高中物理 6.3《万有引力定律 》教案 新人教版必修2

4 万有引力理论的成就

整体设计

卡文迪许在实验室测出了引力常量，表明了万有引力定律同样适用于地面上的任意两个物体，用实验方法进一步证明了万有引力定律的普适性.同时,引力常量的测出,使得包括计算星体质量在内的关于万有引力定律的计算成为可能,使得万有引力定律有了真正的实用价值.因此万有引力理论的成就是本章的重点.

万有引力定律在天文学上应用广泛,它与牛顿第二定律、圆周运动的知识相结合，可用来求解天体的质量和密度，分析天体的运动规律.万有引力定律与实际问题、现代科技相联系,可以用来发现新问题,开拓新领域.

把万有引力定律应用在天文学上的基本方法是:将天体的运动近似看作匀速圆周运动处理,运动天体所需要的向心力来自于天体间的万有引力.因此,处理本节问题时要注意把万有引力公式与匀速圆周运动的一系列向心力公式相结合,就可推导出适用于天体问题的公式,并且在应用这些公式时,一定要正确认识公式中各物理量的意义.具体应用时根据题目中所给的实际情况,选择适当公式进行分析和求解.

通过本节课的学习我们要掌握计算中心天体的质量的两种方法:一是利用中心天体表面物体所受的重力mg等于中心天体对物体的引力,即mg=2RMmG,由此解出M=GgR2;一是利用围绕中心天体运动的天体来求解,即rvmrGMm22=mω2r=rTm224来求解.天体的质量算出后,还可以利用ρ=VM来求天体的密度.

教学重点

运用万有引力定律计算天体的质量.

教学难点

在具体的天体运动中应用万有引力定律解决问题.

课时安排

1课时

三维目标

知识与技能

1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用.

2.会用万有引力定律计算天体的质量.

过程与方法

1.理解运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法,体会科学定律的意义.

2.了解万有引力定律在天文学上的重要应用,理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路方法.

【 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。同样，地球不仅吸引地⾯上和表⾯附近的物体，⽽且也可以吸引很远的物体(如⽉亮)，其引⼒也是随距离的增⼤⽽减弱。⽜顿进⼀步猜想，宇宙间任何物体间都存在吸引⼒，这些⼒具有相同的本质，遵循同样的⼒学规律，其⼤⼩都与两者间距离的平⽅成反⽐。

《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

1 / 7 《万有引力定律》教学设计

【教材分析】

1、从内容性质与地位来看，本节内容是对上一节教学内容的进一步外推，是下一节内容学习的基础；

2、是猜想、假设与验证相结合的教学内容；

3、是一种思维演绎与思维归纳相结合的推理知识建构结构，教科书的立意还在于物理理论必须接受实践的检验。

【学情分析】

1、高一学生已经学习了牛顿的三个定律、圆周运动的知识、开普勒三定律，已经积累了一定的知识。理论上已经具备了接受万有引力定律的能力。

2、 在上一节中，学生经历了太阳与行星间引力的探究过程，学生对天体运动的研究产生了极大的兴趣和求知欲。

【核心素养】

在《万有引力定律》建立过程的学习中，让学生掌握发现问题、提出问题、猜想假设与推理论证等科学的研究方法。 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。让学生体验科学探索的精神与方法， 理解科学理论必须受实践的检验，科学理论也是发展的。

【教学目标】

1、知道万有引力是存在于所有物体之间的吸引力，知道重物下落与天体运动之间的统一性；

2、知道万有引力定律的物理意义，知道万有引力定律的适用范围；

3、了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意；

4、了解科学发展的曲折性，培养学生具有“严谨、求实”的科学态度和百折不挠的科学精神。

【教学重点】

1、万有引力定律的建立过程；

2、对万有引力定律内容的理解及应用。

【教学难点】

1、统一“天上”的力与“人间”的力这一想法的产生； 2 / 7 2、进行逻辑清晰的“月--地检验”。

【教学设计思想】

在本节课教学，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：太阳与行星间的引力—猜想“天上”的力与“人间”的力是同一种力—月地检验—更推广—万有引力定律—卡文迪许测定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。