《陜西省安康市石泉縣高中物理 第5章 萬有引力與航天 5.2 萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的教案 滬科版必修2.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《陜西省安康市石泉縣高中物理 第5章 萬有引力與航天 5.2 萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的教案 滬科版必修2.doc（5頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

5.2 萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的 課標(biāo)要求 通過有關(guān)事實(shí)了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程。知道萬有引力定律。認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義。 三維目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 1、了解萬有引力定律得出的思路和過程，知道重物下落和天體運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性。 2、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。 3、知道萬有引力定律公式的適用范圍。 二、過程與方法 1、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。 2、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。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 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(zhǎng)期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀。 2、經(jīng)過萬有引力常量測(cè)定的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)的方法論和物理常量數(shù)量級(jí)的重要性。 教材分析 萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程猶如一部壯麗的科學(xué)史詩，它歌頌了前輩科學(xué)家的科學(xué)精神，也展現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展過程中科學(xué)家們富有創(chuàng)造性而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，是發(fā)展學(xué)生思維能力難得的好材料，本節(jié)課內(nèi)容充分利用這些材料發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力。教科書在尊重歷史事實(shí)的前提下，通過一些邏輯思維的鋪墊，讓學(xué)生以自己現(xiàn)有的知識(shí)基礎(chǔ)身于歷史的背景下，經(jīng)歷一次“發(fā)現(xiàn)”萬有引力的過程。 學(xué)情分析 從知識(shí)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(duì)力、重力、向心力、加速度、重力加速度（即自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度）、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(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能熟練運(yùn)動(dòng)牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問題。已經(jīng)完全具備深入探究和學(xué)習(xí)萬有引力定律的起點(diǎn)能力。 　　高一學(xué)生其思維方式容易停滯在知識(shí)接受層面，而忽視概念間、規(guī)律間的相互聯(lián)系，且很多學(xué)生不能建立明確的動(dòng)態(tài)的物理圖像或物理情景，進(jìn)而無法通過同化和順應(yīng)，完成知識(shí)的建構(gòu)過程。因此，在教學(xué)過程中要注重從學(xué)生實(shí)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、自由課堂氣氛，進(jìn)行探究教學(xué)。 教學(xué)重難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】 萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式。 【教學(xué)難點(diǎn)】 1、對(duì)萬有引力定律的理解。 2、使學(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。 提煉的課題 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。 教學(xué)手段運(yùn)用 教學(xué)資源選擇 Ppt 教 學(xué) 過 程 環(huán)節(jié) 學(xué)生要解決的問題或任務(wù) 教師教與學(xué)生學(xué) 教師個(gè)性化修改 知識(shí)回顧 開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容是什么？ 問題引入 行星為什么這樣運(yùn)動(dòng)? 一、發(fā)現(xiàn)萬有引力的過程 1.關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)原因的猜想 英國(guó)的吉爾伯特:行星是依靠太陽發(fā)出的磁力維持著繞日運(yùn)動(dòng) 開普勒：意識(shí)到太陽有一種力支配著行星的運(yùn)動(dòng) 法國(guó)笛卡兒：認(rèn)為空間充滿著一種看不見的流質(zhì)，形成許多大小、速度、密度不同的漩渦從而帶動(dòng)著行星轉(zhuǎn)動(dòng) 法國(guó)布里奧：首先提出平方反比假設(shè)。認(rèn)為每個(gè)行星受太陽發(fā)出的力支配，力的大小跟行星與太陽的距離的平方成反比。 17世紀(jì)中葉后：引力思想已逐漸被人們所接受，甚至有了引力與距離的平方成正比的猜想。其中英國(guó)物理學(xué)家胡克、雷恩、哈雷都對(duì)此做出了貢獻(xiàn)。 2.站在巨人肩上的牛頓 觀看介紹牛頓的視頻 牛頓之前或與牛頓同時(shí)代的科學(xué)家為什么不能把引力問題徹底解決呢？ 因?yàn)樗麄儫o法逾越前進(jìn)道路上的三大困難！ 困難之一 ： 行星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，速度的大小方向均不斷變化。當(dāng)時(shí)解決這種曲線運(yùn)動(dòng)問題，還缺少相應(yīng)的數(shù)學(xué)工具。 困難之二： 天體是一個(gè)龐然大物，如果認(rèn)為行星受到太陽的引力，如何計(jì)算這種引力的總效果，當(dāng)時(shí)還缺乏理論上的工具。 困難之三： 如果天體之間是相互吸引的，那么在眾多天體共存的太陽系中，如何解決天體間相互吸引相互干擾這一復(fù)雜的問題呢？ 牛頓研究引力問題三大法寶 1、他利用他創(chuàng)立的微積分方法，越過了變速運(yùn)動(dòng)的障礙。牛頓在前人的基礎(chǔ)上，憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力證明了：如果太陽和行星間的引力與距離的二次方成反比，則行星的軌道應(yīng)是橢圓。 2、他利用模型方法提出了質(zhì)點(diǎn)概念，并通過微積分計(jì)算論證，把天體的質(zhì)量集中于球心，方便的計(jì)算出天體間的引力的總效果。 3、他大膽地撇開其他天體的作用不計(jì)，只考慮太陽對(duì)行星的引力作用。合理的簡(jiǎn)化使他直達(dá)問題的本質(zhì)。 三、萬有引力定律 1.定律表述：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. 即， 2.【說明】 （1）.m1和m2表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，r表示它們的距離。 （2）.G為引力常量，G=6.6710－11 Nm2/kg2 （3）.G的物理意義——兩質(zhì)量各為1kg的物體相距1m時(shí)萬有引力的大小. 3.萬有引力公式的適用范圍： （1）萬有引力存在于一切物體之間，但上述公式只能計(jì)算兩質(zhì)點(diǎn)間的引力； 即兩物體的形狀和大小對(duì)它們之間的距離而言,影響很小,可以忽略不計(jì). （2）兩質(zhì)量分布均勻的球體之間的引力，也可用上述公式計(jì)算，且r為兩球心間距離； 4.萬有引力定律理解 ⑴普遍性：任何兩個(gè)物體之間都存在引力（大到天體小到微觀粒子），它是自然界的物體間的基本相互作用之一。 ⑵相互性：兩個(gè)物體之間相互作用的引力是一對(duì)作用力與反作用力，符合牛頓第三定律。 (3)宏觀性：通常情況下萬有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義。在微觀世界中，粒子的質(zhì)量都非常小，粒子間的萬有引力很不顯著，萬有引力可以忽略不計(jì)。 萬有引力定律是17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一，第一次揭示了自然界中的一種基本相互作用的規(guī)律，在人類認(rèn)識(shí)自然的歷史上樹立了一座里程碑。在文化發(fā)展史上，萬有引力定律使人們建立了有能力理解天地間的各種事物的信心，解放了人們的思想，在科學(xué)文化的發(fā)展史上起到了積極的推動(dòng)作用。 例1．關(guān)于萬有引力定律的適用范圍，下列說法中正確的有( ) A．只適用于天體，不適用于地面的物體 B．只適用于球形物體，不適用于其他形狀的物體 C ．只適用于質(zhì)點(diǎn)，不適用于實(shí)際物體 D．適用于自然界中任何兩個(gè)物體之間 答案：D 例2.離地面某一高度h處的重力加速度是地球表面重力加速度的二分之一，則高度h是地球半徑的多少倍？ 解析：地球表面上物體所受重力約等于地球?qū)ξ矬w的引力，則有: 離地面高度為h處: 由題意知解得 即h 是地球半徑的倍 四、卡文迪許實(shí)驗(yàn) 視頻介紹該試驗(yàn) 測(cè)定引力常量的重要意義 1.證明了萬有引力存在的普遍性. 2.萬有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值，可測(cè)定遠(yuǎn)離地球的天體的質(zhì)量、密度等. 3.扭秤實(shí)驗(yàn)巧妙地利用等效法合理地將微小量進(jìn)行放大，開創(chuàng)了測(cè)量弱力的新時(shí)代. 課堂檢測(cè)內(nèi)容 當(dāng)堂訓(xùn)練 1.對(duì)于萬有引力定律的表述式，下列說法中正確的是( ) A.公式中G為引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，而不是人為規(guī)定的 B.當(dāng)r趨近于零時(shí)，萬有引力趨于無窮大 C.m1與m2受到的引力大小總是相等的，方向相反，是一對(duì)平衡力 D. m1與m2受到的引力大小總足相等的，而與m1、 m2 是否相等無關(guān) 答案：AD 2.要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4，下列辦法可采用的是（ ） A.使兩個(gè)物體質(zhì)量各減小一半，距離不變 B. 使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來的1/4，距離不變 C. 使兩物體的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不變 D. 兩物體的距離和兩物體質(zhì)量都減小為原來的1/4 答案：ABC 3.下列說法正確的有 ( ) A . 太陽系中的八大行星有一個(gè)共同的軌道焦點(diǎn) B . 行星的運(yùn)動(dòng)方向總是沿著軌道的切線方向 C . 行星的運(yùn)動(dòng)方向總是與它和太陽的連線垂直 D . 日心說的說法是完全正確的 答案： A B