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1、精选优质文档-倾情为你奉上万有引力定律说课稿兴山一中 万义文一、 说教材教材分析万有引力定律，是高一物理必修2第六章第三节的内容。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。本章的编写主要按以下线索展开：1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；2牛顿在前人的研究的基础上发现了万有引力定律；3卡文迪许用实验较准确地测定了引力常量，使得万有引力定律有了更实际的应用；4利用万有引力定律及有关的知识讨论天体和人造卫星的运动情况。而本节通过叙述了伽利略等科学家不断的探索，牛顿在前人的基础上，由他超凡的数学能力及创造力发现万有引
2、力定律。把地面上的物体运动和天体运动统一起来，揭示了自然界中一种基本的相互作用规律。打破了人们认为天体运动神圣而不可了解的神秘感，为人类认识宇宙、发展航天事业奠定了基础。在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑，对人类文化的发展有巨大的影响。在认识到学生对学习新知识的迫切愿望、学生实际的知识与能力水平的现有状况；综合考虑了本节的内容与性质，确定了本课的教学目标：教学目标(一)知识与技能1、了解万有引力定律得出的思路和过程，知道重物下落和天体运动的统一性。2、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。3、知道万有引力定律公式的适用范围。4、理解万有引力常量的意义及测定方法
3、，了解卡文迪许实验室。(二)过程与方法1、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。2、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。(三)情感态度与价值观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，提高学生科学价值观。2、经过万有引力常量测定的学习，让学生体会科学的方法论和物理常量数量级的重要性二、说学生知识储备分析高一学生已经学习了牛顿的三个定律，了解了物体运动的条件，又学习了圆周运动的知识，知道做圆周运动的条件与规律，另外又学习了开普勒三定律，已经积累了一定的知识。理论上已
4、经具备了接受万有引力定律的能力。能力分析高一学生正处于从初中物理的定性分析到高中物理的定量讨论；从初中的形象思维到高中的抽象思维；从初中简单的逻辑思维到高中复杂的分析推理的转变过程中。从心理学的角度分析他们已经具备一定的观察力、记忆力、抽象概括力、想象力。但其创造能力还比较欠缺，对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱；在学习过程中对知识点的把握还不是很准确，数学的推理能力较弱；但学生对感性材料的认知能力较强，接受新知识的能力也很强；所以对学习本课内容学生的愿望是迫切的，积极性很高。三、说教学重点、难点本节课的重点就是牛顿的创造力的体现，从我们的学生情况分析，他们的创造能力还在发展中，（
5、从心理学的角度分析他们的一般能力已经具备，具有一定的观察力、记忆力、抽象概括力、想象力。但其创造能力还比较欠缺，对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱；）万有引力定律的发现正体现出牛顿的超凡的创造能力，为让同学们能够学会这种能力，经过认真考虑，我把本课的重点、难点制定如下：【重点 】1、强调人类对天体运动的认识过程，牛顿发现万有引力定律思路，培养学生的创造能力 2、理解万有引力定律的含义并能正确运用【难点 】 牛顿证明万有引力定律的思路四、说教学设计思想及过程【教学设计思想】 在本节课教学，将让学生继续经历上节课的万有引力定律“发现之旅”，为此使整个教学流程力图体现如下规律发现过程:进
6、一步猜想：“天上”的力与“人间”的力可能出于同一本源？月-地检验：这个大胆的想法要由事实检验。更大胆地猜想：是否任意两个物体之间都存在这样的引力？ 得到万有引力定律： （G为引力常量）。检验万有引力定律的普适性：卡文迪许测定万有引力常量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）、进一步猜想 教师活动学生活动 演示：将塑料制成且内部空心的苹果置于某位学生头顶不远处，静止释放。 诱思： 1.苹果为什么只砸向这位同学，而不是砸向其他同学呢？ 2.那么受到重力又是怎么产生的
7、呢？ 3.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？若是这样，物体离地面越远，其受到地球的引力就应该越小，比如我们爬到高山上时，察觉到我们受到重力减小了？为什么？ 4.这样的高度比起天体之间的距离来说，简直太小了。如果我们再往远处设想，物体延伸到月球那么远，物体将会怎么样运动？ 于是我们可以提出这样的猜想：太阳对行星的引力，地球对月球的力，地球对地面上物体的力，也许真是同一种力，遵循相同的规律？（观察苹果的运动，启发学生提出问题，并进行思考讨论） 1.由于重力方向竖直向下，苹果在其重力作用下，在这位同学头顶正上方可认为做竖直向下的自由落体运动。 2.由于地球对苹果的吸引力而产生的
8、。. 3.可能是同一种力。 没有明显减弱，可能因为还不够远。 4.可能这个物体会象月球那样绕着地球运动。 设计说明：通过苹果自由下落的物理情景，唤醒学生脑中当年由苹果落地而引起遐想进而发现万有引力定律的故事情景，从而启发学生设问，使牛顿的想法能够激发学生的兴趣与想像力。 （二）、月-地检验 教师活动学生活动假定上述猜想成立，月球和苹果的地位相当，则地球对月球的力与地球对苹果的力应该同样遵从“平方反比”律，即，那么月球轨道上的物体受到的引力比他在地面附近受到的引力要小. 创设情景： 在牛顿时代，重力加速度g、月-地的距离r、月球的公转周期T都能精确的测定，已知r=3.8108m,T=27.3天,
9、g=9.8m/s2，月球轨道半径即月-地的距离r为地球半径R的60倍，那么： 在月球轨道上的物体受到的引力F1是它在地面附近受到的引力F2的几分之一？ 物体在月球轨道上的加速度a（月球公转的向心加速度）是它在地面附近下落的加速度g重力加速度（重力加速度）的几分之一？ 可见：用数据说明上述设想的正确性，牛顿的设想经受了事实的检验，地球对月球的力，地球对地面物体的力真是同一种力。至此，平方反比律已经扩展到太阳与行星之间，地球与月球之间、地球对地面物体之间.（通过创设情景中数据，让学生进行定量计算） 设计说明：通过创设情景，引导学生定量计算，用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，增强学生的理性认识。 （
10、三）、万有引力定律 教师活动学生活动 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。那么我们可以更大胆设想：是否任何两个物体之间都存在这样的力？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. 提出问题，阅读教材： 1.什么是万有引力？并举出实例。 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。 3.万有引力定律的适用条件是什么？ 4.你认为万有引力定律的发现有何深远
11、意义？ 对万有引力定律的理解： A、普遍性：万有引力存在于任何两个物体之间，只不过一般物体的质量与星球相比太小了，他们之间的万有引力也非常小，完全可以忽略不计。 B、相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力。 C、特殊性：两个物体间的万有引力和物体所在的空间及其他物体存在无关。 D、适用性：只适用于两个质点间的引力，当物体之间的距离远大于物体本身时，物体可看成质点;当两物体是质量分布均匀的球体时，它们间的引力也可直接用公式计算，但式中的r是指两球心间的距离。 1.万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
12、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，跟它们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=6.6710-11Nm2/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：Nm2/kg2. 3.只适用于两个质点间的引力，当物体之间的距离远大于物体本身时，物体可看成质点;当两物体是质量分布均匀的球体时，它们间的引力也可直接用公式计算，但式中的r是指两球心间的距离。. 4.万有引力定律的发现有着重
13、要的物理意义：它对物理学、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起来；对科学文化发展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信心，人们有能力理解天地间的各种事物。 设计说明：启发学生更大胆的猜想，并在教师设问中，自主阅读教材，做到有的放矢，最后引导学生讨论总结回答问题，在增强学生的科学表达能力的同时，让学生体会：物理学许多重大理论的发现，不是简单的实验总结，它需要直觉和想象力、大胆的猜想和假设，再引入合理的模型，深刻的洞察力、严谨的数学处理和逻辑思想，常常是一个充满曲折和艰辛的过程。卡文迪许实验。根据预先求出的石英丝扭转力矩跟扭转
14、角度的关系，可以证明出扭转力矩，进而求得引力，确定引力恒量的值G=6.75410-11Nm2/kg2。 根据上述资料结合教材，思考问题： 1.试比较卡文迪许测定引力常量的值G和现代引力常量G。并尝试说明卡文迪许在测G值时巧妙在哪里？ 2.引力常量的测定有何实际意义？（观察动画，阅读课本，思考问题，学生代表发表见解） 1.用扭秤的方法卡文迪许测定引力恒量比较精确。该实验精巧之处：将不易观察的微小变化量，转化为容易观察的显著变化量，再根据显著变化量与微小量的关系，算出微小变化量。 2.卡文迪许在测定引力恒量G，表明万有引力定律适用于地面的任何两个物体，用实验方法进一步证明了万有引力定律的普适性；同
15、时使得包括计算星体质量在内的关于万有引力定律的定量计算成为可能。 设计说明：通过动画展示和教师讲解，在教师设问下，组织学生进行讨论和分析，使学生体会到卡文迪许扭称实验精巧的方法，同时锻炼学生的信息处理能力。 （五）、实践探究 教师与学生共同活动 活动： 叫两名学生上讲台做两个游戏：一个是两人靠拢后离开三次以上. 设问：既然自然界中任何两个物体间都有万有引力，那么在日常生活中，我们各自之间或人与物体之间，为什么都对这种作用没有任何感觉呢？ 创设情景： 1.请估算这两位同学，相距1m远时它们间的万有引力多大？（可设他们的质量为50kg） 2.已知地球的质量约为6.01024kg，地球半径为6.41
16、06m，请估算其中一位同学和地球之间的万有引力又是多大？ 3.已知地球表面的重力加速度，则其中这位同学所受重力位多少?并比较万有引力和重力？ 本题小结：由此可见通常物体间的万有引力极小，一般不易感觉到。而物体与天体间的万有引力（如人与地球）就不能忽略了。活动：两位同学靠拢后离开三次以上. 学生思考回答：万有引力太小。（六）板书设计新课导入：“天上”的力与“人间”的力可能出于同一本源？月-地检验：天体之间的引力与地面附近的物体所受地球引力是同性质的力。大胆猜想：是否任意两个物体之间都存在这样的引力？ 万有引力定律： （G为引力常量）。万有引力定律的普适性：卡文迪许测定万有引力常量G.练习书本课后
17、习题五、说预期效果：因为本课的叙述性（万有引力定律的发现史）、理论性较强（万有引力定律的推导），参与性、操作性较弱，四大教学目标的落实全覆盖，仅靠一节课让不同层次的同学在知识上、能力上、德育上的提高是有限的。老师在教学过程中，希望同学们在掌握万有引力定律的普适性过程中，将 “主动探索的情感，科学分析的态度，理性思考的方法，破疑解难的精神”得到传承才是最重要的。 不论何时，都要尽可能让思考与反省预见到突发的激情，这于审慎者可轻而易举做到。心烦意乱之时，首先要做的就是意识到这一点。先控制住自己的情绪，下决心不再使之加剧。有了这种高明的防范，就能很快终止怒气。要懂得制怒之法，且止息于当止之时：奔跑时停下来最难；狂怒时保持头脑清醒也一样难。过分激动，不论程度高低，都会影响理智。一旦对发怒有了这种警醒，就不会使你因怒气而失控，也不会使你损害良好的辨别力。谨慎地驾驭情绪，就能很好地控制它。你将是马背上第一个理智的人。智者最没有耐性，因为学识减少了他们的耐心。知识渊博的人很难被取悦。俄庀泰特斯告诉我们，生活最重要的准则在于懂得如何忍受一切。他认为这是智慧的一半真谛。容忍愚蠢需要极大的耐心。有时最令我们痛苦的人正是我们最依赖的人，这帮助我们战胜自我。耐心能带来无可估量的内心平静；而内心平静是世间的福祉。不懂得如何容忍他人的人如果还能忍受他自己的话，就应当独处。专心-专注-专业