2010年高一物理学科“万有引力定律”问题导学案.docVIP

2010年高一年级物理学科“万有引力定律”问题导学案 高一年级物理学科“问题导学案” 【课题】：万有引力定律 【课型】问题生成解决拓展课 【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 3．了解万有引力定律得出的思路和过程，理解万有引力定律的含义，掌握万有引力定律的公式； 4．知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。 【重点】1、万有引力定律得出的思路和过程 2、科学精神、科学思想方法的培养 【难点】1、万有引力定律得出的思路和过程 2、据学生认知情况确定探究点 【自主导学】 万有引力定律建立的重要意义？ 1．万有引力定律的内容是：自然界中任何两个物体都_______________，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们______________成反比。万有引力定律的发现，证明了天体运动和地面上运动遵守共同的力学原理，实现了天地间力学的大综合，第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用规律。这是人类认识历史上的一个重大飞跃。万有引力在天体运动中起着主要作用，在宇宙探索研究中有很重要的应用。 2.万有引力定律的表达式___________________,其中G叫____________, G＝6.67×10－11N·m2/kg2,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。 【例题解析】 例1：氢原子有一个质子和围绕质子运动的电子组成，已知质子的质量为1.67×10-27kg，电子的质量为9.1×10-31kg，如果质子与电子的距离为1.0×10-10m，求它们之间的万有引力。 拓展：应用万有引力定律计算物体间的万有引力时，应该注意万有引力定律的适用条件。万有引力定律适用于计算两个质点间的万有引力，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为球心之间的距离。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。 例2 ：设地球表面物体的重力加速度为g0，物体在距离地心4R（R是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则g/g0为（ ） A．1 B．1/9 C．1/4 D．1/16 拓展：物体运动的加速度由它受到的力产生，通常情况下不考虑地球的自转，物体受到的重力大小就认为等于它受到地球的万有引力。本题中物体在地面的重力加速度和高空中运动的加速度都认为是万有引力产生的，然后运用牛顿第二定律，建立物体受到的万有引力与物体运动的加速度之间的联系，从而解决问题。 例3：卡文迪许测出万有引力常量后，人们就能计算出地球的质量。现公认的引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2，请你利用引力常量、地球半径R和地面重力加速度g，估算地球的质量。（R=6371km，g=9.8m/s2） 拓展：在应用万有引力定律解决有关地面上物体和地球的问题时，通常可以将重力和万有引力相替代。 【夯实基础】 1.关于万有引力，下列说法正确的是（ ） A．牛顿把地球表面的动力学关系应用于天体，发现了万有引力定律 B．开普勒等科学家对天体运动规律的研究为万有引力定律的发现作了准备 C．只有天体之间才有万有引力 D．太阳对行星的引力就是行星绕太阳旋转的向心力 2.两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时，它们之间的万有引力为F。若两个半径是小球半径2倍的实心小铁球靠在一起，则它们之间的万有引力为（ ） A．2F B．4F C．8F D．16F 3.下列关于万有引力定律的说法正确的是（ ） A．万有引力定律是牛顿发现的 B．中G是一个比例常数，是有单位的 C．万有引力定律适用于质点间的相互作用 D．两个质量分布均匀的分离的球体之间的相互作用力也可以用来计算，r是两球体球心间的距离 4.设想把一个质量为m的物体放在地球中心，这时它受到地球对它的万有引力为（ ） A．零 B．mg C．无穷大 D．无法确定 5.设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R（R是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速