必修2《3.万有引力定律的应用》新课标优质课教案设计

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教学难点：人造卫星的运动

教学方法：讲练结合，计算机辅助教学

教学过程：

　一、万有引力定律：（1687年）

　　?1.内容：自然界任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。

2.表达式：

3.说明：①式中G=6。67×10-11Nm2/kg2，称为万有引力常量；

②适用两质点或均匀球体，r为两质点或两球心之间的距离。

万有引力的发现实现了物理学史上的第一次大统——“地上物理学”和“天上物理学”的统一，它表明天体的运动和地面上物体的运动遵循相同的规律。

这节课的目标就是好好体会如何用以前学的地面上物体的运动规律来解决天体运动的问题。

应用万有引力定律分析人造地球卫星的运动

以人造卫星绕地球转动为例，应用万有引力定律分析人造卫星的运动，其基本方法就是：把卫星的运动近似看成匀速圆周运动，卫星所需的向心力是由地球对卫星的万有相力提供的，也可近似等于卫星受到的重力。即：

①Gm1m2/R2=mg→g=GM/R2（或GM=GR2），经注意g与R的对应关系，如当R是地球半径时，对应的g是地球表面的重力加速度；

②Gm1m2/r2=ma=mv2/r=mω2r=mr（2π/T）2=mr（2πf）2，应用时根据实际情况选用适当的公式进行分析。

不论什么题型，及一些教辅书上所列考点，如星体表面上的重力加速度问题、天体质量和密度的估算、卫星的运行规律、多星模型等题型，均可从这个基本方法入手处理，以不变应万变，现在做一下手中的题，尽量从题中体会到刚才所讲的内容。

【例1】下列情况下，哪些能求得地球的质量

A.已知地球的半径和地球表面重力加速度

B.已知贴近地面的卫星的周期和它的向心加速度

C.已知地球卫星的轨道半径和周期

D.已知地球卫星的质量和它的高度

解析：由GMm/r2=mg可以求得地球的质量，A选项正确。由GMm/R2=4π2mR/T2与GMm/R2=ma可知B选项正确。由GMm/r2=4π2mr/T2可知C选项正确。D选项中给出卫星的质量和离地高度，由GMm/（R+h）2=mv2/（R+h）可知，D错误。

点评：万有引力的题目涉及到较多的公式和较多的物理量，需要根据题目中所给条件灵活选用合适的公式，需要同学们平时多加练习。

【例2】一位宇航员在探寻设计以下实验：在月球表面以初速度v0竖直向上抛出一个物体，上升的最大高度为h（小于月球半径）。通过查阅资料知道月球半径为R，相力常量为G，若物体只受月球的引力作用，请你求出：

（1）月球表面的重力加速度；

（2）月球的平均密度；