高中物理第六章万有引力与航天6.3万有引力定律课件新人教必修

2020高中物理人教版 必修二 第六章 万有引力与航天 学案 第6节经典力学的局限性

Word版含答案

姓名，年级：

时间：

2020高中物理人教版 必修二 第六章 万有引力与航天 学案 第6节经典力学的局限性

Word版含答案(可编辑) 2020高中物理人教版 必修二 第六章 万有引力与航天 学案 第6节经典力学的局限性

Word版含答案

第6节 经典力学的局限性

学习目标：1。了解经典力学的发展历程和伟大成就.2。知道经典力学的局限性和适用范围。3.了解高速和微观世界中的奇妙物理现象。4.了解科学理论的相对性，体会科学理论是不断发展和完善的．

一、从低速到高速

［课本导读]

预习教材第48~49页“从低速到高速"部分,请同学们关注以下问题：

1．质量与速度有何关联？当高速运动时物体的质量怎么变化呢？

2．位移和时间的测量与参考系有关吗？

［知识识记] 2020高中物理人教版 必修二 第六章 万有引力与航天 学案 第6节经典力学的局限性

Word版含答案

二、从宏观到微观

［课本导读]

预习教材第50页“从宏观到微观"部分，请同学们关注以下问题：

1．电子、质子、中子等微观粒子同时具有哪种属性?

2．经典力学的适用范围是怎样的?

［知识识记］

1．电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波动性,它们的运动规律在很多情况下不能用经典2020高中物理人教版 必修二 第六章 万有引力与航天 学案 第6节经典力学的局限性

Word版含答案

力学来说明，而量子力学能够正确地描述微观粒子的运动规律．

2．经典力学的适用范围:只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界,不适用于微观世界．

三、从弱引力到强引力

[课本导读］

【2018年高考考点定位】

高考试题的考察集中于以下几点：

1．物理学史中关于对天体运动认识的考察，对于开普勒三大定律的考察。

2．结合万有引力定律的公式对中心天体和环绕天体之间由于万有引力而做匀速圆周运动的考察。

3．绕同一个中心天体的各个环绕天体之间追击相遇问题的考察。

4．根据表面卫星的运动对未知天体的探究，包括未知天体的密度，未知天体表面的重力加速度等。

5．根据地球公转和自转周期与其他星体的运动相类比的估算类问题。

考点一、开普勒三大定律

1．内容：○1开普勒第一定律：所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。○2开普勒第二定律：对任意一个行星的运动来说，它与太阳的连线在任意相等时间内扫过的面积相等。○3所有行星轨道半长轴的三次方与公转周期二次方的比值都相等，即32RkT，的取值与中心天体有关，与其他无关。

2．虽然开普勒第二定律是关于行星绕太阳运动的描述，但是对于只收到万有引力的卫星，导弹在地球表面的运动也同样适用，另外所有的卫星绕中心天体的圆周运动也都适用，因为圆周就是一个特殊的半长轴等于半短轴的椭圆。

3．物理学史：○1关于行星运动的三大定律是开普勒提出的○2万有引力定律是牛顿提出的○3万有引力常量是卡文迪许测量的。

考点二、万有引力定律

1．内容：自然界中任意两个物体都相互吸引，引力大小跟这两个物体质量的乘积成正比，跟他们距离的平方成反比。公式即：2GMmFR，G为引力常量。适用范围：适用于质点之间的相互作用，对于天体运动一般可以看做质点，此时距离为球心之间的距离。

2．万有引力提供向心力：卫星和环绕天体的运动分析中，以M表示中心天体质量，以m表示环绕天体质量，以R表示天体之间的距离，则根据万有引力提供向心力有222224GMmvmammRmRRRT，可得环绕天体或卫星的相信加速度2GMaR，线速度GMvR，周期234RTGM，角速度3GMR。

2 太阳与行星间的引力

3 万有引力定律

对点训练

知识点一 万有引力定律的发现过程

1．太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F′大小相等，其依据是( )

A．牛顿第一定律B．牛顿第二定律

C．牛顿第三定律D．开普勒第三定律

2．(多选)根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识得：太阳对行星的引力F∝mr2，行星对太阳的引力F′∝Mr2，其中M、m、r分别为太阳的质量、行星的质量和太阳与行星间的距离．下列说法正确的是( )

A．由F∝mr2和F′∝Mr2知F∶F′＝m∶M

B．F和F′大小相等，是作用力与反作用力

C．F和F′大小相等，是同一个力

D．太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力

3．把行星的运动近似看作匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2＝r3k，则推得( )

A．太阳对质量为m的行星的引力为F＝kmr2

B．太阳对行星的引力都相同

C．太阳对质量为m的行星的引力为F＝4π2kmr2

D．质量越大的行星，太阳对它的引力一定越大

知识点二 引力常量及对万有引力定律的理解和计算

4．(多选)关于引力常量G，下列说法中正确的是( )

A．在国际单位制中，G在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力

B．G是一个没有单位的比例常数，它的数值是人为规定的

C．在不同的星球上，G的数值不一样

D．在不同的单位制中，G的数值是不同的

5．下列关于天文学发展历史的说法正确的是( )

A．哥白尼建立了日心说，并且现代天文学证明太阳就是宇宙的中心

B．开普勒提出绕太阳运行的行星轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方之比都相等

C．牛顿建立了万有引力定律，并根据该定律计算出了太阳与地球之间的引力

D．卡文迪许用扭秤实验测出了引力常量G，其在国际单位制中的单位是N·m2/kg2

6．两个质量相等的均匀球体之间的万有引力大小为F，若将它们球心间距离增大为原来的3倍，其万有引力大小将变为( )

1 5.1《万有引力定律及引力常量的测定》

一、教学目标

知识与技能：

1．了解万有引力定律得出的思路和过程，理解万有引力定律的含义，掌握万有引力定律的公式；

2．知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。

过程与方法：

1．翻阅资料详细了解牛顿的“月-地”检验。

2．根据前面所学内容推导万有引力定律的公式以加深记忆，理解其内容的含义。

情感态度与价值观：

1． 通过学习认识和借鉴科学的实验方法，充实自己的头脑，更好地去认识世界，提高科学的价值观。

2． 通过逻辑推理体验其乐趣，提高分析问题、解决问题的能力。

二、教学内容剖析

本节课的地位和作用：

万有引力定律是在上一节推导出的公式作一拓展得到的，在前节的基础上加深对公式的理解和应用，同时又为下几节内容作好铺垫。

本节课教学重点：

理解万有引力定律的含义及表达式。

本节课教学难点：

了解万有引力定律得出的思路和过程。

三、 教学思路与方法

教学思路：本节课是在猜想-检验-结论的顺序展开,在每一个过程都有大量的学史资料,要让学生在阅读中获取知识,注意培养学生深刻的洞察力、严谨的数学处理和逻辑思维。

教学方法：探究、阅读、讨论、练习

四、 教学准备

录像资料、多媒体课件

五、 课堂教学设计

教学环节 教学内容 师生互动 设计意图 备注

引入新课

由初中所学知识来认识重力势能

学生活动： 推导得=2rvmF=rm2

教师：那么我们从这个式子中马上就可看到一些比例关系，那么为什么牛顿还要进行推导下去呢？

学生活动：学生进行思考。（这样研究问题比较复杂，因为有四个变量。不能体现这个行星运动的特点） 通过回顾旧知引起学生进一步求知欲 2 教师：分为两大组进行推导：将V＝2πr/T和Tw2代入上式得rTmF224

学生活动：推导。

教师：那么从这个式子中还是有很多的变量，研究仍旧复杂，怎么办呢？（引导学生利用开普勒第三定律KTr=23代入上式）