物理教案－萬有引力定律

教學(xué)目標(biāo) 
知識(shí)目標(biāo)
1、在開普勒第三定律的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)得到萬有引力定律，使學(xué)生對此定律有初步理解；
2、使學(xué)生了解并掌握萬有引力定律；
3、使學(xué)生能認(rèn)識(shí)到萬有引力定律的普遍性（它存在宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間，不管它們之間是否還有其它作用力）.

能力目標(biāo)
1、使學(xué)生能應(yīng)用萬有引力定律解決實(shí)際問題；
2、使學(xué)生能應(yīng)用萬有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)解決行星繞恒星和衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的天體問題.

情感目標(biāo)
1、使學(xué)生在學(xué)習(xí)萬有引力定律的過程中感受到萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)是經(jīng)歷了幾代科學(xué)家的不斷努力，甚至付出了生命，最后牛頓總結(jié)了前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上才發(fā)現(xiàn)的.讓學(xué)生在應(yīng)用萬有引力定律的過程中應(yīng)多觀察、多思考.

教學(xué)建議

萬有引力定律的內(nèi)容固然重要，讓學(xué)生了解發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程更重要.建議教師在授課時(shí)，應(yīng)提倡學(xué)生自學(xué)和查閱資料.教師應(yīng)準(zhǔn)備的資料應(yīng)更廣更全面.通過讓學(xué)生閱讀“萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程”，讓學(xué)生根據(jù)牛頓提出的幾個(gè)結(jié)果自己去猜測萬有引力與那些量有關(guān).教師在授課時(shí)可以讓學(xué)生自學(xué)，也可由教師提出問題讓學(xué)生討論，也可由教師展示出開普勒三定律和牛頓的一些故事引導(dǎo)學(xué)生討論.

萬有引力定律的教學(xué)設(shè)計(jì)方案

教學(xué)目的：

1、了解萬有引力定律得出的思路和過程；

2、理解萬有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)萬有引力定律；

3、掌握萬有引力定律，能解決簡單的萬有引力問題；

教學(xué)難點(diǎn) ：萬有引力定律的應(yīng)用

教學(xué)重點(diǎn)：萬有引力定律

教具：

展示第谷、哥白尼，伽利略、開普勒和牛頓等人圖片.

教學(xué)過程 

（一）新課教學(xué)(20分鐘)

1、引言

展示第谷、哥白尼，伽利略、開普勒和牛頓等人照片并講述物理學(xué)史：

十七世紀(jì)中葉以前的漫長時(shí)間中，許多天文學(xué)家和物理學(xué)家(如第谷、哥白尼，伽利略和開普勒等人)，通過了長期的觀察、研究，已為人類揭示了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.但是，長期以來人們對于支配行星按照一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因是什么.卻缺乏了解，更沒有人敢于把天體運(yùn)動(dòng)與地面上物體的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來加以研究.

偉大的物理學(xué)家牛頓在哥白尼、伽利略和開普勒等人研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將地面上的動(dòng)力學(xué)規(guī)律推廣到天體運(yùn)動(dòng)中，研究、確立了《萬有引力定律》.從而使人們認(rèn)識(shí)了支配行星按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因，為天體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ).那么：

(1)牛頓是怎樣研究、確立《萬有引力定律》的呢？

(2)《萬有引力定律》是如何反映物體間相互作用規(guī)律的？

以上兩個(gè)問題就是這節(jié)課要研究的重點(diǎn).

2、通過舉例分析，引導(dǎo)學(xué)生粗略領(lǐng)會(huì)牛頓研究、確立《萬有引力定律》的科學(xué)推理的思維方法.

蘋果在地面上加速下落：(由于受重力的原因)：

月亮繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)：(由于受地球引力的原因)；

行星繞太陽作圓周運(yùn)動(dòng)：(由于受太陽引力的原因)，

(牛頓認(rèn)為)

牛頓將上述各運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來研究后提出：這些力是屬于同種性質(zhì)的力，應(yīng)遵循同一規(guī)律；并進(jìn)一步指出這種力應(yīng)存在于宇宙中任何具有質(zhì)量的物體之間.

3、引入課題.

板書：第二節(jié)、萬有引力定律

(1)萬有引力：宇宙間任何有質(zhì)量的物體之間的相互作用.(板書)

(2)萬有引力定律：宇宙間的一切物體都是相互吸引的.兩個(gè)物體間的引力大小，跟他們之間質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比.(板書)

式中： 為萬有引力恒量  ； 為兩物體的中心距離.引力是相互的(遵循牛頓第三定律).

（二）應(yīng)用（例題及課堂練習(xí)）

學(xué)生中存在這樣的問題：既然宇宙間的一切物體都是相互吸引的，哪為什么物體沒有被吸引到一起？（請學(xué)生帶著這個(gè)疑問解題）

例題1、兩物體質(zhì)量都是1kg，兩物體相距1m，則兩物體間的萬有引力是多少？

解：由萬有引力定律得： 

代入數(shù)據(jù)得： 

通過計(jì)算這個(gè)力太小，在許多問題的計(jì)算中可忽略

例題2.已知地球質(zhì)量大約是  ，地球半徑為  km，地球表面的重力加速度  .

求：

（1）地球表面一質(zhì)量為10kg物體受到的萬有引力？

（2）地球表面一質(zhì)量為10kg物體受到的重力？

（3）比較萬有引力和重力？

解：（1）由萬有引力定律得： 

代入數(shù)據(jù)得： 

（2） 

（3）比較結(jié)果萬有引力比重力大.原因是在地球表面上的物體所受萬有引力可分解為重力和自轉(zhuǎn)所需的向心力.

（三）課堂練習(xí)：

教師請學(xué)生作課本中的練習(xí)，教師引導(dǎo)學(xué)生審題，并提示使用萬有引力定律公式解題時(shí)，應(yīng)注意因單位制不同， 值也不同，強(qiáng)調(diào)用國際單位制解題.請學(xué)生同時(shí)到前面，在黑板上分別作1、2、3題.其它學(xué)生在座位上逐題解答.此時(shí)教師巡回指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)隨時(shí)注意黑板上演算的情況.

（四）小結(jié)：

1、萬有引力存在于宇宙中任何物體之間(天體間、地面物體間、微觀粒子間).天體間萬有引力很大，為什么？留學(xué)生去想（它是支配天體運(yùn)動(dòng)的原因）.地面物體間，微觀粒子間：萬有引力很小，為什么？它不足以影響物體的運(yùn)動(dòng)，故常常可忽略不計(jì).

2、應(yīng)用萬有引力定律公式解題， 值選  ，式中所涉其它各量必須取國際單位制.

（五）布置作業(yè) (3分鐘)：教師可根據(jù)學(xué)生的情況布置作業(yè) .

探究活動(dòng)

組織學(xué)生編寫相關(guān)小論文，通過對資料的收集，了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，了解科學(xué)家們對知識(shí)的探究精神，下面就是相關(guān)的題目.
1、萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的歷史過程.
2、第谷在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律上的貢獻(xiàn).