《2 万有引力定律》优质课教学设计（统编人教版）下载

《2 万有引力定律》课堂教学教案教学设计（统编人教版）下载

【科学探究】能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表达式

【科学态度与责任】感受太阳与行星间的引力关系，从而体会大自然的奥秘，提高学生科学价值观。

【教学重点】

万有引力推导的过程；万有引力公式的应用。引力常量的有关知识。

【教学难点】

万有引力定律的理解与应用

PPT

【新课导入】

各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星之间的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？

【新课讲授】

一、行星与太阳间的引力

★历史的回顾

伽利略、开普勒及笛卡儿都提出过自己的解释。牛顿时代的科学家，如胡克和哈雷等对此作出了重要的贡献。

胡克等人认为，行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力，甚至证明了如果行星的轨道是圆形的，它所受引力的大小跟行星到太阳距离的二次方成反比。

牛顿在前人对惯性研究的基础上，开始思考“物体怎样才会不沿直线运动”这一问题。他的回答是 ：以任何方式改变速度（包括改变速度的方向）都需要力。这就是说，使行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力应该就是太阳对它的引力。于是，牛顿利用他的运动定律把行星的向心加速度与与太阳对它的引力联系起来了

行星绕太阳的运动可以看作匀速圆周运动。行星做匀速圆周运动时，受到一个指向圆心（太阳）的引力，正是这个引力提供了向心力，由此可推知太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。

上式等号右边除了m、r以外，其余都是常量，对任何行星来说都是相同的，因而可以说太阳对行星的引力F与行星的质量m成正比，与r2成反比，即

我们知道，力的作用是相互的。太阳吸引行星，行星也同样吸引太阳，也就是说，在引力的存在与性质上，行星和太阳的地位完全相当，因此，行星与太阳的引力也应与太阳的质量m太成正比，即，写成等式就是

★月—地检验

二、万有引力定律

于是我们大胆地把以上结论推广到宇宙中的一切物体之间：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，即

式中质量的单位用千克（kg），距离的单位用米（m），力的单位用牛（N）。G 是比例系数，叫作引力常量，适用于任何两个物体。

三、引力常量

一百多年以后，英国物理学家卡文迪什在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力，比较准确地得出了 G 的数值。目前推荐的标准值 G ＝ 6.672 59 × 10-11 N·m2/kg2，通常取

G ＝ 6.67 × 10-11 N·m2/kg2。