第一篇：萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì) 朱振杰
萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì)
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識與技能
1、了解萬有引力定律得出的思路和過程，知道重物下落和天體運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性。
2、理解萬有引力定律的含義并會(huì)用萬有引力定律公式解決簡單的引力計(jì)算問題。
3、知道萬有引力定律公式的適用范圍。
4、理解萬有引力常量的意義及測定方法，了解卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。
二、過程與方法
1、在萬有引力定律建立過程的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設(shè)與推理論證等方法。
2、培養(yǎng)學(xué)生研究問題時(shí)，抓住主要矛盾，簡化問題，建立理想模型的處理問題的能力。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
1、通過牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學(xué)研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀。
2、經(jīng)過萬有引力常量測定的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)的方法論和物理常量數(shù)量級的重要性 【教學(xué)重點(diǎn)】
1、月-地檢驗(yàn)的推到過程。
2、萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】
1、對萬有引力定律的理解。
2、使學(xué)生能把地面上的物體所受重力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質(zhì)的力聯(lián)系起來?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)思想】
在本節(jié)課教學(xué)，將讓學(xué)生繼續(xù)經(jīng)歷上節(jié)課的萬有引力定律“發(fā)現(xiàn)之旅”，為此使整個(gè)教學(xué)流程力圖體現(xiàn)如下規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程: 進(jìn)一步猜想：“天上”的力與“人間”的力可能出于同一本源？ 月-地檢驗(yàn)：這個(gè)大膽的想法要由事實(shí)檢驗(yàn)。
更大膽地猜想：是否任意兩個(gè)物體之間都存在這樣的引力？
得到萬有引力定律：（G為引力常量）。
檢驗(yàn)萬有引力定律的普適性：卡文迪許測定萬有引力常量G.通過這個(gè)假想——理論推導(dǎo)——實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)過程，讓學(xué)生在物理情景中主動(dòng)的參與知識的構(gòu)建過程，體會(huì)這種充滿著大膽的設(shè)想、巧妙的驗(yàn)證和從中體現(xiàn)著的科學(xué)探索的精神與方法?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)過程】
一、新課引入 教師活動(dòng)：
通過上節(jié)的分析，我們已經(jīng)知道了我們太陽與行星間的引力規(guī)律，那么： A.行星為什么能夠繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)而不會(huì)飛離太陽？ B.行星與太陽間的引力與什么因素有關(guān)？
C.可以根據(jù)哪些已知規(guī)律推導(dǎo)出推出太陽與行星間的引力遵從的是什么樣的規(guī)律？
公式中的G是比例系數(shù)，F(xiàn)是太陽和行星之間的引力，正是太陽和行星之間的引力使得行星不能飛離太陽。那么大家想到過，又是什么力使得地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢？
為了研究這個(gè)問題，下面我們繼續(xù)來體驗(yàn)一下：牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思維過程。學(xué)生活動(dòng)：
（引導(dǎo)學(xué)生回答，教師及時(shí)糾正補(bǔ)充）
A.行星與太陽間的引力提供作為行星繞太陽近似圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，從而使得行星不能飛離太陽。
B.行星與太陽間的引力F與太陽和行星之間的距離r，行星質(zhì)量m和太陽質(zhì)量M有關(guān)。
C.根據(jù)開普勒第一、第二定律和牛頓第三定律推出太陽與行星間的引力遵從的規(guī)律：。
二、授新課
（一）、進(jìn)一步猜想 教師活動(dòng)：
演示：將塑料制成且內(nèi)部空心的蘋果置于某位學(xué)生頭頂不遠(yuǎn)處，靜止釋放。誘思：
1.蘋果為什么只砸向這位同學(xué)，而不是砸向其他同學(xué)呢？ 2.那么受到重力又是怎么產(chǎn)生的呢？ 3.地球?qū)μO果的引力和太陽對行星的引力是否根本就是同一種力？若是這樣，物體離地面越遠(yuǎn)，其受到地球的引力就應(yīng)該越小，比如我們爬到高山上時(shí)，察覺到我們受到重力減小了？為什么？
4.這樣的高度比起天體之間的距離來說，簡直太小了。如果我們再往遠(yuǎn)處設(shè)想，物體延伸到月球那么遠(yuǎn)，物體將會(huì)怎么樣運(yùn)動(dòng)？
于是我們可以提出這樣的猜想：太陽對行星的引力，地球?qū)υ虑虻牧?，地球?qū)Φ孛嫔衔矬w的力，也許真是同一種力，遵循相同的規(guī)律？ 學(xué)生活動(dòng)：
（觀察蘋果的運(yùn)動(dòng)，啟發(fā)學(xué)生提出問題，并進(jìn)行思考討論）
1.由于重力方向豎直向下，蘋果在其重力作用下，在這位同學(xué)頭頂正上方可認(rèn)為做豎直向下的自由落體運(yùn)動(dòng)。2.由于地球?qū)μO果的吸引力而產(chǎn)生的。
.3.可能是同一種力。
沒有明顯減弱，可能因?yàn)檫€不夠遠(yuǎn)。
4.可能這個(gè)物體會(huì)象月球那樣繞著地球運(yùn)動(dòng)。
（二）、月-地檢驗(yàn) 教師活動(dòng)：
假定上述猜想成立，月球和蘋果的地位相當(dāng)，則地球?qū)υ虑虻牧εc地球?qū)μO果的力應(yīng)該同樣遵從“平方反比”律，即，那么月球軌道上的物體受到的引力比他在地面附近受到的引力要小.創(chuàng)設(shè)情景：
在牛頓時(shí)代，重力加速度g、月-地的距離r、月球的公轉(zhuǎn)周期T都能精確的測定，已知r=3.8×108m,T=27.3天, g=9.8m/s2，月球軌道半徑即月-地的距離r為地球半徑R的60倍，那么：
①在月球軌道上的物體受到的引力F1是它在地面附近受到的引力F2 的幾分之一？
②物體在月球軌道上的加速度a（月球公轉(zhuǎn)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）的幾分之一？
可見：用數(shù)據(jù)說明上述設(shè)想的正確性，牛頓的設(shè)想經(jīng)受了事實(shí)的檢驗(yàn)，地球?qū)υ虑虻牧?，地球?qū)Φ孛嫖矬w的力真是同一種力。至此，平方反比律已經(jīng)擴(kuò)展到太陽與行星之間，地球與月球之間、地球?qū)Φ孛嫖矬w之間.學(xué)生活動(dòng)：
（通過創(chuàng)設(shè)情景中數(shù)據(jù)，讓學(xué)生進(jìn)行定量計(jì)算）
①設(shè)物體的質(zhì)量為m在月球軌道上的物體受到的引力，物體在地面附近受到的，則有
②設(shè)質(zhì)量為m的物體在月球的軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度（月球公轉(zhuǎn)的向心加速度）為a，則，r=60R，得，代入數(shù)據(jù)解得
（三）、萬有引力定律 教師活動(dòng)：
既然太陽與行星之間，地球與月球之間、地球?qū)Φ孛嫖矬w之間具有與兩個(gè)物體的質(zhì)量成正比,跟它們的距離的二次方成反比的引力。那么我們可以更大膽設(shè)想：是否任何兩個(gè)物體之間都存在這樣的力？很可能有，只是因?yàn)槲覀兩磉叺奈矬w質(zhì)量比天體的質(zhì)量小得多，我們不易覺察罷了，于是我們可以把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，即具有劃時(shí)代意義的萬有引力定律.提出問題，閱讀教材： 1.什么是萬有引力？并舉出實(shí)例。
2．萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律？其數(shù)學(xué)表達(dá)式如何？并注明每個(gè)符號的單位和物理意義。3.萬有引力定律的適用條件是什么？
4.你認(rèn)為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有何深遠(yuǎn)意義？ 對萬有引力定律的理解：
A、普遍性：萬有引力存在于任何兩個(gè)物體之間，只不過一般物體的質(zhì)量與星球相比太小了，他們之間的萬有引力也非常小，完全可以忽略不計(jì)。B、相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力。C、特殊性：兩個(gè)物體間的萬有引力和物體所在的空間及其他物體存在無關(guān)。
D、適用性：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn);當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。學(xué)生活動(dòng)：
（提出問題，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)問題閱讀教材P70-71，教師引導(dǎo)總結(jié)）1.萬有引力是普遍存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間的相互吸引力。日對地、地對月、地對地面上物體的引力都是其實(shí)例。
2.萬有引力定律的內(nèi)容是：宇宙間一切物體都是相互吸引的。兩物體間的引力大小，跟它們的質(zhì)量的乘積成下比，跟它們間的距離平方成反比.式中各物理量的含義及單位： F為兩個(gè)物體間的引力，單位：N.m1、m2分別表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，單位：kg r為兩個(gè)物體間的距離，單位：m G為萬有引力常量：G=6.67×10-11 N?m2/kg2，它在數(shù)值上等于質(zhì)量是1Kg的物體相距米時(shí)的相互作用力，單位：N?m2/kg2.3.只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn);當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。.4.萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的物理意義：它對物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響；它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來；對科學(xué)文化發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大信心，人們有能力理解天地間的各種事物。
（四）、萬有引力常量 教師活動(dòng)：
動(dòng)畫展示：（教材中沒有，補(bǔ)充給學(xué)生，如右圖）并介紹構(gòu)造、演示實(shí)驗(yàn)過程，引導(dǎo)學(xué)生一起分析原理。
測引力（極?。┺D(zhuǎn)化為測引力矩，再轉(zhuǎn)化為測石英絲扭轉(zhuǎn)角度，最后轉(zhuǎn)化為光點(diǎn)在刻度尺上移動(dòng)的距離（較大）。根據(jù)預(yù)先求出的石英絲扭轉(zhuǎn)力矩跟扭轉(zhuǎn)角度的關(guān)系，可以證明出扭轉(zhuǎn)力矩，進(jìn)而求得引力，確定引力恒量的值G=6.754×10-11 N?m2/kg2。根據(jù)上述資料結(jié)合教材，思考問題：
1.試比較卡文迪許測定引力常量的值G和現(xiàn)代引力常量G。并嘗試說明卡文迪許在測 G值時(shí)巧妙在哪里？ 2.引力常量的測定有何實(shí)際意義？ 學(xué)生活動(dòng)：
著變化量與微小量的關(guān)系，算出微小變化量。
2.卡文迪許在測定引力恒量G，表明萬有引力定律適用于地面的任何兩個(gè)物體，用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)一步證明了萬有引力定律的普適性；同時(shí)使得包括計(jì)算星體質(zhì)量在內(nèi)的關(guān)于萬有引力定律的定量計(jì)算成為可能。
（五）、實(shí)踐探究 創(chuàng)設(shè)情景：
1.請估算這兩位同學(xué)，相距1m遠(yuǎn)時(shí)它們間的萬有引力多大？（可設(shè)他們的質(zhì)量為50kg）
2.已知地球的質(zhì)量約為6.0×1024kg，地球半徑為6.4×106m，請估算其中一位同學(xué)和地球之間的萬有引力又是多大？
3.已知地球表面的重力加速度，則其中這位同學(xué)所受重力位多少?并比較萬有引力和重力？ 本題小結(jié)：由此可見通常物體間的萬有引力極小，一般不易感覺到。而物體與天體間的萬有引力（如人與地球）就不能忽略了。學(xué)生
活動(dòng)：兩位同學(xué)靠攏后離開三次以上.學(xué)生思考回答：萬有引力太小。根據(jù)情景中數(shù)據(jù)，學(xué)生進(jìn)行估算： 1.由萬有引力定律得：
代入數(shù)據(jù)得：F1=1.7×10-7N 2.由萬有引力定律得： 代入數(shù)據(jù)得：F2=493N 3.，比較結(jié)果萬有引力比重力大．原因是在地球表面上的物體所受萬有引力可分解為重力和自轉(zhuǎn)所需的向心力． 學(xué)生活動(dòng)：
認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，完成知識網(wǎng)絡(luò)框架圖（如下圖），并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，進(jìn)而進(jìn)行生生互評。學(xué)生體會(huì)：
發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思維過程：假想——理論推導(dǎo)——實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn) 作業(yè)：P71頁1-3題
第二篇：《萬有引力定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
《萬有引力定律》教學(xué)設(shè)計(jì) 劉立剛
教材分析
本節(jié)是在學(xué)習(xí)了太陽與行星的引力后，探究地球與月球，地球與地面上的物體之間的作用力是否與太 陽與行星間的作用力是同性質(zhì)得力，從而得出萬有引力定律。課本通過一些邏輯思維的鋪墊，讓學(xué)生在現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)身于歷史的背景下，經(jīng)歷一次“發(fā)現(xiàn)”萬有引力的過程。
《萬有引力定律》這節(jié)內(nèi)容是對上兩節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一步推演，并與之構(gòu)成本章的第一單元內(nèi)容。它是本章的重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)，本節(jié)內(nèi)容也是下節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)，學(xué)生分析
從知識結(jié)構(gòu)來看，在學(xué)習(xí)萬有引力定律前，學(xué)生已經(jīng)對力、重力、向心力、太陽對行星的引力、加速度、重力加速度、向心加速度等概念有了較好的理解，并且掌握自由落體運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能熟練運(yùn)動(dòng)牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問題。
從知識建構(gòu)來看，在上一節(jié)中學(xué)生經(jīng)歷了太陽與行星間引力的探究過程，從中向?qū)W生滲透了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設(shè)、推理論證等方法思想，依照學(xué)生的認(rèn)知心理特點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)上節(jié)課“說一說”中的 問題，很容易在他們腦中形成這樣一個(gè)問題：太陽與行星間引力規(guī)律是否適用于我們與地球間的相互作用？從而為我們進(jìn)一步演繹萬有引力定律“發(fā)現(xiàn)之旅”，確定了轉(zhuǎn)接點(diǎn)，也引入本節(jié)新課內(nèi)容。已經(jīng)完全具備深入探究和學(xué)習(xí)萬有引力定律的起點(diǎn)能力。教學(xué)目標(biāo)
一、知識與技能
1、了解萬有引力定律得出的思路和過程。
2、理解萬有引力定律的含義及公式的適用范圍。并會(huì)用萬有引力定律公式解決簡單的引力計(jì)算問題。
3、理解萬有引力常量的意義及測定方法，了解卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。
二、過程與方法
1、在萬有引力定律建立過程的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設(shè)與推理論證等方法。
2、培養(yǎng)學(xué)生研究問題時(shí)，抓住主要矛盾，簡化問題，建立理想模型的處理問題的能力。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
1、通過牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學(xué)研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀。
2、經(jīng)過萬有引力常量測定的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)的方法論和物理常量數(shù)量級的重要性 教學(xué)重、難點(diǎn)
1、月-地檢驗(yàn)的推到過程。
2、萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式。教學(xué)設(shè)計(jì)
一、新課引入
教師活動(dòng)
通過上節(jié)的分析，我們已經(jīng)知道了我們太陽與行星間的引力規(guī)律，那么： 1.行星為什么能夠繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)而不會(huì)飛離太陽？ 2.行星與太陽間的引力與什么因素有關(guān)？
3.可以根據(jù)哪些已知規(guī)律推導(dǎo)出推出太陽與行星間的引力遵從的是什么樣的規(guī)律？
4.公式中的G是比例系數(shù)，F(xiàn)是太陽和行星之間的引力，正是太陽和行星之間的引力使得行星不能飛 離太陽。那么大家想到過，又是什么力使得地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢？ 為了研究這個(gè)問題，下面我們繼續(xù)來體驗(yàn)一下：牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思維過程。學(xué)生活動(dòng)（引導(dǎo)學(xué)生回答，教師及時(shí)糾正補(bǔ)充）
行星與太陽間的引力提供作為行星繞太陽近似圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，從而使得行星不能飛離太陽。
行星與太陽間的引力F與太陽和行星之間的距離r，行星質(zhì)量m和太陽質(zhì)量M有關(guān)。根據(jù)開普勒第一、第二定律和牛頓第三定律推出太陽與行星間的引力遵從的規(guī)律。
二、新課教學(xué)
（一）進(jìn)一步猜想
教師活動(dòng)
演示：將塑料制成且內(nèi)部空心的蘋果置于某位學(xué)生頭頂不遠(yuǎn)處，靜止釋放。思考：
1．蘋果為什么只砸向這位同學(xué)，而不是砸向其他同學(xué)呢？ 2．那么受到重力又是怎么產(chǎn)生的呢？
3．地球?qū)μO果的引力和太陽對行星的引力是否根本就是同一種力？若是這樣，物體離地面越遠(yuǎn)，其受到地球的引力就應(yīng)該越小，比如我們爬到高山上時(shí)，察覺到我們受到重力減小了？為什么？
4．這樣的高度比起天體之間的距離來說，簡直太小了。如果我們再往遠(yuǎn)處設(shè)想，物體延伸到月球 那么遠(yuǎn)，物體將會(huì)怎么樣運(yùn)動(dòng)？
學(xué)生活動(dòng)（觀察蘋果的運(yùn)動(dòng)，啟發(fā)學(xué)生提出問題，并進(jìn)行思考討論）
1.由于重力方向豎直向下，蘋果在其重力作用下，在這位同學(xué)頭頂正上方可認(rèn)為做自由落體運(yùn)動(dòng)。2．由于地球?qū)μO果的吸引力而產(chǎn)生的。
3．可能是同一種力。沒有明顯減弱，可能因?yàn)檫€不夠遠(yuǎn)。4．可能這個(gè)物體會(huì)象月球那樣繞著地球運(yùn)動(dòng)。
（二）月-地檢驗(yàn)
教師活動(dòng)
假定上述猜想成立，月球和蘋果的地位相當(dāng)，則地球?qū)υ虑虻牧εc地球?qū)μO果的力應(yīng)該同樣遵從“平方反比”律，即，那么月球軌道上的物體受到的引力比他在地面附近受到的引力要小。創(chuàng)設(shè)
8情景：在牛頓時(shí)代，重力加速度g、月-地的距離r、月球的公轉(zhuǎn)周期T都能精確的測定，已知r=3．8×10m，2T=27 ．3天，g=9．8m/s，月球軌道半徑即月-地的距離r為地球半徑R的60倍，那么： ①在月球軌道上的物體受到的引力F1是它在地面附近受到的引力F2 的幾分之一？ ②物體在月球軌道上的加速度a（月球公轉(zhuǎn)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（力加速度）的幾分之一？可見：用數(shù)據(jù)說明上述設(shè)想的正確性，牛頓的設(shè)想經(jīng)受了事實(shí)的檢驗(yàn)，地球?qū)υ虑虻牧Γ厍驅(qū)Φ孛嫖矬w的力真是同一種力。至此，平方反比律已經(jīng)擴(kuò)展到太陽與行星之間，地球與月球之間、地球?qū)Φ孛嫖矬w之間。
學(xué)生活動(dòng)（通過創(chuàng)設(shè)情景中數(shù)據(jù)，讓學(xué)生進(jìn)行定量計(jì)算）
①設(shè)物體的質(zhì)量為m在月球軌道上的物體受到的引力，物體在地面附近受到的，則有
②設(shè)質(zhì)量為m的物體在月球的軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度（月球公轉(zhuǎn)的向心加速度）為a，則，r=60R，得，代入數(shù)據(jù)解得
（三）萬有引力定律
既然太陽與行星之間，地球與月球之間、地球?qū)Φ孛嫖矬w之間具有與兩個(gè)物體的質(zhì)量成正比，跟它們的距離的二次方成反比的引力。那么我們可以更大膽設(shè)想：是否任何兩個(gè)物體之間都存在這樣的力？很可能有，只是因?yàn)槲覀兩磉叺奈矬w質(zhì)量比天體的質(zhì)量小得多，我們不易覺察罷了，于是我們可以把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，即具有劃時(shí)代意義的萬有引力定律． 學(xué)生活動(dòng)
提出問題，閱讀教材：
1．什么是萬有引力？并舉出實(shí)例。
2．萬有引力定律怎樣反映物體間相互作用的規(guī)律？其數(shù)學(xué)表達(dá)式如何？并注明每個(gè)符號單位和物理意義。3．萬有引力定律的適用條件是什么？
4．你認(rèn)為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有何深遠(yuǎn)意義？ 對萬有引力定律的理解：
A.普遍性：萬有引力存在于任何兩個(gè)物體之間，只不過一般物體的質(zhì)量與星球相比太小了，他們 之間的萬有引力也非常小，完全可以忽略不計(jì)。
B.相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力。
C.特殊性：兩個(gè)物體間的萬有引力和物體所在的空間及其他物體存在無關(guān)。
D.適用性：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)兩物 體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。（提出問題，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)問題閱讀教材P70-71，教師引導(dǎo)總結(jié)）。
1.萬有引力是普遍存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間的相互吸引力。日對地、地對月、地對地面上物體的引力都是其實(shí)例。
2.萬有引力定律的內(nèi)容是：宇宙間一切物體都是相互吸引的。兩物體間的引力大小，跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們間的距離平方成反比． 式中各物理量的含義及單位：F為兩個(gè)物體間的引力，單位：N．m1、m2分別表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，單位：kgr為兩個(gè)物體間的距離，單位：m.G為萬有引力-11 2222． 常量：G=6．67×10N·m/kg，它在數(shù)值上等于質(zhì)量是1Kg的物體相距米時(shí)的相互作用力，單位：N·m/kg
注意：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。4．萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的物理意義：它對物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響；它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來；對科學(xué)文化發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大信心，人們有能力理解天地間的各種事物。
（四）萬有引力常量
教師活動(dòng)
牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卻沒有給出引力恒量的數(shù)值。由于一般物體間的引力非常小，用實(shí)驗(yàn)測定極其困難。直到一百多年之后，才由英國的卡文迪許用精巧的扭秤測出。動(dòng)畫展示：（教材中沒有，補(bǔ)充給學(xué)生，如右圖）并介紹構(gòu)造、演示實(shí)驗(yàn)過程，引導(dǎo)學(xué)生一起分析
原理。測引力（極?。┺D(zhuǎn)化為測引力矩，再轉(zhuǎn)化為測石英絲扭轉(zhuǎn)角度，最后轉(zhuǎn)化為光點(diǎn)在刻度尺上移動(dòng)的距離（較大）。根據(jù)預(yù)先求出的石英絲扭轉(zhuǎn)力矩跟扭轉(zhuǎn)角度的關(guān)系，可以證明出扭轉(zhuǎn)力矩，進(jìn)而求得引力，-11 22確定引力恒量的值G=6．754×10N·m/kg。根據(jù)上述資料結(jié)合教材，思考問題：
1.試比較卡文迪許測定引力常量的值G和現(xiàn)代引力常量G。并嘗試說明卡文迪許在測G值時(shí)巧妙 在哪里？
2.引力常量的測定有何實(shí)際意義？
課堂總結(jié)：通過本節(jié)學(xué)習(xí)，掌握了萬有引力定律得出的思路和過程，通過月-地檢驗(yàn)及其推廣，得出萬有引力定律的表達(dá)式及適用條件。
學(xué)習(xí)了萬有引力定律后我們可以利用萬有引力定律求任意兩個(gè)物體之間的引力，求重力加速度。板書設(shè)計(jì)：
萬有引力定律
一、月-地檢驗(yàn)
猜想：天上與人間的力可能是同性質(zhì)的力 檢驗(yàn)：月-地檢驗(yàn)
結(jié)論：兩種計(jì)算結(jié)果一樣，驗(yàn)證了是同性質(zhì)的力
二、萬有引力定律
1、內(nèi)容
2、表達(dá)式
3、使用條件
4、理解
三、引力常量的測定 課堂練習(xí)
1、關(guān)于半塊磚與整塊磚的重力加速度的關(guān)系，正確的說法是（）A．由于半塊磚的質(zhì)量是整塊磚的一半，故半塊磚的重力加速度是整塊磚的2倍 B．由于半塊磚的重力是整塊磚的一半，故半塊磚的重力加速度是整塊磚的一半 C．同一地點(diǎn)的半塊磚與整塊磚的重力加速度相同，與其質(zhì)量、重力無關(guān) D．無法確定二者間的關(guān)系
2、關(guān)于萬有引力常量G，以下說法正確的是（）A．在國際單位制中，G的單位是m/kg B．在國際單位制中，G的數(shù)值等于兩個(gè)質(zhì)量各1kg的物體，相距1C．在不同星球上，G的數(shù)值不一樣 D．在不同的單位制中，G的數(shù)值不一樣
3、要使兩物體間萬有引力減小到原來的1/4，可采用的方法是（）A．使兩物體的質(zhì)量各減少一半，距離保持不變 B．使兩物體間距離增至原來的2倍，質(zhì)量不變 C．使其中一個(gè)物體質(zhì)量減為原來的1/4，距離不變 D．使兩物體質(zhì)量及它們之間的距離都減為原來的1/4 布置作業(yè)
課后完成問題與練習(xí)中的問題。
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教學(xué)反思：教學(xué)過程設(shè)計(jì)積極貫徹“學(xué)為主體，教為主導(dǎo)”的教學(xué)思想。主導(dǎo)作用表現(xiàn)在，組織課堂教學(xué)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)；提供問題的背景，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)；注意把握激發(fā)、疏導(dǎo)、深化、遷移、創(chuàng)造等環(huán)節(jié)，發(fā)展學(xué)生思維；注意評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生積極思維，主動(dòng)獲取知識，達(dá)到會(huì)學(xué)的目的。
在課堂上，應(yīng)積極倡導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)探究。同時(shí)還要根據(jù)學(xué)生的需要和課堂的實(shí)際情況，對習(xí)注重培養(yǎng)學(xué)生的推理能力和科學(xué)思維方法。通過學(xué)生自己的探索、研究，體現(xiàn)出直覺思維與理論思維的結(jié)合，并利用歸納的方法，體現(xiàn)了再現(xiàn)思維與創(chuàng)造思維的結(jié)合。
教學(xué)過程中充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，發(fā)展了學(xué)生的興趣，有效突破了教學(xué)難點(diǎn)。使學(xué)生較好地建立起正確的物理圖景，較順利的從形象思維過渡到抽象思維。題的難度適當(dāng)增加。
時(shí)的相互吸引力
第三篇：萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì)
萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì)（精選5篇）
作為一位不辭辛勞的人民教師，可能需要進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)編寫工作，教學(xué)設(shè)計(jì)以計(jì)劃和布局安排的形式，對怎樣才能達(dá)到教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行創(chuàng)造性的決策，以解決怎樣教的問題。教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該怎么寫才好呢？下面是小編精心整理的萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì)（精選5篇），僅供參考，歡迎大家閱讀。
萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì)1【教學(xué)目標(biāo)】
（一）知識與技能
1．了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。
2．會(huì)用萬有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量。
3．理解并運(yùn)用萬有引力定律處理天體問題的思路和方法。
（二）過程與方法
1．通過萬有引力定律推導(dǎo)出計(jì)算天體質(zhì)量的公式。
2．了解天體中的知識。
（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀
體會(huì)萬有引力定律在人類認(rèn)識自然界奧秘中的巨大作用，讓學(xué)生懂得理論來源于實(shí)踐。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1．行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬有引力提供的。
2．會(huì)用已知條件求中心天體的質(zhì)量。
【教學(xué)難點(diǎn)】
根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量。
教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。
【教學(xué)工具】
課件、計(jì)算機(jī)、地球儀、投影儀等多媒體教學(xué)設(shè)備。
【教學(xué)過程】
教師活動(dòng)：上節(jié)我們學(xué)習(xí)了萬有引力定律的有關(guān)知識，現(xiàn)在請同學(xué)們回憶一下，萬有引力定律的內(nèi)容及公式是什么？公式中的G又是什么？G的測定是誰完成的？
學(xué)生活動(dòng)：思考并回答上述問題：
內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。
公式：F=G．
公式中的G是引力常量，它在大小上等于質(zhì)量為1 kg的兩個(gè)物體相距1 m時(shí)所產(chǎn)生的引力大小，經(jīng)測定其值為6．67×10—11 N·m2/kg2。G的測定是由卡文迪許完成的。
教師活動(dòng)：（播音部分）牛頓（1643—1727）是英國著名的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家，是十七世紀(jì)最偉大的科學(xué)巨匠。牛頓一生對科學(xué)事業(yè)所做的貢獻(xiàn)，遍及物理學(xué)、數(shù)學(xué)和天文學(xué)等領(lǐng)域。牛頓在物理學(xué)上最主要的成就，是創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)的基本體系，對于光學(xué)，牛頓致力于光的顏色和光的本性的研究，也作出了重大貢獻(xiàn)。牛頓在數(shù)學(xué)方面，總結(jié)和發(fā)展了前人的工作，提出了“流數(shù)法”，建立了二項(xiàng)式定理，創(chuàng)立了微積分。在天文學(xué)方面，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，創(chuàng)制了反射望遠(yuǎn)鏡，并且用它初步觀察到了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
上面用了兩個(gè)字“發(fā)現(xiàn)”，不是發(fā)明！正如幼兒園有一個(gè)小朋友造句：我爸爸發(fā)現(xiàn)了我的媽媽，然后發(fā)明了我。
萬有引力發(fā)現(xiàn)后，再經(jīng)過了一百多年，才確定引力常量?？ㄎ牡显S扭秤的主要部分是一個(gè)輕而堅(jiān)固的T型架，倒掛在一根金屬絲的下端。T形架水平部分的兩端各裝一個(gè)質(zhì)量是m的小球，T形架的豎直部分裝一面小平面鏡M，它能把射來的光線反射到刻度尺上，這樣就能比較精確地測量金屬絲的扭轉(zhuǎn)。他測定了引力常量。這也提供了我們測量微小物體質(zhì)量的方法。古代，曹操的兒子曹沖利用浮力稱出了大象的質(zhì)量。那我們現(xiàn)在有沒有可能利用已知的知識來稱地球呢？
（一）“科學(xué)真實(shí)迷人”
教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“科學(xué)真實(shí)迷人”部分的內(nèi)容，思考問題［投影出示］：
1．推導(dǎo)出地球質(zhì)量的表達(dá)式，說明卡文迪許為什么能把自己的實(shí)驗(yàn)說成是“稱量地球的重量”？
2．設(shè)地面附近的重力加速度g=9．8m/s2，地球半徑R =6．4×106m，引力常量G=6．67×10-11 Nm2/kg2，試估算地球的質(zhì)量。
學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，推導(dǎo)出地球質(zhì)量的表達(dá)式，在練習(xí)本上進(jìn)行定量計(jì)算。
教師活動(dòng)：由于地球自轉(zhuǎn)非常慢，一天只轉(zhuǎn)了一圈，所以對應(yīng)的自轉(zhuǎn)偏向力很小。在這里，我們忽略不計(jì)。投影學(xué)生的推導(dǎo)、計(jì)算過程，一起點(diǎn)評。
kg重力加速度與高度的變化：若物體靜止在距離地面高為h的高空
（二）計(jì)算天體的質(zhì)量
教師活動(dòng)：（課件展示太陽系里面的星體的美麗圖片），《萬有引力理論的成就》
教學(xué)設(shè)計(jì)
引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“天體質(zhì)量的計(jì)算”部分的內(nèi)容，同時(shí)考慮下列問題［投影出示］：
1．應(yīng)用萬有引力定律求解天體質(zhì)量的基本思路是什么？
2．求解天體質(zhì)量的方程依據(jù)是什么？
學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生閱讀課文第一部分，從課文中找出相應(yīng)的答案。
1．求解天體質(zhì)量的基本思路是：根據(jù)環(huán)繞天體的運(yùn)動(dòng)情況，求出其向心加速度，然后根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力，進(jìn)而列方程求解．
2．從前面的學(xué)習(xí)知道，天體之間存在著相互作用的萬有引力，而行星（或衛(wèi)星）都在繞恒星（或行星）做近似圓周的運(yùn)動(dòng)，而物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)合力充當(dāng)向心力，故對于天體所做的圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程只能是萬有引力充當(dāng)向心力，這也是求解中心天體質(zhì)量時(shí)列方程的根源所在。
教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生深入探究
請同學(xué)們結(jié)合課文知識以及前面所學(xué)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識，加以討論、綜合，然后思考下列問題［投影出示］。學(xué)生代表發(fā)言。
1．天體實(shí)際做何運(yùn)動(dòng)？而我們通?？烧J(rèn)為做什么運(yùn)動(dòng)？
2．描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量有哪些？
3．根據(jù)環(huán)繞天體的運(yùn)動(dòng)情況求解其向心加速度有幾種求法？
4．應(yīng)用天體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程──萬有引力充當(dāng)向心力求出的天體質(zhì)量有幾種表達(dá)式？各是什么？各有什么特點(diǎn)？
5．應(yīng)用此方法能否求出環(huán)繞天體的質(zhì)量？
學(xué)生活動(dòng)：討論，得出答案。學(xué)生代表發(fā)言。
1．天體實(shí)際運(yùn)動(dòng)是沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的，而我們通常情況下可以把它的運(yùn)動(dòng)近似處理為圓形軌道，即認(rèn)為天體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
2．在研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了描述其運(yùn)動(dòng)特征，我們引進(jìn)了線速度v，角速度ω，周期T三個(gè)物理量。
師生互動(dòng)：
從上面的學(xué)習(xí)可知，在應(yīng)用萬有引力定律求解天體質(zhì)量時(shí)，只能求解中心天體的質(zhì)量，而不能求解環(huán)繞天體的質(zhì)量。而在求解中心天體質(zhì)量的三種表達(dá)式中，最常用的是已知周期求質(zhì)量的方程。因?yàn)榄h(huán)繞天體運(yùn)動(dòng)的周期比較容易測量。
教師活動(dòng)：投影例題：某宇航員駕駛航天飛機(jī)到某一星球，他使航天飛機(jī)貼近該星球附近飛行一周，測出飛行時(shí)間為4．5?103s，則該星球的平均密度是多少？
學(xué)生活動(dòng)：在練習(xí)本上分析計(jì)算，寫出規(guī)范解答：
分析：航天飛機(jī)繞星球飛行，萬有引力提供向心力，所以：
教師活動(dòng)：投影學(xué)生求解過程，點(diǎn)評。
（三）發(fā)現(xiàn)未知天體
教師活動(dòng)：請同學(xué)們閱讀課文“發(fā)現(xiàn)未知天體”部分的內(nèi)容，考慮以下問題［投影出示］：
教學(xué)設(shè)計(jì)
1．應(yīng)用萬有引力定律除可估算天體質(zhì)量外，還可以在天文學(xué)上有何應(yīng)用？
2．應(yīng)用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)了哪些行星？
學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，從課文中找出相應(yīng)的答案：
1．應(yīng)用萬有引力定律還可以用來發(fā)現(xiàn)未知的天體。
2．海王星、冥王星就是應(yīng)用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的。
教師活動(dòng)：投影海王星照片與它的地貌照片
引導(dǎo)學(xué)生深入探究：
人們是怎樣應(yīng)用萬有引力定律來發(fā)現(xiàn)未知天體的？發(fā)表你的看法。
學(xué)生活動(dòng)：討論并發(fā)表見解。
人們在長期的觀察中發(fā)現(xiàn)天王星的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌道與應(yīng)用萬有引力定律計(jì)算出的軌道總存在一定的偏差，所以懷疑在天王星周圍還可能存在有行星，然后應(yīng)用萬有引力定律，結(jié)合對天王星的觀測資料，便計(jì)算出了另一顆行星的軌道，進(jìn)而在計(jì)算的位置觀察新的行星。
教師點(diǎn)評：萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，為天文學(xué)的發(fā)展起到了積極的`作用，用它可以來計(jì)算天體的質(zhì)量，同時(shí)還可以來發(fā)現(xiàn)未知天體．
教師活動(dòng)：
1．處理天體運(yùn)動(dòng)問題的關(guān)鍵是：萬有引力提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力。
2．忽略地球自轉(zhuǎn),物體所受重力等于地球?qū)ξ矬w的引力。
學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。
教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。
【教學(xué)體會(huì)】
思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。
萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì)2一、內(nèi) 容 人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書物理必修2第六章第4節(jié)《萬有引力理論的成就》
二、教學(xué)分析
1.教材分析
本節(jié)課是《萬有引力定律》之后的一節(jié)，內(nèi)容是萬有引力在天文學(xué)上的應(yīng)用。教材主要安排了“科學(xué)真是迷人”、“計(jì)算天體質(zhì)量”和“發(fā)現(xiàn)未知天體”三個(gè)標(biāo)題性內(nèi)容。學(xué)生通過這一節(jié)課的學(xué)習(xí)，一方面對萬有引力的應(yīng)用有所熟悉，另一方面通過卡文迪許“稱量地球的質(zhì)量”和海王星的發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)學(xué)生對物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，并借此對學(xué)生進(jìn)行情感、態(tài)度、價(jià)值觀的學(xué)習(xí)。
2．教學(xué)過程概述
本節(jié)課從宇宙中具有共同特點(diǎn)的幾幅圖片入手，對萬有引力提供天體圓周運(yùn)動(dòng)的向心力進(jìn)行了復(fù)習(xí)引入萬有引力在天體運(yùn)動(dòng)中有什么應(yīng)用呢？接下來，通過“假設(shè)你成為了一名宇航員，駕駛宇宙飛船……發(fā)現(xiàn)前方未知天體”，圍繞“你有什么辦法可以測出該天體的質(zhì)量嗎”全面展開教學(xué)。密度的計(jì)算以及海王星的發(fā)現(xiàn)自然過渡和涉及。在教材的處理上，既立足于教材，但不被教科書所限制，除了介紹教科書中重要的基本內(nèi)容外，關(guān)注科技新進(jìn)展和我國天文觀測技術(shù)的發(fā)展，時(shí)代氣息濃厚，反映課改精神，著力于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能
（1）通過 “計(jì)算天體質(zhì)量”的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)估算中數(shù)據(jù)的近似處理辦法，學(xué)會(huì)運(yùn)用萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量；
（2）通過“發(fā)現(xiàn)未知天體”，“成功預(yù)測彗星的回歸”等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。
2.過程與方法
運(yùn)用萬有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量，體驗(yàn)運(yùn)用萬有引力解決問題的基本思路和方法。
3.情感、態(tài)度、價(jià)值觀
（1）通過“發(fā)現(xiàn)未知天體”、“成功預(yù)測彗星的回歸”的學(xué)習(xí)，體會(huì)科學(xué)定律在人類探索未知世界的作用；
（2）通過了解我國天文觀測技術(shù)的發(fā)展，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，養(yǎng)成熱愛科學(xué)的情感。
四、教學(xué)重點(diǎn)
1.中心天體質(zhì)量的計(jì)算；
2.“稱量地球的質(zhì)量”和海王星的發(fā)現(xiàn)，加強(qiáng)物理學(xué)史的教學(xué)。
五、教學(xué)準(zhǔn)備 實(shí)驗(yàn)器材、PPT課件等多媒體教學(xué)設(shè)備
六、教學(xué)過程
（一）、圖片欣賞復(fù)習(xí)引入
通過幾張宇宙圖片的欣賞，學(xué)生體驗(yàn)宇宙中螺旋的共同特點(diǎn)，萬有引力提供向心力是天體都遵循的規(guī)律。那么，萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中還有哪些具體的應(yīng)用呢？讓我們一起進(jìn)入本章《萬有引力理論的成就》的學(xué)習(xí)。
（二）、創(chuàng)設(shè)情境
解決中心問題情境創(chuàng)設(shè)：假如你成為了一名宇航員，駕駛宇宙飛船航行在宇宙深處，突然，前方一美麗的天體出現(xiàn)在你的面前。你先關(guān)閉了宇宙的發(fā)動(dòng)機(jī)，然后飛船剛好繞美麗天體做了完美的圓周運(yùn)動(dòng)，繞行一周后，飛船就平穩(wěn)的降落在了星球上。
合作討論：你有什么辦法可以測得這一神秘天體的質(zhì)量嗎？
（學(xué)生通過小組探究，教師巡回指導(dǎo)，形成自己本組的意見，由小組選出的代表來向全班展示自己思考的結(jié)果。）
小組代表講解展示：
思路一：測出宇宙飛船繞行一周的時(shí)間和軌道半徑，根據(jù)萬有引力提供向心力，即：
從而得出星球（中心天體）的質(zhì)量
思路二：根據(jù)宇航員降落在星球表面上后，重力近似等于萬有引力，即： 得出
在思路二完成之后，緊接著問題：如何測得星球表面的重力加速度g呢？
（學(xué)生討論回答，現(xiàn)場教師展示借助小球的自由落體運(yùn)動(dòng)，通過現(xiàn)代技術(shù)“傳感器”現(xiàn)場完成重力加速度的測量。）
設(shè)計(jì)說明： 1.通過“學(xué)生成為宇航員駕駛宇宙飛船發(fā)現(xiàn)未知天體”的情境創(chuàng)設(shè)，圍繞”如何測得星球的質(zhì)量？”這一中心問題展開學(xué)生的討論活動(dòng)，在讓學(xué)生覺得有趣味的同時(shí)，通過小組討論、合作學(xué)習(xí)來促使學(xué)生創(chuàng)造性的思考、解決本節(jié)課的中心問題。2.多媒體和現(xiàn)代測量方法——傳感器讓學(xué)生感受技術(shù)帶來的便捷。
（三）、物理學(xué)史
展現(xiàn)人文魅力啟示：一旦測出了引力常量G，那么就可以利用公式 得到地球的質(zhì)量了。
1798年，卡文迪許通過自己設(shè)計(jì)的扭秤實(shí)驗(yàn)，成功得到了引力常量的值。因此卡文迪許把自己的實(shí)驗(yàn)說成是“稱量地球的重量”，是不無道理的。
而正是這段故事，讓一個(gè)外行人、著名文學(xué)家馬克·吐溫滿懷激情的說：“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多的收獲！”
(四)、課堂延伸——如何得到這一天體的密度？
設(shè)計(jì)說明：在這一問題中，老師提示了球體的體積公式，然后就把時(shí)間交給學(xué)生了。學(xué)生進(jìn)行了積極的演算，可得到的答案有兩種，一種是帶有半徑的，而另一種則是把半徑約分掉的?！盀槭裁窗霃娇梢约s掉呢？”這一問題又再一次促進(jìn)了學(xué)生的思考。而這也保證了課堂的開放性。
(五)、發(fā)現(xiàn)未知天體
視頻：“海王星的發(fā)現(xiàn)”，——展現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的足跡，注重學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度和情感。
諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、物理學(xué)家馮勞厄說：“沒有任何東西像牛頓引力理論對行星軌道的計(jì)算那樣，如此有力的樹立起人們對年輕物理學(xué)的尊敬。從此以后，這門自然科學(xué)成了巨大的精神王國……”
(六)、課堂小結(jié)與反饋
簡單回顧本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容七、板書設(shè)計(jì)： 第4節(jié)《萬有引力理論的成就》
1.測天體密度
2.發(fā)現(xiàn)未知天體
八、教學(xué)反思：
本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計(jì)上創(chuàng)造性的使用教材，通過“學(xué)生成為宇航員駕駛宇宙飛船發(fā)現(xiàn)未知天體”的情境創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生在極大的趣味中完成了本節(jié)中心內(nèi)容的教學(xué)。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程脈絡(luò)清晰。物理學(xué)家的人文魅力學(xué)生也有一定的感知。
萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì)3一、課題：
萬有引力定律
二、課型：
概念課（物理按教學(xué)內(nèi)容課型分為：規(guī)律課、概念課、實(shí)驗(yàn)課、習(xí)題課、復(fù)習(xí)課）
三、課時(shí)：
1課時(shí)
四、教學(xué)目標(biāo)
（一）知識與技能
1.理解萬有引力定律的含義并會(huì)用萬有引力定律公式解決簡單的引力計(jì)算問題。
2.知道萬有引力定律公式的適用范圍。
（二）過程與方法：在萬有引力定律建立過程的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設(shè)與推理論證等方法。
（三）情感態(tài)度價(jià)值觀
1.培養(yǎng)學(xué)生研究問題時(shí)，抓住主要矛盾，簡化問題，建立理想模型的處理問題的能力。
2.通過牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學(xué)研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀。
五、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式。
難點(diǎn)：
1.對萬有引力定律的理解；
2.學(xué)生能把地面上的物體所受重力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質(zhì)的力聯(lián)系起來。
六、教學(xué)法：
合作探究、啟發(fā)式學(xué)習(xí)等
七、教具：
多媒體、課本等
八、教學(xué)過程
（一）導(dǎo)入
回顧以前對月-地檢驗(yàn)部分的學(xué)習(xí)，明確既然太陽與行星之間，地球與月球之間、地球?qū)Φ孛嫖矬w之間具有與兩個(gè)物體的質(zhì)量成正比，跟它們的距離的二次方成反比的引力。這里進(jìn)一步大膽假設(shè)：是否任何兩個(gè)物體之間都存在這樣的力？
引發(fā)學(xué)生思考：很可能有，只是因?yàn)槲覀兩磉叺奈矬w質(zhì)量比天體的質(zhì)量小得多，我們不易覺察罷了，于是我們可以把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，即具有劃時(shí)代意義的萬有引力定律．然后在學(xué)生的興趣中進(jìn)行假設(shè)論證。
（二）進(jìn)入新課
學(xué)生自主閱讀教材第40頁萬有引力定律部分，思考以下問題：
1.什么是萬有引力？并舉出實(shí)例。
教師引導(dǎo)總結(jié)：萬有引力是普遍存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間的相互吸引力。日對地、地對月、地對地面上物體的引力都是其實(shí)例。
2.萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律？其數(shù)學(xué)表達(dá)式如何？并注明每個(gè)符號的單位和物理意義。
教師引導(dǎo)總結(jié)：萬有引力定律的內(nèi)容是：宇宙間一切物體都是相互吸引的。兩物體間的引力大小，跟它的質(zhì)量的乘積成下比，跟它們間的距離平方成反比．式中各物理量的含義及單位：F為兩個(gè)物體間的引力，單位：N．m1、m2分別表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，單位：kg，r為兩個(gè)物體間的距離，單位：m。G為萬有引力常量：G=6．67×10-11N·m2/kg2，它在數(shù)值上等于質(zhì)量是1Kg的物體相距米時(shí)的相互作用力，單位：N·m2/kg2．
3.萬有引力定律的適用條件是什么？
教師引導(dǎo)總結(jié)：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。
4.你認(rèn)為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有何深遠(yuǎn)意義？
教師引導(dǎo)總結(jié)：萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的`物理意義：它對物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響；它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來；對科學(xué)文化發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大信心，人們有能力理解天地間的各種事物。
（三）深化理解
在完成上述問題后，小組討論，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)一步深化對萬有引力定律的理解，即：
1.普遍性：萬有引力存在于任何兩個(gè)物體之間，只不過一般物體的質(zhì)量與星球相比太小了，他們之間的萬有引力也非常小，完全可以忽略不計(jì)。
2.相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力。
3.特殊性：兩個(gè)物體間的萬有引力和物體所在的空間及其他物體存在無關(guān)。
4.適用性：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。
（四）活動(dòng)探究
請兩名學(xué)生上講臺(tái)做個(gè)游戲：兩人靠攏后離開三次以上。創(chuàng)設(shè)情境，加深學(xué)生對本節(jié)知識點(diǎn)的印象和運(yùn)用，請一位同學(xué)上臺(tái)展示計(jì)算結(jié)果，師生互評。
1．請估算這兩位同學(xué)，相距1m遠(yuǎn)時(shí)它們間的萬有引力多大？（可設(shè)他們的質(zhì)量為50kg）
解：由萬有引力定律得：代入數(shù)據(jù)得：F1=1．7×10-7N
2.已知地球的質(zhì)量約為6．0×1024kg，地球半徑為6．4×106m，請估算其中一位同學(xué)和地球之間的萬有引力又是多大？
解：由萬有引力定律得：代入數(shù)據(jù)得：F2=493N
3.已知地球表面的重力加速度，則其中這位同學(xué)所受重力是多少？并比較萬有引力和重力？
解：G=mg=490N。
比較結(jié)果為萬有引力比重力大，原因是因?yàn)樵诘厍虮砻嫔系奈矬w所受萬有引力可分解為重力和自轉(zhuǎn)所需的向心力。
（五）課堂小結(jié)
小結(jié)：學(xué)生在教師引導(dǎo)下認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，完成多媒體呈現(xiàn)的知識網(wǎng)絡(luò)框架圖，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，進(jìn)行生生互評。
（六）布置作業(yè)
作業(yè)：完成“問題與練習(xí)”
九、板書設(shè)計(jì)
萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì)4教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)：
1、了解萬有引力定律得出的思路和過程。
2、理解萬有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)萬有引力定律。
3、知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵守相同的規(guī)律
能力目標(biāo)：
1、培養(yǎng)學(xué)生研究問題時(shí)，抓住主要矛盾，簡化問題，建立理想模型的處理問題的能力。
2、訓(xùn)練學(xué)生透過現(xiàn)象(行星的運(yùn)動(dòng))看本質(zhì)(受萬有引力的作用)的判斷、推理能力
德育目標(biāo)：
1、通過牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學(xué)研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法論教育。
2、培養(yǎng)學(xué)生的猜想、歸納、聯(lián)想、直覺思維能力。
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：
月——地檢驗(yàn)的推倒過程
教學(xué)難點(diǎn)：
任何兩個(gè)物體間都存在萬有引力
教學(xué)過程
(一)引入：
太陽對行星的引力是行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，這個(gè)力使行星不能飛離太陽;地面上的物體被拋出后總要落到地面上;是什么使得物體離不開地球呢?是否是由于地球?qū)ξ矬w的引力造成的呢?
若真是這樣，物體離地面越遠(yuǎn)，其受到地球的引力就應(yīng)該越小，可是地面上的物體距地面很遠(yuǎn)時(shí)受到地球的引力似乎沒有明顯減小。如果物體延伸到月球那里，物體也會(huì)像月球那樣圍繞地球運(yùn)動(dòng)。地球?qū)υ虑虻囊?，地球?qū)Φ孛嫔系奈矬w的引力，太陽對行星的引力，是同一種力。你是這樣認(rèn)為的嗎?
(二)新課教學(xué)：
一.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程
(引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材找出發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思路)
假想——理論推導(dǎo)——實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)
(1)牛頓對引力的思考
牛頓看到了蘋果落地發(fā)現(xiàn)了萬有引力，這只是一種傳說。但是，他對天體和地球的引力確實(shí)作過深入的思考。牛頓經(jīng)過長期觀察研究，產(chǎn)生如下的假想：太陽、行星以及離我們很遠(yuǎn)的恒星，不管彼此相距多遠(yuǎn)，都是互相吸引著，其引力隨距離的增大而減小，地球和其他行星繞太陽轉(zhuǎn)，就是靠劂的引力維持。同樣，地球不僅吸引地面上和表面附近的物體，而且也可以吸引很遠(yuǎn)的物體(如月亮)，其引力也是隨距離的增大而減弱。牛頓進(jìn)一步猜想，宇宙間任何物體間都存在吸引力，這些力具有相同的本質(zhì)，遵循同樣的力學(xué)規(guī)律，其大小都與兩者間距離的平方成反比。
(2)牛頓對定律的推導(dǎo)
首先，要證明太陽的引力與距離平方成反比，牛頓憑著他對于數(shù)學(xué)和物理學(xué)證明的驚人創(chuàng)造才能，大膽地將自己從地面上物體運(yùn)動(dòng)中總結(jié)出來的運(yùn)動(dòng)定律，應(yīng)用到天體的運(yùn)動(dòng)上，結(jié)合開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，從理論上推導(dǎo)出太陽對行星的引力F與距離r的平方成反比，還證明引力跟太陽質(zhì)量M和行星質(zhì)量m的乘積成正比，牛頓再研究了衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，結(jié)論是：
它們間的引力也是與行星和衛(wèi)星質(zhì)量的乘積成正比，與兩者距離的平方成反比。
(3)。牛頓對定律的檢驗(yàn)
以上結(jié)論是否正確，還需經(jīng)過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。牛頓根據(jù)觀測結(jié)果，憑借理想實(shí)驗(yàn)巧...
萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì)5一．活動(dòng)目標(biāo)
1．通過演示、實(shí)驗(yàn)等方法，對物體下落現(xiàn)象產(chǎn)生興趣。
2．觀察、認(rèn)識物體下落的必然性。
二．活動(dòng)準(zhǔn)備
1.“轱轆轱轆”學(xué)教具、“美麗下落路”學(xué)教具。
2.沙包、毛絨玩具、紙球、棉花等。
三．活動(dòng)過程
（一）發(fā)現(xiàn)物體會(huì)下落的特征。
1.玩“轱轆轱轆”。
①幼兒玩“轱轆轱轆”，感受物體往下落。
把手放開后瓶子會(huì)怎么樣？（會(huì)下落）瓶子落到哪里?（落到地上）
T：我們不動(dòng)瓶子，它會(huì)自己上來嗎？（不會(huì)）怎么讓它上來？（搖動(dòng)把手）
放開手后會(huì)怎么樣？（落到地上）
②師幼發(fā)現(xiàn)：轱轆上吊著的物體是會(huì)往下落的。
2.再次探索
①提供多種材料供幼兒自由探索。（沙包、毛絨玩具、紙球、棉花等）
②在探索的過程中，老師提示：
先將這些物體拿在手中，手放開后會(huì)怎么樣？它們都落到哪里去了？
將它們輕輕地往上拋后，它們又落到了那里？
將它們重重地往上拋后，它們又落到了那里？
③師幼發(fā)現(xiàn)：物體無論是放開手后、輕輕地、重重地往上拋，最后物體都落到了地上。
3.探討生活中看到的物體下落現(xiàn)象。
①觀看視頻：水往下流、蘋果往下落
②幼兒列舉生活中看到的物體下落的現(xiàn)象。
③師幼發(fā)現(xiàn)：生活中所有的物體都是往下落的。
4.師幼共同小結(jié)：
我們的地球是有吸引力的，把物體都往下吸。
（二）玩“美麗下落路”
1.出示“美麗下落路”，教師示范將顏料倒入盒中，請幼兒猜一猜顏料會(huì)往那里走。
T：老師將顏料舀入盒子中，旋轉(zhuǎn)盒子，你們說顏料會(huì)往哪里走？（不管怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)盒，顏料都是往下流的，）為什么？（因?yàn)槲覀兊牡厍蛴形Γ?/p>
2.幼兒自由玩“美麗下落路”。
T：孩子們，你們真是太聰明了，我們用地球有吸引力的原理來創(chuàng)作一幅神奇有趣的“美麗下落路”吧。
3.幼兒自主創(chuàng)作，教師巡回指導(dǎo)。
（三）結(jié)束
原來地球的吸引力還能讓我們創(chuàng)作出這么美麗的作品，我們把它們帶回活動(dòng)室展示出來吧。
第四篇：萬有引力定律優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計(jì)
《萬有引力定律》教案分析
一、教學(xué)目標(biāo)
【知識與技能】
了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)思路和過程;知道什么是萬有引力定律;知道萬有引力常量以及它的測量方法。
【過程與方法】
通過逐步建立萬有引力定律的過程，提高演繹思維能力與歸納概括能力，學(xué)習(xí)物理規(guī)律“提出猜想--理論推導(dǎo)--實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)”的科學(xué)研究方法。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
感受物理學(xué)的科學(xué)魅力，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
月--地檢驗(yàn)，萬有引力定律，引力常量。
【難點(diǎn)】
月--地檢驗(yàn)的思路。
三、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課
教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧太陽與行星的引力公式。
教師追問：行星與太陽間的引力能使行星不能飛離太陽，那是什么力使地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢?
環(huán)節(jié)二：新課講授
(一)萬有引力的猜想
教師講述牛頓對蘋果思考的故事：蘋果成熟后會(huì)受重力掉落在地面，如果蘋果樹長在最高的山頂上，蘋果也會(huì)受重力落到地面上，并且這個(gè)力沒有明顯的變化，如果蘋果樹延伸到月球上，這個(gè)力會(huì)不會(huì)作用到月球上?
引出猜想：拉住月球使它繞地球運(yùn)動(dòng)的力，與拉著蘋果下落的力是否是同種力?
第五篇：高二物理萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì)
高二物理萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì)
【摘要】查字典物理網(wǎng)小編編輯整理了高二物理萬有引力定律教學(xué)設(shè)計(jì)，供廣大同學(xué)們在暑假期間，復(fù)習(xí)本門課程，希望能幫助同學(xué)們加深記憶，鞏固學(xué)過的知識!
【教材分析】
物理學(xué)的發(fā)端始于人類對理解星體運(yùn)行的追求。三百多年前，萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)堪稱人類文明與理性探索進(jìn)程中最壯麗的詩篇，其所體現(xiàn)出的科學(xué)智慧的震撼力，至今仍為世人所嘆服，它第一次把看似毫不相關(guān)的地上與天上運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來，第一次揭示大自然的對稱和諧與物理規(guī)律表達(dá)簡潔而含蓄的內(nèi)在美，并作為牛頓的從 運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象研究自然力的又一個(gè)科學(xué)思辨范例，而不斷為歷代科學(xué)家所效仿。從物理學(xué)史進(jìn)程中，可以看出《萬有引力定律》這節(jié)內(nèi)容是對上兩節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一 步推演，并與之構(gòu)成本章的第一單元內(nèi)容。同時(shí)，本節(jié)內(nèi)容也是下節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)，是本章的教學(xué)重點(diǎn)，在高中物理中占有重要地位。因此萬有引力定律的教學(xué) 絕不能僅限于具體知識的講解、記憶與實(shí)際的應(yīng)用，更應(yīng)強(qiáng)調(diào)人類對天體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識以及建立萬有引力定律的探究過程，把教學(xué)重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)萬有引力定 律發(fā)現(xiàn)過程中的思路和方法上。然而，除了教材與教參已有的介紹外，我們對物理學(xué)史上這段輝煌史實(shí)真正了解多少?我們能否把握整個(gè)發(fā)現(xiàn)過程中的探索脈絡(luò)，并將從中領(lǐng)悟到的思想精髓介紹給學(xué)生?由此看來，要教好新教材中的萬有引力定律一章，適當(dāng)擴(kuò)展相應(yīng)的知識背景，了解有關(guān)牛頓引力理論的現(xiàn)代評述，就顯得十 分必要了。
【學(xué)生分析】
從知識結(jié)構(gòu)來看，在學(xué)習(xí)萬有引力定律前，學(xué)生已經(jīng)對力、重力、向心力、太陽對行星的引力、加速度、重力加速度、向心加速度等概念有了較 好的理解，并且掌握自由落體運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能熟練運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問題。已經(jīng)完全具備深入探究和學(xué)習(xí)萬有引力定律的起點(diǎn)能力。
從知識建構(gòu)的進(jìn)程來看，在上一節(jié)中學(xué)生經(jīng)歷了太陽與行星間引力的探究過程，從中向?qū)W生滲透了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設(shè)、推理論證等方法思想，依照 學(xué)生的認(rèn)知心理特點(diǎn)，播放兩個(gè)視頻片段月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)和蘋果落地，很容易在他們腦中形成這樣一個(gè)問題：地球?qū)υ虑虻囊偷厍驅(qū)μO果的引力會(huì)不會(huì)就是同一 種力呢?從而為進(jìn)一步探究萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，確定了切入點(diǎn)。
然而高一學(xué)生其思維方式容易停滯在知識接受層面，而忽視概念間、規(guī)律間的相互聯(lián)系，且很多學(xué)生不能建立明確的動(dòng)態(tài)的物理圖像或物理情景，進(jìn)而無法通過同化 和順應(yīng)，完成知識的建構(gòu)過程。因此，在教學(xué)過程中要注重從學(xué)生實(shí)際入手，依據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，注重創(chuàng)設(shè)物理情景，創(chuàng)造和諧的課堂氛圍，進(jìn)行互動(dòng)討論探究式教 學(xué)。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知識和技能目標(biāo)
(1)掌握月地檢驗(yàn)。
(2)知道萬有引力定律的內(nèi)容、表達(dá)式和適用條件，會(huì)解決簡單的引力計(jì)算問題。
2.過程和方法目標(biāo)
學(xué)習(xí)物理規(guī)律提出猜想理論推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的科學(xué)研究方法。3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)
(1)經(jīng)歷萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣。
(2)通過引力常量的測量簡介，說明科學(xué)研究的長期性，提高學(xué)生的科學(xué)價(jià)值觀。
【教學(xué)重點(diǎn)】
萬有引力定律及適用條件。
【教學(xué)難點(diǎn)】
月地檢驗(yàn)的思路。
【教學(xué)設(shè)計(jì)思想】
通過提出猜想理論推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)過程，讓學(xué)生在物理情景中主動(dòng)的參與知識的構(gòu)建過程，體會(huì)這種大膽的猜想、已有理論的應(yīng)用、巧妙的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)和從中體現(xiàn)著的科學(xué)探索的精神與方法。
【教學(xué)設(shè)計(jì)過程】
一、新課引入
通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道了太陽與行星間的引力遵從平方反比律：。
公式中的G是比例系數(shù)，F(xiàn)是太陽和行星之間的引力，提供行星繞太陽近似圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，正是這個(gè)引力使得行星不能飛離太陽。
『設(shè)計(jì)說明』：通過上述介紹，旨在讓學(xué)生回憶上節(jié)課內(nèi)容，回顧萬有引力定律發(fā)現(xiàn)過程的前一半，從而為接下來的研究奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而引出新課。
二、教授新課
（一）提出猜想
觀察視頻，提出問題。(引導(dǎo)學(xué)生回答，教師及時(shí)糾正補(bǔ)充)月球?yàn)槭裁蠢@地球做圓周運(yùn)動(dòng)?
由于月球受到地球?qū)λ奈Α?/p>
蘋果為什么向下運(yùn)動(dòng)而不向上運(yùn)動(dòng)?
蘋果在其重力作用下落向地面。
那么受到的重力又是怎么產(chǎn)生的呢?
由于地球?qū)μO果的吸引力而產(chǎn)生的。
我們很自然的想到，地球?qū)υ虑虻囊偷厍驅(qū)μO果的引力會(huì)不會(huì)就是同一種力呢？
按照我們物理學(xué)的研究規(guī)律，為了解釋某種現(xiàn)象，提出猜想，這是理論，然后再去檢驗(yàn)是否正確。物理學(xué)就是在不斷的檢驗(yàn)完善中前進(jìn)的。同樣我們的猜想是否正確也需要事實(shí)的檢驗(yàn)。那么請同學(xué)們思考下面幾個(gè)問題。
『設(shè)計(jì)說明』：通過月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)和蘋果自由下落的物理情景，喚醒學(xué)生腦中當(dāng)年由蘋果落地而引起遐想進(jìn)而發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的故事情景，激發(fā)學(xué)生的興趣與想像力。
（二）月地檢驗(yàn)
創(chuàng)設(shè)問題情境，學(xué)生討論，教師引導(dǎo)，互動(dòng)探究。
檢驗(yàn)天上和地上的力是否是同一種力，需要選誰為研究對象?
假定設(shè)想成立，天上和地上是同一種力，遵循相同的規(guī)律平方反比律，那么蘋果和月球受到的力該如何表示呢?
(這是理論猜想)
實(shí)際上月球受到的力可以如何求解呢?
(提示：通過天文觀測，我們已經(jīng)知道了月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，能不能利用圓周運(yùn)動(dòng)的知識來求解呢?)
而蘋果受到的力我們已經(jīng)知道為。
猜 測實(shí) 際 月 球
蘋 果
接下來，請同學(xué)們思考，要驗(yàn)證我們的猜想，我們需要測量什么物理量?驗(yàn)證什么表達(dá)式呢?
(學(xué)生回答，教師引導(dǎo)總結(jié)。)
我們猜想天上地上是同一種力，天上的力是猜想，是理論，地上的力是實(shí)際，是檢驗(yàn)，我們就是要驗(yàn)證猜想和實(shí)際是否相等。只選擇一個(gè)研究對象月球或蘋果，因比 例系數(shù)G未知，所以無法檢驗(yàn)。我們可以選取兩個(gè)研究對象，研究它們的比值關(guān)系，實(shí)際就是月球和蘋果的加速度關(guān)系，來完成實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，這就是著名的月地檢 驗(yàn)。我們一起來看一下檢驗(yàn)的思路。
檢驗(yàn)思路
① 通過猜想利用引力的平方反比律和牛頓第二定律計(jì)算地球表面蘋果的加速度和月球的向心加速度。
② 通過實(shí)驗(yàn)觀測，利用已有規(guī)律，得到月球的向心加速度和地球表面蘋果的加速度。
③ 綜合以上結(jié)果，看加速度比值關(guān)系，比較猜想與實(shí)驗(yàn)觀測的數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。
好，請同學(xué)們開始驗(yàn)證。展示學(xué)生的推導(dǎo)過程。
結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)觀測得到的結(jié)果是相等的。
『設(shè)計(jì)說明』：通過創(chuàng)設(shè)問題情景，引導(dǎo)學(xué)生討論探究檢驗(yàn)思路，進(jìn)行定量計(jì)算，掌握月地檢驗(yàn)，用無可辯駁的事實(shí)證明猜想的正確性，增強(qiáng)學(xué)生的理性認(rèn)識，學(xué)習(xí)物理規(guī)律提出猜想理論推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的科學(xué)研究方法，同時(shí)經(jīng)歷萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣。
（三）萬有引力定律
猜想：宇宙中一切物體之間會(huì)不會(huì)都存在這樣的力呢？ 現(xiàn)在我們提到萬有引力似乎是老生常談，但是，牛頓當(dāng)時(shí)的魄力、膽識和驚人的想象力實(shí)在讓我們佩服。這最后一步假設(shè)，雖然無法得到直接驗(yàn)證，但是我們也沒有反駁它的理由，而且，以后的無數(shù)事實(shí)都支持了這一點(diǎn)萬有引力定律。請同學(xué)們看課本了解定律的內(nèi)容。
1.內(nèi)容
自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。即
――《自然哲學(xué)的物理原理》1687年牛頓著
式中各物理量的含義及單位：F為兩個(gè)物體間的引力，單位：N;m1、m2分別表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，單位：kg;r為兩個(gè)物體間的距離，單位：m;G為萬有引力常量。
2.引力常量
牛頓得出了萬有引力與物體質(zhì)量及它們距離的關(guān)系，但卻無法算出兩個(gè)天體之間萬有引力的大小，因?yàn)樗恢酪ΤＡ縂的值。這個(gè)問題在一百多年以后，才被英 國的物理學(xué)家卡文迪許(1731年-1810年)在實(shí)驗(yàn)室里通過扭秤對幾個(gè)鉛球之間的萬有引力測量而解決，測出了引力常量G。（展示課件圖片，簡單講解實(shí)驗(yàn)的原理與思想：鉛球之間的引力使T形架轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)金屬絲扭轉(zhuǎn)，我們可以利用力矩平衡的知識來計(jì)算鉛球之間的萬有引力的大小。因金屬絲的扭轉(zhuǎn)程度很小，不易觀察測量，所以在T形架上安裝了一個(gè)小鏡，讓激光器照出的激光經(jīng)小鏡反射后落在標(biāo)尺上，小鏡轉(zhuǎn)動(dòng)后，測量光點(diǎn)在標(biāo)尺上移動(dòng)的距離，利用光放大的原理確定金屬絲的扭轉(zhuǎn)程度，進(jìn)而測出引力，確定引力常量。）
目前推薦的標(biāo)準(zhǔn)值為G=6.6725910-11Nm2/Kg2，通常取G＝6.6710－11Nm2/Kg2，（板書：引力常量G＝6.6710－11Nm2/Kg2）它在數(shù)值上等于質(zhì)量是1Kg的物體相距1米時(shí)的相互作用力，單位：Nm2/kg2。(強(qiáng)調(diào)掌握物理常量數(shù)量級的重要性)和以后我們將學(xué)習(xí)的靜電力常量一樣，引力常量是自然界中少數(shù)幾個(gè)最重要的物理常量之一。完成扭秤試驗(yàn)后，卡文迪許又測 量了多種物體間的引力，所得結(jié)果與利用引力常量G按萬有引力定律計(jì)算所得結(jié)果相同。所以，引力常量的普適性成為萬有引力定律正確性的見證，它為萬有引力定 律的普遍意義奠定了強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。在導(dǎo)學(xué)案上，給大家準(zhǔn)備了引力常量測定的資料介紹，希望同學(xué)們課下自己閱讀，了解其實(shí)驗(yàn)的原理與思想。
萬有引力定律我們已經(jīng)得到。
問題：如何使用萬有引力定律進(jìn)行簡單的計(jì)算呢？學(xué)生討論回答。
好，請看問題!兩個(gè)質(zhì)量均為50Kg的人互相接觸時(shí)的萬有引力如果用定律計(jì)算，結(jié)果好像是無窮大，那么這兩個(gè)人永遠(yuǎn)不會(huì)分開了。是我們好不容易得到的定律錯(cuò)了?還是我們在使用定律時(shí)忽視了什么呢?這就是我們要繼續(xù)學(xué)習(xí)的萬有引力定律的適用條件。
3.適用條件
（1）萬有引力定律只適用于質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算。當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于每個(gè)物體的尺寸時(shí)，物體可以看成質(zhì)點(diǎn)，直接使用萬有引力定律計(jì)算。（模型）
研究相互接觸的兩個(gè)人之間的萬有引力時(shí)，不能把他們看作質(zhì)點(diǎn)。（2）當(dāng)兩物體是質(zhì)量均勻分布的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間距離。
研究太陽和地球之間的萬有引力，可以把它們看作質(zhì)量均勻的球體。
當(dāng)研究物體不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí)，可以把物體假想分割成無數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)，求出兩個(gè)物體上每個(gè)質(zhì)點(diǎn)與另一物體上所有質(zhì)點(diǎn)的萬有引力，然后求合力，這是微積分的思想。
萬有引力定律產(chǎn)生于對太陽系行星運(yùn)動(dòng)的研究，但它對物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的適用性卻要廣泛得多?？梢赃@樣說，宇宙中凡有引力參與的一切復(fù)雜的現(xiàn)象，無不要?dú)w結(jié)到這樣一條十分簡潔的定律之中，這不能不使人驚嘆宇宙萬物超乎尋常的和諧及人類理性思考所具有的統(tǒng)攝力。
4.實(shí)踐探究
創(chuàng)設(shè)情景：既然自然界中任何兩個(gè)物體間都有萬有引力，那么在日常生活中，我們各自之間或人與物體之間，為什么都對這種作用沒有任何感覺呢? 根據(jù)情景中數(shù)據(jù)，學(xué)生進(jìn)行估算：
①請估算兩位同學(xué)，相距5m遠(yuǎn)時(shí)它們間的萬有引力多大?(可設(shè)他們的質(zhì)量為50kg)
解：由萬有引力定律得：
代入數(shù)據(jù)得：F1=6.6710-9N
②已知地球的質(zhì)量約為6.01024kg，地球半徑為6.4106m，請估算其中一位同學(xué)和地球之間的萬有引力又是多大?
解：由萬有引力定律得：
代入數(shù)據(jù)得：F2=489N
小結(jié)：由此可見通常物體間的萬有引力極小，一般不易感覺到。而物體與天體間的萬有引力(如人與地球)就不能忽略了。
5.對萬有引力定律的理解
①普遍性：萬有引力存在于任何兩個(gè)物體之間。
②相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力。
③特殊性：兩個(gè)物體間的萬有引力和物體所在的空間及其他物體存在無關(guān)。
④適用性：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力。
6.意義
萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)對物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響;以前上千年才能觀測到一顆行星，通過萬有引力定律的指導(dǎo)，我們在指定位置很快就發(fā)現(xiàn)了新的行星，給人們探索自然的奧秘建立了極大信心。
『設(shè)計(jì)說明』：讓學(xué)生知道萬有引力定律的內(nèi)容、表達(dá)式和使用條件，體會(huì)物理學(xué)許多重大理論的發(fā)現(xiàn)，不是簡單的實(shí)驗(yàn)總結(jié)，它需要直覺、想像 力、大膽的猜想和假設(shè)。通過閱讀材料，使學(xué)生體會(huì)卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)精巧的實(shí)驗(yàn)方法，知道科學(xué)研究的長期性，提高學(xué)生的科學(xué)價(jià)值觀。通過題目練習(xí)，學(xué)生進(jìn)行 估算和比較，從中鍛煉學(xué)生的估算能力，體會(huì)萬有引力常量數(shù)量級的重要性，加深對萬有引力定律的理解。
【課堂小結(jié)】
第3節(jié) 萬有引力定律
一、提出猜想
二、月地檢驗(yàn)
1.理論推導(dǎo)
2.實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)
3.結(jié)論
4.更大膽的猜想
三、萬有引力定律
1.內(nèi)容
2.適用條件
3.實(shí)踐探究
4.理解
5.意義
學(xué)生體會(huì)：發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思維過程：提出猜想──理論推導(dǎo)──實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)
『設(shè)計(jì)說明』：通過黑板或多媒體展示本節(jié)課知識，在教師引導(dǎo)下，幫助學(xué)生構(gòu)建自己的知識框架。
【布置作業(yè)】
1.閱讀資料，了解引力常量的測量原理和方法。
2.課本問題與練習(xí)2、3題。
『設(shè)計(jì)說明』：通過學(xué)生課下閱讀引力常量的測量簡介資料，說明科學(xué)研究的長期性，提高了學(xué)生的科學(xué)價(jià)值觀?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)后記】
本節(jié)課我對牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程，通過創(chuàng)設(shè)問題情景，讓學(xué)生以科學(xué)家的角度分析、思考問題，經(jīng)歷萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣，體會(huì)牛頓的偉大，了解科學(xué)家提出猜想理論推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的科學(xué)研究方法。
在本節(jié)課的教學(xué)中，我通過精心設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生從選擇研究對象入手，設(shè)計(jì)檢驗(yàn)過程，基本解決了學(xué)生對月地檢驗(yàn)的理解困難，用事實(shí)引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷萬有引力定律的得出過程，加深了學(xué)生對萬有引力定律的認(rèn)識。
總體說來，教學(xué)目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)。
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