《万有引力定律及引力常量的测定》教案5.doc

万有引力定律及引力常量的测定
一、教学目标
知识与技能：
1．了解万有引力定律得出的思路和过程，理解万有引力定律的含义，掌握万有引力定律的公式；
2．知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。
过程与方法：
1．翻阅资料详细了解牛顿的“月-地”检验。
2．根据前面所学内容推导万有引力定律的公式以加深记忆，理解其内容的含义。
情感态度与价值观：
1． 通过学习认识和借鉴科学的实验方法，充实自己的头脑，更好地去认识世界，提高科学的价值观。
2． 通过逻辑推理体验其乐趣，提高分析问题、解决问题的能力。
二、教学内容剖析
本节课的地位和作用：
万有引力定律是在上一节推导出的公式作一拓展得到的，在前节的基础上加深对公式的理解和应用，同时又为下几节内容作好铺垫。
本节课教学重点：
理解万有引力定律的含义及表达式。
本节课教学难点：
了解万有引力定律得出的思路和过程。
三、 教学思路与方法
教学思路：本节课是在猜想-检验-结论的顺序展开，在每一个过程都有大量的学史资料，要让学生在阅读中获取知识，注意培养学生深刻的洞察力、严谨的数学处理和逻辑思维。
教学方法：探究、阅读、讨论、练习
四、 教学准备
录像资料、多媒体课件
五、 课堂教学设计
教学环节
教学内容
师生互动
设计意图
备注
引入新课

由初中所学知识来认识重力势能

学生活动： 推导得=
教师：那么我们从这个式子中马上就可看到一些比例关系，那么为什么牛顿还要进行推导下去呢？
学生活动：学生进行思考。(这样研究问题比较复杂，因为有四个变量。不能体现这个行星运动的特点)
教师：分为两大组进行推导：将V＝2πr/T和代入上式得
学生活动：推导。
教师：那么从这个式子中还是有很多的变量，研究仍旧复杂，怎么办呢？(引导学生利用开普勒第三定律代入上式)
学生活动：推导得到：
师生总结：由上式可得出结论：太阳对行星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。即：F∝
教师：中比值k是一个与行星无关的恒量．只与太阳有关。那么究竟与太阳有什么关系呢？
教师：牛顿根据其第三定律：太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力，且大小相等。
提出大胆得设想：既然这个引力与行星的质量成正比，也应跟太阳的质量M成正比。(引导学生，或者采用让学生来解释的方法)即：F∝
写成等式就是F＝Ｇ
教师：行星绕太阳运动遵守这个规律，那么在其他地方是否适用这个规律呢？(假如说月球、卫星绕地球)
通过回顾旧知引起学生进一步求知欲

进行新课

学生活动：思考
教师：为了验证地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，遵守同样的规律，牛顿还做了著名的“月－地”检验(参见课本P105右侧)，结果证明他的想法是正确的。
如果我们已知月球绕地球的公转周期为27.3天.地球半径为6.37×106m.轨道半径为地球半径的60倍。
教师：同学们试计算一下月球绕地球的向心加速度是多大？(引导学生采用两种方法进行求解并分析结果)
学生活动：根据向心加速度公式：
因为F∝ 所以a∝1/r2同学们通过计算验证，
两者结果十分接近，说明遵循同一规律。
牛顿在研究了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。于是他把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。
(2)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
如果用m1和m2表示两个物体的质量，用r表示它们的距离，那么万有引力定律可以用下面的公式来表示
教师：既然自然界中任何两个物体之间都存在引力，为什么我们感觉不到旁边同学的引力？
学生活动：思考、纳闷
教师：下面我们粗略的来计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力。

教师：1.G为引力常量，在SI制中，G＝6.67×10－11N·m2/kg2.(这个引力常量的出现要比万有引力定律晚一百多年哪！是英国的物理学家卡文迪许测出来的)，我们下节课就要学习。那么这个力的大小到底是怎么样一个概念呢，其实他相当于提起一个质量比头发丝还小的物体所用的力，因此我们很难察觉。但它对于质量较大的物体来说，就不可忽视了。
教师：为什么说是粗略？让学生思考
学生活动：思考
教师：2．万有引力定律中的物体是指质点而言，不能随意应用于一般物体。
a.对于相距很远因而可以看作质点的物体，公式中的r 就是指两个质点间的距离；
b.对均匀的球体，可以看成是质量集中于球心上的质点，这是一种等效的简化处理方法。
教师：万有引力定律建立的重要意义
17世纪自然科学最伟大的成果之一，它把地面上的物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响，而且它第一次揭示 了自然界中的一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。
引导学生进行推导讨论

一、 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

说明：
1. G为引力常量，在SI制中，G＝6.67×10－11N·m2/kg2.
2. 2．万有引力定律中的物体是指质点而言，不能随意应用于一般物体。

小结：