萬(wàn)有引力教案
作為一名老師，通常會(huì)被要求編寫(xiě)教案，教案是教材及大綱與課堂教學(xué)的紐帶和橋梁。那么你有了解過(guò)教案嗎？以下是小編為大家整理的萬(wàn)有引力教案，希望能夠幫助到大家。
萬(wàn)有引力教案1
一、教學(xué)目標(biāo)
1.了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程.
2.理解萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)萬(wàn)有引力定律.
3.知道任何物體間都存在著萬(wàn)有引力，且遵循相同的規(guī)律.
二、教學(xué)重點(diǎn)
1.萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo).
2.萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式.
三、教學(xué)難點(diǎn)
1.對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解.
2.使學(xué)生能把地面上的物體所受的重力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質(zhì)的力聯(lián)系起來(lái).
四、教學(xué)方法
1.對(duì)萬(wàn)有引力定律的推理——采用分析推理、歸納總結(jié)的方法.
2.對(duì)疑難問(wèn)題的處理——采用講授法、例證法.
五、教學(xué)步驟
導(dǎo)入新課
請(qǐng)同學(xué)們回憶一下上節(jié)課的內(nèi)容，回答如下問(wèn)題：
1.行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是什么？
2.開(kāi)普勒第一定律、第三定律的內(nèi)容？
同學(xué)們回答完以后，老師評(píng)價(jià)、歸納總結(jié).
同學(xué)們回答得很好，行星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道是橢圓，太陽(yáng)處在這個(gè)橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，那么行星為什么要這樣運(yùn)動(dòng)？而且還有一定的規(guī)律？這類問(wèn)題從17世紀(jì)就有人思考過(guò)，請(qǐng)閱讀課本，這個(gè)問(wèn)題的答案在不同的時(shí)代有不同的結(jié)論，可見(jiàn)，我們科學(xué)的研究要經(jīng)過(guò)一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的艱巨的過(guò)程.
新課教學(xué)
1.同學(xué)們閱讀完以后，知道到了牛頓時(shí)代的一些科學(xué)家，如胡克、哈雷等，對(duì)這一問(wèn)題的認(rèn)識(shí)更進(jìn)了一步，把地面上的運(yùn)動(dòng)和天體的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)了.事實(shí)上，行星運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道離心率很接近于1，我們把它理想化為一個(gè)圓形軌道，這樣就簡(jiǎn)化了問(wèn)題，易于我們?cè)诂F(xiàn)有認(rèn)知水平上來(lái)接受.
根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的條件可知行星必然受到一個(gè)太陽(yáng)給的力.牛頓認(rèn)為這是太陽(yáng)對(duì)行星的引力，那么，太陽(yáng)對(duì)行星的引力F應(yīng)該為行星運(yùn)動(dòng)所受的向心力，即：
再根據(jù)開(kāi)普勒第三定律 代入上式
可得到：
其中m為行星的質(zhì)量，r為行星軌道半徑，即太陽(yáng)與行星的距離.由上式可得出結(jié)論：太陽(yáng)對(duì)行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽(yáng)的距離的二次方成反比.
即：F∝
根據(jù)牛頓第三定律：太陽(yáng)吸引行星的力與行星吸引太陽(yáng)的力是同性質(zhì)的相互作用力.既然太陽(yáng)對(duì)行星的引力與行星的質(zhì)量成正比，那么行星對(duì)太陽(yáng)也有作用力，也應(yīng)與太陽(yáng)的質(zhì)量M成正比，即：
F∝
用文字表述為：太陽(yáng)與行星之間的引力，與它們質(zhì)量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比.
用公式表述：
公式中的G是一個(gè)常數(shù)，叫萬(wàn)有引力常量.
進(jìn)而牛頓還研究了月地間的引力、許多不同物體間的作用力都遵循上述引力規(guī)律，于是他把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，即具有劃時(shí)代意義的萬(wàn)有引力定律.
2.萬(wàn)有引力定律：
�。�1）內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比.
(2)公式：
�。�3）疑問(wèn)：在日常生活中，我們各自之間或人與物體間，為什么都對(duì)這種作用沒(méi)有任何感覺(jué)呢？
這是因?yàn)橐话阄矬w的質(zhì)量與星球的質(zhì)量相比太小了，它們之間的引力太小了，所以我們不易感覺(jué)到.下一節(jié)課的卡文迪許的精巧的扭秤實(shí)驗(yàn)將為我們驗(yàn)證.
（4）各物理量的含義及單位
r表示兩個(gè)具體物體相距很遠(yuǎn)時(shí)，物體可以視為質(zhì)點(diǎn).如果是規(guī)則形狀的均勻物體，r為它們的幾何中心間的距離.單位為“米”.
G為萬(wàn)有引力常量，G=6.67×10-11，單位為Nm2/kg2.這個(gè)引力常量的出現(xiàn)要比萬(wàn)有引力定律晚一百多年哪！是英國(guó)的物理學(xué)家卡文迪許測(cè)出來(lái)的，我們下節(jié)課就要學(xué)習(xí).
(5) 擴(kuò)展思路
牛頓想驗(yàn)證地面上的物體的重力與月地間、行星與太陽(yáng)間的引力是同種性質(zhì)的力，他做了著名的“月——地”檢驗(yàn)，請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本第105頁(yè)有關(guān)內(nèi)容.然后歸納一下他的思路.オ①如果重力與星體間的引力是同種性質(zhì)的力，都與距離的二次方成反比關(guān)系，那么月球繞地球做近似圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度就應(yīng)該是重力加速度的1/3600.
牛頓計(jì)算了月球的向心加速度，結(jié)果證明是對(duì)的.
�、谌绻覀円阎厍蛸|(zhì)量為5.89×1024kg.地球半徑為6.37×106m.同學(xué)們?cè)囉?jì)算一下月球繞地球的向心加速度是多大？
同學(xué)們通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證，
�、蹫榱蓑�(yàn)證地面上的重力與月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力是同一性質(zhì)的力，還提出一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)：設(shè)想一個(gè)小月球非常接近地球，以至于幾乎觸及地球上最高的山頂，那么使這個(gè)小月球保持軌道運(yùn)動(dòng)的向心力當(dāng)然就應(yīng)該等于它在山頂處所受的重力.如果小月球突然停止做軌道運(yùn)動(dòng)，它就應(yīng)該同山頂處的物體一樣以相同速度下落.如果它所受的向心力不是重力，那么它就將在這兩種力的共同作用下以更大的速度下落，這是與我們的經(jīng)驗(yàn)不符的..所以，是同性質(zhì)的力.
�。�6）萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的重要意義
萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)，對(duì)物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響.它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一了起來(lái).在科學(xué)文化發(fā)展上起到了積極的推動(dòng)作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有能力理解天地間的各種事物.
六、鞏固練習(xí)（用投影片出示題目）
1.要使兩物體間的萬(wàn)有引力減小到原來(lái)的1/4，下列辦法不可采用的是
獳.使兩物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變
B.使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來(lái)的1/4，距離不變
C.使兩物體間的距離增為原來(lái)的2倍，質(zhì)量不變
D.距離和質(zhì)量都減為原來(lái)的1/4
2.火星的半徑是地球半徑的一半，火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/9；那么地球表面50 kg的物體受到地球的吸引力約是火星表面同質(zhì)量的物體受到火星吸引力的 倍.
3.兩個(gè)大小相同的實(shí)心小鐵球緊靠在一起時(shí)，它們之間的萬(wàn)有引力為F.若兩個(gè)半徑為原來(lái)2倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬(wàn)有引力為
獳.4F 獴.2F 獵.8F 獶.16F
參考答案：
1.D 2.2.25 3.D
七、小結(jié)（用投影片出示內(nèi)容）
通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解并知道：
1.得出萬(wàn)有引力定律的思路及方法.
2.任何兩個(gè)物體間存在著相互作用的引力的一般規(guī)律：即
其中G為萬(wàn)有引力常量，r為兩物間的距離.
八、板書(shū)設(shè)計(jì)
第二節(jié) 萬(wàn)有引力定律
萬(wàn)有引力教案2
教學(xué)重點(diǎn)：
萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用
教學(xué)難點(diǎn)：
地球重力加速度問(wèn)題
教學(xué)方法：
討論法
教學(xué)用具：
計(jì)算機(jī)
教學(xué)過(guò)程：
一、地球重力加速度
問(wèn)題一：在地球上是赤道的重力加速度大還是兩極的加速度大？
這個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生充分討論：
1、有的學(xué)生認(rèn)為：地球上的加速度是不變化的．
2、有的學(xué)生認(rèn)為：兩極的重力加速度大．
3、也有的的學(xué)生認(rèn)為：赤道的重力加速度大．
出現(xiàn)以上問(wèn)題是因?yàn)椋簩W(xué)生可能沒(méi)有考慮到地球是橢球形的，也有不記得公式的等．
教師板書(shū)并講解：
在質(zhì)量為、半徑為的地球表面上，如果忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，質(zhì)量為的物體的重力加速度，可以認(rèn)為是由地球?qū)λ娜f(wàn)有引力產(chǎn)生的．由萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律有：
則該天體表面的重力加速度為：
由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的.質(zhì)量和半徑?jīng)Q定的．而又因?yàn)榈厍蚴菣E球的赤道的半徑大，兩極的半徑小，所以赤道上的重力加速度小，兩極的重力加速度大．也可讓學(xué)生發(fā)揮得：離地球表面的距離越大，重力加速度越�。�
問(wèn)題二：有1kg的物體在北京的重力大還是在上海的重力大？
這個(gè)問(wèn)題有學(xué)生回答
問(wèn)題三：
1、地球在作什么運(yùn)動(dòng)？人造地球衛(wèi)星在作什么運(yùn)動(dòng)？
通過(guò)展示圖片為學(xué)生建立清晰的圖景．
2、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是誰(shuí)提供的？
回答：地球與衛(wèi)星間的萬(wàn)有引力即由牛頓第二定律得：
3、由以上可求出什么？
①衛(wèi)星繞地球的線速度：
�、谛l(wèi)星繞地球的周期：
③衛(wèi)星繞地球的角速度：
教師可帶領(lǐng)學(xué)生分析上面的公式得：
當(dāng)軌道半徑不變時(shí)，則衛(wèi)星的周期不變、衛(wèi)星的線速度不變、衛(wèi)星的角速度也不變．
當(dāng)衛(wèi)星的角速度不變時(shí)，則衛(wèi)星的軌道半徑不變．
課堂練習(xí)：
1、假設(shè)火星和地球都是球體，火星的質(zhì)量和地球質(zhì)量．之比，火星的半徑和地球半徑之比，那么離火星表面高處的重力加速度和離地球表面高處的重力加速度．之比等于多少
解：因物體的重力來(lái)自萬(wàn)有引力，所以：
則該天體表面的重力加速度為：
所以：
2、若在相距甚遠(yuǎn)的兩顆行星和的表面附近，各發(fā)射一顆衛(wèi)星和，測(cè)得衛(wèi)星繞行星的周期為，衛(wèi)星繞行星的周期為，求這兩顆行星密度之比是多大
解：設(shè)運(yùn)動(dòng)半徑為，行星質(zhì)量為，衛(wèi)星質(zhì)量為．
由萬(wàn)有引力定律得：
解得：
所以：
3、某星球的質(zhì)量約為地球的的9倍，半徑約為地球的一半，若從地球上高處平拋一物體，射程為60米，則在該星球上，從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體，射程應(yīng)為：
A、10米B、15米C、90米D、360米
解得：（A）
布置作業(yè)：
探究活動(dòng)
組織學(xué)生收集資料，編寫(xiě)相關(guān)論文，可以參考下列題目：
1、月球有自轉(zhuǎn)嗎？
2、觀察月亮
萬(wàn)有引力教案3
一、教學(xué)目標(biāo)：
1．了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。
2．會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量。
3．掌握綜合運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)分析具體問(wèn)題的基本方法。
二、教學(xué)重點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用
三、教學(xué)難點(diǎn)：天體運(yùn)動(dòng)向心力來(lái)源的理解和分析
四、教學(xué)方法：啟發(fā)引導(dǎo)式
五、教學(xué)過(guò)程：
�。ㄒ唬┮胄抡n
天體之間的作用力主要是萬(wàn)有引力，萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)對(duì)天文學(xué)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用，這節(jié)課我們要來(lái)學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力在天文學(xué)上有哪些重要應(yīng)用。
（二）進(jìn)行新課
1．天體質(zhì)量的計(jì)算
提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考：在天文學(xué)上，天體的`質(zhì)量無(wú)法直接測(cè)量，能否利用萬(wàn)有引力定律和前面學(xué)過(guò)的知識(shí)找到計(jì)算天體質(zhì)量的方法呢？
（1）基本思路：在研究天體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中，我們近似地把一個(gè)天體繞另一個(gè)天體的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供天體作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用。
萬(wàn)有引力教案4
知識(shí)與技能
1.了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程，知道地球上的重物下落與天體運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性。
2. 知道萬(wàn)有引力是一種存在于所有物體之間的吸引力，知道萬(wàn)有引力定律的適用范圍。
3. 會(huì)用萬(wàn)有引力定律解決簡(jiǎn)單的引力計(jì)算問(wèn)題，知道萬(wàn)有引力定律公式中r的物理意義，
了解引力常量G的測(cè)定在科學(xué)歷史上的重大意義。
4. 了解萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的意義。
過(guò)程與方法
1.通過(guò)演繹牛頓當(dāng)年發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程，體會(huì)在科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)過(guò)程中猜想與求證的重要性。
2.體會(huì)推導(dǎo)過(guò)程中的數(shù)量關(guān)系.
情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1. 感受自然界任何物體間引力的關(guān)系，從而體會(huì)大自然的奧秘.
2. 通過(guò)演繹牛頓當(dāng)年發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程和卡文迪許測(cè)定萬(wàn)有引力常量的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)家們勇于探索、永不知足的精神和發(fā)現(xiàn)真理的曲折與艱辛。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1.萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)過(guò)程，既是本節(jié)課的重點(diǎn)，又是學(xué)生理解的難點(diǎn)。
2.由于一般物體間的萬(wàn)有引力極小，學(xué)生對(duì)此缺乏感性認(rèn)識(shí)。
教學(xué)方法
探究、講授、討論、練習(xí)
教 學(xué) 活 動(dòng)
(一) 引入新課
復(fù)習(xí)回顧上節(jié)課的內(nèi)容
如果行星的運(yùn)動(dòng)軌道是圓，則行星將作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件可知，行星必然要受到一個(gè)引力。牛頓認(rèn)為這是太陽(yáng)對(duì)行星的引力，那么，太陽(yáng)對(duì)行星的引力F提供行星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力。
學(xué)生活動(dòng)： 推導(dǎo)得
將V=2r/T代入上式得
利用開(kāi)普勒第三定律 代入上式
得到：
師生總結(jié)：由上式可得出結(jié)論：太陽(yáng)對(duì)行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽(yáng)的距離的二次方成反比。即：F
教師：牛頓根據(jù)其第三定律：太陽(yáng)吸引行星的力與行星吸引太陽(yáng)的力是同性質(zhì)的作用力，且大小相等。于是提出大膽的設(shè)想：既然這個(gè)引力與行星的質(zhì)量成正比，也應(yīng)跟太陽(yáng)的質(zhì)量M成正比。即：F
寫(xiě)成等式就是F=G (其中G為比例常數(shù))
(二)進(jìn)行新課
教師：牛頓得到這個(gè)規(guī)律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛頓，你又會(huì)想到什么呢?
學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié)：
猜想一：既然行星與太陽(yáng)之間的力遵從這個(gè)規(guī)律，那么其他天體之間的力是否也遵從這個(gè)規(guī)律呢?(比如說(shuō)月球與地球之間)
師生： 因?yàn)槠渌祗w的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與之類似,根據(jù)前面的推導(dǎo)所以月球與地球之間的力，其他行星的衛(wèi)星和該行星之間的力，都滿足上面的規(guī)律,而且都是同一種性質(zhì)的力。
教師：但是牛頓的思考還是沒(méi)有停止。假如你是牛頓，你又會(huì)想到什么呢?
學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié)：
猜想二：地球與月球之間的力，和地球與其周?chē)矬w之間的力是否遵從相同的規(guī)律?
教師：地球?qū)υ虑虻囊μ峁┫蛐牧�，即F= =ma
地球?qū)ζ渲車(chē)矬w的力，就是物體受到的重力，即F=mg
從以上推導(dǎo)可知：地球?qū)υ虑虻囊ψ駨囊陨弦?guī)律，即F=G
那么，地球?qū)ζ渲車(chē)矬w的力是否也滿足以上規(guī)律呢?即F=G
此等式是否成立呢?
已知：地球半徑R=6.37106m , 月球繞地球的軌道半徑r=3.8108 m ,
月球繞地球的公轉(zhuǎn)周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8
(以上數(shù)據(jù)在當(dāng)時(shí)都已經(jīng)能夠精確測(cè)量)
提問(wèn)：同學(xué)們能否通過(guò)提供的數(shù)據(jù)驗(yàn)證關(guān)系式F=G 是否成立?
學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié)：
假設(shè)此關(guān)系式成立，即F=G
可得： =ma=G
F=mg=G
兩式相比得： a/g=R2 / r2
但此等式是在以上假設(shè)成立的基礎(chǔ)上得到的，反過(guò)來(lái)若能通過(guò)其他途徑證明此等式成立，也就證明了前面的假設(shè)是成立的。代人數(shù)據(jù)計(jì)算：
a/g1/3600
R2 / r21/3600
即a/g=R2 / r2 成立，從而證明以上假設(shè)是成立的，說(shuō)明地球與其周?chē)矬w之間的力也遵從相同的規(guī)律，即F=G
這就是牛頓當(dāng)年所做的著名的月-地檢驗(yàn)，結(jié)果證明他的猜想是正確的。從而驗(yàn)證了地面上的重力與地球吸引月球、太陽(yáng)吸引行星的力是同一性質(zhì)的力，遵守同樣的規(guī)律。
教師：不過(guò)牛頓的思考還是沒(méi)有停止，假如你是牛頓，此時(shí)你又會(huì)想到什么呢?
學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié)：
猜想三：自然界中任何兩個(gè)物體間的作用力是否都遵從相同的規(guī)律?
牛頓在研究了這許多不同物體間的作用力都遵循上述引力規(guī)律之后。于是他大膽地把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，于1687年正式發(fā)表了具有劃時(shí)代意義的萬(wàn)有引力定律。
萬(wàn)有引力定律
�、賰�(nèi)容
自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。
②公式
如果用m1和m2表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，用r表示它們的距離，那么萬(wàn)有引力定律可以用下面的公式來(lái)表示 (其中G為引力常量)
說(shuō)明：1.G為引力常量，在SI制中，G=6.6710-11Nm2/kg2.
2.萬(wàn)有引力定律中的物體是指質(zhì)點(diǎn)而言，不能隨意應(yīng)用于一般物體。
a.對(duì)于相距很遠(yuǎn)因而可以看作質(zhì)點(diǎn)的物體，公式中的r 就是指兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離;
b.對(duì)均勻的球體，可以看成是質(zhì)量集中于球心上的質(zhì)點(diǎn)，這是一種等效的簡(jiǎn)化處理方法。
教師：牛頓雖然得到了萬(wàn)有引力定律，但并沒(méi)有很大的實(shí)際應(yīng)用，因?yàn)楫?dāng)時(shí)他沒(méi)有辦法測(cè)定引力常量G的數(shù)值。直到一百多年后英國(guó)的另一位物理學(xué)家卡文迪許才用實(shí)驗(yàn)測(cè)定了G的'數(shù)值。
利用多媒體演示說(shuō)明卡文迪許的扭秤裝置及其原理。
扭秤的主要部分是這樣一個(gè)T字形輕而結(jié)實(shí)的框架，把這個(gè)T形架倒掛在一根石英絲下。若在T形架的兩端施加兩個(gè)大小相等、方向相反的力，石英絲就會(huì)扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度。力越大，扭轉(zhuǎn)的角度也越大。反過(guò)來(lái)，如果測(cè)出T形架轉(zhuǎn)過(guò)的角度，也就可以測(cè)出T形架兩端所受力的大小�，F(xiàn)在在T形架的兩端各固定一個(gè)小球，再在每個(gè)小球的附近各放一個(gè)大球，大小兩個(gè)球間的距離是可以較容易測(cè)定的。根據(jù)萬(wàn)有引力定律，大球會(huì)對(duì)小球產(chǎn)生引力，T形架會(huì)隨之扭轉(zhuǎn)，只要測(cè)出其扭轉(zhuǎn)的角度，就可以測(cè)出引力的大小。當(dāng)然由于引力很小，這個(gè)扭轉(zhuǎn)的角度會(huì)很小。怎樣才能把這個(gè)角度測(cè)出來(lái)呢?卡文迪許在T形架上裝了一面小鏡子，用一束光射向鏡子，經(jīng)鏡子反射后的光射向遠(yuǎn)處的刻度尺，當(dāng)鏡子與T形架一起發(fā)生一個(gè)很小的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刻度尺上的光斑會(huì)發(fā)生較大的移動(dòng)。這樣，就起到一個(gè)化小為大的效果，通過(guò)測(cè)定光斑的移動(dòng)，測(cè)定了T形架在放置大球前后扭轉(zhuǎn)的角度，從而測(cè)定了此時(shí)大球?qū)π∏虻囊��？ㄎ牡显S用此扭秤驗(yàn)證了牛頓萬(wàn)有引力定律，并測(cè)定出萬(wàn)有引力恒量G的數(shù)值。這個(gè)數(shù)值與近代用更加科學(xué)的方法測(cè)定的數(shù)值是非常接近的。
卡文迪許測(cè)定的G值為6.75410-11 Nm2/kg2，現(xiàn)在公認(rèn)的G值為6.6710-11 Nm2/kg2。由于萬(wàn)有引力恒量的數(shù)值非常小，所以一般質(zhì)量的物體之間的萬(wàn)有引力是很小的，我們可以估算一下，兩個(gè)質(zhì)量50kg的同學(xué)相距0.5m時(shí)之間的萬(wàn)有引力有多大(可由學(xué)生回答：約6.6710-7N)，這么小的力我們是根本感覺(jué)不到的。只有質(zhì)量很大的物體對(duì)一般物體的引力我們才能感覺(jué)到，如地球?qū)ξ覀兊囊Υ笾戮褪俏覀兊闹亓�，月球�(qū)Ｑ蟮囊?dǎo)致了潮汐現(xiàn)象。而天體之間的引力由于星球的質(zhì)量很大，又是非常驚人的：如太陽(yáng)對(duì)地球的引力達(dá)3.561022N。
教師：萬(wàn)有引力定律建立的重要意義
萬(wàn)有引力教案5
一、教學(xué)目標(biāo)
1.能說(shuō)出萬(wàn)有引力定律內(nèi)容并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
2.通過(guò)學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律，提升觀察思考交流能力。
3.通過(guò)每節(jié)課程學(xué)習(xí)，體會(huì)物理與生活的緊密聯(lián)系。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】萬(wàn)有引力定律的理解。
【難點(diǎn)】萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用。
三、教學(xué)過(guò)程
環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課
教師展示視頻：蘋(píng)果成熟落地、月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)、地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng);提問(wèn)：重力是怎么產(chǎn)生的?地球?qū)μO(píng)果的引力、地球?qū)υ虑虻牧吞?yáng)對(duì)行星的引力是同一種力嗎?
提出猜想：地球?qū)Φ孛嫖矬w的'引力、地球?qū)υ虑虻牧吞?yáng)對(duì)行星的引力，是同一種力，遵循相同的規(guī)律，由此引入新課。
環(huán)節(jié)二：新課講授
教師發(fā)放關(guān)于月地檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的資料小卡片，學(xué)生自主閱讀，進(jìn)行總結(jié)：地球與地面物體之間、地球?qū)υ虑蚝吞?yáng)對(duì)行星之間都存在力的作用，屬于同種力，遵循相同的規(guī)律。
教師進(jìn)行引導(dǎo)：既然地球?qū)Φ孛嫖矬w之間、地球與月球之間、太陽(yáng)與行星之間的引力、與兩個(gè)物體的質(zhì)量成正比、跟它們的距離的二次方成反比。那么我們可以更大膽設(shè)想：是否任何兩個(gè)物體之間都存在這樣的力?滿足同樣的規(guī)律?
安排學(xué)生閱讀教材，獨(dú)立思考什么是萬(wàn)有引力，然后小組內(nèi)交流討論并發(fā)表意見(jiàn)。
教師歸納總結(jié)：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量的乘積成正比、與它們之間距離的二次方成反比。這就是萬(wàn)有引力定律。
萬(wàn)有引力教案6
教學(xué)目標(biāo)
理解萬(wàn)有引力定律及其公式表達(dá)
知道天體運(yùn)動(dòng)中的向心力是由萬(wàn)有引力提供的，能根據(jù)萬(wàn)有引力定律公式和向心力公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算．
理解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用(天體質(zhì)量的測(cè)量、衛(wèi)星的發(fā)射、宇宙速度)?
2學(xué)情分析
知識(shí)點(diǎn)少，但不易理解，需建立運(yùn)動(dòng)模型
3重點(diǎn)難點(diǎn)
萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用。
萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用
4教學(xué)過(guò)程
4.1第一學(xué)時(shí)教學(xué)活動(dòng)活動(dòng)1
【講授】萬(wàn)有引力定律
課堂引入
播放衛(wèi)星發(fā)射視頻
仔細(xì)觀看
練習(xí)1.火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的1/10，火星的半徑是地球半徑的1/2，物體在地球上產(chǎn)生的重力加速度約為10m/s2，在火星上產(chǎn)生的重力加速度約為
�、倨渌乔蚺c地球比較
投影問(wèn)題
練習(xí)2.物體在地面上重力為G0，它在高出地面R(R為地球半徑)處的重力為
�、诘厍虿煌叨萭
投影問(wèn)題
練習(xí)3.若某行星半徑為R，引力常量為G，則此星球的質(zhì)量M,則在一行星上以速度ν豎直上拋一個(gè)物體，物體落回手中時(shí)間為多少？
�、踘與拋體運(yùn)動(dòng)的結(jié)合
提問(wèn)
練習(xí)1.近地衛(wèi)星線速度為7．9km／s，已知月球質(zhì)量是地球的質(zhì)量的1／81，地球半徑是月球半徑的3．8倍，則在月球上發(fā)射“近月衛(wèi)星”的環(huán)繞速度約
A．1．0km／sB．1．7km／s
C．2．0km／sD．1．5km／s
①第一宇宙速度
B
想一想
第一宇宙速度
第二宇宙速度
第三宇宙速度
投影問(wèn)題
練習(xí)2.兩顆人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，它們的質(zhì)量之比為1：2，軌道半徑之比為1：4，則
A．它們的運(yùn)動(dòng)速率之比為2：1
B．它們的速率之比為1：4
C．它們的運(yùn)動(dòng)速率之比為4：1
D．它們的速率之比為1：8
思考后回答
�、诜�(wěn)定運(yùn)行速度
A
投影總結(jié)
練習(xí)1.高度不同的三顆人造衛(wèi)星，某一瞬間的'位置恰好與地心在同一條直線上，如圖1所示，若此時(shí)它們的飛行方向相同，角速度分別為叫、、，線速度分別為v1、v2、v3，周期分別為T(mén)1、T2、T3，則()
A．ω1>ω2>ω3
B．v1
C．T1=T2=T3
D.T1>T2>T3
1.穩(wěn)定運(yùn)行周期
穩(wěn)定運(yùn)行角速度
B
投影問(wèn)題
練習(xí)1.在太陽(yáng)系里有許多小行星，如發(fā)現(xiàn)某一顆小行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的半徑是火星繞太陽(yáng)運(yùn)行半徑的4倍，則這顆小行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期是火星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期的（）
A．2倍B．4倍C．8倍D．16倍
開(kāi)普勒第三定律
投影總結(jié)
同步衛(wèi)星的高度
是地球半徑的5.6
提問(wèn)
有人想在北京上空定位一顆同步衛(wèi)星，他能否實(shí)現(xiàn)？
中國(guó)的衛(wèi)星定位在哪?
印度尼西亞上
師生互動(dòng)
展示
變軌問(wèn)題分析
課堂小結(jié)
習(xí)題鞏固
分析、解答
3.萬(wàn)有引力定律
課時(shí)設(shè)計(jì)課堂實(shí)錄
3.萬(wàn)有引力定律
1第一學(xué)時(shí)教學(xué)活動(dòng)活動(dòng)1【講授】萬(wàn)有引力定律
課堂引入
播放衛(wèi)星發(fā)射視頻
仔細(xì)觀看
萬(wàn)
有
引
力
定
律
的
應(yīng)
用
投影問(wèn)題
練習(xí)1.火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的1/10，火星的半徑是地球半徑的1/2，物體在地球上產(chǎn)生的重力加速度約為10m/s2，在火星上產(chǎn)生的重力加速度約為
�、倨渌乔蚺c地球比較
投影問(wèn)題
練習(xí)2.物體在地面上重力為G0，它在高出地面R(R為地球半徑)處的重力為
②地球不同高度g
投影問(wèn)題
練習(xí)3.若某行星半徑為R，引力常量為G，則此星球的質(zhì)量M,則在一行星上以速度ν豎直上拋一個(gè)物體，物體落回手中時(shí)間為多少？
③g與拋體運(yùn)動(dòng)的結(jié)合
提問(wèn)
練習(xí)1.近地衛(wèi)星線速度為7．9km／s，已知月球質(zhì)量是地球的質(zhì)量的1／81，地球半徑是月球半徑的3．8倍，則在月球上發(fā)射“近月衛(wèi)星”的環(huán)繞速度約
A．1．0km／sB．1．7km／s
C．2．0km／sD．1．5km／s
�、俚谝挥钪嫠俣�
B
想一想
第一宇宙速度
第二宇宙速度
第三宇宙速度
投影問(wèn)題
練習(xí)2.兩顆人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，它們的質(zhì)量之比為1：2，軌道半徑之比為1：4，則
A．它們的運(yùn)動(dòng)速率之比為2：1
B．它們的速率之比為1：4
C．它們的運(yùn)動(dòng)速率之比為4：1
D．它們的速率之比為1：8
思考后回答
②穩(wěn)定運(yùn)行速度
A
投影總結(jié)
練習(xí)1.高度不同的三顆人造衛(wèi)星，某一瞬間的位置恰好與地心在同一條直線上，如圖1所示，若此時(shí)它們的飛行方向相同，角速度分別為叫、、，線速度分別為v1、v2、v3，周期分別為T(mén)1、T2、T3，則()
A．ω1>ω2>ω3
B．v1
C．T1=T2=T3
D.T1>T2>T3
1.穩(wěn)定運(yùn)行周期
穩(wěn)定運(yùn)行角速度
B
投影問(wèn)題
練習(xí)1.在太陽(yáng)系里有許多小行星，如發(fā)現(xiàn)某一顆小行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的半徑是火星繞太陽(yáng)運(yùn)行半徑的4倍，則這顆小行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期是火星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期的（）
A．2倍B．4倍C．8倍D．16倍
開(kāi)普勒第三定律
投影總結(jié)
同步衛(wèi)星的高度
是地球半徑的5.6
提問(wèn)
有人想在北京上空定位一顆同步衛(wèi)星，他能否實(shí)現(xiàn)？
中國(guó)的衛(wèi)星定位在哪?
印度尼西亞上
師生互動(dòng)
展示
變軌問(wèn)題分析
課堂小結(jié)
習(xí)題鞏固
分析、解答
萬(wàn)有引力教案7
一、課題：
萬(wàn)有引力定律
二、課型：
概念課（物理按教學(xué)內(nèi)容課型分為：規(guī)律課、概念課、實(shí)驗(yàn)課、習(xí)題課、復(fù)習(xí)課）
三、課時(shí)：
1課時(shí)
四、教學(xué)目標(biāo)
�。ㄒ唬┲R(shí)與技能
1.理解萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì)用萬(wàn)有引力定律公式解決簡(jiǎn)單的引力計(jì)算問(wèn)題。
2.知道萬(wàn)有引力定律公式的適用范圍。
（二）過(guò)程與方法：在萬(wàn)有引力定律建立過(guò)程的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、猜想假設(shè)與推理論證等方法。
�。ㄈ┣楦袘B(tài)度價(jià)值觀
1.培養(yǎng)學(xué)生研究問(wèn)題時(shí)，抓住主要矛盾，簡(jiǎn)化問(wèn)題，建立理想模型的處理問(wèn)題的能力。
2.通過(guò)牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的思考過(guò)程，說(shuō)明科學(xué)研究的長(zhǎng)期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀。
五、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式。
難點(diǎn)：
1.對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解；
2.學(xué)生能把地面上的物體所受重力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質(zhì)的力聯(lián)系起來(lái)。
六、教學(xué)法：
合作探究、啟發(fā)式學(xué)習(xí)等
七、教具：
多媒體、課本等
八、教學(xué)過(guò)程
�。ㄒ唬⿲�(dǎo)入
回顧以前對(duì)月-地檢驗(yàn)部分的學(xué)習(xí)，明確既然太陽(yáng)與行星之間，地球與月球之間、地球?qū)Φ孛嫖矬w之間具有與兩個(gè)物體的質(zhì)量成正比，跟它們的距離的二次方成反比的引力。這里進(jìn)一步大膽假設(shè)：是否任何兩個(gè)物體之間都存在這樣的力？
引發(fā)學(xué)生思考：很可能有，只是因?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(jué)察罷了，于是我們可以把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，即具有劃時(shí)代意義的萬(wàn)有引力定律．然后在學(xué)生的興趣中進(jìn)行假設(shè)論證。
�。ǘ┻M(jìn)入新課
學(xué)生自主閱讀教材第40頁(yè)萬(wàn)有引力定律部分，思考以下問(wèn)題：
1.什么是萬(wàn)有引力？并舉出實(shí)例。
教師引導(dǎo)總結(jié)：萬(wàn)有引力是普遍存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間的相互吸引力。日對(duì)地、地對(duì)月、地對(duì)地面上物體的引力都是其實(shí)例。
2.萬(wàn)有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律？其數(shù)學(xué)表達(dá)式如何？并注明每個(gè)符號(hào)的單位和物理意義。
教師引導(dǎo)總結(jié)：萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容是：宇宙間一切物體都是相互吸引的。兩物體間的引力大小，跟它的質(zhì)量的乘積成下比，跟它們間的距離平方成反比．式中各物理量的含義及單位：F為兩個(gè)物體間的引力，單位：N．m1、m2分別表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，單位：kg，r為兩個(gè)物體間的距離，單位：m。G為萬(wàn)有引力常量：G=6．67×10-11N·m2/kg2，它在數(shù)值上等于質(zhì)量是1Kg的物體相距米時(shí)的相互作用力，單位：N·m2/kg2．
3.萬(wàn)有引力定律的適用條件是什么？
教師引導(dǎo)總結(jié)：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。
4.你認(rèn)為萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)有何深遠(yuǎn)意義？
教師引導(dǎo)總結(jié)：萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的`物理意義：它對(duì)物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響；它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來(lái)；對(duì)科學(xué)文化發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大信心，人們有能力理解天地間的各種事物。
�。ㄈ┥罨斫�
在完成上述問(wèn)題后，小組討論，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)一步深化對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解，即：
1.普遍性：萬(wàn)有引力存在于任何兩個(gè)物體之間，只不過(guò)一般物體的質(zhì)量與星球相比太小了，他們之間的萬(wàn)有引力也非常小，完全可以忽略不計(jì)。
2.相互性：兩個(gè)物體相互作用的.引力是一對(duì)作用力與反作用力。
3.特殊性：兩個(gè)物體間的萬(wàn)有引力和物體所在的空間及其他物體存在無(wú)關(guān)。
4.適用性：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。
�。ㄋ模┗顒�(dòng)探究
請(qǐng)兩名學(xué)生上講臺(tái)做個(gè)游戲：兩人靠攏后離開(kāi)三次以上。創(chuàng)設(shè)情境，加深學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)的印象和運(yùn)用，請(qǐng)一位同學(xué)上臺(tái)展示計(jì)算結(jié)果，師生互評(píng)。
1．請(qǐng)估算這兩位同學(xué)，相距1m遠(yuǎn)時(shí)它們間的萬(wàn)有引力多大？（可設(shè)他們的質(zhì)量為50kg）
解：由萬(wàn)有引力定律得：代入數(shù)據(jù)得：F1=1．7×10-7N
2.已知地球的質(zhì)量約為6．0×1024kg，地球半徑為6．4×106m，請(qǐng)估算其中一位同學(xué)和地球之間的萬(wàn)有引力又是多大？
解：由萬(wàn)有引力定律得：代入數(shù)據(jù)得：F2=493N
3.已知地球表面的重力加速度，則其中這位同學(xué)所受重力是多少？并比較萬(wàn)有引力和重力？
解：G=mg=490N。
比較結(jié)果為萬(wàn)有引力比重力大，原因是因?yàn)樵诘厍虮砻嫔系奈矬w所受萬(wàn)有引力可分解為重力和自轉(zhuǎn)所需的向心力。
（五）課堂小結(jié)
小結(jié)：學(xué)生在教師引導(dǎo)下認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，完成多媒體呈現(xiàn)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)框架圖，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫(xiě)下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，進(jìn)行生生互評(píng)。
�。┎贾米鳂I(yè)
作業(yè)：完成“問(wèn)題與練習(xí)”
九、板書(shū)設(shè)計(jì)
萬(wàn)有引力教案8
一、教學(xué)目標(biāo)
1.了解萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)思路和過(guò)程;知道什么是萬(wàn)有引力定律;知道萬(wàn)有引力常量以及它的測(cè)量方法。
2.通過(guò)逐步建立萬(wàn)有引力定律的過(guò)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。
3.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(wàn)有引力定律，引力常量。
【難點(diǎn)】月--地檢驗(yàn)的思路。
三、教學(xué)方法
講授法、問(wèn)答法、練習(xí)法
四、教學(xué)過(guò)程
(一)導(dǎo)入新課
帶領(lǐng)學(xué)生回顧太陽(yáng)與行星的引力公式。
教師追問(wèn)：行星與太陽(yáng)間的引力能使行星不能飛離太陽(yáng)，那是什么力使地面的物體不能離開(kāi)地球，總要落回地面呢?
【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)設(shè)置疑問(wèn)，引發(fā)學(xué)生思考，導(dǎo)出課題
(二)新課講授
1、萬(wàn)有引力的猜想
教師講述牛頓對(duì)蘋(píng)果思考的'故事：蘋(píng)果成熟后會(huì)受重力掉落在地面，如果蘋(píng)果樹(shù)長(zhǎng)在最高的山頂上，蘋(píng)果也會(huì)受重力落到地面上，并且這個(gè)力沒(méi)有明顯的變化，如果蘋(píng)果樹(shù)延伸到月球上，這個(gè)力會(huì)不會(huì)作用到月球上?
引出猜想：拉住月球使它繞地球運(yùn)動(dòng)的力，與拉著蘋(píng)果下落的力是否是同種力?
2、萬(wàn)有引力的檢驗(yàn)
(1)先假定維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使蘋(píng)果下落的力是同一種力，遵循“平方反比”規(guī)律。
講解引力常量確定具體數(shù)值后的意義：
�、僖ΤＡ渴亲匀唤缰袔讉�(gè)最重要的物理常量之一。
�、谒麨榕ｎD的萬(wàn)有引力定律的普遍意義奠定了強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，使得萬(wàn)有引力定律開(kāi)始在天文學(xué)上發(fā)展有了重要作用。
【設(shè)計(jì)意圖】良好的課堂互動(dòng)可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實(shí)驗(yàn)觀察鍛煉學(xué)生分析總結(jié)的能力。
(三)鞏固提高
舉出兩道關(guān)于萬(wàn)有引力定律的例題進(jìn)行鞏固。
例題一：萬(wàn)有引力定律表明任何兩個(gè)物體之間都存在著萬(wàn)有引力，但為什么人與人之間不會(huì)因?yàn)槿f(wàn)有引力而吸在一起?試假設(shè)合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。
例題二：已知地球赤道長(zhǎng)為L(zhǎng)，地球表面重力加速度為g，月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)推算月球與地球間的近似距離。
【設(shè)計(jì)意圖】應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解答問(wèn)題。
(四)小結(jié)作業(yè)
小結(jié)：學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容。
作業(yè)：課后3道習(xí)題。
【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)合作、交流，及時(shí)小結(jié)，讓知識(shí)系統(tǒng)化。
萬(wàn)有引力教案9
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)：
1、了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程。
2、理解萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)萬(wàn)有引力定律。
3、知道任何物體間都存在著萬(wàn)有引力，且遵守相同的規(guī)律
能力目標(biāo)：
1、培養(yǎng)學(xué)生研究問(wèn)題時(shí)，抓住主要矛盾，簡(jiǎn)化問(wèn)題，建立理想模型的處理問(wèn)題的能力。
2、訓(xùn)練學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象(行星的運(yùn)動(dòng))看本質(zhì)(受萬(wàn)有引力的作用)的判斷、推理能力
德育目標(biāo)：
1、通過(guò)牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的思考過(guò)程，說(shuō)明科學(xué)研究的長(zhǎng)期性，連續(xù)性及艱巨性，滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法論教育。
2、培養(yǎng)學(xué)生的猜想、歸納、聯(lián)想、直覺(jué)思維能力。
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：
月——地檢驗(yàn)的推倒過(guò)程
教學(xué)難點(diǎn)：
任何兩個(gè)物體間都存在萬(wàn)有引力
教學(xué)過(guò)程
(一)引入：
太陽(yáng)對(duì)行星的引力是行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，，這個(gè)力使行星不能飛離太陽(yáng);地面上的物體被拋出后總要落到地面上;是什么使得物體離不開(kāi)地球呢?是否是由于地球?qū)ξ矬w的引力造成的呢?
若真是這樣，物體離地面越遠(yuǎn)，其受到地球的引力就應(yīng)該越小，可是地面上的物體距地面很遠(yuǎn)時(shí)受到地球的引力似乎沒(méi)有明顯減小。如果物體延伸到月球那里，物體也會(huì)像月球那樣圍繞地球運(yùn)動(dòng)。地球?qū)υ虑虻囊Γ厍驅(qū)Φ孛嫔系奈矬w的引力，太陽(yáng)對(duì)行星的引力，是同一種力。你是這樣認(rèn)為的嗎?
(二)新課教學(xué)：
一.牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程
(引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材找出發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的思路)
假想——理論推導(dǎo)——實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)
(1)牛頓對(duì)引力的思考
牛頓看到了蘋(píng)果落地發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力，這只是一種傳說(shuō)。但是，他對(duì)天體和地球的引力確實(shí)作過(guò)深入的思考。牛頓經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀察研究，產(chǎn)生如下的假想：太陽(yáng)、行星以及離我們很遠(yuǎn)的恒星，不管彼此相距多遠(yuǎn)，都是互相吸引著，其引力隨距離的增大而減小，地球和其他行星繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)，就是靠劂的引力維持。同樣，地球不僅吸引地面上和表面附近的物體，而且也可以吸引很遠(yuǎn)的物體(如月亮)，其引力也是隨距離的增大而減弱。牛頓進(jìn)一步猜想，宇宙間任何物體間都存在吸引力，這些力具有相同的`本質(zhì)，遵循同樣的力學(xué)規(guī)律，其大小都與兩者間距離的平方成反比。
(2)牛頓對(duì)定律的推導(dǎo)
首先，要證明太陽(yáng)的引力與距離平方成反比，牛頓憑著他對(duì)于數(shù)學(xué)和物理學(xué)證明的驚人創(chuàng)造才能，大膽地將自己從地面上物體運(yùn)動(dòng)中總結(jié)出來(lái)的運(yùn)動(dòng)定律，應(yīng)用到天體的運(yùn)動(dòng)上，結(jié)合開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，從理論上推導(dǎo)出太陽(yáng)對(duì)行星的引力F與距離r的平方成反比，還證明引力跟太陽(yáng)質(zhì)量M和行星質(zhì)量m的乘積成正比，牛頓再研究了衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，結(jié)論是：
它們間的引力也是與行星和衛(wèi)星質(zhì)量的乘積成正比，與兩者距離的平方成反比。
(3)。牛頓對(duì)定律的檢驗(yàn)
以上結(jié)論是否正確，還需經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。牛頓根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，憑借理想實(shí)驗(yàn)巧...
萬(wàn)有引力教案10
一．活動(dòng)目標(biāo)
1．通過(guò)演示、實(shí)驗(yàn)等方法，對(duì)物體下落現(xiàn)象產(chǎn)生興趣。
2．觀察、認(rèn)識(shí)物體下落的必然性。
二．活動(dòng)準(zhǔn)備
1.“轱轆轱轆”學(xué)教具、“美麗下落路”學(xué)教具。
2. 沙包、毛絨玩具、紙球、棉花等。
三．活動(dòng)過(guò)程
（一）發(fā)現(xiàn)物體會(huì)下落的特征。
1.玩“轱轆轱轆”。
�、儆變和妗伴镛A轱轆”， 感受物體往下落。
把手放開(kāi)后瓶子會(huì)怎么樣？（會(huì)下落）瓶子落到哪里?（落到地上）
T：我們不動(dòng)瓶子，它會(huì)自己上來(lái)嗎？（不會(huì)）怎么讓它上來(lái)？（搖動(dòng)把手）
放開(kāi)手后會(huì)怎么樣？（落到地上）
②師幼發(fā)現(xiàn)：轱轆上吊著的物體是會(huì)往下落的。
2.再次探索
�、偬峁┒喾N材料供幼兒自由探索。（沙包、毛絨玩具、紙球、棉花等）
�、谠谔剿鞯倪^(guò)程中，老師提示：
先將這些物體拿在手中，手放開(kāi)后會(huì)怎么樣？它們都落到哪里去了？
將它們輕輕地往上拋后，它們又落到了那里？
將它們重重地往上拋后，它們又落到了那里？
③師幼發(fā)現(xiàn)：物體無(wú)論是放開(kāi)手后、輕輕地、重重地往上拋，最后物體都落到了地上。
3.探討生活中看到的物體下落現(xiàn)象。
�、儆^看視頻：水往下流、蘋(píng)果往下落
�、谟變毫信e生活中看到的物體下落的現(xiàn)象。
�、蹘熡装l(fā)現(xiàn)：生活中所有的物體都是往下落的。
4.師幼共同小結(jié)：
我們的.地球是有吸引力的，把物體都往下吸。
（二）玩“美麗下落路”
1.出示“美麗下落路”，教師示范將顏料倒入盒中，請(qǐng)幼兒猜一猜顏料會(huì)往那里走。
T：老師將顏料舀入盒子中，旋轉(zhuǎn)盒子，你們說(shuō)顏料會(huì)往哪里走？（不管怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)盒，顏料都是往下流的，）為什么？（因?yàn)槲覀兊牡厍蛴形Γ?/p>
2. 幼兒自由玩“美麗下落路”。
T：孩子們，你們真是太聰明了，我們用地球有吸引力的原理來(lái)創(chuàng)作一幅神奇有趣的“美麗下落路”吧。
3. 幼兒自主創(chuàng)作，教師巡回指導(dǎo)。
（三）結(jié)束
原來(lái)地球的吸引力還能讓我們創(chuàng)作出這么美麗的作品，我們把它們帶回活動(dòng)室展示出來(lái)吧。
萬(wàn)有引力教案11
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解萬(wàn)有引力定律的偉大成就，能測(cè)量天體的質(zhì)量及預(yù)測(cè)未知天體等
2.熟練掌握應(yīng)用萬(wàn)有引力定律測(cè)天體質(zhì)量的思路和方法。
3.體會(huì)萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)史上取得的巨大成功，激發(fā)學(xué)科學(xué)習(xí)激情和探索精神。
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
1.重點(diǎn)：測(cè)天體的質(zhì)量的思路和方法
2.難點(diǎn)：物體的重力和萬(wàn)有引力的區(qū)別和聯(lián)系。
【學(xué)習(xí)方法】
自主學(xué)習(xí)、合作交流、講授法、練習(xí)法等。
【課時(shí)安排】1課時(shí)
【學(xué)習(xí)過(guò)程】
一、導(dǎo)入新課：
萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)后，尤其是卡文迪許測(cè)出引力常量后，立即凸顯出定律的實(shí)用價(jià)值，能利用萬(wàn)有引力定律測(cè)天體的質(zhì)量，科學(xué)性的去預(yù)測(cè)未知的天體！這不僅進(jìn)一步證明了萬(wàn)有引力定律的正確性，而且確立了萬(wàn)有引力定律在科學(xué)史上的地位，有力地樹(shù)立起人們對(duì)年輕的物理學(xué)的尊敬。
二、多媒體展示問(wèn)題，學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)教材，交流討論。
1.說(shuō)一說(shuō)物體的重力和萬(wàn)有引力的區(qū)別和聯(lián)系
2.寫(xiě)出應(yīng)用萬(wàn)有引力定律測(cè)天體質(zhì)量的思路和方法。
3.簡(jiǎn)述“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”的天文學(xué)史事，該史事說(shuō)明了什么？
三、師生互動(dòng)參與上述問(wèn)題的學(xué)習(xí)與討論
1.學(xué)生互動(dòng)學(xué)習(xí)交流發(fā)言。
2.教師指導(dǎo)、幫助學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)總結(jié)（結(jié)合課件展示）。
�。�1）萬(wàn)有引力和物體的重力
地球表面附近的物體隨地球的自轉(zhuǎn)而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受力分析如圖（1）
1）在兩極點(diǎn):
2）除兩極點(diǎn)外：萬(wàn)有引力的一個(gè)分力提供向心力，
另外一個(gè)分力就是物體受到的重力，由于提供
向心力的力很�。词乖诔嗟郎希矬w的重力
的數(shù)值和萬(wàn)有引力相差很小。
3）在赤道處：
顯然，地球表面附近隨緯度的增加，重力加速度值略微增大。若忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，物體受到的萬(wàn)有引力約為物體在該處受到的重力，不予考慮二者的差別。
物體在距離地心距離為r（r>R）處的加速度為ar:
則:
若忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，物體在距離地心距離為r處的重力加速度為gr:
則:
�。�2）“科學(xué)真是迷人”巧測(cè)地球的質(zhì)量
若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響：，則:
地面的重力加速度g和地球半徑R在卡文迪許之前就已知道，卡文迪許測(cè)出了引力常量G，就可以算出地球的質(zhì)量M。這在當(dāng)時(shí)看來(lái)就是一個(gè)科學(xué)奇跡。難怪著名文學(xué)家馬克·吐溫滿懷激情地說(shuō)：“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多收獲！”
�。�3）計(jì)算天體的質(zhì)量
1）計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量
核心思路方法:萬(wàn)有引力提供行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
對(duì)行星由牛頓第二定律得：可得：
2）計(jì)算其他中心天體的質(zhì)量：
核心思路方法:萬(wàn)有引力提供小星體繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
對(duì)小星體由牛頓第二定律得：
可得：
思考與討論：如何進(jìn)一步測(cè)中心天體的密度？
中心天體的體積:，中心天體的密度：
聯(lián)立以上各式得: 。
若，則：這是很重要的一個(gè)結(jié)論。
�。�4）發(fā)現(xiàn)未知天體：
1）筆尖下發(fā)現(xiàn)海王星
1781年人們發(fā)現(xiàn)矛盾亞當(dāng)斯和勒維耶計(jì)算并預(yù)言伽勒發(fā)現(xiàn)證實(shí)
2）哈雷彗星的“按時(shí)回歸”
1705年英國(guó)天文學(xué)家哈雷根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算了一顆著名彗星的軌道并正確預(yù)言了它的回歸。
3）海王星的發(fā)現(xiàn)和哈雷彗星的“按時(shí)回歸”不僅進(jìn)一步證實(shí)了萬(wàn)有引力定律的正確性，同時(shí)也確立了萬(wàn)有引力定律在科學(xué)史上的地位，也成為科學(xué)史上的美談�？茖W(xué)定律的可預(yù)測(cè)性體現(xiàn)的淋漓盡致！
四、隨堂練習(xí)：
例1:開(kāi)普勒定律不僅適用于太陽(yáng)系，它對(duì)一切具有中心天體的引力系統(tǒng)（如地月系統(tǒng)）都成立。經(jīng)測(cè)定月地距離為3.84×108m，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為2.36×106S，試計(jì)算地球的質(zhì)量M地。（G=6.67×10-11Nm2/kg2，結(jié)果保留一位有效數(shù)字）
例2:20xx年10月22日，歐洲航天局由衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個(gè)超大型黑洞，命名為MCG6－30－15，由于黑洞的強(qiáng)大引力，周?chē)镔|(zhì)大量掉入黑洞，假定銀河系中心僅此一個(gè)黑洞，已知太陽(yáng)系繞銀河系中心勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，下列哪一組數(shù)據(jù)可估算該黑洞的質(zhì)量（）
A.地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的.周期和速度
B.太陽(yáng)的質(zhì)量和運(yùn)行速度
C.太陽(yáng)的質(zhì)量和到MCG6－30－15的距離
D.太陽(yáng)運(yùn)行速度和到MCG6－30－15的距離
例3:地球可視為球體，其自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，在赤道上用彈簧秤測(cè)得某物體的重量是在兩極處測(cè)得同一物體重量的0.9倍，已知引力常量為G，試求地球的平均密度。
例4:某星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的9倍，半徑是地球半徑的一半，若從地球上平拋一物體射程為60m，則在該星球上以同樣的初速度，同樣的高度平拋物體，其射程是
五、學(xué)習(xí)目標(biāo)的自我評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)小結(jié)
本節(jié)課首先認(rèn)識(shí)了萬(wàn)有引力和重力間的差異，后學(xué)習(xí)了應(yīng)用萬(wàn)有引力定律測(cè)天體質(zhì)量的兩種基本方法：1）和2），最后見(jiàn)識(shí)了萬(wàn)有引力定律在探索宇宙過(guò)程中發(fā)揮的重要作用和地位。
六、課后作業(yè)：
教材P432、3、4
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
§6.4萬(wàn)有引力理論的成就
一、萬(wàn)有引力和物體的重力
1）在兩極點(diǎn):
2）在赤道處：，
二、“科學(xué)真是迷人”巧測(cè)地球的質(zhì)量
，則:
三、計(jì)算天體的質(zhì)量
1）計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量可得：
2）計(jì)算其他中心天體的質(zhì)量：
可得：
四、發(fā)現(xiàn)未知天體：1）筆尖下發(fā)現(xiàn)海王星
2）哈雷彗星的“按時(shí)回歸”
五、隨堂練習(xí)：略
六、課后作業(yè)：教材P432、3、4
萬(wàn)有引力教案12
教學(xué)目標(biāo)：
1、了解卡文迪許實(shí)驗(yàn)裝置及其原理。
2、知道引力常量的意義及其數(shù)值。
3、加深對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解。
教學(xué)重點(diǎn)：
引力常量的測(cè)定及重要意義。
教學(xué)難點(diǎn)：
卡文迪許用扭秤測(cè)量引力常量的原理。
教學(xué)方法：
引導(dǎo)式
教學(xué)過(guò)程：
一引入新課
牛頓雖然發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，由于當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件和技術(shù)的限制，沒(méi)能給出準(zhǔn)確的引力常量。顯然，如不能定量地算出兩物體間的萬(wàn)有引力的大小，萬(wàn)有引力定律就沒(méi)有什么實(shí)際意義。直到1789年，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許巧妙地利用了扭秤裝置，第一次在實(shí)驗(yàn)室里比較準(zhǔn)確地測(cè)出引力常量。這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)他如何利用扭秤測(cè)出非常小的萬(wàn)有引力的。
二新課教學(xué)
�。ㄒ唬┮ΤＡ縂的測(cè)定
1、卡文迪許扭秤裝置
將課本P106圖6－2制成幻燈片或課件以輔助講解。
2、扭秤實(shí)驗(yàn)的原理兩次放大及等效的思想。
扭秤裝置把微小力轉(zhuǎn)變成力矩來(lái)反映（一次放大），扭轉(zhuǎn)角度通過(guò)光標(biāo)的移動(dòng)來(lái)反映（二次放大），從而確定物體間的萬(wàn)有引力。
T形架在兩端質(zhì)量為m的兩個(gè)小球受到質(zhì)量為m’的兩大球的引力作用下發(fā)生扭轉(zhuǎn)，引力的力矩為FL。同時(shí)，金屬絲發(fā)生扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生一個(gè)相反的力矩，當(dāng)這兩個(gè)力的力矩相等時(shí)，T形架處于平衡狀態(tài)，此時(shí)，金屬絲扭轉(zhuǎn)的角度可根據(jù)小鏡從上的反射光在刻度尺上移動(dòng)的距離求出，由平衡方程：L為兩小球的距離，k為扭轉(zhuǎn)系數(shù)可測(cè)出，r為小球與大球的距離。
3、G的值
卡文迪許利用扭秤多次進(jìn)行測(cè)量，得出引力常量，與現(xiàn)在公認(rèn)的值非常接近。
（二）測(cè)定引力常量的重要意義
1、證明了萬(wàn)有引力的存在的普遍性。
2、使得萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值，可測(cè)定遠(yuǎn)離地球的天體的質(zhì)量、密度等。
3、扭秤實(shí)驗(yàn)巧妙地利用等效法合理地將微小量進(jìn)行放大，開(kāi)創(chuàng)了測(cè)量弱力的新時(shí)代。
三例題分析
例1、既然兩個(gè)物體間都存在引力，為什么當(dāng)兩個(gè)人接近時(shí)他們不吸在一起？
解：由于人的質(zhì)量相對(duì)于地球質(zhì)量非常小，因此兩人靠近時(shí)，盡管距離不大，但他們之間的引力比他們各自與地球的`引力要小得多得多，不足以克服人與地面間的摩擦阻力，因而不能吸在一起。
例2、已知地球的半徑，地面重力加速度，求地球的平均密度。
解：設(shè)在地球表面上有一質(zhì)量為m的物體，則，得，而，代入數(shù)據(jù)得
四布置作業(yè)
閱讀材料
第一個(gè)現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)室
19世紀(jì)末葉，物理學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新發(fā)展時(shí)期，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展的物理實(shí)驗(yàn)，同時(shí)從經(jīng)典物理學(xué)發(fā)展時(shí)期以個(gè)人為主輔以簡(jiǎn)單儀器進(jìn)行研究的形式，發(fā)展到近代物理學(xué)研究中集體分工合作并配備高級(jí)精密儀器的形式。這種發(fā)展，導(dǎo)致現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)。
最早的現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)室是英國(guó)的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。不少人以為這個(gè)實(shí)驗(yàn)室是著名的英國(guó)科學(xué)家、引力常數(shù)的測(cè)定者、確定水的組成并發(fā)現(xiàn)氫氣的亨利·卡文迪許建造的，其實(shí)不是這么回事。當(dāng)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室建成時(shí)，亨利·卡文迪許離開(kāi)人間已有半個(gè)多世紀(jì)了。卡文迪許實(shí)驗(yàn)室是在英國(guó)公爵德馮夏爾·卡文迪爾的資助下建成的。這位同姓的公爵是亨利·卡文迪許的親戚。
卡文迪許實(shí)驗(yàn)室于1872年破土動(dòng)工，兩年后就在劍橋自由學(xué)校巷里建成。說(shuō)也奇怪，這個(gè)物理實(shí)驗(yàn)室竟是在一位著名的理論物理學(xué)家──麥克斯韋的領(lǐng)導(dǎo)下籌建的，他還是它的第一任主任。為了給實(shí)驗(yàn)室增添儀器，麥克斯韋拿出了自己不多的積蓄。
卡文迪許實(shí)驗(yàn)室它不僅出成果，而且出人才。許多有成就的物理學(xué)家都曾在這里受到過(guò)現(xiàn)代物理學(xué)的熏陶。領(lǐng)導(dǎo)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的都是成就輝煌、赫赫有名的現(xiàn)代物理學(xué)大師。繼麥克斯韋之后，任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任的有：現(xiàn)代聲學(xué)和光學(xué)的奠基人瑞利，電子的發(fā)展者J·J·湯姆遜（他在28歲時(shí)就當(dāng)上了主任），現(xiàn)代原子核物理學(xué)之父盧瑟福，以科學(xué)研究組織工作見(jiàn)長(zhǎng)的W·L·布拉格，現(xiàn)代固體物理的先驅(qū)莫特。除麥克斯韋之外，都是諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者。
萬(wàn)有引力教案13
教學(xué)目的：
1、了解地心說(shuō)和日心說(shuō)兩種不同的觀點(diǎn)
2、知道開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的描述
教學(xué)重點(diǎn)：知道開(kāi)普勒對(duì)行星的描述
教學(xué)過(guò)程：
引入：在前面我們學(xué)習(xí)了力和運(yùn)動(dòng)，并且講述了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：動(dòng)力學(xué)。介紹了幾種常見(jiàn)的物體運(yùn)動(dòng)，本章將介紹一種新的力——萬(wàn)有引力和一種新的運(yùn)動(dòng)實(shí)例——行星的運(yùn)動(dòng)。
一地心說(shuō)與日心說(shuō)
1、讓同學(xué)自己閱讀，找出地心說(shuō)和日心說(shuō)的觀點(diǎn)：
地心說(shuō)：認(rèn)為地球是宇宙的中心。地球的靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)、月亮以及其它行星都繞地球運(yùn)動(dòng)。
日心說(shuō)：認(rèn)為太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其它行星都繞太陽(yáng)動(dòng)動(dòng)
2、為什么地心說(shuō)會(huì)統(tǒng)治人們很久時(shí)間。
3、古人是如何看待天體的運(yùn)動(dòng)：
古人認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)是最完美、和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
4、誰(shuí)首先對(duì)天體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)提出懷疑：開(kāi)普勒
二開(kāi)普勒三定律
開(kāi)普勒通過(guò)四年多的刻苦計(jì)算，先后否定了十九種設(shè)想，最后了發(fā)現(xiàn)星運(yùn)行的軌道不是圓，而是橢圓。并得出了開(kāi)普勒兩條定律：
開(kāi)普勒第一定律：所有行星分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)是在這些橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。
開(kāi)普勒第二定律：太陽(yáng)和行星的聯(lián)線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積
如圖：如果時(shí)間間隔相等，即t2—t1=t4—t3那么面積A=面積B
開(kāi)普勒第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等。
R3/T2=k（k是一個(gè)與行星或衛(wèi)星無(wú)關(guān)的常量，但不同星球的行星或衛(wèi)星K值不一定相等）
其中m為行星質(zhì)量，R為行星軌道半徑，即太陽(yáng)與行星的距離。也就是說(shuō)，太陽(yáng)對(duì)行星的引力正比于行星的質(zhì)量而反比于太陽(yáng)與行星的距離的平方。
而此時(shí)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(duì)太陽(yáng)也有引力。同時(shí)，太陽(yáng)也不是一個(gè)特殊物體，它用語(yǔ)言表述，就是：太陽(yáng)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(wàn)有引力定律。如果改其中G為一個(gè)常數(shù)，叫做萬(wàn)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(gè)含義。）
應(yīng)該說(shuō)明的.是，牛頓得出這個(gè)規(guī)律，是在與胡克等人的探討中得到的。
三萬(wàn)有引力定律的理解
下面我們對(duì)萬(wàn)有引力定律做進(jìn)一步的說(shuō)明：
（1）萬(wàn)有引力存在于任何兩個(gè)物體之間。雖然我們推導(dǎo)萬(wàn)有引力定律是從太陽(yáng)對(duì)行星的引力導(dǎo)出的，但剛才我們已經(jīng)分析過(guò)，太陽(yáng)與行星都不是特殊的物體，所以萬(wàn)有引力存在于任何兩個(gè)物體之間。也正因?yàn)榇耍@個(gè)引力稱做萬(wàn)有引力。只不過(guò)一般物體的質(zhì)量與星球相比過(guò)于小了，它們之間的萬(wàn)有引力也非常小，完全可以忽略不計(jì)。所以萬(wàn)有引力定律的表述是：
板書(shū)：任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個(gè)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(gè)物體的質(zhì)量，r為它們間的距離。
�。�2）萬(wàn)有引力定律中的距離r，其含義是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離。兩個(gè)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(gè)球體，r就是兩個(gè)球心間的距離。
�。�3）萬(wàn)有引力是因?yàn)槲矬w有質(zhì)量而產(chǎn)生的引力。從萬(wàn)有引力定律可以看出，物體間的萬(wàn)有引力由相互作用的兩個(gè)物體的質(zhì)量決定，所以質(zhì)量是萬(wàn)有引力的產(chǎn)生原因。從這一產(chǎn)生原因可以看出：萬(wàn)有引力不同于我們初中所學(xué)習(xí)過(guò)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(wàn)有引力教案14
[科目]物理
[文件] wltb5.doc
[標(biāo)題]六、圓周運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力
[考試類型]同步測(cè)試
[內(nèi)容]
一、圓周運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力
1．關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的下列論述正確的是（）
a．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移都相等
b．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程都相等
c．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度的方向一定指向圓心
d．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的線速度的方向一定跟半徑垂直
2．如圖6-1有一個(gè)空心圓錐面開(kāi)口向上放置著，圓錐面繞幾何軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓錐面內(nèi)表面有一個(gè)物體m與壁保持相對(duì)靜止，則物體m所受的力為（）
a．重力、彈力、下滑力共三個(gè)力
b．重力、彈力共兩個(gè)力
c．重力、彈力、向心力共三個(gè)力
d．重力、彈力、離心力共三個(gè)力
3．一個(gè)水平的圓盤(pán)上放一個(gè)木塊，木塊隨圓盤(pán)繞通過(guò)圓盤(pán)中心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖6-2所示。木塊受到的圓盤(pán)所施的摩擦力的方向?yàn)椋ǎ?/p>
a．方向指向圓盤(pán)的中心
b．方向背離圓盤(pán)的中心
c．方向跟木塊運(yùn)動(dòng)的方向相同
d．方向跟木塊運(yùn)動(dòng)的方向相反
4．長(zhǎng)l的細(xì)繩一端固定，另一端系一個(gè)質(zhì)量為m的小球，使球在豎直面內(nèi)做圓運(yùn)動(dòng)，那么（）
a．小球通過(guò)圓周上頂點(diǎn)時(shí)的速度最小可以等于零
b．小球通過(guò)圓周上頂點(diǎn)時(shí)的速度不能小于
c．小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，小球需要的向心力可以等于零
d．小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)繩的張力可以等于零
5．人造衛(wèi)星在軌道上繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，它所受的向心力f跟軌道半徑r的關(guān)系是（）
a．由公式f=
b．由公式f=mω2r可知f和ω2成正比
c．由公式f=mωv可知f和r無(wú)關(guān)
d．由公式f=2成反比
6．由于某種原因，人造地球衛(wèi)星的軌道半徑減小了，那么，衛(wèi)星的（）
a．速變率大，周期變小b．速率變小，周期變大
c．速率變大，周期變大d．速率變小，周期變小
7．關(guān)于同步定點(diǎn)衛(wèi)星（這種衛(wèi)星相對(duì)于地面靜止不動(dòng)），下列說(shuō)法中正確的是（）
a．它一定在赤道上空運(yùn)行
b．同步衛(wèi)星的高度和運(yùn)動(dòng)速率是一個(gè)確定的值
c．它運(yùn)行的`線速度一定小于第一宇宙速度
d．它運(yùn)行的線速度介于第一和第二宇宙速度之間
8．兩行星a和b各有一顆衛(wèi)星a和b，衛(wèi)星的圓軌道接近各自行星表面，如果兩行星質(zhì)量之比ma：mb=p，兩行星半徑之比ra：rb=q，則兩個(gè)衛(wèi)星周期之比ta：tb為( )
a．q·
二、填空題
9．質(zhì)量為m的小球，沿著在豎直平面的圓形軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，它經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)而不脫離軌道的最小速度是v，當(dāng)小球以2v的速度經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，這對(duì)軌道的壓力是___________。
10．一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，如果軌道半徑不變，轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的3倍，所需的向心力就比原來(lái)的向心力大40n，物體原來(lái)的向心力大小為_(kāi)__________；若轉(zhuǎn)速不變，軌道半徑變?yōu)樵瓉?lái)的3倍，所需的向心力比原來(lái)大40n，那么物體原來(lái)的向心力大小為_(kāi)_________。
11．用長(zhǎng)為l的細(xì)繩拴一質(zhì)量為m的小球，當(dāng)小球繞懸掛點(diǎn)o擺動(dòng)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，已知細(xì)繩的拉力為3mg 。若在小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，用細(xì)桿擋在繩中點(diǎn)o′如圖6-3所示，則這時(shí)球?qū)K拉力的大小將是________
12．如圖6-4所示的皮帶傳動(dòng)裝置，皮帶輪o和o′上的三點(diǎn)a、b、c，oa=o′c=r，o′b=2r。則皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況是wa_wb_wc，va_ vb__vc,aa_ab_ac(填=，＞，＜＝
13．兩顆人造地球衛(wèi)星，它們的質(zhì)量之比為m1：m2=1：2，它們的軌道半徑之比為r1：r2=1：3，那么它們所受的向心力之比f(wàn)1：f2=______；它們角速度之比ω1：ω2=________。
14．如圖6-5所示，在一水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放置兩個(gè)物體甲和乙，已知m甲=2m乙，兩物體所受轉(zhuǎn)臺(tái)的最大靜摩擦力與其質(zhì)量成正比，則當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速逐漸增加時(shí)，________物體先滑動(dòng)。
三、計(jì)算題：
15．司機(jī)為了能夠控制駕駛的汽車(chē)，汽車(chē)對(duì)地面的壓力一定要大于零。在高速公路上所建的高架橋的頂部可以看作是一個(gè)圓弧。若高速公路上汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)速為180km/h，求高架橋頂部的圓弧半徑至少是多少？（g取10m/s2）
16．汽車(chē)起重機(jī)用5m長(zhǎng)的纜繩吊著lt重的重物，以2m/s的速度水平行駛,若突然剎車(chē),求此瞬間纜繩所受的拉力大小。（取g=10m/s2）
17．若地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期與月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期之比為p，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的半徑與月球繞地球公轉(zhuǎn)的半徑之比q，則太陽(yáng)質(zhì)量與地球質(zhì)量之比m日/m地是多少?
18．一根輕桿長(zhǎng)為l，頂端有質(zhì)量為m的小球，另一端為軸。如輕桿在豎直平面內(nèi)勻速旋轉(zhuǎn)角速度為ω，求：（1）小球經(jīng)過(guò)圓周軌道最低點(diǎn)時(shí)小球給桿的作用力；（2）小球經(jīng)過(guò)圓周軌道最高點(diǎn)時(shí)，小球給桿的作用力（區(qū)分為拉力、壓力及無(wú)力三種情況加以說(shuō)明）。
19．在離地球表面等于3倍地球半徑的高度上，運(yùn)行一顆人造地球衛(wèi)星，已知地球半徑為r=6．4×106m，取g=10m/s2，則這顆人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度是多少？
20．在一次測(cè)定萬(wàn)有引力恒量的實(shí)驗(yàn)里，兩個(gè)小球的質(zhì)量分別是0．80kg和4．0×10-3kg，當(dāng)它們相距4．0×10-2m時(shí)相互吸引的作用力是1．3×10-10n。如果地球表面的重力加速度是9．8m/s2，地球的半徑取6．4×106m，試計(jì)算出地球的質(zhì)量。
萬(wàn)有引力教案15
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
�。�1）通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)加速度與質(zhì)量和和合外力的定量關(guān)系；
�。�2）會(huì)用準(zhǔn)確的文字?jǐn)⑹雠ｎD第二定律并掌握其數(shù)學(xué)表達(dá)式；
�。�3）通過(guò)加速度與質(zhì)量和和合外力的定量關(guān)系，深刻理解力是產(chǎn)生加速度的原因這一規(guī)律；
（4）認(rèn)識(shí)加速度方向與合外力方向間的矢量關(guān)系，認(rèn)識(shí)加速度與和外力間的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系；
�。�5）能初步運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和牛頓第二定律的知識(shí)解決有關(guān)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。
能力目標(biāo)
通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納總結(jié)的能力；通過(guò)實(shí)際問(wèn)題的處理，培養(yǎng)良好的書(shū)面表達(dá)能力。
情感目標(biāo)
培養(yǎng)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)、有序的思維習(xí)慣。
教學(xué)建議
教材分析
1、通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，利用控制變量的方法研究力、質(zhì)量和加速度三者間的關(guān)系：在質(zhì)量不變的前題下，討論力和加速度的關(guān)系；在力不變的前題下，討論質(zhì)量和加速度的關(guān)系。
2、利用實(shí)驗(yàn)結(jié)論總結(jié)出牛頓第二定律：規(guī)定了合適的力的單位后，牛頓第二定律的表達(dá)式從比例式變?yōu)榈仁健?/p>
3、進(jìn)一步討論牛頓第二定律的確切含義：公式中的表示的是物體所受的合外力，而不是其中某一個(gè)或某幾個(gè)力；公式中的和均為矢量，且二者方向始終相同，所以牛頓第二定律具有矢量性；物體在某時(shí)刻的加速度由合外力決定，加速度將隨著合外力的變化而變化，這就是牛頓第二定律的瞬時(shí)性
教法建議
1、要確保做好演示實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中要注意交代清楚兩件事：只有在砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的前題下，小車(chē)所受的拉力才近似地認(rèn)為等于砝碼的重力（根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況決定是否證明）；實(shí)驗(yàn)中使用了替代法，即通過(guò)比較小車(chē)的位移來(lái)反映小車(chē)加速度的大小。
2、通過(guò)典型例題讓學(xué)生理解牛頓第二定律的確切含義。
3、讓學(xué)生利用學(xué)過(guò)的重力加速度和牛頓第二定律，讓學(xué)生重新認(rèn)識(shí)出中所給公式
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
教學(xué)重點(diǎn)：牛頓第二定律
教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)牛頓第二定律的理解
示例：
一、加速度、力和質(zhì)量的關(guān)系
介紹研究方法（控制變量法）：先研究在質(zhì)量不變的前題下，討論力和加速度的關(guān)系；再研究在力不變的前題下，討論質(zhì)量和加速度的關(guān)系。介紹實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)條件的保證：在砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的條件下，小車(chē)所受的拉力才近似地認(rèn)為等于砝碼的重力。介紹數(shù)據(jù)處理方法（替代法）：根據(jù)公式可知，在相同時(shí)間內(nèi)，物體產(chǎn)生加速度之比等于位移之比。
以上內(nèi)容可根據(jù)學(xué)生情況，讓學(xué)生充分參與討論。本節(jié)書(shū)涉及到的演示實(shí)驗(yàn)也可利用氣墊導(dǎo)軌和計(jì)算機(jī)，變?yōu)槎繉?shí)驗(yàn)。
1、加速度和力的關(guān)系
做演示實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論：小車(chē)質(zhì)量相同時(shí)，小車(chē)產(chǎn)生的加速度與作用在小車(chē)上的力成正比，即，且方向與方向相同。
2、加速度和質(zhì)量的關(guān)系
做演示實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論：在相同的力F的作用下，小車(chē)產(chǎn)生的加速度與小車(chē)的質(zhì)量成正比，即。
二、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律（加速度定律）
1、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的加速度根作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。加速度方向跟引起這個(gè)加速度的力的方向相同。即，或。
2、力的單位的規(guī)定：若規(guī)定：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力叫1N。則公式中的＝1。（這一點(diǎn)學(xué)生不易理解）
3、牛頓第二定律：
物體的加速度根作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。加速度方向跟引起這個(gè)加速度的力的方向相同。
數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
4、對(duì)牛頓第二定律的理解：
�。�1）公式中的'是指物體所受的合外力。
舉例：物體在水平拉力作用下在水平面上加速運(yùn)動(dòng)，使物體產(chǎn)生加速度的合外力是物體
所受4個(gè)力的合力，即拉力和摩擦力的合力。（在桌面上推粉筆盒）
�。�2）矢量性：公式中的和均為矢量，且二者方向始終相同。由此在處理問(wèn)題時(shí)，由合外力的方向可以確定加速度方向；反之，由加速度方向可以找到合外力的方向。
（3）瞬時(shí)性：物體在某時(shí)刻的加速度由合外力決定，加速度將隨著合外力的變化而變化。
舉例：靜止物體啟動(dòng)時(shí)，速度為零，但合外力不為零，所以物體具有加速度。
汽車(chē)在平直馬路上行駛，其加速度由牽引力和摩擦力的合力提供；當(dāng)剎車(chē)時(shí)，牽引力突然消失，則汽車(chē)此時(shí)的加速度僅由摩擦力提供�？梢钥闯銮昂髢煞N情況合外力方向相反，對(duì)應(yīng)車(chē)的加速度方向也相反。
�。�4）力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系小結(jié)：
物體所受的合外力決定物體產(chǎn)生的加速度：
當(dāng)物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相同——→物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
當(dāng)物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相反——→物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
以上小結(jié)教師要帶著學(xué)生進(jìn)行，同時(shí)可以讓學(xué)生考慮是否還有其它情況，應(yīng)滿足什么條件。
探究活動(dòng)
題目：驗(yàn)證牛頓第二定律
組織：2－3人小組
方式：開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生實(shí)驗(yàn)。
評(píng)價(jià)：鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力。
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