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万有引力定律及引力常量的测定教案一、教学目标1. 让学生理解万有引力定律的内容及适用范围。
2. 让学生掌握引力常量的测定方法。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 万有引力定律的发现历程2. 万有引力定律的数学表达式3. 万有引力定律的适用范围4. 引力常量的测定方法5. 引力常量的数值及意义三、教学重点与难点1. 万有引力定律的数学表达式及适用范围2. 引力常量的测定方法及数值意义四、教学方法1. 采用讲授法讲解万有引力定律的发现历程、数学表达式及适用范围。
2. 采用实验法引导学生测定引力常量。
3. 采用案例分析法分析引力常量在实际中的应用。
五、教学准备1. 教案、教材、多媒体设备2. 实验器材：弹簧测力计、钩码、细绳、桌子等教案内容：一、导入（5分钟）1. 通过提问方式引导学生回顾牛顿的贡献。
2. 引出本节课的主题——万有引力定律。
二、万有引力定律的发现历程（10分钟）1. 讲解牛顿发现万有引力定律的过程。
2. 介绍万有引力定律的数学表达式F=G(m1m2)/r^2。
三、万有引力定律的适用范围（10分钟）1. 讲解万有引力定律适用的对象：质点、均匀球体、均匀球壳。
2. 讲解万有引力定律不适用的对象：非质点、非均匀物体。
四、引力常量的测定方法（15分钟）1. 讲解引力常量的测定方法：扭秤实验、重力加速度实验。
2. 引导学生思考如何设计实验测定引力常量。
五、引力常量的数值及意义（10分钟）1. 讲解引力常量的数值：G=6.67×10^-11 N·m^2/kg^2。
2. 讲解引力常量的意义：在宇宙尺度上描述天体运动的规律。
六、课堂小结（5分钟）1. 回顾本节课所学内容，强调万有引力定律的数学表达式及适用范围。
2. 强调引力常量的测定方法及数值意义。
七、作业布置（5分钟）1. 请学生总结万有引力定律的发现历程。
2. 请学生设计实验测定引力常量。
八、课后反思（教师）1. 总结本节课的教学效果，调整教学方法。
物理引力常量物理教案：引力常量的测定教学目标知识目标：1、使学生掌握万有引力定律并应用万有引力定律解决简单问题．2、使学生能应用万有引力定律解决天体问题及卫星问题．3、了解我国航天事业的发展情况并用所学知识解释（我国近几年在航天事业上有了长足的进步，如：长征一号、长征二号、风云一号、风云二号、神州一号、二号、三号等）．能力目标通过图片或自制教具展示卡文迪许扭秤的设计方法，渗透科学发现与科学实验的方法论教育．情感目标通过了解卡文迪许扭秤的设计过程，使学生了解卡文迪许这位伟大的科学家是攻克难关、战胜困难的．教学设计方案一、教学过程设计：本节是关于万有引力定律的应用，主要通过例题的讲解加深学生对该部分知识的理解以及运用。
二、教学过程：（一）讲解例题例题1：已知地球的半径为，地球的自转角速度为，地球表面的重力加速度为。
在赤道上空有一颗相对地球静止的同步通讯卫星离地面的高度是多少？解：关于同步卫星的知识请学生回答：1、同步卫星的周期是24h；2、同步卫星的角速度与地球的自转角速度相等；3、同步卫星必须在赤道上空；（追问学生为什么？）由万有引力定律得：解得：在解决此题时应让学生充分讨论和充分理解，让学生建立一个清晰的卫星绕地球的轨道。
例题2：已知地球的质量为，地球的半径为，地球表面的重力加速度为。
求万有引力恒量是多少？解：由万有引力定律得：解得：学生在解决此题后，教师提出问题：1、万有引力恒量是谁首先测量的？学生回答后，教师可以补充说明：卡文迪许是最富有的学者，最有学问的富翁，并对卡文迪许加以较详细的介绍。
亨利·卡文迪许是英国杰出的物理学家和化学家，他的一生为科学的发展作出了重要的贡献。
也许这位科学家在生活中不是一个出色者，但在科学研究中不愧为一颗闪亮的明星。
1731年10月10日，卡文迪许生于法国尼斯的一个贵族家庭。
他的父亲是英国公爵的后裔，因为他的母亲喜欢法国的气候，才搬到法国居住。
当卡文迪许两岁的时候，他的母亲就去世了。
万有引力定律及引力常量的测定教案一、教学目标1. 让学生了解万有引力定律的发现过程，理解万有引力定律的内涵。
2. 让学生掌握引力常量的测定方法，以及其对物理学发展的意义。
3. 培养学生的实验操作能力，提高学生的科学素养。
二、教学内容1. 万有引力定律的发现1.1 牛顿与万有引力定律1.2 万有引力定律的数学表达2. 引力常量的测定2.1 卡文迪许与引力常量的测定2.2 引力常量的数值及意义3. 万有引力定律的应用3.1 地球的质量与半径的测定3.2 天体运动的研究三、教学重点与难点1. 教学重点：1.1 万有引力定律的发现过程1.2 引力常量的测定方法及意义2. 教学难点：2.1 万有引力定律的数学推导2.2 引力常量的测定原理四、教学方法1. 采用多媒体课件辅助教学，生动展示万有引力定律的发现过程。
2. 利用实验教学，让学生亲自动手操作，提高实验技能。
3. 开展小组讨论，引导学生思考万有引力定律在实际应用中的重要性。
五、教学安排1. 第一课时：介绍牛顿与万有引力定律，引导学生理解万有引力定律的内涵。
2. 第二课时：讲解引力常量的测定方法，让学生掌握引力常量的测定原理。
3. 第三课时：进行实验教学，让学生亲自动手操作，测定引力常量。
4. 第四课时：分析实验结果，讨论引力常量的意义及万有引力定律的应用。
5. 第五课时：进行课堂小结，布置课后作业，巩固所学知识。
六、实验设计与数据分析1. 实验目的：测定两个物体之间的引力常量。
验证万有引力定律。
2. 实验原理：使用扭秤实验装置，通过测量扭转角度与施加力矩的关系来计算引力常量。
应用牛顿第二定律和向心力公式，将实验数据转换为引力常量的数值。
3. 实验步骤：设置扭秤实验装置，确保两个物体之间的距离可调。
逐渐调整距离，记录不同距离下的扭转角度。
根据牛顿第二定律和向心力公式，计算每个距离下的引力常量。
重复实验多次，以获得更准确的数据。
4. 数据处理：绘制扭转角度与距离的图表。
高中物理《万有引力定律》课件人教版一、教学内容本节课选自人教版高中物理必修2第四章《万有引力与航天》的4.1节，详细内容包括万有引力定律的发现、万有引力定律的表达式、万有引力常量的测定以及万有引力定律的应用。
二、教学目标1. 让学生了解万有引力定律的发现过程，理解万有引力定律的基本原理。
2. 使学生掌握万有引力定律的表达式，能够运用该定律解决实际问题。
3. 培养学生的实验探究能力，通过万有引力常量的测定，提高学生的实验操作技能。
三、教学难点与重点教学难点：万有引力定律的表达式推导，万有引力常量的测定。
教学重点：万有引力定律的基本原理，运用万有引力定律解决实际问题。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、演示实验器材（如地球仪、月球仪、弹簧测力计等）。
学具：学生分组实验器材（如弹簧测力计、小球、测量尺等）。
五、教学过程1. 引入：通过展示宇航员在月球上的照片，引发学生对万有引力的兴趣，提出问题：“地球与月球之间是否存在一种力，使得月球围绕地球旋转？”2. 讲解：介绍牛顿发现万有引力定律的过程，引导学生学习万有引力定律的基本原理。
3. 探究：指导学生分组进行实验，测定万有引力常量，让学生亲身体验科学探究的过程。
4. 例题讲解：讲解万有引力定律的应用，如计算地球与月球之间的引力、卫星的轨道速度等。
5. 随堂练习：布置相关习题，让学生巩固所学知识，并及时给予反馈。
六、板书设计1. 万有引力定律的发现过程2. 万有引力定律表达式：F = G (m1 m2) / r^23. 万有引力常量的测定方法4. 万有引力定律的应用实例七、作业设计1. 作业题目：计算地球与月球之间的引力，已知地球质量为5.97 × 10^24 kg，月球质量为7.35 × 10^22 kg，地月距离为3.84 × 10^8 m。
答案：F = G (m1 m2) / r^2 = 6.67 × 10^11 (5.97 ×10^24 7.35 × 10^22) / (3.84 × 10^8)^2 ≈ 1.98 × 10^20 N2. 作业题目：已知卫星的质量为m，地球质量为M，卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，求卫星的轨道速度。
引力常量的测定
教学目标：1、了解卡文迪许实验装置及其原理.
2、知道引力常量的物理意义及其数据值.
3、通过卡文迪许测定微小量的思想方法，培养学生开动脑筋，灵活运用所学知识解决实际问题的能力.
教学重点：卡文迪许扭秤测引力常量的原理.
教学难点：扭转力矩与引力矩平衡问题的理解.
教学方法：1、对卡文迪许实验的装置和原理采用直接讲授、介绍方法.
2、对金属丝的扭转角度，采用与微小形变实验的对照.
教学用具
教学步骤：
牛顿虽然发现了万有引力定律,却没能给出准确的引力常量,使万有引力定律只有其理论意义，而无更多的实际意义.
经过一百多年以后,英国的物理学家卡文迪许,
二、新课教学：
1、卡文迪许扭秤课件，介绍各部分的结构与名称.
①是一根金属丝 ②是光源
2、原理：T形架受到力矩作用而转动，使金属丝发生扭转，产生相反的扭转力矩，设金属丝的扭转力矩为M1，引力
矩为M2，即有M1=M2.
金属丝的扭转力矩根据M1与扭转角度θ有关，而扭转角度θ可通过从小镜M反射的光点在刻度尺上移动的距离求出.
此时M1即为已知.而M2=M1=F引·l
F
引
=lrmmG2 即可得：lmmrMG21
利用可控变量法多次进行测量，得出万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2.
3.
同学们由此可欣赏到物理大师们解决问题的奇妙手段和独特的创造性思维.这非常值得我们去学习、去探索。
4
(1)地球质量的测定：卡文迪许被人们誉为“能称出地球质量的人”，哪位同学们想一想并做一做，怎样就能称出地球
的质量。设地球的质量为M，地面上某物体的质量为m，重力加速度为g,地球半径为R，引力常量为G.
G
gR
MmgRMmGF22
(2) 两个1kg的物体相距1m所受的万有引力为6.67×10-11N，所以我们研究地面上宏观物体的运动情况，是不考虑万
有引力的，即是可以忽略不计的。
(3)一个人的质量为50kg，他在地面上受到的重力是多大？如果地球的半径R=6.4×106m,地球质量为6.0×1024kg，计
算一下人与地球之间的万有引力是多大？4.98×102N
显然G≈F.地球上的物体所受的重力约等于万有引力，重力是万有引力的一个分量。
三、小结：1.2.引力常量的意义.3.扭秤的设计思想,对我们的启迪.
四、作业：1.课本P107，52.
(1)离地面高度h处的重力加速度是地球表面重力加速度的一半，则高度h是地球半径的：
A.2倍 B.2倍 C.)12(倍 D.)12(倍（ D
(2)设想把物体放到地球的中心，则此物体此时与地球间的万有引力是多少？（零 ）
1.已知地球的质量是月球的81倍，地球的半径是月球的3.8倍，同一个人在地球表面受到的重力，是在月球表面受
到月球引力的 5.6 倍.
2.某一星球与地球半径之比为1∶2，质量之比为1∶10，假如某人在星球上和地球上跳高，则这个人在星球上和地球
上跳起的最大高度之比是 5∶2 .
3.若地球半径为6370km,地面的重力加速度为10m/s2,取一位有效数字，则引力常量和地球质量的乘积是3.4×1014
N·m2/kg.
4.一旦万有引力恒量G值为已知，决定地球质量的数量级就成为可能，若已知万有引力恒量G=6.67×10-11N·m2/kg2.
则可知地球质量的数量级是：（ D
A.1018 B.1020 C.1022 D.1024
5.如果有一星球的密度跟地球的密度相同，又已知它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，则该星球质量
与地球质量之比是：（Ｃ
A.21 B.2 C.8 D.81
6.两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它们只受太阳万有引力作用，那么这两
D ）
A.1∶1 B.m2r1/m1r2 C.m1r2/m2r1 D.r22/r12
7.一行星密度为地球的2倍，表面重力加速度也是9.8m/s2,该行星与地球的半径之比为（ B ）
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.2∶3
8.已知地球绕太阳公转的轨道半径为1.49×1011m，公转周期为3.16×107s
(1)地球绕太阳公转的速度;2.96×104m/s ）
(2)地球绕太阳公转的向心加速度;5.88×10-3m/s2）
(3)如果地球质量为5.89×1024kg,那么太阳对地球的万有引力应为多大（3.47×1022N ）
