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，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.
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