2太陽(yáng)與行星間的引力3萬(wàn)有引力定律,1知道太陽(yáng)與行星間的引力是行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的原因，是行星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力2知道太陽(yáng)和行星間引力的方向和表達(dá)式，知道牛頓運(yùn)動(dòng)定律在推導(dǎo)太陽(yáng)和行星間引力時(shí)的作用3知道萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的思路和過(guò)程，知道地球上重物下落和天體運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性4知道萬(wàn)有引力是一種存在于所有物體之間的引力，知道萬(wàn)有引力定律的適用范圍,教學(xué)目標(biāo),5會(huì)用萬(wàn)有引力進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，知道公式中r的物理意義，了解引力常量G的測(cè)定在科學(xué)史上的重大意義6了解萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的意義，體會(huì)在科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)過(guò)程中猜想與求證的重要性,教學(xué)目標(biāo),【重點(diǎn)】探究太陽(yáng)與行星間的引力與哪些因素有關(guān)【難點(diǎn)】(1)探究太陽(yáng)與行星間的引力與哪些因素有關(guān)(2)幫助學(xué)生用已有知識(shí)自主探究出三種引力的大小,重點(diǎn)難點(diǎn),本節(jié)課我們將追尋牛頓的足跡，根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式(牛頓第二定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用)推導(dǎo)出太陽(yáng)對(duì)行星的引力與行星的質(zhì)量、行星與太陽(yáng)間的距離的比例關(guān)系，再根據(jù)牛頓第三定律推出行星對(duì)太陽(yáng)的引力與太陽(yáng)的質(zhì)量、太陽(yáng)與行星間的距離的比例關(guān)系，從而進(jìn)一步得到太陽(yáng)與行星間的引力所遵循的規(guī)律，為重新“發(fā)現(xiàn)”萬(wàn)有引力定律打下基礎(chǔ),教學(xué)建議,本節(jié)主要內(nèi)容就是介紹科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)原因的各種猜想，及運(yùn)用舊知識(shí)推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間的引力在介紹是什么原因使行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，教師可補(bǔ)充一些材料，使學(xué)生領(lǐng)略前輩科學(xué)家對(duì)自然奧秘不屈不撓的探索精神和對(duì)待科學(xué)研究一絲不茍的態(tài)度在推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間的引力時(shí)，教師可先引導(dǎo)學(xué)生理清推導(dǎo)思路，然后放手讓學(xué)生自主推導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位.,教學(xué)建議,【導(dǎo)入一】目前已知太陽(yáng)系中有8顆大行星它們通常被分為兩組：內(nèi)層行星(水星、金星、地球、火星)和外層行星(木星、土星、天王星、海王星)，內(nèi)層行星體積較小，主要由巖石和鐵組成；外層行星體積要大得多，主要由氫、氦、冰物質(zhì)組成哥白尼說(shuō)：“太陽(yáng)坐在它的皇位上，管理著圍繞著它的一切星球”那么是什么原因使行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)呢？伽利略、開(kāi)普勒以及法國(guó)數(shù)學(xué)家笛卡兒都提出過(guò)自己的解釋然而，只有牛頓才給出了正確的解釋,新課導(dǎo)入,八大行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，是什么原因造成的呢？我們這節(jié)課就一起來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題【導(dǎo)入二】師：提問(wèn)：請(qǐng)同學(xué)們從運(yùn)動(dòng)的描述角度思考：開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的物理意義是什么？生：思考、回答、交流：第一定律揭示了描述行星運(yùn)動(dòng)的參考系及其運(yùn)動(dòng)軌跡；第二定律揭示了行星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)不同位置的快慢情況，近日點(diǎn)附近速度大，遠(yuǎn)日點(diǎn)附近速度??；第三定律揭示了不同行星雖然橢圓軌道和環(huán)繞周期不同，但由于中心天體相同，所以共同遵循軌道半長(zhǎng)軸的三次方與周期的二次方比值相同的規(guī)律,新課導(dǎo)入,師：開(kāi)普勒在1609和1619年發(fā)表了行星運(yùn)動(dòng)的三個(gè)定律，解決了描述行星運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，但好奇的人們，面向天穹，深情地叩問(wèn)：是什么力量支配著行星繞著太陽(yáng)做如此和諧而有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)呢？這節(jié)課我們就來(lái)認(rèn)識(shí)這些問(wèn)題.,新課導(dǎo)入,1太陽(yáng)對(duì)行星的引力太陽(yáng)對(duì)行星的引力，與行星的質(zhì)量m成_，與行星和太陽(yáng)間距離的二次方成_，即F_2行星對(duì)太陽(yáng)的引力行星對(duì)太陽(yáng)的引力，與太陽(yáng)的質(zhì)量M成_，與行星和太陽(yáng)間距離的二次方成_，即F_,太陽(yáng)與行星間的引力,知識(shí)必備,知識(shí)點(diǎn)一,正比,反比,正比,反比,3太陽(yáng)與行星間的引力太陽(yáng)與行星間引力的大小與太陽(yáng)和行星質(zhì)量的_成正比，與兩者距離的二次方成反比，即F_表達(dá)式中的G是比例系數(shù)，其大小與太陽(yáng)和行星都無(wú)關(guān)引力的方向沿二者的連線,知識(shí)必備,乘積,1月地檢驗(yàn)由于月球軌道半徑約為地球半徑的60倍，所以月球軌道上物體受到的引力是地球上的_根據(jù)牛頓第二定律，物體在月球軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度(月球公轉(zhuǎn)的向心加速度)應(yīng)該是它在地球表面附近下落時(shí)的加速度(自由落體加速度)的_根據(jù)計(jì)算和測(cè)得的數(shù)據(jù)可以得出：地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力是同一性質(zhì)的力,萬(wàn)有引力定律,知識(shí)必備,知識(shí)點(diǎn)二,2萬(wàn)有引力定律(1)內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的_成正比、與它們之間距離r的_成反比(2)表達(dá)式：_3引力常量(1)大?。篏_(2)測(cè)定：英國(guó)物理學(xué)家_在實(shí)驗(yàn)室里比較準(zhǔn)確地測(cè)出了G值,知識(shí)必備,乘積,二次方,6.671011Nm2/kg2,卡文迪許,想一想如何驗(yàn)證太陽(yáng)與行星間引力的規(guī)律適用于行星和衛(wèi)星之間？要點(diǎn)總結(jié)萬(wàn)有引力定律的得出過(guò)程1推導(dǎo)思想：把行星繞太陽(yáng)的橢圓運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為以太陽(yáng)為圓心的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合開(kāi)普勒第三定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星間的引力表達(dá)式.,學(xué)習(xí)互動(dòng),萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,考點(diǎn)一,學(xué)習(xí)互動(dòng),學(xué)習(xí)互動(dòng),學(xué)習(xí)互動(dòng),答案AB,學(xué)習(xí)互動(dòng),引力常量及對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解和計(jì)算,考點(diǎn)二,引力常量在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的質(zhì)點(diǎn)相距1m時(shí)的相互吸引力,兩球心間的距離,學(xué)習(xí)互動(dòng),學(xué)習(xí)互動(dòng),3對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解,學(xué)習(xí)互動(dòng),學(xué)習(xí)互動(dòng),答案AD,解析萬(wàn)有引力定律適用于兩質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，當(dāng)兩球體質(zhì)量分布均勻時(shí)，可認(rèn)為球體質(zhì)量分布在球心計(jì)算萬(wàn)有引力，故A、D項(xiàng)正確；當(dāng)r0時(shí)，兩物體不能視為質(zhì)點(diǎn)，萬(wàn)有引力定律不再適用，B項(xiàng)錯(cuò)誤；大球球心周圍各部分對(duì)小球的引力合力為零，故C項(xiàng)錯(cuò)誤,學(xué)習(xí)互動(dòng),圖621,學(xué)習(xí)互動(dòng),答案BC,學(xué)習(xí)互動(dòng),重力與萬(wàn)有引力的關(guān)系,考點(diǎn)三,想一想重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但能否說(shuō)萬(wàn)有引力就是重力呢？要點(diǎn)總結(jié)1重力和緯度的關(guān)系(1)在兩極處的重力在兩極處，物體自轉(zhuǎn)需要的向心力為零，滿足mg_，方向_,指向地心,學(xué)習(xí)互動(dòng),物體隨地球自轉(zhuǎn)需要的向心力,mgm2R,向心力,增大,學(xué)習(xí)互動(dòng),2重力和高度的關(guān)系若物體距地面的高度為h，在忽略地球自轉(zhuǎn)的條件下有：mgh_，可得：gh_這個(gè)關(guān)系式表明，隨著高度的增加，重力加速度會(huì)_在計(jì)算時(shí)，高度這個(gè)因素有時(shí)是不能忽略的,減小,學(xué)習(xí)互動(dòng),學(xué)習(xí)互動(dòng),答案C,點(diǎn)評(píng)注意本類題目中“地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期為1年”經(jīng)常作為隱含條件出現(xiàn),學(xué)習(xí)互動(dòng),答案D,學(xué)習(xí)互動(dòng),備用習(xí)題,備用習(xí)題,答案AD,解析通過(guò)完全獨(dú)立的途徑得出相同的結(jié)果，證明了地球表面上的物體所受地球的引力和地球與月球之間的引力是同一種性質(zhì)的力物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是由所受力的規(guī)律決定的，相同性質(zhì)的力產(chǎn)生相同性質(zhì)的加速度,備用習(xí)題,2如圖所示，兩個(gè)半徑分別為r10.4m、r20.6m，質(zhì)量分布均勻的實(shí)心球質(zhì)量分別為m14.0kg、m21.0kg，兩球間距離r02.0m，則兩球間的相互引力的大小(G6.671011Nm2/kg2)()A等于6.671011NB大于6.671011NC小于6.671011ND不能確定,答案C,備用習(xí)題,答案A,備用習(xí)題,答案3.2107N,備用習(xí)題,備用習(xí)題,自我檢測(cè),1(萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程)(多選)下列關(guān)于太陽(yáng)對(duì)行星的引力的說(shuō)法中正確的是()A太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力B太陽(yáng)對(duì)行星引力的大小與太陽(yáng)的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間的距離的二次方成反比C太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由實(shí)驗(yàn)得出的D太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出來(lái)的,答案AD,解析太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是牛頓由開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律推導(dǎo)出來(lái)的，它不是實(shí)驗(yàn)得出的，選項(xiàng)A、D正確，C錯(cuò)誤；太陽(yáng)對(duì)行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間距離的二次方成反比，選項(xiàng)B錯(cuò)誤,自我檢測(cè),答案A,自我檢測(cè),答案B,