高三上學期物理專題復習教案
作為一名老師，有必要進行細致的教案準備工作，教案是實施教學的主要依據(jù)，有著至關重要的作用。那么你有了解過教案嗎？以下是小編為大家整理的高三上學期物理專題復習教案，僅供參考，歡迎大家閱讀。
高三上學期物理專題復習教案1
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(guī)律
能力目標：
1、培養(yǎng)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(xiàn)象(行星的運動)看本質(zhì)(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(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，滲透科學發(fā)現(xiàn)的方_教育。
2、培養(yǎng)學生的猜想、歸納、聯(lián)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?qū)ξ矬w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?qū)υ虑虻囊�，地球�(qū)Φ孛嫔系奈矬w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(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程
(引導學生閱讀教材找出發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(jīng)過長期觀察研究，產(chǎn)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(zhuǎn)，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(zhì)，遵循同樣的力學規(guī)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(shù)學和物理學證明的驚人創(chuàng)造才能，大膽地將自己從地面上物體運動中總結(jié)出來的運動定律，應用到天體的運動上，結(jié)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(zhì)量M和行星質(zhì)量m的乘積成正比，牛頓再研究了衛(wèi)星的運動，結(jié)論是：
它們間的引力也是與行星和衛(wèi)星質(zhì)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(jié)論是否正確，還需經(jīng)過實驗檢驗。牛頓根據(jù)觀測結(jié)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(jié)果，與前面用運動學公式算出的數(shù)據(jù)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(zhì)力，都遵循同樣的力學規(guī)律的假想是正確的。牛頓把這種引力規(guī)律做了合理的推廣，在1687年發(fā)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(jù)問題看書，教師引導總結(jié))
(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?
(3)萬有引力定律的適用條件是什么?
二.萬有引力定律
1、內(nèi)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(zhì)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(zhì)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
�、偃f有引力F是因為相互作用的物體有質(zhì)量而產(chǎn)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(diào)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量有關，而與所在空間的性質(zhì)無關，也與周圍有無其他物體無關.
�、� r為兩個物體間距離：
A、若物體可以視為質(zhì)點，r是兩個質(zhì)點間的距離。
B、若是規(guī)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(zhì)點，則可把每一個物體視為若干個質(zhì)點的集合，然后按萬有引力定律求出各質(zhì)點間的引力，再按矢量法求它們的合力。
�、� G為萬有引力常量，在數(shù)值上等于質(zhì)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(zhì)點，相距1m遠時它們間的萬有引力多大?已知地球的質(zhì)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，F(xiàn)2=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(zhì)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(zhì)量不變
C.使其中一個物體質(zhì)量減為原來的1/4,距離不變
D.使兩物體質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)生?滿足何規(guī)律?
答案：D
三.引力恒量的測定
牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卻沒有給出引力恒量的數(shù)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(zhuǎn)化為容易觀察的顯著變化量，再根據(jù)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(xiàn)這一轉(zhuǎn)化?
測引力(極小)轉(zhuǎn)化為測引力矩，再轉(zhuǎn)化為測石英絲扭轉(zhuǎn)角度，最后轉(zhuǎn)化為光點在刻度尺上移動的距離(較大)。根據(jù)預先求出的石英絲扭轉(zhuǎn)力矩跟扭轉(zhuǎn)角度的關系，可以證明出扭轉(zhuǎn)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(jié)
本節(jié)課重點學習了萬有引力定律的內(nèi)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)點和質(zhì)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
�、賰�(nèi)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(zhì)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
�、鄹魑锢砹康暮x及單位：
�、苋f有引力定律發(fā)現(xiàn)的重要意義：
3.引力恒量的測定
4.萬有引力定律的理解
�、偃f有引力F是因為相互作用的物體有質(zhì)量而產(chǎn)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(diào)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量有關，而與所在空間的性質(zhì)無關，也與周圍有無其他物體無關.
�、� r為兩個物體間距離：
A、若物體可以視為質(zhì)點，r是兩個質(zhì)點間的距離。
B、若是規(guī)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(zhì)點，則可把每一個物體視為若干個質(zhì)點的集合，然后按萬有引力定律求出各質(zhì)點間的引力，再按矢量法求它們的合力。
�、� G為萬有引力常量，在數(shù)值上等于質(zhì)量都是1kg的兩物體相距1m時的相互作用的引力
高三上學期物理專題復習教案2
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(zhì)量;
(2)行星繞恒星運動、衛(wèi)星的運動的共同點：萬有引力作為行星、衛(wèi)星圓周運動的向心力，會用萬有引力定律計算天體的質(zhì)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(yǎng)學生根據(jù)數(shù)據(jù)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(yǎng)學生根據(jù)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(yǎng)學生歸納總結(jié)建立模型的能力與方法。
3.情感態(tài)度與價值觀：
(1)培養(yǎng)學生認真嚴禁的科學態(tài)度和大膽探究的心理品質(zhì);
(2)體會物理學規(guī)律的簡潔性和普適性，領略物理學的優(yōu)美。
教學重難點
教學重點
地球質(zhì)量的計算、太陽等中心天體質(zhì)量的計算。
教學難點
根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量。
教學工具
多媒體、板書
教學過程
一、計算天體的質(zhì)量
1.基本知識
(1)地球質(zhì)量的計算
�、僖罁�(jù)：地球表面的物體，若不考慮地球自轉(zhuǎn)，物體的重力等于地球?qū)ξ矬w的萬有引力，即
②結(jié)論：
只要知道g、R的值，就可計算出地球的質(zhì)量.
(2)太陽質(zhì)量的計算
①依據(jù)：質(zhì)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
�、诮Y(jié)論：
只要知道衛(wèi)星繞行星運動的周期T和半徑r，就可以計算出行星的質(zhì)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(zhuǎn)動的衛(wèi)星，萬有引力提供向心力.(√)
(3)利用地球繞太陽轉(zhuǎn)動，可求地球的質(zhì)量.(×)
3.探究交流
若已知月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期T和半徑r，由此可以求出地球的質(zhì)量嗎?能否求出月球的質(zhì)量呢?
【提示】 能求出地球的質(zhì)量.利用
為中心天體的質(zhì)量.做圓周運動的月球的質(zhì)量m在等式中已消掉，所以根據(jù)月球的周期T、公轉(zhuǎn)半徑r，無法計算月球的質(zhì)量.
二、發(fā)現(xiàn)未知天體
1.基本知識
(1)海王星的發(fā)現(xiàn)
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(jù)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(fā)現(xiàn)了這顆行星——海王星.
(2)其他天體的發(fā)現(xiàn)
近100年來，人們在海王星的軌道之外又發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)表明了萬有引力理論在太陽系內(nèi)的正確性.(√)
(2)科學家在觀測雙星系統(tǒng)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(tài)，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(zhì)量和密度的計算
【問題導思】
1.求天體質(zhì)量的思路是什么?
2.有了天體的質(zhì)量，求密度還需什么物理量?
3.求天體質(zhì)量常有哪些方法?
1.求天體質(zhì)量的思路
繞中心天體運動的其他天體或衛(wèi)星做勻速圓周運動，做圓周運動的天體(或衛(wèi)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(zhì)量.
2.計算天體的質(zhì)量
下面以地球質(zhì)量的計算為例，介紹幾種計算天體質(zhì)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(jù)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?qū)υ虑虻囊Φ扔谠虑蜃鰟蛩賵A周運動的向心力，根據(jù)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?qū)υ虑虻囊Φ扔谠虑蜃鰟蛩賵A周運動的向心力，根據(jù)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(jù)物體的重力近似等于地球?qū)ξ矬w的引力，得
解得地球質(zhì)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(qū)警示
1.計算天體質(zhì)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(zhì)量.
2.要注意R、r的區(qū)分.R指中心天體的半徑，r指行星或衛(wèi)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(zhì)量，除已知的一些常數(shù)外還需知道某些數(shù)據(jù)，現(xiàn)給出下列各組數(shù)據(jù)，可以計算出地球質(zhì)量的有哪些?( )
A.已知地球半徑R
B.已知衛(wèi)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(wèi)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(zhuǎn)的周期T′及運轉(zhuǎn)半徑r′
【答案】 ABC
歸納總結(jié)：求解天體質(zhì)量的技巧
天體的質(zhì)量計算是依據(jù)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(jù)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(wèi)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(jié)論
設質(zhì)量為m的天體繞另一質(zhì)量為M的中心天體做半徑為r的勻速圓周運動
以上結(jié)論可總結(jié)為“越遠越慢，越遠越小”.
誤區(qū)警示
1.由以上分析可知，衛(wèi)星的an、v、ω、T與行星或衛(wèi)星的質(zhì)量無關，僅由被環(huán)繞的天體的質(zhì)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(zhuǎn)周期是365天，自轉(zhuǎn)一周是24小時，其表面的重力加速度約為9.8 m/s2.
例：)據(jù)報道，天文學家近日發(fā)現(xiàn)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(jié)：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(wèi)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(wèi)星)的向心力由萬有引力提供.還要記住一個結(jié)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(tǒng)在銀河系中很普遍.利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運動特征可推算出它們的總質(zhì)量.已知某雙星系統(tǒng)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(tǒng)的總質(zhì)量.(引力常量為G)
歸納總結(jié)：雙星系統(tǒng)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(tǒng)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.
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