万有引力定律教案

万有引力定律教案 6.3万有引力定律教学目标 (一)知识与技能1.了解万有引力定律发现的思路和过程，知道万有引力定律的适用范围。 2.会用万有引力定律解决引力计算问题。 3.了解引力常量的测量及意义。 (二)过程与方法4.通过月地检验感觉逻辑推理的严谨。 5.感受牛顿在推导出万有引力定律过程中的魄力。 6.体会物理学中将微波形变放大的思想。 (三)情感态度与价值观7.让学生体验物理研究中猜想与求证的魅力，激发学生研究物理的兴趣。 8.能够踏着牛顿的足迹了解月地检验，感受牛顿在推导出万有引力定律过程中的魄力。 教学重点1.万有引力推导的过程。 2.万有引力公式的体会及应用。 3.引力常量的有关知识。 教学难点1.万有引力推导的过程。 2.月地检验【重点难点突破】通过具体事例、例题、习题、多媒体手段加强了重点教学；通过及时复习，突破了难点教学；而且通过探究性活动，使学生对重难点知识的同化过程.在时间和空间上得以延续。 教学过程【情境导入】师有人说有三个苹果改变了世界，一个诱惑了夏娃，一个成就了乔布斯，还有一个，敲醒了牛顿，使他发现了万有引力定律。 今天，就让我们以现有的知识基础处身于历史的背-1-景下，踏着牛顿的足迹，经历一次发现万有引力定律的过程吧！牛顿在前人的基础上利用牛顿运动定律得出了行星绕太阳做圆周运动的向心力是由太阳与行星间的引力提供的，引力大小为，与两星体质量的乘积成正比，与两星体距离的平方成反比。 师牛顿接着又思考月球绕地球做圆周运动的向心力是不是与太阳和行星之间的引力是同一性质的力，遵循同一规律呢？师正当牛顿在思考这个问题时，树上苹果偶然落地引起了他的遐想。 苹果之所以会落回地面是因为地球对苹果的吸引力，即使把苹果放到最高的建筑物或最高的山顶上，苹果的重力也不会明显地减弱，说明地球对苹果的吸引力必定延伸到远得多的地方。 它会不会作用到月球上？于是牛顿作了一个大胆的猜想，拉住月球使它围绕地球运动的力，与拉着苹果下落的力，以及太阳对行星的力可能是同一种性质的力，它们可能遵循相同的规律。 【月地检验】师怎样才能知道猜想是否正确？怎样检验？如果你是牛顿，你如何利用这些已知量对你的猜想进行验证呢？师同学们阅读教材“月地检验”部分的内容，分组讨论并回答月-地检验的目的是什么？思路是什么？通过哪个物理量来验证的呢？请学生代表展示自己的推导过程。 1、理论推导F?G地球对苹果的引力M地m果2R地M地F2a?G?g?9.8m/s苹果下落的加速度2m果R地地球对月球的引力F?G月球绕地球公转的加速度M地m月r地月2?GM地m月(60R地) 22、实际测量4?2a?2r?2.7?10?3m/s2，月球绕地球牛顿时代已经能够精确测定如下数据地面附近的重力加速度g=9.8T运动的周期为27.3天，地球半径为R=6.410m，月球与地球的距离为60倍地球半径，用公-2-64?2?32式可得a?2r?2.7?10m/s T点评引导学生定量计算，用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，增强学生的理性认识。 实验结论实验表明，地面物体所受地球的引力，月球所受地球的引力，以及太阳与行星间的引力，真的遵循相同的规律。 【万有引力】师太阳与行星，月球与地球，地球与苹果之间，这些物体的物理特性有什么相同之处呢？是不是任何两个有质量的物体之间都有这样的力呢？师在月地检验后，牛顿作了更大胆的设想是否任意两个物体之间都存在这样的引力？很可能是一般物体的质量比天体质量小得多，它们之间的引力我们不易觉察罢了。 于是牛顿将结论大胆推广到宇宙中的一切物体自然界中任何两个物体之间都相互吸引，引力大小与物体的质量m1和m2乘积成正比，与r成反比，即2师尽管这个推广十分自然的，但仍要接受事实的直接或间接的检验。 本章后面的讨论表明，由此得出的结论与事实相符，于是它成为科学史上最伟大的定律之一万有引力定律。 它于1687年发表在牛顿的传世之作自然哲学的数学原理中。 师万有引力定律明确地向人们宣告，天上和地上的物体都遵循着完全相同的科学法则。 它对物理学、天文学的发展具有深远的影响；解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心。 万有引力定律的理解 1、普遍性任何两个物体之间都存在引力（大到天体小到微观粒子），万有引力是自然界中物体间的基本相互作用之一； 2、相互性万有引力也是力的一种，力的作用是相互的，具有相互性，符合牛顿第三定律； 3、宏观性通常情况下万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义。 适用范围 1、此公式适用于可视为质点的两物体间的引力的计算。 （1）如果两物体间的距离远远大于物体本身大小，则两物体看作质点； (2)对于均匀球体，可视为质量集中于球心。 2、对于不能视为质点的物体，可以将物体无限分割成无数个点。 -3-例 1、由公式可知，当两物体距离趋向于0时,两物体之间的引力趋于无穷大。 这种观点对吗？解析当两物体间距离趋于0时，物体不能看成质点，公式已不适用。 【引力常量】师牛顿得出了万有引力定律，但他却无法用这个公式来计算天体间的引力，因为他不知道引力常量G的值。 直到一百多年后英国物理学家卡文迪许通过实验比较准确地测出了G的值。 单位N?m2/kg2牢记通常取G=卡文迪许测出G值的意义 1、证明了万有引力的存在。