万有引力定律(公开课)

6.3万有引力定律1、了解万有引力定律得出的思路和过程，体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性。2、知道万有引力定律的适用范围，会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，了解引力常量G的测定在科学史上的重大意义。行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳？牛顿：太阳对行星的引力使得行星绕太阳公转而不能飞离太阳2MmFGr2r行太mMF是什么原因使月球绕地球公转而没有离开地球？看课本39-40页“月-地检验”部分，填写导学案“自主学习”1、2，时间六分钟。又是什么力使得地面上的物体不能离开地球，总要落回地面呢？一、万有引力的检验-------月---地检验目的：验证地球对地面上苹果的引力地球对月球的引力遵循122mmFGr思路：1、假设猜想成立，理论推导2、实际测量若二者结果一致则假设成立反之不成立假设维持月球绕地球运动的力以及地面物体所受的引力和太阳与行星之间的力遵循同一规律(即“平方反比”关系）。（已知月球轨道半径是地球半径的60倍）（1）将物体m放在月球轨道上所受引力为：1.理论推导：21rGMmF（2）将物体m放在地球表面所受引力为：22RGMmF（3）两者比值：360012221rRFF在牛顿的时代，已能比较精确测定：月球与地球的距离3.8×108m月球公转周期T=27.3天地球的自由落体加速度g=9.8m/s2求月球公转的向心加速度：22822232443.14ar3.810m/sT(27.3243600)2.710m/s实际测量计算与假设的理论推导结果一致rTa224月即：月球公转轨道半径r=3.8×108m2.实际测量360018.9107.2223smsmga月验证结论地球对地面上物体的引力地球对月球的引力太阳对行星的引力122mmFGr是同一种性质力，都遵循大胆设想：宇宙中的一切物体间都有引力:122mmFr看课本第40页的“万有引力定律”和“引力常量”两个知识点，填写导学案“自主学习”3、4部分，时间六分钟。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F与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们的距离r的二次方成反比.122mmFGr2.公式：①m1,m2---两物体的质量②r---两物体间的距离③G---比例系数，叫引力常量，适用于任何物体，G的国际单位N·m2/kg2122mmFrm1m2FF’r212mmFrG二、万有引力定律3.公式的适用条件：(1)两个质点间引力大小的计算122mmFGrm1m2FF’rr为两质点间的距离(2)质量分布均匀的两个球体，可视为质量集中于球心;或均匀质量球体和球外一质点r为物体到地心的距离r为两球心间的距离A．公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B．当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C．m1与m2受到的引力总是大小相等的，与m1、m2是否相等无关D．m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力221rmm1.对于万有引力定律的表达式F=G下面说法中正确的是当堂检测:22121)(rrrmmG2.如图所示，两球的质量均匀分布，大小分别为m1、m2，则两球间的万有引力大小为（）221rmmG2121rmmG22121)(rrmmGA.B.C.D.分析:对于均匀的球体,应是两球心间距D三、万有引力定律的检验——引力常量G的测量实验rFrFmm´mm´212mmFrG1798年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里对两个铅球间的引力大小F做了精确测量和计算，比较准确地测出了引力常量G的数值1122G=6.6710Nm/kg引力常量通常取太阳与行星间的引力:2MmFGr万有引力的猜想：万有引力的检验：推广：万有引力定律的检验：下一课：万有引力理论的成就万有引力定律的得出:122mmFGr“天上”的力与“人间”的力是同一种力月---地检验宇宙中一切物体间都有引力引力常量G的测量实验