《万有引力定律及引力常量的测定》教案(1)(1)

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。

第1节万有引力定律及引力常量的测定三维目标一、知识与技能1.掌握开普勒三定律的内容并能解释一些现象；2.掌握万有引力定律的内容、公式及适用条件；3.掌握引力常量的测定方法及其意义.二、过程与方法充分展现万有引力定律发现的科学过程，培养学生的科学思维能力.三、情感态度与价值观培养学生尊重知识、尊重历史、尊重科学的精神；培养学生不畏艰难险阻永攀科学高峰的精神.教学重点1.万有引力定律；2.引力常量的测定方法.教学难点引力常量的测定方法.教具准备多媒体设备及卡文迪许实验装置.课时安排1课时教学过程导入新课多媒体课件展示：“嫦娥奔月”到“阿波罗”飞船登月.为什么飞船能够登上月球；为什么飞船能绕地球旋转？推进新课一、行星的运动规律多媒体课件展示：1571年12月27日，开普勒出生在德国威尔的一个贫民家庭.但当开普勒出生时，家庭已经很衰落.开普勒是一个早产儿，体质很差.他四岁时患上了天花和猩红热，虽侥幸死里逃生，身体却受到了严重的摧残，视力衰弱，一只手半残.但开普勒身上有一种顽强的进取精神.他放学后要帮助父母料理酒店，但一直坚持努力学习，成绩一直名列前茅.1587年进入蒂宾根大学，在校中遇到秘密宣传哥白尼学说的天文学教授麦斯特林，在他的影响下，很快成为哥白尼学说的忠实维护者.大学毕业后，开普勒获得了天文学硕士的学位，被聘请到格拉茨新教神学院担任教师.后来离开学院，成了丹麦著名天文学家第谷（Tycho Brahe）的学生和继承人，他与意大利的伽利略（Galileo）是同时代的两位巨人.开普勒从理论的高度上对哥白尼学说作了科学论证，使它更加提高了一大步.他所发现的行星运动定律“改变了整个天文学”，为后来牛顿（Isaac Newton）发现万有引力定律奠定了基础.开普勒也被后人赞誉为“天空的立法者”.开普勒根据第谷毕生观测所留下的宝贵资料，孜孜不倦地对行星运动进行深入的研究，提出了行星运动三定律.开普勒在公元1609年发表了关于行星运动的两条定律：1.开普勒第一定律（椭圆定律）：每一行星沿一个椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点上.多媒体课件展示：2.开普勒第二定律（面积定律）：从太阳到行星所连接的直线（矢径）在相等时间内扫过同等的面积.用公式表示为：S AB=S CD=S EK.多媒体课件展示：1609年，这两条定律发表在他出版的《新天文学》上.1618年，开普勒又发现了第三条定律.3.开普勒第三定律（调和定律）：行星绕日一圈时间的平方和行星各自离日的平均距离的立方成正比.用公式表示为：R3/T2=k，其中R为行星公转轨道半长轴、T为行星公转周期、k=常数.多媒体课件展示：学习活动：阅读欣赏，学习开普勒的顽强进取精神.讨论对开普勒三定律的理解.二、万有引力定律1.引入课题：前面我们已经学习了有关圆周运动的知识，我们知道做圆周运动的物体都需要一个向心力，而向心力是一种效果力，是由物体所受实际力的合力或分力来提供的.另外我们还知道，月球是绕地球做圆周运动的，那么我们想过没有，月球做圆周运动的向心力是由谁来提供的呢？(学生一般会回答：地球对月球有引力.)2.实验：粉笔头自由下落.同学们想过没有，粉笔头为什么是向下运动，而不是向其他方向运动呢？同学可能会说，重力的方向是竖直向下的，那么重力又是怎么产生的呢？地球对粉笔头的引力与地球对月球的引力是不是一种力呢？(学生一般会回答：是.)这个问题也是300多年前牛顿苦思冥想的问题，牛顿的结论也是：是.既然地球对粉笔头的引力与地球对月球有引力是一种力，那么这种力是由什么因素决定的，是只有地球对物体有这种力呢，还是所有物体间都存在这种力呢？这就是我们今天要研究的万有引力定律.首先让我们回到牛顿的年代，从他的角度进行一下思考吧.当时“日心说”已在科学界基本否认了“地心说”，如果认为只有地球对物体存在引力，即地球是一个特殊物体，则势必会退回“地球是宇宙中心”的说法，而认为物体间普遍存在着引力，可这种引力在生活中又难以观察到，原因是什么呢？(学生可能会答出：一般物体间，这种引力很小.如不能答出，教师可诱导.)所以要研究这种引力，只能从这种引力表现比较明显的物体——天体的问题入手.当时有一个天文学家开普勒通过观测数据得到了一个规律：所有行星轨道半径的三次方与运动周期的二次方之比是一个定值，即开普勒第三定律.用公式写出为：k TR =23. 根据圆周运动向心力关系：2224T mR mRw F π==，用T 2=R 3/k 代入，得：2232244R mk R mRk mRw F ππ===. 其中m 为行星质量，R 为行星轨道半径，即太阳与行星的距离.也就是说，太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方.板 书：F ∝2Rm 而此时牛顿已经得到他的第三定律，即作用力等于反作用力，用在这里，就是行星对太阳也有引力.同时，太阳也不是一个特殊物体，它和行星之间的引力也应与太阳的质量M 成正比，即F ∝2RmM 用语言表述，就是：太阳与行星之间的引力，与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比.这就是牛顿的万有引力定律.如果改写为等式，则为：2RmM G F =. 其中G 为一个常数，叫做万有引力恒量.(视学生情况，可强调与物体重力只是用同一字母表示，并非同一个含义.)应该说明的是，牛顿得出这个规律，是在与胡克等人的探讨中得到的.【知识拓展】下面我们对万有引力定律作进一步的说明：(1)万有引力存在于任何两个物体之间.虽然我们推导万有引力定律是从太阳对行星的引力导出的，但刚才我们已经分析过，太阳与行星都不是特殊的物体，所以万有引力存在于任何两个物体之间.也正因为此，这个引力称作万有引力.只不过一般物体的质量与星球相比过于小了，它们之间的万有引力也非常小，完全可以忽略不计.所以，万有引力定律的表述是：板 书：任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比.用公式表示为：221rm m G F =其中m 1、m 2分别表示两个物体的质量，r 为它们之间的距离.(2)万有引力定律中的距离r ，其含义是两个质点间的距离.两个物体相距很远，则物体一般可以视为质点.但如果是规则形状的均匀物体相距较近，则应把r 理解为它们的几何中心的距离.例如物体是两个球体，r 就是两个球心间的距离.(3)万有引力是因为物体有质量而产生的引力.从万有引力定律可以看出，物体间的万有引力由相互作用的两个物体的质量决定，所以质量是万有引力产生的原因.从这一产生原因可以看出：万有引力不同于我们初中所学习过的电荷间的引力及磁极间的引力，也不同于我们以后要学习的分子间的引力.三、万有引力恒量的测定【教师精讲】牛顿发现了万有引力定律，但万有引力恒量G 这个恒量是多少，连他本人也不知道.按说只要测出两个物体的质量，测出两个物体间的距离，再测出物体间的引力，代入万有引力定律，就可以测出这个恒量.但因为一般物体的质量太小了，它们间的引力无法测出，而天体的质量太大了，又无法测出质量.所以，万有引力定律发现了100多年，万有引力恒量仍没有一个准确的结果，这个公式就仍然不能是一个完善的等式.直到100多年后，英国人卡文迪许利用扭秤，才巧妙地测出了这个恒量.（一）引力常量G 的测定1.卡文迪许扭秤装置（如图，课件展示）2.实验的原理：两次放大及等效的思想.扭秤装置把微小力转变成力矩来反映（一次放大），扭转角度通过光标的移动来反映（二次放大），从而确定物体间的万有引力.T 形架在两端质量为m 的两个小球受到质量为m ′的两大球的引力作用下发生扭转，引力的力矩为FL .同时，金属丝发生扭转而产生一个相反的力矩k θ，当这两个力的力矩相等时，T 形架处于平衡状态，此时，金属丝扭转的角度θ可根据小镜从上的反射光在刻度尺上移动的距离求出，由平衡方程：k θ=F ·L ，2rm m G F '=，L m m r k G '=2θ. L 为两小球的距离，k 为扭转系数，可测出，r 为小球与大球的距离.3.G 的值卡文迪许利用扭秤多次进行测量，得出引力常量G =6.71×10-11N·m 2/kg 2，与现在公认的值6.67×10-11 N·m 2/kg 2非常接近.（二）测定引力常量的重要意义1.证明了万有引力存在的普遍性.2.万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的天体的质量、密度等.3.扭秤实验巧妙地利用等效法合理地将微小量进行放大，开创了测量弱力的新时代.学生疑问：既然两个物体间都存在引力，为什么当两个人接近时他们不吸在一起？【教师精讲】由于人的质量相对于地球质量非常小，因此两人靠近时，尽管距离不大，但他们之间的引力比他们各自与地球的引力要小得多得多，不足以克服人与地面间的摩擦阻力，因而不能吸在一起.展示问题：已知地球的半径R =6 400 km ，地面重力加速度g =9.8 m/s 2，求地球的平均密度.【教师精讲】设在地球表面上有一质量为m 的物体， 则2RMm G mg =， 得GgR M 2=， 而GR g G R gR V M ππρ433432===， 代入数据得：ρ=5.4×103 k g/m 3.卡文迪许测定的G 值为6.754×10-11，现在公认的G 值为6.67×10-11.需要注意的是，这个万有引力恒量是有单位的：它的单位应该是乘以两个质量的单位千克，再除以距离的单位米的平方后，得到力的单位牛顿，故应为N·m 2/kg 2.板 书：G =6.67×10-11 N·m 2/kg 2由于万有引力恒量的数值非常小，所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的，我们可以估算一下，两个质量为50 k g 的同学相距0.5 m 时之间的万有引力有多大(可由学生回答：约6.67×10-7N)，这么小的力我们是根本感觉不到的.只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到，如地球对我们的引力大致就是我们的重力，月球对海洋的引力导致了潮汐现象.而天体之间的引力由于星球的质量很大，又是非常惊人的：如太阳对地球的引力达3.56×1022 N.【例题剖析】 已知月球到地球的球心距离为r =4×108 m ,月亮绕地球运行的周期为30天，求地球的质量.【教师精讲】月球绕地球运行的向心力即月地间的万有引力. 即有2242T r m rh Mm G F F π=＝＝万有引力向，得2324GT r M π= 所以M =5.98×1024 kg.四、巩固练习1.引力恒量G 的单位是（ ）A.NB. kg m N 2⋅C.2skg m ⋅ D.没有单位2.引力常量的数值是_______国物理学家_____________利用______________装置测得的.3.某个行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，那么一个物体在此行星表面上的重力是它在地球表面上重力的（ ）A.1/4B.1/2C.4倍D.2倍4.已知地面的重力加速度为g,距地面高为地球半径处的重力加速度是（ ）A.g/2B.2g/2C.g/4D.2g5.两个物体之间的万有引力大小为F 1，若两物之间的距离减小x ，两物体仍可视为质点，此时两个物体之间的万有引力为F 2，根据上述条件可以计算（ ）A.两物体的质量B.万有引力常量C.两物体之间的距离D.条件不足，无法计算上述中的任一个物理量参考答案：1.B2.英 卡文迪许 扭秤3.D4.C5.C课堂小结本节课我们学习了万有引力定律，了解了任何两个有质量的物体之间都存在着一种引力，这个引力正比于两个物体质量的乘积，反比于两个物体间的距离.其大小的决定式为： 221r m m G F 其中G 为万有引力恒量：G=6.67×10-11 N·m 2/kg 2.另外，我们还了解了科学家分析问题、解决问题的方法和技巧，希望对我们今后分析问题、解决问题能够有所借鉴.布置作业课本P 92作业2、3、5、6.板书设计活动与探究自己设计方案并选择器材，测定万有引力恒量的值，说出理论根据并进行实验，写出实验步骤并通过计算汇报测量结果.。

万有引力定律及引力常量的测定——教案物理组：王信华一、教学目标知识与技能1、初步了解开普勒三定律的内容2、掌握万有引力定律的内容公式及适用条件情感态度与价值观1、了解科学研究方法对人们认识自然的重要性2、培养学生的爱国精神二、复习与引入通过学生观察嫦娥奔月图、阿波罗登月和神五、神六、神七载人飞船视频与神八与天宫一号对接的视频引入课题教师：阿波罗登月使嫦娥奔月的神话变成了现实，神五、神六、神七载人飞船的成功发射同样实现了中国人千年的飞天梦想；神八与天宫一号的两次成功对接，更使得世界对中国刮目相看，那么它们是怎么运动的、它们的运动与行星绕太阳的运动是否遵循相同的规律呢？这一章我们将它们的运动规律进行学习第五章万有引力定律及其应用第一节万有引力定律及引力常量的测定< 一>、行星运动的规律教师活动：关于行星运动的规律，开普勒根据前人的观测和研究，于1609年和1619年先后提出了太阳系行星运动的三大定律：开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于所有椭圆的一个焦点上。

开普勒第二定律：太阳与任何一个行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等开普勒第三定律：行星绕太阳运动的轨道半长轴的三次方方与公转周期的平方成正比。

学生活动：让学生观察“信息窗”注意以下两个问题：1、各行星轨道半长轴的三次方与公转周期平方的比值关系。

观擦行星绕太阳运动的有关数据第五列，得出所有行星绕太阳运动的轨道半长轴的三次方与周期平方的比值相等；此规律对卫星绕地球的运动同样成立，只与中心天体有关。

比如所有行星都绕太阳运动，所以所有行星都绕同一中心天体太阳运动，因此所有行星轨道半长轴的三次方与公转周期的平方的比值相等；所有卫星都绕地球运动，所有卫星绕地球运动的轨道半长轴的三次方与公转周期的平方的比值也是相等的。

2、各行星椭圆轨道的偏心率师生互动：让两学生上台与老师共同画偏心率分别为0.9、0.5、0.3的椭圆，与圆进行对比，总结出各行星运动的轨道可近似看成圆形。

《万有引力定律的应用》教学设计（一）引课提问：根据前面我们所学习的知识，我们知道了所有物体之间都存在着相互作用的万有引力，而且这种万有引力在天体这类质量很大的物体之间是非常巨大的。

那么为什么这样巨大的引力没有把天体拉到一起呢？（可由学生讨论，教师归纳总结。

）因为天体都是运动的，比如恒星附近有一颗行星，它具有一定的速度，根据牛顿第一定律，如果不受外力，它将做匀速直线运动。

现在它受到恒星对它的万有引力，将偏离原来的运动方向。

这样，它既不能摆脱恒星的控制远离恒星，也不会被恒星吸引到一起，将围绕恒星做圆周运动。

此时，行星做圆周运动的向心力由恒星对它的万有引力提供。

（教师边讲解，边画板图。

）可见万有引力与天体的运动密切联系，我们这节课就要研究万有引力定律在天文学上的应用。

板书：万有引力定律在天文学上的应用人造卫星（二）教学过程1.研究天体运动的基本方法刚才我们分析了行星的运动，发现行星绕恒星做圆周运动，此时，恒星对行星的万有引力是行星做圆周运动的向心力。

其实，所有行星绕恒星或卫星绕行星的运动都可以基本上看成是匀速圆周运动。

这时运动的行星或卫星的受力情况也非常简单：它不可能受到弹力或摩擦力，所受到的力只有一种——万有引力。

万有引力作为其做圆周运动的向心力。

板书：F万=F向下面我们根据这一基本方法，研究几个天文学的问题。

（1）天体质量的计算如果我们知道了一个卫星绕行星运动的周期，知道了卫星运动的轨道半径，能否求出行星的质量呢？根据研究天体运动的基本方法：万有引力做向心力，F万=F向根据万有引力定律，我们知道卫星受到行星的引力为：（指副板书）此时知道卫星的圆周运动周期，其向心力公式用哪个好呢？（指副板书）于是我们得到等式两边都有m，可以约去，说明与卫星质量无关。

我们就可以得（2）卫星运行速度的比较下面我们再来看一个问题：某行星有两颗卫星，这两颗卫星的质量和轨道半径都不相同，哪颗卫星运动的速度快呢？我们仍然利用研究天体运动的基本方法：以万有引力做向心力F万=F向设行星质量为M，某颗卫星运动的轨道半径为r，此卫星质量为m，它受到行星对它的万有引力为此时需要求卫星的运行速度，其向心力公式用哪个好呢？等式两边都有m，可以约去，说明与卫星质量无关。

第一节：万有引力定律及引力常量的测定一、教学目标知识与技能1了解万有引力定律得出的思路和过程，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，知道万有引力定律的适用范围；3.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义；4.了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义；5.了解万有引力定律发现的意义。

过程与方法1．通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程，体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性；2．体会推导过程中的数量关系。

情感、态度与价值观1. 感受自然界任何物体间引力的关系，从而体会大自然的奥秘；2. 通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的实验，让学生体会科学家们勇于探索、永不知足的精神和发现真理的曲折与艰辛。

二、教学重点、难点1．万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是学生理解的难点。

2．由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识。

三、教学方法启发式教学法、推理、论证法、讨论法。

四、教学活动(一)引入新课西汉民间神话--嫦娥奔月：战国时期，屈原《天问》：古希腊-《地心说》：托勒密、毕达哥拉斯、柏拉图和亚里士多德等，他们都认为，地球是宇宙的中心，其他所有的星球，都是以简单的圆形轨道围绕着地球而运转的。

16世纪-波兰人哥白尼：《日心说》1584年，意大利的哲学家布鲁诺：《日心说》1576年到1597年将近二十一年间，第谷·布拉赫（丹麦）的天文观测伽利略的发现------伽利略发明了第一台倍率高的太空望远镜，从此科学获得研究星空的强有力的工具。

（二）进行新课在此阶段，正是由于第谷和伽利略的天文观测所遗留下来的高精度的观测数据，给接下来的开普勒提供了数据上的支持，立下了汗马功劳。

开普勒行星运动三定律才得以问世。

开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。

万有引力定律教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）理解万有引力定律的内容和意义。

（2）掌握万有引力定律的数学表达式，并能进行简单的计算。

（3）知道万有引力定律适用于任何两个物体之间的引力，且引力常量是自然界的恒定的常量。

2. 过程与方法：（1）通过探究行星与太阳之间的引力规律，培养学生的观察、分析和推理能力。

（2）通过探究万有引力定律的得出过程，了解科学探究的基本方法。

3. 情感、态度与价值观：（1）感受科学家探索万有引力定律的艰辛历程，培养学生的科学精神和科学态度。

（2）了解万有引力定律在日常生活和生产中的应用，增强学生的实践意识和应用能力。

二、教学内容分析本节课主要介绍万有引力定律的发现过程、内容、意义以及应用。

通过探究行星与太阳之间的引力规律，推导出万有引力定律的数学表达式，并简单介绍万有引力常量是自然界的恒定的常量。

在此基础上，进一步讨论万有引力定律的意义和应用。

三、教学重点与难点1. 重点：万有引力定律的内容和意义，以及其数学表达式。

2. 难点：理解万有引力定律的得出过程，以及万有引力定律的应用。

四、教学方法与手段1. 通过多媒体展示行星与太阳之间的引力规律，引导学生观察、分析和推理。

2. 采用讲授、讨论、探究等多种教学方法，引导学生积极参与课堂活动。

3. 通过实例和案例分析，帮助学生理解万有引力定律的应用。

五、教学过程设计1. 导入新课：通过回顾牛顿发现万有引力定律的过程，引导学生进入本节课的主题。

2. 讲授新课：介绍万有引力定律的内容、意义以及数学表达式，通过实例和案例分析帮助学生理解万有引力定律的应用。

万有引力定律教学设计【教学目标】一、知识与技能1、了解万有引力定律得出的思路和过程，知道重物下落和天体运动的统一性。

2、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。

3、知道万有引力定律公式的适用范围。

4、理解万有引力常量的意义及测定方法，了解卡文迪许实验室。

二、过程与方法1、在万有引力定律建立过程的学习中，学习发现问题、提出问题、猜想假设与推理论证等方法。

2、培养学生研究问题时，抓住主要矛盾，简化问题，建立理想模型的处理问题的能力。

三、情感态度与价值观1、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程，说明科学研究的长期性，连续性及艰巨性，提高学生科学价值观。

2、经过万有引力常量测定的学习，让学生体会科学的方法论和物理常量数量级的重要性【教学重点】1、月-地检验的推到过程。

2、万有引力定律的内容及表达公式。

【教学难点】1、对万有引力定律的理解。

2、使学生能把地面上的物体所受重力与其他星球与地球之间存在的引力是同性质的力联系起来。

【教学设计思想】在本节课教学，将让学生继续经历上节课的万有引力定律“发现之旅”，为此使整个教学流程力图体现如下规律发现过程:进一步猜想：“天上”的力与“人间”的力可能出于同一本源？月-地检验：这个大胆的想法要由事实检验。

更大胆地猜想：是否任意两个物体之间都存在这样的引力？得到万有引力定律：（G为引力常量）。

检验万有引力定律的普适性：卡文迪许测定万有引力常量G.通过这个假想——理论推导——实验检验过程，让学生在物理情景中主动的参与知识的构建过程，体会这种充满着大胆的设想、巧妙的验证和从中体现着的科学探索的精神与方法。

【教学设计过程】一、新课引入教师活动：通过上节的分析，我们已经知道了我们太阳与行星间的引力规律，那么：A. 行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳？B. 行星与太阳间的引力与什么因素有关？C. 可以根据哪些已知规律推导出推出太阳与行星间的引力遵从的是什么样的规律？公式中的G是比例系数，F是太阳和行星之间的引力，正是太阳和行星之间的引力使得行星不能飞离太阳。

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。

《万有引力定律及引力常量的测定》教案临高中学物理组王贞2013年5月20日学分账号：695567 三维目标一、知识与技能1、初步了解开普勒第三定律的内容2、掌握万有引力定律内容公式及运用的条件二、过程与方法通过课件模拟天体运动，说明开普勒三大定律三、情感态度与价值观1、认识发现万有引力的重要意义2、体会科学定律对人类探索未知世界的作用教学重点：1、认识开普勒三大定律2、掌握万有引力定律教学难点1、理解万有引力定律及应用条件教学方法：情境设置法、问题教学法、讨论教学法、自主阅读和合作探究法、比较法教具:多媒体课件教学过程一、新课导入1、多媒体呈现几张星空图提问:同学们，看了这几张图有什么感想？2、“嫦娥飞天”和“屈原天问”图我国古代关于“飞天”就有很多神话故事，我国古代伟大诗人“屈原”层作过一首诗《天问》，对茫茫的宇宙提出一系列问题。

这些都反映了古人对星空的渴望2、美国“阿波罗”11号宇宙飞船将人类的足迹首次留在地球上。

3、杨利伟：我国首次载人航天飞行圆满完成。

4、我国探月工程首次发回月球表面的照片。

如今，人类已经有了“特殊”的翅膀来实现飞天的梦想，登上了月球，那么人类如何来实现这些梦想的呢？运用了怎样的知识呢?从这章开始，我们共同来探讨。

二、新课推进（一）行星运动的规律——开普勒三大定律导入：我们要探索这个宇宙的秘密，我们的知道宇宙中的天体是怎样运动的，它们遵循什么样的规律？德国天文学家开普勒用了16年时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录。

于1609年和1619年发表了开普勒三大定律。

1、开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上。

适当补充点椭圆知识因为行星绕太阳运动的轨道上椭圆的。

所以行星有时候会绕道距离太阳最近和最远的点，分别叫近日点和远日点。

2、 开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等面积。

课件呈现：如图，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积EK AB CD S S S ==思考：行星绕太阳运行时各店速率相同吗？结论：当行星离太阳较近时，运行速度较快。