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3.2《万有引力定律》学案

【学习目标】

一、知识目标

1.了解万有引力定律得出的思路和过程。

2.理解万有引力定律的推导过程及其公式的物理意义。

3.知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。

二、能力目标

1.通过经历建立物理模型的过程，学习处理问题时，抓主要矛盾、简化问题，建立模型的能力与方法；初步认认识估算法及其物理意义。

2.经历科学推理的过程，学会通过进行逻辑分析和数学推理解决物理问题。

三、德育目标

通过牛顿在前人基础上发现万有引力的思想过程，理解科学研究的长期性、连续性及艰巨性，学习科学家们坚持不懈、一丝不苛的工作精神和互相协作的精神。

【知识准备】

一、开普勒行星运动三大定律：

开普勒第一定律：

开普勒第二定律：

开普勒第三定律：

二、力是改变的原因。

三、匀速圆周运动的向心力表达式：F向====

四、牛顿第三定律：作用力与反作用力总是大小，方向，作用在上的个物体上，性质。

【探究过程】

一、导入问题

1．树上脱落的苹果因为作用会落地而不飞向天空。

2．天上的月亮为什么掉不下来？

分析：如果月亮不受力，它会做运动，实际上月亮绕地球做圆周运动，这说明它受到作用，方向，这个力就是。

3．（发散思考）宇宙中还有那些天体之间的运动形式与地球和月球之间的运动关系相似？它们有相似的规律吗？请举例说明。

二、万有引力定律的推导

历史回顾：

1、在牛顿所处的时代，许多物理学家如哈雷、胡克等都从开普勒行星运动定律认识到，但他们遇到的难题是不能证明这种引力是行星按轨道运动。

2、牛顿总结了前人的成果，应用数学方法使这个问题得到了证明，还指出引力当与

成正比。

自主探究：

1、思考与合作：为是行星运动的椭圆轨道更简化，我们把行星的运动当作

运动，这样做的依据是，这种研究方法叫做方法，这种研究方法建立的模型叫模型。

2、在研究行星绕太阳运动的力时我们可以优先选择公式F向=，原因是

3、不同的行星运动的公转周期T和轨道半径r都不相同，要解决这个问题，我们可以借助定律（公式），这时F向=。即

（合作探究）：在不同公式中的r分别代表怎样的意义？它们有着怎样的区别和联系？

4、（合作讨论）：太阳吸引行星的力只与行星的质量有关吗？与太阳的质量有没有关系？有什么关系？如何举例证明？

5、如果行星吸引太阳的力与太阳的质量成正比，那么这个引力的表达式应写成：

M

6、因为我们上面论述、推导的力是由于物体有而产生的，一切物体都有，因此我们把它叫做——万有引力。

三、万有引力定律

1．内容：任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量的成正比，与两物体之间的距离的成反比。

2．表达式：，

式中各符号的物理意义分别是：

m1、m2:

r：或者

由此可知万有引力计算公式的适用条件：①②

G:单位：，如何推导？

根据公式：G=

大小：1798年英国科学家通过精巧设计的实验测出万有引力常量，其值G=