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万有引力导学案(全章)

万有引力导学案(全章)
万有引力导学案(全章)

新课标物理必修2第六章《万有引力与航天》

第1节行星的运动

导学案

【学习目标】

1.知道地心说和日心说的基本内容。

2.理解开普勒三定律的内容。

3.通过托勒密、哥白尼、第谷?布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识,了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。

【学习重点】理解和掌握开普勒行星运动定律,认识行星的运动。

【学习难点】通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识。

课前预习:

1.第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是,太阳处在椭圆的一个上.

2.第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在扫过相等的.

3.开普勒第三定律:所有行星的椭圆轨道的跟公转比值都相等.

创设情境:

自远古以来,当人们仰望星空时,天空中壮丽璀璨的景象便吸引了他们的注意。有很多科学家对天体的运动规律研究倾注了大量的心血,其中牛顿的万有引力定律成功的解释了天体的运行规律。本章我们将学习万有引力定律的发现历程和在天体运动规律等方面的应用。

学习任务1:阅读课本“天体运动规律的发现”部分,完成以下内容。

一、历史回顾

1.古人对天体运动存在哪些看法?

2.什么是“地心说”?

“地心说”的主要内容。

“地心说”的代表人物

3.什么是“日心说”?

“日心说”的主要内容。

“日心说”的代表人物

4.第谷通过天文观测对天体运行规律进行了研究。

5.开普勒通过对天文观测和数据推算,发现了开普勒三定律。

学习任务2:阅读教材“开普勒三定律”部分,完成以下内容。二、开普勒三定律

1.开普勒第一定律(轨道定律)的内容:

2.开普勒第二定律(面积定律)的内容:

3.开普勒第三定律(周期定律)的内容:。思考:

1.行星绕太阳在椭圆轨道上运行,行星距太阳较近处与距太阳较远处相比较,运动速率何处较大?

2.行星的轨道与圆十分接近,中学阶段按处理,运动规律可描述为:行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在.对某一行星来说,它绕太阳转动的角速度(或线速度大小) __________,即行星做运动.所有行星的三次方跟它的的二次方的比值都相等,表达式

为.

课堂小结:

随堂演练:

1.关于地球和太阳,下列说法中正确的是( )

A .地球是围绕太阳运转的

B .太阳总是从东面升起,从西面落下,所以太

阳围绕地球运转

C .由于地心说符合人们的日常经验,所以地心说是正确的

D .地球是围绕太阳做匀速圆周运动的

2.关于公式等k T

R =23

,下列说法中正确的是 ( ) A .公式只适用于围绕太阳运行的行星 B .公式只适用于太阳系中的行星或

卫星

C .公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星或卫星

D .—般计算中,可以把行星或卫星的轨道看成圆,R 只是这个圆的半径

3.关于公式k T

R =23

中的常量k ,下列说法中正确的是 ( ) A .对于所有星球的行星或卫星,k 值都相等

B .不同星球的行星或卫星,k 值不相等

C .k 值是一个与星球无关的常量

D .k 值是—个与星球有关的常量

4.银河系中有两颗行星绕某恒星运行,从天文望远镜中观察到它们的运转周期之

比为8:1,则

(1)它们的轨道半径的比为 ( )

A .2:1

B .4:1

C .8:1

D .1:4

(2)两行星的公转速度之比为 ( )

A .1:2

B .2:1

C .1:4

D .4:1

5.A 、B 两颗人造地球卫星质量之比为l :2,轨道半径之比为2:1,则它们的运

行周期之比为 ( )

A .1:2

B .1:4

C .22:1

D .4:1

6.下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是( )

A 、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆

B 、所有行星绕太阳运动的轨道都

是圆

C 、所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同

D 、所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比

7.两颗行星的质量分别为21m m 和,绕太阳运行的轨道半长轴分别为21r r 和,则

它们的公转周期之比为( )

A 、21r r

B 、32

31r r C 、3231r r D 、无法确定 8.古人认为天体的运动是最完美和谐的 ,后来开普勒发现,所有行星

绕太阳运动的轨道都是 ,太阳处在 位置上。

9.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 ,太阳处在所有 ;所

有行星的轨道的半长轴的 跟公转周期的 的比值都相等.

10.两颗人造地球卫星A 和B ,A 一昼夜绕地球转动n A 圈,B 一昼夜绕地球转动

n B 圈,那么A 和B 的运行轨道半径之比R A :R B = .

11.若已知地球对它所有卫星的k 值等于1.01×1013m 3/s 2,试求出月球运行的轨

道半径.(月球绕地球运转的周期大约是27天)

12.地球公转运行的轨道半径m R 11

1049.1?=,若把地球公转周期称为1年,那

么土星运行的轨道半径m R 121043.1?=,其周期多长?

课后反思:

第2节太阳与行星间的引力

导学案

【学习目标】

1.理解太阳与行星间引力的存在。

2.能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式。

【学习重点】据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式,记住推导出的引力公式.。

【学习难点】太阳与行星间的引力公式的推导过程。

课前预习:

1.行星在椭圆轨道上运动是否需要力?这个力是什么力提供的?这个力是多大?太阳对行星的引力,大小跟太阳与行星间的距离有什么关系吗?

2.行星的实际运动是椭圆运动,但我们还不知道求出椭圆运动加速度的运动学公式,我们现在怎么办?把它简化为什么运动呢?

创设情境:

既然行星围绕太阳运动的轨道是椭圆,即为曲线运动,那么肯定有一个力要来维持这个运动,那么这个力是由什么来提供的呢?我们跟随着科学家们一起去研究讨论这个问题。

学习任务1:阅读课本“太阳与行星的引力”部分,完成以下内容。

一、太阳与行星的引力

1.设行星的质量为m,速度为v,行星到太阳的距离为r,则行星绕太阳做匀速圆周运动,写出行星需要的向心力表达式,并说明式中符号的物理意义

2.由开普勒第三定律可知,行星运动的线速度v与周期T的关系式如何?天文观测难以直接得到行星的速度v,但可以得到行星的公转周期T,写出用T表示向心力的表达式。

3.如何应用开普勒第三定律消去周期T?写出消去周期T后向心力的表达式。

4.行星需要的向心力,我们要求的是太阳对行星的引力,这两个力有关系吗?写出太阳对行星的引力F与距离r的比例式,说明比例式的意义。

结论:太阳对不同行星的引力,与行星的成正比,与行星和太阳间的成反比。

学习任务2:阅读教材“行星对太阳的引力”部分,完成以下内容。

二、行星对太阳的引力

1.行星对太阳的引力与太阳的质量M以及行星到太阳的距离r之间又有何关系?根据什么得出的?

2.太阳与行星间的引力概括起来有什么关系式?

课堂小结:

随堂演练:

1.行星之所以绕太阳运动,是因为( )

A.行星运动时的惯性作用B.太阳是宇宙的控制中心,所以星体都绕太阳旋转

C.太阳对行星有约束运动的引力作用D.行星对太阳有排斥力作用,所以不会落向太阳

2.太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等,其依据是( ) A.牛顿第一定B.牛顿第二定律

C.牛顿第三定律D.开普勒第三定律

3.下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是( )

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.太阳对行星的引力规律是由实验得出的

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

4.关于太阳与行星间引力的下列说法中正确的是( )

A.公式中的G 是比例系数,是人为规定的

B.这一规律可适用于任何两物体间的引力

C.太阳与行星的引力是一对平衡力

D.检验这一规律是否适用于其它天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性

5.如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动,那么下列说法中正确的是( ) A.行星受到太阳的万有引力,万有引力提供行星圆周运动的向心力

B.行星受到太阳的万有引力,行星运动不需要向心力

C.行星同时受到太阳的万有引力和向心力

D.行星受到太阳的万有引力与它运行的向心力不相等

课后反思:

第3节 万有引力定律

导 学 案

【学习目标】

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。

【学习重点】万有引力定律的推导过程。

【学习难点】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,故应加强举例使学生理解万有引力的存在。 课前预习:

1.万有引定定律:自然界中任何两个物体都 ,引力的方向在它们的 ,引力的大小与物体质量乘积成 ,与它们之间距离的 成反比,表达式为 。

2.引力常量最早是由英国科学家 用 装置测得的,它的数值为G= 创设情境: 上节课我们推导出了太阳与行星间的引力规律,即2

r Mm G F =。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? 学习任务1:阅读课本“月—地检验”部分,完成以下内容。

一、月—地检验

1.地面附近的重力加速度g =9.8m/s 2,月球绕地球运动的周期为27.3天,地球半径为R =6.4×106m ,轨道半径为地球半径的60倍。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ω2r a =,T

πω2=,r =60R ,

2021-2022年高考物理二轮专题突破专题三力与物体的曲线运动2万有引力与航天导学案

2021年高考物理二轮专题突破专题三力与物体的曲线运动2万有引力与航 天导学案 一、知识梳理 1.在处理天体的运动问题时,通常把天体的运动看成是 运动,其所需要的向心 力由 提供.其基本关系式为G Mm r 2=m v 2r =mω2r =m (2π T )2r =m (2πf )2r . 在天体表面,忽略自转的情况下有G Mm R 2=mg . 2.卫星的绕行速度v 、角速度ω、周期T 与轨道半径r 的关系 (1)由G Mm r 2=m v 2 r ,得v = ,则r 越大,v 越小. (2)由G Mm r 2=mω2r ,得ω= ,则r 越大,ω越小. (3)由G Mm r 2=m 4π2 T 2r ,得T = ,则r 越大,T 越大. 3.卫星变轨 (1)由低轨变高轨,需增大速度,稳定在高轨道上时速度比在低轨道 . (2)由高轨变低轨,需减小速度,稳定在低轨道上时速度比在高轨道 . 4.宇宙速度 (1)第一宇宙速度: 推导过程为:由mg =mv 21 R =GMm R 2得: v 1= = = km/s. 第一宇宙速度是人造卫星的 速度,也是人造地球卫星的 速度. (2)第二宇宙速度:v 2= km/s ,使物体挣脱 引力束缚的最小发射速度.

(3)第三宇宙速度:v3= km/s,使物体挣脱引力束缚的最小发射速度. (二)规律方法 1.分析天体运动类问题的一条主线就是F万=F向,抓住黄金代换公式GM= . 2.确定天体表面重力加速度的方法有: (1)测重力法; (2)单摆法; (3) (或竖直上抛)物体法; (4)近地卫星法. 二、题型、技巧归纳 高考题型一万有引力定律及天体质量和密度的求解 【例1】过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星“51pegb”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕,“51pegb”绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天, 轨道半径约为地球绕太阳运动半径的1 20 ,该中心恒星与太阳的质量比约为( ) A.1 10 B.1 C.5 D.10 高考预测1 到目前为止,火星是除了地球以外人类了解最多的行星,已经有超过30枚探测器到达过火星,并发回了大量数据.如果已知万有引力常量为G,根据下列测量数据,能够得出火星密度的是( ) A.发射一颗绕火星做匀速圆周运动的卫星,测出卫星的轨道半径r和卫星的周期T B.测出火星绕太阳做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r

万有引力学案

高中物理课堂教学教案年月日 课题§6.5宇宙航行课型新授课(2课时) 教学目标知识与技能 1.了解人造卫星的有关知识. 2.知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度. 过程与方法 通过用万有引力定律推导第一宇宙速度.培养学生运用知识解决问题的能力.情感、态度与价值观 1.通过介绍我国在卫星发射方面的情况.激发学生的爱国热情. 2.感知人类探索宇宙的梦想.促使学生树立献身科学的人生价值观. 教 学重点、难点教学重点 第一宇宙速度的推导. 教学难点 运行速率与轨道半径之间的关系. 教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习教 学手段教具准备 录像资料、多媒体课件

教 学 活 动 (一)引入新课 1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星,开创了人类航天时代的新纪元。我国在70年代发射第一颗卫星以来,相继发射了多颗不同种类的卫星,掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术,99年发射了“神舟”号试验飞船。这节课,我们要学习有关人造地球卫星的知识。 (二)进行新课 1、牛顿的设想 (1)牛顿对人造卫星原理的描绘。 设想在高山上有一门大炮,水平发射炮弹,初速度越大,水平射程就越大,可以想象当初速度足够大时,这颗炮弹将不会落到地面,将和月球一样成为地球的一颗卫星。 (2)人造卫星绕地球运行的动力学原因。 人造卫星在绕地球运行时,只受到地球对它的万有引力作用,人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。 (3)人造卫星的运行速度。 设地球质量为M ,卫星质量为m ,轨道半径为r ,由于万有引力提供向心力,则 2 2Mm v G m r r =, ∴GM v r =, 可见:高轨道上运行的卫星,线速度小。 提出问题:角速度和周期与轨道半径的关系呢? 3v GM r r ω== , 3 22r T GM ππω== 可见:高轨道上运行的卫星,角速度小,周期长。 引入:高轨道上运行的卫星速度小,是否发射也容易呢?这就需要看卫星的发射速度,而不是运行速度 2、宇宙速度 (1)第一宇宙速度 ⑴推导: 问题:牛顿实验中,炮弹至少要以多大的速度发射,才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动?地球半径为6370km 。 分析:在地面附近绕地球运行,轨道半径即为地球半径。由万有引力提供向心力: 2 2Mm V G m R R =, 学 生 活 动

万有引力定律的应用-导学案

第八周第二节 万有引力定律的应用 学习目标: 1.会用万有引力定律计算天体的质量. 2.了解海王星和冥王星的发现过程. 3.理解人造卫星的线速度、角速度和周期等物理量与轨道半径的关系,并 能用卫星环绕规律解决相关问题. 4.会推导人造卫星的环绕速度,知道第二第三宇宙速度的数值和含义 学习重点 1. 掌握两种算天体质量的方法 2. 理解人造卫星的线速度、角速度和周期等物理量与轨道半径的关系,并 能用卫星环绕规律解决相关问题.(重点和难点) 3.会推导人造卫星的环绕速度 课前知识储备: 1、 物体做圆周运动的向心力公式是什么? (分别写出向心力与线速度、角速度、周期的关系式) 2.万有引力定律的容 。 公式: 万有引力常量G= 。 3.万有引力和重力的关系是什么? 重力是地球对地面上物体的万有引力引起的, 重力近似等于地球对地面上物体的万有引力。 设疑自学 一:应用万有引力定律分析天体的运动 基本方法:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需的向心力由万 有引力提供。关系式:F 引=F 向 二、应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算。 1、 阅读教材P51 天体质量M 、密度ρ的估算: 测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径R 和周期T ,由 2R Mm G =R T m 2)2(π得 M = ,ρ=V M =3034R M π= .(R 0为天体的半径) 当卫星沿天体表面绕天体运行时,R=R 0,则ρ= 2.阅读教材P52 了解利用万有引力发现未知天体的思路 人们根据万有引力都发现了哪些星球?怎样发现的?

3. 阅读教材P53:①了解300多年前牛顿的人造地球卫星设想 ②地面上的物体,怎样才能成为人造地球卫星呢? 卫星的绕行速度、角速度、周期与半径R 的关系: 由2R Mm G =R v m 2, 得V= ∴R 越大,v 越小。 由2R Mm G =R m 2ω,得ω= ,∴R 越大,ω越小。 由2R Mm G =R T m 2)2(π,得T= ,∴R 越大,T 越大。 第一宇宙速度----- 第二宇宙速度------ 第三宇宙速度----- 议一议: 根据月球绕地球做圆周运动的观测数据,应用万有引力定律求出 的天体质量是地球的还是月球的? 【课内探究】 1. 基本思路: ①.把天体的运动看成匀速圆周运动,其所需向心力由 万有引力提供。(说明:虽然行星的轨道不是圆,但是实际上和圆十分接近,在 高中阶段的研究中我们把天体运动按匀速圆周运动来处理。) 其基本关系式为: 。 ②.在忽略天体自转的影响时,我们可以认为天体表面处的物体受到的重力 天体对物体的万有引力。 其基本表达式: 。 2. 具体应用: 应用一、计算中心天体的质量 方法一:要求一颗星体的质量,可以在它的周围找一颗环绕星,只要知道环 绕星的周期和半径,就可以求这颗星体的质量(但不能求出环绕星的 质量m ) 【点拨释疑1】若月球围绕地球做匀速圆周运动,其周期为T ,又知月球到地心 的距离为r 。(1)设地球质量为M ,月球质量为m ,试求出地球 对月球的万有引力。 (2)求出月球围绕地球运动的向心力 (3)若知道地球半径为R ,求出地球的质量

2021高考物理一轮复习第4章曲线运动万有引力与宇宙航行第3讲圆周运动及其应用学案.doc

第3讲圆周运动及其应用 知识点匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度Ⅰ 匀速圆周运动的向心力Ⅱ1.匀速圆周运动 (1)定义:线速度大小01不变的圆周运动。 (2)性质:加速度大小02不变,方向总是指向03圆心的变加速曲线运动。 (3)04垂直且指向圆心的合外力。 2.描述圆周运动的物理量 描述圆周运动的物理量主要有线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力等,具体如下: 定义、意义公式、单位 线速度①描述做圆周运动的物体沿圆弧运动05快 慢的物理量(v) ②是矢量,方向和半径垂直,沿切线方向 ①v= Δl Δt =06 2πr T ②单位:07m/s 角速度描述物体绕圆心08转动快慢的物理量(ω)①ω= Δθ Δt =09 2π T ②单位:10rad/s 周期和转速①周期是物体沿圆周运动11一周的时间 (T) ②转速是物体单位时间转过的12圈数(n), 也叫频率(f) ①T= 2πr v =13 2π ω ,单位:s ②f=14 1 T ,单位:15Hz ③n的单位:16r/s、 17r/min 向心加速度①描述速度18方向变化19快慢的物理量 (a n) ②方向20指向圆心,时刻在变 ①a n=21 v2 r =22rω2 ②单位:23m/s2 向心力①作用效果是产生向心加速度,只改变线速 度的24方向,不改变线速度的25大小(F n) ②方向指向26圆心,时刻在变 ③来源:某个力,或某几个力的合力,或某 ①F n=27mω2r= 28m v2 r ②单位:29N

个力的分力 相互关 系 ①v=rω= 2πr T =2πrf ②a n= v2 r =rω2=ωv= 4π2r T2 =4π2f2r ③F n=m v2 r =mrω2=mωv=m 4π2r T2 =4mπ2f2r 3.探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 (1)实验仪器:向心力演示器(如图),三个金属球(半径相同,其中两个为质量相同的钢球,另一个为质量是钢球一半的铝球)。 (2)实验原理 如图所示,匀速转动手柄,可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动,槽内的小球也就随之做匀速圆周运动。这时,小球向外挤压挡板,挡板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。同时,小球压挡板的力使挡板另一端横臂压缩弹簧测力套筒里的弹簧,弹簧被压缩的格数可以从标尺上读出,格数比显示了两金属球向心力大小之比。 (3)实验过程 控制变量探究内容 m、r相同,改变ω探究向心力F与30角速度ω的关系 m、ω相同,改变r 探究向心力F与31半径r的关系 ω、r相同,改变m 探究向心力F与32质量m的关系 知识点匀速圆周运动与非匀速圆周运动Ⅰ 匀速圆周运动非匀速圆周运动 运动 特点 线速度的大小01不变,角速度、周期和频 率都02不变,向心加速度的大小03不变 线速度的大小、方向都04变,角速度 05变,向心加速度的大小、方向都变, 周期可能变也06可能不变

2021万有引力定律人教版高中物理必修二学案

导学案6-3 万有引力定律(1课时) 班别:姓名学号 青春寄语:停课不停学,要求我们更加严格的要求自己。自律则能自 强! 【核心素养】 1、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。 2、知道牛顿发现万有引力定律的意义。 3、认识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)。 【教学重点难点】】万有引力定律的内容及数学表达式 【预习案】 1、万有引力定律:自然界中________两个物体之间都相互吸引,引力的方向在它们的_____________上,引力的大小与物体的质量M和m的_______________成____比,跟两物体之间的____________的________次方成____比。 2、引力常量G=_________________Nm2/kg2 【探究案】 探究一:万有引力定律 1、公式:F=_____________ 其中,M和m指两物体的_______________,r是指两物体间的________。

2、万有引力定律的适用范围:适用于___________两个物体 3、通常,万有引力常量G=_____________________Nm2/kg2, 由英国物理学家__________测出。 4、公式2r Mm G F =万 的适用条件: ①适用于两_________间引力大小的计算。 ②两物体是质量均匀分布的球体,式中的r 是指两球心间距离。 ③一个质量分布均匀的球体与球外一个质点之间,式中的r 是指质点与球心的距离。 例1:(多选)对于质量为M 和m 的两个物体间的万有引力的表达式2r Mm G F =万,下列说法正确的是( ) A 、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 B 、当两物体间的距离r 趋于零时,万有引力趋于无穷大 C 、M 和m 所受引力大小总是相等的 D 、两个物体间的引力总是大小相等,方向相反的,是一对平衡力 【训练案】 1、地球质量是月球质量的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( ) R M h m

6.3万有引力定律学案

6.3万有引力定律学案 一、月—地检验 月球的轨道半径约为地球半径的倍,月球轨道上一个物体受到的引力是在地面附近受到引力的,这说明月球对物体的引力与半径之间也遵从“”的规律。 二、万有引力定律 1.内容:自然界中两个物体都相互吸引,引力的方向在上,引力的大小与成正比、与它们之间的距离的成反比。 2.表达式:。 3.适用条件:万有引力公式只适合于两个可以看做的物体,即物体(原子)的自身半径相对两者的间距可以忽略时适用。 4.理解:“两物体的距离”—如果两个物体可以看作质点,这个距离就是的距离,如果是地球、月球等球体,这个距离应该是的距离。 三、引力常量 英国物理学家在实验室里通过几个之间万有引力的测量,比较准确地测得了G的数值,通常取G= 。 四、万有引力的作用 1.地球上:如图所示,地球上的物体所受的万有引力指向 地心,它分解为两个力:物体的重力G=mg和物体随地球 的自转做圆周运动所需的向心力F向=mω2r,r指物体所在 纬线圈的半径。 当物体在赤道上,F、G和F向三个力方向相同,则有 + =,随着纬度的升高,纬线圈的半径越越小, Fω mg r m2 向心力越越小,重力越越大,重力加速度g越越大。 当物体在两极时,F向=0,此时F=mg,重力呈现最大 值,g也最大。 2.在空中围绕地球公转的卫星:地球的自转对卫星不起作 用,所以F用充当公转的向心力,物体处于失重状态。 五、应用 1.请估算同桌两人相距1m时的万有引力,并说明为什么当两个人接近时他们不会吸在一起? 2.两个物体的质量分别是m1和m2,当它们相距为r时,它们之间的引力是F=__________。 (1)若把m1改为2m1,其他条件不变,则引力=______F。 (2)若把m1改为2m1,m2改为3m2,r不变,则引力= F。 (3)若把r改为2r,其他条件不变,则引力=_____ F。 (4)若把m l改为3m1,m2改为m2/2,r改为r/2,则引力=_________F 3.假如月亮绕地球公转可看做是匀速圆周运动,已知地球的质量为M,月亮到地球中心的距

万有引力与航天(复习学案)

万有引力与航天(复习学案) 知识梳理 一、开普勒运动定律 1.开普勒第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是,太阳处在椭圆的一个上. 2.开普勒第二定律:对任意一个行星来说,它和太阳的在相等的时间内扫过相等的. 3.开普勒第三定律:所有行星的轨道的的三次方跟它的的二次方的比值都相等,表达式: . 二、万有引力定律 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,引力的大小跟物体的质量m1和m2的成正比,与它们之间距离r的成反比. 2.公式:F=其中G=6.67×10-11 N·m2/kg2叫引力常数.3.适用条件:万有引力定律只适用的相互作用 4.特殊情况 (1)两质量分布均匀的球体间的相互作用,也可用本定律来计算,其中r为两球心间的距离. (2)一个质量分布均匀的球体和球外一个质点间的万有引力也适用,其中r为质点到球心间的距离. 三、三种宇宙速度 1.第一宇宙速度(环绕速度):v1=,是人造地球卫星的最小速度,也是人造地球卫星绕地球做圆周运动的速度. 2.第二宇宙速度(脱离速度):v2=,是使物体挣脱引力束缚的最小发射速度. 3.第三宇宙速度(逃逸速度):v3=,是使物体挣脱引力束缚的最小发射速度. 四.同步卫星 同步卫星就是与地球同步运转,相对地球静止的卫星,因此可用来作为通讯卫星.同步卫星有以下几个特点: (1)轨道一定:所有同步卫星的轨道赤道平面共面. (2)周期一定:与地球自转自转的周期相同,T=24h。 (3)角速度一定:与地球自转的角速度相同。 (4)由r=知,所有同步卫星的轨道半径都相同,即在同一轨道上运动,其确定的高度约为3.6×104 km. (5)运行速度大小一定:所有同步卫星绕地球运动的线速度的大小是一定的,都是3.08 km/s,运行方向与地球自转相同.

万有引力导学案

《万有引力》导学案 从近几年高考考纲来看,万有引力应用、人造卫星依然为命题热点.解决这类问题,主要考查天体的形成和天体的运动;人造地球卫星的发射、运行、变轨、对接和回收;地球的自转;三种卫星的比较;在外星球表面进行的各种实验活动及力学规律的综合应用.题型既有选择题,又有计算题,考查基本概念和基本规律多以选择题出现,主要考查万有引力应用和卫星问题.即:(1)分析确定行星或卫星运动的圆心和轨道半径:绕恒星运行的行星及行星的卫星的运动均可视为匀速圆周运动,万有引力提供向心力。(2)地球(或外星球) 表面附近的重力等于地球对物体的万有引力,即 GMm R 2=mg ;(3).在卫星变轨问题中应用动能定理、动量守恒定律和能量守恒定律. 【本章知识体系】 开普勒三定律 万有引力定律 三种宇宙速度 各种人造卫星 卫星变轨问题 随地球自转 不考虑自转

第一节 万有引力的基本概念 【开普勒三大定律】 1.开普勒行星运动三定律简介(轨道、面积、比值) 丹麦天文学家开普勒信奉日心说,对天文学家有极大的兴趣,并有出众的数学才华,开普勒在其导师弟谷连续20年对行星的位置进行观测所记录的数据研究的基础上,通过四年多的刻苦计算,最终发现了三个定律。 第一定律:所有行星绕太阳运行的轨道都是 ,太阳则处在这些椭圆轨道的一个 上; 第二定律:行星沿椭圆轨道运动的过程中,与太阳的连线在单位时间内扫过 的 相等; 第三定律: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 .即k T r =23 【例题1】 (1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a 的三次方与 它的公转周期T 的二次方成正比,即3 2a k T =,k 是一个对所有行星都相同的常量.将 行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k 的表达式.已知引力常量为G ,太阳的质量为大M . (2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立.经测定月地距离为3.84×108m ,月球绕地球运动的周期为2.36×106s ,试计算地球的质地M .(G=6.67×10-11Nm 2/kg 2,结果保留1位有效数字) 【万有引力定律】 (1) 内容:宇宙间的一切物体都是相互吸引的,两个物体间的引力大小跟它们 的 成正比,跟它们的 成反比,引力方向沿两个物体

万有引力定律导学案

a r e g 授课时间:2017年4月10日星期一第2节授课地点:高一(4)班授课人:邵笙青【学习目标】 1、理解万有引力定律的推导思路和过程. 2、理解并掌握万有引力定律. 3、能应用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. 4、认识到科学的发展是需要几代科学家的不断努力,引导学生在学习的过程中多思考,多 观察. 【学习重点】 万有引力定律的理解和应用 【学习难点】 牛顿推导万有引力定律的基本思路和研究方法 【方法指导】 自主阅读学习法、合作学习法、探究法 【使用说明】 1.先阅读课本内容,理解课本基础知识,有疑问的用红色笔做好疑难标记。依据发现的问题 再研读教材或者查阅资料,解决问题。将预习中不能解决的问题填在我的疑惑处。 2.分组完成探究一,认知什么是“月-地检验”,并了解万有引力的得出。 3.试做课后练习和知识点巩固。 【学习过程】 一、旧知回顾----课堂提问 1.开普勒行星运动三定律. (1)轨道定律:_____________________________________________ (2)面积定律:_____________________________________________ (3)周期定律: ______________________________________________ 2.太阳与行星间引力规律. 规律:二、自学探究----课前预习,独立完成 1.联系八大行星围绕太阳运动、月球围绕地球运动、苹果落地,并 思考:①为什么行星不会飞离太阳? 太阳与行星间的引力满足什么关系? ②为什么月球也不会飞离地球呢? ③为什么苹果会落地?④以上几个力有无相似之处? “品味”牛顿的思考及牛顿的猜想 牛顿的猜想: 2.万有引力定律的内容:自然界中任何两个物体都_________,引力的方向,引力的大小与物体的质量m1和m2的_________成正比,与它们___________成反比. 3.万有引力定律的表达式_______________,其中G叫_________ G= N·m2/kg-2,它在数值上等于两个质量都是_____kg的物体相距________时的相互吸引力,它是由英国科学家___________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。 3.万有引力定律适用于计算________________的万有引力,对于质量均匀分布的球体,仍可以用万有引力定律,公式中的r为_____________的距离。另外当两个物体间的距离比它 们自身的尺寸大得多的时候,可以把两个物体当作质点,应用万有引力定律进行计算。 探究解决。 三、合作探究----质疑解疑、合作探究 探究点一、“月-地检验” 问题1:什么是“月-地检验”?有什么意义?“月-地检验”的基本思路是怎样的?过程中用了什么样的科学思想方法?

第六章-万有引力与航天(学案)

第六章万有引力与航天 §6.1 行星的运动 [要点导学] 1.开普勒第一定律又称轨道定律,它指出:所有行星绕太阳运动的轨道是椭圆,太阳位于椭圆轨道的一个焦点上。远日点是指__________,近日点是指_________。不同行星的椭圆轨道是不同的,太阳处在这些椭圆的一个公共焦点上。 2.开普勒第二定律又称面积定律。对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。所以行星在离太阳比较近时,运动速度________。行星在离太阳较远时,运动速度_________。 3.开普勒第三定律又称周期定律,内容是:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。该定律的数学表达式是:_________。4.对于多数大行星来说,它们的运动轨道很接近圆,因此在中学阶段,可以把开普勒定律简化,认为行星绕太阳做匀速圆周运动。行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。这样做使处理问题的方法大为简化,而得到的结果与行星的实际运动情况相差并不大。 5.开普勒行星运动定律,不仅适用于行星,也适用于其它卫星的运动。研究行星运动时,开普勒第三定律中的常量k与________有关,研究月球、人造地球卫星运动时,k与____________有关。 6.地心说是指____________________________________,日心说是指_______________________________________________。以现在的目光来看地心说与日心说不过是参考系的改变,但这是一次真正的科学革命,日心说的产生不仅仅是人们追求描绘自然的简洁美,更是使得人们的世界观发生了重大的变革,意大利科学家布鲁诺曾为此付出生命的代价!两种观点的斗争反映了科学与反科学意识形态及宗教神学的角逐。也能反映科学发展与社会文化发展的相互关系。 基础巩固 1.揭示行星运动规律的天文学家是( ) A.第谷B.哥白尼C.牛顿D.开普勒 2.关于天体运动,下列说法正确的是( ) A.天体的运动与地面上的运动所遵循的规律是不同的 B.天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动 C.太阳东升西落,所以太阳绕地球运动 D.太阳系的所有行星都围绕太阳运动 3.关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是( ) A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处 C.离太阳越近的行星运动周期越长 D.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 4.关于开普勒行星运动的公式 3 2 R k T ,理解正确的是( ) A.k是一个与行星无关的常量B.R是代表行星运动的轨道半径C.T代表行星运动的自转周期D.T代表行星绕太阳运动的公转周期

高一物理新人教版必修二学案-6.3-万有引力定律

6.3 万有引力定律 学案(人教版必修2) 1.假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力真的是同一种力,同样遵从 “____________”的规律,由于月球轨道半径约为地球半径(苹果到地心的距离)的60倍, 所以月球轨道上一个物体受到的引力是地球上的________倍.根据牛顿第二定律,物体 在月球轨道上运动时的加速度(月球______________加速度)是它在地面附近下落时的加 速度(____________加速度)的________.根据牛顿时代测出的月球公转周期和轨道半径, 检验的结果是____________________. 2.自然界中任何两个物体都____________,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与 ________________________成正比、与__________________________成反比,用公式表 示即________________.其中G 叫____________,数值为________________,它是英国 物理学家______________在实验室利用扭秤实验测得的. 3.万有引力定律适用于________的相互作用.近似地,用于两个物体间的距离远远大于 物体本身的大小时;特殊地,用于两个均匀球体,r 是________间的距离. 4.关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是( ) A .不能看做质点的两物体间不存在相互作用的引力 B .只有能看做质点的两物体间的引力才能用F =Gm 1m 2 r 2计算 C .由F =Gm 1m 2 r 2知,两物体间距离r 减小时,它们之间的引力增大 D .万有引力常量的大小首先是由牛顿测出来的,且等于6.67×10-11 N ·m 2/kg 2 5.对于公式F =G m 1m 2 r 2理解正确的是( ) A .m 1与m 2之间的相互作用力,总是大小相等、方向相反,是一对平衡力 B .m 1与m 2之间的相互作用力,总是大小相等、方向相反,是一对作用力与反作用力 C .当r 趋近于零时,F 趋向无穷大 D .当r 趋近于零时,公式不适用 6.要使两物体间的万有引力减小到原来的1 4 ,下列办法不可采用的是( ) A .使物体的质量各减小一半,距离不变 B .使其中一个物体的质量减小到原来的1 4 ,距离不变 C .使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变 D .使两物体间的距离和质量都减为原来的1 4 【概念规律练】 知识点一 万有引力定律的理解 1.关于万有引力定律的适用范围,下列说法中正确的是( ) A .只适用于天体,不适用于地面上的物体 B .只适用于球形物体,不适用于其他形状的物体 C .只适用于质点,不适用于实际物体

《宇宙航行》导学案(带答案)

§5.宇宙航行 §6.经典力学的局限性——问题导读 (命制教师:张宇强) §5.宇宙航行 §6.经典力学的局限性——问题导读 使用时间: 月 日—— 月 日 姓名 班级 【学习目标】 1、知道人造地球卫星的运行原理,会运用万有引力定律和圆周运动公式分析解答有关卫星运行的原因; 2、掌握三个宇宙速度,会推导第一宇宙速度; 3、简单了解航天发展史。 4、能用所学知识求解卫星基本问题。 【问题导读】认真阅读《课本》P44—P51内容,并完成以下导读问题: 一、人造地球卫星 如图所示,当物体的 足够大 时,它将会围绕 旋转 而不再落回地面,成为一颗绕地球转动的 。一般情况下可认为 人造地球卫星绕地球做 运动,向心力由地球对它的 提供,即G Mm r 2 = ,则卫星在轨道上运行的线速度v = 二、三个宇宙速度的比较 三、经典力学的成就和局限性 1、经典力学的成就 牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域,包括天体力学的研究中,

§5.宇宙航行§6.经典力学的局限性——问题导读(命制教师:张宇强) 经受了实践的检验,取得了巨大的成就. 2、经典力学的局限性 (1)牛顿力学即经典力学,它只适用于、的物体,不适用于 和的物体。 (2)狭义相对论阐述了物体以接近光速运动时遵从的规律,得出了一些不同于经典力学的结论,如质量要随物体运动速度的增大而。 (3)20世纪20年代,建立了量子力学,它正确描述了粒子的运动规律,并在现代科学技术中发挥了重要作用. (4)爱因斯坦的广义相对论说明在的作用下,牛顿的引力理论将不再适用. 预习检测: 1.两颗卫星A、B的质量相等,距地面的高度分别为H A、H B,且H A

6.3万有引力定律导学案

§6.3 万有引力定律 命题人:郑州星源外国语学校 王留峰 一、预习指导: 1、了解万有引力发现的思路和过程,知道地球上的重物下落与天体运动的统一性 2、知道万有引力是存在于所有物体之间的吸引力,知道万有引力定律公式的适用范围 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,了解万有引力常量G 的测定在科学历史上的重大意义 4、了解万有引力定律了现的意义,体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性 5、阅读课本P36—P37 二、问题思考: 1、什么力量支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动? 2、考虑一下月球绕地球的向心加速度是多大? 三、新课教学: 【例1】两物体质量都是lkg ,两物体相距1 m ,则两物体间的万有引力是多少? 【例2】已知地球质量大约是M=6.0×1024kg ,地球半径为R=6370 km ,地球表面的重力加速度g=9.8 m /s 2. 求:(1)地球表面一质量为10kg 物体受到的万有引力? (2)地球表面一质量为10kg 物体受到的重力? (3)比较万有引力和重力? 【例3】如图所示,质量为m 的质点与一质量为M 、半径 为R 、密度均匀的球体距离为2R 时,M 对m 的万有引力为F 1, 当从球M 中挖去一个半径为0.5R 的小球时,剩下部分对m 的万有引力为F 2,则F 1与F 2的比是多少? 【例4】假设火星和地球都是球体,火星的质量M 火和地球的质量M 地之比为p ,半径之比为q ,那么,离火星表面R 火高处的重力加速度与离地面R 地高处的重力加速度之比为多少? 新课标第一网 【例5】宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一个小球.经过时间t ,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L ,若抛出时的初速增大到2倍,则抛出点与落地点之间的距离为3L .已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R ,引力常量为G ,求该星球的质量M 四、课后练习: 1.(单选)设想把质量为m 的物体放到地球中心,地球质量为M ,半径为R ,则此物体此时与地球间的万有引力为 ( ) A .零 B .2R Mm G C .无穷大 D .不能确定 2.(单选)如图所示,两球的半径分别是r 1和r 2,均小于r ,而球质量分布均匀,大小分别为m 1、m 2,则两球间的万有引力大小为 ( ) 新课标第一网

新教材人教版高一物理导学案§7.2万有引力定律

即墨美术学校高一物理导学案 课型:新授编写人:赵财昌审核人:高一物理组编写时间:2021-3 编号: §7.2万有引力定律 学习目标: 1.知道太阳与行星间存在引力. 2.能利用开普勒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. 3.理解万有引力定律内容、含义及适用条件. 4.认识万有引力定律的普遍性,能应用万有引力定律解决实际问题. 【课前预习】 一、太阳与行星间的引力 1.猜想 行星围绕太阳的运动可能是太阳的引力作用造成的,太阳对行星的引力F应该与行星到太阳的有关. 2.模型简化 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运动的向心力. 3.太阳对行星的引力 F=mv2 r=m? ? ? ? ? 2πr T 2 · 1 r= 4π2mr T2. 结合开普勒第三定律得:F∝ . 4.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′∝ . 5.太阳与行星间的引力 由于F∝m r2、F′∝ M r2,且F=F′,则有F∝,写成等式F=,式中 G为比例系数. 二、万有引力定律 1.内容:自然界中任何两个物体都,引力的方向在上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成、与它们之间距离r的成反比.2.表达式:F= . 3.引力常量G:由英国物理学家测量得出,常取G= . 预习自测 1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)公式F =G Mm r 2中G 是比例系数,与太阳、行星都没关系.( ) (2)在推导太阳与行星的引力公式时,用到了牛顿第二定律和牛顿第三定律.( ) (3)月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡. ( ) (4)月球绕地球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力产生的.( ) (5)由于太阳质量大于行星质量,故太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力.( ) 2.两个质量均匀的球体,相距r ,它们之间的万有引力为1×10-8 N ,若它们的质量、距离都增加为原来的两倍,则它们之间的万有引力为( ) A .4×10-8 N B .1×10-8 N C .2×10-8 N D .8×10-8 N 【课堂探究】 探究一:太阳与行星间引力的理解 如图所示,太阳系中的行星围绕太阳做匀速圆周运动. (1)为什么行星会围绕太阳做圆周运动? (2)太阳对不同行星的引力与行星的质量是什么关系? (3)行星对太阳的引力与太阳的质量是什么关系? 总结: 1.两个理想化模型 (1)匀速圆周运动模型:由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点靠得很近,行星的运动轨迹非常接近圆,所以将行星的运动看成 . (2)质点模型:由于天体间的距离很远,研究天体间的引力时将天体看成 ,即天体的质量集中在球心上. 2.推导过程 (1)太阳对行星的引力 (2)太阳与行星间的引力 3.太阳与行星间的引力的特点:太阳与行 星间引力的大小,与太阳的质量、行星的质量 成正比,与两者距离的二次方成反比.太阳与 行星间引力的方向沿着二者的连线方向.

2020高中物理第六章万有引力与航天7同步卫星近地卫星赤道物体的异同点分析学案新人教版必修22020

同步卫星、近地卫星、赤道物体的异同点分析 知识点考纲要求题型分值 万有引力 和航天 会分析同步卫星、近地卫星、赤道上的物体 的动力学和运行上的区别和联系 选择题6分 一、区别和联系 相同点运行轨道半径相同。 不同点 ①受力情况不同,近地卫星只受地球引力的作用,地球引力等于卫星做圆 周运动所需的向心力,而赤道上随地球自转的物体受到地球引力和地面支持力 的作用,其合力提供物体做圆周运动所需的向心力。 ②运行情况不同,角速度、线速度、向心加速度、周期等均不同。如近地 卫星的向心加速度为g,而赤道上随地球自转的物体的向心加速度为 2 2 2 4 0.034/ a r m s T π =≈。 相同点都是地球的卫星,地球的引力提供向心力 不同点 由于近地卫星轨道半径较小,由人造卫星的运行规律可知,近地卫星的线速度、角速度、向心加速度均比同步卫星大。 相同点角速度都等于地球自转的角速度,周期等于地球自转周期。 不同点 ①轨道半径不同:同步卫星的轨道半径比赤道物体的轨道半径大得多。 ②受力情况不同:赤道上物体受万有引力和支持力的共同作用,同步卫星 只受地球引力作用。 ③运动情况不同:由2 v r a r ωω == 、可知,同步卫星的线速度、向心加速度均比赤道物体大。 二、求解此类题的关键 1. 在求解“同步卫星”与“赤道上的物体”的向心加速度的比例关系时应依据二者角速 度相同的特点,运用公式a=ω2r而不能运用公式a= 2 r GM 。 2. 在求解“同步卫星”与“赤道上的物体”的线速度比例关系时,仍要依据二者角速度

相同的特点,运用公式v =ωr 而不能运用公式GM v r =。 3. 在求解“同步卫星”运行速度与第一宇宙速度的比例关系时,因都是由万有引力提供的向心力,故要运用公式GM v r =,而不能运用公式v =ωr 或v =gr 。 例题1 (广东高考)已知地球质量为M ,半径为R ,自转周期为T ,地球同步卫星质量为m ,引力常量为G 。有关同步卫星,下列表述正确的是( ) A. 卫星距地面的高度为232 4GMT π B. 卫星的运行速度小于第一宇宙速度 C. 卫星运行时受到的向心力大小为2 Mm G R D. 卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 思路分析:天体运动的基本原理为万有引力提供向心力,地球的引力使卫星绕地球做匀 速圆周运动,即F 引=F 向=m 2224T mr r v π=。当卫星在地表运行时,F 引=2R GMm =mg (此时R 为地球半径),设同步卫星离地面高度为h ,则F 引=2 )(h R GMm +=F 向=ma 向

《万有引力定律》教学设计【高中物理必修2(人教版)教案】

《6.3万有引力定律》教学设计 ● 教学模式介绍 “传递-接受”教学模式源于赫尔巴特的四段教学法,后来由前苏联凯洛夫等人进行改造传入我国。在我国广为流行,很多教师在教学中自觉不自觉地都用这种方法教学。该模式以传授系统知识、培养基本技能为目标。其着眼点在于充分挖掘人的记忆力、推理能力与间接经验在掌握知识方面的作用,使学生比较快速有效地掌握更多的信息量。该模式强调教师的指导作用,认为知识是教师到学生的一种单向传递的作用,非常注重教师的权威性。 “传递-接受”教学模式的课程环节: 复习旧课——激发学习动机——讲授新知识——巩固运用——检查评价——间隔性复习 ● 设计思路说明 一、新课程标准倡导学生自主学习,重视学生科学探究,在“科学探究”中学生自己不断发现问题、解决问题、体会科学方法、学会交流合作及通过集体的智慧解决问题。我将发现万有引力定律的过程设计为教师引导和学生探究先后结合的方法。“地球对月球的力、地球对地面上物体的力、太阳对行星的力,真是同一种力吗?”这个过程中所涉及到的逻辑思维和数学推导给学生带来的困难则由教师适时引导。当学生亲自动手,计算出月球轨道上物体运动的加速度就是地面物体下落加速度的2601 倍时,学生一定会由衷地感叹自然界的和 谐统一和科学的无穷魅力。 二、万有引力定律既是一个独立的科学定律,又是牛顿经典力学体系的重要组成部分。是普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体(大到天体小到微观粒子)间的相互吸引力,是自然界的物体间的基本相互作用之一.对人类认识和探索未知世界有着重要的意义。教学中要让学生知道学习万有引力定律不只是用来做几道题,而是一个人科学素养的具体体现。 三、我让学生查找关于卡文迪许的资料、做成ppt 并让两到三组同学在课堂展示。增加学生的学习兴趣,同时锻炼学生的语言组织能力和表达能力。四、将不易测量的微小量转化为可测量的物理量的方法是物理学中重要且常用的研究方法。通过卡文迪许扭秤实验对学生进行的物理思想和科学方法的渗透。同时也能说明科学实验是发现科学真理的基础,也是检验科学真理的唯一标准。 ● 教材分析 万有引力定律是本章的重点知识,,本节内容是对上两节教学内容的进一步延伸,是下

高中物理必修二同步 精品导学案:第6章 万有引力与航天 第5~6节 打印版

第5节 宇宙航行 第6节 经典力学的局限性 【学习目标】: 知识与技能 1、了解人造卫星的有关知识,正确理解人造卫星做圆周运动时,各物理量之间的关系。 2、知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度。 过程与方法 通过用万有引力定律来推导第一宇宙速度,培养学生运用知识解决问题的能力。 情感态度与价值观 1、通过介绍我国在卫星发射方面的情况,激发学生的爱国热情。 2、感知人类探索宇宙的梦想,促使学生树立献身科学的人生价值观。 【预习要点】: 要点一 人造地球卫星 1.运行规律 (1)人造卫星的运行速率:由G Mm r 2=mv 2 r 得v = GM r ,即为人造卫星绕地球做匀速圆周运动时的线速度.说明轨道半径越大,卫星做圆周运动的线速度就越小;当r =R 时,卫星绕地面运行,v = GM R =gR =7.9 km/s ,这是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度.又GM =gR 2,所以 v = gR 2 r .要注意卫星绕地球运行的线速度与将卫星送入预定轨道运行时所必须具有的发射速度不是一回事.由于发射过程中要克服重力和空气阻力做功,卫星的动能会越来越小,所以卫星要借助多级火箭来获得必要的速度.发射速度越大,卫星离地面越高,实际绕地球运行的线速度反而越小. (2)人造卫星的运行周期:由G Mm r 2=m 4π2 T 2r ,得T =2π r 3 GM .说明轨道半径越大,卫星做圆周运动的周期就越大;当r =R 时,T =2π R 3 GM ,这是卫星绕地球做圆周运动时所需的最短时间.又 GM =gR 2,所以 T =2π r 3 gR 2 . (3)人造卫星的运行角速度:由ω=2π T ,得ω= GM r 3 ;当r =R ,ω= GM R 3 ,这是卫星绕地球做圆周运动时的最大角速度.因此,卫星运行的线速度、周期、角速度与轨道半径的

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