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物理教案:万有引力定律的发现与应用

作者:   发布时间: 2018-07-17 09:37 浏览: 242

万有引力定律出现后,才正式把研究天体的运动建立在力学理论的基础上,从而创立了天体力学。 万有引力定律简单来说就是质量越大的东西产生的引力越大,这个力与两个物体的质量均成正比,与两个物体间的距离平方成反比。万有引力与我们的生活息息相关,是物理学中的基础知识,下面来看看如何进行这一定律的教学吧。

一、教学目标

(一)知识与技能

1.通过学习牛顿发现万有引力定律的思路和过程,知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。

2.知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力,知道万有引力定律公式的适用范围。

3.通过计算人与人之间、人与地球之间的万有引力,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。

4.通过学习卡文迪许扭秤实验理解万有引力常量的意义,了解它的测定方法。

(二)过程和方法

1.查阅资料,了解“地心说”与“日心说”模型提出的历史背景。

2.了解“地心说”与“日心说”模型建立的依据,认识物理模型在物理学发展过程中的作用。

3.通过对“地心说”与“日心说”争论的评述,提高交流、合作能力。

4.以科学探究的方式,了解牛顿是怎样发现万有引力定律的。

(三)情感、态度和价值观

1.由人类对天体运动的探索过程,培养学生尊重客观事实,实事求是的科学态度。

2.让学生认识到科学的想象力是建立在对事物长期深入的思考基础之上,万有引力的提出,除科学的想象力外,更离不开对物体间作用力的长期深入的思考。

3.树立把物理事实作为证据的观念,形成根据证据、逻辑和既有知识进行科学解释的思维过程。

二、教学重难点

(一)重点

万有引力的概念和万有引力定律。

(二)难点

万有引力定律发现过程中用到的科学方法。

三、教学方法

提出问题引导学生讨论,适当点拨

四、教学过程

(一)导入

浩瀚宇宙,斗转星移,天体不停地运动和演化,自古以来就吸引着人们探究其中的奥秘。人造卫星、宇宙飞船的发射,为人类在更深层次上探索宇宙提供了锐利的工具。但你是否知道,人类对太空的探索所取得的成就根源于万有引力定律的发现呢?(多媒体演示)

(二)进行新课

1.天体究竟做怎样的运动?

通过学生的预习结合多媒体演示,使学生懂得人类对天体运动的认识,经历了“地心说”与“日心说”斗争的过程。(让学生懂得科学发展的艰巨性和曲折性)

2.开普勒行星运动规律

再进一步认识行星运动的规律:开普勒行星运动规律。

所有的行星围绕太阳运动的轨迹都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上;行星和太阳之间的连线,在相等的时间内扫过相同的面积;行星绕太阳公转周期的平方和轨道半长轴的立方成正比。

3.苹果落地的思考:万有引力定律的发现

第一环节:发现问题

设问:行星作圆周运动需要向心力,是什么力提供?(近似)

启发学生结合圆周运动的知识,讨论后得到:所有的行星都受到指向太阳的力的作用。

第二环节:大胆猜想

介绍历史上科学家的猜想,指出学生的猜想和伟大科学家的猜想相似。

请一个学生讲述牛顿、苹果和万有引力的故事。

引导学生从苹果受到引力,行星受到引力,推导得出任何两个物体之间都有引力。即万有引力:任何具有质量的物体间都存在相互吸引的作用力,这种力叫做万有引力。

设问:月球受到地球给它的引力,为何月球没有象苹果那样落下来呢?

第三环节:合理分析

分析三个问题:行星是沿椭圆轨道运动,解决曲线运动问题缺乏数学工具;如何计算由天体各部分对行星产生的力的总效果呢?即天体间互相干扰问题。

解决方法:牛顿发明微积分,采用理想模型——质点,合理简化。

探究过程:详细介绍牛顿发现万有引力定律的过程。

第四环节:概况总结

万有引力定律:宇宙间任何两个有质量的物体间都存在相互吸引力,其大小与两个物体的质量乘积成正比,与它们间距离的二次方成反比。

(三)课堂作业

1.下列说法正确的是:

A.万有引力定律是卡文迪许发现的

B.万有引力定律公式中的G是一个比例常数,是没有单位的

C.万有引力是宇宙万物间都存在的一种基本作用力

D.两物体引力大小与质量成正比,与两物体表面间的距离的平方成反比

2.苹果落向地球,而不是地球向上碰到苹果,对此论断的正确解释是:

A.由于地球比苹果质量大得多,地球对苹果的引力比苹果对地球的引力大得多造成的

B.由于地球对苹果有引力作用,而苹果对地球无引力作用造成的

C.由于苹果对地球的引力与地球对苹果的引力大小相等,但地球的质量远远大于苹果的质量,地球不能产生明显的加速度造成的

D.以上解释都不对

四、板书设计

万有引力定律

1.天体究竟做怎样的运动?

2.开普勒行星运动规律

所有的行星围绕太阳运动的轨迹都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上;行星和太阳之间的连线,在相等的时间内扫过相同的面积;行星绕太阳公转周期的平方和轨道半长轴的立方成正比。

3.万有引力定律

宇宙间任何两个有质量的物体间都存在相互吸引力,其大小与两个物体的质量乘积成正比,与它们间距离的二次方成反比。

QQ截图20180714114421.png

定律的适用条件:适用于质点间引力大小的计算,若是均匀球体,则r为两球体球心之间的直线距离。

万有引力定律的证明和推导过程是教学过程的一个难点,课后应分层次要求有能力同学通过自己的推导加以掌握,福建教师招考网整理了此篇教案,针对上述难点说课,可以作为教学参考。


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