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课题： 7.2 万有引力定律
教学目的要求：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；
2.了解月—地检验的内容和作用理解万有引力定律内容、含义及适用条件；
3.认识引力常量测定的重要意义，能应用万有引力定律解决实际问题。
教学重点： 万有引力定律的得出、内容及应用
教学难点： 万有引力定律的得出过程
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【课前回顾】开普勒三定律 1、开普勒第一定律——轨道定律 所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动；太阳是在这些椭圆的一个焦点上。 2、开普勒第二定律——面积定律 对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积 3、开普勒第三定律——周期定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。 提问 强调重点 思考巩固
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【导入】 各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星之间的引力是使行星如此运动的主要原因。行星的实际运动是椭圆运动，可把它简化成圆周运动，那能看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？什么力来提供向心力？引力的大小和方向能确定吗？ 【新授】 科学足迹 牛顿(1643—1727，英国物理学家)：如果说我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。 他在前人研究的基础上，最终发现了万有引力定律。 太阳对行星的引力 建立模型 行星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动圆周运动 科学探究 设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r。天文观测测得行星公转周期为T，则向心力 F＝m＝mr① 根据开普勒第三定律：＝k② 由①②得：F＝4π2k③ 引导思考 提问 知识讲解 导入知识 知识梳理 思考回答 阅读P49 笔记批注
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由③式可知太阳对行星的引力F∝，根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F′∝ 则行星与太阳间的引力F∝ → F＝G 结论：太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比 推论：（类比牛顿第三定律）太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比 月—地检验 （一）检验目的 地球和月球之间的吸引力是否与地球吸引苹果的力为同一种力？ （二）猜想 地球与月球之间的引力F＝G，根据牛顿第二定律a月＝＝G。地面上苹果自由下落的加速度a苹＝＝G. 由于r＝60R，所以＝. （三）验证（原理） 已知：①苹果自由落体加速度a苹＝g＝9.8 m/s2. ②月球中心距地球中心的距离r＝3.8×108 m. ③月球公转周期T＝27.3 d≈2.36×106 s 板书 总结结论 引导思考 板书 听讲 思考 笔记批注 思考回答
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根据牛顿第二定律，知： a月＝()2r＝2.7×10－3m/s2(保留两位有效数字) ＝2.8×10－4(数值)≈(比例) 结论：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，遵从相同的规律 万有引力定律 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、表达式：F＝G，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2 （1）英国物理学家卡文迪什通过实验推算出引力常量G的值。 （2）引力恒量的测定 ①装置介绍：T形架、石英丝、镜尺、M球和m球 ②测量原理介绍：扭秤达到平衡时，引力矩等于石 重点讲解 重点梳理 重点讲解 板书 记录笔记 记录笔记 完成P51[思考与讨论] 阅读P53 [拓展学习]
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英丝的阻力矩，可测得万有引力，进而可测引力恒量G。 3、公式的适用条件 （1）万有引力存在于一切物体之间，但万有引力公式适用于质点间的引力大小的计算。r为质点间的距离，两物体的形状和大小对其间距的影响可忽略不计，r R； （2）两质量分布均匀的球体之间的引力，也可用上述公式计算，且r为两球心间距离； （3）一个质量分布均匀的球体与球外一个质点间的万有引力，r为球心到质点间的距离。 4、万有引力的性质 （1）普遍性：万有引力存在于任何两个有质量的物体之间，它是自然界中物质间基本的相互作用之一 （2）宏观性：一般物体之间虽然存在万有引力，但是很小，只有天体与物体之间或天体之间万有引力才比较显著，因此，涉及天体运动时才考虑万有引力 （3）相互性：两物体相互作用的万有引力是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律， （4）独立性：两物体间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，与周围有无其他物质无关 5、星体内部万有引力的两个推论 推论1：在匀质球壳的空腔内任意位置处，质点受到球壳的万有引力的合力为零，即∑F引＝0。 推论2：在匀质球体内部距离球心r处的质点(m)受到的万有引力等于球体内半径为r的同心球体(M′)对它的万有引力，即F＝G。 6、重力与万有引力的关系 （1）重力是物体由于地球吸引产生的，但重力不是地球对物体的吸引力。地面上的物体所受的重力近似等于万有引力——人在地球不同的位置，受到的万有引力大小一样； （2）离地面有一定高度的物体所受重力=万有引力。 要点强调 要点讲解 分析讲解 重点强调 记录笔记 笔记批注
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利用 =mg分析计算，其中r是物体到地心的距离，而不是到地面的距离。在同一纬度，距地面越高，重力加速度越小 （3）万有引力的一个分力提供随地球转动需要的向心力，在地球的不同位置，向心力不同，重力是万有引力的另一个分力(两极除外)，所以人在地球的不同位置，受到的重力大小不一样。地面上物体的重力随纬度的升高而增大。 ①当物体在两极时：G＝F引，Fn=0，重力达到最大值Gmax＝G.方向与引力方向相同，指向地心 ②当物体在赤道上时：F′＝mω2R最大，此时重力最小Gmin＝G－mω2R方向与引力方向相同，指向地心 ③从赤道到两极，重力G与F引方向有偏差，重力mg板书设计 7.2 万有引力定律
教学课后小结

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