高中物理歐姆定律教案

高中物理《萬有引力定律》知識點(diǎn)。

一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性，教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動，幫助教師能夠更輕松的上課教學(xué)。怎么才能讓教案寫的更加全面呢？下面是小編精心為您整理的“高中物理《萬有引力定律》知識點(diǎn)”，歡迎大家閱讀，希望對大家有所幫助。

高中物理《萬有引力定律》知識點(diǎn)

萬有引力是由于物體具有質(zhì)量而在物體之間產(chǎn)生的一種相互作用。它的大小和物體的質(zhì)量以及兩個物體之間的距離有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，它們之間的萬有引力就越大；物體之間的距離越遠(yuǎn)，它們之間的萬有引力就越小。
兩個可看作質(zhì)點(diǎn)的物體之間的萬有引力，可以用以下公式計(jì)算：F＝GmM/r^2,即萬有引力等于引力常量乘以兩物體質(zhì)量的乘積除以它們距離的平方。其中G代表引力常量，其值約為6.67×10的負(fù)11次方單位N·m2/kg2。為英國科學(xué)家卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)測得。
萬有引力的推導(dǎo)：若將行星的軌道近似的看成圓形，從開普勒第二定律可得行星運(yùn)動的角速度是一定的，即：
ω=2π/T(周期)
如果行星的質(zhì)量是m，離太陽的距離是r，周期是T，那么由運(yùn)動方程式可得，行星受到的力的作用大小為
mrω^2=mr（4π^2）/T^2
另外，由開普勒第三定律可得
r^3/T^2=常數(shù)k
那么沿太陽方向的力為
mr（4π^2）/T^2=mk（4π^2）/r^2
由作用力和反作用力的關(guān)系可知，太陽也受到以上相同大小的力。從太陽的角度看，
（太陽的質(zhì)量M）（k）（4π^2）/r^2
是太陽受到沿行星方向的力。因?yàn)槭窍嗤笮〉牧?，由這兩個式子比較可知，k包含了太陽的質(zhì)量M，k包含了行星的質(zhì)量m。由此可知，這兩個力與兩個天體質(zhì)量的乘積成正比，它稱為萬有引力。
如果引入一個新的常數(shù)（稱萬有引力常數(shù)），再考慮太陽和行星的質(zhì)量，以及先前得出的4·π2，那么可以表示為
萬有引力=GmM/r^2
兩個通常物體之間的萬有引力極其微小，我們察覺不到它，可以不予考慮。比如，兩個質(zhì)量都是60千克的人，相距0.5米，他們之間的萬有引力還不足百萬分之一牛頓，而一只螞蟻拖動細(xì)草梗的力竟是這個引力的1000倍！但是，天體系統(tǒng)中，由于天體的質(zhì)量很大，萬有引力就起著決定性的作用。在天體中質(zhì)量還算很小的地球，對其他的物體的萬有引力已經(jīng)具有巨大的影響，它把人類、大氣和所有地面物體束縛在地球上，它使月球和人造地球衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)而不離去。
重力，就是由于地面附近的物體受到地球的萬有引力而產(chǎn)生的。
任意兩個物體或兩個粒子間的與其質(zhì)量乘積相關(guān)的吸引力。自然界中最普遍的力。簡稱引力，有時也稱重力。在粒子物理學(xué)中則稱引力相互作用和強(qiáng)力、弱力、電磁力合稱4種基本相互作用。引力是其中最弱的一種，兩個質(zhì)子間的萬有引力只有它們間的電磁力的1／1035，質(zhì)子受地球的引力也只有它在一個不強(qiáng)的電場1000伏／米的電磁力的1／1010。因此研究粒子間的作用或粒子在電子顯微鏡和加速器中運(yùn)動時，都不考慮萬有引力的作用。一般物體之間的引力也是很小的，例如兩個直徑為1米的鐵球，緊靠在一起時，引力也只有1.14×10^(-3)牛頓，相當(dāng)于0.03克的一小滴水的重量。但地球的質(zhì)量很大，這兩個鐵球分別受到4×104牛頓的地球引力。所以研究物體在地球引力場中的運(yùn)動時，通常都不考慮周圍其他物體的引力。天體如太陽和地球的質(zhì)量都很大，乘積就更大，巨大的引力就能使龐然大物繞太陽轉(zhuǎn)動。引力就成了支配天體運(yùn)動的唯一的一種力。恒星的形成，在高溫狀態(tài)下不彌散反而逐漸收縮，最后坍縮為白矮星、中子星和黑洞，也都是由于引力的作用，因此引力也是促使天體演化的重要因素。

精選閱讀

萬有引力定律

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第2節(jié)萬有引力定律
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．了解發(fā)現(xiàn)萬有引力的思路和過程。
2．理解萬有引力定律的內(nèi)容及數(shù)學(xué)表達(dá)式，在簡單情景中能計(jì)算萬有引力。
3．了解卡文迪許測量萬有引力常數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置與設(shè)計(jì)思想。
4．認(rèn)識發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的意義，領(lǐng)略天體運(yùn)動規(guī)律。

【閱讀指導(dǎo)】
1．牛頓在伽利略等人的研究成果的基礎(chǔ)上，通過自己嚴(yán)密的論證后提出：萬有引力是普遍存在于任何有______的物體之間的相互吸引力。于是推翻了宇宙的不可知論，同時使人們認(rèn)識到天體的運(yùn)動和地面上物體的運(yùn)動遵循著同樣的規(guī)律。
2．1687年（適值我國清朝康熙年間）牛頓正式發(fā)表了萬有引力定律。定律的內(nèi)容是：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：___________________________。其中G稱為__________，是個與_________無關(guān)的普適常量。
3．牛頓因?yàn)槿鄙倬軠y量儀器，沒能測定引力常量G，在牛頓發(fā)表萬有引力定律之后100多年，1798年（我國清朝嘉慶年間）英國物理學(xué)家___________做了一個精確的測量，其結(jié)果與現(xiàn)代更精密的測量結(jié)果很接近。目前我們通常認(rèn)為G=_____________。

【課堂練習(xí)】
★夯實(shí)基礎(chǔ)
1．關(guān)于萬有引力定律的適用范圍，下列說法中正確的是()
A．只適用于天體，不適用于地面物體
B．只適用于球形物體，不適用于其他形狀的物體
C．只適用于質(zhì)點(diǎn)，不適用于實(shí)際物體
D．適用于自然界中任意兩個物體之間
2．在萬有引力定律的公式中，r是（）
A．對星球之間而言，是指運(yùn)行軌道的平均半徑
B．對地球表面的物體與地球而言，是指物體距離地面的高度
C．對兩個均勻球而言，是指兩個球心間的距離
D．對人造地球衛(wèi)星而言，是指衛(wèi)星到地球表面的高度
3．關(guān)于行星繞太陽運(yùn)動的原因，有以下幾種說法，正確的是（）
A．由于行星做勻速圓周運(yùn)動，故行星不受任何力作用
B．由于行星周圍存在旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)造成的
C．由于受到太陽的吸引造成的
D．除了受到太陽的吸引力，還必須受到其他力的作用
4．下面關(guān)于萬有引力的說法中正確的是（）
A．萬有引力是普遍存在于宇宙中所有具有質(zhì)量的物體之間的相互作用
B．重力和萬有引力是兩種不同性質(zhì)的力
C．當(dāng)兩物體間有另一質(zhì)量不可忽略的物體存在時，則這兩個物體間的萬有引力將增大
D．當(dāng)兩物體間距離為零時，萬有引力將無窮大
5．蘋果落向地球，而不是地球向上運(yùn)動碰到蘋果。下列論述中正確的是（）
A．蘋果質(zhì)量小，對地球的引力較小，而地球質(zhì)量大，對蘋果的引力大
B．地球?qū)μO果有引力，而蘋果對地球沒有引力
C．蘋果對地球的作用力和地球?qū)μO果作用力是相等的，由于地球質(zhì)量極大，不可能產(chǎn)生明顯的加速度
D．以上說法都不正確
6．地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍，一飛行器在地球和月球之間，當(dāng)?shù)厍驅(qū)λ囊驮虑驅(qū)λ囊ο嗟葧r，此飛行器距地心距離與距月心距離之比為（）
A．1:1B．3:1C．6:1D．9:1

★能力提升
7．已知地面的重力加速度是g，距地面高度等于地球半徑2倍處的重力加速度為_____。
8．一物體在地球表面重16N，它在以5m/s2的加速度上升的火箭中的視重為9N，則此時火箭離地面的距離為地球半徑的_________倍。
第2節(jié)萬有引力定律
【閱讀指導(dǎo)】
1.質(zhì)量
2.任何兩個物體之間都存在相互作用的引力。這個力的大小與這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，與兩物體之間的距離的平方成反比。萬有引力常量物質(zhì)種類
3.卡文迪許6.67×10-11m3/（kgs2）或6.67×10-11Nm2/kg2

【課堂練習(xí)】
1.B2.D3.C4.A5.C6.B7.1/98.3

第六章　萬有引力定律（二、萬有引力定律）

教學(xué)目標(biāo)
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(xué)生對此規(guī)律有初步理解。

2．介紹萬有引力恒量的測定方法，增加學(xué)生對萬有引力定律的感性認(rèn)識。

3．通過牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程和卡文迪許扭秤的設(shè)計(jì)方法，滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法論教育。

重點(diǎn)難點(diǎn)
1．萬有引力定律的推導(dǎo)過程，既是本節(jié)課的重點(diǎn)，又是學(xué)生理解的難點(diǎn)，所以要根據(jù)學(xué)生反映，調(diào)節(jié)講解速度及方法。

2．由于一般物體間的萬有引力極小，學(xué)生對此缺乏感性認(rèn)識，又無法進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，故應(yīng)加強(qiáng)舉例。

教具

卡文迪許扭秤模型。

教學(xué)過程

一引入新課

1．引課：前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)圓周運(yùn)動的知識，我們知道做圓周運(yùn)動的物體都需要一個向心力，而向心力是一種效果力，是由物體所受實(shí)際力的合力或分力來提供的。另外我們還知道，月球是繞地球做圓周運(yùn)動的，那么我們想過沒有，月球做圓周運(yùn)動的向心力是由誰來提供的呢？(學(xué)生一般會回答：地球?qū)υ虑蛴幸Α?

我們再來看一個實(shí)驗(yàn)：我把一個粉筆頭由靜止釋放，粉筆頭會下落到地面。

實(shí)驗(yàn)：粉筆頭自由下落。

同學(xué)們想過沒有，粉筆頭為什么是向下運(yùn)動，而不是向其他方向運(yùn)動呢？同學(xué)可能會說，重力的方向是豎直向下的，那么重力又是怎么產(chǎn)生的呢？地球?qū)Ψ酃P頭的引力與地球?qū)υ虑虻囊κ遣皇且环N力呢？(學(xué)生一般會回答：是。)這個問題也是300多年前牛頓苦思冥想的問題，牛頓的結(jié)論也是：是。

既然地球?qū)Ψ酃P頭的引力與地球?qū)υ虑蛴幸κ且环N力，那么這種力是由什么因素決定的，是只有地球?qū)ξ矬w有這種力呢，還是所有物體間都存在這種力呢？這就是我們今天要研究的萬有引力定律。

板書：萬有引力定律

二教學(xué)過程

1．萬有引力定律的推導(dǎo)

首先讓我們回到牛頓的年代，從他的角度進(jìn)行一下思考吧。當(dāng)時“日心說”已在科學(xué)界基本否認(rèn)了“地心說”，如果認(rèn)為只有地球?qū)ξ矬w存在引力，即地球是一個特殊物體，則勢必會退回“地球是宇宙中心”的說法，而認(rèn)為物體間普遍存在著引力，可這種引力在生活中又難以觀察到，原因是什么呢？(學(xué)生可能會答出：一般物體間，這種引力很小。如不能答出，教師可誘導(dǎo)。)所以要研究這種引力，只能從這種引力表現(xiàn)比較明顯的物體──天體的問題入手。當(dāng)時有一個天文學(xué)家開普勒通過觀測數(shù)據(jù)得到了一個規(guī)律：所有行星軌道半徑的3次方與運(yùn)動周期的2次方之比是一個定值，即開普勒第

其中m為行星質(zhì)量，R為行星軌道半徑，即太陽與行星的距離。也就是說，太陽對行星的引力正比于行星的質(zhì)量而反比于太陽與行星的距離的平方。

而此時牛頓已經(jīng)得到他的第三定律，即作用力等于反作用力，用在這里，就是行星對太陽也有引力。同時，太陽也不是一個特殊物體，它

用語言表述，就是：太陽與行星之間的引力，與它們質(zhì)量的乘積成正比，與它們距離的平方成反比。這就是牛頓的萬有引力定律。如果改其中G為一個常數(shù)，叫做萬有引力恒量。(視學(xué)生情況，可強(qiáng)調(diào)與物體重力只是用同一字母表示，并非同一個含義。)應(yīng)該說明的是，牛頓得出這個規(guī)律，是在與胡克等人的探討中得到的。

2．萬有引力定律的理解
下面我們對萬有引力定律做進(jìn)一步的說明：

(1)萬有引力存在于任何兩個物體之間。雖然我們推導(dǎo)萬有引力定律是從太陽對行星的引力導(dǎo)出的，但剛才我們已經(jīng)分析過，太陽與行星都不是特殊的物體，所以萬有引力存在于任何兩個物體之間。也正因?yàn)榇?，這個引力稱做萬有引力。只不過一般物體的質(zhì)量與星球相比過于小了，它們之間的萬有引力也非常小，完全可以忽略不計(jì)。所以萬有引力定律的表述是：

板書：任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。用公式表示為：

其中m1、m2分別表示兩個物體的質(zhì)量，r為它們間的距離。

(2)萬有引力定律中的距離r，其含義是兩個質(zhì)點(diǎn)間的距離。兩個物體相距很遠(yuǎn)，則物體一般可以視為質(zhì)點(diǎn)。但如果是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近，則應(yīng)把r理解為它們的幾何中心的距離。例如物體是兩個球體，r就是兩個球心間的距離。

(3)萬有引力是因?yàn)槲矬w有質(zhì)量而產(chǎn)生的引力。從萬有引力定律可以看出，物體間的萬有引力由相互作用的兩個物體的質(zhì)量決定，所以質(zhì)量是萬有引力的產(chǎn)生原因。從這一產(chǎn)生原因可以看出：萬有引力不同于我們初中所學(xué)習(xí)過的電荷間的引力及磁極間的引力，也不同于我們以后要學(xué)習(xí)的分子間的引力。

《萬有引力定律》教案分析

《萬有引力定律》教案分析

一、教學(xué)目標(biāo)
【知識與技能】
了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)思路和過程;知道什么是萬有引力定律;知道萬有引力常量以及它的測量方法。
【過程與方法】
通過逐步建立萬有引力定律的過程，提高演繹思維能力與歸納概括能力，學(xué)習(xí)物理規(guī)律“提出猜想--理論推導(dǎo)--實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)”的科學(xué)研究方法。
【情感態(tài)度與價值觀】
感受物理學(xué)的科學(xué)魅力，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
月--地檢驗(yàn)，萬有引力定律，引力常量。
【難點(diǎn)】
月--地檢驗(yàn)的思路。
三、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課
教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧太陽與行星的引力公式。
教師追問：行星與太陽間的引力能使行星不能飛離太陽，那是什么力使地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢?
環(huán)節(jié)二：新課講授
(一)萬有引力的猜想
教師講述牛頓對蘋果思考的故事：蘋果成熟后會受重力掉落在地面，如果蘋果樹長在最高的山頂上，蘋果也會受重力落到地面上，并且這個力沒有明顯的變化，如果蘋果樹延伸到月球上，這個力會不會作用到月球上?
引出猜想：拉住月球使它繞地球運(yùn)動的力，與拉著蘋果下落的力是否是同種力?

《萬有引力定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

《萬有引力定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

【教材分析】

萬有引力定律是本章的核心，從內(nèi)容性質(zhì)與地位上看，本節(jié)內(nèi)容是對上一節(jié)“太陽與行星間的引力”的進(jìn)一步外推，即：從天體運(yùn)動推廣到地面上任何物體的運(yùn)動；又是下一節(jié)掌握萬有引力理論在天文學(xué)上應(yīng)用的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。教材在尊重歷史事實(shí)的前提下，通過一些邏輯思維的鋪墊，讓學(xué)生以自己現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)，經(jīng)歷一次“發(fā)現(xiàn)”萬有引力定律的過程。本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容是理解萬有引力定律的推導(dǎo)思路和過程，掌握萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式，知道萬有引力定律得出的意義，知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律。本節(jié)難點(diǎn)是物體間距離的理解。另外本節(jié)內(nèi)容還注重是對學(xué)生“科學(xué)方法”教育和“情感態(tài)度與價值觀”的教育：使學(xué)生認(rèn)識科學(xué)研究過程中根據(jù)事實(shí)和分析推理進(jìn)行猜想、假設(shè)和檢驗(yàn)的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的推理能力、概括能力和歸納總結(jié)能力；本節(jié)結(jié)合“月—地檢驗(yàn)”，經(jīng)歷思維程序“提出問題→猜想與假設(shè)→理論推導(dǎo)→實(shí)際測量→驗(yàn)證結(jié)論”培養(yǎng)學(xué)生探究思維能力；使學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家們堅(jiān)持不懈、勇往直前和一絲不茍的工作精神，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和善于探索的思維品質(zhì)。

【學(xué)情分析】

上節(jié)內(nèi)容中，學(xué)生用所學(xué)的“圓周運(yùn)動”、“開普勒行星運(yùn)動定律”和“牛頓運(yùn)動定律”知識，經(jīng)歷了一系列科學(xué)探究過程，得出了太陽與行星間的引力特點(diǎn)，學(xué)生對天體運(yùn)動的研究產(chǎn)生了極大的興趣和求知欲。另一方面我國在航天事業(yè)上成就突出，捷報頻傳，極大的激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)宇宙、航天、衛(wèi)星知識的興趣。本節(jié)課教師再引導(dǎo)學(xué)生從太陽與行星間引力的規(guī)律出發(fā)，根據(jù)類比事實(shí)將“平方反比關(guān)系”的作用力進(jìn)行猜想，假設(shè)和推廣，從太陽對行星的引力到地球?qū)υ虑虻囊Γ俚饺我馕矬w間的吸引力都滿足“平方反比的關(guān)系”。學(xué)生會帶著好奇和探究意識以及必要的檢驗(yàn)論證，一路探究下去，最終得出萬有引力定律。使學(xué)生在理解掌握萬有引力定律的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)了探究思維能力和良好的思維品質(zhì)，為學(xué)生終身發(fā)展打下基礎(chǔ)。

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識與技能

1.理解萬有引力定律的推導(dǎo)思路和過程。

2.理解掌握萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式，知道萬有引力定律得出的意義。

3.知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律。

二、過程與方法

1.認(rèn)識科學(xué)研究過程中根據(jù)事實(shí)和分析推理進(jìn)行猜想、假設(shè)和檢驗(yàn)的重要性，訓(xùn)練學(xué)生的推理能力、概括能力和歸納總結(jié)能力。

2.結(jié)合“月—地檢驗(yàn)”，經(jīng)歷思維程序“提出問題→猜想與假設(shè)→理論推導(dǎo)→實(shí)際測量→驗(yàn)證結(jié)論”訓(xùn)練學(xué)生探究思維能力。

三、情感態(tài)度與價值觀

1.學(xué)習(xí)科學(xué)家們謙遜的美德，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中互相協(xié)作、互相借鑒，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神。

2.認(rèn)識天文觀測、分析推理、歸納總結(jié)等科學(xué)意識和方法的重要性，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)并透過現(xiàn)象看本質(zhì)的認(rèn)識觀。

3.學(xué)習(xí)科學(xué)家們堅(jiān)持不懈、勇往直前和一絲不茍的工作精神，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和善于探索的思維品質(zhì)。

【教學(xué)重點(diǎn)】

1.月-地檢驗(yàn)的推導(dǎo)過程。

2.萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式。

【教學(xué)難點(diǎn)】

1.對萬有引力定律的理解。

2.使學(xué)生能把地面上的物體所受重力與月地之間存在的引力是同性質(zhì)的力聯(lián)系起來。

【教學(xué)方法】

啟發(fā)式教學(xué)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)教學(xué)、合作探究教學(xué)等。

【教學(xué)過程】

一、新課引入

教師活動

學(xué)生活動

自遠(yuǎn)古以來，當(dāng)人們仰望星空時，天空中壯麗璀璨的景象便吸引了他們的注意。智慧的頭腦開始探索星體運(yùn)動的奧秘。通過上一節(jié)的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道了太陽與行星間的引力規(guī)律，提問：表達(dá)式是怎樣的？

這一節(jié)我們將繼續(xù)追尋牛頓的足跡“發(fā)現(xiàn)”萬有引力定律。

學(xué)生回答

二、教授新課

（一）萬有引力的猜想

教師活動

學(xué)生活動

展示課件提問是什么原因使行星繞太陽公轉(zhuǎn)而沒有離開太陽？

思考：（1）是什么原因使月球繞地球公轉(zhuǎn)而沒有離開地球？

思考：（2）地面上的物體，被拋出去后總要落回地面，是什么原因使物體不離開地球呢？

猜想：地球和月球之間的吸引力會不會與地球吸引蘋果的力是同一種力？

牛頓推想：如果蘋果樹長得很高，蘋果會不會落地呢？即使在最高的建筑物上和最高的山頂上，也都會感受到重力的作用，那么，這個力必定延伸到很遠(yuǎn)的地方，會不會作用到月球上？但月球?yàn)楹尾幌裉O果那樣落地呢？

如果從高山上把蘋果水平拋出，在重力作用下將沿拋物線落到了地面，如果拋出的速度再大些呢？當(dāng)拋出速度足夠大時，蘋果就會繞地球一圈、兩圈、乃至永遠(yuǎn)繞地球作圓周運(yùn)動而不落回到地面上?？梢姡?/p>

地球和月球之間的吸引力與地球吸引蘋果的力可能是同一種力。

繼續(xù)猜想：拉住月球使它繞地球運(yùn)動的力，與拉著蘋果使它下落的力，以及眾行星與太陽之間的作用力也許真的是同一種力，遵循相同的規(guī)律?

牛頓的猜想：這些力是同一種性質(zhì)的力，并且都遵從與距離的平方成反比的規(guī)律．

學(xué)生回答：太陽對行星的引力使行星繞太陽公轉(zhuǎn)不能飛離太陽

學(xué)生猜想：（1）地球?qū)υ虑虻囊κ乖虑蚶@地球公轉(zhuǎn)而不飛離地球

學(xué)生猜想：（2）地球?qū)Φ孛嫔咸O果的引力使蘋果不離開地球

學(xué)生猜想是同一種力，都遵從相同規(guī)律

設(shè)計(jì)說明：通過蘋果自由下落的物理情景，喚醒學(xué)生腦中當(dāng)年由蘋果落地而引起遐想進(jìn)而發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的故事情景，從而啟發(fā)學(xué)生設(shè)問，使牛頓的想法能夠激發(fā)學(xué)生的興趣與想像力。

（二）萬有引力的檢驗(yàn)----月-地檢驗(yàn)

教師活動

學(xué)生活動

課件展示月-地檢驗(yàn)的目的是為了驗(yàn)證地球?qū)Φ孛嫔咸O果的引力與地球?qū)υ虑虻囊?yīng)該同樣遵從“平方反比”律，即。

猜想就要驗(yàn)證，不能實(shí)驗(yàn)，只能理論驗(yàn)證。引導(dǎo)學(xué)生探討檢驗(yàn)的思路是先假定猜想成立，理論推導(dǎo)，再看與實(shí)際測量的結(jié)果是否一致

課件展示當(dāng)時已知的一些量：

地表重力加速度：g=9.8m/s2

地球半徑：R=6400×103m

月球周期：T=27.3天

月球軌道半徑：r≈60R

通過這些已知條件如何來證明：蘋果、月球受力也滿足“”的關(guān)系呢？

提問：（1）月球做什么運(yùn)動？地球?qū)υ虑虻奈τ惺裁醋饔?？請用牛頓第二定律表示此力

（2）蘋果在地面附近受到的地球的吸引力表現(xiàn)為什么力？

（3）要驗(yàn)證這兩個力是同種力會用到哪個物理量？

學(xué)生討論，最后教師通過課件展示與學(xué)生共同整理思路。學(xué)會當(dāng)不能直接驗(yàn)證物理量關(guān)系式可借助其他物理量進(jìn)行間接驗(yàn)證。

如若這兩個力是同種力，由已知條件，a向和g應(yīng)有什么關(guān)系？

課件展示：

1、先假定猜想成立，理論推導(dǎo)：

2、實(shí)際測量：

可見：用數(shù)據(jù)說明上述設(shè)想的正確性，牛頓的猜想經(jīng)受了事實(shí)的檢驗(yàn)，地球?qū)υ虑虻牧?，地球?qū)Φ孛嫖矬w的力真是同一種力。至此，平方反比規(guī)律已經(jīng)擴(kuò)展到太陽與行星之間，地球與月球之間、地球?qū)Φ孛嫖矬w之間。

既然天上的月球和地上的蘋果受到同一種性質(zhì)的力，遵循相同的規(guī)律，那么我們可以展開想象的翅膀，更大膽設(shè)想：是否宇宙中的一切物體間都有這樣的力？

若地面上的兩個物體間存在引力，為何兩個物體沒有在引力作用下緊靠在一起？

于是我們把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個物體間。

討論檢驗(yàn)思路，培養(yǎng)探究思維能力。

思考如何證明蘋果、月亮受力也滿足“平方反比”的關(guān)系

學(xué)生回答：（1）月球做勻速圓周運(yùn)動，地球?qū)υ虑虻奈μ峁┝讼蛐牧?。F地月=F向=ma向（在副板上書寫）

（2）蘋果在地面附近受到的地球的吸引力表現(xiàn)為重力。F地蘋=G蘋=mg（在副板上書寫）

（3）會用到加速度a（由以上兩個表達(dá)式猜想）

學(xué)生分組討論研究a向和g之間的關(guān)系，通過學(xué)生互評、老師點(diǎn)評理清思路，得出結(jié)論。

親身體驗(yàn)推導(dǎo)過程，猜想得到證實(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情進(jìn)一步提升。

學(xué)生思考：很有可能

學(xué)生思考：因?yàn)槲覀兩磉叺奈矬w質(zhì)量比天體的質(zhì)量小得多，我們不易覺察罷了

設(shè)計(jì)說明：通過創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)學(xué)生定量計(jì)算，用無可辯駁的事實(shí)證明猜想的正確性，增強(qiáng)學(xué)生的理性認(rèn)識。

（三）萬有引力定律的得出

教師活動

學(xué)生活動

牛頓認(rèn)為自然界中任何兩個有質(zhì)量的物體間都存在引力.并于1687年在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》

一書中發(fā)表了著名的萬有引力定律。

1.內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小F與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們的距離r的二次方成反比.

指導(dǎo)學(xué)生對新知識的學(xué)習(xí)要學(xué)會對重點(diǎn)字詞的勾畫，提取有用信息，加強(qiáng)理解。

萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式如何？每個符號的單位和物理意義。

教師在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上展示課件

2.公式：

①F---兩個物體間的引力，單位：N．

②m1,m2---兩物體的質(zhì)量，單位：kg

③r---兩物體間的距離，單位：m

④G---比例系數(shù)，叫引力常量，適用于任何物體，G的國際單位

萬有引力定律清楚地向人們提示，復(fù)雜運(yùn)動的背后隱藏著簡潔的科學(xué)規(guī)律；它明確地向人們宣告，天上和地下都遵循著完全相同的科學(xué)法則。

雖然任何兩物體間都存在引力，但萬有引力定律卻有其適用條件

3.公式的適用條件：

①（理想情況）兩個質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算。

②（實(shí)際情況）若兩個物體間的距離遠(yuǎn)大于物體本身大小時，兩個物體可看成質(zhì)點(diǎn)。如：太陽與行星間、地球與月球間。

③質(zhì)量分布均勻的兩個球體，可視為質(zhì)量集中于球心。

進(jìn)一步深入思考：

例.由公式可知，當(dāng)兩物體之間的距離時,兩個物體可視為質(zhì)點(diǎn)，公式適用，則兩物體之間的引力。當(dāng)兩物體間的距離時,則兩物體之間的引力,這種觀點(diǎn)對么？為什么？

萬有引力定律是17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一，第一次揭示了自然界中的一種基本相互作用的規(guī)律，在人類認(rèn)識自然的歷史上樹立了一座里程碑；使人們建立了有能力理解天地間的各種事物的信心，解放了人們的思想，在科學(xué)文化的發(fā)展史上起了積極的推動作用。

牛頓雖然發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但卻無法算出兩個天體間的萬有引力大小，因?yàn)樗恢酪ΤＡ縂的值.直到一百多年后英國物理學(xué)家卡文迪許才完成了G值的測量。

學(xué)生閱讀定律，尋找有用信息

學(xué)生討論回答教師提問

學(xué)生思考理解

學(xué)生討論得出答案：當(dāng)兩物體間距離時，物體不能看成質(zhì)點(diǎn)，公式已不再適用。

學(xué)生感知萬有引力定律的意義

設(shè)計(jì)說明：啟發(fā)學(xué)生更大膽的猜想，并在教師設(shè)問中，自主閱讀定律，做到有的放矢，自主學(xué)習(xí)，最后引導(dǎo)學(xué)生討論總結(jié)回答問題，再增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)表達(dá)能力。

（四）萬有引力定律的檢驗(yàn)---引力常量G的測量實(shí)驗(yàn)

教師活動

學(xué)生活動

很顯然由萬有引力定律看出引力常量G的測量思路：

由于一般物體間的引力非常小，用實(shí)驗(yàn)測定極其困難。1798年，英國物理學(xué)家卡文迪許巧妙地利用扭秤裝置,第一次在實(shí)驗(yàn)室里對兩個鉛球間的引力大小F做了精確測量和計(jì)算，比較準(zhǔn)確地測出了引力常量G的數(shù)值。

卡文迪許之所以會想到扭秤裝置，是因?yàn)樵?8世紀(jì)80年代，庫侖為定量研究電荷間的相互作用力而發(fā)明了扭秤裝置，實(shí)現(xiàn)了對微小量的巧妙測量?？ㄎ牡显S則巧妙地利用和改進(jìn)了扭秤裝置，測出了引力常量G。難怪有人形象地稱他們是“天才發(fā)明和天才借鑒”，我們在學(xué)習(xí)中互相協(xié)作、互相借鑒也是具有重要意義的。

引力常量通常取

G的含義—表示兩質(zhì)量m1=m2=1kg的勻質(zhì)小球，相距r=1m時萬有引力的大小。

引導(dǎo)學(xué)生思考引力常量的測定有何實(shí)際意義？

學(xué)生體會在學(xué)習(xí)中互相協(xié)作、互相借鑒的意義。

引力恒量G的測定：1、用實(shí)驗(yàn)證明了萬有引力的存在和萬有引力定律的正確性；

2、使萬有引力定律公式有了真正的實(shí)用價值

設(shè)計(jì)說明：通過圖片展示和教師講解，結(jié)合物理學(xué)史，讓學(xué)生體會引力常量的測定重要實(shí)際意義，體會在學(xué)習(xí)中互相協(xié)作、互相借鑒的意義，寓德育教育于教學(xué)中。

（五）課堂小結(jié)

教師活動

學(xué)生活動

今天，我們從太陽與行星間引力的作用出發(fā)，根據(jù)類比事實(shí)將“平方反比關(guān)系”的作用力進(jìn)行猜想和假設(shè)、檢驗(yàn)和推廣，從而得出萬有引力定律。

請同學(xué)們互相討論總結(jié)這節(jié)課有什么收獲？

課件展示課堂總結(jié)。

學(xué)生踴躍發(fā)言，暢談收獲。

設(shè)計(jì)說明：學(xué)生自主討論學(xué)習(xí)收獲。

（六）布置作業(yè)

預(yù)習(xí)第四節(jié)，思考萬有引力定律有哪些應(yīng)用？