万有引力教材分析
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万有引力定律教材分析一.整体分析“万有引力定律”是高中物理必修二第五章的内容。
这一章的知识内容与学生在必修一和必修二第四章的知识联系非常紧密。
既有运动学也有动力学。
特别是与第四章曲线运动中匀速圆周运动的知识联系紧密。
在曲线运动之后再学万有引力定律,这样的安排,使得知识的学习环环相扣,水到渠成。
万有引力定律的学习,对学生以后学习库仑力和带电粒子在磁场中的运动是一个基础。
二.章节分析1.知识地位:本章内容包括六小节,分别是行星的运动,太阳与行星间的引力,万有引力定律,万有引力的理论成就,宇宙航行,经典力学的局限性。
下面将对前面四节内容进行分析。
本章知识在整个高中物理知识中起到承上启下的作用,承上,是在学生学习了相互作用力,牛顿运动定律,曲线运动之后安排的;启下,为学生以后学习库仑力和带电粒子在磁场中的运动打下一定的基础。
在整个教材中所占比例较大,在高考中属于必考内容,就近几年的高考情况来看,这一部分内容一般以选择题的形式出现,主要考查学生的理解推理能力,所占分值为6分左右。
随着我国航天事业的飞速发展,这一部分内容成为热点知识,与现代科学技术的联系非常紧密,关于这一部分的科学素材也较多,如我国神州系列飞船的发射,北斗卫星的绕地球运行等。
通过了解学习这些素材更能使学生产生学习知识的浓厚兴趣,激发他们探索未知宇宙知识的热情,对学生以后的发展有一定的导向作用。
2.知识结构体系:这四节内容,按照万有引力定律的发现过程,以及万有引力定律的发现在人类自然科学中的地位和作用的顺序编排。
先讲开普勒三定律,再讲太阳与行星间的引力,接着讲万有引力定律,最后讲万有引力定律的理论成就,课程编排由浅入深,由知识的获得到知识的应用,逻辑条理分明,使得学生易于接受。
三.每小节分析第一节,行星的运动,先是讲到古代的“地心说”和“日心说”两种学说从这两种学说出发,并提出科学家“观测数据与这些学说之间的矛盾”,引发学生进行思考,并给出开普勒三定律的内容。
万有引力教材分析一、教学目标1.介绍万有引力定律得出结论的思路和过程.2.理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律.3.晓得任何物体间都存有着万有引力,且遵从相同的规律.二、教学重点1.万有引力定律的推论.2.万有引力定律的内容及表达公式.三、教学难点1.对万有引力定律的理解.2.并使学生能够把地面上的物体难以承受的重力与其他星球与地球之间存有的引力就是同性质的力联系出来.四、教学方法1.对万有引力定律的推理小说――使用分析推理小说、概括总结的方法.2.对疑难问题的处理――采用讲授法、例证法.五、教学步骤导入新课恳请同学们回忆起一下上节课的内容,提问如下问题:1.行星的运动规律是什么?2.开普勒第一定律、第三定律的内容?同学们回答完以后,老师评价、归纳总结.同学们提问得较好,行星拖太阳运转的轨道就是椭圆,太阳处于这个椭圆的一个焦点上,那么行星为什么必须这样运动?而且除了一定的规律?这类问题从17世纪就有人思索过,恳请写作课本,这个问题的答案在相同的时代存有相同的结论,可知,我们科学的研究必须经过一个相当短的繁重的过程.新课教学1.同学们写作回去以后,晓得至了牛顿时代的一些科学家,例如胡克、哈雷等,对这一问题的重新认识更入了一步,把地面上的运动和天体的运动统一出来了.事实上,行星运动的椭圆轨道距心率很吻合于1,我们把它理想化为一个圆形轨道,这样就精简了问题,不易我们在现有心智水平上来拒绝接受.根据圆周运动的条件可知行星必然受到一个太阳给的力.牛顿认为这是太阳对行星的引力,那么,太阳对行星的引力F应该为行星运动所受的向心力,即:再根据开普勒第三定律代入上式可得到:其中m为行星的质量,r为行星轨道半径,即为太阳与行星的距离.由上式可以得出结论:太阳对行星的引力跟行星的质量成正比,跟行星至太阳的距离的二次方成反比.即:F∝根据牛顿第三定律:太阳迎合行星的力与行星迎合太阳的力是同性质的相互作用力.既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比,那么行星对太阳也存有作用力,也应当与太阳的质量M成正比,即为:F∝用文字定义为:太阳与行星之间的引力,与它们质量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比.用公式表述:公式中的G就是一个常数,叫做万有引力常量.进而牛顿还研究了月地间的引力、许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律,于是他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.2.万有引力定律:(1)内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比.(2)公式:(3)疑问:在日常生活中,我们各自之间或人与物体间,为什么都对这种作用没有任何感觉呢?这是因为通常物体的质量与星球的质量较之太小了,它们之间的引力太小了,所以我们难于感觉到.之下一节课的卡文迪许的精致的扭秤实验将为我们检验.(4)各物理量的含义及单位r则表示两个具体内容物体距离很离时,物体可以视作质点.如果就是规则形状的光滑物体,r为它们的几何中心间的距离.单位为“米”.G为万有引力常量,G=6.67×10-11,单位为Nm2/kg2.这个引力常量的出现要比万有引力定律晚一百多年哪!是英国的物理学家卡文迪许测出来的,我们下节课就要学习.(5) 拓展思路牛顿想验证地面上的物体的重力与月地间、行星与太阳间的引力是同种性质的力,他做了著名的“月――地”检验,请同学们阅读课本第105页有关内容.然后归纳一下他的思路.オ①如果重力与星体间的引力是同种性质的力,都与距离的二次方成反比关系,那么月球绕地球做近似圆周运动的`向心加速度就应该是重力加速度的1/.牛顿排序了月球的contribution加速度,结果证明就是对的.②如果我们已知地球质量为5.89×kg.地球半径为6.37×106m.同学们试计算一下月球绕地球的向心加速度是多大?同学们通过排序检验,③为了验证地面上的重力与月球绕地球运转的向心力是同一性质的力,还提出一个理想实验:设想一个小月球非常接近地球,以至于几乎触及地球上最高的山顶,那么使这个小月球保持轨道运动的向心力当然就应该等于它在山顶处所受的重力.如果小月球突然停止做轨道运动,它就应该同山顶处的物体一样以相同速度下落.如果它所受的向心力不是重力,那么它就将在这两种力的共同作用下以更大的速度下落,这是与我们的经验不符的.所以,是同性质的力.(6)万有引力定律辨认出的关键意义万有引力定律的发现,对物理学、天文学的发展具有深远的影响.它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来.在科学文化发展上起到了积极的推动作用,解放了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立了极大的信心,人们有能力理解天地间的各种事物.六、稳固练(用投影片出具题目)1.要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4,下列办法不可采用的是�A.并使两物体的质量各增大一半,距离维持不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的1/4,距离不变C.并使两物体间的距离减为原来的2倍,质量维持不变D.距离和质量都减为原来的1/42.火星的半径就是地球半径的一半,火星的质量约为地球质量的1/9;那么地球表面50 kg的物体受地球的吸引力约就是火星表面同质量的物体受火星吸引力的倍.3.两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时,它们之间的万有引力为F.若两个半径为原来2倍的实心大铁球紧靠在一起,则它们之间的万有引力为�A.4F �B.2F �C.8F �D.16F参考答案:1.D2.2.253.D七、小结(用投影片出示内容)通过这文言的自学,我们介绍并晓得:1.得出万有引力定律的思路及方法.2.任何两个物体间存有着相互作用的引力的通常规律:即为其中G为万有引力常量,r为两物间的距离.八、板书设计第二节万有引力定律。
教学设计本节课在学习过太阳与行星间引力的基础上,探究地球与月球、地球与地面上物体之间的作用力是否与太阳和行星间引力性质相同,从而导出万有引力定律。
引力常量的测定不仅验证了万有引力的正确性,而且使得万有引力具有了真正的实用价值。
教学过程中的关键是对万有引力定律的推导过程深入体会,培养学生的科学品质;知道公式的适用条件,引力常量测定中的思想方法等。
物理学史的讲述不仅要达到了解历史的目的,还需借此使学生体会科学研究的长期性、连续性、坚巨性,升华学生的思想,提升学生素质。
【教学重点】万有引力推导的过程;万有引力公式的应用。
引力常量的有关知识。
【教学难点】万有引力推导的过程;万有引力公式的体会及应用多媒体课件【新课导入】上节课我们推导出了太阳与行星间的引力规律,即2r MmG F =。
知道了行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳。
那么大家想到过,是什么力使得地面的物体不能离开地球,总要落回地面呢?地球吸引物体的力与地球和太阳间的引力是同种性质的力吗?还有,月球能够绕地球运转,说明月球与地球之间也一定存在着相互作用力,这个拉住月球使它绕地球运转的力与地球对物体的引力是同一种力吗? 这节课我们就来深入研究这些问题。
【新课内容】(一)牛顿的思考1.展示太阳系行星绕太阳运行图片问题:在太阳系中,行星为什么都会绕太阳公转,而不会飞离太阳呢?牛顿的发现已经告诉我们:是太阳对行星的引力,才使行星能绕太阳公转而不会飞离。
并且太阳与行星间的引力,满足:2r m M F 行太∝2.展示月亮绕地球运行的flash 动画问题:月亮为什么也会绕地球公转,也不会飞离地球呢?对此,牛顿认为:是地球对月球的引力,使月球绕地球公转而不飞离地球。
3.展示地面上物体向地面下落的图片与动画问题:是什么力使得地面的物体不能离开地球总要落回地面呢? 对此,牛顿认为是地球对地面上物体的引力,才使物体下落。
4.牛顿的思考<1>地球和月球之间的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力呢?<2>地球表面的重力能否延伸到很远的地方,会不会作用到月球上?<3>拉住月球使它绕地球运动的力,与拉着苹果使它下落的力,以及众行星与太阳之间的作用力也许真的是同一种力,遵循相同的规律? 5.牛顿的猜想地球与有球间的引力可能是同一种性质的力,都遵从相同的规律。
《万有引力定律》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是《万有引力定律》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“万有引力定律”是高中物理必修 2 第六章“万有引力与航天”中的重要内容。
这一章节的知识在物理学的发展史上具有重要的地位,同时也对现代科学技术的发展产生了深远的影响。
本节课的内容是在学生已经学习了开普勒行星运动定律和圆周运动知识的基础上,进一步探讨天体运动的规律,揭示万有引力的本质。
通过对万有引力定律的学习,学生能够将之前所学的知识进行整合和深化,从而建立起更加完整的物理知识体系。
教材在编写上注重知识的逻辑顺序,通过对历史上科学家们的探索过程的介绍,引导学生逐步理解万有引力定律的建立过程,培养学生的科学思维和探究能力。
二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了圆周运动的相关知识,对于物体做圆周运动时所需的向心力有了一定的理解。
同时,通过对开普勒行星运动定律的学习,学生对天体运动的规律也有了初步的认识。
然而,学生对于万有引力的概念可能还比较模糊,对于万有引力定律的推导过程以及其在实际问题中的应用可能会存在一定的困难。
此外,学生的抽象思维能力和逻辑推理能力还有待进一步提高。
三、教学目标1、知识与技能目标(1)理解万有引力定律的内容和表达式。
(2)知道万有引力常量的大小和意义。
(3)能用万有引力定律计算简单的引力问题。
2、过程与方法目标(1)通过对万有引力定律推导过程的学习,培养学生的逻辑推理能力和科学思维方法。
(2)通过对万有引力定律应用的学习,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观目标(1)通过了解科学家们在探索万有引力定律过程中的艰辛和执着,培养学生的科学精神和探索精神。
(2)让学生体会到物理学的规律是普遍存在的,激发学生对物理学的兴趣和热爱。
四、教学重难点1、教学重点(1)万有引力定律的内容和表达式。
人教版高中物理必修第二册《万有引力定律》说课稿一、引言人教版高中物理必修第二册中的《万有引力定律》一章,是高中物理教学中的重要内容之一。
通过学习这一章,学生将了解到万有引力定律的基本原理和应用。
本说课稿将以以下几个方面展开讲解。
二、教材分析《万有引力定律》这一章是在高中物理必修第二册的第八章,共包含两个部分,分别是:1.引力的概念和基本性质2.万有引力定律在学习过程中,学生需要了解引力的基本概念、引力的产生原因以及万有引力定律等内容,帮助学生建立起对引力的认知。
三、教学目标本节课的教学目标如下:1.理解引力的概念,并能够解释引力的基本性质。
2.掌握万有引力定律的表达式和应用方法。
3.通过解题训练,培养学生分析和解决物理问题的能力。
四、教学重难点本节课的教学重点和难点如下:1.万有引力定律的推导和应用。
2.引力和力学平衡的关系。
五、教学准备在准备上课之前,我已经准备好了以下教学素材:1.教学PPT:用于系统讲解引力的概念和维度分析。
2.实验演示:通过实验演示让学生亲自感受引力的产生和作用。
3.教学录像:为了更好地展示引力定律的应用,我准备了一段相关的教学录像。
六、教学过程1. 导入引子通过展示一些脱离地球引力的现象,如宇航员在太空中漂浮的视频,引发学生对引力的思考,激发他们的学习兴趣。
2. 引导学生认识引力在导入之后,我将使用教学PPT向学生介绍引力的概念和基本性质。
通过多个实例,让学生理解引力的产生原因,并解释为什么地球上的物体会受到引力的作用。
3. 实验演示接下来,我将进行一项简单的实验演示,通过悬挂一根绳子和一个重物,让学生亲自感受引力的存在和作用。
通过实际操作,学生将更好地理解引力的概念和基本性质。
4. 万有引力定律的讲解在学生对引力有一定的认识之后,我将开始讲解万有引力定律的内容。
通过教学PPT的讲解,我会向学生介绍万有引力定律的发现和表达式,并通过具体案例讲解如何应用万有引力定律进行问题求解。
教材与教法万有引力定律的教材分析和教学策略赵!坚1!李志坚2(1.昆明市第十四中学,云南昆明!650106! 2.昆明市教育局教研室,云南昆明!6501061!教材分析本章作为圆周运动的一个应用实例,是对第五章!曲线运动所涉及的基本概念和规律在理解和应用上的进一步加深.从教材编写要求和体系看,全章讲述了万有引力定律的发现及其在天体运动中的应用,其中万有引力定律的发现、发展过程和该定律的具体运用是本章的重点.本章教材的编写按这样的线索展开:开普勒对行星运动学规律的描述为万有引力定律的发现奠定了基础∀牛顿在前人研究的基础上发现了万有引力定律∀卡文迪许用实验较准确地测定了引力常量G,使得万有引力定律有了更实际的应用∀利用万有引力及其有关的知识讨论天体和人造卫星的运动情况.教材这样的编写目的在于:#突出通过学习,使学生了解人们对天体运动认识的发展过程和牛顿发现万有引力定律的认识过程以及思考和研究问题的方法,以达到在学习知识的同时,培养学生分析问题的能力和初步了解科学研究的方法步骤;∃强调人类对天体运动的认识过程,万有引力定律的发现及其对人类认识的意义.本章内容学生常感到难理解,其原因在于本章所涉及描述天体做圆周运动的物理量间逻辑关系复杂,如向心力、万有引力、向心加速度、线速度、角速度、周期、轨道半径、机械能、动能、势能,这些概念间相互关系很抽象.由于新教材的部颁课时少,而按传统方式教学,本章往往要花费较多时间.很难按时完成教学进度;另外,新教材内容丰富,形式多样,如何体现出新教材的特色,也是值得思考的问题.2!教学策略从%教学大纲&的安排看,本章划分为三个单元:第一单元!第一节,学习开普勒关于行星运动描述的有关知识;第二单元!第二节和第三节,学习万有引力定律的知识;第三单元!第四节至第六节,学习万有引力定律在天体运动中的有关知识.根据单元划分,本章至少要用6课时,但课堂知识容量较小,不利于体现本章教材编写的思想和风格,为此,建议本章仍采用6课时,将本章内容整理成3个专题进行教学.2.1!专题1!万有引力定律的发现本专题包含了教材的前三节内容,有条件的学校可借助多媒体手段以学术讲座的形式进行,拟定2课时.教学中从地心说和日心说之争切入,以开普勒、牛顿和卡文迪许三人在天文学方面的杰出贡献为载体,介绍万有引力定律的发现过程.重点讲清牛顿发现万有引力定律所采用的提出假设演绎推理验证结谈兵,很少会有什么价值.例如,要研究在新课程视野下,物理教学评价体系的构建的问题,就要掌握教学评价的基本理论,学习多元智力理论,领会新课程倡导的教育评价主体多样化、评价方法多样化、以促进学生发展和教师成长的教育评价新理念,要从理论上分析传统教育的过于注重甄别与选拔为目的、以考试成绩为主要评价指标、手段单一的评价的弊端,这样才能有效地研究新课程教学评价的技术和方法,构建出量化评价和质性评价相结合的教育评价新体系.总之,教师应当在物理教育研究中把握好理论与实践的关系:首先,物理教师应努力学习物理教育的理论,并运用物理教育理论去诊断物理教育实践,去发现物理教育中存在的问题,并分析和判别出哪些是需要研究的问题.其次,对教育现实问题的研究,要以教育理论为指导,制定出研究的方案,并在实践中实施.另外,对教育研究得出的结论,不仅要接受正确教育理论的分析,更重要的是还要接受教育实践的检验.参考文献:1!朱铁成.物理教育研究.杭州:浙江大学出版社,2002,8.2!冯忠良.结构化与定向化教学心理学原理.北京:北京师范大学出版社,1999,47.3!唐尼凯利.教育的理论与实践引论.北京:科学出版社, 1995,152.4!编写组.教育科学研究方法基础.上海:上海教育出版社, 1991,43.(收稿日期:2002-10-14∋3∋第24卷第4期物!理!教!师Vol.24No.4 !2003年PHYSICS TEACHER(2003论的科学方法,并注意引导学生领会.另外,卡文迪许实验是历史上非常著名和重要的实验,应注意引导学生了解和体会前人是如何巧妙地将物体间非常微小的力通过放大显现和测量出来的思想;关于引力常量G 可简单向学生说明精确测量其值的重要意义.2.2!专题2!万有引力定律的应用本专题包含了教材中第四、五两节的内容,因此要在强化学生解题思路的展开上下狠功夫,拟定2课时.从万有引力定律在天文学上的应用到人造卫星、宇宙速度 ,只需着重讲清应用万有引力定律解题的基本思路即可.有关三个宇宙速度的理解、同步卫星概念等,不宜过早深入,课堂上只需联系实例,从定性角度作些说明.完成本章教学考试以后,学生对本章知识有了一定的理解掌握,采取探索性学习的方式,以习题为载体对三个宇宙速度、同步卫星等概念进行适当的补火 .实践表明,这样的做法效果较好.2.3!专题3!中国的航天本专题结合地理知识以教材的第六节作为拓展点,拟定2课时.介绍我国载人航天工程( 神舟一号、二号、三号飞船和发射的各种卫星(附录参考资料;介绍人类对宇宙的研究,大爆炸理论、黑洞等概念,从而激发学生的学习兴趣和对事物表示诧异的好奇心.可采取科普知识讲座的形式来进行,也可以组织让学生到图书馆查阅有关资料,开展研究性学习.3!附录:人造卫星的分类从1970年4月24日到2000年10月31日,我国发射了74个航天器,它们覆盖了地球所拥有的4种轨道.其中有国产的实验飞船1艘,国产的人造卫星47颗,外国制造的卫星26颗,现以47颗国产卫星为主,简要介绍一下它们的运行轨道.3.1!顺行轨道顺行轨道的特点是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于90(.在这种轨道上运行的卫星,绝大多数离地面较近,高度仅为数百千米,故又将其称为近地轨道.我国地处北半球,要把卫星送入这种轨道,运载火箭要朝东南方向发射,这样能够利用地球自西向东自转的部分速度,从而可以节约火箭的能量.我国用长征一号、风暴一号两种运载火箭发射的8颗科学技术试验卫星,用长征二号、二号丙、二号丁3种运载火箭发射的17颗返回式遥感卫星以及用长征二号F 运载火箭发射的神舟号试验飞船,都是用顺行轨道.通过长征三号甲运载火箭发射的1颗北斗导航试验卫星也是采用顺行轨道.3.2!逆行轨道逆行轨道的特征是轨道倾角大于90(.欲把卫星送入这种轨道运行,运载火箭需要朝西南方向发射.此时不仅无法利用地球自转的部分速度,而且还要付出额外能量克服地球自转.因此,除了太阳同步轨道外,一般都不利用这类轨道.在太阳同步轨道上运行的卫星,可在相同的时间和光照条件下观察卫星云层和地面目标.气象、资源、侦察等应用卫星大多采用这类轨道.我国用长征四号火箭发射的2颗风云一号气象卫星和2颗测量大气密度的地球卫星,用长征四号2火箭发射的1颗风云一号气象卫星、1颗中国和巴西合制的资源一号卫星、1颗中国资源二号卫星、1颗实践五号科学试验卫星,都采用这种轨道.3.3!赤道轨道赤道轨道的特点是轨道倾角为0(,卫星在赤道上空运行.这种轨道有无数条,但其中的一条地球静止轨道具有特殊的重要地位.由于卫星飞行速度随距地面的高度而变,轨道越高,速度越小,环绕周期越长.由计算可知,卫星在赤道上空35786k m 高的圆形轨道上由西向东运行1周的时间,恰好是23h 56min 4s,正与地球自转一周的时间相同,这条轨道就被称为地球静止轨道.因为卫星环绕周期等于地球自转周期,两者方向又一致,故相互之间保持相对静止.从地面上看,卫星犹如固定在赤道上空某一点,在静止轨道上均匀分布3颗通信卫星即可进行全球通信的科学设想早已变为现实.世界上主要的通信卫星都分布在这条轨道上.有的气象卫星、预警卫星也被送入静止轨道.我国用长征三号火箭先后发射了1颗试验卫星、5颗东方红二号系列通信卫星、2颗风云二号气象卫星、用长征三号甲火箭发射了1颗实践四号探测卫星、2颗东方红三号通信卫星、1颗中星22号通信卫星,这些卫星中有10颗进入静止轨道预定位置.发射这类卫星,星上要携带远地点发动机,运载火箭把卫星送入大椭圆同步转移轨道后,地面再发出指令,让星上远地点发动机点火,将卫星移入静止轨道.3.4!极地轨道轨道倾角为90(,轨道平面通过地球南北两极.在这种轨道上运行的卫星可以飞经地球上任何地区上空.我国虽未研制运行于此类轨道的卫星,但发射过此类轨道的卫星.长征二号丙改进型火箭以1箭双星的方式6次从太原起飞,把12颗美国铱星送入太空,就属于这种发射方式.(收稿日期:2002-11-05∋4∋Vol.24No.4物!理!教!师第24卷第4期!(2003P HYSICSTEACHER 2003年!。
《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、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。
【教学过程】 一 、新课引入 122m m Gr 设计说明:通过设置两个回忆性问题帮助学生回顾上节课所学的太阳与行星间引力规律,回顾万有引力定律“发现之旅”前半程,并引出本节课的课题及目的。
第3节 万有引力定律教学目标 知识与技能1、了解“月——地检验”的理论推导过程。
2、理解万有引力定律,会应用万有引力定律解决简单问题。
3、理解万有引力常量的意义及测定方法,了解卡文迪许实验。
过程与方法在万有引力定律建立过程学习中,学习发现问题、提出问题、猜想假设与推理论证的方法。
情感、态度与价值观通过万有引力定律发现过程的学习,让学生体会物理规律对人类认识世界的作用。
教学重点难点重点:月——地检验的推导过程。
难点:任何两个物体之间都存在万有引力。
教学设计 教学过程 复习与回顾:太阳与行星之间的作用力有什么规律?关系式怎样?问题导引——分析与猜想:思考1:月球绕地球做圆周运动的向心力是由什么力提供?思考2:地球和月球间的引力与太阳和行星的引力是同一种力吗?是否遵从同一规律呢?即:思考3:苹果落地是因为受到什么力的作用?思考4:苹果受到地球的引力与太阳和行星的引力是同一种力吗?是否遵从同一规律呢?即:牛顿的思考:(1)地球表面的重力是否能延伸到月亮轨道?(2)将物体水平抛出,速度越大,抛射越远,当速度大到一定值,物体会落向哪里? 牛顿的猜想:122F Gr m m =122F Gr m m =(1)苹果与月亮受到的引力可能是同一种力!(2)这种力大概和太阳与行星之间的力一样,可能都遵从与距离平方成反比的关系。
一、猜想的验证 :月--地检验在牛顿的时代,已经精确测定的物理量: 1、地球表面的重力加速度 g = 9.8m/s 22、月球与地球的距离为60倍地球半径,r = 60R ,r = 3.8×108m 3、月球绕地球的公转周期T 为27.3天【提出问题】思考讨论:根据是当时可以测量的数据,如何证明月亮受力与距离满足“平方反比”的关系?验证方法设计:设地球质量为M ,地面上物体苹果为m ,月球的质量为m 0,地球半径为R ,月球公转半径为r ,公转周期为T 。
(g = 9.8m/s 2,r = 60R ,r=3.8×108m T = 27.3天)假设牛顿猜想成立,有:K=g/a=?又知:g=9.8m/s 2a=代入数值直接求得K ’=g/a=? 比较K 和K ’的值,分析得出结论。