萬有引力定律說.ppt

1、萬有引力定律,第六章 萬有引力與航天,說課人：洪新強,教學方法,教學目標,教材分析,學生分析,教學重點難點,教學過程,說課內容,、教材分析,萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)是人類第一次揭示自然界中一種基本相互作用的規(guī)律，在人類認識自然的歷史上樹立了一座里程碑，對人類文化的發(fā)展有巨大的影響。從內容上來說，本節(jié)是對上一節(jié)教學內容的進一步外推，是下一節(jié)內容學習的基礎，在本章中具有承上啟下的作用。 本節(jié)課主要講述了萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程和牛頓憑借他超凡的數(shù)學能力證明萬有引力的思路與方法，是猜想、假設與驗證相結合的內容,、學情分析,從知識結構來看，在學習萬有引力定律前，學生已經對力、重力、向心力、太陽對行星的引力、加

2、速度、重力加速度、向心加速度等概念有了較好的理解，并且掌握自由落體運動和圓周運動等運動規(guī)律，能熟練運動牛頓運動定律解決動力學問題。已經完全具備深入探究和學習萬有引力定律的起點能力。 從知識建構的歷史進程來看，在上一節(jié)中學生經歷了太陽與行星間引力的探究過程，從中向學生滲透了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設、推理論證等方法思想。學生已經具備了基本的探究能力，但利用已有知識創(chuàng)造新的知識規(guī)律的能力較弱。,知識與技能,、教學目標,1、了解萬有引力定律得出的過程和思路，知道地面 上物體所受重力與天體間的引力是同一性質的力； 2、理解萬有引力定律的含義及公式的適用范圍；知道公式中r的物理意義； 3、理解萬有引力

3、常量的意義及測定方法，了解卡文迪許扭秤實驗。,1、推導萬有引力公式，體會地面上物體所受重力與天體間引力是同一性質的力。 2、查閱相關資料，自創(chuàng)情景親自推導進行“月-地”檢測。,過程與方法,情感態(tài)度與價值觀,1、讓學生在這種充滿大膽的猜想、巧妙的驗證中體驗科學探索的精神與方法。 2、事物的偶然性與必然性的辯證關系。 3、科學理論必須受實踐的檢驗，科學理論也是發(fā)展的。,1、萬有引力的建立過程； 2、對萬有引力內容的理解及應用,1、“天上”的力與“人間”的力可能出于同一本源這一想法的產生 2、創(chuàng)設情景進行”月-地”檢測。,、教學重、難點及突破,教學重點,教學難點,2、通過課堂活動，用問題引領學生在物

4、理情景中主動參 與構建知識的過程。,1、用牛頓的敏銳的物理思維引領學生思考。,重、難點突破,通過問題回顧并引發(fā)進一步猜想； 創(chuàng)設情景，引導學生進行“月地檢驗”； 解放思想，更大膽的猜想得到萬有引力定律； 自主學習，對定律深入解讀； 學習引力常量測定。,、教學方法,、教學方法,1、對萬有引力定律的推理采用分析推理、歸納總結的方法。 2、對疑難問題的處理采用講授法、例證法。 本節(jié)課先介紹萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的思路，然后運用科學推理得出萬有引力定律，重在邏輯思維和滲透物理學的研究方法。因此，根據(jù)教材編排的意圖和教材內容的特點，結合高一學生的知識基礎和認識能力，我采用“閱讀啟發(fā)”式教學法。教學中運用設問、

5、提問、多媒體教學等綜合手段，體現(xiàn)教師在教學中的主導地位。,問題1.行星為什么能夠繞太陽運轉而不會飛離太陽？ 問題2.行星與太陽間的引力與什么因素有關？ 問題3.可以根據(jù)哪些已知規(guī)律推導出推出太陽與行星間的引力遵從的是什么樣的規(guī)律？,問題回顧，引發(fā)猜想,設計意圖： 通過設置三個回憶性問題幫助學生回顧上節(jié)課所學的太陽與行星間引力規(guī)律，回顧萬有引力定律“發(fā)現(xiàn)之旅”前半程。,、教學過程,又是什么力使得地面的物體不能離開地球總要落回地面呢？,創(chuàng)設情境，再現(xiàn)歷史,（再現(xiàn)牛頓當時的思考情景）,預設問題： 蘋果為什么只落向這位同學，而不是落向其他同學呢？ 蘋果受到重力又是怎么產生的呢？是由于地球對蘋果的吸引產

6、生的嗎? 猜想地球對蘋果的引力和太陽對行星的引力是否根本就是同一種力？ 將蘋果延伸到月球那么遠，蘋果還受重力嗎？,萬有引力定律,設計意圖：通過再現(xiàn)牛頓當年由蘋 果落地而引發(fā)思維遐想，引導學生 通過觀察蘋果的運動，借鑒牛頓的 思維在一層層遞進和深入的問題啟 發(fā)下，通過師生互動，生生互動， 進而大膽猜測，突破難點。使接下 來出現(xiàn)的“月-地檢測”自然而合 理。,同時牛頓的大膽而敏銳的想法也激發(fā)學生的學習興趣與想像力。同時展示牛頓的設想。,牛頓的設想：蘋果不離開地球，是否也是由于地球對蘋果的引力造成的？地球對蘋果的引力和太陽對行星的引力是否根本就是同一種力呢？若真是這樣，物體離地面越遠，其受到地球的引

7、力就應該越小，可是地面上的物體距地面很遠時，如在高山上，似乎重力沒有明顯地減弱，是物體離地面不夠遠嗎？再往遠處設想，如果物體延伸到地月距離那么遠，物體是否也會像月球那樣圍繞地球運動？地球對月球的力、地球對地面上物體的力、太陽對行星的力，也許真是同一種力！,創(chuàng)設情景 月地檢驗,r月,R地,設計意圖：1.變課本中直接描述為形象化的情景展示，通過層層遞進而巧妙地設問，讓學生在情景中思考討論，體會牛頓的智慧和邏輯思維的魅力。2.利用牛頓時代已知的數(shù)據(jù)，讓學生結組討論、設計實驗方案、推導并得出結果，最后將推導過程結果通過投影展示。3.用無可辯駁的事實證明猜想的正確性，增強了學生的理性認識，突破了又一難點

8、。,月-地檢驗過程展示,已知：重力加速度g =9.8m/s2；地球的半徑R =6.4106m ; 月-地的距離r =3.84108m；月球的公轉周期T =27.3天,設質量為m的物體在月球軌道上運動的加速度（月球公轉的向心加速度）為a，則,讓數(shù)據(jù)說話，用不可辯駁的事實印證猜想,問題預設： 更大膽設想：是否任何兩個物體之間都存在這樣的力？,萬有引力定律:自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在他們的連線上，引力大小與物體的質量m1和m2的乘積成正比，與它們之間間的距離r的二次方成反比，即,設計意圖： 提出問題，讓學生帶著問題閱讀教材，通過教師設 問，學生自主閱讀思考，做到有的放矢，最后引導

9、學生討論總結回答問題，在增強學生的科學表達能 力的同時，讓學生加深體會對萬有引力定律及公式 的理解。,引力常量G =6.6710-11 Nm2/kg2,意義：（1）為萬有引力定律的普遍意義奠定了強有力的實驗基 礎。 （2）使萬有引力定律有了更大的實用價值。,卡文迪許扭稱實驗,萬有引力常量測定,要使兩物體間萬有引力減小到原來的1/4,可采用 的方法是( ) A.使兩物體的質量各減少一半,距離保持不變 B.使兩物體間距離增至原來的2倍,質量不變 C.使其中一個物體質量減為原來的1/4,距離不變 D.使兩物體質量及它們之間的距離都減為原來的1/4,課堂練習,學生活動：學生展示結果,課堂小結,課后作業(yè)

10、：,完成課后習題 閱讀課本，預習扭秤實驗,一、月地檢驗 牛頓的猜想：“天上”的力與“人間”的力可能是同種性質的力。 驗證：月地檢驗。 結論：地面上的重力和地球語月球間的吸引力是相同性質的力。 二、萬有引力定律 1、內容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質量m1和m2的乘積成正比、與它們之間的距離r的二次方成反比。 2、表達式： 3、使用 三、引力常量的測量 1、測量者：卡文迪許 2、測量裝置：扭秤裝置 3、意義：（1）為萬有引力定律的普遍意義奠定了強有力的實驗基礎。 （2）使萬有引力定律有了更大的實用價值。,板書設計,教學反思,萬有引力的得出是牛頓“站在巨人的肩膀上”的結果，也是牛頓天才而敏銳