高中物理《万有引力定律》教案

高中物理《万有引力定律》教案

高中物理《万有引力定律》教案1

教学重点：

万有引力定律的应用

教学难点：

地球重力加速度问题

教学方法：

讨论法

教学用具：

计算机

教学过程：

一、地球重力加速度

问题一：在地球上是赤道的重力加速度大还是两极的加速度大？

这个问题让学生充分讨论：

1、有的学生认为：地球上的加速度是不变化的．

2、有的学生认为：两极的重力加速度大． 3、也有的的学生认为：赤道的重力加速度大．

出现以上问题是因为：学生可能没有考虑到地球是椭球形的，也有不记得公式的等．

教师板书并讲解：

在质量为、半径为的地球表面上，如果忽略地球自转的影响，质量为的物体的重力加速度，可以认为是由地球对它的万有引力产生的．由万有引力定律和牛顿第二定律有：

则该天体表面的重力加速度为：

由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径决定的．而又因为地球是椭球的赤道的半径大，两极的半径小，所以赤道上的重力加速度小，两极的重力加速度大．也可让学生发挥得：离地球表面的距离越大，重力加速度越小．

问题二：有1kg的物体在北京的重力大还是在上海的重力大？

这个问题有学生回答

问题三：

1、地球在作什么运动？人造地球卫星在作什么运动？

通过展示图片为学生建立清晰的图景．

2、作匀速圆周运动的向心力是谁提供的？ 回答：地球与卫星间的万有引力即由牛顿第二定律得：

3、由以上可求出什么？

①卫星绕地球的线速度：

②卫星绕地球的周期：

③卫星绕地球的角速度：

教师可带领学生分析上面的'公式得：

当轨道半径不变时，则卫星的周期不变、卫星的线速度不变、卫星的角速度也不变．

当卫星的角速度不变时，则卫星的轨道半径不变．

课堂练习：

1、假设火星和地球都是球体，火星的质量和地球质量．之比，火星的半径和地球半径之比，那么离火星表面高处的重力加速度和离地球表面高处的重力加速度．之比等于多少

解：因物体的重力来自万有引力，所以：

则该天体表面的重力加速度为：

所以： 2、若在相距甚远的两颗行星和的表面附近，各发射一颗卫星和，测得卫星绕行星的周期为，卫星绕行星的周期为，求这两颗行星密度之比是多大

解：设运动半径为，行星质量为，卫星质量为．

由万有引力定律得：

解得：

所以：

3、某星球的质量约为地球的的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高处平抛一物体，射程为60米，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为：

A、10米B、15米C、90米D、360米

解得：（A）

布置作业：

探究活动

组织学生收集资料，编写相关论文，可以参考下列题目：

1、月球有自转吗？

2、观察月亮

高中物理《万有引力定律》教案2

教学目标

知识目标

（1）通过演示实验认识加速度与质量和和合外力的定量关系；

（2）会用准确的文字叙述牛顿第二定律并掌握其数学表达式；

（3）通过加速度与质量和和合外力的定量关系，深刻理解力是产生加速度的原因这一规律；

（4）认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系，认识加速度与和外力间的瞬时对应关系；

（5）能初步运用运动学和牛顿第二定律的知识解决有关动力学问题。

能力目标

通过演示实验及数据处理，培养学生观察、分析、归纳总结的能力；通过实际问题的处理，培养良好的书面表达能力。

情感目标

培养认真的科学态度，严谨、有序的思维习惯。

教学建议 教材分析

1、通过演示实验，利用控制变量的方法研究力、质量和加速度三者间的关系：在质量不变的前题下，讨论力和加速度的关系；在力不变的前题下，讨论质量和加速度的关系。

2、利用实验结论总结出牛顿第二定律：规定了合适的力的单位后，牛顿第二定律的表达式从比例式变为等式。

3、进一步讨论牛顿第二定律的确切含义：公式中的表示的是物体所受的合外力，而不是其中某一个或某几个力；公式中的和均为矢量，且二者方向始终相同，所以牛顿第二定律具有矢量性；物体在某时刻的加速度由合外力决定，加速度将随着合外力的变化而变化，这就是牛顿第二定律的瞬时性

教法建议

1、要确保做好演示实验，在实验中要注意交代清楚两件事：只有在砝码质量远远小于小车质量的前题下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力（根据学生的实际情况决定是否证明）；实验中使用了替代法，即通过比较小车的位移来反映小车加速度的大小。

2、通过典型例题让学生理解牛顿第二定律的确切含义。

3、让学生利用学过的重力加速度和牛顿第二定律，让学生重新认识出中所给公式 教学设计示例

教学重点：牛顿第二定律

教学难点：对牛顿第二定律的理解

示例：

一、加速度、力和质量的关系

介绍研究方法（控制变量法）：先研究在质量不变的前题下，讨论力和加速度的关系；再研究在力不变的前题下，讨论质量和加速度的关系。介绍实验装置及实验条件的保证：在砝码质量远远小于小车质量的条件下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力。介绍数据处理方法（替代法）：根据公式可知，在相同时间内，物体产生加速度之比等于位移之比。

以上内容可根据学生情况，让学生充分参与讨论。本节书涉及到的演示实验也可利用气垫导轨和计算机，变为定量实验。

1、加速度和力的关系

做演示实验并得出结论：小车质量相同时，小车产生的加速度与作用在小车上的力成正比，即，且方向与方向相同。

2、加速度和质量的关系 做演示实验并得出结论：在相同的力F的作用下，小车产生的加速度与小车的质量成正比，即。

二、牛顿第二运动定律（加速度定律）

1、实验结论：物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比。加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同。即，或。

2、力的单位的规定：若规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N。则公式中的＝1。（这一点学生不易理解）

3、牛顿第二定律：

物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比。加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同。

数学表达式为：

4、对牛顿第二定律的理解：

（1）公式中的`是指物体所受的合外力。

举例：物体在水平拉力作用下在水平面上加速运动，使物体产生加速度的合外力是物体

所受4个力的合力，即拉力和摩擦力的合力。（在桌面上推粉笔盒） （2）矢量性：公式中的和均为矢量，且二者方向始终相同。由此在处理问题时，由合外力的方向可以确定加速度方向；反之，由加速度方向可以找到合外力的方向。

（3）瞬时性：物体在某时刻的加速度由合外力决定，加速度将随着合外力的变化而变化。

举例：静止物体启动时，速度为零，但合外力不为零，所以物体具有加速度。

汽车在平直马路上行驶，其加速度由牵引力和摩擦力的合力提供；当刹车时，牵引力突然消失，则汽车此时的加速度仅由摩擦力提供。可以看出前后两种情况合外力方向相反，对应车的加速度方向也相反。

（4）力和运动关系小结：

物体所受的合外力决定物体产生的加速度：

当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同——→物体做匀加速直线运动

当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反——→物体做匀减速直线运动

以上小结教师要带着学生进行，同时可以让学生考虑是否还有其它情况，应满足什么条件。

探究活动 题目：验证牛顿第二定律

组织：2－3人小组

方式：开放实验室，学生实验。

评价：锻炼学生的实验设计和操作能力。

高中物理《万有引力定律》教案3

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。两物体间的引力大小，跟它的质量的乘积成下比，跟它们间的距离平方成反比． 式中各物理量的含义及单位：F为两个物体间的引力，单位：N．m1、m2分别表示两个物体的质量，单位：kg，r为两个物体间的距离，单位：m。G为万有引力常量：G=6．67×10-11 N·m2/kg2，它在数值上等于质量是1Kg的物体相距米时的相互作用力，单位：N·m2/kg2．

3.万有引力定律的适用条件是什么？