3.1万有引力定律教案教学设计（粤教版必修二）

新课教案6.3万有引力定律

第一部分：教材分析

万有引力定律的核心地位：万有引力定律是本章的核心，是17世纪自然科学最伟大的成果之一，它为研究天体运动提供了理论依据，彻底使人们对宇宙的探索从被动描述走向主动发现.

万有引力定律承上启下的作用：上承圆周运动，下启卫星的运动.掌握好本节课，对前面知识的加深理解，后面问题的顺利解决，将会起到重要的作用.

第二部分：教学目标

知识与技能

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

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

知道万有引力定律公式的适用范围

理解万有引力常量的意义及测定方法，了解卡文迪许实验室

过程与方法

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

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

情感态度与价值观

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，提高学生的科学价值观

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

第三部分：重点难点：

教学重点：

月-地检验的推到过程

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

使学生能把地面上的物体所受重力与其他星球与地球之间存在的引力是同性质的力联系起来

第四部分：教法方法

教学方法：综合教学法，多种教法相结合.

教学手段：多媒体辅助教学，提高学生学习的兴趣和积极性

第五部分：教学过程

一．引入新课：

教师活动 学生活动 课件展示：

1、《运动的引力》的视频2、太阳系的动画

通过上节课的学习，我们可以把行星围绕太阳的运动近似地处理为匀速圆周运动，那么向心力由什么力来提供？

行星与太阳间的引力与什么因素有关？太阳与行星间的引力遵从的是什么样的规律？

公式中的G是比例系数，F是太阳和行星之间的引力，正是太阳和行星之间的引力使得行星不能飞离太阳。那么大家想到过，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？

为了研究这个问题，下面我们继续来体验一下：牛顿发现万有引力定律的思维过程。 （引导学生回答，教师及时纠正补充）

行星与太阳间的引力提供作为行星绕太阳近似圆周运动的向心力

行星与太阳间的引力F与太阳和行星之间的距离r，行星质量m和太阳质量M有关。太阳与行星间的引力遵从的规律：。 设计说明：通过上述回忆性问题，旨在让学生复习上节课内容，回顾万有引力定律“发现之旅”前半程，从而为下半程“之旅”奠定基础，进而引出新课。

二．教授新课：

（一）进一步猜想：

教师活动 学生活动 课件展示：苹果落地的图片

诱思：

苹果为什么会落地？

那么受到的重力又是怎么产生的呢？

既然是太阳与行星之间的引力使得行星不能飞离太阳，地球对苹果的引力使得苹果落向地面，那么，太阳对行星的引力与地球对苹果的引力是否是同一种力呢？

实验证明：即使把苹果放到最高的建筑物上或最高的山顶上，苹果受到的引力也不会明显的减弱，说明地球对苹果的引力必定延伸到更远的地方。如果把苹果放到月球所在的位置，苹果是否也会像月球那样围绕地球运动？

于是牛顿提出这样的猜想：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，也许真的是同一种力，遵循相同的规律？ （思考苹果的运动，启发学生提出问题，并进行讨论）

1．苹果受到重力的作用

2．由于地球对苹果的吸引力而产生的。

3．可能是同一种力

4．可能苹果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：

①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=3.8×108m，T=27.3天，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？

②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）

①设物体的质量为m在月球轨道上的物体受到的引力，物体在地面附近受到的，则有

②设质量为m的物体在月球的轨道上运动的加速度（月球公转的向心加速度）为a，则，，r=60R，得，代入数据解得