《萬有引力定律》
。ǘ┰-地檢驗
教師活動
學生活動
假定上述猜想成立,月球和蘋果的地位相當,則地球?qū)υ虑虻牧εc地球?qū)μO果的力應該同樣遵從“平方反比”律,即,那么月球軌道上的物體受到的引力比他在地面附近受到的引力要小。
創(chuàng)設情景:
在牛頓時代,重力加速度g、月-地的距離r、月球的公轉(zhuǎn)周期t都能精確的測定,已知r=3.8×108m,t=27 .3天,g=9.8m/s2,月球軌道半徑即月-地的距離r為地球半徑r的60倍,那么:
①在月球軌道上的物體受到的引力f1是它在地面附近受到的引力f2 的幾分之一?
②物體在月球軌道上的加速度a(月球公轉(zhuǎn)的向心加速度)是它在地面附近下落的加速度g重力加速度(重力加速度)的幾分之一?
可見:用數(shù)據(jù)說明上述設想的正確性,牛頓的設想經(jīng)受了事實的檢驗,地球?qū)υ虑虻牧Γ厍驅(qū)Φ孛嫖矬w的力真是同一種力。至此,平方反比律已經(jīng)擴展到太陽與行星之間,地球與月球之間、地球?qū)Φ孛嫖矬w之間。
(通過創(chuàng)設情景中數(shù)據(jù),讓學生進行定量計算)
①設物體的質(zhì)量為m在月球軌道上的物體受到的引力,物體在地面附近受到的,則有
②設質(zhì)量為m的物體在月球的軌道上運動的加速度(月球公轉(zhuǎn)的向心加速度)為a,則,,r=60r,得,代入數(shù)據(jù)解得
『設計說明:通過創(chuàng)設情景,引導學生定量計算,用無可辯駁的事實證明猜想的正確性,增強學生的理性認識。』
(三)萬有引力定律
教師活動
學生活動
既然太陽與行星之間,地球與月球之間、地球?qū)Φ孛嫖矬w之間具有與兩個物體的質(zhì)量成正比,跟它們的距離的二次方成反比的引力。那么我們可以更大膽設想:是否任何兩個物體之間都存在這樣的力?很可能有,只是因為我們身邊的物體質(zhì)量比天體的質(zhì)量小得多,我們不易覺察罷了,于是我們可以把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個物體間,即具有劃時代意義的萬有引力定律.
提出問題,閱讀教材:
1.什么是萬有引力?并舉出實例。
2.萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律?其數(shù)學表達式如何?并注明每個符號的單位和物理意義。
3.萬有引力定律的適用條件是什么?
4.你認為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有何深遠意義?
對萬有引力定律的理解:
a、普遍性:萬有引力存在于任何兩個物體之間,只不過一般物體的質(zhì)量與星球相比太小了,他們之間的萬有引力也非常小,完全可以忽略不計。
b、相互性:兩個物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力。
c、特殊性:兩個物體間的萬有引力和物體所在的空間及其他物體存在無關。
d、適用性:只適用于兩個質(zhì)點間的引力,當物體之間的距離遠大于物體本身時,物體可看成質(zhì)點;當兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時,它們間的引力也可直接用公式計算,但式中的r是指兩球心間的距離。
(提出問題,引導學生根據(jù)問題閱讀教材p70-71,教師引導總結)
1.萬有引力是普遍存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間的相互吸引力。日對地、地對月、地對地面上物體的引力都是其實例。
2.萬有引力定律的內(nèi)容是:宇宙間一切物體都是相互吸引的。兩物體間的引力大小,跟它們的質(zhì)量的乘積成下比,跟它們間的距離平方成反比.