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1、精选优质文档-倾情为你奉上万有引力定律教材依据新课标人教版高中物理必修二第七章第三节教学流程图教学目标一、知识与技能目标（）理解万有引力定律的推导思路和过程。（）理解并掌握万有引力定律。（）知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。二、过程与方法目标（）认识科学研究活动中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性，培养学生的推理能力、概括能力和归纳总结能力；（）结合 “月地检验”通过思维程序 “提出问题猜想与假设理论分析实验观测 验证结论”培养学生探究思维能力。三、情感态度与价值观目标（）学习科学家们谦逊美德，使学生学习中互相协作、互相借鉴，培养团队精神。（）认识天文观测、分析推理
2、、归纳总结等科学意识和方法的重要性，培养学生尊重客观事实并透过现象看本质的认识观。（）学习科学家们坚持不懈、勇往直前和一丝不苛的工作精神，培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质；教学重点万有引力定律的推导思路和过程。万有引力定律的内容及表达公式。教学难点对万有引力定律的理解；对万有引力的理解：任意物体间都有万有引力作用。计算万有引力时物体间距离的含义。教学媒体与环境（）电脑、投影仪、屏幕、视频展示台；（）、自制多媒体积件：行星绕太阳的运动动画、苹果落地的受力动画、地球引力作用于运动着的月球的受力动画等等。教学方法启发诱思，分析推理、猜想假设、事实验证、归纳总结等方法。教学过程一、复习提问，
3、导入新课教师：我们上节课学习了两个问题：其一是追寻牛顿的足迹学习了行星运动的动力学问题，找到了太阳与行星间引力的规律，谁能回答一下其具体内容呢？学生：（ 引导学生复习上节课内容）教师：同学们掌握得很好。根据其间引力的作用规律，完全可以解释行星的运动了。正是由于行星受到了太阳对它的引力作用，行星才不会飞离太阳，而是按开普勒发现的三个规律绕太阳运动。教师：我们上节课学习的另一个问题是：太阳与行星间的引力规律是否适用于卫星绕行星的运动。思考该问题的探究思维程序如何呢？学生：提出问题猜想与假设理论分析实验观测验证结论（引导学生复习上节课内容 “说一说”和相应的探究思维程序，有助于提出 “天体间引力规律
4、的普遍性”的新问题从而导入新课。）教师：那么，你们是否想过天体间引力规律是否具有普遍性呢？也就是说，地面物体与地球间的相互作用力也有同样的 “平方反比关系”的规律呢？下面请同学们阅读第三节开头的三个自然段，找一下牛顿当年是怎么思考这个问题的。（ 出示阅读提纲，引导学生按要求阅读理解。）二、新课教学1.天体间引力规律的普遍性科学推理，萌发猜想教师：（投影或多媒体出示如下问题，然后再逐步显示答案。板书如下：）阅读提纲 学生阅读活动或师生共同回答 行星为什么没有飞离太阳？ 其动力学原因是：太阳对行星的引力作用。 地面物体为什么不能离开地球而总是落回地面呢？ 因为地面物体受到地球对它的重力作用。 地球
5、与太阳间的引力和地球吸引苹果的力是不是一种力呢？ 猜想一：地球与太阳间的引力和地球吸引苹果的力是一种力。 最高的山顶上或建筑物上重力有明显减弱吗？ 客观表明：物体在地面和高山上所受的重力大小没多大区别。 拉住月球的力和地面物体的重力性质一样吗？ 猜想二：地球对周围物体的重力作用应该会延伸到很远的地方，拉位月球的力和地面物体的重力性质一样。 树上掉下的苹果砸着牛顿，使牛顿突发奇想而发现了万有引力。你同意这种看法吗？ 不同意。机遇偏爱有准备的头脑。“当牛顿思考月亮绕地球运行的原因时，苹果偶然落地引起了他的遐想”的说法应该有点道理。 教师：根据以上分析，我们是否可以推测：拉住月球使它围绕地球运动的力
6、，与拉着苹果下落的力，以及地球、众行星与太阳之间的作用力是同一种力，遵循相同的规律？也就说我们上节课所学习的天体间引力的规律是否具有普遍性呢？学生：可以，但这个想法的正确性要由事实来检验。教师：很好，科学离不开事实。牛顿为了验证这个想法的正确性，做了著名的 “月地检验”。请同学们阅读教材第页中间的几个自然段，然后回答检验的思路。2.月地间引力与地球吸引物体的力相同月地检验，验证猜想（引导学生阅读教材，再理解月地检验的思路。如下板书按思路逐步显示。）教师：根据以上分析，我们可以得出什么样的结论呢？学生：地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种力。教师：牛顿并没有就此止步。我们也应该想到
7、，能否进一步推广呢？也就说任意物体间的都有平方反比关系的吸引力。3.任意物体间的吸引都有平方反比的关系解放思想，大胆推广教师：假设任意物体间都有平方反比关系的吸引力作用，为什么我们没有感觉到大楼、大石头之类的物体吸引我们呢？学生：因为身边物体的质量比天体的质量小得多，我们不能觉察罢了。教师：这个假设果真正确的话，我们可以大胆地把以上结论推广到宇宙中的一切物体之间。牛顿就这样地将之推广了，具有划时代意义的万有引力定律问世了。4.万有引力定律行星的椭圆运动与物体间距离问题的解决（按学习物理规律的常规方法进行。可引导学生分析或说出各项内容。板书如下：）（）内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的
8、大小与两个物体的质量和的乘积成正比，与它们之间的距离的二次方成反比。（）公式：（）单位：质量，距离， 力。（）比例系数：叫做引力常量，普遍适用。（）距离的确定：牛顿应用他发明的微积分得知可视为质点的物体，则为质点间的距离。对均质球体则是两个球心间的距离。（）意义：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了；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。对于可以看做质点的物体，当然就是这两个点的距离。如果是地球、月球等球体，牛顿应用微积分的方法得知，这个距离应该是球心间的
9、距离。同样还用微积分的方法，牛顿证明万有引力定律也适用于行星的椭圆运动。万有引力定律清楚地向人们提示，复杂运动的后面隐藏着简洁的科学规律；它明确地向人们宣告，天上和地下都遵循着完全相同的科学法则。5.扭称装置巧改造，引力常量被测出天才发明与天才借鉴教师：万有引力定律这一科学史上最伟大的定律，于年发表在牛顿的传世之作自然哲学的数学原理中。但在当时，牛顿无法确定其中的引力常量，万有引力定律的正确性仍然值得怀疑。请同学们阅读教材第页的最后两段，找一下是谁、在什么时间、什么地点测出了引力常量。牛顿 (16431727) 1687年 万有引力定律 自然哲学的数学原理 时差：100多年卡文迪许(17311
10、810) 1789年在实验室中用扭秤装置 测出引力常量 推荐标准值：推荐使用值：（按如上方式板书或投影于屏幕上。其中，可适当提及世纪八十年代，库仑为定量研究电荷间的相互作用力而发明了扭秤装置，实现了对微小量的巧妙测量；卡文迪许则是巧妙地利用和改进了扭秤装置。难怪有人形象地称他们是“天才的发明和天才的借鉴”，我们在学习中互相协作、互相借鉴也是具有重要意义的。）6.巩固练习 （）火星的半径是地球半径的一半，火星的质量约为地球质量的；那么地球表面的物体受到地球的吸引力约是火星表面同质量的物体受到火星吸引力的倍_。（）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。若两个半径为原来倍的实心
11、大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为参考答案：.四、课堂小结教师：今天，我们从太阳与行星间引力的作用出发，根据类比事实将“平方反比关系”的作用力进行猜想和假设、检验和推广，即：根据行星总是绕太阳运动而未离开太阳类比物体总是落回地面而不能离开地球的事实，猜想太阳吸引行星的力和地球吸引周围物体的力是同一种力；两事实类比一 猜想假设之一 根据地球上很高的地方与地面相比重力没有明显减弱的事实猜想地球吸引物体的力必定延伸到很远的地方，进而猜想地球吸引物体的力和吸引月球做圆周运动的力是同一种力。 两事实类比二 猜想假设之二 猜想以上作用力都应该遵从同样的“平方反比关系”的规律，并认识了著名的“月-地检
12、验”。 归 纳 猜? 想 ?检 验 假 设 根据以上猜想及对猜想的检验，进行了一次大胆的推广：任意物体间都有相互吸引的“平方反比关系”的作用力，因而得出了万有引力定律。 可见，科学研究活动中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性，在科学方法上它是本节课的重点，也是难点。最后，我们按学习物理规律的常规方法学习了万有引力定律，其推导思路和方法以及内容和表达公式是本节课的重点；对万有引力及其规律、物体间距离的理解是本节课的难点；（教师通过投影到大屏幕上的结构式板书，总结出本节课的内容、方法。）五、布置作业问题与练习（）思考题：（）某星球的质量约为地球的倍，半径约为地球的一半，若从地球上高处平
13、抛一物体，射程为米，则在该星球上，从同样高度，以同样的初速度平抛同一物体，射程应为多少？（）已知地球的半径为，自转角速度为，地球的表面的重力加速度为，在赤道上空相对地球静止的同步卫星离开地面的高度是多少？参考答案：（）米（）教学设计说明“万有引力定律”是高一物理曲线运动动力学万有引力与航天一章中的重要内容，而新课程理念下实验教科书安排先认识太阳与行星间引力规律再学习万有引力定律是有其道理的，这既符合历史事实，更主要的是为了培养学生的探究思维能力和逻辑分析能力。在设计本教案时，充分考虑这一新要求设计了如下的教学程序：首先，从太阳与行星间引力的作用出发，根据类比事实将“平方反比关系”的作用力进行猜
14、想和假设、检验和推广，引导学生认识科学研究活动中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性，在科学方法上它是本节课的重点，也是难点。然后，结合“月地检验”培养学生“提出问题猜想与假设理论分析实验观测 验证结论”的探究思维意识和能力。其次，我们按学习物理规律的常规方法学习了万有引力定律，对其理解以及其内容和表达公式是本节课的重点；对万有引力及其规律、物体间距离的理解是本节课的难点。最后，认识引力常量的测量与发现万有引力定律的时间差，引导学生认识普通常见物体间的万有引力太小而不易测量是造成多年时间差的主要原因；认识学习中互相协作、互相借鉴的重要意义，培养其团队精神。素质能力训练关于万有引力定律
15、的正确说法是（）要天体间万有引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离成反比任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离平方成反比万有引力与质量、距离和万有引力恒量都成正比万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用地球的质量为.，月球的质量是.。月球表面到地球的距离是.。月球的半径为，则月球表面上质量为的人，受到地球的引力为_，受到月球的引力为_。下列说法正确的是（）万有引力定律是卡文迪许发现的中的是一个比例常数，是没有单位的万有引力定律只是严格适用于两个质点之间两物体引力的大小与质量成正比，与此两物间距离平方成反比地球对月球有相当大的万有引力，而且
16、月球对地球也有万有引力，为什么它们不靠在一起，其原因是（）不仅地球对月球有万有引力，而且月球对地球也有万有引力，这两个力大小相等方向相反，互相平衡地球对月球的引力还不够大不仅地球对月球有万有引力，而且太阳系里其他星球对月球也有万有引力，这些力的合力为零万有引力不断改变月球的运动方向，使得月球绕地球运行如图所示，两球的半径分别为和，且远小于，而球质量均匀分布，大小分别为和 ，则两球间的万有引力大小为（） 行星绕太阳做圆周运动的向心力都是由_提供的。太阳质量约为月球质量的.倍，太阳离地球的距离约为月球离地球距离的.倍，试比较太阳和月球对地球的引力。参考答案：.；.太阳对行星的万有引力太阳对地球的引
17、力为月球对地球引力的.倍不论何时，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