万有引力定律
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万有引力定律万有引力定律公式:F=GMm/r²万有引力定律(Law of universal gravitation)是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。
牛顿的普适万有引力定律表示如下:任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。
该引力的大小与它们的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。
万有引力定律是解释物体之间的相互作用的引力的定律。
是物体(质点)间由于它们的引力质量而引起的相互吸引力所遵循的规律。
它是牛顿在前人(开普勒、胡克、雷恩、哈雷)研究的基础上,凭借他超凡的数学能力证明,在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。
万有引力定律的发现,是17世纪自然科学最伟大的成果之一。
它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来,对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。
它第一次解释了(自然界中四种相互作用之一)一种基本相互作用的规律,在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。
万有引力定律揭示了天体运动的规律,在天文学上和宇宙航行计算方面有着广泛的应用。
它为实际的天文观测提供了一套计算方法,可以只凭少数观测资料,就能算出长周期运行的天体运动轨道,科学史上哈雷彗星、海王星、冥王星的发现,都是应用万有引力定律取得重大成就的例子。
利用万有引力公式,开普勒第三定律等还可以计算太阳、地球等无法直接测量的天体的质量。
牛顿还解释了月亮和太阳的万有引力引起的潮汐现象。
他依据万有引力定律和其他力学定律,对地球两极呈扁平形状的原因和地轴复杂的运动,也成功的做了说明,推翻了古代人类认为的神之引力。
尽管牛顿对重力的描述对于众多实践运用来说十分地精确,但它也具有几大理论问题且被证明是不完全正确的。
没有任何征兆表明重力的传送媒介可以被识别出,牛顿自己也对这种无法说明的超距作用感到不满意。
牛顿的理论需要定义重力可以瞬时传播。
因此给出了古典自然时空观的假设,这样亦能使约翰内斯·开普勒所观测到的角动量守恒成立。
牛顿万有引力定律牛顿万有引力定律是物理学中的一个基本定律,描述了质点之间相互作用的力。
该定律由英国物理学家艾萨克·牛顿于17世纪末提出,被广泛应用于天体力学、运动学等领域。
本文将详细介绍牛顿万有引力定律的原理和应用。
1. 引力定律的原理根据牛顿的引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
具体表达式为F=G*(m1*m2)/r^2,其中F代表引力,G为万有引力常数,m1和m2分别为两个物体的质量,r为它们之间的距离。
2. 引力定律的应用2.1 天体运动牛顿的引力定律为解释天体运动提供了重要的理论基础。
根据引力定律,行星绕太阳运动,卫星绕行星运动,均受到牵引力的作用。
例如,地球绕太阳的椭圆轨道就是由于引力的作用。
2.2 人造卫星引力定律的应用还包括人造卫星的发射与轨道设计。
在发射过程中,需要考虑地球引力与火箭推力的平衡,使卫星能够进入预定轨道。
而在轨道设计中,利用引力定律的数学模型可以计算出卫星所需的速度和轨道参数。
2.3 地球重力地球的重力是人类日常生活中最为常见的引力现象。
根据牛顿的引力定律,地球对物体的吸引力与它们的质量成正比。
而地球的质量非常大,因此对人类和物体的引力非常大,使人类能够在地面上行走、物体保持在地面上。
3. 引力定律的实验验证为了验证牛顿的万有引力定律,科学家进行了一系列的实验。
其中最著名的实验是亨利·卡末尔进行的"卡末尔实验"。
他通过使用精密的实验装置,测量了两个物体之间的引力,并验证了引力随质量和距离的变化规律。
4. 引力定律在现代科学中的意义牛顿的万有引力定律奠定了经典物理学的基础,成为现代科学的重要组成部分。
虽然在相对论领域,爱因斯坦对引力提出了新的解释,但在宏观尺度和常规物理学中,牛顿引力定律仍然适用并发挥着重要作用。
总结:牛顿万有引力定律是物理学中的重要定律,描述了质点之间相互作用的力。
这一定律不仅在天体运动、卫星发射和地球重力等领域有着重要应用,也经过实验验证并成为现代科学的基础。
万有引力定律万有引力定律是牛顿于1687年提出的一条基本物理定律,描述了任何两个物体之间相互作用的引力力量。
它在物理学中占据着重要的地位,不仅解释了地球、行星和恒星等天体的运动规律,还有助于我们理解宇宙的起源和演化。
本文将介绍万有引力定律的基本原理、应用以及相关的重要概念。
一、基本原理万有引力定律基于牛顿的第一和第二定律,描述了物体之间引力的作用和相互关系。
根据该定律,两个物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
具体表达式为:F =G * (m1 * m2) / r^2其中,F表示物体之间的引力,G为万有引力常量,m1和m2分别为两个物体的质量,r为它们之间的距离。
这个定律揭示了物体之间引力的本质,无论是地球上的物体还是宇宙中的星体,都会受到引力的相互作用。
二、应用实例万有引力定律广泛应用于各个领域,包括天文学、航天工程、地理学等。
以下是一些以万有引力定律为基础的实际应用:1. 星体运动和行星轨道:万有引力定律解释了行星绕太阳的运动规律。
根据定律,行星受太阳引力的作用,沿着椭圆轨道绕太阳运动。
这也适用于其他星球和卫星等天体的运动。
2. 人造卫星轨道设计:在航天工程中,万有引力定律用于计算和预测人造卫星的轨道。
通过合理地选择轨道高度和速度,使卫星能够保持稳定轨道并完成其任务。
3. 地球重力和物体的自由落体:地球的引力场是万有引力定律在地球上的具体表现。
根据定律,物体在地球表面上自由落体时将受到地球的引力加速度作用,加速度约为9.8米/秒^2。
4. 天体测量和天文学研究:通过观测天体之间的引力相互作用,科学家可以测量它们的质量、距离和运动速度。
这对于研究宇宙的结构、演化和宇宙学参数的确定至关重要。
三、相关概念在理解万有引力定律时,还需要了解一些相关概念:1. 万有引力常量(G):它是连接引力与质量和距离的比例因子,其值为6.67430(15) × 10^-11 m^3·kg^-1·s^-2。
物理万有引力定律公式物理学中的万有引力定律被认为是最重要的定律之一、该定律描述了任何两个物体之间存在的引力,这种引力与物体之间的质量和距离有关。
万有引力定律由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出,在物理学的发展中起着至关重要的作用。
该定律的公式如下:F=G*(m1*m2)/r^2在这个公式中:F代表物体之间的引力m1和m2代表两个物体的质量r代表两个物体之间的距离。
这个公式表示,两个物体之间的引力正比于它们的质量,与它们之间的距离的平方成反比。
换句话说,质量较大的物体之间的引力更强,而距离较远的物体之间的引力较弱。
这个公式适用于所有物体之间存在引力的情况,包括地球上的物体和行星之间的引力。
通过这个公式,我们可以计算任何两个物体之间的引力。
只需要确定物体的质量和彼此之间的距离,就可以计算出它们之间的引力。
万有引力定律公式的应用非常广泛。
其中一个重要的应用是计算地球和其他天体之间的引力,包括行星、卫星和彗星。
这个公式允许科学家研究及预测行星运动、卫星轨道以及彗星轨道。
它也可以用于分析和解释天体之间的相互作用,以及宇宙中的其他重要物理现象。
另一个重要的应用是航天工程。
在设计和计划太空任务时,科学家和工程师使用万有引力定律来计算导航轨迹、推进系统的设计以及相对距离的确定。
例如,利用这个定律可以计算出一个飞船或卫星需要多少推力才能进入或离开地球的轨道。
此外,万有引力定律还可以应用于地球上的日常生活。
例如,它可以解释为什么一个物体会落地而不是漂浮在空中。
这是因为物体和地球之间存在吸引力,使得物体向地球的中心运动。
这个公式在物理学中的应用非常广泛,它揭示了物体之间的引力与质量和距离之间的关系。
它不仅在天文学中有重要应用,还在航天工程和日常生活中发挥着作用。
这个公式的发现对于人类理解宇宙和推动科学技术的发展有着深远的影响。
高中物理的万有引力定律公式万有引力定律公式1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)}2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它们的连线上)3.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天体半径(m),M:天体质量(kg)}4.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量}5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r 地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径}注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同;(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反);(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。
万有引力定律知识点(1)内容:宇宙间的一切物体都是互相吸引的,两个物体间的引力大小跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。
(2)适用条件:①严格地说,万有引力定律只适用于质点间的相互作用;②两个质量分布均匀的球体间的相互作用,也可用本定律来计算,其中r是两个球体球心间的距离;③一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用,其中r为球心到质点间的距离;④两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时,公式也近似适用,其中r为两物体质心间的距离。
(3)注意:公式中F是两物体间的引力,F与两物体质量乘积成正比,与两物体间的距离的平方成反比,不要理解成F与两物体质量成正比,与距离成反比。
万有引力定律万有引力定律(Law of Universal Gravitation)是由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出的一条物理定律。
该定律描述了物体之间的引力作用,并为天体力学提供了重要的理论基础。
本文将介绍万有引力定律的基本原理、公式推导以及其在宇宙中的应用。
一、基本原理万有引力定律认为,任何两个物体之间都存在一种相互吸引的力,这种力称为引力。
而引力的大小与物体的质量密切相关,质量越大的物体之间的引力越大,质量越小的物体之间的引力越小。
此外,物体之间的距离也对引力产生影响,距离越近的物体之间的引力越大,距离越远的物体之间的引力越小。
二、公式推导根据牛顿的研究,我们可以通过以下公式来计算两个物体之间的引力:F =G * (m1 * m2) / r^2其中,F表示两个物体之间的引力,m1和m2分别表示两个物体的质量,r表示两个物体之间的距离,G为万有引力常数。
万有引力常数是一个确定的数值,在SI国际单位制中的数值约为6.67430×10^-11m^3·kg^-1·s^-2。
三、宇宙中的应用万有引力定律不仅适用于地球表面上的物体,还可以解释和预测宇宙中的许多现象。
以下是一些宇宙中的应用实例:1. 行星运动:万有引力定律提供了解释行星围绕太阳旋转的原理。
根据该定律,行星受到太阳的引力作用,以椭圆轨道绕太阳运动。
2. 人造卫星轨道:根据万有引力定律,科学家可以计算出将人造卫星送入特定轨道所需的速度和位置。
利用该定律,可以确保卫星按照预定轨道运行。
3. 星际探测:在太阳系以外的星际探测任务中,科学家利用万有引力定律来计算出星际空间中的行星、恒星等物体之间的引力,并据此规划探测器的航线和轨道。
4. 重力透镜效应:万有引力定律还可以解释重力透镜效应。
当光线经过质量很大的物体附近时,其路径会发生弯曲,从而使得远处的物体变得更明亮或更模糊。
这一效应在宇宙中的天体观测中具有重要意义。
万有引力定律万有引力定律是牛顿在17世纪提出的一项重要物理定律,它揭示了物体之间的引力相互作用规律。
本文将从定律的内容、应用及历史背景等方面进行探讨,以便更好地理解和应用这一定律。
一、定律内容万有引力定律可以简述为:两个物体之间的引力大小与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
具体表达为:F =G * (m1 * m2) / r^2其中F表示物体之间的引力大小,G为一个恒定值,m1和m2分别是两个物体的质量,r为它们之间的距离。
该定律揭示了物体间引力的本质,即所有物体之间都存在一种相互吸引的力。
不论是天体间的引力,还是地球上物体的引力,都可以用这个定律来描述和计算。
二、应用1. 行星运动万有引力定律为解释行星运动提供了基础。
根据该定律,行星绕太阳运动的轨道是椭圆形,太阳位于椭圆焦点的一个焦点上。
同时,行星离太阳的距离越近,引力越大,行星运动的速度就越快。
2. 飞行物体轨迹万有引力定律也可用于描述飞行物体的轨迹。
例如,火箭发射后离地球越远,引力越小,轨迹就会变成抛物线或者双曲线。
同时,不同行星对飞船的引力大小也会影响其轨迹,这在宇宙探索中具有重要意义。
3. 重力加速度万有引力定律也可用于计算地球上物体的重力加速度。
地球的质量和半径已知的情况下,可以根据定律计算物体在地球表面上的重力加速度。
这对于研究物体在不同引力环境下的运动具有重要意义。
三、历史背景万有引力定律的提出是在牛顿看到苹果从树上落下的时候。
他开始思考为什么苹果会落下,而不是飘浮在空中。
通过对地球上物体运动的观察和测量,牛顿总结出了万有引力定律,并将其公式化。
万有引力定律的提出对于现代物理学的发展起到了重要作用。
它不仅解释了行星运动和地球上物体的重力现象,还为后来的科学家提供了探索宇宙的基本法则。
同时,该定律也激发了更多关于引力和宇宙起源的研究。
结论万有引力定律是牛顿物理学的重要组成部分,它揭示了物体间引力相互作用的规律。
通过应用该定律,我们可以解释和预测宇宙中各种物体间的相互作用。
万有引力定律的意思
万有引力定律,是一条描述质点相互作用的重要定律,它为我们解释了天体运动以及星系形成的基本原理。
下面我们将从四个方面来介绍这一定律。
一、引力的定义
引力是指物体间由于重力而产生的吸引力。
简单来说,引力越大,物体间的吸引力就越强。
在自然界中,所有具有质量的物体都会相互产生引力。
二、质点的作用
在万有引力定律中,考虑的是质点之间的相互作用。
质点是指质量可以忽略不计的点,实际上所有物体都可以看作由无数个质点组成的。
通过设想质点之间的相互作用,我们可以简化计算过程,从而更方便地分析物体间的相互作用。
三、万有引力定律的表述
万有引力定律指出:任意两个质点之间的引力大小与它们质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
数学表述为:
F=G×m1×m2/r^2
其中,F表示两个质点之间的引力大小,G是万有引力常数,m1和m2分别是两个质点的质量,r表示它们之间的距离。
这一定律被认为是牛
顿的开创性发现之一,成为了经典力学的基础。
四、应用范围
万有引力定律被广泛应用于天文学、物理学等各个领域。
在天文学中,它被用来解释行星、卫星、彗星等天体间相互作用的规律。
在物理学中,它可以解释微小粒子间的相互作用规律。
此外,在地球表面上,
它也可以解释为什么物体会掉落到地面上,以及为什么物体在斜面上
滑动等现象。
总之,万有引力定律是一条基本定律。
它不仅是理解自然界运动规律
和天文现象的基础,同时也是许多科学研究的前提条件。
万有引力定律1. 引言万有引力定律是描述物体之间相互吸引力的定律,由英国科学家牛顿在17世纪初提出。
它是整个物理学的基础之一,为解释行星运动、天体运动以及地球上物体的运动提供了重要理论支持。
本文将介绍万有引力定律的基本概念、数学表达形式以及应用领域。
2. 万有引力定律的基本概念万有引力定律是指两个物体之间的引力与它们之间的质量和距离的关系。
根据定律,两个物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间距离的平方成反比。
简而言之,万有引力定律可以用以下公式表达:F =G * (m1 * m2) / r^2其中,F为两个物体之间的引力,m1和m2分别为这两个物体的质量,r为它们之间的距离,G为万有引力常量。
3. 万有引力定律的数学表达形式万有引力定律的数学表达形式为引力公式,即:F =G * (m1 * m2) / r^2其中,F为两个物体之间的引力,m1和m2分别为这两个物体的质量,r为它们之间的距离,G为万有引力常量。
万有引力常量G的数值为6.67430(15) × 10^-11 N·(m/kg)^2。
根据这个公式,我们可以计算出两个物体之间的引力,并根据引力的大小来判断它们之间的相互作用。
4. 万有引力定律的应用领域万有引力定律是广泛应用于天体物理学和航天科学领域的重要理论。
以下是一些万有引力定律的应用实例:4.1 行星运动的解释万有引力定律被用来解释行星系统中行星的轨道运动。
根据定律,太阳对行星的引力是使行星绕太阳作椭圆轨道运动的原因。
行星的质量和距离太阳的距离决定着引力的大小,从而影响行星的轨道形状。
4.2 人造卫星的轨道设计在航天科学中,万有引力定律被用来计算和设计人造卫星的轨道。
通过计算卫星和地球之间的引力,可以确定卫星的轨道高度及速度要求,以使卫星能够保持稳定的轨道运动。
4.3 天体测量学万有引力定律还可以应用于测量天体的质量。
通过观测天体之间的引力作用,可以计算出天体的质量,从而帮助科学家更好地了解宇宙的结构和演化过程。
万有引力定律及其应用万有引力定律是物理学中的重要定律之一,由英国科学家牛顿在17世纪发现并公布。
它描述了物体之间相互作用的力与它们的质量和距离的关系。
本文将介绍万有引力定律的具体内容以及一些应用示例。
一、万有引力定律的表述万有引力定律指出,任何两个物体之间都存在着一种相互吸引的力,这个力称为引力。
它的大小与两个物体的质量成正比,与它们的距离平方成反比。
假设有两个物体,质量分别为m1和m2,它们之间的距离为r。
根据万有引力定律,它们之间的引力F可以通过以下公式计算得到:F =G * (m1 * m2) / r^2其中,G为万有引力常数,约等于6.67430 × 10^-11 N·(m/kg)^2。
根据这个定律,我们可以计算出物体之间的引力大小,并进一步研究物体的运动状态和相互作用。
二、万有引力定律的应用万有引力定律在物理学的研究中有广泛的应用。
下面将介绍一些具体的应用示例。
1. 行星运动万有引力定律对行星的运动轨迹和速度提供了解释。
根据定律,行星与恒星之间的引力使得行星绕恒星运动。
行星在受到引力作用下,沿着椭圆轨道围绕恒星旋转。
同时,根据引力的大小和方向,我们还可以计算出行星的速度和运动轨道。
2. 卫星轨道人造卫星的运行轨道也可以通过万有引力定律进行计算。
卫星以地球为中心,受到地球引力的作用,所以会围绕地球旋转。
通过计算引力大小和速度,可以确定卫星的轨道,从而实现正常运行和通信。
3. 弹道轨道使用火箭进行太空探索时,火箭也是根据万有引力定律的计算结果进行定位和轨道规划的。
引力对火箭产生的影响可以通过计算得到,从而确定火箭发射时的初始速度和轨道,确保火箭能够顺利进入太空。
4. 重力加速度万有引力定律还可以用于计算地球表面上的重力加速度,即物体下落的速度增加量。
根据质量和距离的关系,可以计算出地球表面上的引力大小,进而计算物体下落的加速度,并用于物理学中相关的问题解决。
以上仅是万有引力定律的一些应用示例,实际上在天文学、空间科学、物理学等许多领域都有涉及。
万有引力定律◆知识精要1、万有引力定律(1)内容:任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟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)公式:F=G ,其中G=6.67×10-11N·m2/kg2(3)万有引力定律适用于一切物体,而该公式在中学阶段只能直接用于质点间的万有引力的计算(匀质球体或匀质球壳亦可)。
(4)万有引力是一种场力在空间只要存在有质量的物体,它就会在周围空间建立起引力场。
任何一个有质量的物体进入这个引力场,就会受到万有引力的作用,这是由于进入引力场的物体也在周围空间形成自己的引力场,并通过引力场与其它物体相互作用。
2、地球上物体重力变化的原因(1)自转的影响当物体位于纬度F处时,万有引力为F=G ,向心力为F n=mω2RcosF,则重力mg= 当物体位于赤道时,F=0°,mg=F-F n=G -mω2R;当物体位于两极时,F=90°,mg=F=G 。
可见,物体的重力产生于地球对物体的引力,但在一般情况下,重力不等于万有引力,方向不指向地心,由于地球自转的影响,从赤道到两极,物体的重力随纬度的增大而增大。
(2)地面到地心的距离R和地球密度r的影响由于地球是椭球体,质量分布也不均匀,根据F=G = ρGRmr可知,随着R和r 的变化,重力也会发生变化。
说明:由于地球自转的影响,从赤道到两极,重力变化为千分之五;地面到地心的距离R每增加一千米,重力减少不到万分之三。
所以,在近似计算中,mg≈F。
3、万有引力定律的应用(1)重力加速度g=M(2)行星绕恒星、卫星绕行星做匀速圆周运动,万有引力充当向心力,根据万有引力定律和牛顿第二定律可知:G =ma n又a n= =w2r=()2r,则:v= ,w= ,T=2p(3)中心天体的质量M和密度r由G =m()2r可得M= ,r=当r=R,即近地卫星绕中心天体运行时,r= 。
4、人造地球卫星(1)发射速度、宇宙速度和环绕速度发射速度(v0)是从地面将人造卫星沿切线方向送入轨道的初速度;宇宙速度(v n)是最小发射速度,如第一宇宙速度v1=7.9km/s是发射人造卫星的最小发射速度;环绕速度(v)是人造卫星在轨道上运行的线速度。
万有引力定律万有引力定律是物理学中的基本定律之一,由英国科学家牛顿于17世纪提出。
它描述了物体之间的引力相互作用规律,广泛应用于天文学、力学等领域。
本文将详细介绍万有引力定律的原理、公式推导、应用以及其对人类认知宇宙的影响等相关内容。
一、定律原理万有引力定律是一项描述质点间引力相互作用的物理定律。
其原理表明,两个物体之间的引力大小与它们的质量成正比,与它们之间的距离平方成反比。
如果用F表示两物体之间的引力大小,m1和m2分别表示两物体的质量,r表示它们之间的距离,万有引力定律可表示为以下公式:F =G * ((m1 * m2) / r^2)其中,G为万有引力常数,其值为6.67430 × 10^-11 N·(m/kg)^2。
二、公式推导万有引力定律的公式由牛顿通过数学推导得出。
他首先研究了地球上物体下落的规律,提出了物体之间存在相互吸引的力。
然后,他通过实验观测行星运动轨迹的特点,得出了引力与距离平方成反比关系的结论。
牛顿使用了开普勒的行星运动定律作为基础,结合他的力学定律和数学知识,推导出了万有引力定律的公式。
根据公式推导的过程可以证明,这一定律可以适用于任何两个物体之间的引力相互作用。
三、应用万有引力定律的应用非常广泛。
首先,它可以解释天体运动规律,例如行星绕太阳的轨迹、卫星绕地球的运动等。
通过应用万有引力定律,科学家们可以准确预测和描述天体的运动。
其次,万有引力定律还用于研究地球上物体的运动和平衡。
例如,通过该定律可以解释地球上物体下落的原因,以及建筑物和桥梁的结构稳定性等。
此外,万有引力定律也被应用于航天探测和导航系统。
在航天器的轨道规划和导航定位中,必须考虑各个天体之间的引力相互作用,以保证航天器的安全和准确到位。
四、对人类认知宇宙的影响万有引力定律的发现和应用对人类认知宇宙产生了巨大影响。
它揭示了天体之间的引力相互作用规律,帮助我们更好地理解宇宙中的物体运动和相互关系。
万有引力定律及其应用1. 万有引力定律○1内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟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:221r m m G F = ○3万有引力定律是两个具有质量的物体间的相互作用力,是宇宙中物体间的一种基本作用形式。
公式中的r 应理解为相互作用的两个物体质心间的距离;对于均匀的球体,r 是两球心间的距离;对地表附近的物体,r 是物体和地心间的距离。
G 称作引力常量:G =6.67×10-11N ·m 2/kg 2(不要求记住)○4适用条件: 1、严格地说,万有引力定律的公式只适用于计算质点间的相互作用。
当两个物体间的距离比物体本身大得多时,也可用于近似计算两物体间的万有引力。
2、质量均匀的球体间的相互作用,也可用于万有引力定律公式来计算,式中的r 是两个球体球心间的距离。
3、一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也可用计算,式中的是球体球心到质点的距离。
2. 三种宇宙速度(1)第一宇宙速度(环绕速度):v1= 7.9 km/s ,是人造地球卫星的最小发射速度.(2)第二宇宙速度(脱离速度):v2= 11.2 km/s ,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度.(3)第三宇宙速度(逃逸速度):v3= 16.7 km/s ,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.3万有引力定律在天体运动中的应用1.在处理天体的运动问题时,通常把天体的运动看成是匀速圆周 运动,其所需要的向心力由 万有引力 提供.其基本关系式为:在天体表面,忽略自转的情况下有:2. 卫星的绕行速度、角速度、周期与轨道半径r 的关系r f m r Tm r m r v m r Mm G 22222)π2()π2(====ωmg R Mm G =23.体质量M、密度ρ的估算方法点拨1.分析天体运动类问题的一条主线就是F万=F向,抓住黄金代换GM= gR22.近地卫星的线速度即第一宇宙速度,是卫星绕地球做圆周运动的最大速度,也是发射卫星的最小速度.3.因卫星上物体的重力用来提供绕地球做圆周运动的向心力,所以均处于完全失重状态,与重力有关的仪器不能使用,与重力有关的实验不能进行.4.卫星变轨时,离心运动后速度变小 ,向心运动后速度变大 .5.确定天体表面重力加速度的方法有:①测重力法;②单摆法;③平抛(或竖直上抛)物体法;④近地卫星环绕法.【典型题解】类型一万有引力定律及其应用例1(2009·南京模拟)图1所示是我国的“探月工程”向月球发射一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”的过程简图.“嫦娥一号”进入月球轨道后,在距离月球表面高为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动.(1)若已知月球半径为R 月,月球表面的重力加速度为g 月,则“嫦娥一号”环绕月球运行的周期为多少?(2)若已知R 月= R 地/4,g 月= g 地/6,则近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的多少倍?解析 (1)设“嫦娥一号”环绕月球运行的周期是T,根据牛顿第二定律得(2)对于靠近天体表面的行星或卫星有类型二 中心天体质量、密度的计算例2 把地球绕太阳公转看作匀速率圆周运动,轨道平均半径约为1.5×108 km,已知万有引力常量G=6.67×10-11 N ·m2/kg2,则可估算出太阳的质量大约是多少?(结果取一位有效数字)解析 题干给出地球轨道半径r=1.5×108 km,虽没直接给出地球运转周期数值,但日常知识告诉我们:地球绕太阳公转一周为365天,周期T=365×24×3 600 s=3.2×107 s.万有引力提供向心力 ,故太阳质量r Tm r Mm G 22)π2(例3美国“勇气”号火星车在火星表面成功登陆,登陆时间选择在6万年来火星距地球最近的一次,火星与地球之间的距离仅有5 580万千米,火星车在登陆前绕火星做圆周运动,距火星表面高度为H,火星半径为R,绕行N圈的时间为t.求:(1)若地球、火星绕太阳公转为匀速圆周运动,其周期分别为T地、T火,试比较它的大小;(2)求火星的平均密度(用R、H、N、t、万有引力常量G表示);(3)火星车登陆后不断地向地球发送所拍摄的照片,地球上接收到的第一张照片大约是火星车多少秒前拍摄的.解析(1)设环绕天体质量为m,中心天体质量为M,类型三卫星变轨问题例3 (2009·山东卷·18)2008年9月25日至28日,我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱.飞船先沿椭圆轨道飞行,后在远地点343千米处点火加速,由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道,在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟.下列判断正确的是()A.飞船变轨前后的机械能相等B.飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C.飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度D.飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度解析由于变轨过程中需点火加速,所以变轨后飞船的机械能增大,选项A错误;宇航员出舱前后均与飞船一起做匀速圆周运动,万有引力提供了做圆周运动的向心力,因此出舱前后航天员都处于失重状态,选项B正确;飞船在圆轨道上运行的周期为90分钟,而同步卫星的周期为24小时,所以飞船在圆轨道上运动的角速度大于同步卫星的角速度,选项C 正确.只要在同一点受到的万有引力相同,由牛顿第二定律得a=,即加速度相同,选项D 错误.答案 BC例4“嫦娥一号”探月卫星发动机关闭,轨道控制结束,卫星进入地月转移轨道.图2中MN 之间的一段曲线表示转移轨道的一部分,P 是轨道上的一点,直线AB 过P 点且和两边轨道相切.下列说法中正确的是(BCD )A.卫星在此段轨道上,动能一直减小B.卫星经过P 点时动能最小C.卫星经过P 点时速度方向由P 向BD.卫星经过P 点时加速度为零解题归纳 卫星的变轨问题应结合离心运动和向心运动去分析,因为变轨的过程中不满足稳定运行的条件F 向=F 万,而是在原轨道上因为速度减小做向心运动而下降,速度增大做离心运动而升高,但是一旦变轨成功后又要稳定运行,这时又满足F 向=F 万,进而按规律分析即可,在这里要注意,因为原轨道上的速度减小做向心运动轨道降低了,但是降低后在低轨道运行的速度要比原高轨道的速度大.(2009·上海十校联考)2008年9月25日我国成功发射了“神舟七号”飞船,关于“神舟七号”飞船的运动,下列说法中正确的是 (CD )A.点火后飞船开始做直线运动时,如果认为火箭所受的空气阻力不随速度变化,同时认为推力F (向后喷气获得)和重力加速度g 不变,则火箭做匀加速直线运动B.入轨后,飞船内的航天员处于平衡状态C.入轨后,飞船内的航天员仍受到地球的引力作用,但该引力小于航天员在地面时受到的地球对他的引力D.返回地面将要着陆时,返回舱会开启反推火箭, 这个阶段航天员处于超重状态类型四 万有引力与航天科技例4(2009·天津卷·12)2008年12月,天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A ”的质量与太阳质量的倍数关系.研究发现,有一星体S2绕人马座A 做椭圆运动,其轨道半长轴为9.50×102天文单位(地球公转轨道的半径为一个天文单位),人马座A 就处在该椭圆的一个焦点上.观测得到S2星的运动周期为15.2年.(1)若将S2星的运动轨道视为半径r=9.50×102天文单位的圆轨道,试估算人马座A 的质量MA 是太阳质量MS 的多少倍(结果保留一位有效数字);(2)黑洞的第二宇宙速度极大,处于黑洞表面的粒子即使以光速运动,其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚.由于引力的作用,黑洞表面处质量为22rGM mr GMmm 的粒子具有的势能为Ep=- (设粒子在离黑洞无限远处的势能为零),式中M 、R 分别表示黑洞的质量和半径.已知引力常量G=6.7×10-11N ·m2/kg2,光速c=3.0×108 m/s ,太阳质量MS=2.0×1030 kg ,太阳半径RS=7.0×108 m ,不考虑相对论效应,利用上问结果,在经典力学范围内求人马座A 的半径RA 与太阳半径RS 之比应小于多少(结果按四舍五入保留整数).解析 (1)S2星绕人马座A 做圆周运动的向心力由人马座A 对S2星的万有引力提供,设S2星的质量为mS2,角速度为ω,周期为T ,则rE=1天文单位 ⑤代入数据可得 =4×106 ⑥(2)引力对粒子作用不到的地方即为无限远,此时粒子的势能为零,“处于黑洞表面的粒子即使以光速运动,其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚”,说明了黑洞表面处以光速运动的粒子在远离黑洞的过程中克服引力做功,粒子在到达无限远之前,其动能便减小为零,此时势能仍为负值,则其能量总和小于零.根据能量守恒定律,粒子在黑洞表面处的能量也小于零,则有例5(2009·四川卷·15)据报道,2009年4月29 日,美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太 阳系其他行星逆向运行的小行星,代号为2009HC82.该小行星绕太阳一周的时间为3.39年, 直径2~3千米,其轨道平面与地球轨道平面呈 155°的倾斜.假定该小行星与地球均以太阳为中心 做匀速圆周运动,则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为 ( )22r m M G S A备考作业1.(2009·安徽卷·15)2009年2月11日,俄罗斯的“宇宙—2251”卫星和美国的“铱—33”卫星在西伯利亚上空约805 km处发生碰撞.这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件.碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境.假定有甲、乙两块碎片,绕地球运动的轨道都是圆,甲的运行速率比乙的大,则下列说法中正确的是()A.甲的运行周期一定比乙的长B.甲距地面的高度一定比乙的高C.甲的向心力一定比乙的小D.甲的加速度一定比乙的大解析根据万有引力提供向心力有由于v甲>v乙,所以甲离地面的高度小于乙离地面的高度,甲的周期小于乙的周期,甲的向心加速度比乙的大.由于甲、乙质量未知,所受向心力大小无法判断.综上所述正确选项为D项.2.(2009·上海市高三物理质量抽查卷)某探月卫星经过多次变轨,最后成为一颗月球卫星.设该卫星的轨道为圆形,且贴近月球表面,则该近月卫星的运行速度率约为(已知月球的质量约为地球质量的1/81,月球半径约为地球半径的1/4,近地地球卫星的速率为7.9 km/s)()A.1.8 km/sB.0.4 km/sC.11 km/sD.36 km/s3.(2009·徐州三检)卫星甲、乙、丙在如图4所示的三个椭圆轨道上绕地球运行,卫星甲与卫星乙的运行轨道在P点相切.不计大气阻力,以下说法正确的是()A.卫星甲运行时的周期最大B.卫星乙运行时的机械能最大C.卫星丙的加速度始终大于卫星乙的加速度D.卫星甲、乙分别经过P点时的速度相等4.(2009·苏锡常镇学情调查二)我国发射的“亚洲一号”地球同步通信卫星的质量为1.24 t,在某一确定的轨道上运行.下列说法正确的是()A.“亚洲一号”卫星定点在北京正上方太空,所以我国可以利用它进行电视转播B.“亚洲一号”卫星的轨道平面一定与赤道平面重合C.若要发射一颗质量为2.48 t的地球同步通信卫星,则该卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径小D.若要发射一颗质量为2.48 t的地球同步通信卫星,则该卫星的轨道半径和“亚洲一号”卫星轨道半径一样大解析同步卫星一定在赤道上方,周期24 h,且高度一定,所以本题应选择B、D.答案 BD5.(2009·长春调研)如图5所示,从地球表面发射一颗卫星,先让其进入椭圆轨道Ⅰ运动,A、B分别为椭圆轨道的近地点和远地点,卫星在远地点B变轨后沿圆轨道Ⅱ运动,下列说法中正确的是()A.卫星沿轨道Ⅱ运动的周期大于沿轨道Ⅰ运动的周期B.卫星在轨道Ⅱ上C点的速度大于在轨道Ⅰ上A点的速度C.卫星在轨道Ⅱ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能D.卫星在轨道Ⅱ上C点的加速度大于在轨道Ⅰ上A点的加速度6.(2009·苏北四市联考)为纪念伽利略将望远镜用于天文观测400周年,2009年被定为以“探索我的宇宙”为主题的国际天文年.我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行,完成了既定任务,于2009年3月1日16时13分成功撞月.如图6为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图,卫星在控制点1开始进入撞月轨道.假设卫星绕月球作圆周运动的轨道半径为R ,周期为T ,引力常量为G.根据题中信息,以下说法正确的是( )A.可以求出月球的质量B.可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力C.“嫦娥一号”卫星在控制点1处应减速D.“嫦娥一号”在地面的发射速度大于11.2 km/s7.(2009·天津模拟)2007年10月24日18时29分,图7星箭成功分离之后,“嫦娥一号”卫星进入半径为205 km 的圆轨道上绕地球做圆周运动,卫星在这个轨道上“奔跑”一圈半后,于25日下午进行第一次变轨,变轨后,卫星轨道半径将抬高到离地球约600 km 的地方,如图7所示.已知地球半径为R,表面重力加速度为g,质量为m 的“嫦娥一号”卫星在地球上空的万有引力势能为Ep=(以无穷远处引力势能为零),r 表示物体到地心的距离.(1)质量为m 的“嫦娥一号”卫星以速率v 在某一圆轨道上绕地球做圆周运动,求此时卫星距地球地面高度h1.(2)要使“嫦娥一号”卫星上升,从离地面高度h1再增加h的轨道上做匀速圆周运动,卫星发动机至少要做多少功?rm gR28.(2009·上海卢湾区)牛顿在1684年提出这样一些理论:当被水平抛出物体的速度达到一定数值v1时,它会沿着一个圆形轨道围绕地球飞行而不落地,这个速度称为环绕速度;当抛射的速度增大到另一个临界值v2时,物体的运动轨道将成为抛物线,它将飞离地球的引力范围,这里的v2我们称其为逃离速度,对地球来讲逃离速度为11.2 km/s.法国数学家兼天文学家拉普拉斯于1796年曾预言:“一个密度如地球而直径约为太阳250倍的发光恒星,由于其引力作用,将不允许任何物体(包括光)离开它.由于这个原因,宇宙中有些天体不会被我们看见.”这种奇怪的天体也就是爱因斯坦在广义相对论中预言的“黑洞(black hole)”.已知对任何密度均匀的球形天体,v2恒为v1的2倍,万有引力恒量为G,地球的半径约为6 400 km,太阳半径为地球半径的109倍,光速c=3.0×108 m/s.请根据牛顿理论求:(1)求质量为M,半径为R的星体逃离速度v2的大小;(2)如果有一黑洞,其质量为地球的10倍,则其半径满足什么条件?(3)若宇宙中一颗发光恒星,直径为太阳的248倍,密度和地球相同,试通过计算分析,该恒星能否被我们看见.。
万有引力的公式
高中物理万有引力公式:
1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)}
2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•
m2/kg2,方向在它们的连线上)
3.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=
GM/R2 {R:天体半径(m),M:天体质量(kg)}
4.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量}
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3
=16.7km/s
6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径}
提示:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;
(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;
(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同;
(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周
期变小(一同三反);
(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。
万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。
牛顿的普适万有引力定律表示如下:任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。
该引力的大小与它们的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。
以数学表示为:(更严谨的表达请见下文中的矢量式方程。
)其中:∙F: 两个物体之间的引力∙G: 万有引力常数∙m1: 物体1的质量∙m2: 物体2的质量∙r: 两个物体之间的距离依照国际单位制,F的单位为牛顿(N),m1和m2的单位为千克(kg),r的单位为米(m),常数G近似地等于6.67 × 10−11 N m2 kg−2(牛顿米的平方每千克的平方)。
可以看出排斥力F一直都将不存在,这意味着净加速度的力是绝对的(这个符号规约是为了与库仑定律相容而订立的,在库仑定律中绝对的力表示两个电子之间的排斥力)。
目录[隐藏]∙ 1 重力加速度∙ 2 具有空间广度的物体∙ 3 向量式∙ 4 重力场5 牛顿理论存在的问题5.1 理论问题5.2 观测结果的不符5.3 牛顿定律的局限性∙ 6 参见∙7 参考文献∙8 注释重力加速度[编辑]令a1为事先已知质点的重力加速度。
由牛顿第二定律知,即。
取代前面方程中的F同理亦可得出a2.依照国际单位制,重力加速度(同其他一般加速度)的单位被规定为米每平方秒 (m/s2or m s−2)。
非国际单位制的单位有伽利略、[单位g](见后)以及英尺每秒的平方。
请注意上述方程中的a1,质量m1的加速度,在实际上并不取决于m1的取值。
因此可推论出对于任何物体,无论它们的质量为多少,它们都将按照同样的加速度向地面坠落具有空间广度的物体[编辑]如果被讨论的物体具有空间广度(远大于理论上的质点),它们之间的万有引力可以以物体的各个等效质点所受万有引力之和来计算。
在极限上,当组成质点趋近于“无限小”时,将需要求出两物体间的力(矢量式见下文)在空间范围上的积分。
万有引力定律的计算引力是宇宙中一种普遍存在的力量,它负责维持着星系、行星和其他物体的稳定运动。
万有引力定律是描述引力作用的基本原理,由于其重要性,它被广泛应用于天文学、物理学和工程学等领域中。
万有引力定律由英国物理学家牛顿在17世纪提出,它可以用以下公式表示:F =G * (m1 * m2) / r^2其中,F表示两个物体之间的引力大小,m1和m2分别是这两个物体的质量,r表示它们之间的距离,G是一个常数,称为万有引力常数。
这个公式告诉我们,两个物体之间的引力是与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
这意味着质量越大、距离越近的物体之间的引力越强。
让我们来看一个具体的例子。
假设有两颗具有质量m1 = 1000 kg和m2 = 2000 kg的行星,它们之间的距离为r = 10^6 m。
我们可以使用万有引力定律的公式来计算它们之间的引力。
首先,我们需要确定万有引力常数G的数值。
根据国际标准,G的值约为6.67430 * 10^-11 N·(m/kg)^2。
将这些数值代入公式中:F = (6.67430 * 10^-11) * (1000 * 2000) / (10^6)^2计算得出,两个行星之间的引力大小为4.00458 * 10^-3 N。
这个结果告诉我们,两个行星之间存在着一个相对较小的引力,但足以保持它们的相对位置稳定。
万有引力定律不仅适用于天体之间的相互作用,也可以用于其他物体之间的引力计算。
例如,我们可以使用它来计算地球上一个物体在地面上受到的重力。
在地球表面,一个物体的质量可以近似认为是常数m,而地球的质量可以近似认为是一个固定值M。
我们可以使用下面的公式计算在地球表面上该物体受到的重力:F =G * (m * M) / r^2在这个公式中,r表示地球半径。
将相关数值代入公式中,我们可以得到一个具体的重力值。
这种重力计算在地球上有着广泛的应用。
例如,建筑物的设计和桥梁的结构都需要考虑重力对它们的影响。
高一物理万有引力定律说课稿 2007-11-6 17:09:39 浏览人次:1980A.教材分析一、在教材中的地位本节内容在《2004年高考考试大纲理科综合》中属Ⅰ级要求,本节和前一节波的衍射共同讲解波的特有现象,为后面电磁波及光波的教学打下基础。
二、教材设计流程波的干涉是波的一种特殊的叠加现象,所以对波的叠加现象的理解是认识波的干涉现象的基础。
教材首先讲了波的叠加现象,即两列波相遇而发生叠加时,对某一质点而言,它每一时刻振动的总位移,都等于该时刻两列波在该质点引起的位移的矢量和。
在学生理解波的叠加的基础上,再进一步说明在特殊情况下,即当两列波的频率相同时,叠加的结果就会出现稳定的特殊图样,即某些点两列波引起的振动始终加强,某些点两列波引起的振动始终减弱,并且加强点与减弱点相互间隔,这就是干涉现象。
由于对干涉现象的理解,需要一定的空间想象能力,可借助图片、计算机模拟,尽可能使学生形象、直观地理解干涉现象。
三、教学目标1、知识目标(1)知道波的叠加原理。
(2)知道什么是波的干涉现象和干涉图样。
(3)理解干涉现象的形成原理。
(4)知道干涉现象是波所特有的现象。
2、能力目标(1)培养观察、分析、归纳和空间想象能力。
(2)学习将三维空间运动转化为二维平面运动进行分析的思维方法(3)学习在动态变化中抓住瞬间状态进行分析的思维方法3、德育目标培养学生辩证唯物主义的思想和实事求是的精神。
四、教学重点干涉条件和干涉图样五、教学难点干涉现象形成的原理B.教法分析一、理论依据为充分体现学生的学习主体地位,准备采用前苏联教育家马赫穆托夫、列尔涅尔、斯卡特金等人所倡导的问题教学法。
其基本程序是:提出问题——引导学生观察实验——启发学生分析和解决问题。
解决问题一般要经过四个阶段:即教师提出问题→学生独立思考、观察、讨论分析→教师根据学生交流的情况进行点拨引导→总结得出结论、进行论证。
二、主要目的充分体现学生的主体地位和作用,让学生在问题中激发兴趣,在问题的争论中辨清问题,在问题的解决中提升能力。
三、主要设想1、为了形象直观,打算在课堂中采用播放录相、实验演示、电脑动画模拟辅助手段,帮助学生建立形象直观的认识,降低难度。
2、在引导学生分析清楚不连续的脉冲波的叠加情形之后,顺势通过提问让学生思考连续波的叠加情况。
引入波的干涉现象。
3、通过对波的干涉现象的观察与分析,分析波的干涉形成的原理,得出波的干涉条件。
四、突破重难点的方法1、为了能让学生更好的理解波的干涉形成原理,可以采取变“静”为“动”,“动”中取“静”的分析方法。
波的干涉现象是一种动态中的稳态,要分析这种现象,应该采用对某一瞬间状态进行分析的思维方法,并且将立体转化为平面进行形象的分析,充分利用计算机动画化动为静、化快为慢的特点,能有效地化解难点.具体操作流程如下:首先做演示实验,让学生观察叙述实验现象,然后将水波的干涉图样用三维动画模拟在计算机上,让学生先看三维图的俯视图,再看三维图侧视剖视图,在边缘上放上质点,与上面讲到的波的叠加实验联系起来,让学生从感观上和知识上清楚的意识到,波的干涉实际上是一种特殊的叠加现象。
在这个过程中,还可以使学生将三维空间运动转化为二维平面运动进行分析的思维方法得到提高.2、在讨论波的干涉图样和干涉条件时,可以提出以下的问题4和5,请学生看课本上的干涉图样,引导学生思考与讨论,然后大面积提问,最后,由教师在黑坂上画图分析总结。
在师生的互动中,将重点难点一一化解C.学法分析一、问题展示1.什么是波的衍射?产生明显衍射现象的条件是什么?2.在同一界质中两列波在同时传播,这两列波之间会怎样相互作用、最终将会发生什么现象呢?3.为什么在波的干涉现象中,会出现有些质点振动振幅很大,有些却很小,甚至为零?4.振动的加强点和减弱点是交替出现还是固定不变?5.干涉的形成是否还需要条件呢?回到教材图10-23分析——如果波源S1和S2所激发的波的波长不同a、某时刻是否会形成规则的强弱b、半个周期后,强弱点的分布是否还在原处?6.波的干涉现象是不是很普遍?譬如声音叠加后,会经常出现干涉现象吗?二、过程推进针对上述系列问题,教师边演示、边提问,让学生边观察、边思考,最大限度地调动学生积极参与教学活动。
在教材难点处适当放慢节奏,给学生充分的时间进行思考和讨论,教师可给予恰当的思维点拨,必要时可进行大面积课堂提问,让学生充分发表意见。
三、结果预测采用问题式课堂教学模式,既有利于化解难点,也有利于充分发挥学生的主体作用,使课堂气氛更加活跃。
让学生在生生互动、师生互动中掌握新知识,提高解决问题的能力。
D、教学过程设想一、复习&引入(约5分钟)1.复习提问:什么是波的衍射?产生明显衍射现象的条件是什么?2.请学生回答以上问题,然后请学生评论,答案是否正确。
3.引入提问:在同一界质若有两列波在同时传播,这两列波之间会怎样相互作用、最终将会发生什么现象呢?4.实验由实验导入课题,激发学生的探索兴趣和求知欲,同时培养观察能力二、新课教学(约30分钟)(一)波的独立传播特性1.设问:把两块石子在不同的地方投入池塘的水中,就有两列波在水面上传播,两列波相遇时,会不会像两个小球相碰时那样,都改变原来的运动状态呢?(约1分钟)2.学生实验:水波的相向传播[改进课本传统实验](约2分钟)3.引导让学生叙述实验现象。
(1分钟)5.总结:(约2分钟)(二)波的叠加原理1.计算机模拟绳波的传播。
请同学叙述在它们的重叠区域里,质点的位移的发生了什么变化。
(约2分钟)2.原理(约2分钟)3.画图分析4.讲解三种典型情况:峰-峰叠加、峰-谷叠加、谷-谷叠加。
(约3分钟)5.总结(这部分知识涉及矢量运算,对学生来说是困难,教师应该画图直观,仔细讲解,同时配以计算机模拟)(约1分钟)(三)波的干涉1.实验:背投式发波水槽演示水波的干涉[改进实验仪器](约1分钟)1.计算机模拟:请学生叙述观察到的现象.(约2分钟)2.设问:为什么在两列波相遇后,会出现有些质点振动振幅很大,有些却很小,甚至为零?3.引导学生讨论课本图10-23分析a,b这两个质点的运动情况.(约6分钟)(设问:振动的加强点和减弱点是交替出现还是固定不变?)4.分析,归纳,总结.(约2分钟)5.让学生看课本得出波的干涉的定义.(约1分钟)(四)波的干涉的条件(约5分钟)1.设问:波的干涉的形成是否还需要条件呢?2.引导学生分析:教材图10-23——如果波源S1和S2所激发的波的波长不同a、某时刻是否会形成规则的强弱分布?b、半个周期后,强弱点的分布是否还在原处?3.大面积提问,让学生回答自己得出的结论。
4.总结:5.实验检验。
三、教学小结(约3分钟)体现本节知识结构,突出教学重点四、反馈练习及评讲(约5分钟)五、作业布置(约1分钟)阅读教材;教材P58第(1)、(2)、(3)题,上作业本D.媒体应用录相、实验演示、动画模拟E.板书设计一、波的独立传播特性两列波相遇前后都保持各自运动状态.二、波的叠加波的叠加:几列波在同一介质相遇,相遇时,重叠部分的介质点参与几列波引起的振动,质点位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和.三、波的干涉频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而且加强和减弱的区域相互间隔,这种现象叫波的干涉,所形成的图样叫干涉图样。
四、波的干涉的条件:频率相同的波源(相干波源)《万有引力定律》这一课节选自高一物理第六章第二节,其教学对象为高一学生,整个说课分为五大部分:一、课程设计理念:素质教育的目的是培养身心、智能全面发展的人才,也就是说,中学教育其目的不是培养专家,而是在普及基础教育的同时,使学生德智体等方面都得到发展。
教学的核心是知识与能力并重,教学的目标是知识与能力协调发展。
(选自人民日报)由此可见,智能不是教育的唯一目的,智能不应只局限在学科能力本身。
具体说,物理教学除了要提高全体学生的科学素养以外,还应包括情感、态度与价值观的形成。
表达、多角度思维、操作技能、创新、等能力,还包括运用辩证唯物主义评价事物的能力等。
而江泽民主席说过“创新是一个民族进步的灵魂”,所以我们在教学中更要体现出对学生创造能力的培养。
《国务院关于基础教育改革与发展的决定》中专门提及合作学习,指出:“鼓励合作学习,促进学生之间的相互交流、共同发展,促进师生教学相长。
”由此可见国家决策部门对合作学习的重视。
教育观是新一轮课程改革的核心。
知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观是三位一体的课程目标。
这就要求我们把课堂教学作为切入点,设定双主体下的互惠教学;这就要求我们把重建课堂作为重点,在课堂中设立问题站、问题小组。
使得师生交流、生生交流、问题小组之间交流即师生搭挡、互动互惠;这就要求我们把课堂教学中教师的教、学生的学的方式的转变作为课改的主要标志即课堂中学习者的学、教方式是自主、探究、合作、具有团队精神。
(选自教育研究院理科科长:杨炳华,“让学习者转变学、教方式”)正是在这种环境下本人把“小组探究”的教学、“合作学习”的学习方法结合到教研室、我校实践了一个多学期的问题教学法中,力图通过转变教师的教学方式、学生的学习方式,给学生创造条件培养他们自主、探究、合作、具有团队精神,满足提高全体学生的科学素养的需求。
二、说学生1.学生已有学科知识分析高一学生已经学习了牛顿的三个定律,了解了物体运动的条件,又学习了圆周运动的知识,知道做圆周运动的条件与规律,另外又学习了开普勒三定律,知道了行星的周期的平方与轨道半长轴的三次方成正比及行星运动的规律,已经积累了一定的知识。
理论上已经具备了接受万有引力定律的能力。
2. 学生能力分析高一学生正处于从初中物理的定性分析到高中物理的定量讨论;从初中的形象思维到高中的抽象思维;从初中简单的逻辑思维到高中复杂的分析推理的转变过程中。
从心理学的角度分析他们的一般能力已经具备,具有一定的观察力、记忆力、抽象概括力、想象力。
但其创造能力还比较欠缺,对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱;(创造能力:利用已有知识创造出新的概念、理论的能力。
选自《在职攻读教育硕士专业学位—全国统考—心理学》)在学习过程中对知识点的把握还不是很准确,数学的推理能力较弱;但学生对感性材料的认知能力较强,接受新知识的能力也很强;而且学生的社交能力也正处于发展阶段,需要得到不断的锻炼。
3.学生所处环境、自身素质分析一方面我国在航天事业上的突破(成功发射了“神州五号”载人宇宙飞船)、太阳系第十大行星的发现的报道(未经证实)极大的激发了学生学习有关宇宙、航天、卫星知识的兴趣。
另一方面学生已有的有关宇宙、航天、卫星的知识仅局限于认知阶段,对于它们的规律知之甚少,甚至于存在的错误的概念。