第4章 第1节 天地力的综合：万有引力定律（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步导学案（鲁科版2019）

第1节　天地力的综合：万有引力定律 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 学习目标 核心素养 1.知道开普勒三定律的内容。 2．能用开普勒三定律分析一些简单的行星运动问题。 3．理解万有引力定律的内容及数学表达式，在简单情景中能计算万有引力。 4．认识万有引力定律的普遍性，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。 物理观念：开普勒行星运动三定律、万有引力定律。 科学思维：开普勒行星三定律的应用、建立物理模型法、逻辑推理法。 科学探究：探究开普勒第三定律在椭圆轨道和圆轨道相结合问题中的应用、探究万有引力定律的推理过程。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课后巩固 素养提升 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 一 开普勒行星运动定律 定律 内容 公式或图示 开普勒 第一定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是________，太阳位于________的一个________上 开普勒 第二定律 任何一个行星与太阳的连线在____________内扫过的________相等 椭圆 椭圆 焦点 相等的时间 面积 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 半长轴a　 公转周期T 正比 相同 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 [思考] 行星绕太阳在椭圆轨道上运行，行星距太阳较近处与距太阳较远处相比较，运动速率何处较大？ 提示：由开普勒第二定律可知，由于在相等的时间内，行星与太阳的连线扫过的面积相等，显然相距较近时相等时间内经过的弧长较长，因此运动速率较大。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 二 万有引力定律及引力常量的测定 1．内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的方向沿两物体的________，引力的大小F与这两个物体质量的____________成正比，与这两个物体间的距离r的________成反比。 2．表达式：____________。 3.引力常量 (1)大小：G＝_____________________。 (2)测定：英国物理学家________在实验室中准确地测出了G值。 连线 乘积m1m2 平方 6.67×10－11 N·m2/kg2 卡文迪许 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 自主评价——————————————— 判断正误 (1)绕太阳运动的行星的轨道都是圆。(　　) (2)围绕太阳运动的行星的速率是不变的。(　　) (3)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。(　　) (4)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。(　　) (5)万有引力只存在于天体之间，普通的常见的物体间不存在万有引力。(　　) (6)引力常量是牛顿首先测出的。(　　) × × × √ × × 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 　对开普勒定律的理解 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 (1)太阳是否在轨道平面的中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相同？ 提示：(1)不是；不相同。 (2)一年之内秋、冬两季比春、夏两季为什么要少几天？ 提示：(2)地球在秋、冬两季比春、夏两季运动得快。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 1．从空间分布认识：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，所有椭圆都有一个共同的焦点，太阳就在此焦点上，因此第一定律又叫椭圆轨道定律。 2.从速度大小认识：行星靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小。近日点速度最大，远日点速度最小。第二定律又叫面积定律，如图所示。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 [易错提醒] 开普勒三定律是行星绕太阳运动的总结定律，实践表明该定律也适用于其他天体的运动，如月球绕地球运动、卫星绕木星运动，甚至是人造卫星绕地球运动等。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 AD 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 [归纳总结] 开普勒定律是通过对行星的观测得出的规律，它同样适用于卫星绕地球的运动。应注意的是对于不同中心天体k是不同的数值。 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 　1.关于行星绕太阳运动的下列说法中，正确的是(　　) A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B．行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处 C．行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度与行星和太阳之间的距离有关，距离小时，速度小，距离大时，速度大 D．离太阳越近的行星运动周期越短 D 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 C 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理必修第二册 天