万有引力定律教学设计4_物理_必修2_人教版.doc

［课　题］ 万有引力定律 [设计思想] 本节的主要内容是学生体会发现万有引力定律的思路，亲自推导并建立完整的万有引力定律。本节在本章中处于核心地位，是第一节内容的发展，是后几节的基础。 本节教材选用的是讨论法与讲授法结合的教学方法。 [教学目标] （一）知识与技能 （1）了解发现万有引力定律的思路和过程。 （2）理解万有引力定律的内容及数学表达式，在简单情景中能计算万有引力。 （3）知道牛顿发现万有引力定律的意义。 （4）认识万有引力定律的普遍性。（它存在宇宙中任何有质量的物体之间，不管它们之间是否还有其它作用力）。 （二）、过程与方法 （1）学生在推导定律时体会“把椭圆轨道近似为圆轨道”的方法，渗透科学发现的方法。 （2）通过运用万有引力定律进行一些简单估算，锻炼估算能力，并体会万有引力的“大”和“小”。 （三）、情感、态度与价值观 （1）增强新规律的确立必须经过理论推导和事实（或实验）验证这两方面工作的意识。 （2）了解科学发展的艰巨性和必然性，培养对科学家崇敬的情感，增强学科学、用科学的意识。 ［教学重点与难点］ 教学重点：万有引力定律的内容及数学表达式 教学难点：万有引力定律发现的思路 ［教学内容及变化］ 本节内容包括正文、练习与评价和发展空间三部分。正文部分又分为与引力有关现象的思考、万有引力定律和万有引力常量三部分。 原教材的相关内容分为两节，一节《万有引力定律》，一节《引力常量的测定》。新教材合并为一节，把《卡文迪许测定引力常量的实验》作为课外阅览。可能是考虑实际教学的情况，基本是局限于教师的挂图讲解，并没有真正去探究。但作为重要的内容，又有保留的价值。教学时，本部分内容应该指导学生自学，并提供相应帮助。 新教材在定律的推导上比旧教材更严谨、更完善，突出了牛顿第三定律在作用。 新旧教材在定律的表述上稍有不同。相比较，新教材把“自然界”去掉了。 关于“月地检验”，旧教材是以“旁批”的方式，新教材是以“发展空间——物理在线”的方式呈现。但都是要学生自己去查阅数据，通过计算证明。 [教学手段与方法] 讨论交流、理性探究、 ［教学资源与准备］ 图片：亚里士多德、开普勒、胡克、哈雷、牛顿的图片 动画：地球围绕太阳转、月亮围绕地球转。 ［教学流程图］ ［教学过程］ 教学进程 教师活动 学生活动 设计意图 媒体 课题引入： 教师出示：课本46页“讨论交流” 提出问题： （1）为什么苹果从树上落向地面而不飞向天空？ （2）为什么月亮不会落到地面，而是绕地球运动？苹果能变成“月球”吗？ 演示：细线拉小球在做圆周运动 提问： （1）如果细线突然断了，小球将如何运动？（2）月亮一直做圆周运动，什么力维持月亮做圆周运动？ （3）维持行星或者月亮运行的施力物体是谁？这个力的大小与什么因素有关？ 学生充分讨论（苹果变月球，本节课不要得出结论） 培养问题意识，引发思考 激发学习兴趣 细线和小球 牛顿的猜想 教师讲解： 这些问题其实也是牛顿从猜测开始思考的关于引力的问题。从牛顿的名著《自然哲学的数学原理》中可以看到他是这样思考的：在地面上很高的地方，重力并没有明显地减弱，那么把重力作用的高度逐渐延伸到月球轨道上，月球仍受重力的作用，可能就是这个重力使月亮保持围绕地球的轨道运动。牛顿的结论是：月亮围绕地球运动，受到的是地球对它的引力。而且这个力和下落的苹果受到的力是同种性质的力，都是地球对它们的引力，并进一步证明了行星围绕太阳运动的向心力也是太阳对行星的引力。 观看PPT 了解物理学家的科学思想 PPT 理性探究引力的大小 提问：开普勒第一、第三定律。向心力公式？ 教师引导学生： 一、探究引力的大小： 因为行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，所以太阳对行星的引力F是提供行星做圆周运动的向心力，即： 式中r是太阳和行星间的距离，v是行星运动的线速度，m是行星的质量。 式中的v用天文观测很难直接得到，但行星公转周期容易测量，它们之间的关系是：，代入上式可得到：． 由开普勒第三定律可知，是个常量，则得出结论：行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。 根据牛顿第三定律，行星与太阳间的吸引力是相互作用的，是大小相等、性质相同的力（一对反作用力）。 学生板演：其他学生独立推导。 利用数学知识解决物理问题的能力 介绍牛顿的思想 教师讲解：牛顿认为，这个引力与行星的质量成正比，也应和太阳的质量成正比。（牛顿认为应该如此，而不是牛顿第三定律的必然结果，所以这是个合理推论，其正确性需要验证）如果用表示太阳的质量，那么有：，写成等式有，G是一个常量，对任何行星都是相同的。当将此关系式运用到月球绕地球的运动，以及其他天体运动中，发现它们间的引力跟太阳与行星的引力