高中物理萬有引力定律教案
物理學的發(fā)端始于人類對理解星體運行的追求。三百多年前,萬有引力定律的發(fā)現堪稱人類文明與理性探索進程中最壯麗的詩篇,其所體現出的科學智慧的震撼力, 至今仍為世人所嘆服,它第一次把看似毫不相關的地上與天上運動統(tǒng)一起來,第一次揭示大自然的對稱和諧與物理規(guī)律表達簡潔而含蓄的內在美,并作為牛頓的“從 運動現象研究自然力”的又一個科學思辨范例,而不斷為歷代科學家所效仿。從物理學史進程中,可以看出《萬有引力定律》這節(jié)內容是對上兩節(jié)課教學內容的進一 步推演,并與之構成本章的第一單元內容。
教學目標
知識與技能
1.了解萬有引力定律得出的思路和過程,知道地球上的重物下落與天體運動的統(tǒng)一性。
2. 知道萬有引力是一種存在于所有物體之間的吸引力,知道萬有引力定律的適用范圍。
3. 會用萬有引力定律解決簡單的引力計算問題,知道萬有引力定律公式中r的物理意義,
了解引力常量G的測定在科學歷史上的重大意義。
4. 了解萬有引力定律發(fā)現的意義。
過程與方法
1.通過演繹牛頓當年發(fā)現萬有引力定律的過程,體會在科學規(guī)律發(fā)現過程中猜想與求證
的重要性。
2.體會推導過程中的數量關系.
情感、態(tài)度與價值觀
1. 感受自然界任何物體間引力的關系,從而體會大自然的奧秘.
2. 通過演繹牛頓當年發(fā)現萬有引力定律的過程和卡文迪許測定萬有引力常量的實驗,讓
學生體會科學家們勇于探索、永不知足的精神和發(fā)現真理的曲折與艱辛。
教學重點、難點
1.萬有引力定律的推導過程,既是本節(jié)課的重點,又是學生理解的難點。
2.由于一般物體間的萬有引力極小,學生對此缺乏感性認識。
教學方法
探究、講授、討論、練習
教 學 活 動
(一) 引入新課
復習回顧上節(jié)課的內容
如果行星的運動軌道是圓,則行星將作勻速圓周運動。根據勻速圓周運動的條件可知,行星必然要受到一個引力。牛頓認為這是太陽對行星的引力,那么,太陽對行星的引力F提供行星作勻速圓周運動所需的向心力。
學生活動: 推導得
將V=2πr/T代入上式得
利用開普勒第三定律 代入上式
得到:
師生總結:由上式可得出結論:太陽對行星的引力跟行星的質量成正比,跟行星到太陽的距離的二次方成反比。即:F∝
教師:牛頓根據其第三定律:太陽吸引行星的力與行星吸引太陽的力是同性質的作用力,且大小相等。于是提出大膽的設想:既然這個引力與行星的質量成正比,也應跟太陽的質量M成正比。即:F∝
寫成等式就是F=G (其中G為比例常數)
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