万有引力定律2教学设计.docVIP

第六章 万有引力与航天 6.3 万有引力定律 (2课时） 主备教师：徐荣声 内容及其解析 本节课的内容是对上一节教学内容的进一步外推，是下一节内容学习的基础；是猜想、假设与验证相结合的教学内容；是一种演绎思维与归纳思维相结合的推理知识建构结构，教科书的立意还在于物理理论必须接受实践的检验。本节内容包括：万有引力的猜想、万有引力的检验：月-地检验、万有引力定律的得出、万有引力定律的检验。其核心为万有引力定律的得出，理解它关键就是要体现牛顿的科学智慧，感受牛顿在推导出万有引力定律过程中的魄力：从研究太阳与行星之间的引力，想到普遍意义上的万有引力定律。教学的重点是理解并掌握万有引力定律，解决重点的关键是多练习、多做题。 二、目标及其解析 1、目标定位 （1）了解万有引力定律发现的思路和过程。 （2）理解万有引力定律，并能进行一些简单的计算。 （3）了解万有引力定律发现的意义。 2、目标解析 （1）了解万有引力定律发现的思路和过程，就是要知道“天上”的力与“人间”的力出于同一本源。 ( 2）知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力，清楚万有引力定律的适用范围。会用万有引力定律解决如太阳-行星模型、地-月模型等的简单计算，要知道万有引力定律公式中的r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。 (3) 体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性，了解万有引力定律对物理学、天文学的发展具有深远的影响，从而体会大自然的奥秘。 问题诊断分析 在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是：对定理与定律的区别分析理解不清楚。不理解推理知识结构的过程，产生这一困难原因是猜想、假设与验证相结合的能力差。要解决这一困难，就要培养学生研究问题时，能抓住主要矛盾，简化问题，建立理想模型的处理问题的能力。其中关键是训练学生透过现象（行星的运动）看本质（受万有引力的作用）的判断、推理能力。 四、教学支持条件分析 本节课的教学中准备使用课件 。因为使用课件，有利于学生从视觉上了解、感受陌生的天体。 五、教学过程设计 问题1：”天上”和“人间”的力是否遵从相同的规律？ 设计意图：激发学生的学习兴趣，引发学生积极思考。 小问题：为什么行星不能飞离太阳，月亮不能飞离地球，苹果成熟总会掉回地面？ 牛顿对引力的思考，对定律的推导 他对天体和地球的引力确实作过深入的思考。牛顿经过长期观察研究，产生如下的假想：太阳、行星以及离我们很远的恒星，不管彼此相距多远，都是互相吸引着，其引力随距离的增大而减小，地球和其他行星绕太阳转，就是靠引力维持。同样，地球不仅吸引地面上和表面附近的物体，而且也可以吸引很远的物体（如月亮），其引力也是随距离的增大而减弱。牛顿进一步猜想，宇宙间任何物体间都存在吸引力，这些力具有相同的本质，遵循同样的力学规律。 首先，要证明太阳的引力与距离平方成反比，牛顿凭着他对于数学和物理学证明的惊人创造才能，大胆地将自己从地面上物体运动中总结出来的运动定律，应用到天体的运动上，结合开普勒行星运动定律，从理论上推导出太阳对行星的引力F与距离r的平方成反比，还证明引力跟太阳质量M和行星质量m的乘积成正比，即 ∝ 牛顿再研究了卫星的运动，结论是： 它们间的引力也是与行星和卫星质量的乘积成正比，与两者距离的平方成反比。，其大小都与两者间距离的平方成反比。 （二）、月---地检验： 牛顿设想，某物体在地球表面时，其重力加速度为g，若将它放到月球轨道上，让它绕地球运动时，其向心加速度为a。如果物体在地球上受到的重力F1，和在月球轨道上运行时受到的作用力F2，都是来自地球的吸引力，其大小与距离的平方成反比，那么，a和g之间应有如下关系： 万有引力定律 1、内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。 2、公式： 3、各物理量的含义及单位： F：为两个物体间的引力，单位：N. m1、m2：分别表示两个物体的质量 ，单位：kg r：为它们间的距离，单位：m G：为万有引力常量：G=6.67×10-11 N·m2/kg2，单位：N·m2/kg2. 4、万有引力定律的理解 ①万有引力F是因为相互作用的物体有质量而产生的引力，与初中学习的电荷间的引力、磁极间的引力不同。 强调说明： A.万有引力的普遍性．万有引力不仅存在于星球间，任何客观存在的有质量的物体间都存在这种相互吸引的力． B.万有引力的相互性．两个物体相互作用的引力是一对相互作用的作用力与反作用力，它们大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上． C.万有引力的宏观性．在通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间，它的存