2014年春高中物理 6.3《万有引力定律》学案3 新人教版必修2.doc

2014年春高中物理6.3《万有引力定律》学案3新人教版必修2
学习目标
体会物理研究中猜想与验证的魅力，能够踏着牛顿的足迹了解月-地检验。
进一步大胆地推导出万有引力定律。
了解引力常量的测量及意义。
重点：万有引力定律的理解及应用。
难点：万有引力定律的理解及应用。
学习过程
课前预习，自主学习
(一)、月—地检验
1.月球轨道半径约为地球半径的60倍，若遵从“平方反比”的规律，在月球轨道上的物体受到的引力是在地面附近受到的引力的__________。
2.月—地检验证明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，都遵从___________。
(二)、万有引力定律
1.自然界中任何两个物体都能相互_____，引力的方向在它们的_______，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成_____、与它们之间的距离r的二次方成_____。
2.表达式为____________。
3.引力常量G适用于任何两个物体,通常情况下G=_____________________。
【判一判】
(1)任何物体间都存在万有引力。()
(2)地面上物体间的引力与星球间的引力不是相同性质的力。()
(3)万有引力常量是由牛顿测出来的。()
(4)两物体各自受到对方的引力的大小不一定相等，质量大的物体受到的引力也大。()
二．课堂导学，小组合作探究
主题一：对月—地检验的认识
1.月—地检验的目的是什么?
2.月—地检验的验证原理是怎样的?
3.在牛顿时代，月地距离r、月球公转周期T、地球表面重力加速度g都能精确测定，已知

r=3.8×108m，T=27.3天，g=9.8m/s2，试通过计算验证
【探究归纳】
月—地检验证明：“地面物体所受地球的引力”与“月球所受地球的引力”和“太阳与行星间的引力”是同一种性质的力，遵从相同的规律
【典例1】试通过计算说明，地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力真的是同一种力。(已知月球轨道半径约为地球半径的60倍，地球半径为R=6400km，月球绕地球运动的周期T=27.3天，地球表面重力加速度g=9.8m/s2)
【解析】已知r=60R，g=9.8m/s2，引力F∝F=ma，所以
解得a=2.7×10-3m/s2。月球绕地球做匀速圆周运动，
向心加速度已知月球绕地球运动的周期T=27.3天

=3600×24×27.3s=2358720s,解得a=2.7×10-3m/s2。
可见，两种方法求得的加速度相等，即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力。
主题二：万有引力定律的理解及应用
1.既然自然界中任何两个物体间都有万有引力，那么在日常生活中，我们各自之间或人与物体之间，为什么都对这种作用没有任何感觉呢？
【思路分析】可以假设两位同学相距1m，估算他们间的万有
引力的大小。设他们的质量为50kg，由万有引力定律得：
代入数据得他们之间的万有引力F=1.7×10-7N，这么小的力可以忽略不计。
2.假设将质量为m的质点设法放在地心，根据公式可
知，由于r=0，所以地球和此质点之间的万有引力F→∞,试分析此结论是否正确。
3.引力常量的值是多少？其物理意义是什么？
【探究归纳】
万有引力定律
1.表达式:

适用条件：适用于质点间和质量分布均匀的球体间引力大小的计算。
【典例2】对于质量为m1、m2的两个物体间的万有引力的表达式
下列说法正确的是()
A．公式中的G是恒量，是实验测定的，而不是人为规定的
B．当r趋于零时，万有引力趋于无穷大
C．m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力
D．m1与m2受到的引力大小相等、方向相反，是一对平衡力
三．自主归纳整理本节学习的知识
四．分层达标训练
【基础达标】
1.关于万有引力的说法，正确的是()
A.万有引力只是宇宙中各天体之间的作用力
B.万有引力是宇宙中具有质量的物体间普遍存在的相互作用力
C.地球上的物体以及地球附近的物体除受到地球对它们的万有引力外还受到重力作用
D.太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力
2.关于万有引力定律和引力常量的发现，下面说法中正确的是()
A.万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的
B.万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的
C.万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的
D.万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的
3.(2012·无锡高一检测)2012年2月25日，我国成功发射了第11颗北斗导航卫星，标志着北斗卫星导航系统建设又迈出了坚实的一步。若卫星质量为m、离地球表面的高度为h，地球质量为M、半径为R，G为引力常量，则地球对卫星万有引力的大小为()
A.B.C.D.
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