《萬有引力定律》
2、使學生能把地面上的物體所受重力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質的力聯系起來。
【--思想】
在本節課教學,將讓學生繼續經歷上節課的萬有引力定律“發現之旅”,為此使整個教學流程力圖體現如下規律發現過程:
通過這個假想──理論推導──實驗檢驗過程,讓學生在物理情景中主動的參與知識的構建過程,體會這種充滿著大膽的設想、巧妙的驗證和從中體現著的科學探索的精神與方法。
【--過程】
一、新課引入
教師活動
學生活動
通過上節的分析,我們已經知道了我們太陽與行星間的引力規律,那么:
行星為什么能夠繞太陽運轉而不會飛離太陽?
行星與太陽間的引力與什么因素有關?
可以根據哪些已知規律推導出推出太陽與行星間的引力遵從的是什么樣的規律?
公式中的g是比例系數,f是太陽和行星之間的引力,正是太陽和行星之間的引力使得行星不能飛離太陽。那么大家想到過,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?
為了研究這個問題,下面我們繼續來體驗一下:牛頓發現萬有引力定律的思維過程。
(引導學生回答,教師及時糾正補充)
行星與太陽間的引力提供作為行星繞太陽近似圓周運動的向心力,從而使得行星不能飛離太陽。
行星與太陽間的引力f與太陽和行星之間的距離r,行星質量m和太陽質量m有關。
根據開普勒第一、第二定律和牛頓第三定律推出太陽與行星間的引力遵從的規律:。
『設計說明:通過上述回憶性問題,旨在讓學生回憶上節課內容,回顧萬有引力定律“發現之旅”前半程,從而為下半程“之旅”奠定基礎,進而引出新課。』
二、教授新課
(一)進一步猜想
教師活動
學生活動
演示:將塑料制成且內部空心的蘋果置于某位學生頭頂不遠處,靜止釋放。
誘思:
1.蘋果為什么只砸向這位同學,而不是砸向其他同學呢?
2.那么受到重力又是怎么產生的呢?
3.地球對蘋果的引力和太陽對行星的引力是否根本就是同一種力?若是這樣,物體離地面越遠,其受到地球的引力就應該越小,比如我們爬到高山上時,察覺到我們受到重力減小了?為什么?
4.這樣的高度比起天體之間的距離來說,簡直太小了。如果我們再往遠處設想,物體延伸到月球那么遠,物體將會怎么樣運動?
于是我們可以提出這樣的猜想:太陽對行星的引力,地球對月球的力,地球對地面上物體的力,也許真是同一種力,遵循相同的規律?
(觀察蘋果的運動,啟發學生提出問題,并進行思考討論)
1.由于重力方向豎直向下,蘋果在其重力作用下,在這位同學頭頂正上方可認為做豎直向下的自由落體運動。
2.由于地球對蘋果的吸引力而產生的。
3.可能是同一種力。
沒有明顯減弱,可能因為還不夠遠。
4.可能這個物體會象月球那樣繞著地球運動。
『設計說明:通過蘋果自由下落的物理情景,喚醒學生腦中當年由蘋果落地而引起遐想進而發現萬有引力定律的故事情景,從而啟發學生設問,使牛頓的想法能夠激發學生的興趣與想像力。』