预言哈雷彗星回归的内容．这不仅能让学生更加信服万有引力定律的权威性，还能使学生领略自然界的奇妙与和谐，增强将物理知识应用于实践的意识．此外, 计算天体质量部分增加了另一种由g、G、R估算地球质量的方法，起到拓宽学生思路、丰富教学内容的作用． 3．新教材在发展空间还增加了一个估测太阳密度的活动．为学有余力的学生提供材料，满足学生个性化发展的需要．天体质量计算部分不仅提出了所有行星绕恒星或卫星绕行星的运动都可以近似看成是匀速圆周运动的模型，而且将本章一个重要的处理问题的方法即F万＝F向呈现出来，为下一节内容的展开做了一个很好的铺垫．所以本节内容在本章当中起了一个承上启下的作用，是本章的重点．学习者分析：本节课是万有引力定律在天文学上的应用 , 学生已学习过了牛顿运动定律、万有引力定律、圆周运动等知识，知道做圆周运动的物体需要向心力 , 并会寻找向心力的来源 , 已经具备了研究天体运动的知识和能力．教学目标：一、知识与技能1．通过了解万有引力定律在天文学上的重要应用，体会科学定律对人类认识世界的作用．2．知道天体间的相互作用主要是万有引力，以及如何应用万有引力定律计算天体质量的方法．二、过程与方法1．预测未知天体是万有引力定律最辉煌的成就之一，通过对海王星发现过程的了解，体会科学理论对探索未知世界思想的指导作用．2．通过自主思考和讨论与交流，掌握计算天体质量的思路和方法三、情感态度与价值观1. 利用万有引力定律可以预言未知天体和彗星回归，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义．知道实践是检验真理的唯一标准．2. 利用万有引力定律计算太阳、地球的质量，发展学生对科学的好奇心与求知欲，体验探索自然规律的艰辛和喜悦．教学准备：多媒体设备一套：可供PPT课件播放、实物投影等．教学过程：复习引入：1.万有引力定律的内容是什么？任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与这两个物体之间的距离的平方成反比。
高中物理必修2《万有引力定律》教案
高中物理必修2《万有引力定律》教案教学目标知识目标：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、知道任何物体间都存在着万有引力，且遵守相同的规律能力目标：1、培养学生研究问题时，抓住主要矛盾，简化问题，建立理想模型的处理问题的能力。
2、训练学生透过现象(行星的运动)看本质(受万有引力的作用)的判断、推理能力德育目标：1、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程，说明科学研究的长期性，连续性及艰巨性，渗透科学发现的方法论教育。
2、培养学生的猜想、归纳、联想、直觉思维能力。
教学重难点教学重点：月——地检验的推倒过程教学难点：任何两个物体间都存在万有引力教学过程(一) 引入：太阳对行星的引力是行星做圆周运动的向心力，，这个力使行星不能飞离太阳;地面上的物体被抛出后总要落到地面上;是什么使得物体离不开地球呢?是否是由于地球对物体的引力造成的呢?若真是这样，物体离地面越远，其受到地球的引力就应该越小，可是地面上的物体距地面很远时受到地球的引力似乎没有明显减小。
如果物体延伸到月球那里，物体也会像月球那样围绕地球运动。
地球对月球的引力，地球对地面上的物体的引力，太阳对行星的引力，是同一种力。
你是这样认为的吗?(二)新课教学：一.牛顿发现万有引力定律的过程(引导学生阅读教材找出发现万有引力定律的思路)假想——理论推导——实验检验(1) 牛顿对引力的思考牛顿看到了苹果落地发现了万有引力，这只是一种传说。
但是，他对天体和地球的引力确实作过深入的思考。
牛顿经过长期观察研究，产生如下的假想：太阳、行星以及离我们很远的恒星，不管彼此相距多远，都是互相吸引着，其引力随距离的增大而减小，地球和其他行星绕太阳转，就是靠劂的引力维持。
同样，地球不仅吸引地面上和表面附近的物体，而且也可以吸引很远的物体(如月亮)，其引力也是随距离的增大而减弱。
牛顿进一步猜想，宇宙间任何物体间都存在吸引力，这些力具有相同的本质，遵循同样的力学规律，其大小都与两者间距离的平方成反比。
高中物理第三章3万有引力定律的应用教案2教科版必修2
第3节万有引力定律的应用教学准备：相应问题的图片资料，学生可能提到的相关问题背景的资料．教学环节教学内容教学说明（一）设置问题，引起思考（二）同学讨论，提出问题学生讨论：通过问题讨论和交流，提出各自的问题．由教学实践归纳主要问题如下．学生问：我可用的资源还有什么？教师回答：地球是太阳的卫星，月球是地球的卫星．学生问：知道地球和月球之间的距离吗？教师回答：假设知道，设为 R．学生问：月球绕地球的运动轨道可以看成圆轨道吗？教师回答：可以看成圆轨道．学生问：使月球绕地球做圆周运动的向心力只有万有引力吗？重力有影响吗？教师回答：只有万有引力，此时的重力就是万有引力．由学生自由发问，教师回答学．价值不大的问题没有显示．（三）同学讨论，提出自己的测量想法学生讨论，并提出想法如下．学生想法一：月球相对地球的重力就是万有引力，因而，由此可以算出地球的质量．有学生问： m 、 M 是分别谁的质量？提出想法的学生回答： m 是月球质量， M 是地球质量．教师不做说明，不加肯定成否定，将其写在黑板上．后面学生提出的想法，教师均作如上处理．学生想法二：地球是太阳的卫星，地球绕太阳做圆周运动的向心力是万有引力提供的，所以有如下模型：教师板书学生的想法：5种想法提出后就被质疑肯定错误的方法没有显示．显示图片．并且学生指出： m 是地球的质量， M 是太阳的质量．学生争论： m 应是太阳的质量，M 应是地球的质量，所以 M 可忽略不计．个别学生看法：不知道地球绕太阳运动的线速度．学生想法三：学生想法四：知道月球绕地球运动的周期是一个月，能不能用周期代替v？老师问：怎么代替？（四）共同分析、讨论 1 、 2 、3 、4 、5 的想法，理解体会应该怎样求地球的质量．共同来看黑板上的 5 种想法，看看哪种想法可行、合理．教师问：大家觉得哪种方法能求出地球的质量？学生回答：有较多的学生会同意想法三，个别同学提议用五与三结合，还会有一部分同学支持想法一……教师要求：想好同意哪一个方法，并说明理由．逐一讨论、分析、体会、理解．支持想法三、五的学生，对于这两种想法加以完善，然后得出结论．学生的基本想法：让学生相互“批判”，表达观点，尽量让学生表达得充分些．支持想法一的同学，同意上述观点，但认为想法一也可以求出地球的质量，且方法简单：教师问：有没有人不同意上面想法？有学生回答：有．老师问：为什么不同意？有同学问：月球处的重力加速度还是 g 吗？教师回答：不是．学生疑惑：上式能用吗？（五）难点讨论，师生共同分析对式的几点讨论：1．上式从理论上看可行不可行？回答肯定：可行．2．上式有哪些问题不能解释？月球是绕地球运动的，上式中的月球是静止的，这样合理吗？试问：有同学能解释吗？如果有，学生解释，如果没有显示图片教师解释．教师解释：1．如果地球对月球的吸引力是重力，那么这个力应是月球做圆周运动的向心力，也就是说： g 应设为月球运动的向心加速度，将上式改为：，同样可以求出地球质量，其中 R 是月、地距离，但需要知道月球绕地球做圆周运动的向心加速度．（ 2 ）换一种思路思考：如果是地球表面的某一质量为m 的物体，可以近似认为，也可以估算出地球的质量，（其中 r 为地球半径）此时也经常被写为：（六）梳理本节课内容，布置作业1．应用万有引力定律“测”地球质量的方法如下．方法一：根据月球运转的周期，有：方法二：根据月球的向心加速度，有：方法三：根据地球表面物体受到的重力近似等于万有引力 , 有：2．作业（ 1 ）阅读教材第 50 页内容，看图 3-3-1 ，你能应用万有引力定律预测彗星下次光临地球的时间吗？（ 2 ）你知道为什么海王星被称为“笔尖上发现的行星”吗？查阅相关资料．（ 3 ）查找相关数据，计算地球的质量．（ 4 ）万有引力在我们的现实生活中有哪些应用？问题小组提出的问题很多，课堂上师生探究的仅仅是其中的一部分．教学流程图：高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
教科版高一物理必修二教案：3.2 万有引力定律
（3）适用条件：质点（4）引力常量G=
3、行星绕太阳运动的原因是什么？
一名同学回答问题。
开阔学生的思维，建立匀速圆周运动模型。
4、介绍引力发现史
观看PPT
牛顿站在巨人的肩膀上，以旧越的才能建立万有引力。
5、采用讲授式与问题启发式等教学方法，帮助学生了解万有引力的理论推导过程。
思考、参与
了解万有引力的发现过程
6、通过引导，让学生知道能过上面的方法推导出来的公式只适用于天体，那么地球与月球之间，地球与苹果之间的引力是不是也符合该规律呢？
4、万有引力定律是能过天体运动推导出来的，不具有一般的普适性，通过月地检验的学习，让学生们知道万有引力定律不仅适用于天体，也适用于地球和物体之间的力，进而说明万有引力定律具有普遍性，能过这样的方式让学生体会到严谨的科学态度，实事求是。
5、以生为本，尽量设计一些环节让学生能够参与进来，避免唱独角戏。
文
（2）在推导万有引力定律过程中，引导学生经历物理概念的建构过和物理规律的形成过程，培养学生的科学思维。
3、为什么万有引力可以称之为万有引力，通过月地检验的学习，让学生知道引力公式不仅适用于太阳对行星的引力，也适用于地球与月亮之间，地球与物体之间的力，基于证据和逻辑对问题作出合理解释，培养学生具有准确表述问题，并且也可以培养学生科学探究的能力，激发学生的学习兴趣。
教
学
设
计
理
念
本节课主要是以高中物理学科核心素养为理论依据，进行本节课的教学设计
高中物理课程是普通高中自然科学领域的一门基础课程，旨在落实立德树人根要任务，进一步提升学生的物理学科核心素养，为学生的终身发展奠定基础。
物理学科核心素养包括，物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。而物理观念的形成多是通过概念和规律在头脑中的提炼与升华。
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第3节 万有引力定律的应用
一、知识目标
1．会利用万有引力定律计算天体的质量。
2．理解并能够计算卫星的环绕速度。
3．知道第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含义。
二、情感、态度与价值观：
1．了解万有引力定律在探索宇宙奥秘中的重要作用，感受科学定律的巨大魅力。
2．体会科学探索中，理论和实践的关系。
3．体验自然科学中的人文精神。
三、能力目标
培养学生对万有引力定律的理解和利用有限的已知条件进行近似计算的能力。
四、教学重点：
1．利用万有引力定律计算天体质量的思路和方法
2．发现海王星和冥王星的科学案例
3．计算环绕速度的方法和意义
4．第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含义
五、教学难点：
天体质量计算
教学方法：
自主讨论思考、推导、引导分析
课时安排：1课时
教学步骤：
一、导入新课
牛顿通过对前人研究结果的总结和假设、推理、类比、归纳，提出了万有引力定律 122m m F G r
在一百多年后，由英国科学家卡文迪许精确测定了万有引力常数G ，从那时候起，万有引力才表现出巨大的威力。
尤其在天体物理学计算、天文观测、卫星发射和回收等天文活动中，万有引力定律可称为最有力的工具。
二、新课教学
投影月球绕地转动的动画演示，
提出问题：若月球绕地球做匀速圆周运动，其周期为T，已知月球到地心距离为r，如何通过这些条件，应用万有引力定律计算地球质量？（要求学生以讨论小组为单位就此问题展开6分钟讨论，讨论出结果后，提供计算基本思路、计算过程和结果、并总结万有引力定律计算天体质量的方法，教师在教室巡回，找出两个结果比较完整，讨论思路清晰但计算过程略有不同的组，要求其对所讨论的问题进行回答。
）
显示：匀速圆周运动，周期T、月球到地心距离r，求：地球质量M
教师总结两组的讨论过程和结果，比较后，对所讨论的问题得出一个更加完善的答案。
板书演示，重现这一完整过程，并对问题的答案做出总结。
要求各小组将这个结果和自己小组的结果进行两分钟比较讨论。
（总用时约6分钟）
提出问题：利用这种方法，是否可以计算不带卫星的天体的质量？为什么？
学生回答，教师总结。
讲解例题（课本练习1）：已知地球绕太阳做匀速圆周运动的周期为365天，地球到太阳的距离为1.5×1011m，取G＝6.67×10－11N·m2/km，求太阳的质量。
提问学生，将学生的思路地月系扩展到太阳系。
提问学生太阳系目前观测到有多少颗行星？他们分别是哪些呢？
学生回答后，投影出太阳系九大行星运行图，并展示部分行星的照片。
提出：引入美国天文学家发现的可能的太阳系的第十颗行星，及海王星和冥王星发现的故事，要求学生就这些案例，联系认识宇宙范围越大，所需探索时间越长这个事实，经过三分钟讨论，谈谈自身获得什么启示。
并鼓励学生查阅相关资料，了解更多的关于行星的知识，激发学生对这一问题的兴趣，鼓励学生利用已有条件，探索宇宙的奥秘。
将课堂引回地月系，从地月系的环绕关系，引入地球卫星。
提问有关卫星的一些问题。
例如：卫星发射速度、卫星轨道形状、卫星运行速度等等。
讲述卫星的理论模型在牛顿年代已经出现，并演示这一模型。
让学生接受环绕速度的概念。
通过万有引力定律和向心力公式联系，解出地球附近的环绕速度的值，板书这一题设和计算推理过程。
提出问题：如果发射速度大于环绕速度会有什么结果？提醒学生结合卫星的椭圆形轨道，作出讨论猜想，学生讨论出结果之后，提供不同情况下的卫星运行演示。
引入大于环绕速度的两个特殊发射速度：第二宇宙速度、第三宇宙速度。
再用演示和计算结合的方法引导学生得到环绕速度是卫星运行的最大速度，也是最小发射速度这一结论。
教师总结指出这里学生常常出现的错误，并加以强调。
提供地球上不同纬度地区单位质量物体所受重力的值（相当于提供重力加速度），和地球表面单位质量物体所受地球的万有引力的值，要求学生作出比较，讨论，学生可以得到两者近似相等的结论：地面附近mg=GMm/R2,即gR2=GM这一结论。
例题（课本练习3）如果近似地认为地球对地面物体地引力等于其重力mg，你能否据此推出环绕速度？提问后，再讲解。
三、小结：本节课的重点问题：
1．利用万有引力定律计算天体质量的思路和方法
2．了解发现海王星和冥王星的科学案例
3．计算环绕速度的方法和意义
4．知道第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含义
课后作业：本节课后练习1、3两道题。
教学总结
本节课主要通过万有引力定律在三个方面的重要应用，让学生看到理论和实际之间的重要联系，体会理论与实践的关系。
一方面培养学生逻辑思维能力和人文精神，另一方面培养学生对天体物理学的兴趣。