62萬有引力定律

1、6.2萬有引力定律萬有引力定律教案一、教學(xué)目標1. 知識與技能：(1)了解人類對天體運動探索的發(fā)展歷程(2)了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程(3)知道萬有引力定律(4)知道引力常數(shù)的大小和意義2.過程與方法： (1)了解“地心說”與“日心說”模型建立的依據(jù)，認識物理模型在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用 (2)以科學(xué)探究的方式，了解牛頓是怎樣發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的2. 情感、態(tài)度與價值觀：(1)由人類對天體運動的探索過程，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實，實事求是的科學(xué)態(tài)度(2)讓學(xué)生認識到科學(xué)的想像力建立在對事物長期深入的思考基礎(chǔ)之上牛頓萬有引力定律的提出，除科學(xué)的想像力外，更離不開對物體間作用力的長期深入的思考。 (3)

2、樹立把物理事實作為證據(jù)的觀念，形成根據(jù)證據(jù)、邏輯和既有知識進行科學(xué)解釋的思維方法二、教學(xué)重點 萬有引力定律的內(nèi)容，公式。三、教學(xué)方法 類比、探究、講授、討論、練習(xí)四、教學(xué)過程【新課引入】通過上節(jié)的分析，我們已經(jīng)知道了太陽與行星之間作用力的規(guī)律，那么地球與太陽之間的吸引力會不會與地球吸引蘋果的力是同一種力呢？【進行新課】（一） 、蘋果落地的思考:萬有引力定律的發(fā)現(xiàn) 1、天體為什么這樣運動，科學(xué)家的猜想與假設(shè) 以此說明萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)是許多科學(xué)家共同努力的結(jié)果2、 對“蘋果落地”的思考（采用引導(dǎo)探究法）(1)不論是很高的蘋果樹還是很矮的蘋果樹，樹上的蘋果都會落地由此可知，即蘋果樹長到月球那么高，

3、蘋果照樣會落地那么，月球為何不落地呢?(2)蘋果樹上的蘋果相對地球靜止，因此會落到地面；若月球相對地球靜止，月球也將像蘋果一樣的落回地面月球在地面上空具有速度，沒有落回地面，同樣道理在月球處的蘋果若具有月球一樣的運動速度，它也將像月球一樣不會落回地面能否假設(shè)月球和蘋果受到的是同一性質(zhì)的力呢？在此，可讓學(xué)生閱讀牛頓的“月一地”檢驗(3)由此可推知重力、行星對其衛(wèi)星的引力、太陽對行星的引力可能是同一性質(zhì)的力那么，這個力又是多大呢?(4)最后要強調(diào)牛頓又經(jīng)過了許多年的思考和嚴密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)以后，才正式提出了萬有引力定律.在進行教學(xué)過程中，還要引導(dǎo)學(xué)生思考以下幾個問題(1)誰都見過蘋果落地，但為何只有牛

4、頓能從中悟出其中的道理呢?(2)胡克、哈雷對重力的認識已相當接近萬有引力的表述，但他們?yōu)楹螞]能提出萬有引力定律呢?原因是：他們沒有想到天體問的作用力與地面物體所受的力是同一性質(zhì)的力；缺乏必要的數(shù)學(xué)知識(微積分)(3)科學(xué)不僅需要一定的專業(yè)知識，還需要一定的想像力:由牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律時所表現(xiàn)出來的想像力，你又受到哪些啟發(fā)呢?在前人研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)一系列想像、假設(shè)、理想實驗、類比、歸納，牛頓終于發(fā)現(xiàn)了萬有引力，并經(jīng)嚴密的推理運算和實踐檢驗，于1687年在其出版的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理一書中，正式提出了萬有引力定律：（二）、萬有引力定律。 1、內(nèi)容：略 2、數(shù)學(xué)表達式： 3、引力常量：G=6.67

5、10-11N/m2/kg2.(可以介紹引力常量的單位由來)4、適用條件：適用于兩個質(zhì)點間的萬有引力大小的計算。對于質(zhì)量分布均勻的球體，公式中的r就是它們球心之間的距離。（強調(diào)質(zhì)點、質(zhì)量分布均勻）5、對萬有引力定律的理解及意義： 萬有引力的普遍性：任何客觀存在的有質(zhì)量的物體之間都存在著相互吸引的力。讓人們認識到天上物體的運動規(guī)律也是可以認識的，對解放人們的思想起到了積極的作用，對后來的物理學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展具有深遠的影響； 萬有引力的相互性：兩個物體相互吸引的力是一對作用力和反作用力，它們大小相等，方向相反，分別作用于兩個物體上。萬有引力是自然界的一種基本作用力，對它的研究和探討促進了物理學(xué)的發(fā)展

6、，在人類認識自然的歷史上起到了巨大的作用討論與交流：（1）對于第一個問題可這樣思考：若沒有萬有引力的作用，地球表面的大氣和水將會脫離地球表面，飛散到茫茫宇宙之中；地球表面的土、石以及人類也將在地球自轉(zhuǎn)的影響下沿著地球表面的切線飛向宇宙之中，像流星一樣在太空中邀游總之，沒有萬有引力的作用，地球上的一切物質(zhì)都將飛散到整個宇宙之中，地球也終將會解體（2）對于第二個問題可假設(shè)你和同桌的質(zhì)量都是60 kg，相距05m，由萬有引力定律可計算出你們間的引力是9.6x10-7 N這個力到底有多大呢?一粒芝麻的質(zhì)量大約是0004 g，其重力約為4x10-5N，大約是你和同桌引力的40多倍,因此,在地球上，由于物

7、體的質(zhì)量太小，物體間的引力可忽略。實踐與拓展(1)我國的天文學(xué)成就不論在古代還是現(xiàn)代，我國在天文學(xué)領(lǐng)域都取得了舉世矚目的成就有關(guān)這一方面內(nèi)容的書籍比較多，學(xué)生也比較感興趣教師可以向?qū)W生提供一些適合學(xué)生閱讀的書目，也可以鼓勵學(xué)生從網(wǎng)上查閱然后組織學(xué)生匯報交流（可在黑板報張貼交流） (2)加速度與物體的質(zhì)量成反比的前提條件是物體所受到的合外力不變，而在自由落體運動中，F(xiàn)=GMm/R2=mg，物體所受到的舍外力，是隨著R的變化而變化的；另外，由上式可推出g=GMm/R2,對任何物體只要在地球表面的同一高度，其重力加速度都是一樣的拓展: 已知地球的質(zhì)量為M，地球的半徑為R，試求海拔高度為H的高山頂峰的

8、重力加速度g為多少？ 解：質(zhì)量為m的物體在高山頂峰： - - - r=R+H - - - 由可得 （三）、課堂練習(xí)：1、 （物理（必修2）學(xué)習(xí)指導(dǎo)P21：第1題:）對于萬有引力定律的表述式 ，下列說法中正確的是( )A.公式中G為引力常量，它是由實驗測得的，而不是人為規(guī)定的 B.當r趨近于零時，萬有引力趨于無窮大 C. m1與m2受到的引力大小總是相等的，方向相反，是一對平衡力 D. m1與m2受到的引力大小總足相等的，而與m1、m2 是否相等無關(guān)2.引力恒量G的單位是( ) A. N B. C. D.沒有單位3.試求離地面H高度的重力加速度g是地面重力加速度度g的多少倍？4地球繞太陽周期和公轉(zhuǎn)軌道半徑分別為T1和R1，已知某