引力常量的測定

教學目標

知識目標：
1、使學生掌握萬有引力定律并應用萬有引力定律解決簡單問題.
2、使學生能應用萬有引力定律解決天體問題及衛星問題.
3、了解我國航天事業的發展情況并用所學知識解釋（我國近幾年在航天事業上有了長足的進步，如：長征一號、長征二號、風云一號、風云二號、神州一號、二號、三號等）.

能力目標
通過圖片或自制教具展示卡文迪許扭秤的設計方法，滲透科學發現與科學實驗的方法論教育.

情感目標
通過了解卡文迪許扭秤的設計過程，使學生了解卡文迪許這位偉大的科學家是如何攻克難關、戰勝困難的.

教學設計方案

一、教學過程設計：本節是關于萬有引力定律的應用，主要通過例題的講解加深學生對該部分知識的理解以及運用。

二、教學過程：

（一）講解例題
例題1：已知地球的半徑為 ，地球的自轉角速度為 ，地球表面的重力加速度為 。在赤道上空有一顆相對地球靜止的同步通訊衛星離地面的高度是多少？

解：關于同步衛星的知識請學生回答：

1、同步衛星的周期是24h；

2、同步衛星的角速度與地球的自轉角速度相等；

3、同步衛星必須在赤道上空；（追問學生為什么？）

由萬有引力定律得：

解得：

在解決此題時應讓學生充分討論和充分理解，讓學生建立一個清晰的衛星繞地球的軌道。

例題2：已知地球的質量為 ，地球的半徑為 ，地球表面的重力加速度為 。求萬有引力恒量是多少？

解：由萬有引力定律得：

解得：

學生在解決此題后，教師提出問題：

1、萬有引力恒量是誰首先測量的？

學生回答后，教師可以補充說明：卡文迪許是最富有的學者，最有學問的富翁，并對卡文迪許加以較詳細的介紹。

亨利·卡文迪許是英國杰出的物理學家和化學家，他的一生為科學的發展作出了重要的貢獻。也許這位科學家在生活中不是一個出色者，但在科學研究中不愧為一顆閃亮的明星。1731年10月10日，卡文迪許生于法國尼斯的一個貴族家庭。他的父親是英國公爵的后裔，因為他的母親喜歡法國的氣候，才搬到法國居住。當卡文迪許兩歲的時候，他的母親就去世了。由于早年喪母，他形成一種過于孤獨而羞怯的習性。

2、萬有引力恒量是用什么方法測量的？

教師可用展示扭秤實驗的圖片并詳細解釋有關物理問題。（教學建議中有資料）

需要注意兩個地方：

（1）兩個1千克的物體間的萬有引力很小，他是如何解決的？

（2）力很小讀數如何解決的？

3、測量的萬有引力恒量的數值和單位？

4、在現實生活中，兩物體間的萬有引力我們無法觀察到呢？為什么？請學生討論并舉例說明。

探究活動
組織學生收集相關資料，完成以下的探究活動.同時在完成題目1的基礎上分組自行設計一種測量萬有引力常量的方法.
1、萬有引力常量測量的歷史過程.
2、根據觀察和查閱資料設計一種測量萬有引力常量的方法.