高中物理必修二教案-3.2 万有引力定律3-教科版

第三章万有引力定律第二节万有引定律

教学步骤

板书设计：

第三节万有引力定律

一、建立模型

二、太阳与行星的引力三、月地检验四、万有引力定律；

（1）内容：宇宙间任意两个有质量的物体都存在相互吸引力，其大小与两物体的质量乘积成正比，跟它们间距离平方成反比。（2）公式：2

1r m m G

F = （3）适用条件：质点（4）引力常量G=2211

/10

67.6kg m N ⋅⨯-

【精选】教科版高中物理必修二第三章《万有引力定律》word章末总结学案-物理知识点总结

章末总结一、赤道上物体的向心加速度和卫星的向心加速度的区别

图1 放于赤道地面上的物体随地球自转所需的向心力是地球对物体的引力和地面对物体的支持力的合力提供的；而环绕地球运行的卫星所需的向心力完全由地球对卫星的引力提供(如图1)．两个向心力的数值相差很大(如质量为1 kg 的物体在赤道上随地球自转所需的向心力只有0.034 N ，而它所受地球引力约为9.8 N ；近地卫星上每千克的物体所需的向心力是9.8 N)，对应的两个向心加速度的计算方法也不同，赤道上的物体随地球自转的向心加速度a 1＝ω2R ＝????2πT 2 R ，式中T 为地球自转周期，R 为地球半径；卫星环绕地球运行的向心加速度a 2＝GM/r 2，式中M 为地球质量，r 为卫星与地心的距离．例1 地球赤道上的物体，由于地球自转产生的向心加速度a ＝3.37×10－ 2 m/s 2，赤道上的重力加速度g 取9.77 m/s 2，试问： (1)质量为m 的物体在地球赤道上所受地球的万有引力为多大？ (2)要使在赤道上的物体由于地球的自转完全失去重力(完全失重)，地球自转的角速度应加快到实际角速度的多少倍？例2 地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F 1，向心加速度为a 1，线速度为v 1，角速度为ω1.绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)，所受的向心力为F 2，向心加速度为a 2，线速度为v 2，角速度为ω2.地球的同步卫星所受的向心力为F 3，向心加速度为a 3，线速度为v 3，角速度为ω3.地球表面的重力加速度为g ，第一宇宙速度为v ，假设三者质量相等，则( ) A ．F 1＝F 2>F 3 B ．a 1＝a 2＝g>a 3 C ．v 1＝v 2＝v>v 3 D ．ω1＝ω3<ω2 二、万有引力定律的理解及应用 1．利用天体表面物体的引力加速度计算天体质量 mg ＝G Mm r 2，M ＝gr 2 G 2．利用行星(卫星)周期计算天体质量 G Mm r 2＝mr ????2πT 2，M ＝4π2r 3GT 2 3．求解天体圆周运动问题时，利用万有引力提供天体做圆周运动的向心力，则F 引＝ F 向，即 G Mm r 2＝m v 2 r ＝mrω2＝mr ????2πT 2 例3 太阳光经500 s 到达地球，地球的半径是6.4×106 m ，试估算太阳质量与地球质量的比值为________．(取1位有效数字) 例4 假设火星和地球都是球体，火星的质量M 火与地球的质量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 ，求它们表面处的重力加速度之比．三、人造地球卫星 1．发射速度：是指卫星直接从地面发射后离开地面时的速度．

高中物理万有引力定律教案

高中物理万有引力定律教案高中物理万有引力定律教案通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的实验，让学生体会科学家们勇于探索、永不知足的精神和发现真理的曲折与艰辛。以下是店铺精心为大家整理的高中物理万有引力定律教案，供参考学习，希望对大家有所帮助!想了解更多相关信息请持续关注我们店铺! 教学目标知识与技能 1.了解万有引力定律得出的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。 2. 知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围。 3. 会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。 4. 了解万有引力定律发现的意义。过程与方法 1.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程，体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性。 2.体会推导过程中的数量关系. 情感、态度与价值观 1. 感受自然界任何物体间引力的关系，从而体会大自然的奥秘. 2. 通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的实验，让学生体会科学家们勇于探索、永不知足的精神和发现真理的曲折与艰辛。教学重点、难点 1.万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是学生理解

的难点。 2.由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识。教学方法探究、讲授、讨论、练习教学活动 (一) 引入新课复习回顾上节课的内容如果行星的运动轨道是圆，则行星将作匀速圆周运动。根据匀速圆周运动的条件可知，行星必然要受到一个引力。牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F提供行星作匀速圆周运动所需的向心力。学生活动：推导得将V=2πr/T代入上式得利用开普勒第三定律代入上式得到：师生总结：由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即：F∝ 教师：牛顿根据其第三定律：太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力，且大小相等。于是提出大胆的设想：既然这个引力与行星的质量成正比，也应跟太阳的质量M成正比。即：F∝写成等式就是F=G (其中G为比例常数) (二)进行新课教师：牛顿得到这个规律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛顿，你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结：猜想一：既然行星与太阳之间的力遵从这个规律，那么其他天体之间的力是否也遵从这个规律呢?(比如说月球与地球之间) 师生：因为其他天体的运动规律与之类似,根据前面的推导所以月球与地球之间的力，其他行星的卫星和该行星之间的力，都满足上面的规律,而且都是同一种性质的力。

高中物理(教科版必修二)第3章 2.万有引力定律含答案

2.万有引力定律 1．牛顿的假设 (1)苹果从树上落向地面而不飞向天空，是因为受到了地球的吸引力． (2)月亮绕地球做圆周运动表明月球受到了地球的吸引力． 2．万有引力定律 (1)内容：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． (2)公式：F＝G m m r2 ，式中质量的单位用kg，距离的单位用m，力的单位用N，G为引力常量．是一个与物质种类无关的普适常量． (3)适用条件：①适用于相距很远的天体，这时可以将其看作质点．

②适用于质量均匀分布的球体，这时r指球心间的距离． 1．公式F＝G Mm r2 中G是比例系数，与太阳和行星都没关系．(√) 2．地球对月球的引力大于月球对地球的引力．(×) 3．根据万有引力公式可知，当两个物体的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大．(×) 我们听说过很多关于月亮的传说，如“嫦娥奔月”(如图3-2-1所示)已成了家喻户晓的神话故事．我们每个月都能看到月亮的圆缺变化．月球为什么会绕地球运动而没有舍弃地球或投向地球的怀抱？图3-2-1 【提示】地球与月球之间存在着引力，转动的月球既不会弃地球而去，也不会投向地球的怀抱，是因为地球对月球的万有引力提供了月球绕地球做圆周运动的向心力，使月球不停地绕地球运动．如图3-2-2所示，太阳系中的行星围绕太阳做匀速圆周运动．

图3-2-2 探讨1：为什么行星会围绕太阳做圆周运动？【提示】因为行星受太阳的引力．探讨2：太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小是否相等？【提示】根据牛顿第三定律可知引力相等． 1．推导过程万有引力公式F＝G Mm r2 的得出，概括起来导出过程如下表所示： 2．万有引力的四个特性

教科版必修2第三章第二节万有引力定律教学设计正式版

教科版必修2第三章第二节万有引力定律教学设计北京市第十中学宋东明一、设计思想本节课的设计主旨在让学生通过万有引力定律的得出思路和过程来了解科学的研究方法，感受牛顿等科学家的创新思维、大胆猜测、和深刻的洞察力以及牛顿超凡的数学能力；同时通过学生自己的思考推导得出万有引力定律的数学表达式理解万有引力定律的内容；通过了解卡文迪许测量万有引力常量实验的设计思想和伟大意义。二、教材分析本节内容安排在天体运动之后，目的是通过已知的天体的运动的规律，追寻牛顿的足迹探究地球与月球、地球与地面物体、物体与物体间的作用力规律。重在通过让学生以自己的知识经历一次“发现”万有引力定律的过程，发展学生的科学思维。万有引力定律的发现是物理学上的一个创举，是本章的重点内容，也是后面万有引力定律应用的基础，理清此定律的由来、适用范围对以后的综合应用至关重要。三、学情分析高一的学生学习兴趣比较浓厚，他们的观察不只停留在一些表面现象，且相比较初中生具有更深层次的探究愿望。在思维方式上由初中形象思维为主向高中抽象思维为主过渡，已经能通过一些思维的引导做一些逻辑的推理。本节主要介绍万有引力定律的产生过程，学生通过上节内容的学习已知天体之间的运动规律的知识。但不能把物体在地球上受到的重力与星体等的引力本质上是一样的进行迁移。因此这部分内容将是本节课的一个难点。四、教学目标知识与技能 1、了解万有引力定律得出的思路与过程 2、理解万有引力定律的含义、数学表达式；在简单情景中能计算万有引力。 3、知道卡文迪许测量万有引力常量实验的设计思想及其伟大意义。过程与方法1、通过简单分析了解牛顿的“月-地”检验的意义。 2、通过对卡文迪许测量万有引力常量实验的了解，认识发现万有引力定律的意义，领略天体运动规律的简洁与和谐。情感态度与价值观通过学习科学的研究问题的方法，充实自己的头脑，更好地去认识世界，建立科学的价值观和审美观。五、重点难点重点：万有引力定律的内容及数学表达式难点：万有引力定律的发现思路和过程的体验六、教学方法启发式提问、讲解法、学生自学法七、教学过程课前准备：学生以小组为单位，查找验证万有引力定律发现的过程资料。

高一物理必修2_《万有引力定律》名师教案

《万有引力定律》教学设计湖北省宜昌一中周攀【教材分析】 1、从内容性质与地位来看，本节内容是对上一节教学内容的进一步外推，是下一节内容学习的基础； 2、是猜想、假设与验证相结合的教学内容； 3、是一种思维演绎与思维归纳相结合的推理知识建构结构，教科书的立意还在于物理理论必须接受实践的检验。【学情分析】 1、高一学生已经学习了牛顿的三个定律、圆周运动的知识、开普勒三定律，已经积累了一定的知识。理论上已经具备了接受万有引力定律的能力。 2、在上一节中，学生经历了太阳与行星间引力的探究过程，学生对天体运动的研究产生了极大的兴趣和求知欲。 3、另一方面我国在航天事业上成就突出，捷报频传，极大的激发了学生学习有关宇宙、航天、卫星知识的兴趣。【核心素养】在《万有引力定律》建立过程的学习中，让学生掌握发现问题、提出问题、猜想假设与推理论证等科学的研究方法。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。让学生体验科学探索的精神与方法，理解科学理论必须受实践的检验，科学理论也是发展的。【教学目标】 1、知道万有引力是存在于所有物体之间的吸引力，知道重物下落与天体运动之间的统一性； 2、知道万有引力定律的物理意义，知道万有引力定律的适用范围； 3、了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。【教学重点】 1、万有引力定律的建立过程； 2、对万有引力定律内容的理解及应用。【教学难点】

1、统一“天上”的力与“人间”的力这一想法的产生； 2、进行逻辑清晰的“月--地检验”。【教学设计思想】在本节课教学，将让学生继续进行“发现之旅”—追寻牛顿的足迹，为此整个教学流程如下：太阳与行星间的引力—猜想“天上”的力与“人间”的力是同一种力—月地检验—更推广—万有引力定律—卡文迪许测定G 。通过这个假想──理论推导──实验检验过程，让学生在物理情景中主动的参与知识的构建过程，体会这种充满着大胆的设想、巧妙的验证和从中体现着的科学探索的精神与方法。【教学过程】课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）一、新课引入 12 2 G r 设计说明：通过设置两个回忆性问题帮助学生回顾上节课所学的太阳与行星间引力规律，回顾万有引力定律“发现之旅”前半程，并引出本节课的课题及目的。二、教授新课（一）猜想

新教材2023版高中物理第三章万有引力定律2.万有引力定律学案教科版必修第二册

2.万有引力定律课标要求 1.知道太阳对行星的引力提供了行星做圆周运动的向心力，能利用开普勒第三定律、牛顿运动定律推导出太阳与行星之间引力的表达式． 2．了解月－地检验的内容和作用． 3．理解万有引力定律的内容、含义及适用条件． 4．认识引力常量测定的物理意义，能应用万有引力定律解决实际问题．思维导图必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基一、万有引力定律的建立 1．行星绕太阳运动的原因猜想：太阳对行星的________． 2．模型建立：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匀速圆周运动的向心力． 3．太阳对行星的引力：引力提供行星做匀速圆周运动的向心力：F＝________，行星绕太阳运行的线速度：v ＝________，行星轨道半径r与周期T的关系：________＝k.于是得出：F＝4π2k，即F∝________． 4．行星对太阳的引力：由牛顿第三定律可得行星对太阳的引力F也应与太阳的质量m 太成________． 5．行星与太阳间的引力：由F∝，F∝m太，可得F∝，可写成F＝________．[导学1] 任何两个有质量的物体之间都存在万有引力，由于地球上的物体质量一般很小(与天体质量相比)，地球上的两个物体之间的引力远小于地面对物体的最大静摩擦力，通常感受不到，但天体质量很大，天体间的引力很大，对天体的运动起着决定性的作用．

二、月－地检验 1．理论分析：对月球绕地球做匀速圆周运动，由F＝G和a月＝，可得：a月＝，对苹果自由落体，由F＝G和a苹＝得：a苹＝，由r＝60R，可得：＝. 2.天文观测：已知自由落体加速度g＝9.8 m/s2，月地中心间距r月地＝ 3.8×108 m，月球公转周期T月＝2.36×106 s，可求得月球绕地球做匀速圆周运动的加速度a月＝·r 月地≈2.7×10－3 m/s2，≈. 3．检验结果：地球对月球的引力、地球对地面上物体的引力、太阳与行星间的引力，遵从________的规律．三、万有引力定律 1．内容：任何两个物体之间都存在相互作用的________，引力的大小与这两个物体的质量的________成正比，与这两个物体之间距离的________成反比． 2．公式：F＝________． 3．引力常量：式中G叫作________，大小为6.672×10－11 ________，它是由英国物理学家________在实验室里首先测出的，该实验同时也验证了万有引力定律．[导学2] 万有引力定律适用条件： (1)相距很远的天体，这时可以将其看成质点． (2)一个质量分析均匀的球体与球外质点间的万有引力，可用此公式计算，r为球心到质点间的距离． (3)适用于质量均匀分布的球体，这时r指球心间的距离．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一万有引力定律的理解归纳总结 1.万有引力定律的特性： (1)普遍性：万有引力存在于宇宙中任何有质量的物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间)． (2)相互性：两个物体间相互作用的引力是一对作用力和反作用力，符合力的相互作用． (3)宏观性：天体间万有引力较大，它是支配天体运动的原因．地面物体间、微观粒子间的万有引力微小，不足以影响物体的运动，故常忽略不计． (4)特殊性：两个物体间的万有引力只与它们本身的质量有关，与它们之间的距离有关，与所在空间的性质无关． 2．万有引力定律的适用条件：

2019-2020年高中物理教科版必修2教学案：第三章第2节万有引力定律(含解析)

2019-2020年高中物理教科版必修2教学案：第三章第2节万有引力定律(含解析) 1．牛顿认为所有物体之间存在万有引力，太阳与行星间的引力使得行星绕太阳运动。 2．任何两个物体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。 3．万有引力定律公式F ＝G m 1m 2 r 2，其中G 为引力常量，G ＝6.67×10－11 N·m 2/ kg 2。r 指两个质点之间的距离；对于质量分布均匀的球体，指的是两个球心之间的距离。 4．在不考虑地球自转的情况下，在地球表面上的物体所受的重力近似等于地球对物体的万有引力，mg ＝G Mm R 2。即：GM ＝gR 2。一、与引力有关现象的思考 1．牛顿的思考苹果由于受到地球的吸引力落向地面；月球不沿直线运动而是绕地球做圆周运动，表明月球受到方向指向地心的向心力作用。 2．思考的结论 (1)月球必定受到地球对它的引力作用。 (2)苹果落地中苹果与月球在运动中受到的都是地球对它们的引力。 (3)行星围绕太阳运动的向心力由太阳对行星的引力提供。二、太阳与行星间引力的推导 1．模型简化：行星以太阳为圆心做匀速圆周运动，太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力。 2．推导过程： (1)太阳对行星的引力

⎭ ⎪⎬⎪⎫行星做圆周运动需要的向心力F ＝m v 2 r 周期T 可以观测，则线速度v ＝2πr T 开普勒第三定律r 3 T 2＝k ⇒F ∝m r 2 (2)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 ′∝M r 2。 (3)太阳与行星间的引力由于F ∝m r 2、F ′∝M r 2，且F ＝F ′，则有F ∝Mm r 2，写成等式F ＝G Mm r 2，式中G 为比例系数。三、万有引力定律 1．内容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。 2．公式 F ＝G m 1m 2 r 2。 3．引力常量 (1)数值：英国物理学家卡文迪许较准确地得出了G 的数值，G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，是一个与物质种类无关的普适常量。 (2)物理意义：引力常量在数值上等于两个质量为1 kg 的质点相距1 m 时的吸引力。 1．自主思考——判一判 (1)月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡。(×) (2)行星绕太阳的运动不需要力的作用。(×) (3)匀速圆周运动的规律同样适用于行星运动。(√) (4)太阳与行星间作用力的公式F ＝G Mm r 2也适用于行星与它的卫星之间。(√) (5)万有引力定律适用于两个质点间的相互作用力的计算。(√) (6)万有引力不仅存在于天体之间，也存在于普通物体之间。(√) 2．合作探究——议一议 (1)苹果由于受地球的吸引力落向地面，月球受地球的引力作用，为何不落向地面？提示：月球受地球的引力作用，而这种作用恰好提供月球绕地球做圆周运动的向心力，

高中物理《万有引力定律》教案

高中物理《万有引力定律》教案高中物理《万有引力定律》教案一、课题：万有引力定律二、课型：概念课（物理按教学内容课型分为：规律课、概念课、实验课、习题课、复习课）三、课时：1课时四、教学目标（一）知识与技能 1.理解万有引力定律的含义并会用万有引力定律公式解决简单的引力计算问题。 2.知道万有引力定律公式的适用范围。（二）过程与方法：在万有引力定律建立过程的学习中，学习发现问题、提出问题、猜想假设与推理论证等方法。（三）情感态度价值观 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.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，提高学生科学价值观。五、教学重难点重点：万有引力定律的内容及表达公式。难点：1.对万有引力定律的理解；2.学生能把地面上的物体所受

重力与其他星球与地球之间存在的引力是同性质的力联系起来。六、教学法：合作探究、启发式学习等七、教具：多媒体、课本等八、教学过程（一）导入回顾以前对月-地检验部分的学习，明确既然太阳与行星之间，地球与月球之间、地球对地面物体之间具有与两个物体的质量成正比，跟它们的距离的二次方成反比的引力。这里进一步大胆假设：是否任何两个物体之间都存在这样的力？引发学生思考：很可能有，只是因为我们身边的物体质量比天体的质量小得多，我们不易觉察罢了，于是我们可以把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，即具有划时代意义的万有引力定律．然后在学生的兴趣中进行假设论证。（二）进入新课学生自主阅读教材第40页万有引力定律部分，思考以下问题： 1.什么是万有引力？并举出实例。教师引导总结：万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量的物体之间的相互吸引力。日对地、地对月、地对地面上物体的引力都是其实例。 2.万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律其数学表达式如何并注明每个符号的单位和物理意义。教师引导总结：万有引力定律的内容是：宇宙间一切物体都是相

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》

2020_2021学年高中物理第三章万有引力定律2万有引力定律教案教科版必修2

第二节万有引力定律【教材分析】本节课内容主要讲述了万有引力发现的过程及牛顿在前人工作的基础上，凭借他超凡的数学能力推证了万有引力的一般规律的思路与方法. 这节课的主要思路是：由圆周运动和开普勒运动定律的知识，得出行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的平方成反比，并由引力的相互性得出引力也应与太阳的质量成正比.这个定律的发现把地面上的运动与天体运动统一起来，对人类文明的发展具有重要意义。本节内容包括：发现万有引力的思路及过程、万有引力定律的推导.【教学目标】一、知识与技能 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，记住引力常量G并理解其内涵. 3.知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律. 二、过程与方法 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、情感态度与价值观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. 【教学重点】 1.万有引力定律的推导. 2.万有引力定律的内容及表达公式.

【教学难点】 1.对万有引力定律的理解. 2.使学生能把地面上的物体所受的重力与其他星球与地球之间存在的引力是同性质的力联系起来. 【教学方法】 1.对万有引力定律的推理——采用分析推理、归纳总结的方法. 2.对疑难问题的处理——采用讲授法、例证法. 【教学用具】多媒体课件【教学设计】导入本节课主要以启发式教学为主。首先回顾前面知识问题设置：师提问:太阳对行星的引力使得行星围绕太阳运动,月球围绕地球运动,是否能说明地球对月球有引力作用?抛出的物体总要落回地面,是否说明地球对物体有引力作用? 【新课教学】一、关于行星运动原因的猜想吉尔伯特：猜想行星是依靠太阳发出的磁力维持着绕日运动开普勒：受到了来自太阳的类似于磁力的作用笛卡尔：漩涡假设布利奥：首先提出平方反比假设。认为每个行星受太阳发出的力支配，力的大小跟行星与太阳距离地平方成反比。胡克、哈雷：受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小

教科版高一物理必修2 第三章3.1天体运动--3.2万有引力定律(导学案设计)(无答案)

班级：姓名：编号：扬中树人第二学期高一年级物理导学案第三单元第1节天体运动第2节万有引力定律编制人：沃诚于锋丁伟辉审核人: 丁伟辉【课标解读】------有的放矢【学习目标】 1、知道地心说和日心说的基本内容。 2、知道开普勒对行星运动描述的三定律。 3．理解万有引力定律的内容及数学表达式，在简单情景中能计算万有引力。【重点难点】掌握万有引力定律的建立过程，掌握万有引力定律的内容及表达公式。【预习导学】-------积聚能量，蓄势待发【知识回顾】 1、圆周运动的向心力来源？匀速圆周运动向心力的特点？ 2、圆周运动的基本计算公式？【自主预习】 1、查阅资料，了解过去的一年我国在航天事业上取得了哪些成就。 2、查阅资料，看看你对天体和天体运动了解多少。 3、万有引力定律的形成过程做了哪些假设？【关注重点】-------- 自主建构，合作突破活动一：日心说问题1：“地心说”和“日心说”的基本观点是什么？请加以辨析。活动二：开普勒行星运动定律问题2：根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是，这些轨道（填 “在”或“不在”）同一平面内，太阳处在所有轨道的。问题3：根据开普勒第二定律，的连线在扫过的。所以，行星在近日点处速度在远日点处速度大。问题4：根据开普勒第三定律，行星轨道与的比值是一个。即： k 。图（1）图（2）图（3）

k 的大小与无关，和有关。【例题1】从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运转周期之比为8:1，则它们椭圆轨道的半长轴之比为（） A ．2:1 B ．4:1 C ．8:1 D ．1:4 活动三：与引力有关现象的思考问题6：牛顿建立万有引力定律的理论基础来源哪里？活动四：万有引力定律问题7：开普勒行星运动定律为解决行星运动学问题提供依据，也为牛顿创立天体力学理论奠定了观测基础。但是牛顿在创立该学说时有一个重要假设，即。〖合作探究〗试由牛顿运动定律和开普勒定律推导太阳与行星间的引力表达式。〖归纳小结〗 1、万有引力定律：之间都存在相互作用的引力，引力大小与这两个物体的质量，与这两个物体之间的距离。即：=万F 。式子中的r 代表：。 2、两个物体之间万有引力的大小和方向遵循牛顿的规律，活动五：引力常量G 1、引力常量是利用测量出来的，数值是。 2、引力常量的测出，不仅用实验证明了万有引力定律的正确性，也使万有引力定律具有更广泛的实用价值。引力常量的数值很小，这正是我们很难探测到两质量较小物体间引力的原因，同时又说明了万有引力是具有宏观性的。【例题2】如图所示，两球的半径分别为r 1和r 2，且远小于r ，而球质量分布均匀，大小分别是 m 1和m 2，则两球间的万有引力大小为（） A.G 221r m m B.G 2121r m m C.G 22121)(r r m m + D.G 2 212 1)(r r r m m ++ 〖课堂练习〗 1.对于万有引力定律的表达式F=Gm 1m 2/r ２，下列说法正确的是( ) A.公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的 B.当r 趋近于0时，万有引力趋近于无穷大 C.m 1、m 2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 D.公式中的F 应理解为m 1、m 2所受引力之和 2、两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动，它们的质量之比m 1∶m 2=p ，轨道半径之比r 1∶r 2=q ，则它

【创新设计】2021-2022学年高一物理教科版必修2学案：第三章万有引力定律

学案6 章末总结一、万有引力定律的应用万有引力定律主要应用解决三种类型的问题． 1．地球表面，万有引力约等于物体的重力，由G Mm R 2＝mg ；①可以求得地球的质量M ＝gR 2 G ，②可以求得地球表面的重力加速度g ＝ GM R 2；③得出一个黄金代换式GM ＝gR 2，该规律也可以应用到其他星球表面． 2．应用万有引力等于向心力的特点，即G Mm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m (2π T )2r ，可以求得中心天体的质量和密度． 3．应用G Mm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m (2π T )2r 可以计算做圆周运动天体的线速度、角速度和周期．例1 2021年12月2日，我国成功放射探月卫星“嫦娥三号”，该卫星在环月圆轨道绕行n 圈所用的时间为t ，月球半径为R 0，月球表面处重力加速度为g 0. (1)请推导出“嫦娥三号”卫星离月球表面高度的表达式； (2)地球和月球的半径之比为R R 0＝4，表面重力加速度之比为g g 0 ＝6，试求地球和月球的密度之比．解析 (1)由题意知，“嫦娥三号”卫星的周期为T ＝t n 设卫星离月球表面的高度为h ，由万有引力供应向心力得： G Mm (R 0＋h )2＝m (R 0＋h )(2πT )2 又：G Mm ′ R 20 ＝m ′g 0 联立解得：h ＝ 3g 0R 20t 24π2n 2 －R 0 (2)设星球的密度为ρ，由G Mm ′ R 2＝m ′g 得GM ＝gR 2 ρ＝M V ＝M 43πR 3 联立解得：ρ＝ 3g 4πGR 设地球、月球的密度分别为ρ0、ρ1，则：ρ0ρ1＝g ·R 0 g 0·R 将R R 0＝4，g g 0 ＝6代入上式，解得ρ0∶ρ1＝3∶2 答案 (1) 3g 0R 2 0t 24π2n 2 －R 0 (2)3∶2 例2 小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动．则经过足够长的时间后，小行星运动的( ) A ．半径变大 B ．速率变大 C ．角速度变大 D ．加速度变大解析由于万有引力减小，行星要做离心运动，半径要增大，由GMm r 2＝m v 2r ＝mrω2＝ma 可知v ＝ GM r 减小，ω＝GM r 3减小，a ＝ GM r 2 减小．A 选项正确．答案 A 二、人造卫星稳定运行时各物理量的比较

高中物理必修二教案

高中物理必修二教案使同学把握万有引力定律并应用万有引力定律解决简洁问题.一起看看高中物理必修二教案!欢迎查阅! 高中物理必修二教案1 教学目标学问目标： 1、使同学把握万有引力定律并应用万有引力定律解决简洁问题. 2、使同学能应用万有引力定律解决天体问题及卫星问题. 3、了解我国航天事业的进展状况并用所学学问解释(我国近几年在航天事业上有了长足的进步，如：长征一号、长征二号、风云一号、风云二号、神州一号、二号、三号等). 力量目标通过图片或自制教具呈现卡文迪许扭秤的设计方法，渗透科学发觉与科学试验的方法论教育. 情感目标通过了解卡文迪许扭秤的设计过程，使同学了解卡文迪许这位宏大的科学家是如何攻克难关、战胜困难的. 教学设计方案一、教学过程设计：本节是关于万有引力定律的应用，主要通过例题的讲解加深同学对该部分学问的理解以及运用。二、教学过程： (一)讲解例题例题1：已知地球的半径为，地球的自转角速度为，地球外表的重力加速度为。在赤道上空有一颗相对地球静止的同步通讯卫星离地面的高度是多少? 解：关于同步卫星的学问请同学回答： 1、同步卫星的周期是24h; 2、同步卫星的角速度与地球的自转角速度相等;

3、同步卫星必需在赤道上空;(追问同学为什么?) 由万有引力定律得：解得：在解决此题时应让同学充分商量和充分理解，让同学建立一个清楚的卫星绕地球的轨道。例题2：已知地球的质量为，地球的半径为，地球外表的重力加速度为。求万有引力恒量是多少? 解：由万有引力定律得：解得：同学在解决此题后，老师提出问题： 1、万有引力恒量是谁首先测量的? 同学回答后，老师可以补充说明：卡文迪许是最富有的学者，最有学问的富翁，并对卡文迪许加以较具体的介绍。亨利·卡文迪许是英国杰出的物理学家和化学家，他的一生为科学的进展作出了重要的奉献。或许这位科学家在生活中不是一个杰出者，但在科学争辩中不愧为一颗闪亮的明星。1731年10月10日，卡文迪许生于法国尼斯的一个贵族家庭。他的父亲是英国公爵的后裔，由于他的母亲宠爱法国的气候，才搬到法国居住。当卡文迪许两岁的时候，他的母亲就去世了。由于早年丧母，他形成一种过于孤独而羞怯的习性。 2、万有引力恒量是用什么方法测量的? 老师可用呈现扭秤试验的图片并具体解释有关物理问题。(教学建议中有资料) 需要留意两个地方： (1)两个1千克的物体间的万有引力很小，他是如何解决的? (2)力很小读数如何解决的? 3、测量的万有引力恒量的数值和单位? 4、在现实生活中，两物体间的万有引力我们无法观看到呢?为什

2022-2023学年高中物理教案：万有引力定律

第七章万有引力与宇宙航行课时7.2 万有引力定律 1.知道太阳与行星间存在引力。能利用开普勒第三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。认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。 2.掌握万有引力定律的内容、含义及适用条件，知道引力常量。 3.认识万有引力的普遍性，能应用万有引力定律解决实际问题。 1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。 2.公式：F=G，其中G=6.67×10-11 N·m2/kg2。 3.适用条件：严格地说，公式只适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时，物体可视为质点。均匀的球体可视为质点，其中r是两球心间的距离。一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力也适用，其中r为球心到质点间的距离。基础过关练题组一与万有引力定律有关的物理学史 1.(2022江苏高邮期中)哥白尼、第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。下列说法中正确的是() A.第谷通过整理大量的天文观测数据得到行星运动规律 B.牛顿发现了万有引力定律，并通过精确的计算得出了引力常量 C.牛顿的“月—地”检验表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵循同样的规律 D.由万有引力定律公式F=G可知，当r→0时，万有引力F→¥

题组二万有引力定律的理解及简单应用 2.(2021山东枣庄期中)如图所示，质量分布均匀的A、B两球相距L，A球的质量为m1、半径为r1，B球的质量为m2、半径为r2，则两球间的万有引力大小为() A.G B.G C.G D.G 3.(2022江苏泰州中学期中)地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球和月球之间飞行。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为() A.3∶1 B.9∶1 C.27∶1 D.81∶1 4.(2022江苏淮安期中)火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的万有引力的比值约为() A.0.2 B.0.4 C.2.0 D.2.5 题组三万有引力和重力的关系 5.(2022广东江门新会陈经纶中学期中)物体在地球表面所受的重力为G0，则在距地面高度为地球半径的3倍处，所受地球引力为() A. B. C. D.

2020-2021学年高中创新设计物理教科版必修2学案：第3章第2节万有引力定律

第2节万有引力定律阅读教材第45页“与引力有关现象的考虑〞局部，讨论猜测什么力维持天体的运动。 1．猜测：维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力，同样遵从“平方反比〞的规律。 2．推理：根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度大约是它在地面附近下落时的加速度的160 2。 3．结论：自由落体加速度和月球的向心加速度与我们的预期符合得很好。这说明：地面物体所受的地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从一样的规律。思维拓展月球受到地球的引力作用，但没有被吸到地球外表上，是因为月球受力平衡吗？图1 答案不是。是因为地球对月球的引力提供了月球绕地球运动的向心力，使月球做匀速圆周运动。二、万有引力定律引力常量阅读教材第46～47页“万有引力定律〞和“引力常量〞局部，知道万有引力定律的内容及表达式，理解引力常量的测定。 1．内容：任何两个物体之间都存在互相作用的引力，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与这两个物体之间间隔的平方成反比。 2．表达式：F ＝G m 1m 2 r 。 3．引力常量G ：由英国物理学家卡文迪许测量得出，常取G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2。思维拓展天体是有质量的，人是有质量的，地球上的其他物体也是有质量的。请考虑：图2

(1)任意两个物体之间都存在万有引力吗？“两个物体之间的间隔 r 〞指物体哪两局部间的间隔？ (2)地球对人的万有引力与人对地球的万有引力大小相等吗？答案 (1)都存在质心间间隔 (2)相等预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题1 问题2 问题3 万有引力定律的理解 [要点归纳] 1．万有引力表达式F ＝G m 1m 2 r 2的适用条件 (1)两质量分布均匀的球体间的万有引力，可用公式计算，此时r 是两个球体球心的间隔。 (2)—个质量分布均匀球体与球外一个质点间的万有引力，可用公式计算，r 为球心到质点间的间隔。 (3)两个物体间的间隔远大于物体本身的大小时，公式也适用。 2．万有引力的“四性〞特点内容普遍性万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量的物体(大到天体，小到微观粒子)间的互相吸引力，它是自然界中物体间的根本互相作用之一互相性两个物体互相作用的引力是一对作用力与反作用力，符合牛顿第三定律宏观性通常情况下，万有引力非常小，只有在质量宏大的天体间或天体与物体间，它的存在才有宏观的物理意义。在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力可以忽略不计特殊性两个物体间的万有引力，只与它们本身的质量、它们之间的间隔有关，和所在空间的性质无关，和周围有无其他物体的存在无关 [例1] (多项选择)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 2 r 2，以下说法正确的选项是( )

高中物理必修二教案(共19篇)

高中物理必修二教案〔共19篇〕篇1：高中物理必修二教案教学目的知识目的： 1、使学生掌握万有引力定律并应用万有引力定律解决简单问题. 2、使学生能应用万有引力定律解决天体问题及卫星问题. 3、理解我国航天事业的开展情况并用所学知识解释(我国近几年在航天事业上有了长足的进步，如：长征一号、长征二号、风云一号、风云二号、神州一号、二号、三号等). 才能目的通过图片或自制教具展示卡文迪许扭秤的设计方法，浸透科学发现与科学实验的方法论教育. 情感目的通过理解卡文迪许扭秤的设计过程，使学生理解卡文迪许这位伟大的科学家是如何攻克难关、战胜困难的. 教学设计方案一、教学过程设计：本节是关于万有引力定律的应用，主要通过例题的讲解加深学生对该局部知识的理解以及运用。二、教学过程：

(一)讲解例题例题1：地球的半径为，地球的自转角速度为，地球外表的重力加速度为。在赤道上空有一颗相对地球静止的同步通讯卫星离地面的高度是多少? 解：关于同步卫星的知识请学生答复： 1、同步卫星的周期是24h; 2、同步卫星的角速度与地球的自转角速度相等; 3、同步卫星必须在赤道上空;(追问学生为什么?) 由万有引力定律得：解得：在解决此题时应让学生充分讨论和充分理解，让学生建立一个明晰的卫星绕地球的轨道。例题2：地球的质量为，地球的半径为，地球外表的重力加速度为。求万有引力恒量是多少? 解：由万有引力定律得：解得：学生在解决此题后，老师提出问题： 1、万有引力恒量是谁首先测量的? 学生答复后，老师可以补充说明：卡文迪许是最富有的学者，最有学问的富翁，并对卡文迪许加以较详细的介绍。

2018-2019学年高中物理第三章万有引力定律3万有引力定律的应用学案教科版必修2

3 万有引力定律的应用 [学习目标] 1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用.2.了解“称量地球质量”“计算太阳质量”的基本思路，会用万有引力定律计算天体的质量.3.理解运用万有引力定律处理天体运动问题的思路和方法．一、预言彗星回归和未知星体 1．预言彗星回归 (1)哈雷根据牛顿的引力理论对彗星轨道进行计算，预言彗星将于1758年再次出现． (2)克雷洛预言由于受木星和土星的影响，彗星推迟于1759年经过近日点，且得到证实． 2．预言未知星体根据天王星的运动轨道与由万有引力定律计算出来的轨道存在的明显偏差，英国的亚当斯和法国的勒维耶预言了天王星轨道外的一颗行星的存在，并计算出了这颗未知行星的质量、轨道和位置．伽勒于1846年9月23日在预定区域发现了海王星，继而1930年汤姆博夫又发现了冥王星．二、计算天体的质量 1．称量地球的质量 (1)思路：地球表面的物体，若不考虑地球自转，物体的重力等于地球对物体的万有引力． (2)关系式：mg ＝G Mm R 2. (3)结果：M ＝gR 2 G ，只要知道g 、R 、G 的值，就可计算出地球的质量． 2．太阳质量的计算

(1)思路：质量为m 的行星绕太阳做匀速圆周运动时，行星与太阳间的万有引力充当向心力． (2)关系式：GMm r ＝m 4π2 T r . (3)结论：M ＝4π2r 3 GT 2，只要知道行星绕太阳运动的周期T 和轨道半径r 就可以计算出太阳的质量． (4)推广：若已知卫星绕行星运动的周期T 和卫星与行星之间的距离r ，可计算行星的质量M . 1．判断下列说法的正误． (1)海王星是依据万有引力定律计算的轨道而发现的．(√) (2)牛顿根据万有引力定律计算出了海王星的轨道．(×) (3)海王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性．(√) (4)地球表面的物体的重力必然等于地球对它的万有引力．(×) (5)若只知道某行星的自转周期和行星绕太阳做圆周运动的半径，则可以求出太阳的质量．(×) (6)已知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出地球的质量．(×) 2．已知引力常量G ＝6.67×10 －11 N·m 2/kg 2，重力加速度g ＝9.8 m/s 2，地球半径R ＝6.4×106 m ，则可知地球的质量约为( ) A ．2×1018 kg B ．2×1020 kg C ．6×1022 kg D ．6×1024 kg 答案 D 一、天体质量和密度的计算 1．卡文迪许在实验室测出了引力常量G 的值，他称自己是“可以称量地球质量的人”． (1)他“称量”的依据是什么？ (2)若还已知地球表面重力加速度g ，地球半径R ，求地球的质量和密度．答案 (1)若忽略地球自转的影响，在地球表面上物体受到的重力等于地球对物体的万有引力． (2)由mg ＝G Mm R 2得，M ＝gR 2G