萬有引力定律公開課教案.doc

第二節(jié)萬有引力定律【教材分析】本節(jié)課內(nèi)容主要講述了萬有引力發(fā)現(xiàn)的過程及牛頓在前人工作的基礎(chǔ)上，憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力推證了萬有引力的一般規(guī)律的思路與方法.這節(jié)課的主要思路是：由圓周運動和開普勒運動定律的知識，得出行星和太陽之間的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽的距離的平方成反比，并由引力的相互性得出引力也應(yīng)與太陽的質(zhì)量成正比.這個定律的發(fā)現(xiàn)把地面上的運動與天體運動統(tǒng)一起來，對人類文明的發(fā)展具有重要意義。本節(jié)內(nèi)容包括：發(fā)現(xiàn)萬有引力的思路及過程、萬有引力定律的推導(dǎo).【三維目標(biāo)】一、知識與技能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(dǎo)萬有引力定律，記住引力常量G并理解其內(nèi)涵.3.知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律.二、過程與方法1.培養(yǎng)學(xué)生在處理問題時，要抓住主要矛盾，簡化問題，建立模型的能力與方法.2.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力.三、情感態(tài)度與價值觀通過牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬有引力的思想過程，說明科學(xué)研究的長期性、連續(xù)性及艱巨性.【教學(xué)重點】1.萬有引力定律的推導(dǎo).2.萬有引力定律的內(nèi)容及表達公式.【教學(xué)難點】1.對萬有引力定律的理解.2.使學(xué)生能把地面上的物體所受的重力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質(zhì)的力聯(lián)系起來.【教學(xué)方法】1.對萬有引力定律的推理采用分析推理、歸納總結(jié)的方法.2.對疑難問題的處理采用講授法、例證法.【教學(xué)用具】多媒體課件【課時安排】1課時【教學(xué)設(shè)計】 導(dǎo)入 本節(jié)課主要以啟發(fā)式教學(xué)為主。首先通過前面知識的回顧和提出問題使學(xué)生產(chǎn)生對引力是否同一性質(zhì)的探究興趣。問題設(shè)置：師提問:太陽對行星的引力使得行星圍繞太陽運動,月球圍繞地球運動,是否能說明地球?qū)υ虑蛴幸ψ饔?拋出的物體總要落回地面,是否說明地球?qū)ξ矬w有引力作用?【新課教學(xué)】課件展示:畫面1:八大行星圍繞太陽運動 畫面2:月球圍繞地球運動 演示3:地面上的人向上拋出物體,物體總落回地面學(xué)生思考、討論下面問題：1、行星為何能圍繞太陽做近似圓周運動？2、月球為什么能圍繞地球做近似圓周運動？3、地面上的物體受到的力與上述力相同嗎？如果將蘋果放到月球的位置受力會有什么特點呢？4、根據(jù)以上四個問題的探究，你有何猜想？師引導(dǎo)分析，猜想：“天上”的力與“人間”的力應(yīng)屬于同種性質(zhì)的力.師說明:探究上述問題時我們運用了類比的方法得出猜想，猜想是否正確需要檢驗，因此不能將其作為結(jié)論.一、 月-地檢驗1、目的：驗證“天上”的力與“人間”的力是同種性質(zhì)的力.2、提問：應(yīng)該抓住哪一個特點去研究這個力是不是同一性質(zhì)？3、驗證：師生互動，教師指導(dǎo)學(xué)生推演：根據(jù)驗證原理，若“天上”與“人間”的力是同種性質(zhì)的力，應(yīng)滿足：F直接研究力，對于月球受到的力很難去測量，轉(zhuǎn)換思維，換一個能夠體現(xiàn)力特點的物理量去研究。由牛頓第二定律引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)加速度也可以完成對引力特點的研究。理論推導(dǎo)：月球受到的地球引力：F又由 實際測量：月球繞地球做勻速圓周運動，向心加速度 二、萬有引力定律我們的思想還可以更解放，是否任意兩個物體之間都具有“與兩個物體的質(zhì)量成正比，與它們之間的距離的二次方成反比”的吸引力呢？科學(xué)家們經(jīng)過大量的檢驗，事實確實是這樣的。牛頓在前人的基礎(chǔ)上，總結(jié)了這個規(guī)律，我們稱為萬有引力定律。1、 萬有引力定律的內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量和的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。2、表達式：F 式中的m的單位是kg,r的單位是m,F的單位是N。在這里，表示兩個物體的質(zhì)量，r表示它們的距離.3、 說明：1） 嚴(yán)格的說，只適用于兩個質(zhì)點間的相互作用。當(dāng)物體間的距離遠(yuǎn)大于每個物體的尺寸時，物體可看作質(zhì)點。2） 當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時，r指的是兩個球心間的距離。4、 萬有引力定律的特征普遍性：由內(nèi)容我們知道自然界中任何兩個物體都相互吸引，也就是說萬有引力具有普遍性。相互性：兩個物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力，符合牛頓第三定律。這就說明有相互性。宏觀性：通常情況下，萬有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大或天體與物體間，它的存在才有宏觀的實際意義。5、萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的重要意義萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，對物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響.它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一了起來.在科學(xué)文化發(fā)展上起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有能力理解天地間的各種事物.三、引力常量G的測量測量者：卡文迪許實驗名稱：扭秤實驗應(yīng)用方法：放大法2、單位：Nm2/kg2習(xí)題：僅用引力常量G，地球半徑R和重力加速度，你能求出地球質(zhì)量么?師點撥：學(xué)生思考、計算，給出結(jié)論：師問：若不知道G值，你能得出地球質(zhì)量嗎？結(jié)論：G值的確定使萬有引力定律有了使用價值。Nm2/kg2說明：牛頓得出了萬有引力與物體質(zhì)量及它們之間的距離的關(guān)系，但無法算出兩個天體之間萬有引力的大小，因為他不知道引力常量G的值。100多年后，英國物理學(xué)家卡文迪許在實驗室里通過幾個鉛球之間的萬有引力的測量比較準(zhǔn)確地得出了G的數(shù)值。所以說卡文迪許是“第一個稱地球質(zhì)量”的人?！眷柟叹毩?xí)】（用投影出示題目）1.關(guān)于萬有引力定律的正確說法是（ ）A.萬有引力定律對質(zhì)量大的物體適用，對質(zhì)量小的物體不適用B. m1與m2受到的引力大小總是相等的，方向相反，是一對平衡力C. m1與m2受到的引力總是大小相等的，而與m1、m2是否相等無關(guān)D. 當(dāng)r趨近于零時，萬有引力趨于無窮大2.在萬有引力定律的公式中，r是 ( )A對星球之間而言，是指運行軌道的平均半徑B對地球表面的物體與地球而言，是指物體距離地面的高度C對兩個均勻球而言，是指兩個球心間的距離D對人造地球衛(wèi)星而言，是指衛(wèi)星到地球表面的高度3.要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4，下列辦法不可采用的是（ ）A.使兩物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變B.使其中一個物體的質(zhì)量減小到原來的1/4，距離不變C.使兩物體間的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不變D.使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來的1/44.如圖621所示，r雖大于兩球的半徑，但兩球的半徑不能忽略，而球的質(zhì)量分布均勻，大小分別為m1與m2，則兩球間萬有引力的大小為 ( ) A BC D【課堂小結(jié)】（用投影出示內(nèi)容）通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解并知道：1.得出萬有引力定律的思路及方法.2.記住并理解其中G為萬有引力常量，r為兩物間的距離.【作業(yè)布置】1. 課堂作業(yè)：P41，(1)，(3)2. 課外閱讀教材具體內(nèi)容【板書設(shè)