第一篇：第07章第02節(jié)萬(wàn)有引力教案05 人教版

萬(wàn)有引力定律

教學(xué)內(nèi)容：

1、了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程

2、理解萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)萬(wàn)有引力定律

3、了解卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)的主要結(jié)構(gòu)及原理

4、知道引力常量的意義及其數(shù)值 重

點(diǎn):萬(wàn)有引力定律 教學(xué)方法:啟發(fā)、講授

教

具:卡文迪許扭秤掛圖 教學(xué)過(guò)程:

一.組織教學(xué):

二.引入新課:

我們知道,太陽(yáng)系里有九大行星,地球和其它八大行星一起都在近似的圓形軌道上繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn).因此,必然受到指向太陽(yáng)的向心力的作用,而且人們認(rèn)為這個(gè)向心力就是太陽(yáng)對(duì)行星的引力,那么這種引力遵循什么規(guī)律呢?徹底解決這個(gè)問(wèn)題的人是偉大的物理學(xué)家牛頓.三.講授新課:

一、歷史回顧

在行星運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題清楚之后，開始研究行星為什么這樣運(yùn)動(dòng)？特別是到了開普勒時(shí)代，開始萌發(fā)出許多關(guān)于天體的動(dòng)力學(xué)解釋。后來(lái)牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力證明了：如果太陽(yáng)和行星間的引力與距離的二次方成反比，則行星的軌跡是橢圓，并且闡述了普遍意義下的萬(wàn)有引力定律。

二、萬(wàn)有引力定律

1、推導(dǎo)

太陽(yáng)對(duì)行星的引力應(yīng)為行星所受的向心力 F=mv2/r 而v=2πr/T 故：F=4π2(r3/T2).m/r2

而根據(jù)開普勒第三定律可知：r3/T2是一個(gè)常量，可知：兩星間的引力與行星的質(zhì)量成正比，跟兩者間的距離平方成反比

根據(jù)牛頓第三定律：太陽(yáng)吸引行星的力與行星吸引太陽(yáng)的力應(yīng)是等大，同性質(zhì)。牛頓認(rèn)為：即然這個(gè)引力與行星的質(zhì)量成正比，當(dāng)然也應(yīng)該太陽(yáng)的質(zhì)量成正比。用m/表示太陽(yáng)的質(zhì)量： F=Gm1m2/r2

2.萬(wàn)有引力定律:

牛頓的研究表明,太陽(yáng)對(duì)行星的引力,行星對(duì)衛(wèi)星的引力, 以及地球?qū)Φ孛嫔系奈矬w的引力,都遵循某一同樣的規(guī)律,是同一種性質(zhì)的力,于是牛頓把這種引力規(guī)律做了合理的推廣,在1687年正式發(fā)表了萬(wàn)有引力定律:

⑴內(nèi)容:任何兩個(gè)物體都是相互吸引的,引力的大小跟兩個(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.⑵公式:

如果用m1和m2表示兩個(gè)物體的質(zhì)量,用r表示它們之間的距離, 則萬(wàn)有引力定律可用下面的公式表示:

F=Gm1m2/r式中G=6.67×10-11Nm2/kg2,叫萬(wàn)有引力恒量.它在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的物體相距1m時(shí)的相互作用力.⑶距離r的確定:

萬(wàn)有引力定律中兩個(gè)物體的距離, 對(duì)于相距很遠(yuǎn)可以看作質(zhì)點(diǎn)的物體,就是指兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離;對(duì)于均勻的球體, 就是指兩個(gè)球心間的距離.強(qiáng)調(diào):r不可為零.3.萬(wàn)有引力定律的豐功偉績(jī):

4.引力恒量的測(cè)定:

牛頓雖然發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律,但沒(méi)有給出引力恒量的數(shù)值.直到一百多年的1798年,英國(guó)的卡文迪許巧妙地利用扭秤裝置,測(cè)定了引力恒量的數(shù)值.⑴裝置介紹:T形架、石英絲、鏡尺、m球和m'球

⑵測(cè)量原理介紹:扭秤達(dá)到平衡時(shí),引力矩等于石英絲的阻力矩.石英絲轉(zhuǎn)角可由鏡尺測(cè)出,由石英絲轉(zhuǎn)角可知扭力矩等于引力矩,從而可測(cè)得萬(wàn)有引力,進(jìn)而可測(cè)引力恒量G.⑶實(shí)驗(yàn)意義:

①證實(shí)了萬(wàn)有引力定律

②測(cè)定了引力恒量

四.小結(jié)、鞏固練習(xí):

例一.你能立即答出你對(duì)地球的引力是多大嗎?

例二、一個(gè)質(zhì)子由兩個(gè)u夸克，一個(gè)d夸克組成，一個(gè)夸克的質(zhì)量是7.1×10-30kg,求兩個(gè)夸克相距1.0×10-16m時(shí)的相互引力（質(zhì)量半徑為1.0×10-15m）.例三.有一質(zhì)量為100kg的人造衛(wèi)星,在離地面1000km 的高空繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng),求:

①衛(wèi)星所受的向心力

②衛(wèi)星的運(yùn)行速度

③衛(wèi)星運(yùn)行的周期

已知地球的半徑為6400km,地球的質(zhì)量約為6×1024kg.五.布置作業(yè):

1.書面作業(yè):

2.家庭作業(yè):點(diǎn)：

第二篇：第1章第02節(jié)教案案例

第1章緒言

第二節(jié)信息技術(shù)與信息技術(shù)發(fā)展史

〖教學(xué)知識(shí)點(diǎn)〗

1、信息技術(shù)的概念

2、信息技術(shù)的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢(shì)

〖教學(xué)重點(diǎn)〗

信息技術(shù)的概念和發(fā)展歷史

〖教學(xué)難點(diǎn)〗

怎么樣真正理解信息技術(shù)和相關(guān)其它技術(shù)之間的關(guān)系

〖所需課時(shí)〗

1課時(shí)

〖課前準(zhǔn)備〗

設(shè)備：多媒體投影儀。

教師：課堂的活動(dòng)表單。

〖活動(dòng)安排〗

活動(dòng)主題：分析信息采集技術(shù)、信息傳播技術(shù)和信息存儲(chǔ)技術(shù)在各個(gè)歷史階段的特點(diǎn) 活動(dòng)要求：以小組為單位通過(guò)圖書館、向家長(zhǎng)咨詢或上網(wǎng)查找相關(guān)資料完成分析表?；顒?dòng)步驟：

（1）在課堂中完成分組，并確立組長(zhǎng)和組員的分工

（2）每組可以采用一種或多種查詢方式（通過(guò)圖書館、向家長(zhǎng)咨詢或上網(wǎng)查找）查找相關(guān)資料

（3）整理并交流。

〖教學(xué)過(guò)程〗

一、信息技術(shù)的概念和內(nèi)容：（5分鐘）

師：剛才我們著重介紹了第一節(jié)信息和信息的主要特征。接下來(lái)讓我們來(lái)了解一下第二節(jié)信息技術(shù)及其發(fā)展。（應(yīng)用PPT演示文稿）

1、什么是信息技術(shù)

信息技術(shù)是指在信息的獲取、整理、加工、存儲(chǔ)、傳遞和利用過(guò)程中所采用的技術(shù)和方法。

注：從本質(zhì)上說(shuō)，信息技術(shù)是人類在了解、把握和改善自身生存環(huán)境過(guò)程中實(shí)現(xiàn)獲取信息、傳遞信息、存儲(chǔ)信息、處理信息、控制信息等的相關(guān)技術(shù)，其作用是代替、擴(kuò)展和延伸人的信息功能。

2、現(xiàn)代信息技術(shù)主要包括哪些

現(xiàn)代信息技術(shù)包括微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)等等，其中微電子技術(shù)是基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)技術(shù)是核心。

二、信息技術(shù)的發(fā)展歷史

1、五次大的革命發(fā)展史（5分鐘）

師：信息技術(shù)在其發(fā)展中經(jīng)歷了五次革命，請(qǐng)同學(xué)們查看教材，通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，了解每次信息技術(shù)革命的重要標(biāo)志是什么？

生：第一次語(yǔ)言的產(chǎn)生；第二次文字的發(fā)明；第三次造紙和印刷術(shù)的發(fā)明；第四次電報(bào)、電話、廣播、電視的發(fā)明和普及應(yīng)用；第五次電子計(jì)算機(jī)的普及使用和計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的結(jié)合。

師：在信息技術(shù)經(jīng)歷的五次革命中，信息采集技術(shù)、信息傳播技術(shù)和信息存儲(chǔ)技術(shù)在每個(gè)歷史階段各有什么特點(diǎn)呢？現(xiàn)在我們以小組為單位完成這個(gè)活動(dòng)。

2、信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)（3分鐘）

（1）新業(yè)務(wù)、新產(chǎn)品將不斷出現(xiàn)；（2）新的電子元件和電子信息材料將不斷出現(xiàn)；（3）網(wǎng)絡(luò)將向高速化發(fā)展；（4）計(jì)算機(jī)將向智能化方向發(fā)展。

三、觀看課堂視頻（10分鐘）

觀看中央電視臺(tái)焦點(diǎn)訪談欄目2010年 08月09日播放的上海世博會(huì)“信息技術(shù)改變我們的生活20100809(11分鐘).mp4”，讓學(xué)生知道信息技術(shù)對(duì)我們現(xiàn)實(shí)生活是多么的重要。

學(xué)生回答：本視頻中主要講了哪些現(xiàn)代化的信息處理技術(shù)？（2分鐘）

四、課堂活動(dòng)課：（15分鐘）

師：主要讓學(xué)生來(lái)做相應(yīng)的表單，通過(guò)學(xué)生自己學(xué)習(xí)，了解信息技術(shù)的五大革命、本章節(jié)的部分練習(xí)題和下一節(jié)上機(jī)的練習(xí)題。

說(shuō)明：建議以2~3人為一組（同桌），根據(jù)分析表完成本章節(jié)的活動(dòng)表。

五、活動(dòng)課部分內(nèi)容。

攀枝花市第三高級(jí)中學(xué)校高一年級(jí)信息技術(shù)學(xué)科

學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)表單(第02次)

第二題：?jiǎn)雾?xiàng)選擇題

1．不屬于信息的主要特征__________。

（A）普遍性（B）科學(xué)性（C）依附性（D）共享性

2.現(xiàn)代社會(huì)中，人們把_____、_____、____稱為人類不可缺少的三類資源。

（A）物質(zhì)、知識(shí)、信息（B）能量、知識(shí)、信息

（C）物質(zhì)、能量、知識(shí)（D）物質(zhì)、能量、信息

3．信息技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了______次革命。

（A）2（B）3（C）4（D）

54．信息是“事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)與方式”，這是_________提出的。

（A）香農(nóng)（B）維納（C）鐘義信（D）比爾·蓋茨

5．最近一次信息技術(shù)革命的一個(gè)重要標(biāo)志是_________的應(yīng)用。

（A）計(jì)算機(jī)（B）電報(bào)（C）電視（D）電話

6．中國(guó)古代四大發(fā)明中的造紙術(shù)和印刷術(shù)與第______次信息技術(shù)革命有密切聯(lián)系。

（A）一（B）二（C）三（D）四

7．以下對(duì)信息特征的描述，_____________是不正確的。

（A）只要有物質(zhì)存在，有事物運(yùn)動(dòng)，就會(huì)有他們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和方式，就會(huì)有信息存在（B）所有的信息都必須依附于某種載體，但是，載體本身并不是信息

（C）同一信息能同時(shí)或異時(shí)、同地或異地被多個(gè)人所共享

（D）信息不但能直接滿足人們的物質(zhì)需求，還能滿足人們的精神需求

8．信息技術(shù)的英文全稱是_____________，簡(jiǎn)稱IT。

（A）Information Technology

（B）Information Technique

（C）CommunicationTransmit

（D）InformationTransmit

9．現(xiàn)代信息技術(shù)是以__________為基礎(chǔ)，以________為核心，以____為支柱，以__________應(yīng)用為目的的科學(xué)技術(shù)群。

（A）計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)

（B）通信技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)

（C）微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)

（D）信息技術(shù)、微電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)

10．當(dāng)今的計(jì)算機(jī)能處理文字、聲音、圖像等信息，這要?dú)w功于信息的_____。

（A）娛樂(lè)化（B）數(shù)字化（C）電子化（D）網(wǎng)絡(luò)化

參考答案 1．B 2．D 3．D 4．C 5．A 6．C 7．D 8．A 9．C 10．B

第三篇：第06章第02節(jié)向心力教案02 人教版

第五節(jié) 向心力、向心加速度（教案33）

一、教學(xué)目標(biāo)

1、理解向心力和向心加速度的概念并能用來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

2、知道向心力大小與哪些因素有關(guān)。理解公式的確切含義，并能用來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

3、進(jìn)一步理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生向心加速度的原因。

4、知道在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，可用上述公式求質(zhì)點(diǎn)在圓周上某一點(diǎn)的向心力和向心加速度。

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：

1、理解向心力和向心加速度的概念。

2、知道向心力大小

2vF?m?r2?mr，向心加速度的大小v2a??r?r2，并能用來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

難點(diǎn)：對(duì)向心力和向心加速度的正確理解和認(rèn)識(shí)。

三、教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)、講授、討論、歸納、推理

四、教學(xué)用具

多媒體、課件、向心力演示器、鋼球、木球、細(xì)繩

五、教學(xué)過(guò)程

引入：我們知道，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)。而力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，說(shuō)明物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)一定要受外力作用。物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的外力有何特點(diǎn)？加速度怎樣？這就是本節(jié)課要研究的問(wèn)題。

（一）、向心力

1、演示實(shí)驗(yàn)：在光滑水平桌面的O點(diǎn)固定一根釘子，把繩的一端套在釘子上，另一端系一個(gè)小球，使小球在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

2、討論：

a： 小球此時(shí)受到哪些力的作用？

b： 合外力是哪個(gè)力？這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)？

3、結(jié)論 ：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到一個(gè)指向圓心的拉力的作用，這個(gè)力叫向心力。

向心力的方向不斷變化，但總是沿著半徑指向圓心，而物體運(yùn)動(dòng)的方向沿切線方向，所以向心力的方向總與物體運(yùn)動(dòng)的方向垂直。

4、向心力的作用效果——只改變運(yùn)動(dòng)物體的速度方向，不改變速度大小。

向心力指向圓心，而物體運(yùn)動(dòng)的方向總是沿圓周上的切線方向，二者互相垂直。物體在運(yùn)動(dòng)方向上所受的合外力為零，在這個(gè)方向上無(wú)加速度，速度大小不會(huì)改變。所以向心力只改變速度的方向。

5、向心力的大小

（1）體驗(yàn)向心力的大小

a：每組學(xué)生發(fā)用細(xì)線聯(lián)結(jié)的鋼球、木球各一個(gè)，讓學(xué)生拉住繩的一端，讓小球盡量做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，改變轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢、細(xì)線的長(zhǎng)短多做幾次。

b：引導(dǎo)學(xué)生猜想：向心力可能與物體的質(zhì)量、角速度、半徑有關(guān)。

（2）【演示實(shí)驗(yàn)】用向心力演示器演示向心力的大小與什么因素有關(guān)。用控制變量法。

介紹向心力演示器的構(gòu)造和使用方法

操作方法：

a：用質(zhì)量不同的鋼球和鋁球做實(shí)驗(yàn)，使兩球運(yùn)動(dòng)的半徑r和角速度?相同?觀察得到：向心力的大小與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，向心力就越大。

b：用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球做實(shí)驗(yàn)，保持運(yùn)動(dòng)半徑相同，觀察向心力與角速度之間的關(guān)系?？梢钥闯觯撬俣仍酱?，所需向心力就越大。

c：仍用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球做實(shí)驗(yàn)，保持兩球運(yùn)動(dòng)角速度相同，觀察向心力的大小與運(yùn)動(dòng)半徑之間的關(guān)系?？梢钥闯?，運(yùn)動(dòng)半徑越大，所需向心力就越大。

（3）總結(jié)得到：向心力的大小跟物體的質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度?都有關(guān)系。勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大小為

F＝mr?2

vv

2（4）學(xué)生根據(jù)??推導(dǎo)向心力的另一表達(dá)式F?mrr

【注意】向心力是根據(jù)力的作用效果來(lái)命名的，不是一種新的、特殊的力。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力通常是由重力、彈力、摩擦力中的某一個(gè)力，或者某個(gè)力的分力，或幾個(gè)力的合力所提供。

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力就是向心力。

（二）、向心加速度

1、做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在向心力F的作用下必然要產(chǎn)生一個(gè)加速度，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得到：這個(gè)加速度的方向與向心力的方向相同，叫做向心加速度。

2、根據(jù)牛頓第二定律可得到

a??r 或

2v2a?r

【注意】

（1）由于a向的方向時(shí)刻在變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)。

（2）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其速度大小沒(méi)有改變，改變的只是 速度方向，因此，向心加速度是描述質(zhì)點(diǎn)速度方向變化快慢的物理量。

（三）、課堂練習(xí)

1、一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它的轉(zhuǎn)速為原來(lái)的2倍時(shí)，它的線速度、向心力 分別變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍？如果線速度不變，當(dāng)角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，它的軌道半徑和所受的向心力分別為原來(lái)的幾倍？

2、學(xué)生閱讀【思考與討論】

（1）分析木塊受幾個(gè)力的作用？各是什么性質(zhì)的力？

（2）木塊所受的向心力是由什么力提供的？

3、討論課本P95練習(xí)五（3）、（4）、（5）、（6）

（四）、課堂小結(jié)

1、為什么做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要一個(gè)向心力 ？向心力的

作用是什么 ？

2、向心力和向心加速度跟哪些因素有關(guān)？寫出向心力和向心加速度的不同形式的公式，說(shuō)明它們的確切含義和它們之間的關(guān)系。

六、課外作業(yè)

課后練習(xí)三（1）、（2）、（7）

第四篇：第07章第03節(jié)萬(wàn)有引力常數(shù)教案02 人教版

第三節(jié)

萬(wàn)有引常量的測(cè)量

教學(xué)目的：

知道測(cè)量的原理，了解測(cè)量裝置的空間特點(diǎn)； 知道引力常量的大小及其普適性；

對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育和物理思想（等效思想）的滲透； 了解引力常量的意義。教學(xué)重點(diǎn)： 測(cè)量原理 教學(xué)難點(diǎn)：

了解測(cè)量裝置的空間特點(diǎn) 教法：

啟發(fā)式綜合教學(xué)法 教具： 投影儀、投影片 教學(xué)過(guò)程： 引入：

歷史回顧：1686年牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力時(shí)，知道了兩物體之間相互吸引，其大小與兩物體的質(zhì)量之積成正比，與兩物體間的距離的二次方成反比，成功地將人間天上的力統(tǒng)一起來(lái)了，極大地提高了人類的自信心。但由于當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件和技術(shù)的限制，很難精確地測(cè)定上述比例式中的比例系數(shù)。顯然，如不能宣地算出兩物體間的萬(wàn)有引力的大小，萬(wàn)有引力定律就沒(méi)有什么實(shí)際意義。直到1789年，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許巧妙地利用了扭秤裝置，第一次在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)兩個(gè)物體間的引力大小作了精確的測(cè)量和計(jì)算，我們今天就來(lái)介紹卡文迪許的扭秤實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)他是如何測(cè)出非常小的萬(wàn)有引力的。授新：

實(shí)驗(yàn)裝置示意圖（投影課本圖6-2）實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)方法及其物理思想 兩次放大及等效思想

實(shí)驗(yàn)時(shí)，把兩個(gè)質(zhì)量為m' 的大球放在圖中所示的位置，它們與小球的距離均為r。如果m受到m' 的吸引力氣，此力就會(huì)產(chǎn)生力矩。T形架受到力矩作用而轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，石英絲發(fā)生扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生一個(gè)相反的力矩。當(dāng)兩個(gè)引力F對(duì)T形架的扭轉(zhuǎn)力矩F×L與石英絲對(duì)T形架的扭轉(zhuǎn)力矩相等時(shí)，T形架處于平衡狀態(tài)。此時(shí)石英絲扭轉(zhuǎn)的角度可根據(jù)小鏡M上的反射光在弧線上移動(dòng)的距離s 老太婆求出，從而即可求出m與 m'的萬(wàn)有引力，從而據(jù)萬(wàn)有引力定律的變形公式求得引力常量的大小。

實(shí)驗(yàn)中卡文迪許發(fā)現(xiàn)石英絲果真發(fā)生了扭轉(zhuǎn)，從而證明萬(wàn)有引力的存在。通過(guò)多次改變兩球的質(zhì)量，并進(jìn)行了兩次“放大”，其作用是： 盡可能地增大了T形架連接兩球的長(zhǎng)度L，使m和m' 之間的 萬(wàn)有引力能產(chǎn)生較大的力矩，使得石英絲有較大的偏轉(zhuǎn)角度。盡可能地增大弧形尺與小鏡間距離R，使小鏡M上的反射光 在弧線上移動(dòng)的距離s較大。

三、鞏固練習(xí)：

1、“固體這所以有固定的形狀，是由于物質(zhì)顆粒間的萬(wàn)有引力使其結(jié)合在一起”，這種說(shuō)法對(duì)嗎？

舉例說(shuō)出我們學(xué)過(guò)哪些比例常數(shù)？

四、小節(jié)： 板書設(shè)計(jì)：

數(shù)值：G＝6.67×10N·m/kg 原理： 意義：

證明了萬(wàn)有引力的存在 “開創(chuàng)了測(cè)量弱力的新時(shí)代

使得萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值 教學(xué)效果分析：

附閱讀材料：

第一個(gè)現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)室-1

219世紀(jì)末葉，物理學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新發(fā)展時(shí)期，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展的物理實(shí)驗(yàn)，同時(shí)從經(jīng)典物理學(xué)發(fā)展時(shí)期以個(gè)人為主輔以簡(jiǎn)單儀器進(jìn)行研究的形式，發(fā)展到近代物理學(xué)研究中集體分工合作并配備高級(jí)精密儀器的形式。這種發(fā)展，導(dǎo)致現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)。

最早的現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)室是英國(guó)的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。不少人以為這個(gè)實(shí)驗(yàn)室是著名的英國(guó)科學(xué)家、引力常數(shù)的測(cè)定者、確定水的組成并發(fā)現(xiàn)氫氣的亨利·卡文迪許建造的，其實(shí)不是這么回事。當(dāng)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室建成時(shí)，亨利·卡文迪許離開人間已有半個(gè)多世紀(jì)了?？ㄎ牡显S實(shí)驗(yàn)室是在英國(guó)公爵德馮夏爾·卡文迪爾的資助下建成的。這位同姓的公爵是亨利· 卡文迪許的親戚。

卡文迪許實(shí)驗(yàn)室于1872年破土動(dòng)工，兩年后就在劍橋自由學(xué)校巷里建成。說(shuō)也奇怪，這個(gè)物理實(shí)驗(yàn)室竟是在一位著名的理論物理學(xué)家——麥克斯韋的領(lǐng)導(dǎo)下籌建的，他還是它的第一任主任。為了給實(shí)驗(yàn)室增添儀器，麥克斯韋拿出了自己不多的積蓄。

卡文迪許實(shí)驗(yàn)室它不僅出成果，而且出人才。許多有成就的物理學(xué)家都曾在這里受到過(guò)現(xiàn)代物理學(xué)的熏陶。領(lǐng)導(dǎo)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的都是成就輝煌、赫赫有名的現(xiàn)代物理學(xué)大師。繼麥克斯韋之后，任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任的有：現(xiàn)代聲學(xué)和光學(xué)的奠基人瑞利，電子的發(fā)展者J·J·湯姆遜(他在28歲時(shí)就當(dāng)上了主任)，現(xiàn)代原子核物理學(xué)之父盧瑟福，以科學(xué)研究組織工作見(jiàn)長(zhǎng)的W·L·布拉格，現(xiàn)代固體物理的先驅(qū)莫特。除麥克斯韋之外，都是諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者。

第五篇：§6.4 萬(wàn)有引力理論的成就教案

§6.4 萬(wàn)有引力理論的成就

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1、了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。

2、行星繞恒星運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)的共同點(diǎn)：萬(wàn)有引力作為行星、衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量。

3、理解并運(yùn)用萬(wàn)有引力定律處理天體問(wèn)題的思路和方法。

（二）過(guò)程與方法

1、培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)分析找到事物的主要因素和次要因素的一般過(guò)程和方法。

2、培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)事件的之間相似性采取類比方法分析新問(wèn)題的能力與方法。

3、培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)建立模型的能力與方法。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

體會(huì)萬(wàn)有引力定律在人類認(rèn)識(shí)自然界奧秘中的巨大作用，讓學(xué)生懂得理論來(lái)源于實(shí)踐，反過(guò)來(lái)又可以指導(dǎo)實(shí)踐的辯證唯物主義觀點(diǎn)。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：

1、行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力提供的。

2、會(huì)用已知條件求中心天體的質(zhì)量。

難點(diǎn)：根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量。

三、教學(xué)方法

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。通過(guò)數(shù)據(jù)分析找到地球表面物體萬(wàn)有引力與兩個(gè)分力——重力和物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力的大小關(guān)系，得到結(jié)論向心力遠(yuǎn)小于重力，萬(wàn)有引力大小近似等于重力，從而推導(dǎo)地球質(zhì)量的計(jì)算表達(dá)式。

通過(guò)對(duì)太陽(yáng)系九大行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的分析，根據(jù)萬(wàn)有引力作為行星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量；進(jìn)一步類比聯(lián)想推理到月亮、人造衛(wèi)星圍繞地球圓周運(yùn)動(dòng)求地球質(zhì)量等，最后歸納總結(jié)建立模型——中心天體質(zhì)量的計(jì)算。

四、教學(xué)過(guò)程

（一）、新課引入

伽利略在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說(shuō)過(guò)一句名言?！敖o我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球?！碧炱绞歉鶕?jù)杠桿原理測(cè)量物體質(zhì)量的儀器，那么根據(jù)伽利略的名言，我們是否可以用天平測(cè)量

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地球的質(zhì)量？我們這節(jié)課就來(lái)學(xué)習(xí)怎樣測(cè)量地球的質(zhì)量。

（二）新課教學(xué)

1、稱量地球質(zhì)量

地球表面物體的重力與地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力的關(guān)系。物體m在緯度為θ的位置，萬(wàn)有引力指向地心，分解為兩個(gè)分力：m隨地球自轉(zhuǎn)圍繞地軸運(yùn)動(dòng)的向心力和重力。

通常情況下，只有赤道和兩極的重力才嚴(yán)格指向地心。但因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)的并不快，所以向心力是一個(gè)很小的值。在運(yùn)算要求不是很準(zhǔn)確的條件下，我們可以粗略的讓萬(wàn)有引力等于重力。

即：向心力遠(yuǎn)小于重力，萬(wàn)有引力大小近似等于重力。

例：設(shè)地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半徑R =6.4×10G?6.67?10?116m，引力常量N?m/kg，試估算地球的質(zhì)量。22（學(xué)生推導(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。）解：mg?GmMR2

M?gRG2?9.8?(6.4?10)6.67?10?1162?6?1024kg 2.計(jì)算天體的質(zhì)量

（1）復(fù)習(xí)向心力公式 F?GmMR2?mv2r?m?r?m24?T22r?m4?2fr?m4?nr

222計(jì)算天體質(zhì)量的思路方法：將天體的運(yùn)動(dòng)近似看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需的向心力都來(lái)自于萬(wàn)有引力，然后結(jié)合向心力公式，根據(jù)題中所給的出的條件，選擇適當(dāng)?shù)男问竭M(jìn)行分析和求解。

（2）測(cè)量太陽(yáng)的質(zhì)量

九大行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)為中心天體。如果設(shè)中心天體質(zhì)量為M，行星質(zhì)量為m，已知行星圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道半徑為r，即行星到太陽(yáng)的距離。我們?nèi)绾卫眠@些條件來(lái)測(cè)量太陽(yáng)的質(zhì)量呢？

設(shè)：中心天體太陽(yáng)質(zhì)量M，行星質(zhì)量m，軌道半徑r——也是行星與太陽(yáng)的距離，行星公轉(zhuǎn)

2Mm2???2G2?m?r?m?角速度ω，公轉(zhuǎn)周期T，則: ?rrT??太陽(yáng)質(zhì)量：M??rG23?4?rGT223

（3）不同行星與太陽(yáng)的距離r和繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期T都是各不相同的。但是不同行星的第2頁(yè)

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r、T計(jì)算出來(lái)的太陽(yáng)質(zhì)量必須是一樣的,由于開普勒第三定律，得出結(jié)果：

rT32?常數(shù)k?GM4?2

那么不同行星的r、T計(jì)算出來(lái)的太陽(yáng)質(zhì)量是一樣的。3．計(jì)算天體的密度

例：如果某行星有一顆衛(wèi)星沿非?？拷撕阈堑谋砻孀鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的周期為T，則可估算此恒星的密度為多少? 解析：設(shè)此恒星的半徑為R，質(zhì)量為M，由于衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)則有 G43mMR2?m4?T22R所以M?4?RGT223,而恒星的體積

V??R3，所以恒星的密度??MV?3?GT2

4.發(fā)現(xiàn)未知天體

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(wèn)題：

1、應(yīng)用萬(wàn)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(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)了哪些行星？ 閱讀課文，從課文中找出相應(yīng)的答案：

1、應(yīng)用萬(wàn)有引力定律還可以用來(lái)發(fā)現(xiàn)未知的天體。

2、海王星、冥王星就是應(yīng)用萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的。

引導(dǎo)學(xué)生深入探究：人們是怎樣應(yīng)用萬(wàn)有引力定律來(lái)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(jiàn)解。

人們?cè)陂L(zhǎng)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(wàn)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(wàn)有引力定律，結(jié)合對(duì)天王星的觀測(cè)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。

（三）課堂小結(jié)

1、地球表面，不考慮（忽略）地球自轉(zhuǎn)的影響，物體的重力近似等于重力 地球質(zhì)量 M?gR2mg?GMmR2G2、建立模型求中心天體質(zhì)量

圍繞天體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為中心天體對(duì)圍繞天體的萬(wàn)有引力，通過(guò)圍繞天體的運(yùn)動(dòng)半徑和周期求中心天體的質(zhì)量。Mm?2??2G2?m?r?m??rrT??第3頁(yè)

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中心天體質(zhì)量

（四）課堂練習(xí)M?4?rGT2231 已知以下哪組數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地球的質(zhì)量M（BCD）A 地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期T地及地球離太陽(yáng)中心的距離R地日 B 月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T月及地球離地球中心的距離R月地 C 人造地球衛(wèi)星在地面附近繞行時(shí)的速度v和運(yùn)行周期T衛(wèi) D 若不考慮地球的自轉(zhuǎn)，已知地球的半徑及重力加速度 已知月球中心到地球中心的距離大約是地球半徑的60倍，則月球繞地球運(yùn)行的加速度與地球表面的重力加速度之比為（C）

A 1：60 B 1：60 C 1：3600 D 60：1 3 A、B兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比為1：2，軌道半徑之比為2：1，則它們的運(yùn)行周期之比為（C）

A 1：2 B 1：4 C 22：1 D 4：1 4 同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球赤道半徑的n倍，則（BC）A 同步衛(wèi)星的向心加速度是赤道上物體向心加速度的（n+1）倍 B 同步衛(wèi)星的向心加速度是赤道上物體向心加速度的n倍 C 同步衛(wèi)星的向心加速度是赤道上物體重力加速度的1/n2倍 D 同步衛(wèi)星的向心加速度是赤道上物體重力加速度的n倍 發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于O點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如下圖所示。當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說(shuō)法正確的是（BD）

A 衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率 B 衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度 C 衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道

2上的經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度

D 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度 一宇宙飛船在離地面為h的圓軌道上做勻速運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為m的物塊用彈簧秤掛起，相對(duì)于飛船靜止，則此物塊所受的合外力的大小為（地球半徑為R，地球表面重

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力加速度為g）。答案：mg

R22(R?h)空間兩行星組成雙星，它們?cè)谙嗷ブg的萬(wàn)有引力作用下，繞連線上某點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)測(cè)得兩行星中心距離為R，其周期為T，求兩行星的總質(zhì)量。23答案：4?R

GT

2五、板書設(shè)計(jì)

1、稱量地球質(zhì)量 2.計(jì)算天體的質(zhì)量 3．計(jì)算天體的密度 4.發(fā)現(xiàn)未知天體

六、教學(xué)后記

6.4 萬(wàn)有引力理論的成

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