物理教學過程中，教材的呈現要難易適當，要根據學生知識的逐漸積累和能力的不斷提高，逐漸擴大范圍和增加難度。以下是小編為大家準備了2021年高中物理必修2教案五篇范本，歡迎參閱。

高中物理必修2教案一

教學目標

知識與技能

1.理解平拋運動是勻變速運動，其加速度為g.

2.掌握拋體運動的位置與速度的關系.

過程與方法

1.掌握平拋運動的特點，能夠運用平拋規律解決有關問題.

2.通過例題分析再次體會平拋運動的規律.

情感、態度與價值觀

1.有參與實驗總結規律的熱情，從而能更方便地解決實際問題.

2.通過實踐，鞏固自己所學的知識.

教學重難點

教學重點

分析歸納拋體運動的規律

教學難點

應用數學知識分析歸納拋體運動的規律.

教學過程

[新課導入]

上一節我們已經通過實驗探究出平拋運動在豎直方向和水平方向上的運動規律，對平拋運動的特點有了感性認識.這一節我們將從理論上對拋體運動的規律作進一步分析，學習和體會在水平面上應用牛頓定律的方法，并通過應用此方法去分析沒有感性認識的拋體運動的規律.

[新課教學]

一、拋體的位置

我們以平拋運動為例來研究拋體運動所共同具有的性質.

首先我們來研究初速度為。的平拋運動的位置隨時間變化的規律.用手把小球水平拋出，小球從離開手的瞬間(此時速度為v，方向水平)開始，做平拋運動.我們以小球離開手的位置為坐標原點，以水平拋出的方向為x軸的方向，豎直向下的方向為y軸的方向，建立坐標系，并從這一瞬間開始計時.

師：在拋出后的運動過程中，小球受力情況如何?

生：小球只受重力，重力的方向豎直向下，水平方向不受力.

師：那么，小球在水平方向有加速度嗎?它將怎樣運動?

生：小球在水平方向沒有加速度，水平方向的分速度將保持v不變，做勻速直線運動.

師：我們用函數表示小球的水平坐標隨時間變化的規律將如何表示?

生：x=vt

師：在豎直方向小球有加速度嗎?若有，是多大?它做什么運動?它在豎直方向有初速度嗎?

生：在豎直方向，根據牛頓第二定律，小球在重力作用下產生加速度g.做自由落體運動，而在豎直方向上的初速度為0.

師：那根據運動學規律，請大家說出小球在豎直方向的坐標隨時間變化的規律.

生：y=1/2gt2

師：小球的位置能否用它的坐標(x，y)描述?能否確定小球在任意時刻t的位置?

生：可以.

師：那么，小球的運動就可以看成是水平和豎直兩個方向上運動的合成.t時間內小球合位移是多大?

生：

師：若設s與+x方向(即速度方向)的夾角為θ，如圖6.4—1，則其正切值如何求?

生：

[例1]一架飛機水平勻速飛行.從飛機上海隔l s釋放一個鐵球，先后釋放4個，若不計空氣阻力，從地面上觀察4個小球( )

A.在空中任何時刻總是捧成拋物線，它們的落地點是等間距的

B.在空中任何時刻總是排成拋物線，它們的落地點是不等間距的

C.在空中任何時刻總在飛機正下方，排成豎直的直線，它們的落地點是等間距的

D.在空中任何時刻總在飛機的正下方，捧成豎直的直線，它們的落地點是不等間距的。

解析：因為鐵球從飛機上釋放后做平拋運動，在水平方向上有與飛機相同的速度.不論鐵球何時從飛機上釋放，鐵球與飛機在水平方向上都無相對運動.鐵球同時還做自由落體運動，它在豎直方向將離飛機越來越遠.所以4個球在落地前始終處于飛機的正下方，并排成一條直線，又因為從飛機上每隔1s釋放1個球，而每個球在空中運動的時間又是相等的，所以這4個球落地的時間也依次相差1 s，它們的落地點必然是等間距的.若以飛機為參考系觀察4個鐵球都做自由落體運動.此題把曲線運動利用分解的方法“化曲為直”，使其成為我們所熟知的直線運動，則據運動的獨立性，可以分別在這兩個方向上用各自的運動規律研究其運動過程.

二、拋體的速度

師：由于運動的等時性，那么大家能否根據前面的結論得到物體做平拋運動的時間?

生：由y=1/2gt2得到，運動時間

師：這說明了什么問題?

生：這說明了做平拋運動的物體在空中運動的時間僅取決于下落的高度，與初速度無關.

師：那么落地的水平距離是多大?

生：落地的水平距離

師：這說明了什么問題?

生：這說明了平拋運動的水平位移不僅與初速度有關系，還與物體的下落高度有關.

師：利用運動合成的知識，結合圖6.4—2，求物體落地速度是多大?結論如何?

生：落地速度，即落地速度也只與初速度v和下落高度h有關.

師：平拋運動的速度與水平方向的夾角為a，一般稱為平拋運動的偏角.實際上，常稱為平拋運動的偏角公式，在一些問答題中可以直接應用此結論分析解答

[例2]一個物體以l0 m/s的速度從10 m的水平高度拋出，落地時速度與地面的夾角θ是多少(不計空氣阻力)?

[例3]在5 m高的地方以6 m/s的初速度水平拋出一個質量是10 kg的物體，則物體落地的速度是多大?從拋出點到落地點發生的位移是多大?(忽略空氣阻力，取g=10m/s2)

[交流與討論]

應用運動的合成與分解的方法我們探究了做平拋運動的物體的位移和速度.請大家根據我們探究的結果研究一下平拋運動的物體位移和速度之間存在什么關系.

參考解答：根據前面的探究結果我們知道，物體的位移，與x軸的夾角的正切值為tanθ=gt/2v.物體的速度，與x軸的夾角的正切值為tanθ=gt/v.可以看到位移和速度的大小沒有太直接的關系，但它們的方向與x軸夾角的正切是2倍關系.利用這個關系我們就可以很方便地計算物體速度或位移的方向了. 師：在(2)中，與勻變速直線運動公式vt2=v02+2as，形式上一致的，其物理意義相同嗎? 生：物理意義并不相同，在中的h，并不是平拋運動的位移，而是豎直方向上的位移，在

中的s就是表示勻速直線運動的位移.對于平拋運動的位移，是由豎直位移和水平位移合成而得的.

師：平拋運動的軌跡是曲線(拋物線)，某一時刻的速度方向即為曲線上物體所在位置的切線方向.設物體運動的時間為t，則這一時刻的速度與豎直方向夾角的正切值tanβ=v0/gt，而物體下落的高度為h==1/2gt2.如圖6.4—3.

圖中的A點為速度的切線與拋出點的水平線的交點，C點為物體所在位置的豎直線與水平線的交點，從圖中可以看出A為水平線段OC的中點.平拋運動的這一重要特征，對我們分析類平拋運動，特別是帶電粒子在電場中偏轉是很有幫助的.

平拋運動常分解成水平方向和豎直方向的兩個分運動來處理，由于豎直分運動是初速度為零的勻加速直線運動，所以初速度為零的勻加速直線運動的公式和特點均可以在此應用.另外，有時候根據具體情況也可以將平拋運動沿其他方向分解.

三、斜拋運動

師：如果物體拋出時的速度不是沿水平方向，而是斜向上方或斜向下方的(這種情況稱為斜拋)，它的受力情況是什么樣的?加速度又如何?

生：它的受力情況與平拋完全相同，即在水平方向仍不受力，加速度仍是0;在豎直方向仍只受重力，加速度仍為g.

師：實際上物體以初速度v沿斜向上或斜向下方拋出，物體只在重力作用下的運動，如何表示?與平拋是否相同?

生：斜拋運動沿水平方向和豎直方向初速度與平拋不同，分別是vx=vcosθ和vy=sinθ.

由于物體運動過程中只受重力，所以水平方向速度vx=vcosθ保持不變，做勻速直線運動;而豎直方向上因受重力作用，有豎直向下的重力加速度J，同時有豎直向上的初速度vy=sinθ，因此做勻減速運動(是豎直上拋運動，當初速度向斜下方，豎直方向的分運動為豎直下拋運動)，當速度減小到。時物體上升到點，此時物體由于還受到重力，所以仍有一個向下的加速度g，將開始做豎直向下的加速運動.因此，斜拋運動可以看成是水平方向速度為vx=vcosθ的勻速直線運動和豎直方向初速度為vy=sinθ的豎直上拋或豎直下拋運動的合運動.

師：斜拋運動分斜上拋和斜下拋(由初速度方向確定)兩種，下面以斜上拋運動為例討論.

師：斜拋運動的特點是什么?

生：特點：加速度a=g，方向豎直向下，初速度方向與水平方向成一夾角θ斜向上，θ=90°時為豎直上拋或豎直下拋運動θ=0°時為平拋運動.

師：常見的處理方法：

①將斜上拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動，這樣有由此可以得到哪些特點?

生：由此可得如下特點：a.斜向上運動的時間與斜向下運動的時間相等;b.從軌道點將斜拋運動分為前后兩段具有對稱性，如同一高度上的兩點，速度大小相等，速度方向與水平線的夾角相同.

師：②將斜拋運動分解為沿初速度方向的斜向上的勻速直線運動和自由落體運動兩個分運動，用矢量合成法則求解.

③將沿斜面和垂直斜面方向作為x、y軸，分別分解初速度和加速度后用運動學公式解題.

[交流與討論]

對于斜拋運動我們只介紹下船上拋和斜下拋的研究方法，除了平拋、斜上拋、斜下拋外，拋體運動還包括豎直上拋和豎直下拋，請大家根據我們研究前面幾種拋體運動的方法來研究一下豎直上拋和豎直下拋.

參考解答：對于這兩種運動來說，它們都是直線運動，但這并不影響用運動的合成與分解的方法來研究它們.這個過程我們可以仿照第一節中我們介紹的勻加速運動的分解過程.對豎直上拋運動，設它的初速度為v0，那么它的速度就可以寫成v= v0—gt的形式，位移寫成x= v0t—g t2/2的形式.那這樣我們就可以進行分解了.把速度寫成v1= v0，v2=—gt的形式，把位移寫成xl= v0t，x2= —g t2/2的形式，這樣我們可以看到，豎直上拋運動被分解成了一個豎直向上的勻速直線運動和一個豎直向上的勻減速運動.對于豎直下拋運動可以采取同樣的方法進行處理.

課后小結

1.具有水平速度的物體，只受重力作用時，形成平拋運動.

2.平拋運動可分解為水平勻蓬運動和豎直自由落體運動.平拋位移等于水平位移和豎直位移的矢量和;平拋瞬時速度等于水平速度和豎直速度的矢量和.

3.平拋運動是一種勻變速曲線運動.

4.如果物體受到恒定合外力作用，并且合外力跟初速度垂直，形成類似平拋的勻變速曲線運動，只需把公式中的g換成a，其中a=F合/m.

說明：

1.干拋運動是學生接觸到的第一個曲線運動，弄清其成固是基礎，水平初速度的獲得是同題的關鍵，可歸納眾兩種;

(1)物體被水平加速：水平拋出、水干射出、水平沖擊等;

(2)物體與原來水平運動的載體脫離，由于慣性而保持原來的水平速度.

2.平拋運動的位移公式和速度公式中有三個含有時間t，應根據不同的已知條件來求時間.但應明確：平拋運動的時間完全由拋出點到落地點的豎直高度確定(在不高的范國內g恒定)，與拋出的速度無關.

高中物理必修2教案二

教學目標

知識與技能

1.理解平拋運動是加速度為g的勻變速運動，其水平方向是勻速直線運動，豎直方向為自由落體運動.

2.了解斜拋運動及運動的合成與分解的遷移應用.

過程與方法

會用平拋運動的規律解答相關問題，以數學中的拋物線方程及圖象為工具建立物理模型，理解拋體運動的規律及處理方法.

情感、態度與價值觀

1.體會各學科之間的聯系與發展，培養空間想象能力和數學計算能力以及知識方法的應用能力.

2.領略拋體運動的對稱與和諧，培養對科學的好奇心和求知欲.

教學重難點

1.知道什么是拋體運動，什么是平拋運動.知道平拋運動是勻變速曲線運動，加速度為g.

2.用運動的分解、合成結合牛頓運動定律研究拋體運動的特點，知道平拋運動可分為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動.

3.能應用平拋運動的規律交流討論并解決實際問題.在得出平拋運動規律的基礎上進而分析斜拋運動.掌握研究拋體運動的一般方法.

教學過程

一、拋體運動

探究交流:體育運動中投擲的鏈球、鉛球、鐵餅、標槍等(如圖所示)，都可以看做是拋體運動嗎?都可以看成是平拋運動嗎?

1.基本知識

(1)定義

以一定的速度將物體拋出，物體只受重力作用的運動.

(2)平拋運動

初速度沿水平方向的拋體運動.

(3)平拋運動的特點

①初速度沿水平方向.②只受重力作用.

2.思考判斷

(1)水平拋出的物體所做的運動就是平拋運動.(×)

(2)平拋運動中要考慮空氣阻力的作用.(×)

(3)平拋運動的初速度與重力垂直.(√)

二、平拋運動的速度

1.基本知識

將物體以初速度v0水平拋出，由于物體只受重力作用，t時刻的速度為：

(1)水平方向：vx=v0.

(2)豎直方向：vy=gt.

(4)速度變化特點：由于平拋運動的物體只受重力作用，所以其加速度恒為g，因此在平拋運動中速度的變化量Δv=gΔt，由于g是常量，所以任意兩個相等的時間間隔內速度的變化量相等，方向豎直向下，即任意兩個相等的時間間隔內速度的變化相同，如圖所示.

2.思考判斷

(1)平拋運動的物體初速度越大，下落得越快.(×)

(2)做平拋運動的物體下落時，速度與水平方向的夾角θ越來越大.(√)

(3)如果下落時間較長，平拋運動的物體的速度方向變為豎直方向.(×)

3.探究交流

平拋運動中，豎直方向的分速度vy=gt，除該公式外，還有求vy的公式嗎?

【提示】　由于豎直分運動是自由落體運動，所以

例：關于平拋物體的運動，以下說法正確的是()

A.做平拋運動的物體，速度和加速度都隨時間的增加而增大

B.做平拋運動的物體僅受到重力的作用，所以加速度保持不變

C.平拋物體的運動是勻變速運動

D.平拋物體的運動是變加速運動

【答案】　BC

三、平拋運動的位移

1.基本知識

將物體以初速度v0水平拋出，經時間t物體的位移為：

2.思考判斷

(1)平拋運動合位移的方向與合速度的方向一致.(×)

(2)平拋運動合位移的大小等于物體的路程.(×)

(3)平拋運動中，初速度越大，落地時間越長.(×)

3.探究交流

飛機向某災區投放救災物資，要使物資準確落到指定地點，是飛到目標正上方投放，還是提前投放?

【提示】　物資離開飛機前具有與飛機相同的水平方向的速度，當離開飛機后，由于慣性，它們仍然要保持原有的水平向前的運動速度，另外，物資又受到重力作用，于是物資一方面在水平方向向前運動，另一方面向下加速運動，因此，只有提前投放，才能使物資準確落到指定地方.

4.小結：平拋運動的特點

1.速度特點：平拋運動的速度大小和方向都不斷變化，故它是變速運動.

2.軌跡特點：平拋運動的運動軌跡是曲線，故它是曲線運動.

3.加速度特點：平拋運動的加速度為自由落體加速度，恒定不變，故它是勻變速運動.

綜上所述，平拋運動的性質為勻變速曲線運動.

例：關于平拋運動，下列說法正確的是()

A.平拋運動是勻變速運動

B.平拋運動是變加速運動

C.任意兩段時間內加速度相同

D.任意兩段相等時間內速度變化相同

【答案】　ACD

四、平拋運動的研究方法和規律

【問題導思】

1.如何研究平拋運動比較簡單?

2.平拋運動的合速度、合位移怎么求出?

3.試推導平拋運動的軌跡方程.

1.平拋運動的研究方法

(1)由于平拋運動是勻變速曲線運動，速度、位移的方向時刻發生變化，無法直接應用運動學公式，因此研究平拋運動問題時采用運動分解的方法.

(2)平拋運動一般分解為豎直方向上的自由落體運動和水平方向上的勻速直線運動.

2.平拋運動的規律

(1)分運動

五、平拋運動的幾個重要推論

【問題導思】

1.平拋運動的飛行時間與初速度有關嗎?

2.平拋運動的落地速度決定于哪些因素?

3.平拋運動的速度偏向角與位移偏向角間的關系如何?

1.平拋運動的時間

A.tan φ=sin θ B.tan φ=cos θ

C.tan φ=tan θ D.tan φ=2tan θ

【答案】　D

六、平拋運動的臨界問題

例：如圖所示，女排比賽時，排球場總長為18 m，設球網高度為2 m，運動員站在網前3 m處正對球網跳起將球水平擊出.若擊球的高度為2.5 m，為使球既不觸網又不越界，求球的速度范圍.

2.思考判斷

(1)斜拋運動和平拋運動在豎直方向上做的都是自由落體運動.(×)

(2)斜拋運動和平拋運動在水平方向上做的都是勻速直線運動.(√)

(3)斜拋運動和平拋運動的加速度相同.(√)

3.探究交流

對斜上拋運動，有一個點，該點的速度是零嗎?為什么

【提示】　在斜上拋運動的點，豎直分速度為零.水平分速度等于v0cos θ.故該點的速度v=v0cosθ.

高中物理必修2教案三

教學目標

知識目標：

1、了解萬有引力定律得出的思路和過程。

2、理解萬有引力定律的含義并會推導萬有引力定律。

3、知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵守相同的規律

能力目標：

1、培養學生研究問題時，抓住主要矛盾，簡化問題，建立理想模型的處理問題的能力。

2、訓練學生透過現象(行星的運動)看本質(受萬有引力的作用)的判斷、推理能力

德育目標：

1、通過牛頓在前人的基礎上發現萬有引力定律的思考過程，說明科學研究的長期性，連續性及艱巨性，滲透科學發現的方_教育。

2、培養學生的猜想、歸納、聯想、直覺思維能力。

教學重難點

教學重點：

月——地檢驗的推倒過程

教學難點：

任何兩個物體間都存在萬有引力

教學過程

(一) 引入：

太陽對 行星的引力是行星做圓周運動的向心力，這個力使行星不能飛離太陽;地面上的物體被拋出后總要落到地面上;是什么使得物體離不開地球呢?是否是由于地球對物體的引力造成的呢?

若真是這樣，物體離地面越遠，其受到地球的引力就應該越小 ，可是地面上的物體距地面很遠時受到地球的引力似乎沒有明顯減小。如果物體延伸到月球那里，物體也會像月球那樣圍繞地球運動。地球對月球的引力，地球對地面上的物體的引力，太陽對行星的引力，是同一 種力。你是這樣認為的嗎?

(二)新課教學：

一.牛頓發現萬有引力定律的過程

(引導學生閱讀教材找出發現萬有引力定律的思路)

假想—_推導——實驗檢驗

(1) 牛頓對引力的思考

牛頓看到了蘋果落地發現了萬有引力，這只是一種傳說。但是，他對天體和地球的引力確實作過深入的思考。牛頓經過長期觀察研究，產生如下的假想：太陽、行星以及離我們很遠的恒星，不管彼此相距多遠，都是互相吸引著，其引力隨距離的增大而減小，地球和其他行星繞太陽轉，就是靠劂的引力維持。同樣，地球不僅吸引地面上和表面附近的物體，而且也可以吸引很遠的物體(如月亮)，其引力也是隨距離的增大而減弱。牛頓進一步猜想，宇宙間任何物體間都存在吸引力，這些力具有相同的本質，遵循同樣的力學規律，其大小都與兩者間距離的平方成反比。

(2) 牛頓對定律的推導

首先，要證明太陽的引力與距離平方成反比，牛頓憑著他對于數學和物理學證明的驚人創造才能，大膽地將自己從地面上物體運動中總結出來的運動定律，應用到天體的運動上，結合開普勒行星運動定律，從理論上推導出太陽對行星的引力F與距離r的平方成反比，還證明引力跟太陽質量M和行星質量m的乘積成正比，牛頓再研究了衛星的運動，結論是：

它們間的引力也是與行星和衛星質量的乘積成正比，與兩者距離的平方成反比。

(3)。牛頓對定律的檢驗

以上結論是否正確，還需經過實驗檢驗。牛頓根據觀測結果，憑借理想實驗巧妙地解決了這一難題。

牛頓設想，某物體在地球表面時，其重力加速度為g，若將它放到月球軌道上，讓它繞地球運動時，其向心加速度為a。如果物體在地球上受到的重力F1，和在月球軌道上運行時受到的作用力F2，都是來自地球的吸引力，其大小與距離的平方成反比，那么，a和g之間應有如下關系：

已知月心和地心的距離r月地是地球半徑r地的60倍，得。

從動力學角度得出的這一結果，與前面用運動學公式算出的數據完全一致，

牛頓證實了關于地球和物體間、各天體之間的引力都屬于同一種性質力，都遵循同樣的力學規律的假想是正確的。牛頓把這種引力規律做了合理的推廣，在1687年發表了萬有引力定律。可以用下表來表達牛頓推證萬有引力定律的思路。

(引導學生根據問題看書，教師引導總結)

(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律?其數學表達式如何?

(3)萬有引力定律的適用條件是什么?

二.萬有引力定律

1、內容:

自然界中任何兩個物體都是互相吸引的,引力的大小跟這兩個物體的質量乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比;引力的方向沿著二者的連線。

2.公式：

3.各物理量的含義及單位：

F為兩個物體間的引力，單位：N.

m1、m2分別表示兩個物體的質量，單位：kg

r為它們間的距離，單位：m

G為萬有引力常量：G=6.67×10-11 N·m2/kg2，單位：N·m2/kg2.

4.萬有引力定律的理解

①萬有引力F是因為相互作用的物體有質量而產生的引力，與初中學習的電荷間的引力、磁極間的引力不同。

強調說明：

A.萬有引力的普遍性.萬有引力不僅存在于星球間，任何客觀存在的有質量的物體間都存在這種相互吸引的力.

B.萬有引力的相互性.兩個物體相互作用的引力是一對相互作用的作用力與反作用力，它們大小相等，方向相反，分別作用在兩個物體上.

C.萬有引力的宏觀性.在通常情況下，萬有引力非常小，只有在質量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間，它的存在才有實際的物理意義.

D.萬有引力的獨立性.兩物體間的萬有引力只與它們本身的質量有關，而與所在空間的性質無關，也與周圍有無其他物體無關.

② r為兩個物體間距離：

A、若物體可以視為質點，r是兩個質點間的距離。

B、若是規則形狀的均勻物體相距較近，則應把r理解為它們的幾何中心的距離。

C、若物體不能視為質點，則可把每一個物體視為若干個質點的集合，然后按萬有引力定律求出各質點間的引力，再按矢量法求它們的合力。

③ G為萬有引力常量，在數值上等于質量都是1kg的兩物體相距1m時的相互作用的引力

隨堂練習：

1、探究：叫兩名學生上講臺做兩個游戲：一個是兩人靠攏后離開三次以上，二個是叫兩人設法跳起來停在空中看是否能做到。然后設問：既然自然界中任何兩個物體間都有萬有引力，那么在日常生活中，我們各自之間或人與物體之間，為什么都對這種作用沒有任何感覺呢?

具體計算：地面上兩個50kg的質點，相距1m遠時它們間的萬有引力多大?已知地球的質量約為6.0×1024kg，地球半徑為6.4×106m，則這個物體和地球之間的萬有引力又是多大?(F1=1.6675×10-7N，F2=493N)

(學生計算后回答)

本題點評：由此可見通常物體間的萬有引力極小，一般不易感覺到。而物體與天體間的萬有引力(如人與地球)就不能忽略了。

2、要使兩物體間萬有引力減小到原來的1/4,可采用的方法是( )

A.使兩物體的質量各減少一半,距離保持不變

B.使兩物體間距離增至原來的2倍,質量不變

C.使其中一個物體質量減為原來的1/4,距離不變

D.使兩物體質量及它們之間的距離都減為原來的1/4

答案：ABC

3.設地球表面重力加速度為，物體在距離地心4R(R是地球的半徑)處，由于地球的作用而產生的加速度為g，則為(　)

A. 1 B 1/9 C. 1/4 D. 1/16

提示：兩處的加速度各由何力而產生?滿足何規律?

答案：D

三.引力恒量的測定

牛頓發現了萬有引力定律，卻沒有給出引力恒量的數值。由于一般物體間的引力非常小，用實驗測定極其困難。直到一百多年之后，才由英國的卡文迪許用精巧的扭秤測出。

(1)用扭秤測定引力恒量的方法

卡文迪許解決問題的思路是：將不易觀察的微小變化量，轉化為容易觀察的顯著變化量，再根據顯著變化量與微小量的關系，算出微小變化量。

問：卡文迪許扭秤實驗中如何實現這一轉化?

測引力(極小)轉化為測引力矩，再轉化為測石英絲扭轉角度，最后轉化為光點在刻度尺上移動的距離(較大)。根據預先求出的石英絲扭轉力矩跟扭轉角度的關系，可以證明出扭轉力矩，進而求得引力，確定引力恒量的值。

卡文迪許在測定引力恒量的同時，也證明了萬有引力定律的正確性。

(四)、小結

本節課重點學習了萬有引力定律的內容、表達式、理解以及簡單的應用重點理解定律的普遍性、普適性，對萬有引力的性質有深層的認識

對萬有引力定律的理解應注意以下幾點：

(1) 萬有引力的普遍性。它存在于宇宙中任何有質量的物體之間，不管它們之間是否還有其他作用力。

(2) 萬有引力恒量的普適性。它是一個僅和m、r、F單位選擇有關，而與物體性質無關的恒量。

(3) 兩物體間的引力，是一對作用力和反作用力。

(4) 萬有力定律只適用于質點和質量分布均勻球體間的相互作用。

課后習題

課本71頁：2、3

板書

萬有引力定律

1、萬有引力定律的推導：

2、萬有引力定律

①內容：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。

②公式：

G是引力常量，r為它們間的距離

③各物理量的含義及單位：

④萬有引力定律發現的重要意義：

3.引力恒量的測定

4.萬有引力定律的理解

①萬有引力F是因為相互作用的物體有質量而產生的引力，與初中學習的電荷間的引力、磁極間的引力不同。

強調說明：

A.萬有引力的普遍性.萬有引力不僅存在于星球間，任何客觀存在的有質量的物體間都存在這種相互吸引的力.

B.萬有引力的相互性.兩個物體相互作用的引力是一對相互作用的作用力與反作用力，它們大小相等，方向相反，分別作用在兩個物體上.

C.萬有引力的宏觀性.在通常情況下，萬有引力非常小，只有在質量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間，它的存在才有實際的物理意義.

D.萬有引力的獨立性.兩物體間的萬有引力只與它們本身的質量有關，而與所在空間的性質無關，也與周圍有無其他物體無關.

② r為兩個物體間距離：

A、若物體可以視為質點，r是兩個質點間的距離。

B、若是規則形狀的均勻物體相距較近，則應把r理解為它們的幾何中心的距離。

C、若物體不能視為質點，則可把每一個物體視為若干個質點的集合，然后按萬有引力定律求出各質點間的引力，再按矢量法求它們的合力。

③ G為萬有引力常量，在數值上等于質量都是1kg的兩物體相距1m時的相互作用的引力

高中物理必修2教案四

教學目標

1、知識與技能

(1)了解地球表面物體的萬有引力兩個分力的大小關系，計算地球質量;

(2)行星繞恒星運動、衛星的運動的共同點：萬有引力作為行星、衛星圓周運動的向心力，會用萬有引力定律計算天體的質量;

(3)了解萬有引力定律在天文學上有重要應用。

2.過程與方法：

(1)培養學生根據數據分析找到事物的主要因素和次要因素的一般過程和方法;

(2)培養學生根據事件的之間相似性采取類比方法分析新問題的能力與方法;

(3)培養學生歸納總結建立模型的能力與方法。

3.情感態度與價值觀：

(1)培養學生認真嚴禁的科學態度和大膽探究的心理品質;

(2)體會物理學規律的簡潔性和普適性，領略物理學的優美。

教學重難點

教學重點

地球質量的計算、太陽等中心天體質量的計算。

教學難點

根據已有條件求中心天體的質量。

教學工具

多媒體、板書

教學過程

一、計算天體的質量

1.基本知識

(1)地球質量的計算

①依據：地球表面的物體，若不考慮地球自轉，物體的重力等于地球對物體的萬有引力，即

②結論：

只要知道g、R的值，就可計算出地球的質量.

(2)太陽質量的計算

①依據：質量為m的行星繞太陽做勻速圓周運動時，行星與太陽間的萬有引力充當向心力，即

②結論：

只要知道衛星繞行星運動的周期T和半徑r，就可以計算出行星的質量.

2.思考判斷

(1)地球表面的物體，重力就是物體所受的萬有引力.(×)

(2)繞行星勻速轉動的衛星，萬有引力提供向心力.(√)

(3)利用地球繞太陽轉動，可求地球的質量.(×)

3.探究交流

若已知月球繞地球轉動的周期T和半徑r，由此可以求出地球的質量嗎?能否求出月球的質量呢?

【提示】　能求出地球的質量.利用

為中心天體的質量.做圓周運動的月球的質量m在等式中已消掉，所以根據月球的周期T、公轉半徑r，無法計算月球的質量.

二、發現未知天體

1.基本知識

(1)海王星的發現

英國劍橋大學的學生亞當斯和法國年輕的天文學家勒維耶根據天王星的觀測資料，利用萬有引力定律計算出天王星外“新”行星的軌道.1846年9月23日，德國的加勒在勒維耶預言的位置附近發現了這顆行星——海王星.

(2)其他天體的發現

近100年來，人們在海王星的軌道之外又發現了冥王星、鬩神星等幾個較大的天體.

2.思考判斷

(1)海王星、冥王星的發現表明了萬有引力理論在太陽系內的正確性.(√)

(2)科學家在觀測雙星系統時，同樣可以用萬有引力定律來分析.(√)

3.探究交流

航天員翟志剛走出“神舟七號”飛船進行艙外活動時，要分析其運動狀態，牛頓定律還適用嗎?

【提示】　適用.牛頓將牛頓定律與萬有引力定律綜合，成功分析了天體運動問題.牛頓定律對物體在地面上的運動以及天體的運動都是適用的.

三、天體質量和密度的計算

【問題導思】

1.求天體質量的思路是什么?

2.有了天體的質量，求密度還需什么物理量?

3.求天體質量常有哪些方法?

1.求天體質量的思路

繞中心天體運動的其他天體或衛星做勻速圓周運動，做圓周運動的天體(或衛星)的向心力等于它與中心天體的萬有引力，利用此關系建立方程求中心天體的質量.

2.計算天體的質量

下面以地球質量的計算為例，介紹幾種計算天體質量的方法：

(1)若已知月球繞地球做勻速圓周運動的周期為T，半徑為r，根據萬有引力等于向心力，即

(2)若已知月球繞地球做勻速圓周運動的半徑r和月球運行的線速度v，由于地球對月球的引力等于月球做勻速圓周運動的向心力，根據牛頓第二定律，得

(3)若已知月球運行的線速度v和運行周期T，由于地球對月球的引力等于月球做勻速圓周運動的向心力，根據牛頓第二定律，得

(4)若已知地球的半徑R和地球表面的重力加速度g，根據物體的重力近似等于地球對物體的引力，得

解得地球質量為

3.計算天體的密度

若天體的半徑為R，則天體的密度ρ

誤區警示

1.計算天體質量的方法不僅適用于地球，也適用于其他任何星體.注意方法的拓展應用.明確計算出的是中心天體的質量.

2.要注意R、r的區分.R指中心天體的半徑，r指行星或衛星的軌道半徑.以地球為例，若繞近地軌道運行，則有R=r.

例：要計算地球的質量，除已知的一些常數外還需知道某些數據，現給出下列各組數據，可以計算出地球質量的有哪些?(　　)

A.已知地球半徑R

B.已知衛星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑r和線速度v

C.已知衛星繞地球做勻速圓周運動的線速度v和周期T

D.已知地球公轉的周期T′及運轉半徑r′

【答案】　ABC

歸納總結：求解天體質量的技巧

天體的質量計算是依據物體繞中心天體做勻速圓周運動，萬有引力充當向心力，列出有關方程求解的，因此解題時首先應明確其軌道半徑，再根據其他已知條件列出相應的方程.

四、分析天體運動問題的思路

【問題導思】

1.常用來描述天體運動的物理量有哪些?

2.分析天體運動的主要思路是什么?

3.描述天體的運動問題，有哪些主要的公式?

1.解決天體運動問題的基本思路

一般行星或衛星的運動可看做勻速圓周運動，所需要的向心力都由中心天體對它的萬有引力提供，所以研究天體時可建立基本關系式：

2.四個重要結論

設質量為m的天體繞另一質量為M的中心天體做半徑為r的勻速圓周運動

以上結論可總結為“越遠越慢，越遠越小”.

誤區警示

1.由以上分析可知，衛星的an、v、ω、T與行星或衛星的質量無關，僅由被環繞的天體的質量M和軌道半徑r決定.

2.應用萬有引力定律求解時還要注意挖掘題目中的隱含條件，如地球的公轉周期是365天，自轉一周是24小時，其表面的重力加速度約為9.8 m/s2.

例：)據報道，天文學家近日發現了一顆距地球40光年的“超級地球”，名為“55 Cancri e”，該行星繞母星(中心天體)運行的周期約為地球繞太陽運行周期的480(1)，母星的體積約為太陽的60倍.假設母星與太陽密度相同，“55 Cancri e”與地球均做勻速圓周運動，則“55 Cancri e”與地球的(　　)

【答案】　B

歸納總結：解決天體運動的關鍵點

解決該類問題要緊扣兩點：一是緊扣一個物理模型：就是將天體(或衛星)的運動看成是勻速圓周運動;二是緊扣一個物體做圓周運動的動力學特征，即天體(或衛星)的向心力由萬有引力提供.還要記住一個結論：在向心加速度、線速度、角速度和周期四個物理量中，只有周期的值隨著軌道半徑的變大而增大，其余的三個都隨軌道半徑的變大而減小

五、雙星問題的分析方法

例：天文學家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運行的兩顆恒星稱為雙星.雙星系統在銀河系中很普遍.利用雙星系統中兩顆恒星的運動特征可推算出它們的總質量.已知某雙星系統中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運動，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個雙星系統的總質量.(引力常量為G)

歸納總結：雙星系統的特點

1.雙星繞它們共同的圓心做勻速圓周運動，它們之間的距離保持不變;

2.兩星之間的萬有引力提供各自需要的向心力;

3.雙星系統中每顆星的角速度相等;

4.兩星的軌道半徑之和等于兩星間的距離.

高中物理必修2教案五

教學目標

【教學目標】

1.知道曲線運動是一種變速運動，它在某點的瞬時速度方向在曲線這一點的切線上。

2.理解物體做曲線運動的條件是所受合外力與初速度不在同一直線上。

3.培養學生觀察實驗和分析推理的能力。

4.激發學生學習興趣，培養學生探究物理問題的習慣。

教學重難點

【重點難點】

1.重點：曲線運動的速度方向;物體做曲線運動的條件。

2.難點：物體做曲線運動的條件。

教學過程

【教學過程】

復習提問

前邊幾章我們研究了直線運動，同學們思考以下兩個問題：

1. 什么是直線運動?

2. 物體做直線運動的條件是什么?在實際生活中，普遍發生的是曲線運動，那么什么是曲線運動?本節課我們就來學習這個問題。

新課學習

展示圖片： 衛星繞地球的運動人造地球 轉彎的火車

這幾幅圖中物體的運動軌跡有何特點?

( 軌跡是曲線)

請大家舉出一些生活中的曲線運動的例子

一、曲線運動的速度方向：

1思考：曲線運動與直線運動除了運動軌跡不同，還有什么區別?2.觀察課本P32圖6.1-1和圖6.1-2

思考：砂輪打磨下來的熾熱微粒。飛出去的鏈球，它們沿著什么方向?

3.討論或猜測，曲線運動的速度方向應該怎樣?

4.是不是象我們大家猜測的這樣呢?讓我們來看一個演示實驗：教師演示課本P32演示實驗驗證學生的猜測，從而得到結論：

曲線運動速度的方向 ：切線方向

5.什么是曲線的切線呢?

結合課本P33圖6.1-4閱讀課本P33前兩段加深曲線的切線的理解。

6.閱讀課本P33第四段，試分析推理曲線運動是勻速運動還是變速運動?

速度是________(矢量.標量)，所以只要速度方向變化，速度矢量就發生了________，也就具有________， 因此曲線運動是________。

二、物體做曲線運動的條件：

1.提出問題：既然曲線運動是變速運動，那么由

可知具有加速度，又由 可知受力不為零，那到底有什么樣的特點呢?

2.實驗探究

器材：光滑玻璃板 小鋼球 磁鐵

演示：小鋼球在水平玻璃板上做勻速直線運動。

問題：給你一磁鐵，如何使小鋼球①加速仍做直線運動。②減速仍做直線運動。③做曲線運動。制定你的實驗方案。

實驗驗證：請兩名同學利用他們的方案來進行驗證。演示給全體學生。

分析論證：

直線加速： 的方向與 的方向相同

②直線減速： 的方向與 的方向相反

③曲線運動： 的方向與 成一夾角

結論：當物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線時，物體做直線運動;當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體就做曲線運動

3.物體做曲線運動的條件：當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時4.實踐應用：

飛機扔炸彈，分析為什么炸彈做曲線運動?

討論題：結合本節所學與前面知識體系來分類歸納力和運動的關系。

三、小結

同學們根據自身特點，各自進行。曲線運動是軌跡為 的運動.

一、曲線運動的速度方向

1.曲線運動的方向是 的

2.質點在某一點(或某一時刻)的速度方向是在曲線上這一點的

3.曲線運動一定是 運動

二、物體做曲線運動的條件:

運動物體所受合外力的方向跟它的速度方向 上 。

課后習題

課堂練習

1.關于曲線運動，下列判斷正確的是(　)

A.曲線運動的速度大小可能不變

B.曲線運動的速度方向可能不變

C.曲線運動的速度可能不變

D.曲線運動可能是勻變速運動

2.關于曲線運動的條件，以下說法正確的是(　)

A.物體受變力作用才可能做曲線運動

B.物體受恒力作用也可能做曲線運動

C.物體所受合力為零不可能做曲線運動

D.物體只要受到合外力就一定做曲線運動

3某物體受同一平面內的幾個力作用而做勻速直線運動，從某時刻起撤去其中一個力，而其它力不變，則該物體( )

A、一定做勻加速直線運動

B、一定做勻減速直線運動

C、其軌跡可能是曲線

D、其軌跡不可能是直線

4.關于做曲線運動的物體，下列說法正確的是(　)

A.它所受的合力一定不為零

B.有可能處于平衡狀態

C.速度方向一定時刻改變

D.受的合外力方向有可能與速度方向在同一條直線上

參考答案:1.AD2.BC3.C4.AC