高一物理下册《万有引力定律》说课稿.docx
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1、高一物理下册万有引力定律说课稿高一物理万有引力定律教案476.2万有引力定律一、教学目标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.?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、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.?三、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.?四、教学方法1.对万有引力定律的推理采纳分析推理、归纳总结的方法.?2.对疑难问题的处理采纳讲授法、例证法.?五、教学步骤导入新课?请同学们回忆一下上节课的内容,
2、回答如下问题:?1.行星的运动规律是什么??2.开普勒第肯定律、第三定律的内容??同学们回答完以后,老师评价、归纳总结.?同学们回答得很好,行星绕太阳运转的轨道是椭圆,太阳处在这个椭圆的一个焦点上,那么行星为什么要这样运动?而且还有肯定的规律?这类问题从17世纪就有人思索过,请阅读课本,这个问题的答案在不同的时代有不同的结论,可见,我们科学的探讨要经过一个相当长的艰难的过程.?新课教学?1.同学们阅读完以后,知道到了牛忽然代的一些科学家,如胡克、哈雷等,对这一问题的相识更进了一步,把地面上的运动和天体的运动统一起来了.事实上,行星运动的椭圆轨道离心率很接近于1,我们把它志向化为一个圆形轨道,这
3、样就简化了问题,易于我们在现有认知水平上来接受.?依据圆周运动的条件可知行星必定受到一个太阳给的力.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应当为行星运动所受的向心力,即:?再依据开普勒第三定律代入上式?可得到: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
4、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.?进而牛顿还探讨了月地间的引力、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随意两个物体间,即具有划时代意义的万有引力定律.?2.万有引力定律:?(1)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.?(2)公式:(3)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??这是因为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
5、扭秤试验将为我们验证.?(4)各物理量的含义及单位?r表示两个详细物体相距很远时,物体可以视为质点.假如是规则形态的匀称物体,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,G=6.6710-11,单位为Nm2/kg2.?这个引力常量的出现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.?(5)扩展思路?牛顿想验证地面上的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.?假如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,那么月球绕地球做近似
6、圆周运动的向心加速度就应当是重力加速度的1/3600.?牛顿计算了月球的向心加速度,结果证明是对的.?假如我们已知地球质量为5.891024kg.地球半径为6.37106m.同学们试计算一下月球绕地球的向心加速度是多大??同学们通过计算验证,?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,还提出一个志向试验:设想一个小月球特别接近地球,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当等于它在山顶处所受的重力.假如小月球突然停止做轨道运动,它就应当同山顶处的物体一样以相同速度下落.假如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
7、下落,这是与我们的阅历不符的.所以,是同性质的力.?(6)万有引力定律发觉的重要意义?万有引力定律的发觉,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主动的推动作用,解放了人们的思想,给人们探究自然的奇妙建立了极大的信念,人们有实力理解天地间的各种事物.六、巩固练习(用投影片出示题目)?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1/4?2
8、.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.?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.D2.2.253.D?七、小结(用投影片出示内容)?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.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.?八、板书设计?其次节万有引力定律?高一物
9、理万有引力定律的应用第2节万有引力定律的应用从容说课一、教材分析这节课通过对一些天体运动的实例分析,使学生了解:通常物体之间的万有引力很小,经常觉察不出来,但在天体运动中,由于天体的质量很大,万有引力将起确定性作用,对天文学的发展起了很大的推动作用,其中一个重要的应用就是计算天体的质量.在讲课时,应用万有引力定律有两条思路要交待清晰:1.把天体(或卫星)的运动看成是匀速圆周运动,即F引=F向,用于计算天体(中心体)的质量,探讨卫星的速度、角速度、周期及半径等问题.2.在地面旁边把万有引力看成物体的重力,即F引=mg.主要用于计算涉及重力加速度的问题.这节内容是这一章的重点,这是万有引力定律在实
10、际中的详细应用.主要学问点就是如何求中心体质量及其他应用,还是可发觉未知天体的方法.万有引力定律是物理学中的重要基本定律,为了使学生对定律的发觉历史和背景有所了解,假如条件允许,希望老师能讲一讲.还可补充讲讲地球上物体重量的改变.这样有助于学生相识万有引力定律的意义,并可起到巩固学问、应用学问的作用.通过这节的教学应使学生了解,通常物体之间的万有引力很小,以致察觉不出,但在天体运动中,由于天体的质量很大,万有引力将起确定性的作用,万有引力定律的发觉对天文学的发展起了很大推动作用.万有引力定律的发觉把地面上的运动与天体运动统一起来,对人类文化的发展具有重要意义.教学中可以通过典例讲解使学生详细体
11、会到,地面上物体所受地球的重力与月球所受地球的引力,是同一性质的力,即听从平方反比定律的万有引力.本节教材重点讲解并描述了人造地球卫星的放射原理,推导了第一宇宙速度.应使学生准确地理解第一宇宙速度是卫星轨道半径等于地球半径时,即卫星在地面旁边环绕地球做匀速圆周运动的速度.当轨道半径r大于地球半径时,卫星环绕地球做匀速圆周运动的速度小.由公式v(GM/r)1/2可知,vr-1/2.清晰地了解这一点,才能比较卫星在不同轨道上运行时某一物理量的大小.应用万有引力定律解决天体问题主要解决的是:天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度等天文学的初步学问.二、备课时应了解下列问题1.天体表
12、面的重力加速度是由天体的质量和半径确定的.g=GM/R22.地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系:物体随地球的自转所需的向心力,是由地球对物体引力的一个分力供应的,引力的另一个分力才是通常所说的物体受到的重力.教学重点1.人造卫星、月球绕地球的运动、行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力供应的,第一宇宙速度的计算;2.会用已知条件求中心天体的质量.教学难点依据已有条件求中心天体的质量.教具打算多媒体设备一套.课时支配1课时三维目标一、学问与技能1.通过对行星绕恒星的运动及卫星绕行星的运动的探讨,初步驾驭探讨此类问题的基本方法:万有引力作为圆周运动的向心力;2.初步了解人造卫星的放射、运行
13、等状况,建立正确的物理模型图景;3.能应用万有引力定律解决天体问题;4.通过万有引力定律计算天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度等.二、过程与方法1.通过万有引力定律在天文学上的应用使学生能娴熟地驾驭万有引力定律;2.通过学习万有引力定律在天文学上的应用,了解世界和中国的航天事业的发展.三、情感看法与价值观通过学习万有引力定律在天文学上的应用,能解决实际问题,增加学生学习物理的热忱.教学过程导入新课老师提问:卡文迪许试验测万有引力常量的原理是什么?学生回答:利用引力矩与金属丝的扭转力矩的平衡来求得.老师提问:万有引力常量的测出的物理意义是什么?学生回答:使万有引力定律有了其
14、实际意义,可以求得地球的质量等.万有引力常量一经测出,万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用,这节课我们来学习万有引力定律在天文学上的应用.推动新课学生阅读有关内容老师提问:行星绕太阳运动的向心力是什么?学生回答:太阳对行星的万有引力供应向心力.老师提问:假如我们知道某个行星与太阳之间的距离是r,T是行星公转的周期,列一下方程,能否求出太阳的质量M呢?学生回答:设行星的质量为m.依据万有引力供应行星绕太阳运动的向心力,有:即有,得.由开普勒第三定律,绕太阳做圆周运动的行星都有=常数.所以太阳的质量M也是定值,和行星的轨道半径及周期无关.老师总结:应用万有引力定律计算天体质量的基本思路是:
15、依据行星(或卫星)运动的状况,求出行星(或卫星)的向心力,而F向=F万有引力.依据这个关系列方程即可.一、人造卫星上天人造地球卫星:老师活动:知道了行星的运动规律,学习了万有引力定律,现在来探讨引言中提出的问题:为什么宇宙飞船能登上月球?为什么飞船能像月亮那样围绕地球旋转?飞船在什么条件下能摆脱地球的束缚?在进一步的探究中,人类会对更遥远的星球有些什么了解?在自然哲学的数学原理一书中,牛顿用一张图说明行星能保持在某轨道运行的缘由.其实,这张图已隐含了飞船上天并绕地球运行的奇妙(如图).牛顿认为“由于向心力,行星会沿某一个轨道运动.假如考虑抛体运动,这一点就简单理解了:投掷一块石头,该石头理应做
16、直线运动,但是由于其自身重力,石头离开直线路径,做曲线运动,最终落回地面;投掷速度越大,落地点距投掷点越远.于是我们假设随着速度的不断增大,石头在落地前画出1、2、5、10、100或1000英里长的弧线,直至最终超出地球的限度,进入空间恒久不回到地球.”只要抛出的速度足够大,被抛出的物体就会像月球那样不再掉下来,这事实上就是人造地球卫星或宇宙飞船上天的原理.1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星高速穿过大气层进入太空,绕地球旋转了1400周,它的胜利放射,是人类迈向太空的第一步,这就是苏联放射的“人造地球卫星”1号.该卫星为球形,外直径为58厘米,质量为83千克,放射于苏联的拜科努尔发
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- 万有引力定律 物理 下册 说课稿
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