高中必修第二册《第2节 万有引力定律的应用》优质课教案下载

高中必修第二册《第2节 万有引力定律的应用》优质课教案教学设计下载

【科学探究】能建立发射人造卫星的模型，能计算人造卫星的环绕速度，探究第二宇宙速度和第三宇宙速度。

【科学态度与责任】能感受到科学定律的预测作用，体会万有引力定律对人类探索和认识未知世界的作用。

【教学重点】综合运用万有引力定律对天体进行有关运算，如计算天体质量、第一宇宙速度等。

【教学难点】将一些天体的运动抽象成匀速圆周运动模型进行分析和推理。

【导入新课】

古代 “飞天”传说嫦娥三号奔月

思考: 万有引力定律如何帮助人们实现“飞天”的梦想？

【新课讲授】

一、天体质量的计算

阿基米德:“给我一个支点，我可以撬动地球”

思考：能通过杠杆原理（天平）直接称量地球的质量吗？

当时已知：地球的半径R；地球表面重力加速度g；卡文迪许已测出的引力常量G-----卡文迪许被称为能“称出地球质量” 的人。

【重力、万有引力和向心力之间的关系】

（1）静止在地面上的物体，若考虑地球自转的影响

重力和向心力是万有引力的两个分力；

两极: F引=G 赤道: F引=G+F向

思考： 可以不考虑地球自转的影响么？

试求：

质量为1kg的物体静止在赤道上时的向心加速度。（已知地球半径R=6.×106m)

答案：a=0.034m/s2

结论：向心力远小于重力，万有引力大小近似等于重力。因此一般粗略计算中不考虑（或忽略）地球自转的影响。

（2）静止在地面上的物体，若不考虑地球自转的影响

万有引力全部用来提供向心力

（已知 g=9.8m/s2，地球的半径R=6400km， 万有引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2）

带入即可得地球质量。