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1、万有引力定律万有引力定律第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天说课人：洪新强万有引力定律万有引力定律教学方法教学目标教材分析学生分析教学重点难点教学过程说课内容内容万有引力定律万有引力定律、教材分析教材分析 万有引力定律的发现是人类第一次揭示自然界中一种基本相互万有引力定律的发现是人类第一次揭示自然界中一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑，对人类作用的规律，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。从内容上来说，本节是对上一节教学内文化的发展有巨大的影响。从内容上来说，本节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，在本章中
2、具有承上启容的进一步外推，是下一节内容学习的基础，在本章中具有承上启下的作用。下的作用。本节课主要讲述了万有引力定律的发现过程和牛顿凭借他超凡本节课主要讲述了万有引力定律的发现过程和牛顿凭借他超凡的数学能力证明万有引力的思路与方法，是猜想、假设与验证相结的数学能力证明万有引力的思路与方法，是猜想、假设与验证相结合的内容合的内容万有引力定律万有引力定律、学情分析学情分析 从知识结构来看，在学习万有引力定律前，学生已经对力、重从知识结构来看，在学习万有引力定律前，学生已经对力、重力、向心力、太阳对行星的引力、加速度、重力加速度、向心加速力、向心力、太阳对行星的引力、加速度、重力加速度、向心加速度等
3、概念有了较好的理解，并且掌握自由落体运动和圆周运动等运度等概念有了较好的理解，并且掌握自由落体运动和圆周运动等运动规律，能熟练运动牛顿运动定律解决动力学问题。已经完全具备动规律，能熟练运动牛顿运动定律解决动力学问题。已经完全具备深入探究和学习万有引力定律的起点能力。深入探究和学习万有引力定律的起点能力。从知识建构的历史进程来看，在上一节中学生经历了太阳与行从知识建构的历史进程来看，在上一节中学生经历了太阳与行星间引力的探究过程，从中向学生渗透了发现问题、提出问题、猜星间引力的探究过程，从中向学生渗透了发现问题、提出问题、猜想假设、推理论证等方法思想。学生已经想假设、推理论证等方法思想。学生已经
4、具备了基本的探究能力，具备了基本的探究能力，但利用已有知识创造新的知识规律的能力较弱。但利用已有知识创造新的知识规律的能力较弱。万有引力定律万有引力定律知识与技能知识与技能、教学目标教学目标1 1、了解万有引力定律得出的过程和思路，知道地面、了解万有引力定律得出的过程和思路，知道地面 上物体所受上物体所受重力与天体间的引力是同一性质的力；重力与天体间的引力是同一性质的力；2 2、理解万有引力定律的含义及公式的适用范围；知道公式中、理解万有引力定律的含义及公式的适用范围；知道公式中r r的的物理意义；物理意义；3 3、理解万有引力常量的意义及测定方法，了解卡文迪许扭秤实验。、理解万有引力常量的意
5、义及测定方法，了解卡文迪许扭秤实验。万有引力定律万有引力定律1 1、推导万有引力公式，体会地面上物体所受重力与天体间引力是、推导万有引力公式，体会地面上物体所受重力与天体间引力是同一性质的力。同一性质的力。2 2、查阅相关资料，自创情景亲自推导进行、查阅相关资料，自创情景亲自推导进行“月月-地地”检测。检测。过程与方法过程与方法情感态度与价值观情感态度与价值观1 1、让学生在这种充满大胆的猜想、巧妙的验证中体验科学探索的、让学生在这种充满大胆的猜想、巧妙的验证中体验科学探索的精神与方法。精神与方法。2 2、事物的偶然性与必然性的辩证关系。、事物的偶然性与必然性的辩证关系。3 3、科学理论必须受
6、实践的检验，科学理论也是发展的。、科学理论必须受实践的检验，科学理论也是发展的。万有引力定律万有引力定律1 1、万有引力的建立过程；、万有引力的建立过程；2 2、对万有引力内容的理解及应用、对万有引力内容的理解及应用1 1、“天上天上”的力与的力与“人间人间”的力可能出于同一本源这一想法的产的力可能出于同一本源这一想法的产生生2 2、创设情景进行、创设情景进行”月月-地地”检测。检测。、教学重、难点及突破教学重、难点及突破教学重点教学重点教学难点教学难点万有引力定律万有引力定律2 2、通过课堂活动，用问题引领学生在物理情景中主动参、通过课堂活动，用问题引领学生在物理情景中主动参与构建知识的过程
7、。与构建知识的过程。1 1、用牛顿的敏锐的物理思维引领学生思考。、用牛顿的敏锐的物理思维引领学生思考。重、难点突破重、难点突破万有引力定律万有引力定律l通过问题回顾并引发通过问题回顾并引发进一步猜想进一步猜想；l创设情景，引导学生进行创设情景，引导学生进行“月月地检验地检验”；l解放思想，解放思想，更大胆的猜想得到万有引力定律更大胆的猜想得到万有引力定律；l自主学习，自主学习，对定律深入解读；对定律深入解读；l学习学习引力常量测定引力常量测定。、教学方法万有引力定律万有引力定律、教学方法1 1、对万有引力定律的推理、对万有引力定律的推理采用分析推理、归纳总结的方法。采用分析推理、归纳总结的方法
8、。2 2、对疑难问题的处理、对疑难问题的处理采用讲授法、例证法。采用讲授法、例证法。本节课先介绍万有引力定律发现的思路，然后运用科学推理得出万本节课先介绍万有引力定律发现的思路，然后运用科学推理得出万有引力定律，重在逻辑思维和渗透物理学的研究方法。因此，根据有引力定律，重在逻辑思维和渗透物理学的研究方法。因此，根据教材编排的意图和教材内容的特点，结合高一学生的知识基础和认教材编排的意图和教材内容的特点，结合高一学生的知识基础和认识能力，我采用识能力，我采用“阅读启发阅读启发”式教学法。教学中运用设问、提问、式教学法。教学中运用设问、提问、多媒体教学等综合手段，体现教师在教学中的主导地位。多媒体
9、教学等综合手段，体现教师在教学中的主导地位。万有引力定律万有引力定律问题1.1.行星行星为为什么能什么能够绕够绕太阳太阳运运转转而不会而不会飞飞离太阳？离太阳？问题2.2.行星与太阳行星与太阳间间的引力与的引力与什么因素有关？什么因素有关？问题3.3.可以根据哪些已知可以根据哪些已知规规律律推推导导出推出太阳与行星出推出太阳与行星间间的引力遵从的是什么的引力遵从的是什么样样的的规规律？律？问题回顾，引发问题回顾，引发猜想猜想设计意意图：通通过设置三个回置三个回忆性性问题帮助学生回帮助学生回顾上上节课所学的太阳与行星所学的太阳与行星间引引力力规律，回律，回顾万有引力万有引力定律定律“发现之旅之旅
10、”前半前半程。程。、教学过程又是什么力使得地面的物体不能离开地球又是什么力使得地面的物体不能离开地球总要落回地面呢？要落回地面呢？万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律创设情境，再现历史创设情境，再现历史（再现牛顿当时的思考情景）（再现牛顿当时的思考情景）万有引力定律万有引力定律预设问题预设问题：苹果为什么只落向这位同学，而不是落向其他同学苹果为什么只落向这位同学，而不是落向其他同学呢呢？苹果受到重力又是怎么产生的呢？是由于地球对苹苹果受到重力又是怎么产生的呢？是由于地球对苹果的吸引产生的吗果的吸引产生的吗?猜想地球对苹果的引力和太阳对行星的引力是否根猜想地球对苹果的引力和太阳对行星
11、的引力是否根本就是同一种力？本就是同一种力？将苹果将苹果延伸到月球那么远，延伸到月球那么远，苹果苹果还受重力吗？还受重力吗？万有引力定律万有引力定律设计设计意意图：通通过过再再现现牛牛顿顿当年由苹当年由苹果落地而引果落地而引发发思思维维遐想，引遐想，引导导学生学生通通过观过观察苹果的运察苹果的运动动，借，借鉴鉴牛牛顿顿的的思思维维在一在一层层递进层层递进和深入的和深入的问题问题启启发发下，通下，通过师过师生互生互动动，生生互生生互动，进进而而大胆猜大胆猜测，突破突破难点。使接下点。使接下来出来出现的的“月月-地地检测检测”自然而合自然而合理。理。同同时牛牛顿顿的大胆而敏的大胆而敏锐锐的想法的想
12、法也也激激发发学生的学生的学学习兴兴趣与想像力趣与想像力。同。同时展示牛展示牛顿的的设想。想。牛顿的设想：苹果不离开地球，是否也是由于地球对苹果牛顿的设想：苹果不离开地球，是否也是由于地球对苹果的引力造成的？地球对苹果的引力和太阳对行星的引力是的引力造成的？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呢？若真是这样，物体离地面越远，否根本就是同一种力呢？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，如在高山上，似乎重力没有明显地减弱，是物体很远时，如在高山上，似乎重力没有明显地减弱，是物体离地面
13、不够远吗？再往远处设想，如果物体延伸到地月距离地面不够远吗？再往远处设想，如果物体延伸到地月距离那么远，物体是否也会像月球那样围绕地球运动？地球离那么远，物体是否也会像月球那样围绕地球运动？地球对月球的力、地球对地面上物体的力、太阳对行星的力，对月球的力、地球对地面上物体的力、太阳对行星的力，也许真是同一种力！也许真是同一种力！创设情景创设情景 月月地检验地检验 r月R地万有引力定律万有引力定律设计意意图：1.1.变课本中直接描述本中直接描述为形象化的情景展示，通形象化的情景展示，通过层层递进而巧妙地而巧妙地设问，让学生在情景中思考学生在情景中思考讨论，体会牛，体会牛顿的智慧和的智慧和逻辑思思
14、维的魅力。的魅力。2.2.利用牛利用牛顿时代代已知已知的数据，的数据，让学生学生结组讨论、设计实验方案、推方案、推导并得出并得出结果，最后将推果，最后将推导过程程结果通果通过投影展示。投影展示。3.3.用无可用无可辩驳的事的事实证明猜想的正确性，增明猜想的正确性，增强了了学生的理性学生的理性认识，突破了又一，突破了又一难点点。月月-地地检验过检验过程展示程展示已知：重力加速度已知：重力加速度g g 2 2；地球的半径；地球的半径R R=6.410=6.4106 6m m;月月-地的距离地的距离r r=3.8410=3.84108 8m m；月球的公；月球的公转周期周期T T 天天 设质设质量量
15、为为m m的物体在月球的物体在月球轨轨道上运道上运动动的加速度的加速度（月球公（月球公转转的向心加速度）的向心加速度）为为a a，则则让数据数据说话，用不可，用不可辩驳的事的事实印印证猜想猜想万有引力定律万有引力定律问题预设：问题预设：问题预设：问题预设：更大胆更大胆设想：是否任何两个物体之想：是否任何两个物体之间都存在都存在这样的力？的力？万有引力定律万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引，引自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在他们的连线上，引力大小与物体的质量力的方向在他们的连线上，引力大小与物体的质量m m1 1和和m m2 2的乘积成正比，与它们之间间的距离的乘积成正比，
16、与它们之间间的距离r r的二次方成反的二次方成反比，即比，即设计意图：设计意图：提出提出问题，让学生学生带着着问题阅读教材，通教材，通过教教师设问，学生自主，学生自主阅读思考，做到有的放矢，最后引思考，做到有的放矢，最后引导学生学生讨论总结回答回答问题，在增，在增强学生的科学表达能学生的科学表达能力的同力的同时，让学生加深体会学生加深体会对万有引力定律及公式万有引力定律及公式的理解。的理解。万有引力定律万有引力定律引力常量引力常量G G=6.6710-11 Nm=6.6710-11 Nm2 2/kg/kg2 2意义：（意义：（1 1）为万有引力定律的普遍意义奠定了强有力的实验基）为万有引力定律
17、的普遍意义奠定了强有力的实验基 础。础。（2 2）使万有引力定律有了更大的实用价值。）使万有引力定律有了更大的实用价值。卡文迪许卡文迪许扭称实验扭称实验万有引力常量万有引力常量测定定要使两物体间万有引力减小到原来的要使两物体间万有引力减小到原来的1/4,1/4,可采用可采用的方法是的方法是()()A.A.使两物体的质量各减少一半使两物体的质量各减少一半,距离保持不变距离保持不变B.B.使两物体间距离增至原来的使两物体间距离增至原来的2 2倍倍,质量不变质量不变C.C.使其中一个物体质量减为原来的使其中一个物体质量减为原来的1/4,1/4,距离不变距离不变D.D.使两物体质量及它们之间的距离都减
18、为原来的使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的1/41/4 课堂练习课堂练习 学生活动：学生展示结果学生活动：学生展示结果课堂小结课后作业：课后作业：完成完成课后后习题阅读课本，本，预习扭秤扭秤实验万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律一、月地检验牛顿的猜想：“天上”的力与“人间”的力可能是同种性质的力。验证：月地检验。结论：地面上的重力和地球语月球间的吸引力是相同性质的力。二、万有引力定律1、内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间的距离r的二次方成反比。2、表达式：3、使用三、引力常量的测量1、测量
19、者：卡文迪许2、测量装置：扭秤装置3、意义：（1）为万有引力定律的普遍意义奠定了强有力的实验基础。（2）使万有引力定律有了更大的实用价值。板书设计教学反思教学反思万有引力的得出是牛顿万有引力的得出是牛顿“站在巨人的肩膀上站在巨人的肩膀上”的的结果，也是牛顿天才而敏锐的物理思维最突出的结果，也是牛顿天才而敏锐的物理思维最突出的体现，这是牛顿善于利用已有知识和规律发现、体现，这是牛顿善于利用已有知识和规律发现、解决问题，并得到新发现新规律的的最好例证。解决问题，并得到新发现新规律的的最好例证。通过创设情境让学生经历牛顿思维狂潮的洗礼，通过创设情境让学生经历牛顿思维狂潮的洗礼，感受思考的神奇魅力，从而了解了万有引力的发感受思考的神奇魅力，从而了解了万有引力的发现过程，如果对学生自主探究的观念，和改变学现过程，如果对学生自主探究的观念，和改变学生学习与思考的方式有一丝启发与帮助，也就实生学习与思考的方式有一丝启发与帮助，也就实现了本节课的教学目的。现了本节课的教学目的。