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萬有引力定律教案

時(shí)間：2024-08-14 00:26:32 教案我要投稿

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萬有引力定律教案

　　作為一名為他人授業(yè)解惑的教育工作者，很有必要精心設(shè)計(jì)一份教案，教案是教學(xué)藍(lán)圖，可以有效提高教學(xué)效率。教案應(yīng)該怎么寫才好呢？下面是小編精心整理的萬有引力定律教案，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

萬有引力定律教案

萬有引力定律教案1

　　教學(xué)目標(biāo)

　　知識(shí)目標(biāo)：

　　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、知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵守相同的規(guī)律

　　能力目標(biāo)：

　　1、培養(yǎng)學(xué)生研究問題時(shí)，抓住主要矛盾，簡(jiǎn)化問題，建立理想模型的處理問題的能力。

　　2、訓(xùn)練學(xué)生透過現(xiàn)象(行星的運(yùn)動(dòng))看本質(zhì)(受萬有引力的作用)的判斷、推理能力

　　德育目標(biāo)：

　　1、通過牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學(xué)研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法論教育。

　　2、培養(yǎng)學(xué)生的猜想、歸納、聯(lián)想、直覺思維能力。

　　教學(xué)重難點(diǎn)

　　教學(xué)重點(diǎn)：

　　月——地檢驗(yàn)的推倒過程

　　教學(xué)難點(diǎn)：

　　任何兩個(gè)物體間都存在萬有引力

　　教學(xué)過程

　　(一)引入：

　　太陽對(duì)行星的引力是行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，，這個(gè)力使行星不能飛離太陽;地面上的物體被拋出后總要落到地面上;是什么使得物體離不開地球呢?是否是由于地球?qū)ξ矬w的引力造成的呢?

　　若真是這樣，物體離地面越遠(yuǎn)，其受到地球的引力就應(yīng)該越小，可是地面上的物體距地面很遠(yuǎn)時(shí)受到地球的引力似乎沒有明顯減小。如果物體延伸到月球那里，物體也會(huì)像月球那樣圍繞地球運(yùn)動(dòng)。地球?qū)υ虑虻囊�，地球�(qū)Φ孛嫔系奈矬w的引力，太陽對(duì)行星的引力，是同一種力。你是這樣認(rèn)為的嗎?

　　(二)新課教學(xué)：

　　一.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程

　　(引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材找出發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思路)

　　假想——理論推導(dǎo)——實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)

　　(1)牛頓對(duì)引力的思考

　　牛頓看到了蘋果落地發(fā)現(xiàn)了萬有引力，這只是一種傳說。但是，他對(duì)天體和地球的引力確實(shí)作過深入的思考。牛頓經(jīng)過長期觀察研究，產(chǎn)生如下的假想：太陽、行星以及離我們很遠(yuǎn)的`恒星，不管彼此相距多遠(yuǎn)，都是互相吸引著，其引力隨距離的增大而減小，地球和其他行星繞太陽轉(zhuǎn)，就是靠劂的引力維持。同樣，地球不僅吸引地面上和表面附近的物體，而且也可以吸引很遠(yuǎn)的物體(如月亮)，其引力也是隨距離的增大而減弱。牛頓進(jìn)一步猜想，宇宙間任何物體間都存在吸引力，這些力具有相同的本質(zhì)，遵循同樣的力學(xué)規(guī)律，其大小都與兩者間距離的平方成反比。

　　(2)牛頓對(duì)定律的推導(dǎo)

　　首先，要證明太陽的引力與距離平方成反比，牛頓憑著他對(duì)于數(shù)學(xué)和物理學(xué)證明的驚人創(chuàng)造才能，大膽地將自己從地面上物體運(yùn)動(dòng)中總結(jié)出來的運(yùn)動(dòng)定律，應(yīng)用到天體的運(yùn)動(dòng)上，結(jié)合開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，從理論上推導(dǎo)出太陽對(duì)行星的引力F與距離r的平方成反比，還證明引力跟太陽質(zhì)量M和行星質(zhì)量m的乘積成正比，牛頓再研究了衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，結(jié)論是：

　　它們間的引力也是與行星和衛(wèi)星質(zhì)量的乘積成正比，與兩者距離的平方成反比。

　　(3)。牛頓對(duì)定律的檢驗(yàn)

　　以上結(jié)論是否正確，還需經(jīng)過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。牛頓根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，憑借理想實(shí)驗(yàn)巧...

萬有引力定律教案2

　　教學(xué)目標(biāo)

　　知識(shí)目標(biāo)

　　1、使學(xué)生能應(yīng)用萬有引力定律解決天體問題：

　　2、通過萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量、天體的密度、天體的重力加速度、天體運(yùn)行的速度等；

　　3、通過應(yīng)用萬有引力定律使學(xué)生能在頭腦中建立一個(gè)清晰的解決天體問題的圖景：衛(wèi)星作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是兩行星間的萬有引力提供的。

　　能力目標(biāo)

　　1、通過使學(xué)生能熟練的掌握萬有引力定律；

　　情感目標(biāo)

　　1、通過使學(xué)生感受到自己能應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問題——天體運(yùn)動(dòng)。

　　教學(xué)建議

　　應(yīng)用萬有引力定律解決天體問題主要解決的是：天體的質(zhì)量、天體的密度、天體的重力加速度、天體運(yùn)行的速度天文學(xué)的初步知識(shí)等。教師在備課時(shí)應(yīng)了解下列問題：

　　1、天體表面的重力加速度是由天體的質(zhì)量和半徑?jīng)Q定的。

　　2、地球上物體的重力和地球?qū)ξ矬w的萬有引力的關(guān)系：物體隨地球的自轉(zhuǎn)所需的向心力，是由地球?qū)ξ矬w引力的一個(gè)分力提供的，引力的另一個(gè)分力才是通常所說的物體受到的重力。

　　教學(xué)設(shè)計(jì)

　　教學(xué)重點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用

　　教學(xué)難點(diǎn)：地球重力加速度問題

　　教學(xué)方法：討論法

　　教學(xué)用具：計(jì)算機(jī)

　　教學(xué)過程：

　　一、地球重力加速度。

　　問題一：在地球上是赤道的重力加速度大還是兩極的加速度大？

　　這個(gè)問題讓學(xué)生充分討論：

　　1、有的學(xué)生認(rèn)為：地球上的加速度是不變化的。

　　2、有的學(xué)生認(rèn)為：兩極的重力加速度大。

　　3、也有的的學(xué)生認(rèn)為：赤道的重力加速度大。

　　出現(xiàn)以上問題是因?yàn)椋簩W(xué)生可能沒有考慮到地球是橢球形的，也有不記得公式的等。

　　教師板書并講解：

　　在質(zhì)量為、半徑為的地球表面上，如果忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，質(zhì)量為的物體的重力加速度，可以認(rèn)為是由地球?qū)λ娜f有引力產(chǎn)生的。由萬有引力定律和牛頓第二定律有：

　　則該天體表面的重力加速度為：

　　由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的質(zhì)量和半徑?jīng)Q定的。而又因?yàn)榈厍蚴菣E球的赤道的半徑大，兩極的半徑小，所以赤道上的重力加速度小，兩極的重力加速度大。也可讓學(xué)生發(fā)揮得：離地球表面的距離越大，重力加速度越小。

　　問題二：有1kg的物體在北京的`重力大還是在上海的重力大？

　　這個(gè)問題有學(xué)生回答

　　問題三：

　　1、地球在作什么運(yùn)動(dòng)？人造地球衛(wèi)星在作什么運(yùn)動(dòng)？

　　通過展示圖片為學(xué)生建立清晰的圖景。

　　2、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是誰提供的？

　　回答：地球與衛(wèi)星間的萬有引力即由牛頓第二定律得：

　　3、由以上可求出什么？

　�、傩l(wèi)星繞地球的線速度：

　�、谛l(wèi)星繞地球的周期：

　�、坌l(wèi)星繞地球的角速度：

　　教師可帶領(lǐng)學(xué)生分析上面的公式得：

　　當(dāng)軌道半徑不變時(shí)，則衛(wèi)星的周期不變、衛(wèi)星的線速度不變、衛(wèi)星的角速度也不變。

　　當(dāng)衛(wèi)星的角速度不變時(shí)，則衛(wèi)星的軌道半徑不變。

　　課堂練習(xí)：

　　1、假設(shè)火星和地球都是球體，火星的質(zhì)量和地球質(zhì)量。之比，火星的半徑和地球半徑之比，那么離火星表面高處的重力加速度和離地球表面高處的重力加速度。之比等于多少？

　　解：因物體的重力來自萬有引力，所以：

　　則該天體表面的重力加速度為：

　　所以：

　　2、若在相距甚遠(yuǎn)的兩顆行星和的表面附近，各發(fā)射一顆衛(wèi)星和，測(cè)得衛(wèi)星繞行星的周期為，衛(wèi)星繞行星的周期為，求這兩顆行星密度之比是多大？

　　解：設(shè)運(yùn)動(dòng)半徑為，行星質(zhì)量為，衛(wèi)星質(zhì)量為。

　　由萬有引力定律得：

　　解得：

　　所以：

　　3、某星球的質(zhì)量約為地球的的9倍，半徑約為地球的一半，若從地球上高處平拋一物體，射程為60米，則在該星球上，從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體，射程應(yīng)為：

　　A、10米B、15米C、90米D、360米

　　解得：（A）

　　布置作業(yè)：

　　探究活動(dòng)

　　組織學(xué)生收集資料，編寫相關(guān)論文，可以參考下列題目：

　　1、月球有自轉(zhuǎn)嗎？（針對(duì)這一問題，學(xué)生會(huì)很容易回答出來，但是關(guān)于月球的自轉(zhuǎn)情況卻不一定很清楚，教師可以加以引伸，比如月球自轉(zhuǎn)周期，為什么我們看不到月球的另一面？）

　　2、觀察月亮。

　　有條件的讓學(xué)生觀察月亮以及星體，收集相關(guān)資料，練習(xí)地理天文知識(shí)編寫小論文。

萬有引力定律教案3

　　教學(xué)目標(biāo)

　　知識(shí)與技能

　　1.了解萬有引力定律得出的思路和過程，知道地球上的重物下落與天體運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性。

　　2.知道萬有引力是一種存在于所有物體之間的吸引力，知道萬有引力定律的適用范圍。

　　3.會(huì)用萬有引力定律解決簡(jiǎn)單的引力計(jì)算問題，知道萬有引力定律公式中r的物理意義，了解引力常量G的測(cè)定在科學(xué)歷史上的重大意義。

　　4.了解萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的意義。

　　過程與方法

　　1.通過演繹牛頓當(dāng)年發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程，體會(huì)在科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中猜想與求證的重要性。

　　2.體會(huì)推導(dǎo)過程中的數(shù)量關(guān)系.情感、態(tài)度與價(jià)值觀

　　1.感受自然界任何物體間引力的關(guān)系，從而體會(huì)大自然的奧秘.

　　2.通過演繹牛頓當(dāng)年發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程和卡文迪許測(cè)定萬有引力常量的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)家們勇于探索、永不知足的精神和發(fā)現(xiàn)真理的曲折與艱辛。

　　教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

　　1.萬有引力定律的推導(dǎo)過程，既是本節(jié)課的重點(diǎn)，又是學(xué)生理解的難點(diǎn)。

　　2.由于一般物體間的萬有引力極小，學(xué)生對(duì)此缺乏感性認(rèn)識(shí)。

　　教學(xué)方法

　　探究、講授、討論、練習(xí)

　　教學(xué)活動(dòng)

　　(一)引入新課

　　復(fù)習(xí)回顧上節(jié)課的內(nèi)容

　　如果行星的運(yùn)動(dòng)軌道是圓，則行星將作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件可知，行星必然要受到一個(gè)引力。牛頓認(rèn)為這是太陽對(duì)行星的引力，那么，太陽對(duì)行星的引力F提供行星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力。

　　學(xué)生活動(dòng)：推導(dǎo)得

　　將V=2πr/T代入上式得

　　利用開普勒第三定律代入上式

　　得到：

　　師生總結(jié)：由上式可得出結(jié)論：太陽對(duì)行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比。即：F∝

　　教師：牛頓根據(jù)其第三定律：太陽吸引行星的力與行星吸引太陽的'力是同性質(zhì)的作用力，且大小相等。于是提出大膽的設(shè)想：既然這個(gè)引力與行星的質(zhì)量成正比，也應(yīng)跟太陽的質(zhì)量M成正比。即：F∝

　　寫成等式就是F=G(其中G為比例常數(shù))

　　(二)進(jìn)行新課

　　教師：牛頓得到這個(gè)規(guī)律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛頓，你又會(huì)想到什么呢?

　　學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié)：

　　猜想一：既然行星與太陽之間的力遵從這個(gè)規(guī)律，那么其他天體之間的力是否也遵從這個(gè)規(guī)律呢?(比如說月球與地球之間)

　　師生：因?yàn)槠渌祗w的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與之類似,根據(jù)前面的推導(dǎo)所以月球與地球之間的力，其他行星的衛(wèi)星和該行星之間的力，都滿足上面的規(guī)律,而且都是同一種性質(zhì)的力。

　　教師：但是牛頓的思考還是沒有停止。假如你是牛頓，你又會(huì)想到什么呢?

　　學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié)：

　　猜想二：地球與月球之間的力，和地球與其周圍物體之間的力是否遵從相同的規(guī)律?

　　教師：地球?qū)υ虑虻囊μ峁┫蛐牧Γ碏==ma

　　地球?qū)ζ渲車矬w的力，就是物體受到的重力，即F’=m’g

　　從以上推導(dǎo)可知：地球?qū)υ虑虻囊ψ駨囊陨弦?guī)律，即F=G

　　那么，地球?qū)ζ渲車矬w的力是否也滿足以上規(guī)律呢?即F’=G

　　此等式是否成立呢?

　　已知：地球半徑R=6.37×106m,月球繞地球的軌道半徑r=3.8×108m,

　　月球繞地球的公轉(zhuǎn)周期T=27.3天,重力加速度g=9.8

　　(以上數(shù)據(jù)在當(dāng)時(shí)都已經(jīng)能夠精確測(cè)量)

　　提問：同學(xué)們能否通過提供的數(shù)據(jù)驗(yàn)證關(guān)系式F’=G是否成立?

　　學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié)：

　　假設(shè)此關(guān)系式成立，即F’=G

　　可得：=ma=G

　　F’=m’g=G

　　兩式相比得：a/g=R2/r2

　　但此等式是在以上假設(shè)成立的基礎(chǔ)上得到的，反過來若能通過其他途徑證明此等式成立，也就證明了前面的假設(shè)是成立的。代人數(shù)據(jù)計(jì)算：

　　a/g≈1/3600

　　R2/r2≈1/3600

　　即a/g=R2/r2成立，從而證明以上假設(shè)是成立的'，說明地球與其周圍物體之間的力也遵從相同的規(guī)律，即F’=G

　　這就是牛頓當(dāng)年所做的著名的“月-地”檢驗(yàn)，結(jié)果證明他的猜想是正確的。從而驗(yàn)證了地面上的重力與地球吸引月球、太陽吸引行星的力是同一性質(zhì)的力，遵守同樣的規(guī)律。

　　教師：不過牛頓的思考還是沒有停止，假如你是牛頓，此時(shí)你又會(huì)想到什么呢?

　　學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié)：

　　猜想三：自然界中任何兩個(gè)物體間的作用力是否都遵從相同的規(guī)律?

　　牛頓在研究了這許多不同物體間的作用力都遵循上述引力規(guī)律之后。于是他大膽地把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，于1687年正式發(fā)表了具有劃時(shí)代意義的萬有引力定律。

　　萬有引力定律

　�、賰�(nèi)容

　　自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。

　�、诠�

　　如果用m1和m2表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，用r表示它們的距離，那么萬有引力定律可以用下面的公式來表示(其中G為引力常量)

　　說明：1.G為引力常量，在SI制中，G=6.67×10-11N·m2/kg2.

　　2.萬有引力定律中的物體是指質(zhì)點(diǎn)而言，不能隨意應(yīng)用于一般物體。

　　a.對(duì)于相距很遠(yuǎn)因而可以看作質(zhì)點(diǎn)的物體，公式中的r就是指兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離;

　　b.對(duì)均勻的球體，可以看成是質(zhì)量集中于球心上的質(zhì)點(diǎn)，這是一種等效的簡(jiǎn)化處理方法。

　　教師：牛頓雖然得到了萬有引力定律，但并沒有很大的實(shí)際應(yīng)用，因?yàn)楫?dāng)時(shí)他沒有辦法測(cè)定引力常量G的數(shù)值。直到一百多年后英國的另一位物理學(xué)家卡文迪許才用實(shí)驗(yàn)測(cè)定了G的數(shù)值。

　　利用多媒體演示說明卡文迪許的扭秤裝置及其原理。

　　扭秤的主要部分是這樣一個(gè)T字形輕而結(jié)實(shí)的框架，把這個(gè)T形架倒掛在一根石英絲下。若在T形架的兩端施加兩個(gè)大小相等、方向相反的力，石英絲就會(huì)扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度。力越大，扭轉(zhuǎn)的角度也越大。反過來，如果測(cè)出T形架轉(zhuǎn)過的角度，也就可以測(cè)出T形架兩端所受力的大小�，F(xiàn)在在T形架的兩端各固定一個(gè)小球，再在每個(gè)小球的附近各放一個(gè)大球，大小兩個(gè)球間的距離是可以較容易測(cè)定的。根據(jù)萬有引力定律，大球會(huì)對(duì)小球產(chǎn)生引力，T形架會(huì)隨之扭轉(zhuǎn)，只要測(cè)出其扭轉(zhuǎn)的角度，就可以測(cè)出引力的大小。當(dāng)然由于引力很小，這個(gè)扭轉(zhuǎn)的角度會(huì)很小。怎樣才能把這個(gè)角度測(cè)出來呢?卡文迪許在T形架上裝了一面小鏡子，用一束光射向鏡子，經(jīng)鏡子反射后的光射向遠(yuǎn)處的刻度尺，當(dāng)鏡子與T形架一起發(fā)生一個(gè)很小的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刻度尺上的光斑會(huì)發(fā)生較大的移動(dòng)。這樣，就起到一個(gè)化小為大的效果，通過測(cè)定光斑的移動(dòng)，測(cè)定了T形架在放置大球前后扭轉(zhuǎn)的角度，從而測(cè)定了此時(shí)大球?qū)π∏虻囊�。卡文迪許用此扭秤驗(yàn)證了牛頓萬有引力定律，并測(cè)定出萬有引力恒量G的數(shù)值。這個(gè)數(shù)值與近代用更加科學(xué)的方法測(cè)定的數(shù)值是非常接近的。

　　卡文迪許測(cè)定的G值為6.754×10-11N·m2/kg2，現(xiàn)在公認(rèn)的G值為6.67×10-11N·m2/kg2。由于萬有引力恒量的數(shù)值非常小，所以一般質(zhì)量的物體之間的萬有引力是很小的，我們可以估算一下，兩個(gè)質(zhì)量50kg的同學(xué)相距0.5m時(shí)之間的萬有引力有多大(可由學(xué)生回答：約6.67×10-7N)，這么小的力我們是根本感覺不到的。只有質(zhì)量很大的物體對(duì)一般物體的引力我們才能感覺到，如地球?qū)ξ覀兊囊Υ笾戮褪俏覀兊闹亓�，月球�(qū)Ｑ蟮囊?dǎo)致了潮汐現(xiàn)象。而天體之間的引力由于星球的質(zhì)量很大，又是非常驚人的：如太陽對(duì)地球的引力達(dá)3.56×1022N。

萬有引力定律教案4

　　教學(xué)目標(biāo)

　　理解萬有引力定律及其公式表達(dá)

　　知道天體運(yùn)動(dòng)中的向心力是由萬有引力提供的，能根據(jù)萬有引力定律公式和向心力公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算．

　　理解萬有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用(天體質(zhì)量的測(cè)量、衛(wèi)星的發(fā)射、宇宙速度)?

　　2學(xué)情分析

　　知識(shí)點(diǎn)少，但不易理解，需建立運(yùn)動(dòng)模型

　　3重點(diǎn)難點(diǎn)

　　萬有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用。

　　萬有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用

　　4教學(xué)過程

　　4.1第一學(xué)時(shí)教學(xué)活動(dòng)活動(dòng)1

　　【講授】萬有引力定律

　　課堂引入

　　播放衛(wèi)星發(fā)射視頻

　　仔細(xì)觀看

　　練習(xí)1.火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的1/10，火星的半徑是地球半徑的1/2，物體在地球上產(chǎn)生的重力加速度約為10m/s2，在火星上產(chǎn)生的重力加速度約為

　�、倨渌乔蚺c地球比較

　　投影問題

　　練習(xí)2.物體在地面上重力為G0，它在高出地面R(R為地球半徑)處的重力為

　　②地球不同高度g

　　投影問題

　　練習(xí)3.若某行星半徑為R，引力常量為G，則此星球的質(zhì)量M,則在一行星上以速度ν豎直上拋一個(gè)物體，物體落回手中時(shí)間為多少？

　�、踘與拋體運(yùn)動(dòng)的結(jié)合

　　提問

　　練習(xí)1.近地衛(wèi)星線速度為7．9km／s，已知月球質(zhì)量是地球的質(zhì)量的1／81，地球半徑是月球半徑的3．8倍，則在月球上發(fā)射“近月衛(wèi)星”的環(huán)繞速度約

　　A．1．0km／sB．1．7km／s

　　C．2．0km／sD．1．5km／s

　�、俚谝挥钪嫠俣�

　　想一想

　　第一宇宙速度

　　第二宇宙速度

　　第三宇宙速度

　　投影問題

　　練習(xí)2.兩顆人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，它們的質(zhì)量之比為1：2，軌道半徑之比為1：4，則

　　A．它們的運(yùn)動(dòng)速率之比為2：1

　　B．它們的速率之比為1：4

　　C．它們的運(yùn)動(dòng)速率之比為4：1

　　D．它們的速率之比為1：8

　　思考后回答

　　②穩(wěn)定運(yùn)行速度

　　投影總結(jié)

　　練習(xí)1.高度不同的三顆人造衛(wèi)星，某一瞬間的位置恰好與地心在同一條直線上，如圖1所示，若此時(shí)它們的飛行方向相同，角速度分別為叫、、，線速度分別為v1、v2、v3，周期分別為T1、T2、T3，則()

　　A．ω1>ω2>ω3

　　B．v1

　　C．T1=T2=T3

　　D.T1>T2>T3

　　1.穩(wěn)定運(yùn)行周期

　　穩(wěn)定運(yùn)行角速度

　　投影問題

　　練習(xí)1.在太陽系里有許多小行星，如發(fā)現(xiàn)某一顆小行星繞太陽運(yùn)行的半徑是火星繞太陽運(yùn)行半徑的4倍，則這顆小行星繞太陽運(yùn)行的周期是火星繞太陽運(yùn)行的周期的（）

　　A．2倍B．4倍C．8倍D．16倍

　　開普勒第三定律

　　投影總結(jié)

　　同步衛(wèi)星的高度

　　是地球半徑的5.6

　　提問

　　有人想在北京上空定位一顆同步衛(wèi)星，他能否實(shí)現(xiàn)？

　　中國的衛(wèi)星定位在哪?

　　印度尼西亞上

　　師生互動(dòng)

　　展示

　　變軌問題分析

　　課堂小結(jié)

　　習(xí)題鞏固

　　分析、解答

　　3.萬有引力定律

　　課時(shí)設(shè)計(jì)課堂實(shí)錄

　　3.萬有引力定律

　　1第一學(xué)時(shí)教學(xué)活動(dòng)活動(dòng)1【講授】萬有引力定律

　　課堂引入

　　播放衛(wèi)星發(fā)射視頻

　　仔細(xì)觀看

　　萬

　　有

　　引

　　力

　　定

　　律

　　的

　　應(yīng)

　　用

　　投影問題

　　①其他星球與地球比較

　　投影問題

　　練習(xí)2.物體在地面上重力為G0，它在高出地面R(R為地球半徑)處的重力為

　�、诘厍虿煌叨萭

　　投影問題

　　練習(xí)3.若某行星半徑為R，引力常量為G，則此星球的質(zhì)量M,則在一行星上以速度ν豎直上拋一個(gè)物體，物體落回手中時(shí)間為多少？

　�、踘與拋體運(yùn)動(dòng)的結(jié)合

　　提問

　　練習(xí)1.近地衛(wèi)星線速度為7．9km／s，已知月球質(zhì)量是地球的質(zhì)量的1／81，地球半徑是月球半徑的3．8倍，則在月球上發(fā)射“近月衛(wèi)星”的'環(huán)繞速度約

　　A．1．0km／sB．1．7km／s

　　C．2．0km／sD．1．5km／s

　�、俚谝挥钪嫠俣�

　　想一想

　　第一宇宙速度

　　第二宇宙速度

　　第三宇宙速度

　　投影問題

　　練習(xí)2.兩顆人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，它們的質(zhì)量之比為1：2，軌道半徑之比為1：4，則

　　A．它們的運(yùn)動(dòng)速率之比為2：1

　　B．它們的速率之比為1：4

　　C．它們的運(yùn)動(dòng)速率之比為4：1

　　D．它們的速率之比為1：8

　　思考后回答

　�、诜€(wěn)定運(yùn)行速度

　　投影總結(jié)

　　A．ω1>ω2>ω3

　　B．v1

　　C．T1=T2=T3

　　D.T1>T2>T3

　　1.穩(wěn)定運(yùn)行周期

　　穩(wěn)定運(yùn)行角速度

　　投影問題

　　A．2倍B．4倍C．8倍D．16倍

　　開普勒第三定律

　　投影總結(jié)

　　同步衛(wèi)星的高度

　　是地球半徑的5.6

　　提問

　　有人想在北京上空定位一顆同步衛(wèi)星，他能否實(shí)現(xiàn)？

　　中國的衛(wèi)星定位在哪?

　　印度尼西亞上

　　師生互動(dòng)

　　展示

　　變軌問題分析

　　課堂小結(jié)

　　習(xí)題鞏固

　　分析、解答

萬有引力定律教案5

　　一、課題：

　　萬有引力定律

　　二、課型：

　　概念課（物理按教學(xué)內(nèi)容課型分為：規(guī)律課、概念課、實(shí)驗(yàn)課、習(xí)題課、復(fù)習(xí)課）

　　三、課時(shí)：

　　1課時(shí)

　　四、教學(xué)目標(biāo)

　�。ㄒ唬┲R(shí)與技能

　　1.理解萬有引力定律的含義并會(huì)用萬有引力定律公式解決簡(jiǎn)單的引力計(jì)算問題。

　　2.知道萬有引力定律公式的適用范圍。

　�。ǘ┻^程與方法：在萬有引力定律建立過程的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設(shè)與推理論證等方法。

　�。ㄈ┣楦袘B(tài)度價(jià)值觀

　　1.培養(yǎng)學(xué)生研究問題時(shí)，抓住主要矛盾，簡(jiǎn)化問題，建立理想模型的處理問題的能力。

　　2.通過牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學(xué)研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀。

　　五、教學(xué)重難點(diǎn)

　　重點(diǎn)：萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式。

　　難點(diǎn)：

　　1.對(duì)萬有引力定律的理解；

　　2.學(xué)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(zhì)的力聯(lián)系起來。

　　六、教學(xué)法：

　　合作探究、啟發(fā)式學(xué)習(xí)等

　　七、教具：

　　多媒體、課本等

　　八、教學(xué)過程

　�。ㄒ唬⿲�(dǎo)入

　　回顧以前對(duì)月-地檢驗(yàn)部分的學(xué)習(xí)，明確既然太陽與行星之間，地球與月球之間、地球?qū)Φ孛嫖矬w之間具有與兩個(gè)物體的質(zhì)量成正比，跟它們的距離的二次方成反比的引力。這里進(jìn)一步大膽假設(shè)：是否任何兩個(gè)物體之間都存在這樣的力？

　　引發(fā)學(xué)生思考：很可能有，只是因?yàn)槲覀兩磉叺奈矬w質(zhì)量比天體的質(zhì)量小得多，我們不易覺察罷了，于是我們可以把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，即具有劃時(shí)代意義的萬有引力定律．然后在學(xué)生的興趣中進(jìn)行假設(shè)論證。

　�。ǘ┻M(jìn)入新課

　　學(xué)生自主閱讀教材第40頁萬有引力定律部分，思考以下問題：

　　1.什么是萬有引力？并舉出實(shí)例。

　　教師引導(dǎo)總結(jié)：萬有引力是普遍存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間的'相互吸引力。日對(duì)地、地對(duì)月、地對(duì)地面上物體的引力都是其實(shí)例。

　　2.萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律？其數(shù)學(xué)表達(dá)式如何？并注明每個(gè)符號(hào)的單位和物理意義。

　　教師引導(dǎo)總結(jié)：萬有引力定律的內(nèi)容是：宇宙間一切物體都是相互吸引的。兩物體間的引力大小，跟它的質(zhì)量的乘積成下比，跟它們間的距離平方成反比．式中各物理量的含義及單位：F為兩個(gè)物體間的引力，單位：N．m1、m2分別表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，單位：kg，r為兩個(gè)物體間的距離，單位：m。G為萬有引力常量：G=6．67×10-11N·m2/kg2，它在數(shù)值上等于質(zhì)量是1Kg的物體相距米時(shí)的相互作用力，單位：N·m2/kg2．

　　3.萬有引力定律的適用條件是什么？

　　教師引導(dǎo)總結(jié)：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。

　　4.你認(rèn)為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有何深遠(yuǎn)意義？

　　教師引導(dǎo)總結(jié)：萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的`物理意義：它對(duì)物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響；它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來；對(duì)科學(xué)文化發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大信心，人們有能力理解天地間的各種事物。

　�。ㄈ┥罨斫�

　　在完成上述問題后，小組討論，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)一步深化對(duì)萬有引力定律的理解，即：

　　1.普遍性：萬有引力存在于任何兩個(gè)物體之間，只不過一般物體的質(zhì)量與星球相比太小了，他們之間的萬有引力也非常小，完全可以忽略不計(jì)。

　　2.相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對(duì)作用力與反作用力。

　　3.特殊性：兩個(gè)物體間的萬有引力和物體所在的空間及其他物體存在無關(guān)。

　　4.適用性：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。

　�。ㄋ模┗顒�(dòng)探究

　　請(qǐng)兩名學(xué)生上講臺(tái)做個(gè)游戲：兩人靠攏后離開三次以上。創(chuàng)設(shè)情境，加深學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)的印象和運(yùn)用，請(qǐng)一位同學(xué)上臺(tái)展示計(jì)算結(jié)果，師生互評(píng)。

　　1．請(qǐng)估算這兩位同學(xué)，相距1m遠(yuǎn)時(shí)它們間的萬有引力多大？（可設(shè)他們的質(zhì)量為50kg）

　　解：由萬有引力定律得：代入數(shù)據(jù)得：F1=1．7×10-7N

　　2.已知地球的質(zhì)量約為6．0×1024kg，地球半徑為6．4×106m，請(qǐng)估算其中一位同學(xué)和地球之間的萬有引力又是多大？

　　解：由萬有引力定律得：代入數(shù)據(jù)得：F2=493N

　　3.已知地球表面的重力加速度，則其中這位同學(xué)所受重力是多少？并比較萬有引力和重力？

　　解：G=mg=490N。

　　比較結(jié)果為萬有引力比重力大，原因是因?yàn)樵诘厍虮砻嫔系奈矬w所受萬有引力可分解為重力和自轉(zhuǎn)所需的向心力。

　�。ㄎ澹┱n堂小結(jié)

　　小結(jié)：學(xué)生在教師引導(dǎo)下認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，完成多媒體呈現(xiàn)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)框架圖，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，進(jìn)行生生互評(píng)。

　�。┎贾米鳂I(yè)

　　作業(yè)：完成“問題與練習(xí)”

　　九、板書設(shè)計(jì)