萬有引力定律

萬有引力定律

教學目標
知識目標
　　1、在開普勒第三定律的基礎上，推導得到萬有引力定律，使學生對此定律有初步理解；
　　2、使學生了解并掌握萬有引力定律；
　　3、使學生能認識到萬有引力定律的普遍性（它存在宇宙中任何有質量的物體之間，不管它們之間是否還有其它作用力）．

能力目標
　　1、使學生能應用萬有引力定律解決實際問題；
　　2、使學生能應用萬有引力定律和圓周運動知識解決行星繞恒星和衛星繞行星運動的天體問題．

情感目標
　　1、使學生在學習萬有引力定律的過程中感受到萬有引力定律的發現是經歷了幾代科學家的不斷努力，甚至付出了生命，最后牛頓總結了前人經驗的基礎上才發現的．讓學生在應用萬有引力定律的過程中應多觀察、多思考．

 

教學建議

　　萬有引力定律的內容固然重要，讓學生了解發現萬有引力定律的過程更重要．建議教師在授課時，應提倡學生自學和查閱資料．教師應準備的資料應更廣更全面．通過讓學生閱讀“萬有引力定律的發現過程”，讓學生根據牛頓提出的幾個結果自己去猜測萬有引力與那些量有關．教師在授課時可以讓學生自學，也可由教師提出問題讓學生討論，也可由教師展示出開普勒三定律和牛頓的一些故事引導學生討論．

 

萬有引力定律的教學設計方案

教學目的：

　　1、了解萬有引力定律得出的思路和過程；

　　2、理解萬有引力定律的含義并會推導萬有引力定律；

　　3、掌握萬有引力定律，能解決簡單的萬有引力問題；

教學難點：萬有引力定律的應用

教學重點：萬有引力定律

教具：

　　展示第谷、哥白尼，伽利略、開普勒和牛頓等人圖片．

教學過程

（一）新課教學(20分鐘)

1、引言

　　展示第谷、哥白尼，伽利略、開普勒和牛頓等人照片并講述物理學史：

　　十七世紀中葉以前的漫長時間中，許多天文學家和物理學家(如第谷、哥白尼，伽利略和開普勒等人)，通過了長期的觀察、研究，已為人類揭示了行星的運動規律．但是，長期以來人們對于支配行星按照一定規律運動的原因是什么．卻缺乏了解，更沒有人敢于把天體運動與地面上物體的運動聯系起來加以研究．

　　偉大的物理學家牛頓在哥白尼、伽利略和開普勒等人研究成果的基礎上，進一步將地面上的動力學規律推廣到天體運動中，研究、確立了《萬有引力定律》．從而使人們認識了支配行星按一定規律運動的原因，為天體動力學的發展奠定了基礎．那么：

　　(1)牛頓是怎樣研究、確立《萬有引力定律》的呢？

　　(2)《萬有引力定律》是如何反映物體間相互作用規律的？

　　以上兩個問題就是這節課要研究的重點．

　　2、通過舉例分析，引導學生粗略領會牛頓研究、確立《萬有引力定律》的科學推理的思維方法．

　　蘋果在地面上加速下落：(由于受重力的原因)：

　　月亮繞地球作圓周運動：(由于受地球引力的原因)；

　　行星繞太陽作圓周運動：(由于受太陽引力的原因)，

(牛頓認為)

　　牛頓將上述各運動聯系起來研究后提出：這些力是屬于同種性質的力，應遵循同一規律；并進一步指出這種力應存在于宇宙中任何具有質量的物體之間．

3、引入課題．

板書：第二節、萬有引力定律

　　(1)萬有引力：宇宙間任何有質量的物體之間的相互作用．(板書)

　　(2)萬有引力定律：宇宙間的一切物體都是相互吸引的．兩個物體間的引力大小，跟他們之間質量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比．(板書)

　　式中： 為萬有引力恒量 ； 為兩物體的中心距離．引力是相互的(遵循牛頓第三定律)．

（二）應用（例題及課堂練習）

　　學生中存在這樣的問題：既然宇宙間的一切物體都是相互吸引的，哪為什么物體沒有被吸引到一起？（請學生帶著這個疑問解題）

　　例題1、兩物體質量都是1kg，兩物體相距1m，則兩物體間的萬有引力是多少？

　　解：由萬有引力定律得：

　　代入數據得：

　　通過計算這個力太小，在許多問題的計算中可忽略

　　例題2.已知地球質量大約是 ，地球半徑為 km，地球表面的重力加速度 ．

　　求：

　�。�1）地球表面一質量為10kg物體受到的萬有引力？

　�。�2）地球表面一質量為10kg物體受到的重力？

　�。�3）比較萬有引力和重力？

　　解：（1）由萬有引力定律得：

　　代入數據得：

　�。�2）

　�。�3）比較結果萬有引力比重力大．原因是在地球表面上的物體所受萬有引力可分解為重力和自轉所需的向心力．

（三）課堂練習：

　　教師請學生作課本中的練習，教師引導學生審題，并提示使用萬有引力定律公式解題時，應注意因單位制不同， 值也不同，強調用國際單位制解題．請學生同時到前面，在黑板上分別作1、2、3題．其它學生在座位上逐題解答．此時教師巡回指導學生練習隨時注意黑板上演算的情況．

（四）小結：

　　1、萬有引力存在于宇宙中任何物體之間(天體間、地面物體間、微觀粒子間)．天體間萬有引力很大，為什么？留學生去想（它是支配天體運動的原因）．地面物體間，微觀粒子間：萬有引力很小，為什么？它不足以影響物體的運動，故常�？珊雎圆挥嫞�

　　2、應用萬有引力定律公式解題， 值選 ，式中所涉其它各量必須取國際單位制．

（五）布置作業(3分鐘)：教師可根據學生的情況布置作業．

 

 

探究活動

　　組織學生編寫相關小論文，通過對資料的收集，了解萬有引力定律的發現過程，了解科學家們對知識的探究精神，下面就是相關的題目．
　　1、萬有引力定律發現的歷史過程．
　　2、第谷在發現萬有引力定律上的貢獻．