高中物理教科版 (2019)必修 第二册万有引力定律教学设计

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1. 掌握万有引力定律的内容、表达式及适用条件，能熟练运用定律进行简单计算；
2. 了解万有引力定律的建立过程，体会科学家的探究思想与逻辑推理方法；
3. 知晓卡文迪许扭秤实验的原理与意义，理解实验对定律验证的作用；
4. 复习开普勒三大定律，能结合定律分析天体运动的基本规律。
【复习回顾】：开普勒三大定律
开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是________，太阳处在椭圆的一个________上。
开普勒第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的________。
开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的________的三次方跟它的公转周期的________的比值都相等。表达式：________（其中k是与________无关、只与________有关的常量）。
思考：开普勒三大定律描述了行星运动的规律，那么是什么力使行星绕太阳做这样的运动呢？
问题：能不能在不碰到乒乓球的情况下让两颗乒乓球靠近？
一、万有引力定律的建立过程
牛顿的月地检验
二、万有引力定律内容
自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比。
三、表达式
适用条件：
1、质点之间；
2、质量分布均匀的球体或球壳之间（此时r应是两球心之间的距离）
牛顿虽然发现了万有引力定律 ，但却无法算出天体（或物体）间的引力大小，为什么呢？
四、扭秤实验测定引力常量
思考以下问题：
（1）卡文迪许实验装置是如何解决“通常物体间万有引力因为很小而难于测量”的问题？
（2）这个实验设计所包含怎样的物理思想方法？
计算：1、两个质量都为10g的乒乓球，相距1m，它们之间的引力是多大？
2、太阳质量约为2×1030 kg，地球质量约为6×1024 kg，两者相距1.5×1011m，它们之间的引力多大？
【练习1】关于引力常量，下列说法正确的是（ ）
A．在国际单位制中，引力常量在数值上等于两个质量是1kg的质点相距1m时万有引力的大小
B．在不同的单位制中，引力常量的数值是相同的
C．计算不同物体间相互作用的万有引力时，引力常量的值是不同的D．著名的“月—地检验”是在已知引力常量的数值后才进行的九、课堂总结
【练习2】对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式
F＝Gm1m2r2 ，下列说法正确的是（ ）
A．公式中的G是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的
B．当两个物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大
C．m1和m2各自所受引力大小与其质量有关
D．两个物体间的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
【练习3】如图所示，在半径为R，质量为M铅球中，挖出一个半径为 1 2R 的球形空穴．在距球心O为d的地方，有一个质量为m的质点．求两者之间的万有引力．
五、总结万有引力定律
建立过程：
内容：
表达式：
条件：
万有引力常量的测定：
六、作业
完成优化设计第二节