高中物理第三章萬有引力定律及其應用第1節(jié)萬有引力定律教案2粵教版必修

1、第1節(jié) 萬有引力定律新課教學一.天體究竟做怎樣的運動(一)古人對天體運動的看法及發(fā)展過程1、A.讓同學自己閱讀天體究竟做怎樣的運動這一小節(jié)，提出問題：（1）人們對天體運動的探索過程存在哪些看法?（2）這些看法的觀點是什么？投影顯示 “地心說”和“日心說”課件B.深入探究投影顯示請同學們在前面的基礎上討論:1.“地心說”為什么能占領較長的統(tǒng)治時間?2.俗話說“眼見為實”,這種說法是否絕對正確?試舉例.3.“日心說”為什么能戰(zhàn)勝“地心說”?4.“日心說”的觀點是否正確?5. “地心說”和“日心說”理論提出后，即使是錯誤的理論也包含一定的價值，對人們的生活、生產產生了哪些影響？（同學們課外查找資料了

2、解）C.教師總結事實上從“地心說”向“日心說”的過渡經(jīng)歷了漫長的時間,并且科學家們付出了艱苦的奮斗,哥白尼的 “日心說”觀點不符合當時歐洲統(tǒng)治教會的利益,因而受到了教會的迫害。然而，科學真理的確立是任何愚昧勢力所阻擋不了的。經(jīng)過后人的不懈努力和探索，哥白尼的日心說終于取得勝利。前人的這種對問題一絲不茍、孜孜以求的精神值得大家學習,所以我們對待學習要腳踏實地,認認真真,不放過一點疑問.（二）開普勒對行星運動的研究不論“地心說”還是“日心說”，古人把天體的運動看得十分神圣,都認為天體的運動不同于地面物體的運動,天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運動.后來，開普勒在應用行星繞太陽做橢圓運動的模型描述

3、火星的運動時，發(fā)現(xiàn)與他的老師第谷對火星運行軌道的觀測值有誤差。開普勒思考：是第谷觀察數(shù)據(jù)錯了，還是火星根本就不做圓形軌道運動呢？開普勒堅信第谷的數(shù)據(jù)是正確的，經(jīng)過4年多的刻苦計算，先后否定了十九種設想，最后了發(fā)現(xiàn)火星運行的軌道不是圓，而是橢圓，并得出了行星運動的規(guī)律。投影顯示開普勒三大定律練習 下列說法正確的是：A.太陽是靜止不動的，地球和其它行星都繞太陽運動。B.行星軌道的半長軸越長，自轉周期就越大。C.行星在離太陽近的位置時速度大，遠離太陽時速度小。D.冥王星離太陽“最遠”,繞太陽運動的公轉周期最長二、蘋果落地的思考：萬有引力規(guī)律的發(fā)現(xiàn)開普勒定律只是描述了行星如何繞太陽運動,但它沒有說明是

4、什么原因使它們在各自的軌道上運動。你們會認為是什么原因？當時一些科學家提出了什么猜想，請同學們閱讀課本里的插圖。投影顯示科學家的猜想開普勒：太陽磁力的吸引；伽利略：“慣性”自行的維持；笛卡爾：太陽的漩渦帶動行星和衛(wèi)星一起運動；胡克：太陽引力的緣故，并且力的大小與到太陽距離的平方成反比。牛頓也一直在思考為何行星做橢圓運動。據(jù)說，某一天，牛頓看到蘋果落地發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的。蘋果落地是很普通現(xiàn)象，我們會認為它落地就是落地，不會加以思考。牛頓是怎樣發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的？引導學生思考：（1）蘋果熟了，為什么會落到地上而不是天上？（2）蘋果樹不論長得矮還是高，樹上的蘋果都會落地。由此可知，即使蘋果長到月球那

5、么高，照樣會落地。那么，月球為何沒有落地呢？（3）蘋果樹上的蘋果相對地球靜止，在重力的作用下，因此會落到地面；若月球相對于地球靜止，月球也將像蘋果一樣的落回地面。月球上的蘋果若具有月球一樣的運動速度，它也將像月球一樣不落回地面。能否假設月球和蘋果受到同一性質的力呢？ 請學生閱讀課本第44頁第三段到第五段。牛頓在這假設基礎上，設計了著名的“月地”實驗，證明了月球和蘋果受到同一性質的力。（3）由此可推知重力、行星對其衛(wèi)星的引力、太陽對行星的引力可能同一性質的力。（4）既然一切天體之間有引力，地球與物體之間有引力。那么，是否所有物體之間都存在相互吸引的力呢？那么，這個力又是多大呢？（5）最后，牛頓在

6、前人研究的基礎上，經(jīng)過了許多年的思考和嚴密的數(shù)學推導以后，才正式提出了萬有引力定律。投影顯示一.萬有引力定律的內容： 1. 宇宙間任意兩個有質量的物體都存在相互吸引力，其大小與兩物體的質量乘積成正比，跟它們間距離的平方成反比。2.式中質量的單位用千克，距離的單位用米，力的單位用牛頓；G= Nm2/kg2 ，叫萬有力恒量，它在數(shù)值上等于兩質量各為1Kg的物體相距1米時的萬有引力的大小。3.適用條件是：兩個質點間的相互作用，可以看作質點的兩個物體間的相互作用。若是兩個均勻的球體,應是兩球心間距.二.引力恒量的測定 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卻沒有給出引力恒量的數(shù)值。由于一般物體間的引力非常小，用實驗

7、測定極其困難。直到一百多年之后，才由英國的卡文迪許用精巧的扭秤測出。通常情況下取G=6.671011 Nm2/kg2討論與交流：(1)萬有引力定律指出，任何物體間都存在引力，為什么當我們兩個人靠近時并沒有吸引到一起？請估算你和同桌之間的引力多大？引導他們這是估算，他和同桌的質量都是60kg,相距0.5m。學生算出后，問這個力到底有多大呢？一粒芝麻的質量大約是0.004kg,其重力約為4105N，大約是你和和同桌間引力的40多倍。 (2)如果有一天萬有引力突然消失，世界將發(fā)生什么變化？對你的生活將產生什么影響？簡略介紹發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義:揭示了地面上物體運動的規(guī)律和天體上物體的運動的遵從同一規(guī)律，讓人們認識到天體上物體的運動規(guī)律也是可以認識的,解放了人們的思想,給人們探索自然的奧秘建立了極大信心, 對后來的物理學、天文學的發(fā)展具有深遠的影響。引導學生思考以下問題：（1）誰都見過蘋果；落地，但為何只有牛頓能從中悟出其中的道理呢？（2）胡克、哈雷對重力的認識已相當接近萬有引力的表述，但他們?yōu)楹螞]能提出萬有引力定律呢？（原因：他們沒有想到天體間的作用力與地面物體所受的力是同一性質的力；缺乏必要的數(shù)學知識。）（3）科學不僅需要一定的專業(yè)知識，