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万有引力定律教案篇一
人教版普通高中课程标准试验教科书物理必修2第六章第4节《万有引力理论的成就》
1.教材分析
本节课是《万有引力定律》之后的一节,内容是万有引力在天文学上的应用。教材主要安排了“科学真是迷人”、“计算天体质量”和“发现未知天体”三个标题性内容。学生通过这一节课的学习,一方面对万有引力的应用有所熟悉,另一方面通过卡文迪许“称量地球的质量”和海王星的发现,促进学生对物理学史的学习,并借此对学生进行情感、态度、价值观的学习。
2.教学过程概述
本节课从宇宙中具有共同特点的几幅图片入手,对万有引力提供天体圆周运动的向心力进行了复习引入万有引力在天体运动中有什么应用呢?接下来,通过“假设你成为了一名宇航员,驾驶宇宙飞船……发现前方未知天体”,围绕“你有什么办法可以测出该天体的质量吗”全面展开教学。密度的计算以及海王星的发现自然过渡和涉及。在教材的处理上,既立足于教材,但不被教科书所限制,除了介绍教科书中重要的基本内容外,关注科技新进展和我国天文观测技术的发展,时代气息浓厚,反映课改精神,着力于培养学生的科学素养。
1.知识与技能
(2)通过“发现未知天体”,“成功预测彗星的回归”等内容的学习,了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
2.过程与方法
运用万有引力定律计算天体质量,体验运用万有引力解决问题的基本思路和方法。
3.情感、态度、价值观
(2)通过了解我国天文观测技术的发展,激发学习的兴趣,养成热爱科学的情感。
1.中心天体质量的计算;
2. “称量地球的质量”和海王星的发现,加强物理学史的教学。
(一)、图片欣赏复习引入
通过几张宇宙图片的欣赏,学生体验宇宙中螺旋的共同特点,万有引力提供向心力是天体都遵循的规律。那么,万有引力定律在天体运动中还有哪些具体的应用呢?让我们一起进入本章《万有引力理论的成就》的学习。
(二)、创设情境 解决中心问题
情境创设:假如你成为了一名宇航员,驾驶宇宙飞船航行在宇宙深处,突然,前方一美丽的天体出现在你的面前。你先关闭了宇宙的发动机,然后飞船刚好绕美丽天体做了完美的圆周运动,绕行一周后,飞船就平稳的降落在了星球上。
合作讨论:你有什么办法可以测得这一神秘天体的质量吗?
(学生通过小组探究,教师巡回指导,形成自己本组的意见,由小组选出的代表来向全班展示自己思考的结果。)
小组代表讲解展示:
思路一:测出宇宙飞船绕行一周的时间和轨道半径,根据万有引力提供向心力,
即:
从而得出星球(中心天体)的质量
思路二:根据宇航员降落在星球表面上后,重力近似等于万有引力,
即: 得出
在思路二完成之后,紧接着问题:如何测得星球表面的重力加速度g呢?
(学生讨论回答,现场教师展示借助小球的自由落体运动,通过现代技术“传感器”现场完成重力加速度的测量。)
设计说明:
1、通过“学生成为宇航员驾驶宇宙飞船发现未知天体”的情境创设,围绕”如何测得星球的质量?”这一中心问题展开学生的讨论活动,在让学生觉得有趣味的同时,通过小组讨论、合作学习来促使学生创造性的思考、解决本节课的中心问题。
2.多媒体和现代测量方法——传感器让学生感受技术带来的便捷。
(三)、物理学史 展现人文魅力
启示:一旦测出了引力常量g,那么就可以利用公式 得到地球的质量了。
1798年,卡文迪许通过自己设计的扭秤实验,成功得到了引力常量的值。因此卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球的重量”,是不无道理的。
而正是这段故事,让一个外行人、著名文学家马克·吐温满怀激情的说:“科学真是迷人。根据零星的事实,增添一点猜想,竟能赢得那么多的收获!”
(四)、课堂延伸——如何得到这一天体的密度?
设计说明:在这一问题中,老师提示了球体的体积公式,然后就把时间交给学生了。学生进行了积极的演算,可得到的答案有两种,一种是带有半径的,而另一种则是把半径约分掉的 。“为什么半径可以约掉呢?”这一问题又再一次促进了学生的思考。而这也保证了课堂的开放性。
(五)、发现未知天体
视频:“海王星的发现”,——展现科学发现的足迹,注重学生进行科学态度和情感。
诺贝尔物理学奖获得者、物理学家冯劳厄说:“没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样,如此有力的树立起人们对年轻物理学的尊敬。从此以后,这门自然科学成了巨大的精神王国……”
(六)、课堂小结与反馈 简单回顾本节课的教学内容
第4节《万有引力理论的成就》
一、 图片欣赏,引入新课
二、 测中心天体的质量
三、 卡文迪许——人文魅力
四、 应用
1.测天体密度
2.发现未知天体
本节课在教学设计上创造性的使用教材,通过“学生成为宇航员驾驶宇宙飞船发现未知天体”的情境创设,让学生在极大的趣味中完成了本节中心内容的教学。学生的学习过程脉络清晰。物理学家的人文魅力学生也有一定的感知。
万有引力定律教案篇二
知识目标:
1、了解万有引力定律得出的思路和过程。
2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律。
3、知道任何物体间都存在着万有引力,且遵守相同的规律
能力目标:
1、培养学生研究问题时,抓住主要矛盾,简化问题,建立理想模型的处理问题的能力。
2、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
德育目标:
1、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程,说明科学研究的长期性,连续性及艰巨性,渗透科学发现的方法论教育。
2、培养学生的猜想、归纳、联想、直觉思维能力。
教学重点:
月——地检验的推倒过程
教学难点:
任何两个物体间都存在万有引力
(一)引入:
(二)新课教学:
一.牛顿发现万有引力定律的过程
(引导学生阅读教材找出发现万有引力定律的思路)
假想——理论推导——实验检验
(1)牛顿对引力的思考
牛顿看到了苹果落地发现了万有引力,这只是一种传说。但是,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,就是靠劂的引力维持。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,其大小都与两者间距离的平方成反比。
(2)牛顿对定律的推导
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,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。
(3)。牛顿对定律的检验
以上结论是否正确,还需经过实验检验。牛顿根据观测结果,凭借理想实验巧...
万有引力定律教案篇三
知识目标
1、在开普勒第三定律的基础上,推导得到万有引力定律,使学生对此定律有初步理解;
2、使学生了解并掌握万有引力定律;
3、使学生能认识到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).
能力目标
1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题;
2、使学生能应用万有引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题。
情感目标
1、使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力,甚至付出了生命,最后牛顿总结了前人经验的基础上才发现的。让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考。
教学建议
万有引力定律的内容固然重要,让学生了解发现万有引力定律的过程更重要。建议教师在授课时,应提倡学生自学和查阅资料。教师应准备的资料应更广更全面。通过让学生阅读“万有引力定律的发现过程”,让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关。教师在授课时可以让学生自学,也可由教师提出问题让学生讨论,也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论。
万有引力定律的--方案
教学目的:
1、了解万有引力定律得出的思路和过程;
2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律;
3、掌握万有引力定律,能解决简单的万有引力问题;
教学难点:万有引力定律的应用
教学重点:万有引力定律
教具:
展示第谷、哥白尼,伽利略、开普勒和牛顿等人图片。
教学过程
(一)新课教学(20分钟)
1、引言
展示第谷、哥白尼,伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史:
十七世纪中叶以前的漫长时间中,许多天文学家和物理学家(如第谷、哥白尼,伽利略和开普勒等人),通过了长期的观察、研究,已为人类揭示了行星的运动规律。但是,长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么。却缺乏了解,更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究。
伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上,进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中,研究、确立了《万有引力定律》.从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因,为天体动力学的发展奠定了基础。那么:
(1)牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢?
(2)《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的?
以上两个问题就是这节课要研究的重点。
2、通过举例分析,引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法。
苹果在地面上加速下落:(由于受重力的原因):
月亮绕地球作圆周运动:(由于受地球引力的原因);
行星绕太阳作圆周运动:(由于受太阳引力的原因),
(牛顿认为)
牛顿将上述各运动联系起来研究后提出:这些力是属于同种性质的力,应遵循同一规律;并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间。
3、引入课题。
板书:第二节、万有引力定律
(1)万有引力:宇宙间任何有质量的物体之间的相互作用。(板书)
(2)万有引力定律:宇宙间的一切物体都是相互吸引的。两个物体间的引力大小,跟他们之间质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。(板书)
式中: 为万有引力恒量 ; 为两物体的中心距离。引力是相互的(遵循牛顿第三定律).
(二)应用(例题及课堂练习)
学生中存在这样的问题:既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的,哪为什么物体没有被吸引到一起?(请学生带着这个疑问解题)
例题1、两物体质量都是1kg,两物体相距1m,则两物体间的万有引力是多少?
解:由万有引力定律得:
代入数据得:
通过计算这个力太小,在许多问题的计算中可忽略
例题2.已知地球质量大约是 ,地球半径为 km,地球表面的重力加速度 .
求:
(1)地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力?
(2)地球表面一质量为10kg物体受到的重力?
(3)比较万有引力和重力?
解:(1)由万有引力定律得:
代入数据得:
(2)
(3)比较结果万有引力比重力大。原因是在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力。
(三)课堂练习:
教师请学生作课本中的练习,教师引导学生审题,并提示使用万有引力定律公式解题时,应注意因单位制不同, 值也不同,强调用国际单位制解题。请学生同时到前面,在黑板上分别作1、2、3题。其它学生在座位上逐题解答。此时教师巡回指导学生练习随时注意黑板上演算的情况。
(四)小结:
1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间).天体间万有引力很大,为什么?留学生去想(它是支配天体运动的原因).地面物体间,微观粒子间:万有引力很小,为什么?它不足以影响物体的运动,故常常可忽略不计。
2、应用万有引力定律公式解题, 值选 ,式中所涉其它各量必须取国际单位制。
(五)布置作业(3分钟):教师可根据学生的情况布置作业。
组织学生编写相关小论文,通过对资料的收集,了解万有引力定律的发现过程,了解科学家们对知识的探究精神,下面就是相关的题目。
1、万有引力定律发现的历史过程。
2、第谷在发现万有引力定律上的贡献。
万有引力定律教案篇四
培养学生审题能力和分析和解决一些实际问题的能力,训练了学生的.观察能力和动态分析能力。
为了达到这一节课的教学目的。
将本课题的教学转变成为师生共同参与的启发式问题探究课,在教学中以问题为线索将课堂教学组织起来,通过积极创设问题情境以及阶段性小结,帮助学生逐步形成应用万有引力定律解决实际问题的基本思路和方法,在教学过程中力求使训练与思维有机结合,层层递进,使学生始终处于积极参与探究的状态之中,充分展现物理课教学的特点和魅力。
要注意的是,要培养学生的审题能力和独立解题能力,就必须在讲解每个问题时留给学生一定思考、分析、讨论的时间,让学生自己归纳特点,教师不应该替学生读题,更不能代替学生思考。
万有引力定律教案篇五
万有引力定律
概念课(物理按教学内容课型分为:规律课、概念课、实验课、习题课、复习课)
1课时
(一)知识与技能
1.理解万有引力定律的含义并会用万有引力定律公式解决简单的引力计算问题。
2.知道万有引力定律公式的适用范围。
(二)过程与方法:在万有引力定律建立过程的学习中,学习发现问题、提出问题、猜想假设与推理论证等方法。
(三)情感态度价值观
1.培养学生研究问题时,抓住主要矛盾,简化问题,建立理想模型的处理问题的能力。
2.通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程,说明科学研究的长期性,连续性及艰巨性,提高学生科学价值观。
重点:万有引力定律的内容及表达公式。
难点:
1.对万有引力定律的理解;
2.学生能把地面上的物体所受重力与其他星球与地球之间存在的引力是同性质的力联系起来。
合作探究、启发式学习等
多媒体、课本等
(一)导入
引发学生思考:很可能有,只是因为我们身边的物体质量比天体的质量小得多,我们不易觉察罢了,于是我们可以把这一规律推广到自然界中任意两个物体间,即具有划时代意义的万有引力定律.然后在学生的兴趣中进行假设论证。
(二)进入新课
学生自主阅读教材第40页万有引力定律部分,思考以下问题:
1.什么是万有引力?并举出实例。
教师引导总结:万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量的物体之间的相互吸引力。日对地、地对月、地对地面上物体的引力都是其实例。
2.万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律?其数学表达式如何?并注明每个符号的单位和物理意义。
3.万有引力定律的适用条件是什么?
教师引导总结:只适用于两个质点间的引力,当物体之间的距离远大于物体本身时,物体可看成质点;当两物体是质量分布均匀的球体时,它们间的引力也可直接用公式计算,但式中的r是指两球心间的距离。
4.你认为万有引力定律的发现有何深远意义?
教师引导总结:万有引力定律的发现有着重要的`物理意义:它对物理学、天文学的发展具有深远的影响;它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来;对科学文化发展起到了积极的推动作用,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,人们有能力理解天地间的各种事物。
(三)深化理解
在完成上述问题后,小组讨论,学生在教师的引导下进一步深化对万有引力定律的理解,即:
1.普遍性:万有引力存在于任何两个物体之间,只不过一般物体的质量与星球相比太小了,他们之间的万有引力也非常小,完全可以忽略不计。
2.相互性:两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力。
3.特殊性:两个物体间的万有引力和物体所在的空间及其他物体存在无关。
4.适用性:只适用于两个质点间的引力,当物体之间的距离远大于物体本身时,物体可看成质点;当两物体是质量分布均匀的球体时,它们间的引力也可直接用公式计算,但式中的r是指两球心间的距离。
(四)活动探究
请两名学生上讲台做个游戏:两人靠拢后离开三次以上。创设情境,加深学生对本节知识点的印象和运用,请一位同学上台展示计算结果,师生互评。
1.请估算这两位同学,相距1m远时它们间的万有引力多大?(可设他们的质量为50kg)
解:由万有引力定律得:代入数据得:f1=1.7×10-7n
解:由万有引力定律得:代入数据得:f2=493n
解:g=mg=490n。
比较结果为万有引力比重力大,原因是因为在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力。
(五)课堂小结
小结:学生在教师引导下认真总结概括本节内容,完成多媒体呈现的知识网络框架图,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,进行生生互评。
(六)布置作业
作业:完成“问题与练习”