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物理教案-万有引力定律

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教学目标
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.

万有引力定律的教学设计方案

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.

探究活动

  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.




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