《万有引力定律的应用》教案(1)(1)

万有引力定律的应用教学设计一、引言万有引力定律是牛顿在17世纪提出的基本物理定律之一，它描述了物体之间的相互吸引力和斥力。

深入理解和应用万有引力定律可以帮助学生更好地理解宇宙万物的运动规律。

本文将探讨如何通过生动有趣的教学设计，帮助学生掌握和应用万有引力定律。

二、教学目标1. 了解万有引力定律的基本概念和公式。

2. 掌握计算物体间引力的方法。

3. 了解万有引力定律在日常生活中的应用。

4. 能够通过实例分析和解决与万有引力定律相关的问题。

三、教学内容与步骤1. 引入- 通过向学生提问和展示相关图片，引导学生思考物体间的吸引和斥力现象，激发学生对万有引力定律的兴趣。

- 提出一个问题：“为什么苹果会掉下来而不会飞上天？”引导学生思考引力和物体运动的关系。

2. 万有引力定律的介绍- 向学生简要介绍万有引力定律的历史背景和内涵。

- 通过展示数张示意图，说明物体间引力的作用和方向。

3. 万有引力定律的公式推导- 利用简单实验和示意图，引导学生自己思考万有引力定律的公式。

- 引导学生运用数学知识，通过公式推导和解释万有引力定律。

4. 计算物体间引力的方法- 向学生展示计算物体间引力的公式和步骤。

- 通过一些简单的数学计算题，帮助学生掌握计算引力的方法。

5. 万有引力定律的应用实例- 通过实例和生动的故事，向学生介绍万有引力定律在日常生活中的应用。

- 联系学生自身生活经验和观察现象，帮助他们理解和应用万有引力定律。

6. 练习与讨论- 组织学生进行小组讨论，让他们结合所学知识分析和解答与万有引力定律相关的问题。

- 提供一些实际问题供学生解答，引导他们思考如何应用万有引力定律解决问题。

7. 总结与拓展- 点评学生小组讨论的结果，总结学生的学习成果。

- 引导学生思考如何将万有引力定律与其他学科知识进行联系，进一步拓展应用领域。

四、教学评估与反馈1. 教师可以观察学生在课堂小组讨论中的表现，评估他们对万有引力定律的理解和应用能力。

万有引力定律重点与剖析一、开普勒行星运动三大定律：第一定律：太阳的所有行星分别在大小不同的椭圆轨迹上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的焦点上。

第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等。

第三定律：所有行星的椭圆轨迹的半长轴的三次方与公转周期的平方的比值都相等。

即32R k T=，k 是与太阳质量有关的恒量，与行星的质量无关。

二、万有引力定律自然界中任何两个物体都是相同吸引的，引力大小跟这两个物体的质量成正比，跟它们的距离平方成反比。

写成公式为：122m m F G r = 3-1 1、引力常量G 是普遍适用的常量 11226.6710/G N m kg -=⨯G 在数值上等于两个质量都是1kg 的物体相距1m 时的相互作用力大小。

2、3-1式只适用于质点间引力大小的计算。

当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时，物体可看成质点，直接使用3-1式计算。

3、当两物体是质量分布均匀的球体时，它们间的引力也可由3-1式直接计算，但式中的r 是两球心间的距离。

4、当研究物体不能看成质点时，可把物体假想分割成无数个质点，求出一个物体上每个质点与另一物体上每一个质点的万有引力然后求合力。

5、自然界中一般的物体间的万有引力很小（远小于地球与物体间的万有引力和物体间的其它作用力），因而可以忽略不计．但考虑天体运动和人造卫星运动的问题时必须计算万有引力，不仅因为这个力非常大，而且万有引力提供了天体和卫星做匀速圆周运动所需的向心力问题与探究问题1 请根据圆周运动的规律、开普勒行星运动三定律推导万有引力定律。

探究思路：先做合理的简化：行星运动的椭圆轨道简化成圆形轨道，并把天体看成质点。

注意运用类比和牛顿第三定律。

设行星的质量为m ，与太阳的距离为r ，运行的速度为v ，周期为T ，太阳对行星的引力F 提供行星做匀速圆周运动的向心力。

又∵2r v Tπ= ∴32224r m F T r π= 由开普勒第三定律：32r k T= 则引力F 与行星的质量成正比，与行星到太阳的距离成反比。

《万有引力定律应用》教案一、教学目标1. 让学生理解万有引力定律的基本概念和公式。

2. 培养学生运用万有引力定律解决实际问题的能力。

3. 引导学生通过观察和实验，体会万有引力定律在自然界中的普遍性。

二、教学内容1. 万有引力定律的定义和公式。

2. 万有引力常量的数值和单位。

3. 运用万有引力定律计算两个物体之间的引力。

4. 地球表面的重力加速度和重力的计算。

5. 万有引力定律在日月星辰运动中的应用。

三、教学重点与难点1. 万有引力定律的公式和应用。

2. 重力加速度的概念和计算。

3. 运用万有引力定律解决实际问题。

四、教学方法1. 采用讲授法讲解万有引力定律的基本概念和公式。

2. 采用实验法观察和测量地球表面的重力加速度。

3. 采用案例分析法分析万有引力定律在日月星辰运动中的应用。

五、教学过程1. 导入：通过提问方式引导学生回顾物理学中有关引力定律的知识。

2. 新课：讲解万有引力定律的定义、公式及应用。

3. 实验：安排学生进行地球表面重力加速度的测量实验。

4. 案例分析：分析万有引力定律在日月星辰运动中的应用。

5. 练习：布置练习题，让学生运用万有引力定律解决实际问题。

7. 作业：布置作业，巩固所学知识。

六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对万有引力定律的理解程度。

2. 实验报告：评估学生在实验过程中的观察、记录和分析能力。

3. 练习题：检查学生运用万有引力定律解决实际问题的能力。

4. 作业：评估学生对课堂知识的巩固和运用情况。

七、教学拓展1. 介绍万有引力定律在现代科技领域的应用，如卫星导航、天体探测等。

2. 探讨万有引力定律在宇宙学中的重要性，如黑洞、星系演化等。

3. 引导学生关注我国在万有引力定律研究方面取得的成果，如嫦娥探月、火星探测等。

八、教学资源1. 教材：提供万有引力定律的相关章节，供学生学习和参考。

2. 课件：制作精美的课件，辅助讲解和展示万有引力定律的相关知识。

3. 实验器材：准备地球表面重力加速度测量所需的实验器材。

万有引力定律的应用教案一、教学目标1. 让学生了解万有引力定律的内容及表达式。

2. 培养学生运用万有引力定律解决实际问题的能力。

3. 引导学生通过观察、分析、推理等方法，深入理解万有引力定律在现实中的应用。

二、教学内容1. 万有引力定律的定义及表达式。

2. 万有引力定律在地球引力、天体运动等领域的应用。

3. 实际问题案例分析，让学生学会运用万有引力定律解决问题。

三、教学重点与难点1. 万有引力定律的表达式及运用。

2. 地球引力、天体运动等领域的万有引力定律应用。

3. 实际问题案例的分析与解决。

四、教学方法1. 采用讲授法，讲解万有引力定律的定义、表达式及应用。

2. 运用案例分析法，分析实际问题，引导学生运用万有引力定律解决难题。

3. 利用演示实验，让学生直观地感受万有引力定律的作用。

五、教学准备1. 教案、课件、教材等教学资料。

2. 演示实验器材，如地球模型、天体运动模拟器等。

3. 练习题及答案。

教案一、导入新课通过提问方式引导学生回顾物理学中有关引力的知识，为新课的学习做好铺垫。

二、讲解万有引力定律1. 讲解万有引力定律的定义：任何两个物体都相互吸引，引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比。

2. 给出万有引力定律的表达式：F=G(m1m2)/r^2，其中F为引力，G为万有引力常数，m1、m2为两物体的质量，r为两物体间的距离。

三、万有引力定律在实际问题中的应用1. 地球引力：讲解地球对物体产生的引力，以及重力的概念。

2. 天体运动：分析万有引力定律在天体运动中的应用，如行星绕太阳的运动、卫星绕地球的运动等。

四、案例分析1. 举例讲解如何运用万有引力定律解决实际问题，如计算两个物体之间的引力大小。

2. 学生分组讨论，选取典型案例进行分析，引导学生学会运用万有引力定律解决问题。

五、课堂小结对本节课的内容进行总结，强调万有引力定律的表达式及应用。

六、课后作业布置练习题，让学生巩固所学知识，学会运用万有引力定律解决实际问题。

《万有引力定律应用》教案一、教学目标1. 理解万有引力定律及其数学表达式。

2. 掌握万有引力定律在实际问题中的应用。

3. 培养学生的数学建模能力和解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 万有引力定律的定义及其数学表达式。

2. 万有引力定律在天体运动中的应用。

3. 万有引力定律在地球表面的应用。

三、教学重点与难点1. 万有引力定律的数学表达式及其含义。

2. 运用万有引力定律解决实际问题。

四、教学方法1. 采用讲授法讲解万有引力定律的定义、数学表达式及其应用。

2. 运用案例分析法分析万有引力定律在实际问题中的应用。

3. 开展小组讨论法，让学生探讨万有引力定律在不同领域中的应用。

五、教学过程1. 导入：简要介绍万有引力定律的发现背景，激发学生兴趣。

2. 新课讲解：详细讲解万有引力定律的定义、数学表达式及其含义。

3. 案例分析：分析万有引力定律在天体运动中的应用，如行星运动、卫星轨道等。

4. 实际问题解决：让学生运用万有引力定律解决地球表面的实际问题，如重力加速度、地球质量等。

5. 小组讨论：让学生探讨万有引力定律在其他领域中的应用，如人体运动、物体浮沉等。

7. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对万有引力定律的理解和掌握程度。

2. 练习题：布置课堂练习题，评估学生运用万有引力定律解决实际问题的能力。

3. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的参与程度和提出的观点。

七、拓展与延伸1. 介绍万有引力定律在其他领域的应用，如物理学、天文学、工程学等。

2. 探讨万有引力定律在现代科技发展中的重要性。

八、教学资源1. 教材：提供相关教材，供学生课后复习和深入学习。

2. 网络资源：推荐一些有关万有引力定律的在线教程和科研论文，供学生参考。

九、教学建议1. 鼓励学生在课堂上积极提问，提高课堂互动性。

2. 引导学生参加实践活动，如天文观测、物理实验等，增强对万有引力定律的理解。

第3节万有引力定律的应用本节教材分析（1）三维目标一、知识与技能1．通过了解万有引力定律在天文学上的重要应用，体会科学定律对人类认识世界的作用．2．知道天体间的相互作用主要是万有引力，以及如何应用万有引力定律计算天体质量的方法．二、过程与方法1．预测未知天体是万有引力定律最辉煌的成就之一，通过对海王星发现过程的了解，体会科学理论对探索未知世界思想的指导作用．2．通过自主思考和讨论与交流，掌握计算天体质量的思路和方法三、情感态度与价值观1. 利用万有引力定律可以预言未知天体和彗星回归，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义．知道实践是检验真理的唯一标准．2. 利用万有引力定律计算太阳、地球的质量，发展学生对科学的好奇心与求知欲，体验探索自然规律的艰辛和喜悦．（2）教学重点1.行星（人造卫星）绕中心天体运动的向心力是由万有引力提供的。

2.会用已知条件来求中心天体的质量（3）教学难点会用已知条件来求中心天体的质量（4）教学建议这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万有引力很小，常常觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，对天文学的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量.在讲课时，应用万有引力定律有两条思路要交待清楚：1.把天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动，即F引=F向，用于计算天体（中心体）的质量，讨论卫星的速度、角速度、周期及半径等问题.2.在地面附近把万有引力看成物体的重力，即F引=mg.主要用于计算涉及重力加速度的问题.这节内容是这一章的重点，这是万有引力定律在实际中的具体应用.主要知识点就是如何求中心体质量及其他应用，还是可发现未知天体的方法.万有引力定律是物理学中的重要基本定律，为了使学生对定律的发现历史和背景有所了解，如果条件允许，希望教师能讲一讲.还可补充讲讲地球上物体重量的变化.这样有助于学生认识万有引力定律的意义，并可起到巩固知识、应用知识的作用.通过这节的教学应使学生了解，通常物体之间的万有引力很小，以致察觉不出，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性的作用，万有引力定律的发现对天文学的发展起了很大推动作用.新课导入设计导入一环节一：创设情景引入课题（多媒体屏幕打出 PPT1. ）教师：请同学描述一下这幅图片．学生活动：这是我们生活的太阳系 , 它是由水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等组成一个庞大的家族．九大行星围绕太阳做圆周运动．教师：九大行星为什么能围绕太阳做圆周运动？学生活动：太阳与行星之间存在万有引力，万有引力是使行星绕太阳运动的向心力：．过渡：自从卡文迪许测出了万有引力常量，万有引力定律就对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来学习万有引力定律在天文学上的应用 . （ PPT1 上打出课题）（板书）§ 3.3 万有引力定律的应用导入二教学环节教学内容教学说明（一）设置问题，引起思考引入：通过学习万有引力定律，我们知道，任何有质量的物体间都存在着相互的吸引力．问题一：两个质量都为 60 kg 可以看成质点的人，相距 1 m ，试估算他们之间的万有引力是多大？感性认识：一般物体间的万有引力极其微弱，是感觉不到的，一般的测量方法也无法测出，所以一般不考虑．另一方面，体现出卡文迪许在当时的条件下测量 G 值，是很有开创性的．说明：两个人相距 1m 时，不能把人看成质点而简单套用万有引力定律公式．上面的计算是一种估算．进一步设问：体验性计算：计算常态物体、超大物体间的万有引力的大小，体会万有引力常量的“小”，以及万有引力对大质量的物体更有意义．显示构建的“质点模型”图片．如果两物体质量是 60 × 1021kg ，相距１ｍ，它们之间的万有引力是多广呢？ F ＝2.4 × 1035N感性认识：超大质量物体间的万有引力是巨大的，不可忽略．引言：阿基米德曾说过，如果给他一个支点，他可以撬起地球．我们知道天体之间的运动是遵循万有引力定律的．那么——问题二：你用万有引力定律，能“称”出地球的质量吗？明确给出学习的任务：“测”地球的质量．显示地球图片．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

万有引力定律在实验中的应用教案引言：万有引力定律是人类长期研究物理时所探讨出来的定律之一，在各个领域都有广泛的应用。

通过对万有引力定律进行理解和实验验证，不仅可以加深对物理学科的理解，更可以探究到物理学、天文学等领域的未知领域，所以，对于学生来说，了解万有引力定律，在实验中进一步探究和加深自己的知识，是很有必要的。

一、教学目标通过本节教学的学习，学生能够掌握以下知识点：1.理解万有引力的概念及相关量的定义。

2.了解万有引力定律的发现与物理学科的相关知识。

3.了解万有引力定律在实验中的应用及实验方案。

4.学生能够探究万有引力对于天体运动的影响以及过程。

二、教学重点1.理解万有引力定律及相关概念的定义和发现过程。

2.学习万有引力定律在实验中的应用。

3.掌握实验过程和具体操作方法，懂得利用科学实验方法进行实验。

三、教学内容1.概念及定义物体之间的引力随着它们的互相靠近而增强，随着它们彼此远离而减弱。

这种引力与它们之间的质量有关，质量越大引力就越大，距离越近引力就越大。

这种受力叫做万有引力。

而万有引力的大小由质量之积除以距离平方。

2.发现过程万有引力定律是由牛顿于公元1670年发现的，牛顿通过研究地球绕太阳公转的原理，发现了自然界中物体之间的力存在着本质一致性。

牛顿在这一基础之上，得到了引力定律，并且公式化表示这一定律。

3.实验方案和方法探究万有引力的实验方案主要是通过悬挂两个物体，利用弹簧天平来测量两个物体之间的引力，从而推算出两个物体之间所存在的接近距离和重力加速度等重要数据，进一步推算出相互作用的万有引力，从而验证定律的正确性。

四、教学方法和步骤教学方法本课程采用“理论宣讲+实验探究”的教学模式，重点关注理论与实践相互融合，使学生通过身体力行来感受物理法则的真实性和正确性。

教学步骤第一步：通过PPT讲解，介绍万有引力定律的基本概念和相关知识。

第二步：进行实验前的讲解，对实验步骤和注意事项进行介绍。

万有引力定律的应用教案一、教学目标：1. 让学生理解万有引力定律的定义和表达式。

2. 培养学生运用万有引力定律解决实际问题的能力。

3. 引导学生通过观察和实验，了解万有引力定律在现实生活中的应用。

二、教学内容：1. 万有引力定律的定义和表达式。

2. 万有引力定律的适用范围。

3. 万有引力定律在现实生活中的应用实例。

三、教学重点与难点：1. 万有引力定律的表达式及其应用。

2. 理解万有引力定律的适用范围。

四、教学方法：1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究万有引力定律的应用。

2. 通过观察和实验，让学生了解万有引力定律在现实生活中的应用。

3. 利用案例分析法，分析万有引力定律在不同场景下的应用。

五、教学准备：1. 教材或教学资源。

2. 投影仪或白板。

3. 教学课件或幻灯片。

4. 实验器材（如弹簧秤、物体等）。

教案一、导入（5分钟）1. 教师简要介绍万有引力定律的发现历程。

2. 提问：什么是万有引力定律？它有什么重要意义？二、新课导入（10分钟）1. 教师讲解万有引力定律的定义和表达式。

2. 引导学生理解万有引力定律的适用范围。

三、案例分析（15分钟）1. 教师展示实例：地球绕太阳运动的解释。

2. 学生分组讨论：万有引力定律如何在实际问题中应用？3. 各组汇报讨论成果，教师点评并总结。

四、实验环节（10分钟）1. 教师安排实验：使用弹簧秤测量物体间的万有引力。

2. 学生分组进行实验，记录数据。

3. 教师引导学生分析实验结果，验证万有引力定律。

五、课堂小结（5分钟）1. 教师总结本节课的主要内容。

2. 提问：学生们能举例说明万有引力定律在日常生活中的应用吗？六、课后作业（课后自主完成）1. 复习万有引力定律的表达式及其适用范围。

2. 举例说明万有引力定律在现实生活中的应用。

3. 思考：如何利用万有引力定律解决实际问题？1. 总结本节课的教学效果。

2. 分析学生的掌握情况，提出改进措施。

3. 规划下一步的教学内容和方法。

万有引力定律的应用教学设计引言：万有引力定律是牛顿力学的基本定律之一，描述了物体之间相互吸引的力量。

在物理学教学中，教师可以通过设计一系列的实验和活动来使学生深入理解该定律的应用和实际意义。

本文将基于此目的，提供一个针对高中物理课程的万有引力定律的应用教学设计，以帮助学生更好地理解这一定律的实际应用。

一、教学目标在教学设计中，我们需要明确教学目标，这有助于确保教学活动的有效性和学生的学习收益。

以下是具体的教学目标：1. 理解万有引力定律的基本概念和公式。

2. 掌握如何计算两个物体之间的引力。

3. 学会应用万有引力定律解决实际问题。

4. 培养学生的实验设计和科学探究能力。

二、教学活动1. 实验探究：重力与质量的关系a. 实验目的：通过测量不同物体的质量和重力，探究质量和重力之间的关系。

b. 实验步骤：(1) 准备一组带有刻度的弹簧测力计、不同质量的物体和一个精确的天平。

(2) 将弹簧测力计固定在水平桌面上，并将不同质量的物体挂在弹簧测力计上。

(3) 分别测量不同物体的质量和对应的重力，并记录数据。

(4) 分析并讨论质量和重力之间的关系。

2. 探究活动：地球上不同物体的重力a. 活动目的：通过计算地球上不同物体的重力，了解万有引力定律在地球上的应用。

b. 活动步骤：(1) 让学生选择几个常见的物体（如苹果、铅笔、书籍等），并测量它们的质量。

(2) 引导学生计算每个物体在地球上的重力，使用公式 F = mg，其中 F 为重力，m 为质量，g 为重力加速度（约为9.8 m/s²）。

(3) 学生通过数据比较发现物体的重力与它们的质量有关，但不同物体的重力相差很大。

3. 实践任务：太阳系行星间的引力a. 任务目的：从太阳系行星的角度出发，探究行星之间的引力对其运动轨迹的影响。

b. 任务步骤：(1) 将学生分成小组，每组代表一个行星。

(2) 学生需要外出观察行星的运动轨迹，并尝试解释其运动轨迹所受到的引力作用。

万有引力定律的应用【教学目标】一、知识与技能1．会计算天体的质量。

2．会计算人造卫星的环绕速度。

3．知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。

二、过程与方法1．通过自主思考和讨论与交流，认识计算天体质量的思路和方法。

2．通过对海王星发现过程的了解，体会科学理论对未知世界探索的指导作用。

3．由牛顿曾设想的人造卫星原理图，结合万有引力定律和匀速圆周运动的知识推出第一宇宙速度。

4．从卫星要摆脱地球或太阳的引力而需要更大的发射速度出发，引出第二宇宙速度和第三宇宙速度。

三、情感、态度与价值观1．体会和认识发现万有引力定律的重要意义。

2．体会科学定律对人类探索未知世界的作用。

【教学重点】1．会用已知条件求中心天体的质量。

2．会计算人造卫星的环绕速度。

3．知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。

【教学难点】根据已有条件求天体的质量和人造卫星的应用。

【教学过程】一、复习提问、新课导入自从卡文迪许测出了万有引力常量，万有引力定律就对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来学习万有引力定律在天文学上的应用。

二、新课教学（一）天体质量的计算提出问题引导学生思考：在天文学上，天体的质量无法直接测量，能否利用万有引定律和前面学过的知识找到计算天体质量的方法呢？1．基本思路：在研究天体的运动问题中，我们近似地把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动，万有引力提供天体作圆周运动的向心力。

2．计算表达式：G Mmr2=m v2r或G Mmr2=mω2r例如：已知某一行星到太阳的距离为r，公转周期为T，太阳质量为多少？分析：设太阳质量为M，行星质量为m，由万有引力提供行星公转的向心力得：G Mmr2=mω2r=m4π2rT2∴M=4π2r3GT2提出问题引导学生思考：如何计算地球的质量？学生讨论后自己解决。

分析：应选定一颗绕地球转动的卫星，测定卫星的轨道半径和周期，利用上式求出地球质量。

因此上式是用测定环绕天体的轨道半径和周期方法测被环绕天体的质量，不能测环绕天体自身质量。