《萬有引力定律》說課ppt

萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的滬科版高中物理必修

第三章萬有引力與航天萬有引力定律的核心地位:萬有引力定律是本章的核心,是17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一,它為研究天體運(yùn)動提供了理論依據(jù),徹底使人們對宇宙的探索從被動描述走向主動發(fā)現(xiàn).萬有引力定律承上啟下的作用:上承圓周運(yùn)動,下啟衛(wèi)星的運(yùn)動.掌握好本節(jié)課,對前面知識的加深理解,后面問題的順利解決,將會起到重要的作用，是本章教學(xué)重點。2.突出“探究”理念，體現(xiàn)了“猜想-假設(shè)-實驗（事實）驗證的科學(xué)思想方法

3.承上啟下，上承圓周運(yùn)動，下啟衛(wèi)星的運(yùn)動

第一部分教材分析1.從知識結(jié)構(gòu)來看，在學(xué)習(xí)萬有引力定律前，學(xué)生已經(jīng)對力、重力、向心力、加速度、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(yùn)動和圓周運(yùn)動等運(yùn)動規(guī)律，能熟練應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決動力學(xué)問題，已經(jīng)完全具備深入探究和學(xué)習(xí)萬有引力定律的知識能力。第二部分學(xué)情分析第二部分學(xué)情分析2.高一學(xué)生其思維方式容易停滯在知識接受層面而忽略概念間、規(guī)律間的相互聯(lián)系，且很多學(xué)生不能建立明確的動態(tài)物理情景，進(jìn)而無法通過同化和順應(yīng)完成知識的構(gòu)建過程，即利用已有知識創(chuàng)造新的知識規(guī)律的能力弱，由此在教學(xué)過程中從學(xué)生實際入手，依據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，注重創(chuàng)設(shè)物理情景，創(chuàng)造和諧、民主、自由的課堂氣氛，進(jìn)行探究教學(xué)。第三部分教學(xué)目標(biāo)知識與技能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(zhì)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.理解萬有引力常量的意義及測定方法，了解卡文迪許扭秤實驗。過程與方法1.推導(dǎo)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(zhì)的力。2.查閱相關(guān)資料，自創(chuàng)情景親自推導(dǎo)進(jìn)行“月---地”檢測。第二部分教學(xué)目標(biāo)情感態(tài)度與價值觀1.讓學(xué)生在這種充滿大膽的猜想、巧妙的驗證中體驗科學(xué)探索的精神與方法，2.事物的偶然性與必然性的辯證關(guān)系3.科學(xué)理論必須經(jīng)受實踐的檢驗，科學(xué)理論也是發(fā)展的。第二部分教學(xué)目標(biāo)第三部分教學(xué)重、難點及突破1.萬有引力的建立過程2.對萬有引力內(nèi)容的理解及應(yīng)用教學(xué)重點教學(xué)難點1.“天上”的力與“地面”的力可能出于同一本源這一想法的產(chǎn)生2.創(chuàng)設(shè)情景進(jìn)行”月--地”檢測重、難點突破通過課堂活動，用問題引領(lǐng)學(xué)生在物理情景中主動參與構(gòu)建知識的過程。用牛頓的敏銳的物理思維引領(lǐng)學(xué)生思考；第三部分教學(xué)重、難點及突破通過問題回顧并引發(fā)進(jìn)一步猜想；創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)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(xué)習(xí)，對定律深入解讀；學(xué)習(xí)引力常量測定。第四部分教學(xué)設(shè)計和教學(xué)流程問題1.行星為什么能夠繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)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(guān)？問題3.可以根據(jù)哪些已知規(guī)律推導(dǎo)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(shè)計意圖：通過設(shè)置三個回憶性問題幫助學(xué)生回顧上節(jié)課所學(xué)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。

什么力來維持行星繞太陽的運(yùn)動呢？行星太陽

簡化模型追尋牛頓的足跡——演繹與推理太陽對行星的引力1、設(shè)行星的質(zhì)量為m，速度為v，行星到太陽的距離為r，則行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的向心力由太陽對行星的引力來提供2、天文觀測難以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公轉(zhuǎn)周期T有代入得3、根據(jù)開普勒第三定律即得代入4、太陽對行星的引力太陽對不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離的二次方成反比行星對太陽的引力根據(jù)牛頓第三定律，行星對太陽的引力Fˊ應(yīng)滿足2rMFμFF`行星太陽太陽與行星間的引力概括起來有G比例系數(shù)，與太陽、行星的質(zhì)量無關(guān)則太陽與行星間的引力大小為方向：沿著太陽和行星的連線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(shè)情境，再現(xiàn)歷史再現(xiàn)牛頓當(dāng)時的思考情景預(yù)設(shè)問題：蘋果為什么只落向這位同學(xué)，而不是落向其他同學(xué)呢？蘋果受到重力又是怎么產(chǎn)生的呢？是由于地球?qū)μO果的吸引產(chǎn)生的嗎?猜想地球?qū)μO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(yuǎn)，蘋果還受重力嗎？設(shè)計意圖：通過再現(xiàn)牛頓當(dāng)年由蘋果落地而引發(fā)思維遐想，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察蘋果的運(yùn)動，借鑒牛頓的思維再一層層遞進(jìn)和深入的問題啟發(fā)下，通過師生互動，生生互動，進(jìn)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與想像力。創(chuàng)設(shè)情景月地檢驗

r月R地設(shè)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(jìn)而巧妙地設(shè)問，讓學(xué)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(xué)生結(jié)組討論、設(shè)計實驗方案、推導(dǎo)并得出結(jié)果，最后將推導(dǎo)過程結(jié)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(qiáng)了學(xué)生的理性認(rèn)識，突破了又一難點，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=6.4×106m;月-地的距離r=3.84×108m；月球的公轉(zhuǎn)周期T=27.3天

設(shè)質(zhì)量為m的物體在月球軌道上運(yùn)動的加速度（月球公轉(zhuǎn)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(yù)設(shè)：

更大膽設(shè)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(zhì)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(shè)計意圖：提出問題，讓學(xué)生帶著問題閱讀教材，通過教師設(shè)問，學(xué)生自主閱讀思考，做到有的放矢，最后引導(dǎo)學(xué)生討論總結(jié)回答問題，在增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)表達(dá)能力的同時，讓學(xué)生加深體會對萬有引力定律及公式的理解。萬有引力常量測定引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2引力常量的普適性見證萬有引力的正確性卡文迪許扭稱實驗課堂小結(jié)課后作業(yè)：完成課后習(xí)題閱讀課本，預(yù)習(xí)扭秤實驗設(shè)計反思萬有引力的得出是牛頓“站在巨人的肩膀上”的結(jié)果，也是牛頓天才而敏銳的物理思維最突