一名优秀的教师就要对每一课堂负责,高中教师在教学前就要准备好教案,做好充分的准备。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣,帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。怎么才能让高中教案写的更加全面呢?以下是小编为大家精心整理的“万有引力定律”,欢迎阅读,希望您能阅读并收藏。
第2节万有引力定律
【学习目标】
1.了解发现万有引力的思路和过程。
2.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。
3.了解卡文迪许测量万有引力常数的实验装置与设计思想。
4.认识发现万有引力定律的意义,领略天体运动规律。
【阅读指导】
1.牛顿在伽利略等人的研究成果的基础上,通过自己严密的论证后提出:万有引力是普遍存在于任何有______的物体之间的相互吸引力。于是推翻了宇宙的不可知论,同时使人们认识到天体的运动和地面上物体的运动遵循着同样的规律。
2.1687年(适值我国清朝康熙年间)牛顿正式发表了万有引力定律。定律的内容是:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。数学表达式为:___________________________。其中G称为__________,是个与_________无关的普适常量。
3.牛顿因为缺少精密测量仪器,没能测定引力常量G,在牛顿发表万有引力定律之后100多年,1798年(我国清朝嘉庆年间)英国物理学家___________做了一个精确的测量,其结果与现代更精密的测量结果很接近。目前我们通常认为G=_____________。
【课堂练习】
★夯实基础
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
D.适用于自然界中任意两个物体之间
2.在万有引力定律的公式中,r是()
A.对星球之间而言,是指运行轨道的平均半径
B.对地球表面的物体与地球而言,是指物体距离地面的高度
C.对两个均匀球而言,是指两个球心间的距离
D.对人造地球卫星而言,是指卫星到地球表面的高度
3.关于行星绕太阳运动的原因,有以下几种说法,正确的是()
A.由于行星做匀速圆周运动,故行星不受任何力作用
B.由于行星周围存在旋转的物质造成的
C.由于受到太阳的吸引造成的
D.除了受到太阳的吸引力,还必须受到其他力的作用
4.下面关于万有引力的说法中正确的是()
A.万有引力是普遍存在于宇宙中所有具有质量的物体之间的相互作用
B.重力和万有引力是两种不同性质的力
C.当两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时,则这两个物体间的万有引力将增大
D.当两物体间距离为零时,万有引力将无穷大
5.苹果落向地球,而不是地球向上运动碰到苹果。下列论述中正确的是()
A.苹果质量小,对地球的引力较小,而地球质量大,对苹果的引力大
B.地球对苹果有引力,而苹果对地球没有引力
C.苹果对地球的作用力和地球对苹果作用力是相等的,由于地球质量极大,不可能产生明显的加速度
D.以上说法都不正确
6.地球质量大约是月球质量的81倍,一飞行器在地球和月球之间,当地球对它的引力和月球对它的引力相等时,此飞行器距地心距离与距月心距离之比为()
A.1:1B.3:1C.6:1D.9:1
★能力提升
7.已知地面的重力加速度是g,距地面高度等于地球半径2倍处的重力加速度为_____。
8.一物体在地球表面重16N,它在以5m/s2的加速度上升的火箭中的视重为9N,则此时火箭离地面的距离为地球半径的_________倍。
第2节万有引力定律
【阅读指导】
1.质量
2.任何两个物体之间都存在相互作用的引力。这个力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比,与两物体之间的距离的平方成反比。万有引力常量物质种类
3.卡文迪许6.67×10-11m3/(kgs2)或6.67×10-11Nm2/kg2
【课堂练习】
1.B2.D3.C4.A5.C6.B7.1/98.3
一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性,教师要准备好教案,这是教师需要精心准备的。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助教师能够更轻松的上课教学。怎么才能让教案写的更加全面呢?下面是小编精心为您整理的“高中物理《万有引力定律》知识点”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。
高中物理《万有引力定律》知识点
万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。它的大小和物体的质量以及两个物体之间的距离有关。物体的质量越大,它们之间的万有引力就越大;物体之间的距离越远,它们之间的万有引力就越小。
两个可看作质点的物体之间的万有引力,可以用以下公式计算:F=GmM/r^2,即万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G代表引力常量,其值约为6.67×10的负11次方单位N·m2/kg2。为英国科学家卡文迪许通过扭秤实验测得。
万有引力的推导:若将行星的轨道近似的看成圆形,从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的,即:
ω=2π/T(周期)
如果行星的质量是m,离太阳的距离是r,周期是T,那么由运动方程式可得,行星受到的力的作用大小为
mrω^2=mr(4π^2)/T^2
另外,由开普勒第三定律可得
r^3/T^2=常数k
那么沿太阳方向的力为
mr(4π^2)/T^2=mk(4π^2)/r^2
由作用力和反作用力的关系可知,太阳也受到以上相同大小的力。从太阳的角度看,
(太阳的质量M)(k)(4π^2)/r^2
是太阳受到沿行星方向的力。因为是相同大小的力,由这两个式子比较可知,k包含了太阳的质量M,k包含了行星的质量m。由此可知,这两个力与两个天体质量的乘积成正比,它称为万有引力。
如果引入一个新的常数(称万有引力常数),再考虑太阳和行星的质量,以及先前得出的4·π2,那么可以表示为
万有引力=GmM/r^2
两个通常物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑。比如,两个质量都是60千克的人,相距0.5米,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍!但是,天体系统中,由于天体的质量很大,万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球,对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。
重力,就是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。
任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力。自然界中最普遍的力。简称引力,有时也称重力。在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种,两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1/1035,质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏/米的电磁力的1/1010。因此研究粒子间的作用或粒子在电子显微镜和加速器中运动时,都不考虑万有引力的作用。一般物体之间的引力也是很小的,例如两个直径为1米的铁球,紧靠在一起时,引力也只有1.14×10^(-3)牛顿,相当于0.03克的一小滴水的重量。但地球的质量很大,这两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力。所以研究物体在地球引力场中的运动时,通常都不考虑周围其他物体的引力。天体如太阳和地球的质量都很大,乘积就更大,巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。引力就成了支配天体运动的唯一的一种力。恒星的形成,在高温状态下不弥散反而逐渐收缩,最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞,也都是由于引力的作用,因此引力也是促使天体演化的重要因素。
俗话说,居安思危,思则有备,有备无患。作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,帮助高中教师能够更轻松的上课教学。写好一份优质的高中教案要怎么做呢?下面是小编为大家整理的“20xx高考物理复习知识点:万有引力定律”,仅供您在工作和学习中参考。
20xx高考物理复习知识点:万有引力定律
万有引力定律
(1)万有引力定律:宇宙间的一切物体都是互相吸引的。两个物体间的引力的大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。
公式:
20xx高考物理二轮复习知识点
(2)★★★应用万有引力定律分析天体的运动
①基本方法:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供。即F引=F向得:
20xx高考物理二轮复习知识点
应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算。②天体质量M、密度ρ的估算:
20xx高考物理二轮复习知识点
(3)三种宇宙速度
①第一宇宙速度:v1=7.9km/s,它是卫星的最小发射速度,也是地球卫星的最大环绕速度。
②第二宇宙速度(脱离速度):v2=11.2km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。
③第三宇宙速度(逃逸速度):v3=16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。
(4)地球同步卫星
所谓地球同步卫星,是相对于地面静止的,这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上,且绕地球运动的周期等于地球的自转周期,即T=24h=86400s,离地面高度
20xx高考物理二轮复习知识点
同步卫星的轨道一定在赤道平面内,并且只有一条。所有同步卫星都在这条轨道上,以大小相同的线速度,角速度和周期运行着。
(5)卫星的超重和失重
“超重”是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程,此情景与“升降机”中物体超重相同。“失重”是卫星进入轨道后正常运转时,卫星上的物体完全“失重”(因为重力提供向心力),此时,在卫星上的仪器,凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用。
教学目标
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.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。
3.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。
重点难点
1.万有引力定律的推导过程,既是本节课的重点,又是学生理解的难点,所以要根据学生反映,调节讲解速度及方法。
2.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。
教具
卡文迪许扭秤模型。
教学过程
一引入新课
1.引课:前面我们已经学习了有关圆周运动的知识,我们知道做圆周运动的物体都需要一个向心力,而向心力是一种效果力,是由物体所受实际力的合力或分力来提供的。另外我们还知道,月球是绕地球做圆周运动的,那么我们想过没有,月球做圆周运动的向心力是由谁来提供的呢?(学生一般会回答:地球对月球有引力。)
我们再来看一个实验:我把一个粉笔头由静止释放,粉笔头会下落到地面。
实验:粉笔头自由下落。
同学们想过没有,粉笔头为什么是向下运动,而不是向其他方向运动呢?同学可能会说,重力的方向是竖直向下的,那么重力又是怎么产生的呢?地球对粉笔头的引力与地球对月球的引力是不是一种力呢?(学生一般会回答:是。)这个问题也是300多年前牛顿苦思冥想的问题,牛顿的结论也是:是。
既然地球对粉笔头的引力与地球对月球有引力是一种力,那么这种力是由什么因素决定的,是只有地球对物体有这种力呢,还是所有物体间都存在这种力呢?这就是我们今天要研究的万有引力定律。
板书:万有引力定律
二教学过程
1.万有引力定律的推导
首先让我们回到牛顿的年代,从他的角度进行一下思考吧。当时“日心说”已在科学界基本否认了“地心说”,如果认为只有地球对物体存在引力,即地球是一个特殊物体,则势必会退回“地球是宇宙中心”的说法,而认为物体间普遍存在着引力,可这种引力在生活中又难以观察到,原因是什么呢?(学生可能会答出:一般物体间,这种引力很小。如不能答出,教师可诱导。)所以要研究这种引力,只能从这种引力表现比较明显的物体──天体的问题入手。当时有一个天文学家开普勒通过观测数据得到了一个规律:所有行星轨道半径的3次方与运动周期的2次方之比是一个定值,即开普勒第
其中m为行星质量,R为行星轨道半径,即太阳与行星的距离。也就是说,太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方。
而此时牛顿已经得到他的第三定律,即作用力等于反作用力,用在这里,就是行星对太阳也有引力。同时,太阳也不是一个特殊物体,它
用语言表述,就是:太阳与行星之间的引力,与它们质量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比。这就是牛顿的万有引力定律。如果改其中G为一个常数,叫做万有引力恒量。(视学生情况,可强调与物体重力只是用同一字母表示,并非同一个含义。)应该说明的是,牛顿得出这个规律,是在与胡克等人的探讨中得到的。
2.万有引力定律的理解
下面我们对万有引力定律做进一步的说明:
(1)万有引力存在于任何两个物体之间。虽然我们推导万有引力定律是从太阳对行星的引力导出的,但刚才我们已经分析过,太阳与行星都不是特殊的物体,所以万有引力存在于任何两个物体之间。也正因为此,这个引力称做万有引力。只不过一般物体的质量与星球相比过于小了,它们之间的万有引力也非常小,完全可以忽略不计。所以万有引力定律的表述是:
板书:任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。用公式表示为:
其中m1、m2分别表示两个物体的质量,r为它们间的距离。
(2)万有引力定律中的距离r,其含义是两个质点间的距离。两个物体相距很远,则物体一般可以视为质点。但如果是规则形状的均匀物体相距较近,则应把r理解为它们的几何中心的距离。例如物体是两个球体,r就是两个球心间的距离。
(3)万有引力是因为物体有质量而产生的引力。从万有引力定律可以看出,物体间的万有引力由相互作用的两个物体的质量决定,所以质量是万有引力的产生原因。从这一产生原因可以看出:万有引力不同于我们初中所学习过的电荷间的引力及磁极间的引力,也不同于我们以后要学习的分子间的引力。
文章来源:http://m.jab88.com/j/73237.html
更多