【教案】6.3万有引力定律学案高中物理必修二人教版导学案高一物理学案.docVIP

承德实验中学高一年级 （ 必修二第六章 ）导学案 班级： ；小组： ；姓名： ；评价： ； 课 题 万有引力定律 课型 新授课 课时 2 主备人 裴显强 张丽霞 审核人 麻智慧 时间 学习目标 1．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； 2．知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。 3．、理解地面上物体所受的重力与天体间的引力是同一性质的力，即服从平方反比定律的万有引力。记住引力常量G并理解其内涵。 4．要在思路上明确牛顿是在椭圆轨道下证明了万有引力定律。 重点难点 重点：万有引力定律的建立过程、内容及表达公式 难点：地面上的物体所受的重力与天体间的引力是同种性质的力 方 法 自主探究、交流讨论、自主归纳 探知部分(学生独立完成) 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 ，那么，由于月球轨道半径约为地球半径的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力是在地球上的 倍。根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动的加速度(月球 加速度)是它在地面附近下落时的加速度( 加速度)的 倍。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 ，与 ，真的是同一种力。 2．万有引力定律 1)平方反比律已经扩展到太阳与行星之间、地球与月球之间、地球与地面物体间之后，牛顿作了更大胆的设想，任意两个物体之间都存在这样的力，牛顿就这样地将之推广了，于是就有了具有划时代意义的万有引力定律的问世。 2）自然界中任何两个物体都 ，引力的大小与 正比，与 成反比。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。 （1）内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与两个物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间的距离r的二次方成反比。 （2）公式： （3）单位：质量——Kg、距离——m、力——N 。 （4）比例系数G叫做引力常量，普遍适用。 （5）距离的确定： 可视为质点的物体，则为质点间的距离； 对均质球体则是两个球心间的距离。 3引力常量 万有引力定律——这一科学史上最伟大的定律，于1687年发表在牛顿的传世之作《自然科学的数学原理》中。但在当时，牛顿无法确定其中的引力常量，万有引力定律的正确性仍然值得怀疑。 18世纪80年代，库仑为定量研究电荷间的相互作用力而发明了扭秤装置，实现了对微小量的巧妙测量。英国的物理学家卡文迪许则巧妙地利用和改进了扭秤装置，于1789年，精确地测出了引力常量G。难怪有人形象地称他们是“天才发明和天才借鉴”，我们在学习中互相协作、互相借鉴也是具有重要意义的。 万有引力常量的测定： （1）仪器：卡文迪许扭秤 扭秤的主要部件有四部分:一个倒置的金属架;一根石英丝;一个固定在T型架上的平面镜;T型架两端各装一质量为m的小球.其结构如图所示: （2）原理：光杠杆放大原理，如图： 固定两个小球的T形架，可以使，之 间微小的万有引力产生较大的力矩，使石英丝产生一定角度的偏转,这是一次放大。 让光线射到平面镜M上，在M偏转角后，反射光线偏转2角。反射光点在刻度尺上移动的弧长，增大，可增大，又一次“放大”效应。 测出，根据石英丝扭转力矩跟扭转角度的 关系算出这时的扭转力矩，进而求得万有引力F，从而测出万有引力常量G的值， 推荐标准值：G =6.67259×10-11N·m2·Kg-2， 推荐使用值：G =6.67×10-11N·m2·Kg-2 万有引力定律的检验需要大量的事实，卡文迪许测定引力常量的实验是其他检验无法代替的，它为万有引力定律的普遍意义奠定了强有力的实验基础。如果没有G的测出，则万有引力定律在许多问题的应用受到限制。正是由于卡文迪许测出了引力常量G，才使得万有引力定律在天文学的发展上起了重要的作用。 4．万有引力定律的发现，是17世纪自然科学最伟大的成果之一。它把地面上 规律和 规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。它第一次揭示了 规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。 研究部分（小组合作、展示交流、师生或生生评价）