万有引力定律公开课教案23966.pdf
word 专业资料-可复制编辑-欢迎下载 第二节 万有引力定律【教材分析】本节课内容主要讲述了万有引力发现的过程及牛顿在前人工作的基础上，凭借他超凡的数学能力推证了万有引力的一般规律的思路与方法.这节课的主要思路是：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.这个定律的发现把地面上的运动与天体运动统一起来，对人类文明的发展具有重要意义。作为高中阶段无法证明椭圆轨道的情况而只能近似以圆轨道来处理的一种“近似”的物理思路.这是一种极好的研究物理的方法.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.【三维目标】一、知识与技能 1.了解万有引力定律得出的思路和过程.2.理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律，记住引力常量 G 并理解其内涵.3.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 1.培养学生在处理问题时，要抓住主要矛盾，简化问题，建立模型的能力与方法.2.培养学生的科学推理能力.三、情感态度与价值观 通过牛顿在前人的基础上发现万有引力的思想过程，说明科学研究的长期性、连续性及艰巨性.【教学重点】1.万有引力定律的推导.2.万有引力定律的内容及表达公式.【教学难点】1.对万有引力定律的理解.2.使学生能把地面上的物体所受的重力与其他星球与地球之间存在的引力是同性质的力联系起来.【教学方法】1.对万有引力定律的推理采用分析推理、归纳总结的方法.2.对疑难问题的处理采用讲授法、例证法.【教学用具】多媒体课件【课时安排】1 课时【教学设计】故事导入 1666 年夏末一个温暖的傍晚,在英格兰林肯郡乌尔斯索普,一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里,坐在一棵树下开始埋头读书.当他翻动书页时,他头顶的树枝中有样东西晃动起来,一只历史上最著名的苹果落了下来,落在 23 岁的伊萨克.牛顿的身边,恰巧那天他正苦苦思索一个问题:是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上?以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上?为什么这只苹果会坠落到地上?正是从这一问题开始,他找到了这些问题的答案.师提问:太阳对行星的引力使得行星围绕太阳运动,月球围绕地球运动,是否能说明地球对月球有引力作用?抛出的物体总要落回地面,是否说明地球对物体有引力作用?【新课教学】课件展示:画面 1:八大行星围绕太阳运动 画面 2:月球围绕地球运动 word 专业资料-可复制编辑-欢迎下载 画面 3:人造卫星围绕地球运动 演示 4:地面上的人向上抛出物体,物体总落回地面 学生思考、讨论下面问题：1、行星为何能围绕太阳做近似圆周运动？2、月球为什么能围绕地球做近似圆周运动？3、人造卫星什么能围绕地球做圆周运动？4、地面上的物体受到的力与上述力相同吗？5、根据以上四个问题的探究，你有何猜想？师引导分析，猜想：“天上”的力与“人间”的力应属于同种性质的力.师说明:探究上述问题时我们运用了类比的方法得出猜想，猜想是否正确需要检验，因此不能将其作为结论.一、月-地检验 1、目的：验证“天上”的力与“人间”的力是同种性质的力.2、原理：课本 P39 师指导学生看书。3、验证：师生互动，教师指导学生推演：根据验证原理，若“天上”与“人间”的力是同种性质的力，应满足：F21r 理论推导：月球受到的地球引力：F21r 又22;nnnaRGmg Fmagr则 由23219.860=/2.7 10/36003600nnarRam sm sg得即 实际测量：月球绕地球做匀速圆周运动，向心加速度22()narT 627.3=36002427.3;6060 6.4 10Ts rRm天 2623224(3.14)60 6.4 10/2.7 10/(360024 27.3)nam sm s 二、万有引力定律 我们的思想还可以更解放，是否任意两个物体之间都具有“与两个物体的质量成正比，与它们之间的距离的二次方成反比”的吸引力呢？科学家们经过大量的检验，事实确实是这样的。牛顿在前人的基础上，总结了这个规律，我们称为万有引力定律。1、万有引力定律的内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离 r 的二次方成反比。2、表达式：F122m mr122m mFGr 式中的 m 的单位是 kg,r 的单位是 m,F 的单位是 N。在这里m1，m2表示两个物体的质量，r 表示它们的距离.word 专业资料-可复制编辑-欢迎下载 3、说明：1）严格的说，只适用于两个质点间的相互作用。当物体间的距离远大于每个物体的尺寸时，物体可看作质点。2）当两物体是质量分布均匀的球体时，r 指的是两个球心间的距离。3）若物体不能视为质点，则可把每一个物体视为若干个质点的集合，然后按定律，求出质点间的引力，在按矢量法求它们的合力。4、万有引力定律的特征 普遍性：由内容我们知道自然界中任何两个物体都相互吸引，也就是说万有引力具有普遍性。相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力，符合牛顿第三定律。这就说明有相互性。宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大或天体与物体间，它的存在才有宏观的实际意义。5、万有引力定律发现的重要意义 万有引力定律的发现，对物理学、天文学的发展具有深远的影响.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.在科学文化发展上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了极大的信心，人们有能力理解天地间的各种事物.三、引力常量 G 1、物理意义：它表示在数值上等于两个质量都是 1kg 的问题相距 1m 时相互作用力的大小。2、单位：Nm2/kg2 习题：仅用引力常量 G，地球半径 R 和重力加速度g，你能求出地球质量么?师点拨：=FG万 学生思考、计算，给出结论：2gRMG 师问：若不知道 G 值，你能得出地球质量吗？结论：G 值的确定使万有引力定律有了使用价值。111067.6GNm2/kg2 说明：牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间的距离的关系，但无法算出两个天体之间万有引力的大小，因为他不知道引力常量 G 的值。100 多年后，英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间的万有引力的测量比较准确地得出了 G 的数值。所以说卡文迪许是“第一个称地球质量”的人。【巩固练习】（用投影出示题目）1.要使两物体间的万有引力减小到原来的 1/4，下列办法不可采用的是 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 1/4 2.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 50 kg 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.word 专业资料-可复制编辑-欢迎下载 3.两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.4F B.2F C.8F D.16F 参考答案：1.D 2.2.25 3.D 【课堂小结】（用投影出示内容）通过这节课的学习，我们了解并知道：1.得出万有引力定律的思路及方法.2.记住并理解221rmmGF 其中G为万有引力常量，r为两物间的距离.【作业布置】1.课堂作业：P41，(1)，(3)2.课外阅读教材具体内容【板书设计】6.3 万有引力定律 一、月-地检验“天上”的力与“人间”的力是同种性质的力 三、引力常量 二、万有引力定律 1、物理意义：1、万有引力定律的内容：2、单位：2、表达式：122m mFGr 111067.6GNm2/kg2 【教学反思】
