2. 万有引力定律第二课时教案

第三章

第2节

万有引力定律

教学目标

知识与技能

1.了解人类对天体运动探索的发展历程。

2.了解万有引力定律的发现过程。

3.知道万有引力定律。

4.知道引力常数的大小和意义。

过程与方法

1.通过对开普勒三大定律的复习，提高课堂的知识掌握能力。

2.以科学探究的方式，了解牛顿是怎样发现万有引力定律的。

学科素养

1.由人类对天体运动的探究过程，培养学生尊重客观事实，实事求是的科学态度。

2.让学生认识到科学的想象力建立在对事物长期深入的思考基础上。

3.树立把物理事实作为证据的观念，形成根据证据、逻辑和既有知识进行科学解释的思维方法。

教学重点

万有引力定律及其建立过程

教学难点

万有引力定律的发现过程。牛顿将天体间的力与地面物体受到的重力想象成同一性质的力，而这种想象是建立在十分抽象的逻辑推理之上的。

教学准备

PPT课件

课时安排

1课时

教学步骤

意图

导入新课

教师活动

学生活动

可能出现的问题

学生描述不准确。

（一）开普勒对行星运动研究复习

[投影显示] 开普勒三大定律

抽问学生回答开普勒规律，

二、苹果落地的思考：万有引力规律的发现

开普勒定律只是描述了行星如何绕太新阳运动,但它没有说明是什么原因使它们在课各自的轨道上运动。你们会认为是什么原教因？

学

当时一些科学家提出了什么猜想，请同

学们阅读课本里的插图。

[来源:学+科+网Z+X+X+K]

学生会提出一些说法，如引力等

牛顿也一直在思考为何行星做椭圆运

动。据说，某一天，牛顿看到苹果落地发现

万有引力定律的。苹果落地是很普通现象，

我们会认为它落地就是落地，不会加以思

考。牛顿是怎样发现万有引力定律的？

引导学生思考：

（1）苹果熟了，为什么会落到地上而不是天上？

（2）苹果树不论长得矮还是高，树上

的苹果都会落地。由此可知，即使苹果

长到月球那么高，照样会落地。那么，

月球为何没有落地呢？

（3）苹果树上的苹果相对地球静止，

在重力的作用下，因此会落到地面；若

月球相对于地球静止，月球也将像苹果学生回答

一样的落回地面。月球上的苹果若具有

月球一样的运动速度，它也将像月球一

样不落回地面。能否假设月球和苹果受

到同一性质的力呢？

请学生阅读课本第44页第三段到第

五段。

牛顿在这假设基础上，设计了著名

的“月—地”实验，证明了月球和苹果

受到同一性质的力。

（3）由此可推知重力、行星对其卫星

的引力、太阳对行星的引力可能同一性

质的力。

（4）既然一切天体之间有引力，地球

与物体之间有引力。那么，是否所有物

体之间都存在相互吸引的力呢？那么，

这个力又是多大呢？

（5）最后，牛顿在前人研究的基础上，

经过了许多年的思考和严密的数学推导以

后，才正式提出了万有引力定律。

[来源:][来源:学|科|网Z|X|X|K][来源:学。科。网Z。X。X。K][投影显示] 科学家的猜想

1.

开普勒：太阳磁力的吸引；

2.

伽利略：“惯性”自行的维持；

3.

笛卡尔：太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动；

4.

胡克：太阳引力的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。

[投影显示] 一、万有引力定律的内容：

1. 宇宙间任意两个有质量的物体都存在相互吸引力，其大小与两物体的质量乘积成正比，跟它们间距离的平方成反比。

2.式中质量的单位用千克，距离的单位用米，力的单位用牛顿；G= N·m2/kg2

，叫万有力恒量，它在数值上等于两质量各为1Kg的物体相距1米时的万有引力的大小。

源:]

3.适用条件是：两个质点间的相互作

用，可以看作质点的两个物体间的相互作

用。若是两个均匀的球体,应是两球心间距.

二、引力恒量的测定

牛顿发现了万有引力定律，却没有给

出引力恒量的数值。由于一般物体间的引力

非常小，用实验测定极其困难。直到一百多

年之后，才由英国的卡文迪许用精巧的扭秤

—测出。通常情况下取G=6.67×1011 N·m2/kg2

学生阅读课本

讨论与交流：

(1)万有引力定律指出，任何物体间都存在引力，为什么当我们两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算你和同桌之间的引力多大？

引导他们这是估算，他和同桌的质量都是60kg,相距0.5m。学生算出后，问这个力到底有多大呢？一粒芝麻的质量大约是0.004kg,其重力约为—4×105N，大约是你和和同桌间引力的40多倍。

(2)如果有一天万有引力突然消失，世界将发生什么变化？对你的生活将产生什么影响？

简略介绍发现万有引力定律的重要意义:揭示了地面上物体运动的规律和天体上物体的运动的遵从同一规律，让人们认识到天体上物体的运动规律也是可以认识的,解放了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立了极大信心, 对后来的物理学、天文学的发展具有深远的影响。引导学生思考以下问题：

（1）谁都见过苹果；落地，但为何只有牛顿能从中悟出其中的道理呢？

来

（2）胡克、哈雷对重力的认识已相当接近万有引力的表述，但他们为何没能提出万有引力定律呢？

（原因：他们没有想到天体间的作用力与地面物体所受的力是同一性质的力；缺乏必要的数学知识。）

（3）科学不仅需要一定的专业知识，还需要一定的想象力，由牛顿在发现万有引力定律时所表现出来的想象力，你又受到哪些启发呢？

小

让学生总结，然后通过投影显示出这节结

课的教学目标

作业

课本中本节课后练习第1、3题

第二节

万有引力定律

一、万有引力定律

板书

二、引力常量的测量