高中物理万有引力定律教案设计一

　　【教材分析】

　　本节课内容主要讲述了万有引力发现的过程及牛顿在前人工作的基础上，凭借他超凡的数学能力推证了万有引力的一般规律的思路与方法.?

　　这节课的主要思路是：由圆周运动和开普勒运动定律的知识，得出行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的平方成反比，并由引力的相互性得出引力也应与太阳的质量成正比.这个定律的发现把地面上的运动与天体运动统一起来，对人类文明的发展具有重要意义。作为高中阶段无法证明椭圆轨道的情况而只能近似以圆轨道来处理的一种“近似”的物理思路.这是一种极好的研究物理的方法.?

　　本节内容包括：发现万有引力的思路及过程、万有引力定律的推导.?

　　【三维目标】

　　一、知识与技能

　　1.了解万有引力定律得出的思路和过程.?

　　2.理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律，记住引力常量G并理解其内涵.?

　　3.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?

　　1.培养学生在处理问题时，要抓住主要矛盾，简化问题，建立模型的能力与方法.?

　　2.培养学生的科学推理能力.?

　　三、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的思想过程，说明科学研究的长期性、连续性及艰巨性.?

　　【教学重点】

　　1.万有引力定律的推导.?

　　2.万有引力定律的内容及表达公式.?

　　【教学难点】

　　1.对万有引力定律的理解.?

　　2.使学生能把地面上的物体所受的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.?

　　【教学方法】

　　1.对万有引力定律的推理——采用分析推理、归纳总结的方法.?

　　2.对疑难问题的处理——采用讲授法、例证法.?

　　【教学用具】

　　多媒体课件

　　【课时安排】

　　1课时

　　【教学设计】

　　[故事导入]

　　1666年夏末一个温暖的傍晚，在英格兰林肯郡乌尔斯索普，一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里，坐在一棵树下开始埋头读书.当他翻动书页时，他头顶的树枝中有样东西晃动起来，一只历史上最著名的苹果落了下来，落在23岁的伊萨克.牛顿的身边，恰巧那天他正苦苦思索一个问题：是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上?以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上?为什么这只苹果会坠落到地上?正是从这一问题开始，他找到了这些问题的答案.

　　师提问：太阳对行星的引力使得行星围绕太阳运动，月球围绕地球运动，是否能说明地球对月球有引力作用?抛出的物体总要落回地面，是否说明地球对物体有引力作用?

　　【新课教学】?

　　课件展示：画面1：八大行星围绕太阳运动

　　画面2：月球围绕地球运动

　　画面3：人造卫星围绕地球运动

　　演示4：地面上的人向上抛出物体，物体总落回地面

　　学生思考、讨论下面问题：

　　1、行星为何能围绕太阳做近似圆周运动?

　　2、月球为什么能围绕地球做近似圆周运动?

　　3、人造卫星什么能围绕地球做圆周运动?

　　4、地面上的物体受到的力与上述力相同吗?

　　5、根据以上四个问题的探究，你有何猜想?

　　师引导分析，猜想：“天上”的力与“人间”的力应属于同种性质的力.

　　师说明：探究上述问题时我们运用了类比的方法得出猜想，猜想是否正确需要检验，因此不能将其作为结论.

　　月-地检验

　　1、目的：验证“天上”的力与“人间”的力是同种性质的力.

　　2、原理：课本P39师指导学生看书。

　　3、验证：师生互动，教师指导学生推演：

　　根据验证原理，若“天上”与“人间”的力是同种性质的力，应满足：F∝ EMBED Equation.DSMT4

　　理论推导：月球受到的地球引力：F∝ EMBED Equation.DSMT4

　　又 EMBED Equation.DSMT4

　　由 EMBED Equation.DSMT4

　　实际测量：月球绕地球做匀速圆周运动，向心加速度 EMBED Equation.DSMT4

　　EMBED Equation.DSMT4

　　EMBED Equation.DSMT4

　　二、万有引力定律

　　我们的思想还可以更解放，是否任意两个物体之间都具有“与两个物体的质量成正比，与它们之间的距离的二次方成反比”的吸引力呢?科学家们经过大量的检验，事实确实是这样的。牛顿在前人的基础上，总结了这个规律，我们称为万有引力定律。

　　高中物理万有引力定律教案设计二

　　【教材依据】

　　人教版高中物理必修二第六章第三节

　　【教材分析】

　　1、万有引力定律这一节承上启下，承接上章匀速圆周运动，开启之后要学习的卫星的运动规律。

　　2、万有引力定律这一节是本章的核心，这节内容是对上两节课教学内容的进一步推演，也是下节课教学内容的基础，是本章的教学重点。

　　3、教材在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，让学生以自己现有的知识基础，经历一次“发现”万有引力定律的过程。

　　【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。

　　3.另一方面我国在航天事业上成就突出，捷报频传，极大的激发了学生学习有关宇宙、航天、卫星知识的兴趣。

　　【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，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。

　　【教学重点】

　　? 1、月-地检验的推导过程。

　　? 2、万有引力定律的内容及表达式。

　　【教学难点】

　　? 1、对万有引力定律的理解。

　　? 2、使学生能把地面上的物体所受重力与月地之间存在的引力是同性质的力联系起来。

　　【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：由苹果落地引起猜想---月地检验---更大胆的猜想---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

　　教师活动 学生活动 通过上一节的学习，我们已经知道了太阳与行星间的引力规律，提问：表达式是怎样的?

　　这一节我们将继续追寻牛顿的足迹“发现”万有引力定律。

　　(教师板书课题：6.3 万有引力定律)

　　提问：提到万有引力定律，同学们首先想到什么?

　　展示课件中的牛顿苹果树的图片，讲述中国也有牛顿苹果树的事实。 学生回答

　　想到牛顿与苹果的故事 ? 设计说明：讲述学生不知道的事实---中国也有牛顿苹果树，引起学生的兴趣，激发学生的学习热情。

　　二、教授新课

　　(一)进一步猜想

　　教师活动 学生活动 展示课件中牛顿与苹果的故事图片，“回味”牛顿的思考及牛顿的猜想：

　　思考：(1)地球和月球之间的吸引力会不

　　与地球吸引苹果的力是同一种力?

　　思考：(2)即使在最高的建筑物上和最高的山顶上，重力都不会有明显的减弱.那么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?

　　思考：(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?

　　牛顿的猜想：这些力是同一种性质的力，并且都遵从与距离的平方成反比的规律.

　　观察图片，与牛顿”一起”猜想：

　　(1)地球和月球之间的吸引力使月球没有做离心运动，地球吸引苹果的力使苹果落地，它们可能是同一种力。

　　(2)高山上也有苹果树，苹果熟了也会下落。地球表面的重力会延伸至很远，也会作用的月球上。

　　(3)猜想是同一种力，都遵从相同规律

　　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 (板书：一、月地检验)

　　课件展示情景：月球绕地球做匀速圆周运动(月球轨道半径r为地球半径R的60倍)

　　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 。

　　提问：(1)月球做什么运动?符合什么规律?

　　(2)物体在地面附近受到的地球的吸引力表达式是怎样的?

　　(3)月球的加速度(月球公转的向心加速度)是重力加速度g的几分之一?

　　课件展示：

　　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

　　月球周期：T = 27.3天≈2.36×106s

　　月球轨道半径：r ≈ 60R

　　地球半径： R = 6400×103m

　　提问：(4)以上数据能计算出月球的向心加速度吗?

　　可见：用数据说明上述设想的正确性，牛顿的猜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)

　　学生回答：

　　由牛顿第二定律得：

　　用上一章知识计算出数据：(借助计算器会更快)

　　亲身体验推导过程，猜想得到证实，学生的学习热情进一步提升。

　　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。

　　(三)万有引力定律

　　教师活动 学生活动 猜想的到了证实，那么我们可以展开想象的翅膀，更大胆设想：是否任何两个物体之间都存在这样的力?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?

　　同时体会万有引力定律的内容，理解万有引力定律普遍性、相互性、宏观性：

　　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、宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义.在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计.

　　讲解过程中适时板书：

　　二、万有引力定律

　　1.内容：

　　2.表达式：

　　适用条件：质点

　　3.理解：①普遍性

　　②相互性

　　③宏观性

　　(提出问题，引导学生根据问题阅读教材，教师引导总结)

　　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。

　　2.万有引力定律的内容是：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，与它们之间距离r的二次方成反比.

　　式中各物理量的含义及单位：

　　高中物理万有引力定律教案设计三

　　【教材分析】

　　本节内容选自沪科版高中物理必修二第五章第三节，在本节课之前，已经介绍了开普勒定律和万有引力定律的内容，本节主要应用万有引力定律求天体的质量和密度，是一节知识的应用和实践课。

　　【学习者分析】

　　在本节课之前已经接触了万有引力提供行星绕太阳运动的向心力，也掌握了向心力的不同表达式，并且在初中阶段学习了球体的体积公式和物质的密度公式，这些知识为学生本节课的学习奠定了良好的基础。另外经过快一年的高中学习，学生在抽象思维能力方面已经有了很大提升，能够在脑海里建构物理模型并进行分析推导，这也是学生学习本节课的必要条件。

　　同时，虽然本节课用到的知识学生已经基本都有所接触，但是将不同板块的知识进行综合应用的能力还欠佳，因此可以预判学生在分析推导过程中会遇到一定的阻碍，另一方面，学生形成了一定的计算习惯，不注意区分物理字母所代表的具体含义，往往容易将字母搞混，要解决这两点问题，就需要发挥小组讨论的力量，通过小组讨论将组内个别不能完成推导计算的同学掌握逻辑思路和求解过程。所以本节课将主要以学生自学、组内合作讨论、学生展示、教师点评、课堂练习巩固等环节组成。

　　【教学目标】

　　1. 知识与技能

　　? 了解万有引力定律在天文学上的重要应用

　　? 会用万有引力定律计算天体的质量

　　2. 过程与方法

　　? 理解万有引力定律处理天体问题的思路、方法

　　? 了解万有引力定律在天文学上的重要应用，理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路方法

　　3. 情感、态度和价值观目标

　　? 通过测量天体的质量、密度，体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用，体会万有引力定律对人类探索和认识未知世界的作用

　　【教学重点】

　　运用万有引力定律计算天体的质量

　　【教学难点】

　　在具体的天体运动中应用万有引力定律解决问题

　　【教学方法】

　　1.教法：讲授法、多媒体演示

　　(1)对重点难点内容，通过教师精讲使学生掌握