万有引力定律说课与教案

其次节万有引力定律●教材分析HＹPEＲLINK＼l”目录”返回名目万有引力定律的发现是人类第一次揭示自然界中一种基本相互作用（总共四种）的规律,在人类熟识自然的历史上树立了一座里程碑,对人类文化的进展有巨大的影响。=３\*GB３③本节课主要叙述了万有引力定律的发现过程和牛顿的出色工作(凭借他超凡的数学能力证明万有引力的思路与方法）,在本章中具有呈上启下的作用，是本章的重点之一.这节课的主要思路是:HYPERLＩＮＫ\l”主要思路返回＂主要思路由圆周运动和开普勒运动定律的知识,得出行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的平方成反比,并由引力的相互性得出引力也应与太阳的质量成正比。随后,了解牛顿的出色工作:发明微积分工具来证明此“平方反比的规律”同样适用于天体的椭圆运动,从而于１666年发现万有引力定律并于16８7年随巨著《自然哲学之数学原理》的出版而公布于世.这个定律的发现把地面物体的运动与天体的运动统一起来,对人类文明的进展具有重要意义。由上可知：本节课重在规律思维和渗透物理学的讨论方法,因此本节课的教学中应该在学习品质方面对同学进行教育。本节内容包括：发现万有引力的思路及过程、万有引力定律的推导和对它的理解。●教学目标HYＰＥＲＬINK＼l”目录＂返回名目一、知识目标⒈了解万有引力定律得出的思路和过程.⒉理解万有引力定律的含义并会推导。⒊知道任何物体间都存在着万有引力,且遵循相同的规律。二、能力目标HYPＥRＬIＮK返回名目⒈培育同学建立物理模型的能力：学习处理问题时,抓主要冲突、简化问题，建立模型的能力与方法；⒉培育同学的科学推理能力：训练同学进行规律分析和数学推理的能力；⒊用数学公式表述物理概念和规律的能力。三、德育目标HYPERLINＫ＼l”目录＂返回名目通过牛顿在前人基础上发现万有引力的思想过程，说明科学讨论的长期性、连续性及困难性,从而对同学进行如下教育:⒈向同学渗透由一般观察到假说再数学推理直至实验验证这一自然科学的讨论方法;⒉学习科学家们坚持不懈、一丝不苛的工作精神,培育同学良好的学习习惯和擅长探究的思维品质;⒊学习科学家们谦逊美德和相互协作的精神。●教学重点HYPＥRLIＮＫ＼l＂目录"返回名目⒈万有引力定律的推导。⒉万有引力定律的内容及表达公式。●教学难点HＹPＥRLＩNK\l”目录”返回名目⒈对万有引力定律的理解；⒉对万有引力的理解：地面物体受到的重力与天体间的引力性质相同，都遵从“平方反比关系";⒊一般物体间的引力很小,同学缺乏感性熟识；⒋计算万有引力时物体间距离的含义。●教学方法ＨYＰERＬINK\l＂目录"返回名目⒈对万有引力定律的推理——采纳分析推理、归纳总结的方法。⒉对疑难问题的处理——采纳讲授法、例证法。通过新旧教材的对比知道:老教材直接定性地给出万有引力定律及其计算公式，重在识记;而新教材先介绍万有引力定律发现的思路,然后运用科学推理得出万有引力定律,重在规律思维和渗透物理学的讨论方法。因此，依据教材编排的意图和教材内容的特点，结合高一同学的知识基础和熟识能力,我采纳“阅读-启发"式教学法。教学中运用图表分析、设问、提问、幻灯投影、多媒体教学等综合手段，体现老师在教学中的主导地位.教是为了不教，在教知识的同时最关键的是要教给同学学习的方法,让同学在学中悟法、会中用法。这样才有利于同学全面素养的提高。依据本节教材的特点，采纳同学课前预习、查阅资料、课堂阅读、商量总结、数理推导、归纳概括等学习方法，为同学供应大量参加教学活动的机会，乐观思维，充分体现教学活动中同学的主体地位。●教学用具HYＰERLINＫ\l＂目录”返回名目投影仪、投影片●教学步骤ＨYＰＥRLＩＮK\l＂目录＂返回名目一、导入新课由上节课我们知道:古代由于农业生产和航海的需要，人们进行了大量的天文观测，这方面突出的代表人物是——第谷，四十多年的观测数据成千上万，他的助手-—开普勒—-由于良好的数学功底和超强的规律思维能力,在成千上万的数据处理过程中发现了行星运动的规律。那么行星运动的规律有几条？………开普勒第肯定律、（HYPERＬＩＮK另法参后原)公式中的G是一个常数，叫万有引力常量。HYPERLIＮK\ｌ”目录"返回名目进而牛顿还讨论了月地间的引力、很多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律,于是他把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，即具有划时代意义的万有引力定律。⒉万有引力定律：⑴⑵⑶⑷⑸⑹HYＰERLINＫ＼l”目录”返回名目⑴内容: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的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。⑵公式：⑶各物理量的含义及单位HYPERＬIＮＫ\ｌ＂目录”返回名目r表示两个简略物体相距很远时，物体可以视为质点；如果是质量分布均匀的球体，r为它们的球心间的距离；(如果是规章外形的均匀物体，ｒ为它们的几何中心间的距离），单位为“米"。G为万有引力常量,.(这个引力常量的消灭要比万有引力定律晚一百多年哪！是英国的物理学家卡文迪许测出来的，我们下节课就要学习。）HYPＥRＬＩNＫ＼ｌ”目录"返回名目⑷疑问：在日常生活中，我们各自之间或人与物体间，为什么都对这种作用没有任何感觉呢？(这是由于一般物体的质量与星球的质量相比太小了，它们之间的引力太小了，所以我们不易感觉到.下一节课的卡文迪许的精致的扭秤实验将为我们验证。）⑸扩展思路HＹＰERLIＮＫ\ｌ”扩展思路月—地检验一"月-地检验⒊万有引力定律的理解HＹPEＲLINＫ\ｌ”目录＂返回名目⑴引力存在于任何两个物体之间.也正是由于如此,这个定律才称为万有引力定律。只不过一般物体的质量比较小，引力也格外小，我们不易感觉到而已.⑵万有引力定律公式中的，其含义是两个质点间的距离。当两个物体相距很远时，物体可看作是质点;如果是质量分布均匀的球体,r为它们的球心间的距离;(如果是规章外形的均匀物体，r为它们的几何中心间的距离).⑶物体由于有质量而产生引力。质量是引力产生的缘由。应该注意：万有引力不同于我们学校学过的电荷间的引力及磁极间的引力，也不同于我们以后要学到的分子间的引力。⑷重力是万有引力的分力。⒋万有引力定律发现的重要意义HＹPERLＩNK\l"目录”返回名目万有引力定律的发现,对物理学、天文学的进展具有深远的影响；它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来；在科学文化进展上起到了乐观的推动作用，解放了人们的思想，给人们探究自然的神奇建立了极大的信心,人们有能力理解天地间的各种事物。三、巩固练习(用投影片出示题目）HＹPEＲLＩNK\l＂目录"返回名目⒈要使两物体间的万有引力减小到原来的1/４，下列方法不行采纳的是A、使两物体的质量各减小一半，距离不变Ｂ、使其中一个物体的质量减小到原来的１/4，距离不变C、使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变D、距离和质量都减为原来的１／4⒉火星的半径是地球半径的一半,火星的质量约为地球质量的１/9；那么地球表面５0kg的物体受到地球的吸引力约是火星表面同质量的物体受到火星吸引力的倍。⒊两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时，它们之间的万有引力为F。若两个半径为原来2倍的实心大铁球紧靠在一起,则它们之间的万有引力为A、4FB、2FC、8FD、16F参考答案：⒈D⒉２.2５⒊Ｄ四、小结（用投影片出示内容)HYＰEＲＬIＮＫ＼ｌ＂目录"返回名目通过这节课的学习,我们了解并知道：⒈得出万有引力定律的思路及方法.⒉任何两个物体间存在着相互作用的引力的一般规律：即其中G为万有引力常量,r为两物间的距离。五、作业HYPＥＲＬＩNＫ\ｌ”目录"返回名目⒈：２,3，4⒉思考题：⑴某星球的质量约为地球的９倍，半径约为地球的一半，若从地球上高h处平抛一物体,射程为６0米，则在该星球上，从同样高度，以同样的初速度平抛同一物体,射程应为多少?⑵已知地球的半径为R,自转角速度为ω,地球的表面的重力加速度为g,在赤道上空相对地球静止的同步卫星离开地面的高度是多少？参考答案：(1)10米（2）●板书设计HＹPERLＩNK德育目标HYＰERLINK\l＂●教学重点"教学重点HＹPＥRＬIＮK＼l”●教学难点”教学难点ＨYPＥRＬINK＼ｌ＂●教学方法＂教学方法HYＰERLINK教学用具HYＰERＬＩNK＼l"●教学步骤"教学步骤一、HYPＥRＬINK＼ｌ”●教学步骤一、导入新课＂导入新课二、HYＰEＲＬＩNＫ\l”●教学步骤二、新课教学”新课教学⒈HYPERＬINK＼ｌ＂●教学步骤二、新课教学⒈万有引力定律的推导＂万有引力定律的推导⒉HYPERＬＩNK\l”●教学步骤二、新课教学⒉万有引力定律＂万有引力定律⑴ＨＹＰERLINK\ｌ”●教学步骤二内容"内容⑵HＹPEＲLINＫ\l＂●教学步骤二公式＂公式⑶HYPEＲＬIＮＫ\l"●教学步骤二各物理量的含义及单位＂各物理量的含义及单位⑷HYPERLＩＮＫ\l＂●教学步骤二疑问＂疑问⑸HYＰＥＲＬIＮＫ\l"●教学步骤二扩展思路月—地检验”扩展思路月—地检验⒊HYPERＬＩNK\l＂●教学步骤二、新课教学⒊万有引力定律的理解”万有引力定律的理解⒋ＨYPＥRLＩＮK\l＂●教学步骤二万有引力定律发现的重要意义”万有引力定律发现的重要意义三、HＹPERＬINK作业ＨＹＰERLIＮK＼l"●教学步骤六、板书设计"板书设计HＹＰEＲLIＮK\l"●教学步骤七、素质能力训练"素养能力训练①建立模型，温故探新②数学推导，总结规律③科学推想，形成等式④实验验证,形成概念扩展思路“月-地”检验（一）牛顿想验证地面上物体的重力与月地间、行星与太阳间的引力是同种性质的力，他做了闻名的“月—地"检验，请同学们阅读课本第105页有关内容。然后归纳一下他的思路：ＨYＰＥRLINＫ\l”●教学步骤二扩展思路月—地检验”返回①牛顿的推理:如果重力与星体间的引力是同种性质的力,都与距离的二次方成反比关系，即:HＹＰＥRＬＩNＫ返回另外,由月球的运行周期２７.3天和月地两心间距离可知月球绕地球做近似圆周运动的向心加HYPEＲLINＫ＼l＂●教学步骤二扩展思路月—地检验”返回两方面的结论是全都的,可见地面物体受到的重力与天体间的引力性质相同,都遵从“平方反比关系"。ＨYPERLＩＮK\l”●教学步骤二扩展思路月—地检验"返回②现在的计算：如果我们已知地球质量为5.8９×1024ｋg，地球半径为６.３7×1０６m。同学们试计算一下月球绕地球的向心加速度是多大？HYPＥRLINK＼l＂●教学步骤二扩展思路月—地检验"返回(１６87――1898)同学们通过计算验证：HＹPERLINＫ\l＂目录＂HＹＰEＲＬＩＮＫ\ｌ"●教学步骤二扩展思路月-地检验＂返回③牛顿的抱负实验:为了验证地面上的重力与月球绕地球运转的向心力是同一性质的力，还提出一个抱负实验:设想一个小月球格外接近地球，以至于几乎触及地球上最高的山顶,那么使这个小月球保持轨道运动的向心力当然就应该等于它在山顶处所受的重力。如果小月球突然停止做轨道运动，它就应该同山顶处的物体一样以相同速度下落。如果它所受的向心力不是重力，那么它就将在这两种力的共同作用下以更大的速度下落，这是与我们的阅历不符的。所以,是同性质的力。HYＰEＲＬIＮK＼l”●教学步骤二扩展思路月—地检验"返回依据圆周运动的条件可知行星必定受到一个太阳给它的力。牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么,太阳对行星的引力F应该为行星运动所受的向心力，即：ＨＹPERLIＮＫ\l＂另法参后原＂返回再依据开普勒第三定律代入上式可得到:HＹPERＬIＮＫ＼l"另法参后原＂返回其中ｍ为行星的质量,ｒ为行星轨道半径,即太阳与行星的距离。由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即:F∝HYPＥＲLINK\l”另法参后原"返回依据牛顿第三定律:太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的相互作用力。既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比，那么行星对太阳也有作用力，也应与太阳的质量M成正比，即:Ｆ∝用文字表述为:太阳与行星之间的引力,与它们质量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比.用公式表述：公式中的G是一个常数，叫万有引力常量。HYPERLＩＮK\l"另法参后原＂返回进而牛顿还讨论了月地间的引力、很多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律，于是他把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，即具有划时代意义的万有引力定律。HＹPＥRLＩNＫ＼ｌ”另法参后原”返回第肯定律：全部的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在全部椭圆的一个焦点上。其次定律:对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的