7.2 万有引力定律 学案、评案（含答案）

章节名称： 7.2 万有引力定律 一、学习目标 1.必备知识 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。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。 2.关键能力 能够运用开普勒定律分析行星运动的实际问题，培养逻辑推理和空间想象能力，对行星运动进行合理预测。 3.核心素养 培养对自然现象的好奇心和探索精神，对科学保持敬畏之心，认识到科学家在探索宇宙过程中的艰辛与付出，树立正确的价值观。 二、预习引导【以教定学】 1、主干知识： 第一课时 一、万有引力定律 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 连线 上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成 正比 ，与它们之间距离r的二次方成 反比 。 2.表达式：F ＝ G。比例系数G叫作引力常量，适用于任何两个物体。 3.万有引力定律的适用条件 （1）万有引力定律公式适用于 质点 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 远远大于 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 均匀 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 球心 之间的距离。 4.万有引力定律的特性 （1）普遍性：万有引力存在于宇宙中 任何 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 作用力 和 反作用 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 质量 有关，与它们之间的 距离 有关，与所在空间的性质无关。 二、引力常量 1.引力常量的测定 英国物理学家卡文迪什在实验室里通过扭秤装置，比较准确地得出了G值， 通常取 G＝6.67×10－11 N·m2/kg2。 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 万有引力 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。 第二课时 三、用万有引力定律解释相关现象 1. 万有引力与重力：重力源于地球对物体的万有引力，是万有引力在地球表面附近的一种表现。 （考虑自转：重力是引力分力。赤道？两极？其它位置？；不考虑自转，重力即引力。） 2. 黄金代换：（表面重力近似等于万有引力） 3. 地球重力加速度 及其变化（忽略地球自转） 地球表面；距离地球表面高度为h处，； 地球内部距地球表面为h＇，， 星体内部万有引力的两个推论 ①推论1：在匀质球壳的空腔内任意位置处，质点受到球壳的各部分万有引力的合力为零，即∑F引＝0. ②推论2：在匀质球体内部距离球心r处的质点(m)受到的万有引力等于球体内半径为r的同心球体(M′)对它的万有引力，即F＝G. 物体在赤道上完全失重的条件 物体所受的万有引力恰好全部用来提供向心力， 临界条件（地球半径R＝6400km） 地球不因自转而瓦解的最小密度 可得： 地球不因自转而瓦解的最小密度值。而地球的平均密度 ，足以保证地球处于稳定状态。 2、重点难点：理解万有引力定律。（重点）应用万有引力定律。（难点） 3、问题求解：各行星都围绕太阳运行，说明太阳与行星之间引力是使行星如此运动的主要原因。引力的大小和方向能确定吗？ 三、过程督导【以学定评】 （一）学习小组必须讨论的3个问题 1.情境性问题 行星绕太阳运动的原因 ———行星与太阳的引力 讨论结果：太阳与行星间的引力 例1 (多选)下列说法正确的是( ) 在探究太阳与行星间的引力规律时,我们引用了公式 这个关系式实际上是牛顿第二定律,是可以在 ... ...