63萬有引力定律(教學(xué)設(shè)計)

6.3萬有引力定律(授課方案)6.3萬有引力定律(授課方案)4/46.3萬有引力定律(授課方案)《6.3萬有引力定律》授課方案【授課目的】一、知識與技術(shù)1.認(rèn)識萬有引力定律的得出思路和過程。2.理解掌握萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式，知道萬有引力定律得出的意義。3.知道任何物體間都存在著萬有引力，且依據(jù)同樣的規(guī)律。4.認(rèn)識引力常量的測量及意義。二、過程與方法1.認(rèn)識科學(xué)研究過程中依據(jù)事實和解析推理進(jìn)行猜想、假定和查驗的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的推理能力、歸納能力和歸納總結(jié)能力。認(rèn)識卡文迪許實驗的重要性,認(rèn)識將直接測量轉(zhuǎn)變成間接測量這一科學(xué)研究中廣泛采用的重要方法。三、感神情度與價值觀1.學(xué)習(xí)科學(xué)家們謙虛的美德，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中互相協(xié)作、互相借鑒，培養(yǎng)團(tuán)隊精神。2.經(jīng)過學(xué)習(xí)認(rèn)識和借鑒科學(xué)的實驗方法，充分自己的腦筋，更好地去認(rèn)識世界，提高科學(xué)的價值觀?！臼谡n重點】1.萬有引力定律的推導(dǎo)思路和過程。2.萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式。3.引力常量的有關(guān)知識?！臼谡n難點】1.對萬有引力定律及物體間距離的理解。2.對萬有引力定律廣泛性的理解：任何物體間都存在著萬有引力，且依據(jù)同樣的規(guī)律?！臼谡n媒體】1.教室電腦多媒系通通。2.PowerPoint課件、Flash動畫（行星繞太陽運動的動畫）?！臼谡n方法】閱讀思慮、解析推理、歸納總結(jié)、議論溝通、練習(xí)牢固等?！菊n前準(zhǔn)備】檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況檢查金版教程自主學(xué)習(xí)區(qū)達(dá)成情況【授課過程】一、復(fù)習(xí)舊知，導(dǎo)入新課教師：展現(xiàn)行星繞太陽運動的動畫教師：我們前面兩節(jié)課學(xué)習(xí)了那些內(nèi)容？教師提示，開普勒行星運動定律和太陽與行星間的引力，誰能回答一下其詳細(xì)內(nèi)容呢？學(xué)生：（老師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容）（課件展現(xiàn)前面兩節(jié)課已學(xué)內(nèi)容）教師：同學(xué)們掌握的很好,依據(jù)其引力的作用規(guī)律，圓滿能夠解說行星的運動了。正是由于行星遇到了太陽對它的引力作用，行星才不會飛離太陽，而是依據(jù)開普勒發(fā)現(xiàn)的三個規(guī)律繞太陽運動。老師：同時我們推導(dǎo)出了太陽與行星間的引力規(guī)律，即FGMm。知道了行星為什r2么能夠繞太陽運轉(zhuǎn)而不會飛離太陽。那么大家想到過，是什么力使得地面的物體不能夠夠走開地球，總要落回地面呢？地球吸引物體的力與地球和太陽間的引力是同種性質(zhì)的力嗎？還有，月球能夠繞地球運轉(zhuǎn)，說明月球與地球之間也必定存在著互相作使勁，這個拉住月球使它繞地球運轉(zhuǎn)的力與地球?qū)ξ矬w的引力是同一種力嗎？（課件展現(xiàn)牛頓的思慮）這節(jié)課我們就來深入研究這些問題。下面請同學(xué)們閱讀第三節(jié)開頭的三個自然段，意會牛頓當(dāng)年是怎樣思慮這個問題的。二、新課授課1、月－地查驗（考證牛頓的猜想）教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“月－地查驗”部分的內(nèi)容。學(xué)生：閱讀課文，從課文中找出必要的信息，在練習(xí)本進(jìn)步行定量計算。教師活動：投影學(xué)生的證明過程，一同議論。假定保持月球繞地球運動的力與使得蘋果下落的力是同一種力,同樣依據(jù)平方反比定律，（1）從理論方面推導(dǎo)，M地mGM地mgmaG物2物物物R地R地地球表面：maM地m月a月g(60)2月月(60R地)2月球軌道：（2）實質(zhì)測量：地表重力加快度：g=9.8m/s2；地球半徑：R=6400×103m；月球公轉(zhuǎn)周期：T=27.3天≈2.36×106s；月球軌道半徑：r≈60R=3.84×108m42r32a22.710向心加快度Tm/sag/36002.7103m/s2教師總結(jié)：數(shù)據(jù)表示,地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，以及太陽與行星間的引力，依據(jù)同樣的規(guī)律。FGMm教師：創(chuàng)立氣氛：公式r2，在太陽與行星之間、月球和地球之間、地球和物體之間都建立，那么我們的思想還能夠夠夠更為解放！能否宇宙中隨意兩個物體之間都有這樣的力呢???學(xué)生：思慮教師的設(shè)疑。教師：課件展現(xiàn)牛頓的再度思慮，既然太陽行星間、地球月球間、地球物體間有引力，那么任何兩個有質(zhì)量的物體間能否也都有這樣的引力呢？于是我們英勇地把以上結(jié)論推行到宇宙中的所有物體之間。2、萬有引力定律經(jīng)過以上內(nèi)容的學(xué)習(xí),我們知道:太陽與行星間有引力作用,地球與月球間有引力作用,地球與地面上的物體間也有引力作用。教師：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)萬有引力定律內(nèi)容以及公式，課件展現(xiàn)有關(guān)內(nèi)容（1）萬有引力定律內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都互相吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與這兩個物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。（2）表達(dá)式：FGm1m2r2教師：教師引導(dǎo)學(xué)生明確表達(dá)式中的每一個物理量的單位，取國際單位（課件展現(xiàn)）（3）單位：質(zhì)量mkg，距離rm,力FN；常量GN·m2/kg2，(數(shù)值上等于兩質(zhì)量各為1Kg的物體相距1米時的萬有引力的大小)。學(xué)生：做好筆錄，標(biāo)記注意事項教師：對公式的合用條件作出解說（課件展現(xiàn)）4）直接利用公式計算引力的三種情況：1）可視為質(zhì)點的兩物體間的引力；）兩質(zhì)量平均散布的球體間的引力；）一質(zhì)量平均散布的球體和一質(zhì)點間的引力；）r=0時，不合用。注意：式中的r，關(guān)于相距很遠(yuǎn)能夠看作質(zhì)點的物體，就是指兩個質(zhì)點的距離；關(guān)于平均球體，指的是兩球心間的距離；關(guān)于一平均球體和一質(zhì)點，指的是質(zhì)點和球心間的距離。學(xué)生：依據(jù)教師的解說，做好筆錄教師：引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)萬有引力定律的意義（課件展現(xiàn)）（5）意義：學(xué)生：在教師的引導(dǎo)下感覺萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的意義教師：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解萬有引力定律（四個特點）并課件展現(xiàn)6）、對萬有引力定律的理解1）廣泛性；（2）互相性；（3）獨立性；（4）宏觀性。學(xué)生：在教師引導(dǎo)下理解萬有引力定律3、引力常量的測量學(xué)生：學(xué)生閱讀教材，思慮問題：1）測定引力常量有何意義？2）引力常量是由哪位物理學(xué)家測出的，它的數(shù)值是多大？教師總結(jié)：引力常量的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)引力常量的物理學(xué)家引力常量：G=6.67×10－11N·m2/kg2教師：介紹卡文迪許實驗方法,經(jīng)過課件展現(xiàn)卡文迪許的扭秤裝置,讓學(xué)生察看意會實驗裝置的巧妙.實驗介紹：1798年，英國物理學(xué)家卡文迪許在實驗室里利用“扭秤”，經(jīng)過幾個鉛球之間萬有引力的測量，比較正確地得出了引力常量G的數(shù)值.課件展現(xiàn)：卡文迪許的“扭秤”實驗裝置.三、講堂訓(xùn)練例1.既然任何物體間都存在著引力，為什么當(dāng)兩個人湊近時不會吸在一同？我們平時解析物體的受力時能否需要考慮物體間的萬有引力？請你依據(jù)實質(zhì)情況，應(yīng)用合理的數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算說明以上兩個問題。假定兩個人均重60kg，相距1m，則有m1m26.6710116060N=2.4107NFG212r可見，一般情況下兩人之間的引力很小，且小于它們與地面間的摩擦力，故兩人不會吸在一同；受力解析時可不考慮物體間引力。例2.那么太陽與地球之間的萬有引力又是多大呢？已知：太陽的質(zhì)量為M=2.0×1030kg，地球質(zhì)量為m=6.0×1024kg，日地之間的距離為R=1.5×1011mF=GMm/R2=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2=3.5×1022(N)能拉斷直徑為9000km的鋼柱!!!太陽對證量為50kg的人，引力很小，不到0.3N，我們感覺不到太陽的引力四、講堂小結(jié)月－地查驗，考證猜想。萬有引力定律：內(nèi)容、公式、使用條件。萬有引力常量G的大小作業(yè)設(shè)計課本41頁“問題與練習(xí)”1,2,3,4；課后練習(xí)：金版教程38頁例1、變式訓(xùn)練1板書設(shè)計第三節(jié)萬有引力定律一、“月－地”查驗考證：月－地查驗結(jié)論：兩種計算結(jié)果一致，考證了地面上的重力與地球吸引月球的的力是同樣性質(zhì)的力。二、萬有引力定律1.內(nèi)容：自然界中