7.2 万有引力定律 导学案-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

2025-2026学年第一学期高一年级物理学科必修二学案 :姓名： 班级： 小组： 编制人：周起 审核人：李凡海 使用时间2026年 月 日，导学案序号：53 第二章 第2节 万有引力定律 【课程分析】（2分钟） 从行星运动规律到万有引力定律的建立过程是本章的重要内容，是极好的科学探究素材。教材将“太阳与行星间的引力”与“万有引力定律”合编为一节，包括问题的提出、演绎、假设与推理、结论的得出、检验论证等，是一个比较完整的探究过程。需要指出的是，万有引力定律虽然是本章的重点知识，但万有引力定律的理解并不困难。本节课主要是培养学生科学思维、科学探究素养。 【学习目标、重难点】（2分钟） 1.理解太阳与行星间引力的存在，掌握万有引力定律的内容及其表达式。（重点） 2.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公式，通过月—地检验等将太阳与行星间的引力推广为万有引力定律，掌握万有引力表达式的适用条件及应用。（重、难点） 【知识回顾】（3分钟） 1、向心力公式 2、牛顿三定律 3、开普勒三定律 【学习过程】 太阳对行星引力探究 → 月地检验 → 万有引力定律 →引力常量 【自主学习一】（10分钟） 阅读教材第49页至第50页，用红笔勾划重点，思考以下问题： （1）若已知质量为m 的某行星绕太阳做匀速圆周运动，轨道半径为r，线速度为v，求太阳对行星的向心力。 （2）天文观测可得到行星的公转周期T，线速度v与公转周期T的关系是怎样的？写出用公转周期T表示的向心力的表达式。 （3）不同行星的公转周期是不同的，引力跟太阳与行星间的距离关系的表达式中不应出现周期T，如何消去周期T？ （4）你可以得出什么结论？ 【合作探究二】（8分钟） 阅读教材第50页至第51页，用红笔勾划重点，思考并小组讨论以下问题： （1）为什么月球不会飞离地球呢？ （2）什么力使得苹果不能离开地球? （3）拉住月球使它绕地球运动的力，与拉着苹果使它下落的力，以及众行星与太阳之间的作用力是不是同一种力，遵循相同的规律? （4）如何进行验证，商讨验证方案！ 典例1、1687年牛顿在总结了前人研究成果的基础上推理得出了万有引力定律，并通过“月-地检验”证明了地球对地面苹果的引力与地球对月球的引力具有相同的性质，遵循同样的规律。那么在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，要完成“月-地检验”，需要验证（　　） A．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 B．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 C．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 D．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 【合作探究三】（10分钟） 阅读教材第51页至第52页，用红笔勾划重点，思考以下问题： 1、万有引力定律的内容 (1)内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的 上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成 ，与它们之间距离的 成反比。 (2)方向：在两物体的 上。 (3)公式：F＝ 典例2、要使两物体间万有引力减小到原来的，不可采取的方法是（　　） A．使两物体的质量各减少，距离保持不变 B．使两物体间距离变为原来的2倍，质量不变 C．使其中一个物体质量减为原来的，距离不变 D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的 思考：某同学认为两个物体距离非常近时，根据公式F＝G得出：r→0时，F→∞。你认为这位同学的想法正确吗？为什么？ 2、万有引力定律的适用条件 （1）万有引力定律公式适用于 之间的引力大小的计算。 （2）对于实际物体间的相互作用，当两个物体间的距离 物体本身的大小（物体可视为质点）时也适用。 （3）两个质量分布 的球体间的引力大小可用万有引力定律公式求解，公式中的r为两 之间的距离。 3、万有引力定律的特性 （1）普遍性：万有引力存在于宇宙中 有质量的物体之间。 （2）相互性：两个物体间相互作用的引力是一对 力和 力，符合力的相互作用。 （3）宏观性：天体间万有引力较大，它是支配天体运动的原因。地面物体间、微观粒子间的万有引力微小，不足以影响物体的运动，故常忽略不计。 （4）特殊性：两个物体间的万有引力只与它们本身的 有关，与它们之间的 有关，与所在空间的性质无关。 4、引力常量G的测定——卡文迪许扭秤装置 （1）引力常量单位与大小 ①大小： ②单位： （2）引力常量测定的意义 ①卡文迪什利用扭秤装置通过改变小球的质量和距离，证实了 的存在及万有引力定律的正确性。 ②引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的有力证据。 【成果展示和质疑】（2分钟） 学生展示学习成果，提出质疑并解答，老师点评。师生针对共性问题纠错和反馈。 【课堂总结】（2分钟） 以思维导图的形式呈现本节课所讲内容： 【课后作业】 完成课后习题P54和同步练习册习题 【达标检测】（6分钟） 1．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。在建立万有引力定律的过程中，下列说法不正确的是（　　） A．接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离平方成反比”的猜想 B．根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比即的结论 C．根据和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出 D．根据大量实验数据得出了比例系数G的大小 2．对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式，下列说法正确的是（　　） A．公式中的G是引力常量，它是人为规定的 B．当两物体间的距离r趋近于零时，万有引力无穷大 C．m1和m2所受引力总是大小相等，是一对作用力与反作用力 D．m1和m2所受引力总是大小相等，是一对平衡力 【教学反思】 能创第一创第一；不能创第一创唯一！1 学科网（北京）股份有限公司 $