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1、高中物理 第三章 万有引力定律及其应用 第1节 万有引力定律学案 粤教版必修2一、学习目标1、了解人类对天体运动探索的发展历程，了解开普勒行星运动的规律2、知道万有引力定律的内容及适用的范围二、学习重点难点开普勒三定律与万有引力定律的区别与联系三、课前预习（自主探究）1、万有引力定律的表达式，其适用条件、2、引力常量：表达式中的为引力常量，其大小在数值上等于质量各为1kg的物体相距1m时的万有引力。是卡文迪许首先利用扭秤实验装置测出的。3、分析天体运动的基本思路:把天体的运动看做是,所需的向心力由提供,即=。4、万有引力定律具有普遍性、。5、(单选)发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是
2、 （ ）A、牛顿、卡文迪许 B、开普勒、伽俐略 C、开普勒、卡文迪许 D、牛顿、伽俐略 课前自主预习答案:1、,两个质点间2、mkg3、匀速圆周运动,万有引力,4、相互性,宏观性,特殊性5、A、四、课堂活动（1）小组合作交流知识点1：天体的运动 面对浩瀚的星空，你知道人们对天体运动的认识曾经存在 和 两种相对立的学说， 的学说更先进，最终发现行星运动的科学家是 。重点归纳1、地心说 托勒密发展了地心说，他认为地球是宇宙的中心且静止不动，太阳、月亮及其他行星都绕其做圆周运动、2、日心说 哥白尼提出日心说，他通过40多年的观察发现，若假设太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都围绕太阳运动，对行星运动的
3、描述就会变得更加清晰、3、开普勒定律 开普勒第一定律(轨道定律)：所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上、 开普勒第二定律(面积定律)：太阳和行星之间的连线在相等的时间内扫过相同的面积、 开普勒第三定律(周期定律)：所有行星绕太阳公转周期的平方和轨道半长轴的立方成正4、开普勒三定律透析：开普勒三定律不仅适用于行星围绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，还适用于其它天体绕某一中心天体的运动。比例系数k是一个与行星质量无关的常量，但不是恒量。只有围绕同一天体运行的行星或卫星，他们半长轴的立方与公转周期的平方之比才是同一常数。在不同的星体系中，k值不同，常数k只与中心天体有关
4、。【例1】我国发射的第一颗人造卫星，其近地点高度是h1439 km，远地点高度h22384 km，求近地点与远地点卫星运动的速率之比v1v2、(已知R地6400 km，用h1、h2、R地表示，不计算结果)解：卫星近地点和远地点在t内扫过的面积分别为R1和R2，根据开普勒第二定律有：R1R2 即R1tR2t又v11R1，v22R2，故v1R1v2R2 所以、知识点2：万有引力定律的理解开普勒定律回答了行星如何绕太阳运动的问题，但没有说明行星为什么这样运动，科学家 最终回答了这个问题，他发现的规律叫 。重点归纳1、公式的适用条件(1)质点间的相互作用、(2)质量分布均匀的球体，r为球心间距离（非均
5、匀物体时，r为两物体重心的距离）、2、对万有引力定律的理解(1)普遍性：引力存在于宇宙间任何有质量的物体之间，是自然界中的一种基本相互作用、(2)相互性：两个物体间的引力是一对作用力与反作用力、(3)宏观性：微观粒子质量很小，它们之间的引力很小，可忽略不计；一般的两个物体间的引力也很小(例如人与人之间)，也可忽略不计；只有在天体与天体之间、天体与一般物体之间的引力较大或很大时，引力才有宏观上的意义、(4)特殊性：两物体间的万有引力只与它们的质量、距离有关，而与其所在的空间性质无关，与周围有无其他物体无关、易错易混1、半长轴的理解公式k中，半长轴a是AB间距的一半(如右图所示)，不要认为a等于太
6、阳到B点的距离；T是公转周期，不要误认为是自转周期、2、万有引力和重力的区别 地球对物体的引力是物体具有重力的根本原因，但重力又不完全等于引力、这是因为地球在不停地自转，地球上的一切物体都随着地球自转而绕地轴做匀速圆周运动，这就需要向心力、这个向心力的方向是垂直指向地轴的，它的大小是F向m2r(r是物体与地轴的距离，是地球自转的角速度)、这个向心力是地球对物体的引力F的一个分力，如图313，引力F的另一个分力才是物体的重力mg、 图313重力和万有引力无论在大小还是在方向上都略有差别，但这种差别很小、所以一般情况下，可不考虑地球自转的影响，认为物体在地球表面所受重力的大小等于地球对它的万有引力
7、，即mgG、地球表面的重力加速度为g，其中M和R分别是地球的质量和半径、（2）课堂小测单项选择题1、下列说法错误的是( )A、希腊科学家托勒密认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动B、波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，认为太阳是宇宙的中心C、“日心说”是德国天文学家开普勒提出的D、开普勒定律描述了行星运动的规律，推动了对天体动力学的研究2、对万有引力定律的公式FG的正确理解是( )A、m1与m2之间的相互作用力大小相等，方向相反，是一对作用力和反作用力B、由FG可知，当r0时，F C、公式中r是两物体之间的距离D、万有引力常量G是普适恒量，因此G是没有单位的3
8、、关于天体的运动，以下说法正确的是( )A、天体的运动与地面上物体的运动遵循不同的规律B、天体的运动是最完美的匀速圆周运动C、太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动D、太阳系中所有行星都绕太阳运动4、行星之所以绕太阳运行，是因为( )A、行星运动时的惯性作用 B、太阳是宇宙的控制中心，所有星体都绕太阳旋转C、太阳对行星有引力作用 D、行星对太阳有排斥力作用，所以不会落向太阳5、发现万有引力定律的物理学家是( )A、库仑 B、伽利略 C、牛顿 D、爱因斯坦6、根据开普勒定律，下列说法错误的是( )A、若人造地球卫星的轨道是椭圆，则地球在椭圆的一个焦点上B、卫星离地球越远，速率越小C、卫星
9、离地球越远，周期越大D、同一卫星绕不同的行星运行，的值都相同7、两个物体间的万有引力大小为F，若它们间的距离增大为原来的2倍，则它们间的万有引力的大小变为( )A、2F B、F C、4F D、F8、对于万有引力，下列说法正确的是( )A、苹果总是落到地面上，说明地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力B、两个物体间的引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力C、万有引力定律是牛顿在前人研究的基础上进行总结、归纳发现的D、G是一个比例常数，没有单位9、某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时的速率vb为( )A、vbva B、vb
10、va C、vbva D、vbva双项选择题10、下列说法正确的是( )A、地球是宇宙的中心，是静止不动的B、太阳是宇宙的中心，是静止不动的C、宇宙每时每刻都是运动的，静止是相对的D、日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运转11、关于引力常数，下列说法正确的是( )A、引力常数的物理意义是两个质量为1kg的物体相距1m时的相互吸引力B、牛顿发现万有引力定律时，给出了引力常数的值C、引力常数的测出，证明了万有引力的存在D、引力常数的测出，使万有引力定律具有了实用价值，人们可利用它去预测未知天体12、对于万有引力公式，下列说法正确的是( )A、对于相距很远，可看成质点的两个物体，式中r为两质点间的距离B、对于质量分布均匀的球体，式中的r为两球心间的距离C、由公式可知，两个相互靠在一起的物体，r可近似看做为零，故这两个物体间的万有引力趋于无穷大D、对于任意两个物体间的万有引力，r表示两物体重心间的距离13、要使两物体间万有引力减小到原来的，可行的方法是 ( )A、把两物体的质量都减为原来的一半B、把两物体的距离增加为原来的两倍C、使一个物体的质量减半，两物体距离加倍D、使两个物体质量都加倍，同时使两物体间距离增为原来的两倍五、课外作业六、课后反思 第 9 页 共 9 页
