2. 万有引力定律新颖的课程导入教案

《万有引力定律》复习课教学设计

昆明八中 李

宏

一、教学内容分析

这节内容主要回顾了万有引力发现的过程及牛顿在前人工作的基础上，凭借他超凡的数学能力证明万有引力的一般规律的思路与方法。

这节课的主要思路是：由牛顿运动定律、圆周运动和开普勒运动定律的知识，得出行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的平方成反比，并由引力的相互性得出引力也应与太阳的质量成正比.这个定律的发现把地面上的运动与天体运动统一起来，对人类文明的发展具有重要意义。

本节内容包括：发现万有引力的思路及过程。

二、教学目标

1.通过回顾发现万有引力定律的过程，体会和学习物理学研究问题的基本思路和方法，培养学生运动和相互作用的观念，培养学生科学思维和科学探究的意识和能力；

2.理解万有引力定律的含义，掌握万有引力定律的公式。

三、教学重点及难点

重点：(1)万有引力定律的发现过程；(2)万有引力定律的内容及表达公式。

难点：万有引力定律的发现过程中的思想方法

四、教学过程

从运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些力去说明其他的现象。

——牛顿

（一）、行星的运动

1、“地心说”的代表人物

，

2、

提出了“日心说”，

3、

根据第谷的观测数据得出了行星运动三定律。分别为：轨道定律、面

积定律和周期定律k=

。

（二）、万有引力定律

1、“天上”：

1

如果行星的运动轨道是圆，则行星将作匀速圆周运动。根据匀速圆周运动的条件可知，

行星必然要受到一个引力。牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F提供行星作匀速圆周运动所需的向心力，即：

v2

F=mr式中r是太阳和行星间的距离，V是行星运动的线速度，m是行星的质量。将匀速圆周运动的周期T和速度V的关系式V＝2πr/T代入上式，得

34π2m2rF=m2r=4π(2)2

TTrr3再根据开普勒第三定律2=K代入上式

Tm

r2由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。

可得到：F=4π2K即：F∝m

r2根据牛顿第三定律：太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力，且大小相等。

牛顿认为：既然这个引力与行星的质量成正比，也应跟太阳的质量M成正比。即：

MmF∝2

r写成等式就是

MmF＝Ｇ2

r2、“地上”：苹果落地与月球绕地球运动现象的思考

猜想：地球拉住月球使它围绕自己运动的力，与地球拉着苹果下落的力，以及太阳与地球、众行星之间的作用力是不是同一种力，遵循相同的规律？

3、阅读教材第39-40页：“月—地检验”。估算月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度的大小。（已知月球公转周期约为

s，地球球体半径R=6400km，月球公转轨道半径约为60R.）

4. 万有引力定律

①内容

自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

②公式

如果用m1和m2表示两个物体的质量，用r表示它们的距离，那么万有引力定律可以用下面的公式来表示

2

F=Gm1m2r2

（三）、万有引力定律的应用

1、用万有引力定律推导行星绕太阳做圆周运动的运动参量：线速度v、周期T与轨道半径r的关系式。已知引力常量G,太阳质量为M.

2、用万有引力定律，分析地球卫星绕地球做圆周运动的运动参量：线速度v、周期T与轨道半径r的关系。

3、假设在地球赤道上有一颗能不断长高的苹果树，当树上的苹果在离地不同高度离开苹果树后，苹果将做什么运动？为什么？（考虑地球自转，只考虑地球引力的作用）

3