萬有引力定律說課稿

1、萬有引力定律說課稿教材分析 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（總共四種）的規(guī)律，在人類認(rèn)識(shí)自然的歷史上樹立了一座里程碑，對(duì)人類文化的發(fā)展有巨大的影響。本節(jié)課主要講述了萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程和牛頓的出色工作(憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力證明萬有引力的思路與方法)，在本章中具有呈上啟下的作用，是本章的重點(diǎn)之一。這節(jié)課的主要思路由圓周運(yùn)動(dòng)和開普勒運(yùn)動(dòng)定律的知識(shí)，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。隨后，了解牛頓的出色工作：發(fā)明微積分工具來證明此“平方反比的規(guī)律”同樣適用于天體的橢圓運(yùn)動(dòng)，從而于1

2、666年發(fā)現(xiàn)萬有引力定律并于1687年隨巨著自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理的出版而公布于世。這個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)把地面物體的運(yùn)動(dòng)與天體的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來，對(duì)人類文明的發(fā)展具有重要意義。由上可知：本節(jié)課重在邏輯思維和滲透物理學(xué)的研究方法，因此本節(jié)課的教學(xué)中應(yīng)該在學(xué)習(xí)品質(zhì)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育。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)和對(duì)它的理解。教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo)了解萬有引力定律得出的思路和過程。理解萬有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)。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、能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生建立物理模型的能力：學(xué)習(xí)處理問題時(shí)，抓主要矛盾、簡(jiǎn)化問題，建立模型的能力與方法；培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力

3、：訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行邏輯分析和數(shù)學(xué)推理的能力；用數(shù)學(xué)公式表述物理概念和規(guī)律的能力。三、德育目標(biāo) 向?qū)W生滲透由一般觀察到假說再數(shù)學(xué)推理直至實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一自然科學(xué)的研究方法；學(xué)習(xí)科學(xué)家們堅(jiān)持不懈、一絲不苛的工作精神，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和善于探索的思維品質(zhì)；學(xué)習(xí)科學(xué)家們謙遜美德和互相協(xié)作的精神。教學(xué)重點(diǎn) 萬有引力定律的推導(dǎo)。萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式。教學(xué)難點(diǎn)對(duì)萬有引力定律的理解；對(duì)萬有引力的理解：地面物體受到的重力與天體間的引力性質(zhì)相同，都遵從“平方反比關(guān)系” ； 一般物體間的引力很小，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)；計(jì)算萬有引力時(shí)物體間距離的含義。教學(xué)方法 對(duì)萬有引力定律的推理采用分析推理、歸納總結(jié)的方法。對(duì)疑

4、 難 問 題 的處理采用講 授 法、例 證 法。通過新舊教材的對(duì)比知道：老教材直接定性地給出萬有引力定律及其計(jì)算公式，重在識(shí)記；而新教材先介紹萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的思路，然后運(yùn)用科學(xué)推理得出萬有引力定律，重在邏輯思維和滲透物理學(xué)的研究方法。因此，根據(jù)教材編排的意圖和教材內(nèi)容的特點(diǎn)，結(jié)合高一學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和認(rèn)識(shí)能力，我采用“閱讀啟發(fā)”式教學(xué)法。教學(xué)中運(yùn)用圖表分析、設(shè)問、提問、幻燈投影、多媒體教學(xué)等綜合手段，體現(xiàn)教師在教學(xué)中的主導(dǎo)地位。教是為了不教，在教知識(shí)的同時(shí)最關(guān)鍵的是要教給學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，讓學(xué)生在學(xué)中悟法、會(huì)中用法。這樣才有利于學(xué)生全面素質(zhì)的提高。根據(jù)本節(jié)教材的特點(diǎn)，采用學(xué)生課前預(yù)習(xí)、查閱資料、

5、課堂閱讀、討論總結(jié)、數(shù)理推導(dǎo)、歸納概括等學(xué)習(xí)方法，為學(xué)生提供大量參與教學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì)，積極思維，充分體現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生的主體地位。教學(xué)用具 教學(xué)步驟 一、導(dǎo)入新課由上節(jié)課我們知道：古代由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和航海的需要，人們進(jìn)行了大量的天文觀測(cè)，這方面突出的代表人物是第谷，四十多年的觀測(cè)數(shù)據(jù)成千上萬，他的助手開普勒由于良好的數(shù)學(xué)功底和超強(qiáng)的邏輯思維能力，在成千上萬的數(shù)據(jù)處理過程中發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。那么行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有幾條？開普勒第一定律、第三定律的內(nèi)容如何呢？同學(xué)們回答得很好，行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道是橢圓，太陽處在這個(gè)橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，那么行星為什么要這樣運(yùn)動(dòng)？而且還有一定的規(guī)律？這類問題從17世紀(jì)就有

6、人思考過，請(qǐng)閱讀課本，這個(gè)問題的答案在不同的時(shí)代有不同的結(jié)論。(可見，我們科學(xué)的研究要經(jīng)過一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的艱巨的過程。)下面請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本第一自然段，同時(shí)考慮下問題： 二、新課教學(xué) 萬有引力定律的推導(dǎo) 下面請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本第一自然段，同時(shí)考慮下問題：(閱讀指導(dǎo))古代人們認(rèn)為天體做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)原因是什么？古代人們認(rèn)為天體做的是完美而又神圣的圓周運(yùn)動(dòng)，所以認(rèn)為天體做這樣的運(yùn)動(dòng)是無需什么動(dòng)因的。開普勒時(shí)代的檢們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)原因的看法與古代人的是否相同？開普勒時(shí)代的人不再像古人那樣認(rèn)為天體做這樣的運(yùn)動(dòng)是無需原因的，所以在這一時(shí)期人們對(duì)天體的動(dòng)力學(xué)原因進(jìn)行了好多種不同的動(dòng)力學(xué)解釋。伽利略認(rèn)為的原因是什么

7、？伽利略認(rèn)為，一切物體都有合并的趨勢(shì)，正是由于這種趨勢(shì)導(dǎo)致了天體做圓周運(yùn)動(dòng)。開普勒認(rèn)為的原因是什么？開普勒認(rèn)為，行星繞太陽運(yùn)動(dòng)，一定是受到了來自太陽的類似于磁力的作用，在這種磁力作用下的天體才得以做近似圓周的橢圓運(yùn)動(dòng)。笛卡爾(15961650)的觀點(diǎn)又是什么？笛卡爾認(rèn)為，行星的運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樵谛行堑闹車嬖谝环N旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽運(yùn)動(dòng)。 返回目錄牛頓時(shí)代的人持什么樣的觀點(diǎn)？牛頓時(shí)代的科學(xué)家對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)解釋有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，他們認(rèn)為行星所以要繞太陽運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樾行鞘艿搅颂枌?duì)它的引力作用，并且在圓形軌道的前提下證明了這個(gè)引力的大小跟行星到太陽的距離的二次方成反比。那么

8、這一平方反比關(guān)系是否也適用于行星的橢圓運(yùn)動(dòng)呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文二到十自然段并考慮如下問題：(引導(dǎo)探究：邏輯思維與文字運(yùn)算)牛頓是否證明了上面疑問？牛頓在前人的基礎(chǔ)上，憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力(發(fā)明微積分)證明了：如果太陽和行星間的引力與距離的二次方成反比，則行星的軌道應(yīng)是橢圓。我們對(duì)證明過程做了如何的處理？由于我們的數(shù)學(xué)知識(shí)有限(行星運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道離心率很接近于1，我們把它理想化為一個(gè)圓形軌道；發(fā)明微積分)，故把牛頓在橢圓軌道下證明的問題簡(jiǎn)化為在圓形軌道來討論、證明。 返回目錄根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)我們能得到什么樣的結(jié)論？根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可知，行星必然受到太陽的引力用來充當(dāng)向心力，所以有 根據(jù)開普勒

9、第三定律，我們又能得到什么樣的結(jié)論？根據(jù)開普勒第三定律可知：行星與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二次方成反比，即：根據(jù)牛頓第三定律，我們又能得到什么樣的啟示？由牛頓第三定律可知：太陽吸引行星的力與行星吸引太陽的力是相同性質(zhì)的相互作用力，既然引力與行星質(zhì)量成正比，那么它也應(yīng)和太陽質(zhì)量成正比，綜合上面的結(jié)論，我們又能得到什么樣的結(jié)論？綜合上述結(jié)論可知：此引力的大小應(yīng)與太陽和行星的質(zhì)量的乘積成正比，與兩者距離的平方成反比，寫成等式公式中的G是一個(gè)常數(shù)，叫萬有引力常量。 進(jìn)而牛頓還研究了月地間的引力、許多不同物體間的作用力都遵循上述引力規(guī)律，于是他把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩

10、個(gè)物體間，即具有劃時(shí)代意義的萬有引力定律。萬有引力定律： 返回目錄內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。公式： 各物理量的含義及單位 r表示兩個(gè)具體物體相距很遠(yuǎn)時(shí)，物體可以視為質(zhì)點(diǎn)；如果是質(zhì)量分布均勻的球體，r為它們的球心間的距離；（如果是規(guī)則形狀的均勻物體，r為它們的幾何中心間的距離），單位為“米” 。G為萬有引力常量， (這個(gè)引力常量的出現(xiàn)要比萬有引力定律晚一百多年哪！是英國(guó)的物理學(xué)家卡文迪許測(cè)出來的，我們下節(jié)課就要學(xué)習(xí)。) 疑問：在日常生活中，我們各自之間或人與物體間，為什么都對(duì)這種作用沒有任何感覺呢？(這是因?yàn)橐?/p>

11、般物體的質(zhì)量與星球的質(zhì)量相比太小了，它們之間的引力太小了，所以我們不易感覺到。下一節(jié)課的卡文迪許的精巧的扭秤實(shí)驗(yàn)將為我們驗(yàn)證。) 萬有引力定律的理解 引力存在于任何兩個(gè)物體之間。也正是因?yàn)槿绱?，這個(gè)定律才稱為萬有引力定律。只不過一般物體的質(zhì)量比較小，引力也非常小，我們不易感覺到而已。萬有引力定律公式中的 ，其含義是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離。當(dāng)兩個(gè)物體相距很遠(yuǎn)時(shí)，物體可看作是質(zhì)點(diǎn)；如果是質(zhì)量分布均勻的球體，r為它們的球心間的距離；（如果是規(guī)則形狀的均勻物體，r為它們的幾何中心間的距離）。物體因?yàn)橛匈|(zhì)量而產(chǎn)生引力。質(zhì)量是引力產(chǎn)生的原因。應(yīng)該注意：萬有引力不同于我們初中學(xué)過的電荷間的引力及磁極間的引力，也不同于我們以后要學(xué)到的分子間的引力。重力是萬有引力的分力。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(duì)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(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)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(dòng)作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建