7.2 万有引力定律 -2021-2022学年高一物理备课帮导学案（人教版2019必修第二册）

§7.2万有引力定律 目标展示 〖教学目标〗 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含义并会推导万有引力定律,记住引力常量G并理解其内涵. 3.知道任何物体间都存在着万有引力,且遵循相同的规律 〖核心素养〗 物理观念:构建任何物体都存在引力的物理观念,能科学的描述万有引力定律以及方向形成相互作用观念。 科学思维:通过推导太阳与行星间的引力公式,体会逻辑推理在物理学中的重要性。 科学探究:通过对万有引力的学习让学生会用物理知识来解释生活中的问题,提高分析问题解决问题的能力。 科学态度与责任:通过牛顿在前人的基础上发现万有引力的思想过程,说明科学研究的长期性、连续性及艰巨性。 〖教学重点与难点〗 重点:1.万有引力定律的推导。 2.万有引力定律的内容及表达公式。 难点:1.对万有引力定律的理解. 2.使学生能把地面上的物体所受的重力与其他星球与地球之间存在的引力是同性质的力联系起来. 预习案 使用说明及学法指导(正确的方法会取得事半功倍的效果!) 1.首先明确“知识必备”中的两个知识点;然后再通读教材,查找资料,完成“教材助读”中的问题; 2.完成时间:20分钟。 知识必备(你准备好了吗?) 1. 牛顿第二定律,牛顿第三定律 2. 圆周运动的周期半径向心加速度的关系 教材助读(问题引领方向!) 1.理解月地检验的理论知识 2.理解引力常量的普适性 预习检测(检测有助于查找存在的问题和不足!) 1.一个篮球的质量为 0.6 kg,它所受的重力有多大?试估算操场上相距 0.5 m 的两个 篮球之间的万有引力。 2.太阳质量大约是月球质量的倍,太阳到地球的距离大约是月球到地球距离的倍,试比较太阳和月球对地球的引力。 3. 判一判 (1)万有引力不仅存在于天体之间,也存在于普通物体之间.( ) (2)牛顿发现了万有引力定律,并测出了引力常量.( ) (3)质量一定的两个物体,若距离无限小,它们间的万有引力趋于无限大.( ) (4)把物体放在地球中心处,物体受到的引力无穷大.( ) (5)由于太阳质量大,太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力.( ) 我的疑问(发现问题比解决问题更重要!) 请将预习中未能解决的问题和疑问写下来,待课堂上与老师和同学探究解决。 探究案 质疑探究(质疑解疑,合作探究) 探究点一:行星与太阳间的引力 例1.根据开普勒行星运动定律和圆周运动的知识知:太阳对行星的引力F∝,行星对太阳的引力F′∝,其中M、m、r分别为太阳质量、行星质量和太阳与行星间的距离,下列说法正确的是( ) A.由F′∝和F∝,得F∶F′=m∶M B.F和F′大小相等,是作用力与反作用力 C.F和F′大小相等,是同一个力 D.太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力 针对训练1.(多选)下列叙述正确的是 ( ) A.在探究太阳对行星的引力规律时,我们引用了公式F=m,这个关系式实际上是牛顿第二定律,是可以在实验室中得到验证的 B.在探究太阳对行星的引力规律时,我们引用了公式v=,这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式,它是由线速度的定义式得来的 C.在探究太阳对行星的引力规律时,我们引用了公式=k,这个关系式是开普勒第三定律,是可以在实验室中得到验证的 D.在探究太阳对行星的引力规律时,使用以上三个公式,都是可以在实验室中得到验证的 探究点二:月地检验 例2.图为牛顿“月一地”检验示意图,已知月球公转的轨道半径为地球半径的60倍,轨道处的重力加速度为,地球表面的月球重力加速度为,则( ) A.“月一地”检验的是与月球表面的重力加速度相等 B.“月一地”检验的是与月球公转的向心加速度相等 C. D. 针对训练2.1687年牛顿在总结了前人研究成果的基础上提出了万有引力定律,并通过月—地检验证明了地球对地面物体的引力与行星对卫星的引力具有相同的性质。当时牛顿掌握的信息有:地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,月球绕地球做圆周运动的轨道半径为,约为地球半径的60倍,月球的公转周期约为27.3天。下列关于月—地检验的说法中正确的是( ) A.牛顿计算出了月球对月球表面物体的万有引力的数值,从而完成了月—地检验 B.牛顿计算出了地球表面重力加速度约为月球绕地球做圆周运动的加速度的,从而完成了月—地检验 C.牛顿“月—地检验”是为了验证地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一种性质力 D.牛顿计算出了月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的,从而完成了月—地检验 探究点三:对万有引力定律的理解 例3.关于万有引力定律的表达式,下列说法正确的是( ) A.当两个物体间的距离R趋近于零时,万有引力趋近无限大 B.M和m受到的引力大小不是相等的,而是与M和m的大小有关 C.M和m受到的引力总是大小相等,方向相反