高中物理萬有引力定律教案大全
萬有引力定律是艾薩克·牛頓在1687年于《自然哲學的數(shù)學原理》上發(fā)表的。接下來是小編為大家整理的高中物理萬有引力定律教案大全，希望大家喜歡。
高中物理萬有引力定律教案大全一
分析 引導(dǎo)學生了解萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的艱難歷程，讓學生比較強烈的體會科學思維和方法的重要性是本節(jié)課的重要教學任務(wù)。因此為了達到預(yù)期的教學目標，教師應(yīng)在教學中充分的引導(dǎo)學生，積極調(diào)動學生的主觀能動性。以神奇宇宙現(xiàn)象及科學史實為基礎(chǔ)，激發(fā)學生的興趣，同時采用科學是清凈探究法，主要以問題為中心去充分的引導(dǎo)學生的思維，成功的完成本節(jié)課的教學任務(wù)。
學生學習心里
分析 高中生正處于從初中物理的定性分析到高中物理的定量討論;從初中的形象思維到高中的抽象思維;從初中簡單的邏輯思維到高中復(fù)雜的分析推理的轉(zhuǎn)變過程中。從心理學的角度分析他們的一般能力已經(jīng)具備，具有一定的觀察力、記憶力、抽象概括力、想象力。但其創(chuàng)造能力還比較欠缺，對于利用已有知識創(chuàng)造出新的概念、理論的能力很弱，因此教師應(yīng)盡可能的提供具有創(chuàng)造能力的活動，不斷鼓舞學生的信心，讓學生能夠在興趣與積極性中學習知識。 教
目標
知識與技能：
了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程
通過萬有引力規(guī)律的推廣，建立萬有引力定律，寫出數(shù)學表達式。
過程與方法：
采用科學史情景探究法，通過合作學習，鍛煉自主、探究、合作學習的能力。
假設(shè)和推理
情感態(tài)度與價值觀：
對人類認識萬有引力定律過程做出自己的評價，體驗物理學的研究思想和方法 教學重點 牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的思路，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力。 教學難點 牛頓以開普勒對行星運動學規(guī)律的描述為基礎(chǔ)證明萬有引力定律的思路 教學方法 科學史情景探究法、討論法 教學手段 多媒體輔助教學 教 學 過 程 教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設(shè)計意圖 情景回放
播放視頻(美麗星空)。 導(dǎo)入 師：在上課之前，我先帶領(lǐng)大家進入一個神奇的、夢幻般的地方。(視頻)
1.看著這樣美麗的地方，同學們感覺如何?是不是產(chǎn)生了無限的遐想，有一種身臨其境想親自去探索期中奧秘的沖動?
2.正是有了這千千萬萬個不同的行星運動，才構(gòu)成了這神奇的宇宙，才出現(xiàn)了這種.種神奇的現(xiàn)象。那么大家想一想，這么多的行星，他們在偌大的宇宙間運動，是各行其是、雜亂無章嘛?
生：(觀看視頻，用心去感受)。
行星雖然多，但他們的運動都是有一定規(guī)律的，均有自己的運動軌道。
創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣
“興趣是最好的老師”，學生有了興趣就有了主動探究的重要基礎(chǔ)，所以激發(fā)探究的興趣是教學成功的關(guān)鍵。
新課引入
師：對，通過上節(jié)課的學習，我們知道不是的。
1.上一節(jié)課我們跨越了千年時空對宇宙進行了一個三級跳，讓我們通過時間的軸線共同回憶一下天體究竟做怎樣的運動的研究之路：
地心說(托勒密)與日心說(哥白尼)
行星運動的規(guī)律(開普勒)
開普勒第一定律(橢圓軌道定律)
開普勒第二定律(面積定律)
開普勒第三定律(周期定律)
2.開普勒的行星運動定律揭示了行星的運動規(guī)律，對行星如何繞太陽運動進行了一個確切的描述。所以我們說宇宙雖大，行星雖多，但他們始終是沿著一定的軌道繞太陽做有規(guī)律的運動(展示行星運動圖片)
3.那么老師又要問了，行星為什么會如此運動?是什么原因促使他們這樣運動呢?
開普勒雖然知道行星的橢圓軌道，但由于行星速度的大小、方向不斷變化，他當時還是無法解決這種變化的曲線運動問題，即當時無法逾越的困難之一——數(shù)學工具的缺乏。
今天就讓我們來研究這一問題的解決之路，進入新課教學——萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)
回顧上一節(jié)課所學知識，概括總結(jié)前人探究自然，追求科學真理的過程。
認真思考教師所提出的問題，用一種探究真理的思想繼續(xù)學習。
生：發(fā)散思維，積極主動充分表達自己的觀點
了解科學家當時遇到的困難，知道科學的發(fā)現(xiàn)之路的艱辛
復(fù)習回顧，溫故知新
我從上一問題對舊知識進行了一個具體的回顧，對講解本節(jié)課做一鋪墊，讓學生腦海里有一個系統(tǒng)的知識體系。
通過疑問的方式調(diào)動學生的積極性，讓他們帶著問題上路，走進新課。
講授新課
1.發(fā)散思維，積極討論
師：1.面對行星運動這張圖片，同學們有什么看法或是想法呢?
2.同學們說的都很好，那么，大家再想想這個力是什么性質(zhì)的力，這個力跟哪些因素有關(guān)呢?
其實這個問題在當時也引起了不同時代不同科學家的不同猜想，同學們想不想知道他們當時是怎么想的?
2.科學猜想
那就讓我們繼續(xù)在時間的軸線上前行，將我們大家的想法與他們做一比較：
類比——分析——猜想：
吉爾伯特---行星是依靠太陽發(fā)出的磁力維持著繞日運動的。
笛卡爾---漩渦帶動行星的運動
分析——直覺——猜想：
布里奧---行星受太陽發(fā)出的力支配，力的大小跟行星與太陽距離的平方成反比
胡克--- 行星運動是太陽吸引力的緣故，并且力的大小遇到太陽距離的平方成反比
3.雖然他們當時的猜想各異而且一步步有一定的進展，但最終還是沒有將此問題解釋清楚。那是為什么呢?主要是當時還存在其他的一些困難.
天體是一個龐然大物，如果認為天體間有引力，那么如何計算由天體各部分對行星產(chǎn)生的力的總效果呢?
當時存在一定的理論依據(jù)的缺乏——困難之二
如果天體間是互相吸引的，那么在眾多天體共存的太陽系中，如何解決他們之間相互干擾這一復(fù)雜問題呢?——困難之三
那么，給出問題答案的又會是誰呢?
3.創(chuàng)設(shè)情境，繼續(xù)設(shè)置問題
師：同學們，首先我讓大家欣賞這樣兩幅圖片(講述蘋果落的傳奇故事)，看看你們有什么想法：
如果你是牛頓，你會想到什么呢?
同學們說的都非常好，我把大家的想法總結(jié)了一下，那接下來讓我們對這些問題共同做一探討：
1.蘋果為什么會落地呢?
老師為大家準備了兩樣?xùn)|西，大家以四人小組玩一玩，看看能發(fā)現(xiàn)什么。
大家一起再來看一看，這就是引力——能把東西拉過來的一種力。想一想蘋果落到地面上是不是和回形針吸到磁鐵身上差不多啊，這就說明是由于地球本身的一種力(演示地心引力課件)
2.那如果蘋果樹長到月球那么高，蘋果還會落到地球上嗎?
3.蘋果既然由于地球的吸引而落到地面上，那月球為什么就不會落到地面上呢?
4.月球為什么繞地球做圓周運動?
同學們真的非常聰明，簡直各個都是牛頓了，你們將牛頓當時的發(fā)現(xiàn)全說出來了?，F(xiàn)在我們知道月球繞地球運動是由于地球引力為它提供了向心力，再去回想剛開始提出的問題是什么原因促使行星繞太陽運動?
高中物理萬有引力定律教案大全二
【概述】
本節(jié)選自人教版高中物理必修二第六章第三節(jié)。
本節(jié)課所需課時為1課時，45分鐘。
萬有引力定律是本章的核心，是17世紀自然科學最偉大的成果之一，它為研究天體運動提供了理論依據(jù)，徹底使人們對宇宙的探索從被動描述走向主動發(fā)現(xiàn)。萬有引力定律承上啟下的作用：上承圓周運動，下啟衛(wèi)星的運動.掌握好本節(jié)課，對前面知識的加深理解，后面問題的順利解決，將會起到重要的作用。
【教學目標分析】
知識目標：
1、在開普勒第三定律的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)得到萬有引力定律，使學生對此定律有初步理解。
2、使學生了解并掌握萬有引力定律。
3、使學生能認識到萬有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間，不管它們之間是否還有其它作用力)。
能力目標：
1、使學生能應(yīng)用萬有引力定律解決實際問題。
2、使學生能應(yīng)用萬有引力定律和圓周運動知識解決行星繞恒星和衛(wèi)星繞行星運動的天體問題。
情感目標：
1、使學生在學習萬有引力定律的過程中感受到萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)是經(jīng)歷了幾代科學家的不斷努力，甚至付出了生命，最后牛頓總結(jié)了前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上才發(fā)現(xiàn)的。讓學生在應(yīng)用萬有引力定律的過程中應(yīng)多觀察、多思考。2、通過神舟五號的資料，激發(fā)學生的愛國熱情，增強學生建設(shè)祖國的神圣使命感。
【學生特征分析】
高中的學生已經(jīng)有一定的天文學與物理學的基礎(chǔ)，具備一定的思維能力。對物理知識具有因果關(guān)系的認識興趣;對物理知識具有概括性的認識興趣。他們喜歡活躍的課堂形式，熱忠于討論、歸納、分析、爭辯等思維活動，興趣廣泛，求知欲強，探究和討論的風氣較濃厚。但他們易于用生活觀念代替物理概念，學習物理的思維障礙表現(xiàn)為凝固性、片面性和干擾性障礙。為了克服學生的思維障礙，教學中多讓學生接觸真實、具體的物理情境，提高從真實、具體的物理情境中獲得信息的辯識能力，讓學生暴露出錯誤觀念并加以糾正。
【教學策略選擇與設(shè)計】：
1. 重點：萬有引力定律的推導(dǎo)，應(yīng)用難點：萬有引力定律的推導(dǎo)。本節(jié)的重點是。萬有引力定律的推導(dǎo)和應(yīng)用。因為它既是前面圓周運動知識的發(fā)展，又是后面衛(wèi)星運動知識的基礎(chǔ)。本節(jié)的難點是：萬有引力定律的推導(dǎo)。因為它綜合了開普勒第三定律，圓周運動知識，牛頓第三定律，涉及知識點多;而且一般物體間的引力極小，學生對此缺乏感性認識，又無法進行演示實驗。我們通過具體事例，例題，習題，多媒體手段加強了重點教學;通過及時復(fù)習，突破了難點教學;而且我們通過探究性活動，使學生對重難點知識的同化過程，，在時間和空間上得以延續(xù)。
2.教學中滲透科學思想和方法教育，還注重能力的培養(yǎng)。由各種日常的生活現(xiàn)象和一些天文知識引入萬有引力定律，體現(xiàn)了學習物理知識的新理念：生活---物理---生活。如：從月球圍繞地球旋轉(zhuǎn)的例子中，猜測出影響月球環(huán)繞時間，速度的因素，最后又用影響這些因素來解釋學生熟悉的生活現(xiàn)象。但要從現(xiàn)象中得出結(jié)論，還需通過實驗來認識。教學中著重引導(dǎo)學生設(shè)計實驗，從中觀察并分析得出結(jié)論，培養(yǎng)了學生自主思維的能力。本節(jié)課也體現(xiàn)了學習物理知識的認知過程—由簡單到復(fù)雜、由形象思維到抽象思維的過程。物理課堂教學除了傳授知識，培養(yǎng)能力外，還應(yīng)注重知識的形成過程，提高學生的科學素養(yǎng)，初步認識科學及其相關(guān)技術(shù)對于社會發(fā)展、自然環(huán)境及人類生活的影響。如：利用“神州系列飛船”的圖片，在教學中滲透了天文與萬有引力息息相關(guān)的的觀念，使學生有能在個人力所能及的范圍內(nèi)對社會的可持續(xù)發(fā)展有所貢獻的意識。
3.采用“情境—活動”課堂教學模式。 把教學活動的重點放在指導(dǎo)學生主動獲取知識上。利用學生生活經(jīng)驗創(chuàng)設(shè)的情境，引導(dǎo)學生參與積極思維、主動探索、動手實驗等一系列活動來獲得新知。同時應(yīng)用媒體畫面展現(xiàn)生活實例來培養(yǎng)學生應(yīng)用物理知識解釋生活現(xiàn)象的能力，從而突破教學難點。這樣既增長知識，又培養(yǎng)能力，也激發(fā)學生學習物理的濃厚興趣。在結(jié)尾部分采用搶答活動，不僅將課堂氣氛推向高潮，還可達到良好的教學效果。
【教學資源和工具】 本節(jié)課是在學生人手一機的多媒體網(wǎng)絡(luò)教室實施的。
教版高中物理必修二。
專門為本課設(shè)計、制作的網(wǎng)絡(luò)資源課件。
網(wǎng)絡(luò)留言板。
【教學過程環(huán)節(jié)】：
(一)創(chuàng)設(shè)情境，引入萬有引力定律：
展示伽俐略在比薩斜塔上，做自由落體實驗的圖片，激發(fā)學生的興趣，學生看完后依次提出下面6個問題：1，2問，比較簡單，為后面的問題作準備，3，4，問由于1，2問作鋪墊，學生也能答出。通過設(shè)計這四個問題，逐步把學生的思路導(dǎo)向“引力的作用“這一實質(zhì).然后安排“行星運動的各種動力學解釋“，讓學生認識到歷史上得出這一結(jié)論經(jīng)歷了漫長的過程：球為什么向下運動，不向上運動—重力是豎直向下的。球為什么受重力—地球引力的作用。月球為什么繞地球太陽作圓周運動—地球引力的作用地球為什么繞太陽作圓周運動—太陽引力的作用。
(二)問題提出：
1.地球繞太陽的運動簡化為勻速圓周運動遵循什么規(guī)律
2.它們的內(nèi)容是什么
3.向心力公式中不包含周期怎么辦
4.怎樣才能用開普勒第三定律
5.力的作用是相互的，結(jié)合牛頓第三定律，還能進一步得出什么結(jié)論
6.怎樣改寫成等式
7.這個結(jié)論能不能推廣
這樣，我們通過7個問題，環(huán)環(huán)緊扣，層層推進，步步引發(fā)學生思考;同時向?qū)W生指出牛頓是在橢圓軌道上證明的，我們進行了簡化;由于條件所限，直到100年后卡文迪才測出引力恒量的值。通過強調(diào)了公式中每個字母的涵義，定律的理解，及它的適用條件，加深了學生對定律的認知程度。
(二)理解萬有引力：
(1)普遍性
(2)相互性
(3)宏觀性
(三)意義
指出在萬有引力定律的指引下，人們先后發(fā)現(xiàn)了海王星，冥王星，計算出了各種天體的質(zhì)量和密度，人們一步步向宇宙邁進，在神州飛船圖片的基礎(chǔ)上我們提出了第一個問題：
例1 “神舟“五號飛船從發(fā)射到回收歷時約21h，繞地球飛行14圈，飛船在運行期間，按照地面指揮控制中心的指令成功地實施了數(shù)十個動作，包括從橢圓軌道變換到圓軌道等。假若把飛船從發(fā)射到著陸的整個過程中的運動都看作圓周運動處理，試粗略估計飛船離地面的平均高度h。(已知地球半徑R=6.37×106m，地球表面處的重力加速度g=9.8m/s2)
天體運動是歷來高考的重點，安排本題是為了強調(diào)解決天體運動問題的思路。學生中存在這樣的問題：既然宇宙間的一切物體都是相互吸引的，那么為什么沒有吸引到一起 為了解決這個問題，安排了例題2
例2，兩物體質(zhì)量都是1kg，相距1m，它們間的萬有引力是多少
通過本題，讓學生認識到一般物體間的引力極小，不用考慮.那么，質(zhì)量很大的天體為什么沒被吸引到一塊 從而引出下節(jié)課題.
為進一步鞏固萬有引力定律，按排了下面的練習
八，練習：已知地球質(zhì)量大約是 ，地球半徑為 km，地球表面的重力加速度 .求：地球表面一質(zhì)量為10kg物體受到的萬有引力 和重力
高中物理萬有引力定律教案大全三
教材分析
萬有引力定律的核心地位：萬有引力定律是本章的核心，是17世紀自然科學最偉大的成果之一，它為研究天體運動提供了理論依據(jù)，徹底使人們對宇宙的探索從被動描述走向主動發(fā)現(xiàn)。
萬有引力定律承上啟下的作用：上承圓周運動，下啟衛(wèi)星的運動。掌握好本節(jié)課，對前面知識的加深理解，后面問題的順利解決，將會起到重要的作用。
[教學目標]
(一)知識目標
1.介紹牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，體會研究物理問題的方法，滲透科學的發(fā)現(xiàn)方法。
2.掌握萬有引力定律的內(nèi)容，認識萬有引力定律的普遍性。
3.介紹萬有引力恒量的測定方法，增加學生對萬有引力定律的感性認識。
(二)能力目標：會應(yīng)用萬有引力定律解決一般的相關(guān)問題。
(三)情感目標
1、本節(jié)課重在邏輯思維和滲透物理學的研究方法，因此本節(jié)課的教學中應(yīng)該在學習品質(zhì)方面對學生
進行教育。讓學生感受到萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)是經(jīng)歷了幾代科學家不斷努力的結(jié)果。
3、通過中國飛天第一人楊利偉、神舟六號的資料，激發(fā)學生的愛國熱情，增強學生建設(shè)祖國的神圣
使命感。
[重點難點]
1.萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程、應(yīng)用，是本節(jié)課的重點。
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，又無法進行演示實驗，故應(yīng)加強舉例。
[重點難點突破]
通過具體事例、例題、習題、多媒體手段加強了重點教學;通過及時復(fù)習，突破了難點教學;而且通過探究性活動，使學生對重難點知識的同化過程..在時間和空間上得以延續(xù)。
[教學過程]
引入新課：
課前4分鐘開始播放課件中楊利偉的圖片、神州六號發(fā)射的全過程。創(chuàng)設(shè)一個物理情景、進入狀態(tài)、激發(fā)學生的學習欲望。
(二)教學過程
(提問學生，共同回答)。剛才看到的一些圖片上的人物是誰呢?(中國飛天第一人楊利偉)。那么第二段視頻記錄下的又是什么事件呢?(神州六號發(fā)射全過程)。近幾年來，我國的航天事業(yè)取得了非常大的成就，全國人民歡欣鼓舞，這與我們這一章萬有引力定律聯(lián)系是很密切的，也是近幾年來各種大小考試的考試熱點和重點。
(展示前輩科學家的人物圖片)萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程猶如一部壯麗的科學史詩，它歌頌了前輩科學家的科學精神，也展現(xiàn)了科學發(fā)展過程中科學家們富有創(chuàng)造而又嚴謹?shù)目茖W思維。那么就讓我們以現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)處身于歷史的背景下，踏著牛頓的足跡，經(jīng)歷一次發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程吧!
一.復(fù)習：
人類認識事物總是有一個過程和規(guī)律的，第一節(jié)中主要介紹了前輩科學家們通過觀測得到的行星繞太陽運動的規(guī)律――開普勒行星運動定律。分別是幾何定律、面積定律、周期定律。進而人們開始進一步的了解其本質(zhì)原因，牛頓利用他數(shù)學方面的才能推理演繹得到了太陽與行星間的引力公式滿足： EMBED Equation.DSMT4 。這樣就可以很好的解釋行星繞太陽運動的原因了。
二.牛頓的思考：
介紹牛頓蘋果樹下的思考，吸引學生進入當時的歷史情景。引導(dǎo)從蘋果落地聯(lián)想到月球繞地球運動，思考太陽與行星間、地球與月球間、地球與蘋果間是不是同一種力?并且如何驗證這個猜想?進入月地檢驗，留給學生自己計算。
然后引導(dǎo)總結(jié)，通過月地檢驗，牛頓的猜想是正確的。然后進一步推廣到宇宙中任何物體之間都存在這樣的一種引力，即萬有引力定律。
三.更進一步推廣――萬有引力定律：
(1)定律表述：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)量成正比，跟它們的距離的二次方成反比.方向在它們連線上。
(2)公式表示：
(介紹表達式中的各個物理量及其單位)
(3)引力常量G適用于任何兩個物體;它在數(shù)值上等于兩個質(zhì)量都是1kg的物體相距1m時的相互作用力.
這么一個猜想推廣而來的結(jié)論是正確的嗎?
海王星 冥王星
介紹有力證據(jù)：海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)，有力的證明了萬有引力的正確性。牛頓在44歲時，也就是1687年把他在二十多歲時形成的這一理論發(fā)表在了傳世之作《自然哲學的數(shù)學原理》之中，也希望同學們在二十多歲時也有牛頓這樣的發(fā)現(xiàn)。
回顧牛頓萬有引力定律得到的歷程，從觀察獲得規(guī)律→猜想原因→數(shù)學演繹得到規(guī)律→進一步的猜想→猜想得到驗證→更大膽的猜想→得到萬有引力定律。
進行情感價值觀教育：物理學中許多重大理論的發(fā)現(xiàn)，不是簡單實驗結(jié)果的總結(jié)，它需要直覺和想象力、大膽的猜想和假設(shè)，再引人合理的模型，深刻的洞察力、嚴謹?shù)臄?shù)學處理和邏輯思維，是一個充滿艱辛和曲折的過程。
知道前輩科學家得到萬有引力定律的艱辛，我們更應(yīng)該去認真的學習掌握好萬有引力定律，來看這樣一個問題：
練習一：
要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4，下列方法不可采用的是：(D)
A.使兩物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變
B.使其中一個物體的質(zhì)量減小到原來的1/4，距離不變
C.使兩物體間的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不變
D.使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來的1/4
(本練習重在萬有引力定律的定性應(yīng)用。)
那么如果我們想知道萬有引力的具體數(shù)值，可以計算出來嗎?不行，G未知，怎么測G?公式變形得G的表達式，只要知道兩個物體的質(zhì)量、距離、萬有引力即可。但萬有引力多大?能測出來嗎?舉個例子，兩位50kg同學相距一米時萬有引力多大?測一測。能感覺到嗎?可見這個G應(yīng)該是一個很小大的數(shù)值。牛頓當年也曾經(jīng)設(shè)計了好多種方案，很遺憾，最終都失敗了。直到一百多年以后，英國的物理學家卡文迪許利用了一個十分巧妙的扭秤裝置才比較準確的測得G的數(shù)值
四.萬有引力常量G的測定
介紹裝置，播放動畫，動態(tài)演示。
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