《万有引力与航天》教案（10份打包）
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江苏省新沂市第二中学人教版高中物理必修二：6.3万有引力定律(2) 教案.doc 140.00 KB
江苏省新沂市第二中学人教版高中物理必修二：6.3万有引力定律（1） 教案.doc 167.50 KB
江苏省新沂市第二中学人教版高中物理必修二：6.4 万有引力理论的成就（1） 教案.doc 163.00 KB
江苏省新沂市第二中学人教版高中物理必修二：6.4 万有引力理论的成就（2） 教案.doc 159.00 KB
江苏省新沂市第二中学人教版高中物理必修二：6.5 宇宙航行（1） 教案.doc 146.50 KB
江苏省新沂市第二中学人教版高中物理必修二：6.5 宇宙航行（2） 教案.doc 171.00 KB
江苏省新沂市第二中学人教版高中物理必修二：6.6经典力学的局限性 教案.doc 150.00 KB
江苏省新沂市第二中学人教版高中物理必修二：6．1行星的运动(1) 教案.doc 245.00 KB
江苏省新沂市第二中学人教版高中物理必修二：6．1行星的运动(2) 教案.doc 211.00 KB
江苏省新沂市第二中学人教版高中物理必修二：6．2太阳和行星间的引力（1） 教案.doc 146.00 KB
臧锦章 审核人 臧锦章 授课时间 ____月____日 第 2 课时
6.3万有引力定律（2） 课型 新授课
1、在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此规律有初步理解。
2、通过牛顿发现万有引力定律的思考过程和卡文迪许扭秤的设计方法，渗透科学发现与科学实验的方法论教育。
3、介绍万有引力恒量的测定方法，增加学生对万有引力定律的感性认识。
万有引力定律的推导过程 难点 万有引力定律的推导过程
教法及教具 自主探究、交流讨论、自主归纳
教 学 内 容 个案调整
教师主导活动 学生主体活动
一、考点自学
1．万有引力：
（1）内容：自然界中任何两个物体都相互 ，引力的方向在它们的 上，引力的大小与物体的质量m1和m2的 成正比，与它们之间距离r的 成反比．
（2）表达式：
（3）适用范围：万有引力定律适用于质点间的相互作用．若两物体间的距离远大于物体本身的线度，两物体可视为质点，两个均匀球体间，其距离是两球心间的距离．
2．引力常量
（1）体相距1 m时的相互吸引力，大小通常取G＝ ，它是由英国物 理学家 在实验室里测得的．
（2）意义：用实验证明了万有引力定律，使万有引力定律具有更广泛的实用价值.
二、典例分析：
题型一、太阳与行星间引力的应用
【例1】已知太阳的质量为M，地球的质量为m1，月亮的质量为m2，当发生日全食时，太阳、月亮、地球几乎在同一直线上，且月亮位于太阳与地球中间，如图所示．设月亮到太阳的距离为a，地球到月亮的距离为b，则太阳对地球的引力F1和对月亮的引力F2的大小之比为多少？
【例2】地球的质量是月球质量的81倍，若地球吸引月球的力的大小为F，则月球吸引地球的力的大小为( )
A．F /81 B．F
C．9F D．81F
题型二、对万有引力定律的理解
【例3】对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式F＝Gm1m2r2，下列说法正确的是( )
A．m1和m2所受引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡 力
B．当两物体间的距离r趋近于零时，万有引力无穷大
C．当有第三个物体m3放入m 1、m2之间时，m1与m2间的万有引力将增大
D．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
【例4】两大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为( )
A.14F B．4F C.116F D．16F
题型三、重力和万有引力的关系
【例5】设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R(R是地球的半径)处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则g/g0为( )
A．1 B ．1/9 C．1/4 D．1/16
三、堂堂清练习：
1．下面关于行星对太阳的引力的说法中正确的是( )
A．行星对 太阳的引力和太阳对行星的引力是同一性质的力
B．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关
C．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力
D．行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正 比，与行 星距太阳的距离成反比
2．下面 关于太阳对行星的引力说法中正确的是( )
A．太阳对行星的 引力等于行星做匀速圆周运动的向心力
B．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比
C．太阳对行星的引力是由实验得出的
D．太阳对行星的引力规律是由开 普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的
思考讨论
臧锦章 审核人 臧锦章 授课时间 ____月____日
6.3万有引力定律（1） 课型
1、在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此规律有初步理解。
2、通过牛顿发现万有引力定律的思考过程和卡文迪许扭秤的设计方法，渗透科学发现与科学实验的方法论教育 。
3、介绍万有引力恒量的测定方法，增加学生对万有引力定律的感性认识。
万有引力定律的推导过程 难点 由于一般物体 间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识，又无法进行演示实验，故应加强举例
教法及教具 自主探究、交流讨论、自主归纳
教 学 内 容
教师主导活动 学生主体活动
一、引入新课
师：上节课我们推导出了太阳与行星间的引力规律，即 。知道了行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳 。那么大家想到过，是什么力使得地面的物体不能离开地球，总要落回地面呢？地球吸引物体的力与地球和太阳间的引力是同种性质的力吗？还有，月球能够绕地球运转，说明月球与地球之间也一定存在着相互作用力，这个拉住月球使它绕地球运转的力与地球对物体的引力是同一种力吗？这节课我们就来深入研究这些问题。
二、进行新课
(一)、月－地检验
引导学生阅读教材“月－地检验”部分的内容，投影以下数据 ：
地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，月球绕地球运动的周期为27.3天，地球半径为R =6.4×106m，试利用教材提供的信息，通过计算，证明课本上提出的假设，即地球对月球的力与地球使苹果自由下落的力的是同一种力，都遵守“反平方”的规律。
教师活动：投影学生的证明过程，一起点评。
设质量为m的物体在月球的轨道上运动的加速度（月球公转的向心加速度）为a，则 ， ，r=60R，
得
代入数据解得
(二)、万有引力定律
引导学 生阅读教材，思考问题：
1、把太阳与行 星之间、地球与月球之间、地球与地面物体之间的引力遵从的规律 推广到宇宙万物之间，你觉得合适吗？发表自己的见解。
2、万有引力定律的内容是什么？写出表达式。 并注明每个符号的单位和物理意义
3、你认为万有引力定律的发现有何深远意义？
教师活动：听取学生汇报，点评总结。
万有引力定律的发现有着重要的物理意义：它对物理学、天文学的发展具有深远的影响；它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来；对科学文化发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心，人们有能力理解天地间的各种事物。
（三）、引力常量
教师活动：引导学生阅读教材，思考问题：
1、测定引力 常量有何意义？
2、引力常量是由哪位物理学家测出的，它的数值是多大？
3、引力常量的测定有何实际意义？
教师活动：听取学生汇报，点评总结。
牛顿在前人的基础上，应用他超凡的数学才能，发现了万有引力定律，却 没能给出准确的引力常量，使万有引力定律只有其理论意义，而无更多的实际意义。引力常量G的测出，使万有引力定律具有了实际意义。
三、课堂小结
让学生概括总结本节的内容。
【使用说明及学法指导】
1.阅读教材认真完成导学案，疑难问题用红笔标出，组内讨论完成
2.教师讲完后，学生用双色笔修正再交由教师批改
【做一做】：
阅读课文，从课文中找出必要的信息，在练习本上进行定量计算
【展示】：
阅读课本，思考问题，学生代表发表见解
臧锦章 审核人 臧锦章 授课时间 ____月____日
6.4 万有引力理论的成就（1） 课型
1、解万有引力定 律在天文学上的应用
2、会用万有引力定律计算天体的质量和密度
3、掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法
1、行星绕太阳的 运动的向心力是由万有引力提供的。
2、会用已知条件求中 心天体的质量。 难点 1、行星绕太阳的 运动的向心力是由万有引力提供的。
2、会用已知条件求中 心天体的质量。
教法及教具 自主探究、交流讨论、自主归纳
教 学 内 容
教师主导活动 学生主体活动
一、引入新课
师：上节我们学习了万有引力定律的有关知识，现在请同学们回忆一下，万有引力定律的内容及公式是什么？公式中的G 又是什么？G的测定有何重要意义？ 这节课我们就共 同来学习万有引力定律在天文学上的应用。
二、新课讲解
（一）、“科学真实迷人”
【自主 探究1】
1、已知地球半径R =6.4×106m，自转周期T=24小时，试估算地球赤道上的物体的向心加速度.
比较向心加速度与重力加速度的大小，说明一般情况下可以忽略地球自转影响的原因.
2、不考虑地球自转的影响，如果已知地球半径为R，地球表面的重加速度为g，引力常量为G.你能求出地球质量吗？
3、已知月球的质量是M，半径是 R，试求月球表面的自由落体加速度有多大？
（二）、计算天体的质量
【合作探究1】
现在你是一名宇航员，你驾驶神七飞船飞行在地球上空.你所驾驶的神七绕地球飞行周期为T，绕地球的轨道半径（ 即飞船做圆周运动的半径） 为r，飞船的质量为m，地球的半径为R.
根据以上物理情景，讨论回答合作探究2问题
1、画出飞船绕地球飞行运动过程图，并在图中标出已知物理量.
2、飞船绕地球做什么样的运动？飞船受到哪些力？力的作用是什么？尝试写 出飞船绕地球飞行的关系式.
3、根据已知条件能求出哪个物理量？标明各物理量的含义.
4、你能求出地球的质量吗？请写计算过程.
5、你还有哪些办法可以求出地球的质量？
【总结】
1、应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么?
2、求解天体质量的方程依据是什么?
三、当堂检测：
1.已知万有引力常量 和下列各组数据，能计算出地球质量的是( )
A.月球绕地球运行的周期及月球距地球的距离
B.地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离
C.人造卫星在地面附近运行的速度和运行周期
D.若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度
2.若知道太阳的某一颗行星绕太阳运转的轨道半径为 ， 周期为 ，万有引力常量 ，则可求得
A.该行星的质量 B.太阳的质量
C.该行星的密度 D. 太阳的平均密度
四、课堂小结
【活动1】：
思考老师提出的问题
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