万有引力教案 (1)
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6.3万有引力定律课时:一课时教学重点万有引力定律的理解及应用.教学难点万有引力定律的推导过程.三维目标知识与技能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掌握用万有引力定律计算引力的方法.3.记住引力常量G并理解其内涵.过程与方法1.了解并体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用.2.认识卡文迪许实验的重要性,了解将直接测量转化为间接测量这一科学研究中普遍采用的重要方法.情感、态度与价值观通过牛顿在前人研究成果的基础上发现万有引力定律的过程,说明科学研究的长期性、连续性及艰巨性.教学过程:导入新课1666年夏末,一个温暖的傍晚,在英格兰林肯郡乌尔斯索普,一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里,坐在一棵树下,开始埋头读书.当他翻动书页时,他头顶的树枝中有样东西晃动起来,一只历史上最著名的苹果落了下来,打在23岁的伊萨克·牛顿的头上.恰巧在那天,牛顿正苦苦思索着一个问题:是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上,以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上?为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上?(如图所示)正是从思考这一问题开始,他找到了这些问题的答案——万有引力定律.这节课我们将共同“推导”一下万有引力定律.太阳对行星的引力使得行星围绕太阳运动,月球围绕地球运动,是否能说明地球对月球有引力作用?抛出的物体总要落回地面,是否说明地球对物体有引力作用?推进新课问题探究1.行星为何能围绕太阳做圆周运动?2.月球为什么能围绕地球做圆周运动?3.人造卫星为什么能围绕地球做圆周运动?4.地面上物体受到的力与上述力相同吗?5.根据以上四个问题的探究,你有何猜想?教师提出问题后,让学生自由讨论交流.明确:1.太阳对行星的引力使得行星保持在绕太阳运行的轨道上.2.月球、地球也是天体,运动情况与太阳和行星类似,因此猜想是地球对月球的吸引使月球保持在绕地球运行的轨道上.3.人造卫星绕地球运动与月球类似,也应是地球对人造卫星的引力使人造卫星保持在绕地球运行的轨道上.4.地面上的物体之所以会落下来,是因为受到重力的作用,在高山上也是如此,说明重力必定延伸到很远的地方.5.由以上可猜想:“天上”的力与“人间”的力应属于同一种性质的力.讨论交流由上述问题的探究我们得出了猜想:“天上”的力与“人间”的力相同,我们能否将其作为一个结论呢?讨论:探究上述问题时我们运用了类比的方法得出了猜想,猜想是否正确需要进行检验,因此不能把它作为结论.课件展示:牛顿的设想:苹果不离开地球,是否也是由于地球对苹果的引力造成的?地球对苹果的引力和太阳对行星的引力是否根本就是同一种力呢?若真是这样,物体离地面越远,其受到地球的引力就应该越小.可是地面上的物体距地面很远时,如在高山上,似乎重力没有明显地减弱,是物体离地面还不够远吗?这样的高度比起天体之间的距离来,真的不算远!再往远处设想,如果物体延伸到地月距离那样远,物体是否也会像月球那样围绕地球运动?地球对月球的力、地球对地面上物体的力、太阳对行星的力,也许真是同一种力!一、月—地检验问题探究1.月—地检验的目的是什么?2.月—地检验的验证原理是怎样的?3.如何进行验证?学生交流讨论,回答上述三个问题.在学生回答问题的过程中,教师进行引导、总结.明确:1.目的:验证“天上”的力与“人间”的力是同一种性质的力.2.原理:假定上述猜想成立,即维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力,同样遵从“平方反比”规律,那么,由于月球轨道半径约为地球半径(苹果到地心的距离)的60倍,所以月球轨道上一个物体受到的引力,比它在地面附近时受到的引力要小,前者只有后者的1/602.根据牛顿第二定律,物体在月球轨道上运动时的加速度(月球公转的向心加速度)也就应该是它在地面附近下落时的加速度(自由落体加速度)的1/602.3.验证:根据验证原理,若“天上”“人间”是同种性质的力,由“平方反比”规律及地球表面的重力加速度,可求得月球表面的重力加速度.根据人们观测到的月球绕地球运动的周期,及月—地间的距离,可运用公式a =4π2T 2·r 求得月球表面的重力加速度.若两次求得结果在误差范围内相等,就验证了结论.若两次求得结果在误差范围内不相等,则说明“天上”与“人间”的力不是同一种性质的力.理论推导:若“天上”的力与“人间”的力是同一种性质的力,则地面上的物体所受重力应满足:G ∝1R 2 月球受到地球的引力:F ∝1r 2 因为:G =mg ,F =ma 所以a g =R 2r 2 又因为:r =60R 所以:a g =13 600a =g 3 600=9.83 600m/s 2≈2.7×10-3 m/s 2. 实际测量:月球绕地球做匀速圆周运动,向心加速度a =ω2r =4π2T 2r 经天文观察月球绕地球运动的周期T =27.3天=3 600×24×27.3 sr =60R =60×6.4×106 m.所以:a =4×3.142(3 600×24×27.3)2×60×6.4×106 m/s 2≈2.7×10-3 m/s 2. 验证结论:两种计算结果一致,验证了地面上的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力,即“天上”“人间”的力是相同性质的力.点评:在实际教学过程中,教师引导学生重现牛顿的思维过程,让学生体会牛顿当时的魄力、胆识和惊人的想象力.物理学的许多重大理论的发现,不是简单的实验结果的总结,需要直觉和想象力、大胆的猜想和假设,再引入合理的模型,需要深刻的洞察力、严谨的数学处理和逻辑思维,常常是一个充满曲折和艰辛的过程.借此对学生进行情感态度与价值观的教育.二、万有引力定律思考下面问题:1、用自己的话总结万有引力定律的内容?2、万有引力定律的数学表达式是什么?3、引力常量G 是怎样规定的?4、两物体间的距离是怎样确定的?5、有引力定律的适用条件?6、万有引力的发现有什么重要意义?学生思考后回答.总结:1.内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m 1和m 2的乘积成正比,与它们之间的距离r 的二次方成反比.2.表达式:由F =GMm r 2(M :太阳质量,m :行星的质量) 得出:F =Gm 1m 2r 2(m 1:物体1的质量,m 2:物体2的质量) 3、引力常量G :适用于任何两个物体。
高中物理万有引力定律优质教案通用一、教学内容本节课选自高中物理教材《普通高中课程标准实验教科书·物理》(人民教育出版社)第二章第六节“万有引力定律”。
详细内容包括:万有引力定律的发现背景、定律表述、公式推导、应用实例等。
二、教学目标1. 让学生掌握万有引力定律的基本概念、公式及其应用。
2. 培养学生运用万有引力定律解决实际问题的能力。
3. 激发学生对物理现象的好奇心和探索精神,培养学生的科学素养。
三、教学难点与重点教学难点:万有引力定律的公式推导和应用。
教学重点:万有引力定律的基本概念、公式及其应用。
四、教具与学具准备1. 教具:地球仪、月球仪、演示用计算器、多媒体设备等。
2. 学具:学生用计算器、练习本、笔等。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过地球仪和月球仪演示地球与月球之间的引力作用,引导学生思考引力的来源和特点。
2. 知识讲解:(1)万有引力定律的发现背景:介绍牛顿发现万有引力定律的历史背景。
(2)万有引力定律的表述:讲解万有引力定律的内容,引导学生理解“万有”的含义。
(3)万有引力定律的公式推导:引导学生根据万有引力定律的表述,推导出万有引力公式。
(4)万有引力定律的应用实例:分析地球与月球之间的引力作用,计算两者之间的引力大小。
3. 例题讲解:讲解一道应用万有引力定律的例题,引导学生掌握解题方法和步骤。
4. 随堂练习:布置两道与例题类似的练习题,让学生当堂巩固所学知识。
六、板书设计1. 万有引力定律2. 内容:(1)万有引力定律的发现背景(2)万有引力定律的表述(3)万有引力定律的公式推导(4)万有引力定律的应用实例七、作业设计1. 作业题目:(1)计算地球与太阳之间的引力大小。
(2)分析地球表面物体受到的引力与物体质量、距离地心的关系。
2. 答案:见附件。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:对本节课的教学效果进行反思,针对学生的掌握情况,调整教学方法。
2. 拓展延伸:引导学生课后查阅资料,了解万有引力定律在现代科学研究中的应用,如航天、卫星等领域。
高二物理必修二《万有引力定律》教案【导语】高二时孤身奋斗的阶段,是一个与寂寞为伍的阶段,是一个耐力、意志、自控力比拚的阶段。
但它同时是一个厚实庄重的阶段。
由此可见,高二是高中三年的关键,也是最难把握的一年。
为了帮你把握这个重要阶段,无忧考网高二频道整理了《高二物理必修二《万有引力定律》教案》希望对你有帮助!!【篇一】教学目标知识目标: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、知道任何物体间都存在着万有引力,且遵守相同的规律能力目标:1、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。
2、训练学生透过现象(行星的运动)看本质(受万有引力的作用)的判断、推理能力德育目标: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,渗透科学发现的方*教育。
2、培养学生的猜想、归纳、联想、直觉思维能力。
教学重难点教学重点:月――地检验的推倒过程教学难点:任何两个物体间都存在万有引力教学过程(一)引入:太阳对行星的引力是行星做圆周运动的向心力,,这个力使行星不能飞离太阳;地面上的物体被抛出后总要落到地面上;是什么使得物体离不开地球呢?是否是由于地球对物体的引力造成的呢?若真是这样,物体离地面越远,其受到地球的引力就应该越小,可是地面上的物体距地面很远时受到地球的引力似乎没有明显减小。
如果物体延伸到月球那里,物体也会像月球那样围绕地球运动。
地球对月球的引力,地球对地面上的物体的引力,太阳对行星的引力,是同一种力。
你是这样认为的吗?(二)新课教学:一.牛顿发现万有引力定律的过程(引导学生阅读教材找出发现万有引力定律的思路)假想――理论推导――实验检验(1)牛顿对引力的思考牛顿看到了苹果落地发现了万有引力,这只是一种传说。
但是,他对天体和地球的引力确实作过深入的思考。
牛顿经过长期观察研究,产生如下的假想:太阳、行星以及离我们很远的恒星,不管彼此相距多远,都是互相吸引着,其引力随距离的增大而减小,地球和其他行星绕太阳转,就是靠劂的引力维持。
万有引力定律一、教学目标:(一)知识与技能1.了解牛顿发现万有引力定律的思路与过程;2.理解万有引力定律的内容、数学表达式及适用的范围;3.知道卡文迪许测量万有引力常量实验的设计思想;4.认识发现万有引力定律的意义,领略天体运行规律的简洁与和谐.5.会在简单情景中计算物体间的引力.(二)、过程与方法1.体会发现万有引力定律的过程和思维方法;2.体会科学归纳与演绎推理的方法;3.体会扭秤实验的设计思想.(三)、情感、态度与价值观1.感受科学家探索科学问题的艰辛和喜悦;2.培养探究问题的科学态度、探究创造的心理品质,感受科学探究永无止境.二、教学准备:多媒体电教设备,动画、图片及 PPT 演示文稿.三、教学重点难点:重点:1.万有引力定律的发现过程;2.万有引力定律的物理意义以及公式的适用条件;难点:万有引力定律的发现过程.四、教学过程:(一)新课引入:播放动画:太阳系中的行星绕太阳公转.提出问题:1.若把行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动,此时需要的向心力由什么力提供?2.太阳与行星间的引力遵循怎样的规律?(二)新课探究:1.与引力有关的现象:(1).为什么苹果从树上落向地面而不飞上天空?(2).在我们周围,物体都受到重力作用,那么月球受到重力作用吗?2.牛顿猜想:(1).苹果与月球在运动中受到的是同种性质的力,地球的引力。
(2).行星绕太阳运动的向心力也是太阳对行星的引力。
3.理论推导:(1)牛顿同时代的一些科学家,如胡克、哈雷等对这一问题的认识则更进一步,胡克认为,行星围绕太阳运动是因为受到太阳对它的引力,甚至证明了如果行星的轨道是圆形的,它所受的引力的大小跟行星到太阳的距离二次方成反比。
但是他们无法证明在椭圆轨道下,引力也遵循同样的规律,更没能严格地证明这种引力的一般规律。
模型:把行星绕太阳运动看作匀速圆周运动(2)推导(3)定律的得出:那么究竟F 引与太阳质量有什么关系呢??牛顿根据牛顿第三定律大胆的猜想:既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比,也应该与太阳的质量成正比。
高中万有引力教案篇一:高中物理《万有引力定律的应用》教案(1)】万有引力定律的应用【教育目标】一、知识目标1 .了解万有引力定律的重要应用。
2 .会用万有引力定律计算天体的质量。
3 .掌握综合运用万有引力定律和圆周运动等知识分析具体问题的基本方法。
二、能力目标通过求解太阳、地球的质量,培养学生理论联系实际的能力。
三、德育目标利用万有引力定律可以发现未知天体,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观点。
【重点、难点】一、教学重点对天体运动的向心力是由万有引力提供的理解二、教学难点如何根据已有条件求中心天体的质量【教具准备】太阳系行星运动的挂图和flash 动画、ppt 课件等。
【教材分析】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。
【教学思路设计】本节教学是本章的重点教学章节,用万有引力定律计算中心天体的质量,发现未知天体显示了该定律在天文研究上的重大意义。
本节内容有两大疑点:为什么行星运动的向心力等于恒星对它的万有引力?卫星绕行星运动的向心力等于行星对它的万有引力?我的设计思想是,先由运动和力的关系理论推理出行星(卫星)做圆周运动的向心力来源于恒星(行星)对它的万有引力,然后通过理论推导,让学生自行应用万有引力提供向心力这个特点来得到求中心天体的质量和密度的方法,并知道在具体问题中主要考虑哪些物体间的万有引力;最后引导阅读相关材料了解万有引力定律在天文学上的实际用途。
探究万有引力定律的教案设计。
教学目标:1.掌握万有引力定律的概念和公式。
2.了解万有引力定律的基础原理及计算方法。
3.了解引力的性质和作用,认识物质间的相互吸引和排斥。
4.发展逻辑思维和实验探究能力。
教学内容:一、引出问题引入探究万有引力定律的问题,让学生先思考和讨论一下:1.什么是万有引力定律?2.万有引力定律是怎样被发现的?3.万有引力定律具有哪些性质?4.为什么物体之间会相互吸引或排斥?二、实验探究学生们将进行如下实验:1.实验一:探究万有引力与质量和距离的关系实验设备:两个不同的质量木球,细线,卷尺,砝码操作步骤:1.悬挂一个木球,并将一个细线连接在木球上。
2.拿出第二个木球,将它的细线与第一个木球的细线套在一起,将两者耦合。
3.在细线上加上一定的质量,使两个木球之间保持一定的距离。
4.使用卷尺测量两个球之间的距离,并记录下数据。
5.重新测量两个球之间的距离,并以此类推,一直到两个木球完全碰在一起。
6.观察木球的运动轨迹,以及其所受重力的大小和方向,并总结出万有引力定律的基本规律。
7.实验二:探究万有引力与物质性质的关系实验设备:不同物质的球体,磁铁,电子秤,细线,卷尺操作步骤:1.先准备好所有的物品,并将每个物品的质量记录下来。
2.将一个细线连接在一个球上,并使其悬挂在磁铁下面。
3.使用电子秤测量物体所受的重力,并记录下数据。
4.将其他物体分别也放在磁铁下面,将它们之间的距离保持一定的距离,重复步骤3。
5.观察每个物体所受的引力大小和方向之间的关系,并总结出万有引力定律的规律。
实验结果:通过实验,我们可以观察到木球的运动轨迹,以及每个物体所受的引力大小和方向之间的关系。
我们可以总结出,万有引力具有以下规律:1.万有引力与物体质量成正比,与物体之间的距离成反比。
2.万有引力的方向始终指向两个物体的重心的连线方向。
三、讨论与总结1.在进行实验时是否存在误差?如何减少误差?2.在实验中发现了什么问题?如何解决这些问题?3.根据实验数据可以得出哪些结论?4.如何应用万有引力定律?例如在物理学研究中?五、课后作业1.根据课堂内容完成练习题。
万有引力定律(说课与教案)第一章:引言1.1 课程背景通过学习本章,学生将了解万有引力定律的发现过程以及其在物理学和天文学领域的重要性。
1.2 教学目标了解万有引力定律的发现背景;掌握万有引力定律的数学表达式;理解万有引力定律在实际应用中的意义。
1.3 教学内容牛顿与万有引力定律的发现;万有引力定律的数学表达式;万有引力定律的实际应用。
第二章:牛顿与万有引力定律的发现2.1 课程背景通过学习本节,学生将了解牛顿发现万有引力定律的过程,以及牛顿在物理学领域的贡献。
2.2 教学目标了解牛顿发现万有引力定律的过程;掌握牛顿在物理学领域的贡献。
2.3 教学内容牛顿的生平简介;牛顿发现万有引力定律的过程;牛顿在物理学领域的贡献。
第三章:万有引力定律的数学表达式3.1 课程背景通过学习本节,学生将掌握万有引力定律的数学表达式,以及各参数的含义。
3.2 教学目标掌握万有引力定律的数学表达式;理解各参数的含义。
3.3 教学内容万有引力定律的数学表达式;各参数的含义及计算方法。
第四章:万有引力定律的实际应用4.1 课程背景通过学习本节,学生将了解万有引力定律在实际应用中的重要性,如天体运动、卫星导航等。
4.2 教学目标了解万有引力定律在实际应用中的意义;掌握万有引力定律在实际问题中的应用。
4.3 教学内容万有引力定律在天体运动中的应用;万有引力定律在卫星导航中的应用。
第五章:复习与拓展通过学习本节,学生将对万有引力定律的知识进行复习,并了解其在其他领域的拓展。
5.2 教学目标复习万有引力定律的主要知识点;了解万有引力定律在其他领域的拓展。
5.3 教学内容复习万有引力定律的主要知识点;万有引力定律在其他领域的拓展。
第六章:万有引力定律的验证与实验6.1 课程背景通过学习本章,学生将了解如何通过实验验证万有引力定律,并掌握实验方法和相关技巧。
6.2 教学目标学习万有引力定律的实验原理和方法;掌握万有引力定律实验的基本技巧;分析实验结果,验证万有引力定律。
中学物理万有引力定律教案大全中学物理万有引力定律教案大全一分析引导学生了解万有引力定律发觉的艰难历程,让学生比较剧烈的体会科学思维和(方法)的重要性是本节课的重要教学任务。
因此为了达到预期的教学目标,老师应在教学中充分的引导学生,乐观调动学生的主观能动性。
以奇妙宇宙现象及科学史实为基础,激发学生的爱好,同时接受科学是清净探究法,主要以问题为中心去充分的引导学生的思维,胜利的完成本节课的教学任务。
学生学习心里分析中学生正处于从初中物理的定性分析到中学物理的定量探讨;从初中的形象思维到中学的(抽象思维);从初中简洁的(逻辑思维)到中学困难的分析推理的转变过程中。
从心理学的角度分析他们的一般实力已经具备,具有肯定的视察力、(记忆力)、抽象概括力、(想象力)。
但其制造实力还比较欠缺,对于利用已有学问制造出新的概念、理论的实力很弱,因此老师应尽可能的供应具有制造实力的活动,不断鼓舞学生的信念,让学生能够在爱好与乐观性中学习学问。
教目标学问与技能:了解万有引力定律的发觉过程通过万有引力规律的推广,建立万有引力定律,写出数学表达式。
过程与方法:接受科学史情景探究法,通过合作学习,熬炼自主、探究、合作学习的实力。
假设和推理情感看法与价值观:对人类相识万有引力定律过程做出自己的评价,体验物理学的探讨思想和方法教学重点牛顿发觉万有引力的思路,培育学生的制造实力。
教学难点牛顿以开普勒对行星运动学规律的描述为基础证明万有引力定律的思路(教学方法)科学史情景探究法、探讨法教学手段多媒体协助教学教学过程教学环节老师活动学生活动设计意图情景回放播放视频(漂亮星空)。
导入师:在上课之前,我先带领大家进入一个奇妙的、梦幻般的地方。
(视频)1.看着这样漂亮的地方,同学们感觉如何?是不是产生了无限的遐想,有一种身临其境想亲自去探究期中奇妙的冲动?2.正是有了这千千万万个不同的行星运动,才构成了这奇妙的宇宙,才出现了这种.种奇妙的现象。
4、高中物理教案一等奖《万有引力定律》一、课题:万有引力定律二、课型:概念课(物理按教学内容课型分为:规律课、概念课、实验课、习题课、复习课)三、课时:1课时四、教学目标(一)知识与技能1.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。
2.知道万有引力定律公式的适用范围。
(二)过程与方法: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。
(三)情感态度价值观1.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。
2.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。
五、教学重难点重点:万有引力定律的内容及表达公式。
难点:1.对万有引力定律的理解;2.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。
六、教学法:合作探究、启发式学习等七、教具:多媒体、课本等八、教学过程(一)导入回顾以前对月-地检验部分的学习,明确既然太阳与行星之间,地球与月球之间、地球对地面物体之间具有与两个物体的质量成正比,跟它们的距离的二次方成反比的引力。
这里进一步大胆假设:是否任何两个物体之间都存在这样的力?引发学生思考:很可能有,只是因为我们身边的物体质量比天体的质量小得多,我们不易觉察罢了,于是我们可以把这一规律推广到自然界中任意两个物体间,即具有划时代意义的万有引力定律.然后在学生的`兴趣中进行假设论证。
(二)进入新课学生自主阅读教材第40页万有引力定律部分,思考以下问题:1.什么是万有引力?并举出实例。
教师引导总结:万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量的物体之间的相互吸引力。
日对地、地对月、地对地面上物体的引力都是其实例。
2.万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律?其数学表达式如何?并注明每个符号的单位和物理意义。
教师引导总结:万有引力定律的内容是:宇宙间一切物体都是相互吸引的。
万有引力的教案教案标题:探索万有引力教案目标:1. 了解和理解万有引力的概念及其对宇宙中物体的影响。
2. 探索和实验万有引力的基本原理,以及如何计算物体之间的引力大小。
3. 培养学生的观察、实验设计和数据分析能力。
4. 培养学生的团队合作和沟通能力。
教案步骤:引入(5分钟):1. 引导学生回顾一些基本的物理概念,如质量、力等。
2. 提问学生是否听说过万有引力,并引发学生对此概念的思考。
探索实验(20分钟):1. 将学生分成小组,每组提供一些实验材料,如小球、线、吊钩等。
2. 引导学生设计一个简单的实验来观察物体之间的引力。
3. 学生进行实验并记录观察结果。
概念讲解(15分钟):1. 向学生介绍万有引力的概念,解释质量对引力的影响。
2. 讲解牛顿的万有引力定律,并解释引力的计算公式。
3. 解释引力的方向和大小如何影响物体的运动。
应用练习(15分钟):1. 提供一些练习题,让学生运用所学知识计算物体之间的引力大小。
2. 引导学生思考不同质量和距离对引力大小的影响。
实践应用(20分钟):1. 引导学生思考万有引力在日常生活中的应用,如行星围绕太阳的运动等。
2. 让学生尝试设计一个实际应用万有引力的场景,并展示他们的设计。
总结(5分钟):1. 回顾本节课所学的内容,强调万有引力的重要性和应用。
2. 鼓励学生继续深入学习物理知识,并将其应用于解决实际问题。
教学资源:1. 实验材料:小球、线、吊钩等。
2. 练习题和答案。
3. 多媒体投影仪或白板。
评估方式:1. 观察学生在实验中的表现和记录。
2. 检查学生在应用练习中的答案和解题过程。
3. 评估学生在实践应用中设计的场景的创意和合理性。
教学延伸:1. 鼓励学生进一步研究关于万有引力的相关知识,并进行更复杂的实验和计算。
2. 引导学生思考其他物理概念和原理的应用,如运动、力学等。
备注:根据不同年级和学生的学术水平,可以适当调整教案的难度和深度。
此教案适用于中学物理课程,可根据需要进行修改和调整。
《万有引力定律应用》教案【教学目标】1.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。
2.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)预测未知天体是万有引力定律最辉煌的成就之一。
引导学生让学生经历科学探究的过程,体会科学探究需要极大的毅力和勇气。
(3)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.(4)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。
(5)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。
3.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.【教材分析】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,对天体质量的计算,对天文学的发展起了方大的推动作用,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三条思路要交待清楚。
1.从天体质量的计算,是发现海王星的成功事例,注意对学生研究问题的方法教育,即提出问题,然后猜想与假设,接着制定计划,应按计划计算出结果,最后将计算结果同实际结合对照.。
.直到使问题得到解决。
2.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.3.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的问题。
【教学重点】1.人造卫星、月球绕地球的运动;行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的2.会用已知条件求中心天体的质量【教学难点】根据已有条件求天体的质量和人造卫星的应用。
【教学过程及师生互动分析】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.(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。
学习初中物理力的万有引力教案导语:初中物理是体验科学的一种方式,力学就是其中的重要组成部分。
而万有引力则是力学中最基本的一个概念之一。
本文将为大家提供一份详细的《学习初中物理力的万有引力教案》,供初中物理教师及学生参考。
一、教学目标:1.了解万有引力的概念及特征。
2.了解万有引力的大小与质量、距离的关系。
3.掌握利用万有引力公式计算物体间的万有引力。
4.了万有引力对天体运动的影响。
二、教学重点:1.让学生通过实例了解什么是万有引力,掌握其大小与质量、距离的关系,培养学生的逻辑思维能力。
2.使学生可以灵活地应用万有引力公式计算物体间的吸引力,以及利用吸引力的性质解决实际问题。
3.让学生了解常见的天体运动规律,如行星的公转与自转、卫星的运动等,掌握万有引力对于天体运动的影响。
三、教学步骤:1.导入:介绍物体之间存在的吸引力,引出“万有引力”的概念,展示太阳系的图片,向学生提问:“太阳系中各天体之间,为什么会相互围绕?”2.分组讨论:将学生分成小组,每个小组在规定的时间内探讨万有引力的大小与距离、质量的关系,以及计算万有引力的公式,并作一定小结。
3.学生展示:要求每个小组派出一名学生向全班同学介绍组内讨论的结果,并阐述自己对学习初中物理力的万有引力的理解。
4.计算实例:出示物体间的质量和距离并就其间的万有引力进行计算,让学生通过实例理解万有引力公式,并掌握如何计算万有引力大小。
5.时间与速度的研究:引出天体运动的天文现象,讲解行星的公转和轨道的形状、天体的自转等,并适当涉及公转、自转的时间与速度关系。
6.天体群体运动的探究:通过视频或动画,展示太阳系中各个天体之间的相对运动,引出万有引力对于天体运动的影响,并从中引出“引力场”的概念。
7.课堂讲解与答疑:在以上授课内容之后,教师可以进行课堂讲解和答疑,咨询学生针对万有引力不理解的问题,并在课堂上进行回答和讲解,使学生获得更深刻的认识。
8.小结:安排学生总结自己这堂课所学到的知识,让学生明确掌握的知识点,并展望下一堂课的内容。
中班科学教案万有引力一、引言在幼儿园教育中,科学教育是培养幼儿探索、研究和解决问题能力的重要组成部分。
幼儿通过科学实践,能够培养他们的观察力、思维力和动手能力,提高他们的科学素养。
本篇教案将针对中班幼儿的年龄特点和学习需求,以万有引力为主题,设计一堂适合中班幼儿的科学教学活动。
二、教学目标1. 让幼儿了解什么是万有引力。
2. 培养幼儿的观察力和思辨能力。
3. 提升幼儿的动手能力和合作精神。
三、教学准备1. 教师准备演示用物品:一颗苹果和一块小石头。
2. 图书资源:《小石头在水中》等相应主题的图书。
3. PPT或图片资源:包含万有引力相关图示的资源。
4. 活动准备:幼儿园室外场地或宽敞教室。
四、教学过程1. 导入(约10分钟)教师引导幼儿回忆上一节课讲的“力”的概念,并请幼儿分享自己对力的认知。
通过让幼儿观察周围的事物,引导幼儿认识到力是我们日常生活中不可或缺的元素。
2. 引入(约10分钟)教师以展示物品的方式引入万有引力概念。
教师手持一颗苹果和一块小石头,提问幼儿:“你们看,如果我把这颗苹果和这块小石头同时放在空中,它们会发生什么变化?”引导幼儿发表自己的猜想,并激发他们的好奇心。
3. 继续引入(约10分钟)教师通过展示图片或PPT,向幼儿介绍什么是万有引力。
简单地解释万有引力是地球吸引物体的力量,让幼儿初次了解这个概念。
4. 实践活动(约30分钟)教师带领幼儿到室外场地或宽敞教室,进行实践活动。
让幼儿以苹果和小石头为材料,自己设计一个小实验来观察万有引力的作用。
例如,让幼儿观察苹果和小石头从手中自由落下的情况,并在落地时观察并记录不同材质、形状的物体受到万有引力的方式。
5. 总结(约10分钟)教师引导幼儿回到教室,组织幼儿的学习成果展示。
例如,让幼儿绘制自己观察并发现的物体受到万有引力的情况,并使用简单的词语描述它们。
通过绘画和描述的方式,帮助幼儿进一步加深对万有引力概念的理解。
6. 结束(约5分钟)教师总结本节课的学习内容,提醒幼儿将所学的知识带回家,并鼓励他们在日常生活中多观察、思考和提问。
万有引力定律(说课与教案)第一章:引言1.1 课程导入通过提问方式引导学生思考:什么是引力?为什么物体之间会相互吸引?引入万有引力定律的概念,让学生了解本节课的学习目标。
1.2 教学目标让学生了解引力的概念和物体之间的相互吸引力。
引导学生理解万有引力定律的内容和表达式。
培养学生通过实验和观察来验证万有引力定律的能力。
第二章:引力的概念2.1 教学内容介绍引力的概念,解释物体之间的相互吸引力。
引导学生理解引力的作用和引力的方向。
2.2 教学方法通过提问方式引导学生思考:为什么物体之间会相互吸引?使用图示和实例来解释引力的概念和方向。
第三章:万有引力定律3.1 教学内容介绍万有引力定律的内容和表达式。
解释万有引力常数的概念和意义。
3.2 教学方法使用图示和实例来解释万有引力定律的内容和表达式。
引导学生通过数学计算来理解万有引力常数的概念。
第四章:验证万有引力定律4.1 教学内容介绍验证万有引力定律的实验方法。
引导学生观察和记录实验结果。
4.2 教学方法组织学生进行实验,观察和记录实验结果。
引导学生分析实验结果与万有引力定律的关系。
第五章:应用万有引力定律5.1 教学内容介绍万有引力定律在实际问题中的应用。
引导学生解决实际问题,如行星运动、卫星轨道等。
5.2 教学方法使用实例和问题来引导学生理解万有引力定律的应用。
组织学生进行小组讨论和解答问题,培养学生的实际应用能力。
第六章:地球引力与地表重力6.1 教学内容介绍地球引力的概念和地表重力的计算。
解释地球质量、地球半径和重力加速度对地表重力的影响。
6.2 教学方法使用图示和实例来解释地球引力的概念。
引导学生通过数学计算来理解地表重力的计算方法。
第七章:天体运动与万有引力7.1 教学内容介绍天体运动的基本概念和规律。
解释万有引力在天体运动中的作用和影响。
7.2 教学方法使用图示和实例来说明天体运动的基本规律。
引导学生理解万有引力对天体运动的影响。
第八章:卫星轨道与万有引力8.1 教学内容介绍卫星轨道的基本概念和类型。
由于我国航天事业取得举世瞩目的成就,万有引力与航天运动问题是近几年高考的重点,高考命题以选择题为主.本讲的主要内容是开普勒定律、万有引力定律,万有引力定律在天体运动中的应用是本讲重点,天体运动的最基本关系是万有引力提供天体运动的向心力.因此应使学生明确,稳定的天体运动一般可视为匀速圆周运动,向心力是由万有引力提供的,进而结合向心力的不同表达式,推导出已知量和所求量之间的关系.一、万有引力定律1.定律内容:宇宙间的一切物质都是互相吸引的,两个物体间的引力的大小,跟它们的__________成正比,跟它们的____________成反比.2.公 式:F =________(其中G =6.67×10-11 N·m 2/kg 2,叫做引力常量).3.适用条件:公式适用于质点间的相互作用. 当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时,物体可视为质点. 均匀的球体视为质点时,r 是两球心间的距离.4.与天体有关的估算问题在估算有关天体的一些物理量时应紧扣两个关键:(1)掌握公式:F 向=G Mm r 2=ma =m v 2r =mω2r =m ⎝⎛⎭⎫2πT 2r . (2)掌握模型:将天体或卫星的运动看成____________运动,其向心力由____________提供.二、天体运动的模型(以人造地球卫星为例)1.由G Mm R 2=m v 2R 得v =GM R ,所以,R 越大,v 越小.2.由G Mm R2=mω2R 得ω=GM R 3,所以,R 越大,ω越小. 3.由G Mm R 2=m 4π2T 2R 得T =4π2R 3GM ,所以,R 越大,T 越大.4.模型总结:(1)当卫星稳定运行时,轨道半径R 越大,v 越________,ω越________,T 越________,万有引力越________,向心加速度越________.(2)同一圆周轨道内正常运行的所有卫星的速度、角速度、周期、向心加速度均相等.(3)这一模型在分析卫星的轨道变换、卫星回收等问题中很有用.探究点一 关于万有引力的计算1.万有引力的适用条件:万有引力不仅存在于星球之间,宇宙中任意客观存在的有质量的物体之间都存在这种相互吸引力.万有引力定律公式适用于质点之间,也适用于均匀球体之间.2.万有引力的特点:两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力,它们大小相等,方向沿两物体的连线且相反,分别作用在两个物体上,其作用效果一般不同,分别体现在受力物体上.3.万有引力的一般应用:万有引力的一般应用问题主要涉及万有引力的基本计算、天体质量和密度的计算等.在这类问题的分析中应注意:(1)万有引力公式F =G m 1m 2r2中的r 应为两物体球心间距,如果某一物体内部存在球形空腔问题,则宜采取“割补法”分析;(2)万有引力提供向心力情景下的天体运动,根据万有引力定律和牛顿第二定律有Gm 1m 2r 2=m 1a ,且a =ω2r =v 2r =⎝⎛⎭⎫2πT 2r ;(3)根据万有引力等于重力,得GMm R2=mg ,GM =gR 2(黄金代换公式),利用黄金代换进行天体质量和天体重力加速度之间的代换. 例1 AD [解析] F 太阳F 月=M 太阳M 月·R 2月R 2太阳,代入数据可知,太阳的引力远大于月球的引力;由于月心到不同区域海水的距离不同,所以引力大小有差异.变式题 GMm (7d 2-8dR +2R 2)2d 2(2d -R )2[解析] 把整个球体对质点的引力看成是挖去的小球体和剩余部分对质点的引力之和.其中完整的均质球体对球外质点m 的引力F =G Mm d 2可以看成是挖去球穴后的剩余部分对质点的引力F 1与半径为R 2的小球对质点的引力F 2之和,即F =F 1+F 2. 因半径为R 2的小球质量为M ′=43π⎝⎛⎭⎫R 23·ρ=43π⎝⎛⎭⎫R 23·M 43πR 3=18M ,则F 2=GM ′m ⎝⎛⎭⎫d -R 22=GMm 8⎝⎛⎭⎫d -R 22 所以挖去球穴后的剩余部分对球外质点m 的引力F 1=F -F 2=GMm d 2-GMm 8d -R 22= GMm (7d 2-8dR +2R 2)2d 2(2d -R )2. 探究点二 中心天体质量及密度的计算计算天体的质量和密度是高考考查天体运动的重点内容,解决此类问题的关键就是明确中心天体对它的卫星(或行量)的引力就是卫星(或行星)绕中心天体做匀速圆周运动的向心力.G mM r 2=m 4π2T 2r ,由此可得:M =4π2r 3GT 2;ρ=M V =M 43πR 3=3πr 2GT 2R 3(R 为行星的半径). 由上式可知,只要用实验方法测出卫星做圆周运动的半径r 及运行周期T ,就可以算出天体的质量M .若知道行星的半径,则可得行星的密度.如果卫星接近天体表面绕中心天体做匀速圆周运动,则只需要测出卫星运动周期即可求得中心天体的平均密度.例2 BD [解析] 月球围绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,即G Mm r 2=m 4π2T 21r ,可求得地球的质量为M =4π2r 3GT 21,故A 错误;进而求得地球的密度为ρ=3πr 3GR 3T 21,故B 正确;地球表面及其附近的重力近似等于万有引力,结合相关公式可得g =4π2r 3T 21R 2,故C 错;对于地球表面附近的人造卫星,可知G Mm ′R 2=m ′4π2T 23R ,结合G Mm r 2=ma 可得a =4π2R 3T 23r 2,故D 正确. [点评] 万有引力定律在天文上的典型应用就是计算天体的质量、密度、半径,此时要紧扣两个关键:一是紧扣一个物理模型:就是将天体(或卫星)的运动看成是匀速圆周运动;二是紧扣一个物体做圆周运动的动力学特征,即天体(或卫星)的向心力由万有引力提供.变式题 (1)利用弹簧秤测量物体m 的重力F(2)R =FT 24π2m M =F 3T 416Gm 3π4[解析] (2)在月球近地表面有G Mm R 2=m ⎝⎛⎭⎫2πT 2R ,T =t N 在月球表面有G Mm R 2=F 故R =FT 24π2m ,M =F 3T 416Gm 3π4探究点三 天体表面的重力加速度天体表面及其某一高度处的重力加速度的求法:设天体表面的重力加速度为g ,天体半径为R ,则忽略天体自转时,mg =GMm R 2,g =GM R 2或GM =gR 2. 若物体距天体表面高度为h ,则重力mg ′=GMm (R +h )2,g ′=GM (R +h )2=R 2(R +h )2·g 例3 D [解析]在星球表面重力近似等于万有引力,即mg =G Mm R 2,可知直径缩小到原来的四分之一时,重力与重力加速度均变为原来的16倍,A 、B 错;根据G Mm R 2=m v 2R ,第一宇宙速度增大到原来的2倍,C 错,D 对. [点评] 星体表面的重力近似等于星体表面处的万有引力,即mg =G Mm R 2,gR 2=GM ,所以可以利用重力与万有引力相等来解决星体表面的加速度问题.变式题 D [解析] 本题考查万有引力定律的应用,中档题.由万有引力提供向心力得G Mm r 2=m 4π2r T 2,M =43πρr 3,代入数据,D 正确.。
万有引力定律教案一、教学目标1. 让学生了解万有引力的概念,知道万有引力定律的内容。
2. 让学生掌握万有引力定律的数学表达式,并能进行简单的计算。
3. 让学生了解万有引力定律在实际应用中的重要性。
二、教学内容1. 万有引力的概念:介绍万有引力是指宇宙中任何两个物体都存在的一种相互吸引的力。
2. 万有引力定律的发现:介绍牛顿发现万有引力定律的过程。
3. 万有引力定律的内容:介绍万有引力定律的数学表达式F=G(m1m2)/r^2,其中F 表示两个物体之间的引力,G 表示万有引力常数,m1 和m2 分别表示两个物体的质量,r 表示两个物体之间的距离。
4. 万有引力定律的应用:介绍万有引力定律在地球引力、天体运动等领域的应用。
三、教学重点与难点1. 教学重点:万有引力定律的概念、数学表达式及应用。
2. 教学难点:万有引力定律的数学表达式的理解和应用。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解万有引力定律的概念、数学表达式及应用。
2. 采用案例分析法,分析万有引力定律在实际应用中的重要性。
3. 采用互动提问法,激发学生的思考和兴趣。
五、教学过程1. 引入新课:通过提问方式引导学生回顾已学过的力的概念,引出万有引力的概念。
2. 讲解万有引力定律:讲解万有引力定律的发现、内容及其数学表达式。
3. 案例分析:分析万有引力定律在地球引力、天体运动等领域的应用。
4. 互动提问:提问学生关于万有引力定律的理解和应用,引导学生进行思考。
5. 课堂小结:总结本节课的重点内容,强调万有引力定律在科学研究和实际应用中的重要性。
6. 布置作业:布置一些有关万有引力定律的应用题,让学生巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问学生,了解学生对万有引力定律的理解程度。
2. 作业批改:检查学生作业中关于万有引力定律的应用题的解答情况。
3. 课堂讨论:组织学生进行小组讨论,分享彼此对万有引力定律的理解和应用。
七、教学延伸1. 介绍万有引力定律的进一步研究,如引力波的发现。
万有引力定律教学目标
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:
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?。