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1、1 1行星的运动行星的运动2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力3 3万有引力定律万有引力定律4 4万有引力理论的成就万有引力理论的成就专题课：人造卫星问题专题课：人造卫星问题5 5宇宙航行宇宙航行6 6经典力学的局限性经典力学的局限性本章总结提升本章总结提升第六章万有引力与航天第六章万有引力与航天第第六六章章万有引力与航天万有引力与航天 1 1行星的运动行星的运动1 1行星行星的运动的运动1 1行星的运动行星的运动 教学目标教学目标教学目标教学目标 1了了解解人人类类对对行行星星运运动动规规律律的的认认识识过过程程，了了解解观观察察方方法法在在认识认识行星运行星运动规动规律中的作用律中的
2、作用 2知知道道开开普普勒勒行行星星运运动动定定律律及及其其科科学学价价值值，了了解解开开普普勒勒第三定律中的第三定律中的k值值的大小只与中心天体有关的大小只与中心天体有关 3体体会会科科学学家家们们的的科科学学态态度度和和科科学学精精神神，体体会会对对描描述述自自然追求然追求简单简单和和和和谐谐是科学研究的是科学研究的动动力之一力之一1 1行星的运动行星的运动 重点难点重点难点【重点重点】理理解解和和掌掌握握开开普普勒勒行行星星运运动动定定律律，认认识识行行星星的的运运动动学学好好本本节节有有利利于于对对宇宇宙宙中中行行星星的的运运动动规规律律的的认认识识，掌掌握握人人类类认认识识自自然然规
3、规律的科学方法，并有利于律的科学方法，并有利于对对人造人造卫卫星的学星的学习习 【难难点点】对对开普勒行星运开普勒行星运动动定律的理解和定律的理解和应应用用重点难点重点难点1 1行星的运动行星的运动 教学建议教学建议教学建议教学建议 本本节节内容内容对对学生来学生来说说是抽象的、陌生的，甚至无法去感知是抽象的、陌生的，甚至无法去感知对对天体的运天体的运动动充充满满好奇，又好奇，又觉觉得非常神秘而不易理解所以得非常神秘而不易理解所以我我们们必必须须去引去引导导学生了解人学生了解人们对们对星体运星体运动认识动认识的的发发展展过过程，从程，从“日心日心说说”和和“地心地心说说”的内容到其两者之的内容
4、到其两者之间间的争的争论论，从第谷的精心，从第谷的精心观测观测到开普勒的数学运算，在学生整体感知的到开普勒的数学运算，在学生整体感知的过过程中引程中引导导学生学生体会体会这这些大些大师们对师们对待待问题问题的思路、方法及一的思路、方法及一丝丝不苟的科学精神，不苟的科学精神，并激并激发发学生学生热爱热爱科学、探索真理的求知科学、探索真理的求知热热情情.1 1行星的运动行星的运动 新课导入新课导入新课导入新课导入 【导导入一入一】我我们们与与无无数数生生灵灵生生活活在在地地球球上上，白白天天我我们们沐沐浴浴着着太太阳阳的的光光辉辉夜夜晚晚，仰仰望望苍苍穹穹，繁繁星星闪闪烁烁，美美丽丽的的月月亮亮把
5、把我我们们带带入入了了无无限限的的遐遐想想之之中中，这这浩浩瀚瀚无无垠垠的的宇宇宙宙中中有有着着无无数数的的大大小小不不一一、形形态态各各异异的的天天体体，它它们们的的神神秘秘始始终终让让我我们们渴渴望望了了解解，并并不不断断地地去去探探索索而而伟伟大大的的天天文文学学家家、物物理理学学家家已已为为我我们们的的探探索索开开了了头头，让让我我们们对对宇宇宙宙来来一一个个初初步步的的了了解解首首先先，我我们们来来了了解解行行星星的的运运动动情况情况1 1行星的运动行星的运动 新课导入新课导入 【导导入二入二】在在浩浩瀚瀚的的宇宇宙宙中中有有着着无无数数大大小小不不一一、形形态态各各异异的的天天体体
6、，如如月月亮亮、地地球球、太太阳阳、夜夜空空中中的的星星星星日日出出日日落落，斗斗转转星星移移，各各种种天天体体都都在在不不停停地地运运动动，我我们们知知道道：月月亮亮绕绕着着地地球球转转，地地球球绕绕着着太太阳阳转转，地地球球在在公公转转的的同同时时还还在在自自转转，天天体体的的运运动动遵遵循循着着什什么么样样的的规规律律？关关于于不不同同星星体体的的运运动动，有有地地心心说说和和日日心心说说，我我们们知知道道地地心心说说是是错错误误的的，那那么么日日心心说说是是否否就就完完美美无无缺缺呢呢？行行星星是是否否在在做做完完美美的的匀匀速速圆圆周周运运动动呢呢？“坐坐地地日日行行八八万万里里，巡
7、巡天天遥遥看看一一千千河河”由由这这些些无无数数天天体体组组成成的的广广袤袤无无垠垠的的宇宇宙宙始始终终是是人人们们渴渴望望了了解解、不不断断探探索索的的领领域域下下面面，就就让让我我们们沿着先沿着先辈们辈们的足迹去了解行星的运的足迹去了解行星的运动动特点特点.1 1行星的运动行星的运动 知识必备知识必备知识必备知识必备 知识点一地心说和日心说知识点一地心说和日心说 1地地心心说说的的代代表表人人物物是是_，这这个个学学说说的的核核心心观观点点是是认为认为地球是静止不地球是静止不动动的，是宇宙的的，是宇宙的_ 2日日心心说说的的代代表表人人物物是是_，这这个个学学说说的的核核心心观观点点是是
8、认认 为为 太太 阳阳 是是 静静 止止 不不 动动 的的，地地 球球 和和 其其 他他 的的 行行 星星 都都_托勒密托勒密 中心中心 哥白尼哥白尼 围绕围绕太阳运太阳运动动 1 1行星的运动行星的运动 知识必备知识必备 知识点二开普勒行星运动定律知识点二开普勒行星运动定律 1开开普普勒勒第第一一定定律律：所所有有行行星星绕绕太太阳阳运运动动的的轨轨道道都都是是椭椭圆圆，太阳，太阳处处在在椭圆椭圆的一个的一个_ 2开开普普勒勒第第二二定定律律：对对任任意意一一个个行行星星来来说说，它它与与太太阳阳的的连线连线在相等的在相等的时间时间内内扫过扫过相等的相等的_ 3开开普普勒勒第第三三定定律律：
9、所所有有行行星星的的轨轨道道的的半半长长轴轴的的三三次次方方与与它它的的公公转转周周期期的的二二次次方方的的比比值值都都_其其数数学学表表达达式式为为_焦点上焦点上 面面积积相等相等 1 1行星的运动行星的运动 学习互动学习互动 考点一考点一 早期科学家早期科学家对对天体运天体运动动的研究的研究 想想一一想想 早早期期科科学学家家对对天天体体运运动动的的研研究究有有哪哪些些主主要要成成果果？这这些成果都些成果都对吗对吗？学习互动学习互动 答案答案 有地心说和日心说，都有其局限性有地心说和日心说，都有其局限性1 1行星的运动行星的运动 学习互动学习互动要点总结代表学说内容局限性地心说_是宇宙的中
10、心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动，但计算所得的数据和丹麦天文学家第谷的观测数据不符日心说_是宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动地球地球太阳太阳 例例1 1(多多选选)16世世纪纪，哥白尼根据天文，哥白尼根据天文观测观测的大量的大量资资料，料，经过经过40多年的天文多年的天文观测观测和潜心研究，提出和潜心研究，提出“日心日心说说”的如下四个基本的如下四个基本论论点，点，这这四个四个论论点目前看存在缺陷的是点目前看存在缺陷的是()A宇宙的中心是太阳，所有行星都在宇宙的中心是太阳，所
11、有行星都在绕绕太阳做匀速太阳做匀速圆圆周运周运动动 B地地球球是是绕绕太太阳阳做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的行行星星，月月球球是是绕绕地地球球做做匀匀速速圆圆周运周运动动的的卫卫星，它星，它绕绕地球运地球运动动的同的同时还时还跟地球一起跟地球一起绕绕太阳运太阳运动动 C太太阳阳不不转转动动，因因为为地地球球每每天天自自西西向向东东自自转转一一周周，造造成成太太阳阳每天每天东东升西落的升西落的现现象象 D与与日日地地距距离离相相比比，其其他他恒恒星星离离地地球球都都十十分分遥遥远远，比比日日地地距距离大得多离大得多1 1行星的运动行星的运动 学习互动学习互动 解析解析 ABC太阳不是宇宙的中心
12、太阳不是宇宙的中心，只只是太阳系的中心天体是太阳系的中心天体，行星做的也不是匀速行星做的也不是匀速圆圆周运周运动动，A存在缺陷；恒星是宇宙中的主要天存在缺陷；恒星是宇宙中的主要天体体，宇宙中可宇宙中可观观察到的恒星大察到的恒星大约约有有1012颗颗，太太阳是离我阳是离我们们最近的一最近的一颗颗恒星恒星，所有的恒星都在所有的恒星都在宇宙中高速运宇宙中高速运动动着着，月球月球绕绕地球运地球运动动的的轨轨道也道也不是不是圆圆，故故B、C存在缺陷存在缺陷1 1行星的运动行星的运动 学习互动学习互动 点评点评 本本题题考考查查了天体运了天体运动动和万有引力的相关物理学史和万有引力的相关物理学史1 1行星
13、的运动行星的运动 学习互动学习互动 考点二开普勒行星运考点二开普勒行星运动动定律的理解定律的理解 想想一一想想 行行星星在在距距太太阳阳较较近近处处与与距距太太阳阳较较远远处处相相比比较较，运运动动速率何速率何处较处较大？大？答案答案 由开普勒第二定律可知，由于行星与太阳的连线在由开普勒第二定律可知，由于行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积，显然距太阳较近处的行星在相等相等时间内扫过相等的面积，显然距太阳较近处的行星在相等时间内经过的弧长必定较长，因此运动速率较大时间内经过的弧长必定较长，因此运动速率较大1 1行星的运动行星的运动 学习互动学习互动 要点总结 1行星绕太阳做椭圆运动，但它
14、们的轨道一般接近圆为 简 化 运 算，一 般 把 天 体 的 运 动 当 作 _ _来研究，椭圆的半长轴即为圆半径 2开普勒第三定律既适用于椭圆运动又适用于圆周运动，对绕_运动的行星，其常量相同 3根据开普勒第二定律，行星在_时的速度最大，在_时的速度最小，即行星从近日点到远日点的过程是_，从远日点到近日点的过程是_ 4开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，卫星绕地球的运动同样满足卫星和地球的连线在相等时间内扫过的面积相等匀速匀速圆圆周运周运动动同一中心天体同一中心天体近日点近日点远远日点日点减速减速过过程程加速过程加速过程1 1行星的运动行星的运动 学习互动
15、学习互动1 1行星的运动行星的运动 学习互动学习互动 点评点评 对对于开普勒第三定律，要特于开普勒第三定律，要特别别注意两点：注意两点：k值值只只与中心天体有关；与中心天体有关；此此处处的周期是公的周期是公转转周期周期1 1行星的运动行星的运动 学习互动学习互动 考点三开普勒第三定律的应用考点三开普勒第三定律的应用 想一想想一想 关于太阳系行星运关于太阳系行星运动动的常的常识识有哪些？有哪些？答案答案 1.1.太阳系有八大行星行星围绕太阳转，太阳系有八大行星行星围绕太阳转，卫星围绕行星转，月球围绕地球转卫星围绕行星转，月球围绕地球转 2 2地球绕太阳公转周期为地球绕太阳公转周期为365365天
16、，月球绕地球公转天，月球绕地球公转周期为周期为2727天天 例例3 3 国国际际天文学天文学联联合会大会投票，通合会大会投票，通过过了新的行星定了新的行星定义义，冥王星被排除在太阳，冥王星被排除在太阳系大行星行列之外，太阳系的大行星数量将由九系大行星行列之外，太阳系的大行星数量将由九颗颗减减为为八八颗颗若八大行星若八大行星绕绕太阳运太阳运行的行的轨轨迹可粗略地迹可粗略地认为认为是是圆圆，各星球半径和，各星球半径和轨轨道半径如下表所示：道半径如下表所示：从表中所列数据可以估算出海王星的公从表中所列数据可以估算出海王星的公转转周期最接近周期最接近()A80年年 B120年年 C165年年 D200
17、年年1 1行星的运动行星的运动 学习互动学习互动行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星星球半径/(106 m)2.446.056.373.3969.858.223.722.4轨道半径/(1011 m)0.5791.081.502.287.7814.328.745.01 1行星的运动行星的运动 学习互动学习互动 点评点评 注意本类题目中关于地球绕太阳公转周期为注意本类题目中关于地球绕太阳公转周期为1 1年经常作为隐含条件出现年经常作为隐含条件出现1 1行星的运动行星的运动 学习互动学习互动1 1行星的运动行星的运动 学习互动学习互动 点评点评 本题为开普勒第三定律的直接应用，要注本题为开普
18、勒第三定律的直接应用，要注意角标的顺序意角标的顺序1 1行星的运动行星的运动 自我检测自我检测 1(早期科学家早期科学家对对天体运天体运动动的研究的研究)下列下列说说法正确的是法正确的是()A地地球球是是宇宇宙宙的的中中心心，太太阳阳、月月球球及及其其他他行行星星都都绕绕地地球球运运动动 B太阳是宇宙的中心，所有天体都太阳是宇宙的中心，所有天体都绕绕太阳运太阳运动动 C太阳是静止不太阳是静止不动动的，地球和其他行星都的，地球和其他行星都绕绕太阳运太阳运动动 D“地心地心说说”和和“日心日心说说”现现在看来都是不正确的在看来都是不正确的自我检测自我检测 解析解析 D“地心说地心说”是错误的，所以
19、是错误的，所以A错误太阳系在银河系中运动，银河系也在运错误太阳系在银河系中运动，银河系也在运动，所以动，所以B、C错误，错误，D正确正确.1 1行星的运动行星的运动 自我检测自我检测 2(开开普普勒勒行行星星运运动动定定律律的的理理解解)图图611是是行行星星m绕绕恒恒星星M运运动动情情况况的的示示意意图图，下下列列说说法正确的是法正确的是()图图611 A速度最大速度最大时时是在是在B点点处处 B速度最小速度最小时时是在是在C点点处处 Cm从从A到到B做减速运做减速运动动 Dm从从B到到A做减速运做减速运动动1 1行星的运动行星的运动 自我检测自我检测 解析解析 C由开普勒第二定律可知由开普
20、勒第二定律可知，行星行星与恒星的与恒星的连线连线在相同在相同时间时间内内应该扫过应该扫过相同的面相同的面积积；A离恒星离恒星较较近近，要想在同要想在同样样的的时间时间内内扫过扫过相同的面相同的面积积，则则必必须须通通过过更更长长的弧的弧长长，所以在所以在A点的速度是最大的点的速度是最大的，而在而在B点的速度是最小的点的速度是最小的，故故选项选项A、B均均错误错误所以从所以从A到到B是减速运是减速运动动，从从B到到A是加速运是加速运动动，所以所以C正确正确，D错误错误1 1行星的运动行星的运动 自我检测自我检测 3(开开普普勒勒第第三三定定律律的的应应用用)一一颗颗小小行行星星环环绕绕太太阳阳做
21、做匀匀速速圆圆周周运运动动的的半半径径是是日日地地距距离离的的4倍，倍，则则它的它的环绕环绕周期是周期是()A1年年 B2年年 C4年年 D8年年1 1行星的运动行星的运动 自我检测自我检测 2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 3 3万有引力定律万有引力定律2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 教学目标教学目标教学目标教学目标 1知知道道太太阳阳与与行行星星间间的的引引力力是是行行星星绕绕太太阳阳运运动动的的原原因因，是行星是行星圆圆周运周运动动的向心力的向心力 2知知道
22、道太太阳阳和和行行星星间间引引力力的的方方向向和和表表达达式式，知知道道牛牛顿顿运运动动定律在推定律在推导导太阳和行星太阳和行星间间引力引力时时的作用的作用 3知知道道万万有有引引力力定定律律发发现现的的思思路路和和过过程程，知知道道地地球球上上重重物下落和天体运物下落和天体运动动的的统统一性一性 4知知道道万万有有引引力力是是一一种种存存在在于于所所有有物物体体之之间间的的引引力力，知知道万有引力定律的适用范道万有引力定律的适用范围围2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 教学目标教学目标 5会会用用万万有有引引力力进进行行简简单单计计算算，知知道道公公
23、式式中中r的的物物理理意意义义，了解引力常量了解引力常量G的的测测定在科学史上的重大意定在科学史上的重大意义义 6了了解解万万有有引引力力定定律律发发现现的的意意义义，体体会会在在科科学学规规律律发发现现过过程中猜想与求程中猜想与求证证的重要性的重要性2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 重点难点重点难点【重点重点】探究太阳与行星探究太阳与行星间间的引力与哪些因素有关的引力与哪些因素有关 【难难点点】(1)探究太阳与行星探究太阳与行星间间的引力与哪些因素有关的引力与哪些因素有关 (2)帮助学生用已有知帮助学生用已有知识识自主探究出三种引力的大小自主探究出
24、三种引力的大小重点难点重点难点2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 教学建议教学建议教学建议教学建议 本本节节课课我我们们将将追追寻寻牛牛顿顿的的足足迹迹，根根据据开开普普勒勒行行星星运运动动定定律律和和匀匀速速圆圆周周运运动动的的向向心心力力公公式式(牛牛顿顿第第二二定定律律在在圆圆周周运运动动中中的的应应用用)推推导导出出太太阳阳对对行行星星的的引引力力与与行行星星的的质质量量、行行星星与与太太阳阳间间的的距距离离的的比比例例关关系系，再再根根据据牛牛顿顿第第三三定定律律推推出出行行星星对对太太阳阳的的引引力力与与太太阳阳的的质质量量、太太阳阳与与行
25、行星星间间的的距距离离的的比比例例关关系系，从从而而进进一一步步得得到到太太阳阳与与行行星星间间的的引引力力所所遵遵循循的的规规律律，为为重重新新“发发现现”万万有有引引力力定律打下基定律打下基础础2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 教学建议教学建议 本本节节主要内容就是介主要内容就是介绍绍科学家科学家对对行星运行星运动动原因的各种猜想，原因的各种猜想，及运用旧知及运用旧知识识推推导导太阳与行星太阳与行星间间的引力在介的引力在介绍绍是什么原因使是什么原因使行星行星绕绕太阳运太阳运动时动时，教，教师师可可补补充一些材料，使学生充一些材料，使学生领领略前略
26、前辈辈科科学家学家对对自然奥秘不屈不自然奥秘不屈不挠挠的探索精神和的探索精神和对对待科学研究一待科学研究一丝丝不苟不苟的的态态度在推度在推导导太阳与行星太阳与行星间间的引力的引力时时，教，教师师可先引可先引导导学生理学生理清推清推导导思路，然后放手思路，然后放手让让学生自主推学生自主推导导，充分，充分发挥发挥学生学学生学习习的的主体地位主体地位.2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 新课导入新课导入新课导入新课导入 【导导入一入一】目目前前已已知知太太阳阳系系中中有有8颗颗大大行行星星它它们们通通常常被被分分为为两两组组：内内层层行行星星(水水星星、金金
27、星星、地地球球、火火星星)和和外外层层行行星星(木木星星、土土星星、天天王王星星、海海王王星星)，内内层层行行星星体体积积较较小小，主主要要由由岩岩石石和和铁铁组组成成；外外层层行星体行星体积积要大得多，主要由要大得多，主要由氢氢、氦、冰物、氦、冰物质组质组成成哥哥白白尼尼说说：“太太阳阳坐坐在在它它的的皇皇位位上上，管管理理着着围围绕绕着着它它的的一一切切星星球球”那那么么是是什什么么原原因因使使行行星星绕绕太太阳阳运运动动呢呢？伽伽利利略略、开开普普勒勒以以及及法法国国数数学学家家笛笛卡卡儿儿都都提提出出过过自自己己的的解解释释然然而而，只只有有牛牛顿顿才才给给出了正确的解出了正确的解释释
28、2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 新课导入新课导入 【导导入二入二】师师：提提问问：请请同同学学们们从从运运动动的的描描述述角角度度思思考：开普勒行星运考：开普勒行星运动动定律的物理意定律的物理意义义是什么？是什么？生生：思思考考、回回答答、交交流流：第第一一定定律律揭揭示示了了描描述述行行星星运运动动的的参参考考系系及及其其运运动动轨轨迹迹；第第二二定定律律揭揭示示了了行行星星在在椭椭圆圆轨轨道道上上运运动动经经过过不不同同位位置置的的快快慢慢情情况况，近近日日点点附附近近速速度度大大，远远日日点点附附近近速速度度小小；第第三三定定律律揭揭示示了了
29、不不同同行行星星虽虽然然椭椭圆圆轨轨道道和和环环绕绕周周期期不不同同，但但由由于于中中心心天天体体相相同同，所所以以共共同同遵遵循循轨轨道道半半长长轴轴的的三三次次方方与与周周期期的的二二次次方比方比值值相同的相同的规规律律八八大大行行星星绕绕太太阳阳做做圆圆周周运运动动，是是什什么么原原因因造造成成的的呢呢？我我们们这这节节课课就一起来探究就一起来探究这这个个问题问题2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 新课导入新课导入 师师：开开普普勒勒在在1609和和1619年年发发表表了了行行星星运运动动的的三三个个定定律律，解解决决了了描描述述行行星星运运动动
30、的的问问题题，但但好好奇奇的的人人们们，面面向向天天穹穹，深深情情地地叩叩问问：是是什什么么力力量量支支配配着着行行星星绕绕着着太太阳阳做做如如此此和和谐谐而而有有规规律的运律的运动动呢？呢？这节课这节课我我们们就来就来认识这认识这些些问题问题.2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律知识必备知识必备知识必备知识必备 知识点一太阳与行星间的引力知识点一太阳与行星间的引力 1太阳太阳对对行星的引力行星的引力 太太阳阳对对不不同同行行星星的的引引力力，与与行行星星的的质质量量m成成_，与与行星和太阳行星和太阳间间距离的二次方成距离的二次方成_，即，即F_ 2行星
31、行星对对太阳的引力太阳的引力 行行星星对对太太阳阳的的引引力力，与与太太阳阳的的质质量量M成成_，与与行行星星和太阳和太阳间间距离的二次方成距离的二次方成_，即，即F_反比反比正比正比正比正比反比反比2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 知识必备知识必备乘积乘积 3太阳与行星太阳与行星间间的引力的引力 太太阳阳与与行行星星间间引引力力的的大大小小与与太太阳阳和和行行星星质质量量的的_成成正正比比，与与两两者者距距离离的的二二次次方方成成反反比比，即即F_表表达达式式中中的的G是是比比例例系系数数，其其大大小小与与太太阳阳和和行行星星都都无无关关引引力力的
32、的方方向向沿二者的沿二者的连线连线 知识点二万有引力定律知识点二万有引力定律 1月月地地检验检验 由由于于月月球球轨轨道道半半径径约约为为地地球球半半径径的的60倍倍，所所以以月月球球轨轨道道上上物物体体受受到到的的引引力力是是地地球球上上的的_根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律，物物体体在在月月球球轨轨道道上上运运动动时时的的加加速速度度(月月球球公公转转的的向向心心加加速速度度)应应该该是是它它在在地地球球表表面面附附近近下下落落时时的的加加速速度度(自自由由落落体体加加速速度度)的的_根根据据计计算算和和测测得得的的数数据据可可以以得得出出：地地面面物物体体所所受受地地球的引力与月球所受地
33、球的引力是同一性球的引力与月球所受地球的引力是同一性质质的力的力2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 知识必备知识必备 2万有引力定律万有引力定律 (1)内内容容：自自然然界界中中任任何何两两个个物物体体都都相相互互吸吸引引，引引力力的的方方向向在在它它们们的的连连线线上上，引引力力的的大大小小与与物物体体的的质质量量m1和和m2的的_成正比、与它成正比、与它们们之之间间距离距离r的的_成反比成反比 (2)表达式：表达式：_ 3引力常量引力常量 (1)大小：大小：G_ (2)测测定定：英英国国物物理理学学家家_在在实实验验室室里里比比较较准准确确地地测测
34、出了出了G值值二次方二次方乘乘积积卡文迪卡文迪许许2 2太阳太阳与行星间的引力与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 知识必备知识必备 考点一万有引力定律的发现过程考点一万有引力定律的发现过程 想一想想一想 如何验证太阳与行星间引力的规律适用于行星和如何验证太阳与行星间引力的规律适用于行星和卫星之间？卫星之间？学习互动学习互动2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定
35、律 学习互动学习互动 例例1 1 万有引力定律的月万有引力定律的月地地检验检验，假定，假定维维持月球持月球绕绕地球运地球运动动的力与使得苹果下落的力是的力与使得苹果下落的力是同一种力，已知地球表面重力加速度同一种力，已知地球表面重力加速度g，地球，地球半径半径R；月球；月球绕绕地球公地球公转转周期周期为为T.月球月球轨轨道半道半径径约为约为地球半径的地球半径的60倍，根据牛倍，根据牛顿顿运运动动定律可定律可知月球在知月球在轨轨道上运道上运动动的加速度的加速度为为_；而；而根据月球做匀速根据月球做匀速圆圆周运周运动计动计算出其向心加速度算出其向心加速度为为_计计算算结结果符合得很好，表明物体果符
36、合得很好，表明物体间间的引力遵从相同的的引力遵从相同的规规律律2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动 点评点评 本本题题考考查查了月了月地地检验检验原理，关原理，关键键是是选择选择合适的公合适的公式式进进行行计计算算2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动 考点二考点二引力常量及对万有引力定律的引力常量及对万有引力定律的理解和计算理解和计算 想一想想一想 引力常量的引力常量的测测量用到了什么思想量用到了什么思想方法？方法？答案答案 微小量放大法微小量放大法2 2太阳与行星间的引力太阳与
37、行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动引力常量在数值上等于两个质量都是1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力两球心间的距离 2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动 3对对万有引力定律的理解万有引力定律的理解四性内容普遍性万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力相互性两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力，总是满足大小相等，方向相反，作用在两个物体上宏观性地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间，或
38、天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用独立性两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，而与所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动 例例2 (多多选选)某行星某行星围绕围绕太阳运太阳运动动的的轨轨迹如迹如图图621所示，忽所示，忽略其他行星略其他行星对对它的引力作用当它从近日点它的引力作用当它从近日点a向向远远日点日点b运运动动的的 图图621 过过程中程中()A速度速度变变小小 B速度速度变变大大 C加速度加速度变变小小 D加速度加速度变变大大2 2太阳与行星间的引
39、力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动 点评点评 本题综合考查开普勒行星运动定律、牛顿第二本题综合考查开普勒行星运动定律、牛顿第二定律、万有引力定律，综合性较强，关键是找准研究问题的定律、万有引力定律，综合性较强，关键是找准研究问题的决定因素决定因素2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动2 2太阳与行星间的引力太阳与行星
40、间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动 点评点评 本题综合考查涉及万有引力的基本计算，本题综合考查涉及万有引力的基本计算，地球环绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力由太阳对地球环绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力由太阳对地球的万有引力提供，注意本题中假设条件下的质量地球的万有引力提供，注意本题中假设条件下的质量的变化情况和距离的变化情况都会影响万有引力大小的变化情况和距离的变化情况都会影响万有引力大小的变化的变化 考点三重力与万有引力的关系考点三重力与万有引力的关系 想一想想一想 重力是由于地球的吸引而重力是由于地球的吸引而产产生的生的，但能否但能否说说万有引力就是重力呢？万有
41、引力就是重力呢？2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 学习互动学习互动2 2太阳与行星间的
42、引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 备用习题备用习题备用习题备用习题 解析解析 AD通通过过完全独立的途径得出相完全独立的途径得出相同的同的结结果果，证证明了地球表面上的物体所受地球明了地球表面上的物体所受地球的引力和星球之的引力和星球之间间的引力是同一种性的引力是同一种性质质的力的力物体的运物体的运动规动规律是由所受力的律是由所受力的规规律决定的律决定的，相相同性同性质质的力的力产产生相同性生相同性质质的加速度的加速度2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 备用习题备用习题2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力
43、定律万有引力定律 备用习题备用习题2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 备用习题备用习题2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 备用习题备用习题2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 备用习题备用习题 解析解析 CD万有引力定律不万有引力定律不仅仅适用于两适用于两质质点点间间，也适用也适用于两个于两个质质量均匀分布的球体之量均匀分布的球体之间间，故故A错误错误，C正确自然界正确自然界中任何有中任何有质质量的物体量的物体间间都存在万有引力都存在万有引力，是无条件的是无条件的，故故B
44、错错误误，D正确正确2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 备用习题备用习题2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 备用习题备用习题2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 自我检测自我检测 1(多多选选)(万万有有引引力力定定律律的的发发现现过过程程)下下列列关关于于太太阳阳对对行行星星的引力的的引力的说说法中，正确的是法中，正确的是()A太阳太阳对对行星的引力提供行星做匀速行星的引力提供行星做匀速圆圆周运周运动动的向心力的向心力 B太太阳阳对对行行星星引引力力的的大大小小与与太太
45、阳阳的的质质量量成成正正比比，与与行行星星和太阳和太阳间间的距离的二次方成反比的距离的二次方成反比 C太阳太阳对对行星的引力是由行星的引力是由实验实验得出的得出的 D太太阳阳对对行行星星的的引引力力规规律律是是由由开开普普勒勒行行星星运运动动定定律律和和行行星星绕绕太阳做匀速太阳做匀速圆圆周运周运动动的的规规律推律推导导出来的出来的自我检测自我检测 解析解析 AD太阳太阳对对行星的引力提供行星做行星的引力提供行星做匀速匀速圆圆周运周运动动的向心力的向心力，其大小是牛其大小是牛顿顿由开普由开普勒行星运勒行星运动动定律定律结结合合圆圆周运周运动规动规律推律推导导出来的出来的，它不是它不是实验实验得
46、出的得出的，但可以通但可以通过过天文天文观测观测来来检检验验其正确性其正确性，选项选项A、D正确正确，C错误错误；太阳；太阳对对行星的引力大小与行星的行星的引力大小与行星的质质量成正比量成正比，与行星与行星和太阳和太阳间间距离的二次方成反比距离的二次方成反比，选项选项B错误错误2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 自我检测自我检测2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 自我检测自我检测2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 自我检测自我检测2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引
47、力 3.3.万有引力定律万有引力定律 自我检测自我检测2 2太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.3.万有引力定律万有引力定律 自我检测自我检测 4 4万有引力理论的成就万有引力理论的成就4 4万有万有引力理论的成就引力理论的成就4 4万有引力理论的成就万有引力理论的成就 教学目标教学目标教学目标教学目标 1 1了解万有引力定律在天文学上的重要应用了解万有引力定律在天文学上的重要应用 2 2会用万有引力定律计算天体质量，了解会用万有引力定律计算天体质量，了解“称量地球质称量地球质量量”“”“计算太阳质量计算太阳质量”的基本思路的基本思路 3 3认识万有引力定律的科学成就，体会科学思想方法认
48、识万有引力定律的科学成就，体会科学思想方法4 4万有引力理论的成就万有引力理论的成就 重点难点重点难点【重点重点】运用万有引力定律运用万有引力定律计计算天体的算天体的质质量量 【难难点点】在具体的天体运在具体的天体运动动中中应应用万有引力定律解决用万有引力定律解决问题问题重点难点重点难点4 4万有引力理论的成就万有引力理论的成就 教学建议教学建议教学建议教学建议4 4万有引力理论的成就万有引力理论的成就 新课导入新课导入新课导入新课导入 【导导入一入一】1卡文迪卡文迪许实验测许实验测引力常量的原理是什么？引力常量的原理是什么？答：利用引力矩与金属答：利用引力矩与金属丝丝的扭的扭转转力矩的平衡来
49、求得力矩的平衡来求得 2引力常量的引力常量的测测出的物理意出的物理意义义 答答：使使万万有有引引力力定定律律有有了了其其实实际际意意义义，可可以以求求得得地地球球的的质质量量等等对对了了，引引力力常常量量一一经经测测出出，万万有有引引力力定定律律对对天天文文学学的的发发展展起起了了很很大大的的推推动动作作用用，这这节节课课我我们们来来学学习习万万有有引引力力定定律律在在天天文学上的文学上的应应用用4 4万有引力理论的成就万有引力理论的成就 新课导入新课导入 【导导入二入二】提提问问：伽伽利利略略在在研研究究杠杠杆杆原原理理后后，曾曾经经说说过过一句什么名言？一句什么名言？(给给我一个支点，我可
50、以撬我一个支点，我可以撬动动地球地球)提提问问：天天平平是是根根据据杠杠杆杆原原理理测测量量物物体体质质量量的的仪仪器器，那那么么根根 据据伽伽利利略略的的名名言言，我我们们是是否否可可以以用用天天平平测测量量地地球球的的质质量量？那那我我们们如如何何测测量量巨巨大大的的天天体体质质量量？万万有有引引力力给给我我们们提提供供了了帮帮助助.4 4万有引力理论的成就万有引力理论的成就 知识必备知识必备知识必备知识必备 知知识识点一地球点一地球质质量的量的计计算算 1若若不不考考虑虑地地球球自自转转的的影影响响，地地面面上上质质量量为为m的的物物体体所所受的重力近似等于地球受的重力近似等于地球对对物