【優(yōu)化方案】高中物理 第5章5.2 萬(wàn)有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的 滬科必修2

5．2萬(wàn)有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的整理課件

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練5.2課標(biāo)定位整理課件學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解人類對(duì)天體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)的發(fā)展史，理解開普勒三大定律．2．了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程．3．理解萬(wàn)有引力及萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)．重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.行星運(yùn)動(dòng)的三大定律的內(nèi)容及理解．2．萬(wàn)有引力定律的理解及應(yīng)用．難點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)及條件的理解．課標(biāo)定位整理課件課前自主學(xué)案一、托勒密集古代天文學(xué)研究之大成公元150年，托勒密構(gòu)筑了宇宙“___________”的九重天模型，他的這個(gè)模型能夠預(yù)報(bào)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的___________、_______和_____的發(fā)生等．二、哥白尼迎來(lái)了科學(xué)的春天1．波蘭天文學(xué)家哥白尼認(rèn)為__________是宇宙的中心，地球和其他行星都繞_______做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的學(xué)說(shuō)，又稱“日心地動(dòng)說(shuō)”或“日心體系”．地心體系行星位置日食月食太陽(yáng)太陽(yáng)整理課件2．哥白尼運(yùn)用他的模型，不僅算出了每顆行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的_________，而且第一次算出了每顆行星到太陽(yáng)的________．三、開普勒提出行星運(yùn)動(dòng)三定律1．第一定律(軌道定律)：所有行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是________，太陽(yáng)處于所有橢圓的一個(gè)_____________上．2．第二定律(面積定律)：對(duì)于每一顆行星而言，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的________．周期距離橢圓公共焦點(diǎn)面積整理課件3．第三定律(周期定律)：所有行星軌道______________與__________________的比值都相等，用公式表示為__________.式中k是與行星無(wú)關(guān)的常量．開普勒三定律同樣適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)，只是比值k的大小有所不同．半長(zhǎng)軸的立方公轉(zhuǎn)周期的平方整理課件四、發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力的過(guò)程1．關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)原因的猜想(1)英國(guó)的吉爾伯特猜想行星是靠太陽(yáng)發(fā)出的_______維持繞日運(yùn)動(dòng)的；(2)法國(guó)數(shù)學(xué)家笛卡兒提出的________假設(shè)；(3)法國(guó)天文學(xué)家布利奧首先提出_________假設(shè)．磁力漩渦平方反比整理課件2．站在巨人肩上的牛頓(1)三大困難①困難之一：無(wú)數(shù)學(xué)工具解決曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題．②困難之二：缺乏理論工具計(jì)算天體各部分對(duì)行星產(chǎn)生力的總效果．③困難之三：眾多天體的引力和相互干擾問(wèn)題無(wú)法解決．(2)牛頓利用________知識(shí)，運(yùn)用______的概念，把龐大天體的質(zhì)量集中于_______，提出了萬(wàn)有引力定律．微積分質(zhì)點(diǎn)球心整理課件吸引質(zhì)量的乘積距離的二次方五、萬(wàn)有引力定律1．內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互______的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的____________成正比，跟它們的_________________成反比．2．公式：________________，式中質(zhì)量的單位用kg，距離的單位用m，力的單位用N，G為引力常量，通常取G＝6.67×10－11N·m2/kg2.整理課件3．卡文迪許實(shí)驗(yàn)英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用________測(cè)出了引力常量．由于卡文迪許測(cè)出引力常量G，才使得________________有了真正的實(shí)用價(jià)值．知道G的值后，利用_________________便可計(jì)算天體的質(zhì)量．扭秤萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律整理課件思考感悟蘋果落向地球而不是地球向上碰到蘋果，是蘋果對(duì)地球的引力小于地球?qū)μO果的引力嗎？提示：蘋果與地球間的引力是大小相等的．由于地球質(zhì)量大，不可能產(chǎn)生明顯的加速度．整理課件核心要點(diǎn)突破一、對(duì)開普勒三大定律的理解1．開普勒第一定律(軌道定律)：明確行星的軌道都是橢圓，但橢圓軌道都很接近圓．中學(xué)階段分析和處理天體運(yùn)動(dòng)時(shí)，可將行星的橢圓軌道簡(jiǎn)化為圓軌道來(lái)處理．2．開普勒第二定律(面積定律)：指出對(duì)于每一個(gè)行星，其與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積．這一定律反映出同一顆行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率小于近日點(diǎn)的速率．整理課件整理課件特別提醒：(1)k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量，在不同的星系中k值不同，k值只與系統(tǒng)的中心天體有關(guān)．(2)T是公轉(zhuǎn)周期，不是自轉(zhuǎn)周期．整理課件即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1．關(guān)于天體的運(yùn)動(dòng)軌道和相對(duì)位置，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．所有天體繞另一天體運(yùn)動(dòng)的軌跡均為橢圓B．人造地球衛(wèi)星的軌跡也應(yīng)該是橢圓，而不同的人造地球衛(wèi)星橢圓軌道的焦點(diǎn)都是同一個(gè)C．太陽(yáng)的位置總在太陽(yáng)系中各大行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌道的焦點(diǎn)上，因此，太陽(yáng)是絕對(duì)靜止的恒星D．任何中心天體與繞其運(yùn)動(dòng)的天體之間，相對(duì)位置是保持不變的整理課件解析：選AB.根據(jù)開普勒第一定律，即軌道定律，一個(gè)天體繞另一個(gè)天體運(yùn)動(dòng)時(shí)，繞行天體的軌跡都是橢圓，即使是人造天體——衛(wèi)星、航天器等也應(yīng)如此，而且，中心天體位于各個(gè)橢圓軌道的焦點(diǎn)上．所以A、B正確．選項(xiàng)C錯(cuò)在認(rèn)為太陽(yáng)是絕對(duì)靜止的恒星，宇宙萬(wàn)物間，絕對(duì)靜止的物體和天體是不存在的．中心天體和繞其運(yùn)動(dòng)的天體的相對(duì)位置隨著環(huán)繞運(yùn)動(dòng)天體位置的變化而變化，不變的是中心天體始終位于橢圓軌道的焦點(diǎn)上，故D項(xiàng)是錯(cuò)誤的．整理課件二、對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解1．萬(wàn)有引力特點(diǎn)的理解(1)萬(wàn)有引力存在于宇宙間任何有質(zhì)量的兩個(gè)物體之間，是自然界中一種基本相互作用的規(guī)律．(2)兩個(gè)物體間的萬(wàn)有引力是一對(duì)作用力與反作用力．2．對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解整理課件四性內(nèi)容普遍性萬(wàn)有引力不僅存在于太陽(yáng)與行星、地球與月球之間，宇宙間任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間都存在著這種相互吸引的力相互性兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間的萬(wàn)有引力是一對(duì)作用力和反作用力，總是滿足大小相等，方向相反，作用在兩個(gè)物體上整理課件四性內(nèi)容宏觀性在地面上的一般物體之間，由于質(zhì)量比較小，物體間的萬(wàn)有引力比較小，與其他力比較可忽略不計(jì)，但在質(zhì)量巨大的天體之間，或天體與其附近的物體之間，萬(wàn)有引力起著決定性作用特殊性兩個(gè)物體之間的萬(wàn)有引力只與它們本身的質(zhì)量和它們間的距離有關(guān)，而與所在空間的性質(zhì)無(wú)關(guān)，也與周圍是否存在其他物體及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件圖5－1－1整理課件整理課件整理課件整理課件即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)3．地球的半徑為6.37×106m，地球質(zhì)量為5.98×1024kg，地球表面上質(zhì)量為1.0kg的物體受到的地球的萬(wàn)有引力是________N．若g＝9.8m/s2，物體受到的重力為________N，比較它們的差別________________________________________________________________________．整理課件答案：9.829

9.8在地球表面及其附近，物體受到的萬(wàn)有引力近似等于物體的重力的大小整理課件課堂互動(dòng)講練開普勒定律的應(yīng)用類型一例1

飛船沿半徑為R的圓周繞地球運(yùn)動(dòng)，其周期為T，地球半徑為R0，如果飛船要返回地面，可在軌道上某點(diǎn)A處將速率降到適當(dāng)數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，橢圓與地球表面在B點(diǎn)相切，如圖5－1－2所示，求飛船由A點(diǎn)到B點(diǎn)所需的時(shí)間？圖5－1－2整理課件整理課件整理課件整理課件萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用類型二例2 (2011年河南開封高一期末)如圖5－1－3所示，在距一質(zhì)量為M、半徑為R、密度均勻的球體R處有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)，M對(duì)m的萬(wàn)有引力為F1.當(dāng)從M中挖去一半徑為R/2的球體時(shí)，剩下部分對(duì)m的萬(wàn)有引力為F2.則F1和F2的比是多少？圖5－1－3整理課