万有引力定律教案必备(全文)

时间:2023-10-08 10:50:08 来源:网友投稿

万有引力定律教案第1篇【教材依据】人教版高中物理必修二第六章第三节【教材分析】万有引力定律是本章的核心,从内容性质与地位上看,本节内容是对上一节“太阳与行星间的引力”的进一步外推,即:从天体运动推广到下面是小编为大家整理的万有引力定律教案必备,供大家参考。

万有引力定律教案必备

万有引力定律教案 第1篇

【教材依据】

人教版高中物理必修二第六章第三节

【教材分析】

万有引力定律是本章的核心,从内容性质与地位上看,本节内容是对上一节“太阳与行星间的引力”的进一步外推,即:从天体运动推广到地面上任何物体的运动;又是下一节掌握万有引力理论在天文学上应用的学习的基础。本节重点内容是理解万有引力定律的推导思路和过程,掌握万有引力定律的内容及表达公式,知道万有引力定律得出的意义,知道任何物体间都存在着万有引力,且遵循相同的规律。本节难点是物体间距离的理解。另外本节内容还注重是对学生“科学方法”教育和“情感态度与价值观”的教育:使学生认识科学研究过程中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性,培养学生的推理能力、概括能力和归纳总结能力;本节结合“月—地检验”,经历思维程序“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”培养学生探究思维能力;使学生学习科学家们坚持不懈、勇往直前和一丝不苟的工作精神,培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质。

【学情分析】

上节内容中,学生用所学的“圆周运动”、“开普勒行星运动定律”和“牛顿运动定律”知识,经历了一系列科学探究过程,得出了太阳与行星间的引力特点,学生对天体运动的研究产生了极大的兴趣和求知欲。本节课教师再引导学生从太阳与行星间引力的规律出发,根据类比事实将“平方反比关系”的作用力进行猜想,假设和推广,从太阳对行星的引力到地球对月球的引力,再到任意物体间的吸引力都满足“平方反比的关系”。学生会带着好奇和探究意识以及必要的检验论证,一路探究下去,最终得出万有引力定律。使学生在理解掌握万有引力定律的基础上,培养了探究思维能力和良好的思维品质,为学生终身发展打下基础。

【教学流程】

【教学目标】

一、知识与技能

理解万有引力定律的推导思路和过程。

理解掌握万有引力定律的内容及表达公式,知道万有引力定律得出的意义。

知道任何物体间都存在着万有引力,且遵循相同的规律。

二、过程与方法

认识科学研究过程中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性,培养学生的推理能力、概括能力和归纳总结能力。

结合“月—地检验”,经历思维程序“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”培养学生探究思维能力。

三、情感态度与价值观

学习科学家们谦逊的美德,使学生在学习中互相协作、互相借鉴,培养团队精神。

认识天文观测、分析推理、归纳总结等科学意识和方法的重要性,培养学生尊重客观事实并透过现象看本质的认识观。

学习科学家们坚持不懈、勇往直前和一丝不苟的工作精神,培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质。

【教学重点】

万有引力定律的推导思路和过程。

万有引力定律的内容及表达公式。

【教学难点】

对万有引力定律及物体间距离的理解。

对万有引力定律普遍性的理解:任何物体间都存在着万有引力,且遵循相同的规律。

【教学媒体】

教室电脑多媒体系统。

PowerPoint课件、Flash动画(行星绕太阳运动的动画,月球在地球引力作用下运动及受力的动画,苹果在地球引力作用下落地的动画)。

【教学方法】

阅读思考、猜想假设、分析推理、事实验证、归纳总结、讨论交流、练习巩固等。

【教学过程】

一、复习提问,导入新课

教师:我们上节课学习了两个问题:一是追寻牛顿的足迹学习了行星运动的动力学问题,找到了太阳与行星间引力的规律,谁能回答一下其具体内容呢?

学生:(老师引导学生复习上节课内容)

老师:同学们掌握的很好,根据其引力的作用规律,完全可以解释行星的运动了。正是由于行星受到了太阳对它的引力作用,行星才不会飞离太阳,而是按照开普勒发现的三个规律绕太阳运动。

老师:我们上节课学习的另一个问题是:太阳与行星间的引力规律是否适用于卫星绕行星的运动。思考该问题的探究思维程序如何呢?

学生:提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论。

(引导学生复习上节课的内容“说一说”和相应的探究思维程序,有助于提出“天体间引力规律的普遍性”的新问题从而导入新课。)

老师:那么,你们是否想过天体间引力规律是否具有普遍性呢?也就是说,地面物体与天体间的相互作用力也有同样的“平方反比关系”的规律吗?下面请同学们阅读第三节开头的三个自然段,体会牛顿当年是怎样思考这个问题的。

二、新课教学

天体间引力规律的普遍性——科学推理,萌发猜想

教师:(多媒体出示如下阅读提纲,引导学生阅读理解,然后再多媒体演示行星绕太阳运动的动画,月球在地球引力作用下运动及受力的动画,苹果在地球引力作用下落地的动画,引导学生逐步完成阅读问题。)

EMBED PBrush

阅读提纲 学生阅读活动或师生共同回答 (1)行星为什么没有飞离太阳? 原因是:太阳对行星的引力作用。

(2)地面物体为什么不能离开地球而总是落回地面呢? 因为地面物体受到地球对它的重力作用。

(3)地球与太阳间的引力和地球吸引苹果的力是不是一种力呢? 猜想一:地球与太阳间的引力和地球吸引苹果的力是一种力。

(4)最高的山顶上或建筑物上的重力有明显减弱吗? 客观事实表明:物体在地面和高山上所受的重力大小没多大区别。

(5)拉住月球的力和地面物体的重力性质一样吗? 猜想二:地球对周围物体的重力作用应该会延伸到很远的地方,拉住月球的力和地面物体的重力性质一样。

(6)树上掉下的苹果砸着牛顿,使牛顿突发奇想而发现了万有引力。你同意这种说法吗? 不同意。机遇偏爱于有准备的头脑。“当牛顿思考月亮绕地球运行的原因时,苹果偶然落地引起了他的遐想”的说法应该有点道理。

教师:根据以上分析,我们是否可以推测:拉住月球使它围绕地球运动的力,与拉着苹果下落的力以及地球、众行星与太阳之间的作用力是同一种力,遵循相同的规律?也就是说我们上节课所学习的天体间引力的规律是否具有普遍性呢?

学生:可以,但这个想法的正确性要由事实来检验。

教师:很好,科学离不开事实。牛顿为了验证这个想法的正确性,做了“月—地检验”。请同学们阅读教材,然后回答检验的思路。

月地间引力与地球吸引物体的力相同——月—地检验,验证猜想

(引导学生阅读教材,理解月—底检验的思路。按如下板书思路逐步显示。)

教师:根据以上分析,我们可以得出什么结论?

学生:地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种力。

教师:牛顿并没有就此止步。我们也应该想到,能否再进一步推广呢?也就是说任意物体间都有平方反比关系的吸引力吗?

任意物体间的吸引都有平方反比的关系——解放思想,大胆推广

教师:假设任意物体间都有平方反比关系的吸引力作用,为什么我们都没有感觉到大楼、大石头之类的物体吸引我们呢?

学生:因为身边物体的质量比天体的质量小得多,我们觉察不出罢了。

教师:这个假设果真正确的话,我们可以大胆地把上面的结论推广到宇宙中的一切物体之间。牛顿就这样地将之推广了,于是就有了具有划时代意义的万有引力定律的问世。

万有引力定律——天地统一,得出万有引力定律

(按学习物理规律的常规方法进行,引导学生分析得出下列各项板书内容。)

(1)内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与两个物体的质量m1和m2的乘积成正比,与它们之间的距离r的二次方成反比。

(2)公式:

(3)单位:质量——Kg、距离——m、力——N 。

(4)比例系数G叫做引力常量,普遍适用。

(5)距离的确定:

eq oac(○,1) 可视为质点的物体,则为质点间的距离;

eq oac(○,2) 对均质球体则是两个球心间的距离。

(6)意义:

eq oac(○,1) 对物理学、天文学的发展具有深远的影响;

eq oac(○,2) 它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来了;

eq oac(○,3) 在科学文化发展起到了积极的推动作用,解放了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立起了极大的信心,人们有能力理解天地间的各种事物。

万有引力定律清楚地向人们提示,复杂运动的背后隐藏着简洁的科学规律;它明确地向人们宣告,天上和地下都遵循着完全相同的科学法则。

扭秤装置巧改造,引力常量被测出——天才发明与天才借鉴

教师:万有引力定律——这一科学史上最伟大的定律,与1687年发表在牛顿的传世之作《自然科学的数学原理》中。但在当时,牛顿无法确定其中的引力常量,万有引力定律的正确性仍然值得怀疑。请同学们阅读教材,明确是谁,在什么时间、什么地点测出了引力常量。

万有引力定律教案 第2篇

分析 引导学生了解万有引力定律发现的艰难历程,让学生比较强烈的体会科学思维和方法的重要性是本节课的重要教学任务。因此为了达到预期的教学目标,教师应在教学中充分的引导学生,积极调动学生的主观能动性。以神奇宇宙现象及科学史实为基础,激发学生的兴趣,同时采用科学是清净探究法,主要以问题为中心去充分的引导学生的思维,成功的完成本节课的教学任务。

学生学习心里

分析 高中生正处于从初中物理的定性分析到高中物理的定量讨论;从初中的形象思维到高中的抽象思维;从初中简单的逻辑思维到高中复杂的分析推理的转变过程中。从心理学的角度分析他们的一般能力已经具备,具有一定的观察力、记忆力、抽象概括力、想象力。但其创造能力还比较欠缺,对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱,因此教师应尽可能的提供具有创造能力的活动,不断鼓舞学生的信心,让学生能够在兴趣与积极性中学习知识。

目标

知识与技能:

了解万有引力定律的发现过程

通过万有引力规律的推广,建立万有引力定律,写出数学表达式。

过程与方法:

采用科学史情景探究法,通过合作学习,锻炼自主、探究、合作学习的能力。

假设和推理

情感态度与价值观:

对人类认识万有引力定律过程做出自己的评价,体验物理学的研究思想和方法 教学重点 牛顿发现万有引力的思路,培养学生的创造能力。

教学难点 牛顿以开普勒对行星运动学规律的描述为基础证明万有引力定律的思路 教学方法 科学史情景探究法、讨论法 教学手段 多媒体辅助教学 教 学 过 程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情景回放

播放视频(美丽星空)。

导入 师:在上课之前,我先带领大家进入一个神奇的、梦幻般的地方。(视频)

看着这样美丽的地方,同学们感觉如何?是不是产生了无限的遐想,有一种身临其境想亲自去探索期中奥秘的冲动?

正是有了这千千万万个不同的行星运动,才构成了这神奇的宇宙,才出现了这种.种神奇的现象。那么大家想一想,这么多的行星,他们在偌大的宇宙间运动,是各行其是、杂乱无章嘛?

生:(观看视频,用心去感受)。

行星虽然多,但他们的运动都是有一定规律的,均有自己的运动轨道。

创设情境,激发兴趣

“兴趣是最好的老师”,学生有了兴趣就有了主动探究的重要基础,所以激发探究的兴趣是教学成功的关键。

新课引入

师:对,通过上节课的学习,我们知道不是的。

上一节课我们跨越了千年时空对宇宙进行了一个三级跳,让我们通过时间的轴线共同回忆一下天体究竟做怎样的运动的研究之路:

地心说(托勒密)与日心说(哥白尼)

行星运动的规律(开普勒)

开普勒第一定律(椭圆轨道定律)

开普勒第二定律(面积定律)

开普勒第三定律(周期定律)

开普勒的行星运动定律揭示了行星的运动规律,对行星如何绕太阳运动进行了一个确切的描述。所以我们说宇宙虽大,行星虽多,但他们始终是沿着一定的轨道绕太阳做有规律的运动(展示行星运动图片)

那么老师又要问了,行星为什么会如此运动?是什么原因促使他们这样运动呢?

开普勒虽然知道行星的椭圆轨道,但由于行星速度的大小、方向不断变化,他当时还是无法解决这种变化的曲线运动问题,即当时无法逾越的困难之一——数学工具的缺乏。

今天就让我们来研究这一问题的解决之路,进入新课教学——万有引力定律是怎样发现

回顾上一节课所学知识,概括总结前人探究自然,追求科学真理的过程。

认真思考教师所提出的问题,用一种探究真理的思想继续学习。

生:发散思维,积极主动充分表达自己的观点

了解科学家当时遇到的困难,知道科学的发现之路的艰辛

复习回顾,温故知新

我从上一问题对旧知识进行了一个具体的回顾,对讲解本节课做一铺垫,让学生脑海里有一个系统的知识体系。

通过疑问的方式调动学生的积极性,让他们带着问题上路,走进新课。

讲授新课

发散思维,积极讨论

师:面对行星运动这张图片,同学们有什么看法或是想法呢?

同学们说的都很好,那么,大家再想想这个力是什么性质的力,这个力跟哪些因素有关呢?

其实这个问题在当时也引起了不同时代不同科学家的不同猜想,同学们想不想知道他们当时是怎么想的?

科学猜想

那就让我们继续在时间的轴线上前行,将我们大家的想法与他们做一比较:

类比——分析——猜想:

吉尔伯特---行星是依靠太阳发出的磁力维持着绕日运动的。

笛卡尔---漩涡带动行星的运动

分析——直觉——猜想:

布里奥---行星受太阳发出的力支配,力的大小跟行星与太阳距离的平方成反比

胡克--- 行星运动是太阳吸引力的缘故,并且力的大小遇到太阳距离的平方成反比

虽然他们当时的猜想各异而且一步步有一定的进展,但最终还是没有将此问题解释清楚。那是为什么呢?主要是当时还存在其他的一些困难.

天体是一个庞然大物,如果认为天体间有引力,那么如何计算由天体各部分对行星产生的力的总效果呢?

当时存在一定的理论依据的缺乏——困难之二

如果天体间是互相吸引的,那么在众多天体共存的太阳系中,如何解决他们之间相互干扰这一复杂问题呢?——困难之三

那么,给出问题答案的又会是谁呢?

创设情境,继续设置问题

师:同学们,首先我让大家欣赏这样两幅图片(讲述苹果落的传奇故事),看看你们有什么想法:

如果你是牛顿,你会想到什么呢?

同学们说的都非常好,我把大家的想法总结了一下,那接下来让我们对这些问题共同做一探讨:

苹果为什么会落地呢?

老师为大家准备了两样东西,大家以四人小组玩一玩,看看能发现什么。

大家一起再来看一看,这就是引力——能把东西拉过来的一种力。想一想苹果落到地面上是不是和回形针吸到磁铁身上差不多啊,这就说明是由于地球本身的一种力(演示地心引力课件)

那如果苹果树长到月球那么高,苹果还会落到地球上吗?

苹果既然由于地球的吸引而落到地面上,那月球为什么就不会落到地面上呢?

月球为什么绕地球做圆周运动?

同学们真的非常聪明,简直各个都是牛顿了,你们将牛顿当时的发现全说出来了。现在我们知道月球绕地球运动是由于地球引力为它提供了向心力,再去回想刚开始提出的问题是什么原因促使行星绕太阳运动?

万有引力定律教案 第3篇

【教材分析】

本节内容选自沪科版高中物理必修二第五章第三节,在本节课之前,已经介绍了开普勒定律和万有引力定律的内容,本节主要应用万有引力定律求天体的质量和密度,是一节知识的应用和实践课。

【学习者分析】

在本节课之前已经接触了万有引力提供行星绕太阳运动的向心力,也掌握了向心力的不同表达式,并且在初中阶段学习了球体的体积公式和物质的密度公式,这些知识为学生本节课的学习奠定了良好的基础。另外经过快一年的高中学习,学生在抽象思维能力方面已经有了很大提升,能够在脑海里建构物理模型并进行分析推导,这也是学生学习本节课的必要条件。

同时,虽然本节课用到的知识学生已经基本都有所接触,但是将不同板块的知识进行综合应用的能力还欠佳,因此可以预判学生在分析推导过程中会遇到一定的阻碍,另一方面,学生形成了一定的计算习惯,不注意区分物理字母所代表的具体含义,往往容易将字母搞混,要解决这两点问题,就需要发挥小组讨论的力量,通过小组讨论将组内个别不能完成推导计算的同学掌握逻辑思路和求解过程。所以本节课将主要以学生自学、组内合作讨论、学生展示、教师点评、课堂练习巩固等环节组成。

【教学目标】

知识与技能

? 了解万有引力定律在天文学上的重要应用

? 会用万有引力定律计算天体的质量

过程与方法

? 理解万有引力定律处理天体问题的思路、方法

? 了解万有引力定律在天文学上的重要应用,理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路方法

情感、态度和价值观目标

? 通过测量天体的质量、密度,体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用,体会万有引力定律对人类探索和认识未知世界的作用

【教学重点】

运用万有引力定律计算天体的质量

【教学难点】

在具体的天体运动中应用万有引力定律解决问题

【教学方法】

教法:讲授法、多媒体演示

(1)对重点难点内容,通过教师精讲使学生掌握


万有引力定律教案 第4篇

【概述】

本节选自人教版高中物理必修二第六章第三节。

本节课所需课时为1课时,45分钟。

万有引力定律是本章的核心,是17世纪自然科学最伟大的成果之一,它为研究天体运动提供了理论依据,彻底使人们对宇宙的探索从被动描述走向主动发现。万有引力定律承上启下的作用:上承圆周运动,下启卫星的运动.掌握好本节课,对前面知识的加深理解,后面问题的顺利解决,将会起到重要的作用。

【教学目标分析】

知识目标:

1、在开普勒第三定律的基础上,推导得到万有引力定律,使学生对此定律有初步理解。

2、使学生了解并掌握万有引力定律。

3、使学生能认识到万有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有质量的物体之间,不管它们之间是否还有其它作用力)。

能力目标:

1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题。

2、使学生能应用万有引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题。

情感目标:

1、使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力,甚至付出了生命,最后牛顿总结了前人经验的基础上才发现的。让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考。2、通过神舟五号的资料,激发学生的爱国热情,增强学生建设祖国的神圣使命感。

【学生特征分析】

高中的学生已经有一定的天文学与物理学的基础,具备一定的思维能力。对物理知识具有因果关系的认识兴趣;对物理知识具有概括性的认识兴趣。他们喜欢活跃的课堂形式,热忠于讨论、归纳、分析、争辩等思维活动,兴趣广泛,求知欲强,探究和讨论的风气较浓厚。但他们易于用生活观念代替物理概念,学习物理的思维障碍表现为凝固性、片面性和干扰性障碍。为了克服学生的思维障碍,教学中多让学生接触真实、具体的物理情境,提高从真实、具体的物理情境中获得信息的辩识能力,让学生暴露出错误观念并加以纠正。

【教学策略选择与设计】:

重点:万有引力定律的推导,应用难点:万有引力定律的推导。本节的重点是。万有引力定律的推导和应用。因为它既是前面圆周运动知识的发展,又是后面卫星运动知识的基础。本节的难点是:万有引力定律的推导。因为它综合了开普勒第三定律,圆周运动知识,牛顿第三定律,涉及知识点多;而且一般物体间的引力极小,学生对此缺乏感性认识,又无法进行演示实验。我们通过具体事例,例题,习题,多媒体手段加强了重点教学;通过及时复习,突破了难点教学;而且我们通过探究性活动,使学生对重难点知识的同化过程,,在时间和空间上得以延续。

教学中渗透科学思想和方法教育,还注重能力的培养。由各种日常的生活现象和一些天文知识引入万有引力定律,体现了学习物理知识的新理念:生活---物理---生活。如:从月球围绕地球旋转的例子中,猜测出影响月球环绕时间,速度的因素,最后又用影响这些因素来解释学生熟悉的生活现象。但要从现象中得出结论,还需通过实验来认识。教学中着重引导学生设计实验,从中观察并分析得出结论,培养了学生自主思维的能力。本节课也体现了学习物理知识的认知过程—由简单到复杂、由形象思维到抽象思维的过程。物理课堂教学除了传授知识,培养能力外,还应注重知识的形成过程,提高学生的科学素养,初步认识科学及其相关技术对于社会发展、自然环境及人类生活的影响。如:利用“神州系列飞船”的图片,在教学中渗透了天文与万有引力息息相关的的观念,使学生有能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献的意识。

采用“情境—活动”课堂教学模式。

把教学活动的重点放在指导学生主动获取知识上。利用学生生活经验创设的情境,引导学生参与积极思维、主动探索、动手实验等一系列活动来获得新知。同时应用媒体画面展现生活实例来培养学生应用物理知识解释生活现象的能力,从而突破教学难点。这样既增长知识,又培养能力,也激发学生学习物理的浓厚兴趣。在结尾部分采用抢答活动,不仅将课堂气氛推向高潮,还可达到良好的教学效果。

【教学资源和工具】 本节课是在学生人手一机的多媒体网络教室实施的。

教版高中物理必修二。

专门为本课设计、制作的网络资源课件。

网络留言板。

【教学过程环节】:

(一)创设情境,引入万有引力定律:

展示伽俐略在比萨斜塔上,做自由落体实验的图片,激发学生的兴趣,学生看完后依次提出下面6个问题:1,2问,比较简单,为后面的问题作准备,3,4,问由于1,2问作铺垫,学生也能答出。通过设计这四个问题,逐步把学生的思路导向“引力的作用“这一实质.然后安排“行星运动的各种动力学解释“,让学生认识到历史上得出这一结论经历了漫长的过程:球为什么向下运动,不向上运动—重力是竖直向下的。球为什么受重力—地球引力的作用。月球为什么绕地球太阳作圆周运动—地球引力的作用地球为什么绕太阳作圆周运动—太阳引力的作用。

(二)问题提出:

地球绕太阳的运动简化为匀速圆周运动遵循什么规律

它们的内容是什么

向心力公式中不包含周期怎么办

怎样才能用开普勒第三定律

力的作用是相互的,结合牛顿第三定律,还能进一步得出什么结论

怎样改写成等式

这个结论能不能推广

这样,我们通过7个问题,环环紧扣,层层推进,步步引发学生思考;同时向学生指出牛顿是在椭圆轨道上证明的,我们进行了简化;由于条件所限,直到100年后卡文迪才测出引力恒量的值。通过强调了公式中每个字母的涵义,定律的理解,及它的适用条件,加深了学生对定律的认知程度。

(二)理解万有引力:

(1)普遍性

(2)相互性

(3)宏观性

(三)意义

指出在万有引力定律的指引下,人们先后发现了海王星,冥王星,计算出了各种天体的质量和密度,人们一步步向宇宙迈进,在神州飞船图片的基础上我们提出了第一个问题:

例1 “神舟“五号飞船从发射到回收历时约21h,绕地球飞行14圈,飞船在运行期间,按照地面指挥控制中心的指令成功地实施了数十个动作,包括从椭圆轨道变换到圆轨道等。假若把飞船从发射到着陆的整个过程中的运动都看作圆周运动处理,试粗略估计飞船离地面的平均高度h。(已知地球半径×106m,地球表面处的重力加速度)

天体运动是历来高考的重点,安排本题是为了强调解决天体运动问题的思路。学生中存在这样的问题:既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的,那么为什么没有吸引到一起 为了解决这个问题,安排了例题2

例2,两物体质量都是1kg,相距1m,它们间的万有引力是多少

通过本题,让学生认识到一般物体间的引力极小,不用考虑.那么,质量很大的天体为什么没被吸引到一块 从而引出下节课题.

为进一步巩固万有引力定律,按排了下面的练习

八,练习:已知地球质量大约是 ,地球半径为 km,地球表面的重力加速度 .求:地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力 和重力

万有引力定律教案 第5篇

教材分析

万有引力定律的核心地位:万有引力定律是本章的核心,是17世纪自然科学最伟大的成果之一,它为研究天体运动提供了理论依据,彻底使人们对宇宙的探索从被动描述走向主动发现。

万有引力定律承上启下的作用:上承圆周运动,下启卫星的运动。掌握好本节课,对前面知识的加深理解,后面问题的顺利解决,将会起到重要的作用。

[教学目标]

(一)知识目标

介绍牛顿发现万有引力定律的思考过程,体会研究物理问题的方法,渗透科学的发现方法。

掌握万有引力定律的内容,认识万有引力定律的普遍性。

介绍万有引力恒量的测定方法,增加学生对万有引力定律的感性认识。

(二)能力目标:会应用万有引力定律解决一般的相关问题。

(三)情感目标

1、本节课重在逻辑思维和渗透物理学的研究方法,因此本节课的教学中应该在学习品质方面对学生

进行教育。让学生感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家不断努力的结果。

3、通过中国飞天第一人杨利伟、神舟六号的资料,激发学生的爱国热情,增强学生建设祖国的神圣

使命感。

[重点难点]

万有引力定律的发现过程、应用,是本节课的重点。

由于一般物体间的万有引力极小,学生对此缺乏感性认识,又无法进行演示实验,故应加强举例。

[重点难点突破]

通过具体事例、例题、习题、多媒体手段加强了重点教学;通过及时复习,突破了难点教学;而且通过探究性活动,使学生对重难点知识的同化过程在时间和空间上得以延续。

[教学过程]

引入新课:

课前4分钟开始播放课件中杨利伟的图片、神州六号发射的全过程。创设一个物理情景、进入状态、激发学生的学习欲望。

(二)教学过程

(提问学生,共同回答)。刚才看到的一些图片上的人物是谁呢?(中国飞天第一人杨利伟)。那么第二段视频记录下的又是什么事件呢?(神州六号发射全过程)。近几年来,我国的航天事业取得了非常大的成就,全国人民欢欣鼓舞,这与我们这一章万有引力定律联系是很密切的,也是近几年来各种大小考试的考试热点和重点。

(展示前辈科学家的人物图片)万有引力定律的发现过程犹如一部壮丽的科学史诗,它歌颂了前辈科学家的科学精神,也展现了科学发展过程中科学家们富有创造而又严谨的科学思维。那么就让我们以现有的知识基础处身于历史的背景下,踏着牛顿的足迹,经历一次发现万有引力定律的过程吧!

一.复习:

人类认识事物总是有一个过程和规律的,第一节中主要介绍了前辈科学家们通过观测得到的行星绕太阳运动的规律――开普勒行星运动定律。分别是几何定律、面积定律、周期定律。进而人们开始进一步的了解其本质原因,牛顿利用他数学方面的才能推理演绎得到了太阳与行星间的引力公式满足:
EMBED 。这样就可以很好的解释行星绕太阳运动的原因了。

二.牛顿的思考:

介绍牛顿苹果树下的思考,吸引学生进入当时的历史情景。引导从苹果落地联想到月球绕地球运动,思考太阳与行星间、地球与月球间、地球与苹果间是不是同一种力?并且如何验证这个猜想?进入月地检验,留给学生自己计算。

然后引导总结,通过月地检验,牛顿的猜想是正确的。然后进一步推广到宇宙中任何物体之间都存在这样的一种引力,即万有引力定律。

三.更进一步推广――万有引力定律:

(1)定律表述:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量成正比,跟它们的距离的二次方成反比.方向在它们连线上。

(2)公式表示:

(介绍表达式中的各个物理量及其单位)

(3)引力常量G适用于任何两个物体;它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力.

这么一个猜想推广而来的结论是正确的吗?

海王星 冥王星

介绍有力证据:海王星和冥王星的发现,有力的证明了万有引力的正确性。牛顿在44岁时,也就是1687年把他在二十多岁时形成的这一理论发表在了传世之作《自然哲学的数学原理》之中,也希望同学们在二十多岁时也有牛顿这样的发现。

回顾牛顿万有引力定律得到的历程,从观察获得规律→猜想原因→数学演绎得到规律→进一步的猜想→猜想得到验证→更大胆的猜想→得到万有引力定律。

进行情感价值观教育:物理学中许多重大理论的发现,不是简单实验结果的总结,它需要直觉和想象力、大胆的猜想和假设,再引人合理的模型,深刻的洞察力、严谨的数学处理和逻辑思维,是一个充满艰辛和曲折的过程。

知道前辈科学家得到万有引力定律的艰辛,我们更应该去认真的学习掌握好万有引力定律,来看这样一个问题:

练习一:

要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4,下列方法不可采用的是:(D)

使两物体的质量各减小一半,距离不变

使其中一个物体的质量减小到原来的1/4,距离不变

使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变

使两物体间的距离和质量都减为原来的1/4

(本练习重在万有引力定律的定性应用。)

那么如果我们想知道万有引力的具体数值,可以计算出来吗?不行,G未知,怎么测G?公式变形得G的表达式,只要知道两个物体的质量、距离、万有引力即可。但万有引力多大?能测出来吗?举个例子,两位50kg同学相距一米时万有引力多大?测一测。能感觉到吗?可见这个G应该是一个很小大的数值。牛顿当年也曾经设计了好多种方案,很遗憾,最终都失败了。直到一百多年以后,英国的物理学家卡文迪许利用了一个十分巧妙的扭秤装置才比较准确的测得G的数值

四.万有引力常量G的测定

介绍装置,播放动画,动态演示。


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