高中物理万有引力定律教学设计

高中物理万有引力定律教学设计

高中物理万有引力定律教学设计

作为一名教职工，常常要根据教学需要编写教学设计，借助教学设计可以提高教学效率和教学质量。我们该怎么去写教学设计呢？以下是小编精心整理的高中物理万有引力定律教学设计，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

高中物理万有引力定律教学设计篇1

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。

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

教学工具：

展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人图片。

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？

解：由万有引力定律得：

代入数据得：

通过计算这个力太小，在许多问题的计算中可忽略。

例题2、已知地球质量大约是 ，地球半径为 km，地球表面的重力加速度 。

求：

（1）地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力？

（2）地球表面一质量为10kg物体受到的重力？

（3）比较万有引力和重力？

解：（1）由万有引力定律得：

代入数据得： （2）

（3）比较结果万有引力比重力大。原因是在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力。

（三）课堂练习：

教师请学生作课本中的练习，教师引导学生审题，并提示使用万有引力定律公式解题时，应注意因单位制不同， 值也不同，强调用国际单位制解题。请学生同时到前面，在黑板上分别作1、2、3题。其它学生在座位上逐题解答。此时教师巡回指导学生练习随时注意黑板上演算的情况。

（四）小结：

1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间（天体间、地面物体间、微观粒子间）。天体间万有引力很大，为什么？留学生去想（它是支配天体运动的原因）。地面物体间，微观粒子间：万有引力很小，为什么？它不足以影响物体的运动，故常常可忽略不计。

2、应用万有引力定律公式解题， 值选 ，式中所涉其它各量必须取国际单位制。

（五）布置作业（3分钟）：教师可根据学生的情况布置作业。

探究活动

组织学生编写相关小论文，通过对资料的收集，了解万有引力定律的发现过程，了解科学家们对知识的探究精神，下面就是相关的题目。

1、万有引力定律发现的历史过程。

2、第谷在发现万有引力定律上的贡献。

高中物理万有引力定律教学设计篇2

【教材分析】

万有引力定律这一节是本章的重点，是对前两节课内容的延伸，也是下节课教学内容的基础。教材在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，通过月—地检验让学生体会万有引力定律的推导过程，亲自证实了天上的力和地上的力遵守相同的规律——万有引力定律。 通过对万有引力定律内容的分析学习，让学生知道万有引力定律的性质和适用条件，重点学会用定律解决相关题型。为下一节打好坚实的基础。

【学情分析】

学生已经学习了与本节内容相关的知识。如牛顿运动定律、圆周运动、开普勒三定律等，理论上已经具备了接受万有引力定律的能力。同时，近几年我国在航天事业上成就突飞猛进，这对学生学习关与宇宙、航天、卫星等相关知识有极大的促进作用。

通过上一节课的探究学习， 学生已经知道了太阳与行星间引力的规律，为本节课打下了基础，同时激发了学生对天体运动知识的学习兴趣，挑起了学生的求知欲望。

【教学目标】

一、知识与技能

1、知道万有引力定律得出的思路和过程，通过月—地检验证明了天上行星之间的引力和地球上物体的重力是同种性质的力。

2、能准确理解万有引力定律并会用万有引力定律公式解决相关问题。

3、了解卡文迪许通过扭称测出了引力常量并明白万有引力常量的意义。

二、过程与方法

1、通过万有引力定律的学习，使学生体会在科学规律发现过程猜想与求证的重要性。

2、通过学习卡文迪许的扭称原理，渗透科学发现与科学实验的方法论教育。

三、情感态度与价值观

1、通过学习牛顿发现万有引力定律的思考过程及证明过程，说明科学研究的长期性，连续性及艰巨性，培养学生持之以恒的精神。同时感受物理严谨有趣的逻辑思维。

2、通过对万有引力定律的学习，感悟自然界的统一、和谐之美。

【教学重点】 1、月—地检验的推导过程。

2、万有引力定律的内容及表达式。

【教学难点】

1、月—地检验的理论推导和检验过程。

2、万有引力定律的应用。

【设计思想】

通过本节课学习，将让学生继续进行“发现之旅”———追寻牛顿的足迹。为此整个教学流程如下：通过回忆行星与太阳间的引力规律对比苹果落地引起猜想———或许这是同一性质的力。再通过教师引导，学生亲自计算通过月—地检验得出结论：行星与太阳间引力和物体重力是同一种性质的力。然后通过合理的、更大胆的猜想总结出万有引力定律。最后通过学习卡文迪许的扭称实验测定引力常量G理解该常量的重大物理意义。

通过苹果落地引起猜想——月—地检验理论推导——卡文迪许的扭称实验检验过程，让学生在学习物理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。同时通过实验对万有引力定律的验证，强调物理实验在学习过程中的重要性。

【教学过程】

新课引入

教师手拿一枚苹果提问：“看到这枚苹果想到了什么？”

学生各抒己见：香、甜、苹果手机等。

教师总结：是的，我和大家的想法是一样的。苹果是水果届之王，不仅在通讯领域地位显赫，在物理学上也有很重要的地位。科学巨人牛顿在他的后花园与一枚苹果的对话揭示了一条伟大的定律。万有引力定律。这条定律是如何总结出？本节课我们一起学习。

首先我们先了解一下本节课标的要求。

①知道地面上物体所受重力与天体间的引力是同一性质的力。

② 理解万有引力定律的含义，会用万有引力定律解决有关实际问题。 ③了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。

带着课标对我们的要求，开始这节课内容的学习。

通过上一节的学习，我们已经知道了太阳与行星间的引力规律，提问：规律是什么？

学生集体答：太阳与行星间的引力与它们质量的乘积成正比，与他们距离的二次方成反比即 F=GMmr2。

这一节我们将继续追寻牛顿的足迹“发现”万有引力定律。

教授新课

一．月—地检验

播放动画，提出问题：

牛顿运用它超凡的数学能力证明了行星与太阳之间的引力关系，那么是什么力使得苹果不能离开地球而总是落回地面呢？地球吸引苹果的力和地球吸引月球的力会不会是同一种力呢？

学生活动一：学生阅读课文39页小组讨论如何从理论上证明地球吸引月球的力与地球吸引苹果的力是同一种性质的力？（已知r月=60R地）

小组讨论，汇报成果：（理论证明）

观点一 假如这两个力是同一种性质的力，那么都应满足太阳与行星间引力关系式 F=GMmr2。为了避免物体质量对力大小的影响，我们可以将同一个苹果放到月球轨道上来 替代月球。这样只需求出两个引力的大小，再比较F月F地=13600即可。

观点二 由 F=GMmr2 结合牛顿第二定律 F=ma=GMmr2 知在计算过程中可以将月球和苹果的质量约掉，只需求出它们的加速度

a=GMr2 。然后比较两个加速度的大小a月a地=13600即可证明它们是同一种性质的力。

教师小结：加速度之比与轨道半径成反比，只需要证明a月a地=R2r2=13600即可证明地球吸引苹果的力与地球吸引月球的力是同种性质的力

在牛顿时代，已经能测出月球到地球的距离， 月球公转周期27.3天，还有地球上物体的加速度即重力加速度g=9.8m/s2同学们能否根