2. 万有引力定律教学设计(第一课时)

万有引力定律（一）教案

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

（一）知识目标

1、会推导万有引力定律；

2、掌握万有引力定律的应用；

3、认识万有引力定律的普遍性．

（二）能力目标：能用万有引力定律结合圆周运动知识解决天体运动的问题．

（三）情感目标

1、让学生感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家不断努力的结果

2、通过神舟五号的资料，激发学生的爱国热情，增强学生建设祖国的神圣使命感. 第三部分：重点难点：

重点：万有引力定律的推导、应用

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难点：万有引力定律的推导

本节的重点是..万有引力定律的推导和应用。因为它既是前面圆周运动知识的发展，又是后面卫星运动知识的基础。本节的难点是..万有引力定律的推导。因为它综合了开普勒第三定律、圆周运动知识、牛顿第三定律，涉及知识点多；而且一般物体间的引力极小，学生对此缺乏感性认识，又无法进行演示实验。

我们通过具体事例、例题、习题、多媒体手段加强了重点教学；通过及时复习，突破了难点教学；而且我们通过探究性活动，使学生对重难点知识的同化过程..在时间和空间上得以延续。

第四部分：学生情况分析:高一的学生，对任何新事物都充满了好奇心

第五部分：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

第六部分：教学过程

首先是引言部分，(播放动画)我们通过视频，使学生带着好奇心进入新课。

一、

提出问题

然后，展示伽俐略在比萨斜塔上，做自由落体实验的图片，激发学生的兴趣，学生看完后依次提出下面6个问题：1、2问，比较简单，为后面的问题作准备，3、4、四问由于1、2问作铺垫，学生也能答出。通过设计这四个问题，逐步把学生的思路导向“引力的作用”这一实质。然后安排“行星运动的各种动力学解第

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释”，让学生认识到历史上得出这一结论经历了漫长的过程：

1.

球为什么向下运动，不向上运动？重力是竖直向下的

2.

球为什么受重力？地球引力的作用

3.

月球为什么绕地球太阳作圆周运动？地球引力的作用

4.

地球为什么绕太阳作圆周运动？太阳引力的作用

二、天体运动的各种动力学解释

17世纪前、伽利略、开普勒、笛卡儿、胡克、哈雷等再进一步提出问题

5.它们是不是同一性质的力？是

6.这种力由什么因素决定?

F＝？

设计的5、6问是对前面问题的进一步深化，引出下面的证明。第5个问题不是本节重点，安排作业形式让学生证明。“第6个问题是300多年前牛顿苦思冥想的问题，也是我们今天要研究的问题。”这样引入了万有引力定律的推导

二、

万有引力定律的推导(动画) 这一部分是本节的重点和难点，我们采用问题诱思的教学方法，以问题诱发思考，

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我们以地球绕太阳运动为例，进行证明：

开普勒第三定律： 向心力公式：由圆周知识

改写成等式并推广：

牛顿三定律

；

式中：

为万有引力恒量，用于任何天体。

1.地球绕太阳的运动简化为匀速圆周运动，遵循什么规律？

2.它们的内容是什么？

3.向心力公式中不包含周期怎么办？

4.怎样才能用开普勒第三定律？

5.力的作用是相互的，结合牛顿第三定律，还能进一步得出什么结论？

6.怎样改写成等式

7.这个结论能不能推广

这样，我们通过7个问题，环环紧扣、层层推进，步步引发学生思考；同时向学生指出牛顿是在椭圆轨道上证明的，我们进行了简化；由于条件所限，直到100年后卡文迪才测出引力恒量的值。

通过强调了公式中每个字母的涵义、定律的理解、及它的适用条件，加深了学生对定律的认知程度

四、理解：(1)普遍性、(2)相互性、(3)宏观性

五、适用条件：(动画)质点间、质量均匀的球体间、不规则物体与质点间

动画使学生对适用条件的理解更明了，然后让学生自学万有引力定律的意义

六、意义：（播放视频），

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同时指出在万有引力定律的指引下，人们先后发现了海王星、冥王星，计算出了各种天体的质量和密度，人们一步步向宇宙迈进在神五视频的基础上我们提出了第一个问题：

七、例题(动画)例.1 “神舟”五号飞船从发射到回收历时约21h，绕地球飞行14圈，飞船在运行期间，按照地面指挥控制中心的指令成功地实施了数十个动作，包括从椭圆轨道变换到圆轨道等。假若把飞船从发射到着陆的整个过程中的运动都看作圆周运动处理，试粗略估计飞船离地面的平均高度h。（已知地球半径R=6.37×106m，地球表面处的重力加速度g=9.8m/s2。）

天体运动是历来高考的重点，安排本题是为了强调解决天体运动问题的思路：略

学生中存在这样的问题：既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的，那么为什么没有吸引到一起？为了解决这个问题，安排了例题2 例2、两物体质量都是1kg，相距1m，它们间的万有引力是多少？

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通过本题，让学生认识到一般物体间的引力极小，不用考虑。那么，质量很大的天体为什么没被吸引到一块？从而引出下节课题。

为进一步巩固万有引力定律，按排了下面的练习

八、练习：已知地球质量大约是

表面的重力加速度

．

，地球半径为

km，地球求：地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力？和重力？

通过引导学生对比结果，从中发现问题：万有引力比重力大，设计这步是为了引入：万有引力、重力、向心力、三者的联系，为下节知识的难点突破作好了铺垫

(动画)我们完成习题的方法是：

让学生动脑思考、动手做题、动口讲解；而且教师通过语言激励、行为激励、名人卡片激励，多方位提高学生的综合能力。充分皮革马利翁效应利用，全方位提高学生的综合能力

九、知识拓展：

假设在密度均匀的地球的内部有一个洞，在这个洞内的空间里存在着：

A.比地球表面更大的引力；

B.比地球表面要小的引力；

C.同地球表面一样大的引力。

引申1：10Kg的物体在地心处受到的地球引力为？

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引申2：一个经过地心穿透地球的管道，一端自由释放一小球，

它作什么运动？

十、作业

(动画) （一）、作业

1.证明：月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度是地面重力加速度的1/3600 2.练习一、2

（二）、探究活动：网上查阅资料编写小论文

1、万有引力定律发现的历史过程．

2、第谷在发现万有引力定律上的贡献

第七部分：板书设计(动画)（略）

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