课题研究教学设计第二课时

第三节 万有引力定律

课 时：一课时 教 师：

姚尚龙

【三维目标】

知识与技能

1.了解万有引力定律得出的思路和过程．

2．理解万有引力定律的含义并掌握用万有引力定律计算引力的方法。

3.记住引力常量G并理解其内涵。

过程与方法

1.了解并体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用。

2.通过问题层层推进达到教学目的。

情感、态度与价值观

通过牛顿在前人研究成果的基础上发现万有引力定律的过程，说明科学研究的长期性、连续性及艰巨性。同时，倡导学生学习科学家善于观察、勤于思考的习惯。

【教学重点】万有引力定律的理解．

【教学难点】万有引力定律的推导过程

教学过程：

导入新课

牛顿苹果落地的故事

新课教学：

正因为这个引力使得行星不能飞离太阳.牛顿进一步推想是否也应该是地球对月球的引力使得月球不能离开地球,而围绕地球运动？

提出问题：

1.苹果为什么会落地?如果苹果树长到月球那么高,苹果会落到地面上吗? 2.如果在地球表面附近把苹果水平抛出，苹果的运动能和月球的运动一样吗？

“天上”的力与“人间”的是否是同一种力呢? 猜想1：苹果所受的重力和月球所受的引力可能是同一性质的力。

猜想2：行星绕太阳的运动和卫星绕行星的运动相似,故行星对它的卫星的引力、太阳对行星的引力可能是同一性质的力。

猜想3：既然一切天体之间有引力，地球与物体之间有引力。那么，所有物体之间可能存在相互吸引的力。

一、“月－地”检验：

月球绕地球做圆周运动的向心力就是月地之间的引力：

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Gm地m月m月a

R2地球表面的物体所受重力近似等于地球对它的引力：

mgGm地mR2a1

1g2.71103ms2

3600又因为月球的向心加速度：

42a2rTr3.8105kmT27.3天2358720sa22.71103ms2a1验证成功

二、万有引力定律

1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。

2.表达式：FGm1m2

r2标准值：G6.672591011Nm2kg23.

引力常数G：

常用值：G6.671011Nmkg22

引力常数G由卡文迪许利用扭秤测得。G适用于任何两个物体，它在数值上等于质量都是1kg的质点相距1m时的相互作用力。

Flash动画:卡文迪许扭秤实验

4.

适用条件：可以看成质点的物体、质量分布均匀球体

5.

对万有引力定律的理解：

（1）普遍性：宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力。

（2）相互性：两物体之间的万有引力是一对作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，作用在两个物体上。

（3）宏观性：只有在质量巨大的天体之间,或天体与其附近的物体之间,万有引力才起着显著的作用。

6.发现万有引力定律的意义: 第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。使人们建立了有能力理解天地间的各种事物的信心，解放了人们的思想，在科学文化的发展史上起了积极的推动作用。

【讨论与交流】

1.牛顿通过对苹果落地这一现象的思考，发现了万有引力定律，你对此有何见解？

我认为万有引力是牛顿科学思维的结晶，只不过苹果落地这一偶然事件引发了这位科学家思想的闪光。从思维的角度来讲，可以概括

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为这样几点：

(1)多个角度想问题，发散思维现奇迹。

(2)置身事外模型建，抽象思维奇迹展。 (3)想象类比求完善，巨人肩上定律建。 同时它启发我们，只有善于观察，善于联系与想象，善于思考，学会思考才能认识到事物的本质；只有以理性思维对待我们的生活、学习与工作才会促进人的圆满发展。

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? 若没有万有引力的作用，地球表面的大气和水将会脱离地球表面，飞散到茫茫宇宙之中；地球表面的土、石以及人类也将在地球自转的影响下沿着地球表面的切线飞向宇宙之中，像流星一样在太空中遨游……总之，没有万有引力的作用，地球上的一切物质都将飞散到整个宇宙之中，地球也终将会解体。

3.

万有引力定律指出,任何物体间都存在着引力，为什么当两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算一下你和同桌同学之间的引力有多大？那么太阳与地球之间的万有引力以及人与太阳之间的万有引力又是多大呢？

已知：我们假定人的质量为50kg，人与人的距离为0.5m；太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为m=6.0×1024kg，日地之间的距离为R=1.5×1011m 人与人之间的引力：FGm1m250501176.67106.6710N22r0.5Mm22.010306.010241122太阳与地球之间的引力：FG26.67103.510N211r1.510而太阳对一个

50kg的人引力很小，还不到

0.3N，所以我们感受不到太阳的引力说明：一般物体间的万有引力可忽略不计，只有在天体之间,或天体与其附近的物体之间,万有引力才起着显著的作用。

【课堂小结】

1.万有引力定律内容：

2.公式：FGm1m2

r23.适用条件: 质点或均质球体

4.理解: 普遍性、相互性、宏观性

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