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1、最新沪科版必修2万有引力定律的案例分析教案一、教学目标（一）知识与技能1、了解万有引力得出的思路和过程。2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律。3、理解地面上物体所受的重力与天体间的引力是同一性质的力,即服从平方反比定律的万有引力。记住引力常量G 并理解其内涵。4、要在思路上明确牛顿是在椭圆轨道下证明了万有引力定律。（二）过程与方法1、翻阅资料详细了解牛顿的“月地”检验。2、根据前面所学内容推导万有引力定律的公式以加深记忆,理解其内容的含义。（三）情感、态度与价值观通过学习认识和借鉴科学的实验方法 , 充实自己的头脑 ,更好地去认识世界 ,提高科学的价值观。二、教学重点掌握万有引力定律
2、的建立过程,掌握万有引力定律的内容及表达公式三、教学难点1、对万有引力定律的理解.2、使学生能把地面上的物体所受的重力与天体间的引力是同性质的力联系起来四、教学方法教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。计算机、投影仪等多媒体教学设备五、教材分析万有引力定律是本章的核心,是 17 世纪自然科学最伟大的成果之一,它为研究天体运动提供了理论依据,彻底使人们对宇宙的探索从被动描述走向主动发现。万有引力定律承1 / 6上启下的作用：上承圆周运动,下启卫星的运动。掌握好本节课,对前面知识的加深理解 ,后面问题的顺利解决 ,将会起到重要的作用。六、教学设计说明设计思路：本节采用以教师引导学
3、生探究,学生分组探究,教师及时点评为主。为能够吸引学生 ,引课时设计了“一个由苹果引起的故事”环境情景,吸引学生的注意力 ,调动课堂的气氛 ,营造轻松愉快的课堂基调,让学生追寻牛顿探究“苹果”的足迹,最终得出万有引力定律的内容。七、教学过程（一）引入新课上节课我们推导出了太阳与行星间的引力规律,即 FGMmr2 。知道了行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳。那么 ,月球能够绕地球运转 ,说明月球与地球之间也一定存在着相互作用力 , 这个拉住月球使它绕地球运转的力与地球和太阳间的引力是同种性质的力吗？400 多年前的一个秋天牛顿先生也在思考着这个问题（见投影牛顿苹果树下沉思图片） ,他正在苦苦
4、思索,此时一阵风刮过 ,一个苹果砸中了牛顿先生的脑袋,砸得他眼冒金星,不禁狠狠咒骂：“苹果,苹果 ,你为什么要来伤害我？”把苹果扔向空中,不料苹果又落回地面,不巧又砸到牛顿的脑袋。“什么力使苹果落回地面呢？地球吸引苹果的力,与地球吸引月球的力 ,还有太阳吸引地球的力是不是同一种力呢”好多疑问使牛顿先生又陷入沉思。一天又一天牛顿终于思考探究出了其中的奥秘,今天我们一起追寻着牛顿的探究足迹来解开我们心中的困惑吧。 (教师用比较诙谐的语言,比较夸张的动作来吸引学生的注意力)（二）进行新课1、月地检验教师活动：引导学生阅读教材36 页“月地检验”部分的内容,投影以下数据：地面附近的重力加速度g=9.8
5、m/s2,月球绕地球运动的周期为27.3天,地球半径为 R =6.4 106m,试利用教材提供的信息 ,通过计算 ,证明课本上提出的假设 ,即地球对月球的力与地球使苹果自由下落的力的是同一种力,都遵守“反平方”的规律。学生活动：从课文中找出必要的信息,在练习本上进行定量计算。2 / 6教师活动：投影学生的证明过程,一起点评。设质量为m 的物体在月球的轨道上运动的加速度（月球公转的向心加速度）为 a,则 ar 2,2,r=60R,T得 a 60R 42T 2代入数据解得a9.8011g3600602点评：引导学生定量计算,用无可辩驳的事实证明猜想的正确性,增强学生的理性认识。2、万有引力定律教师
6、活动：引导学生阅读教材,思考问题：1、把太阳与行星之间、地球与月球之间、地球与地面物体之间的引力遵从的规律推广到宇宙万物之间 ,你觉得合适吗？发表自己的见解。2、万有引力定律的内容是什么？写出表达式。并注明每个符号的单位和物理意义3、你认为万有引力定律的发现有何深远意义？学生活动：阅读课本,思考问题 ,学生代表发表见解。教师活动：听取学生汇报,点评总结。万有引力定律内容：自然界中任何两个物体都相互吸引,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。适用条件：严格地说 ,公式只适用于质点间的相互作用 ,当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时 ,公式也可
7、以使用 ,对于均匀球体 ,r 是两球心间的距离。Fm1 m2G2对r的应用说明：FGm1 m2r 2公式通常用作计算两个天体M R L m r7-3-13 / 6间的相互作用力,但此式可以计算任何两个物体间的相互吸引力,如图 7-3-GMm1 所示 ,两球间的吸引力为F(rRL )2万有引力定律的发现有着重要的物理意义：它对物理学、天文学的发展具有深远的影响；它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来；对科学文化发展起到了积极的推动作用,解放了人们的思想 ,给人们探索自然的奥秘建立了极大信心 ,人们有能力理解天地间的各种事物。3、引力常量教师活动：引导学生阅读教材,思考问题：1、测定引力
8、常量有何意义？2、引力常量是由哪位物理学家测出的,它的数值是多大？3、引力常量的测定有何实际意义？学生活动：阅读课本,思考问题 ,学生代表发表见解。教师活动：听取学生汇报,点评总结。牛顿在前人的基础上 ,应用他超凡的数学才能 ,发现了万有引力定律 ,却没能给出准确的引力常量 ,使万有引力定律只有其理论意义 ,而无更多的实际意义。引力常量 G 的测出 ,使万有引力定律具有了实际意义。4、课堂练习例 1、对于质量为 m1和 m2 的两个物体间的万有引力的表达式F G m1 m2,下列说法r 2正确的是（ ）A 、公式中的 G 是引力常量 ,它是由实验得出的,而不是人为规定的B、当两物体间的距离 r
9、 趋于零时 ,万有引力趋于无穷大C、 m1和m2 所受引力大小总是相等的D、两个物体间的引力总是大小相等,方向相反的 ,是一对平衡力分析： 由基本概念 ,万有引力定律及其适用条件逐项判断。引力常量 G 值是由英国物理学家卡文迪许运用巧妙的实验第一次测定出来的,所以选项A 正确 ,两个物体间的万有引力是一对作用力与反作用力,它们总是大小相等,方向相反 ,分别4 / 6作用于两个物体上,所以 C 选项正确。答案： AC说明： 由于对万有引力定律只适用于质点这一条件缺乏深刻理解（或根本不注意使用条件） ,所以不能认识当两物体间的距离r 趋于零时 ,这两个物体不能看作质点 ,万有引力定律不适用于此种情
10、况,盲目套用定律错选 B 。例 2、 1789 年英国著名物理学家卡文迪许首先估算了地球的平均密度,根据你所学过的物理知识 ,能否知道地球密度的大小？分析： 地球表面处的一个物体,由万有引力定律可表示出它受到的万有引力的大小,同时此力的大小可看成等于该物体所受的重力mg,这样再将地球的体积 V4 R 3代入 ,即可表3示出地球的密度。解： 设质量为 m 的物体在地球表面所受的重力为mg,则有：GMm（ 1）M4 R 3mg（ 2） V（ 3）R 2V3由（ 1）（ 2）（ 3）可得：3g5.510 3 kg / m 34 GR说明： 通常情况下 ,物体在地表附近或者离地高度远小于地球半径,不管
11、这些物体处于何种状态 ,都认为万有引力大小等于重力。但有两种情况必须加以区别：一是从细微之处分析重力与万有引力大小的关系；二是物体离地面高度与地球半径相比不能忽略的情况。5、课堂小结引导学生得出：本节课我们学习了万有引力定律,了解了任何两个有质量的物体之间都存在着一种力 ,这个引力正比于两个物体质量的乘积,反比于两个物体之间的距离。其大小的决定式为：Fm1m2Gr 2其中 G 为万有引力常量 , G6.6710 11 Nm2 / kg 2 。另外我们还了解了科学家分析问题,解决问题的方法和技巧,希望对我们今后分析问题 ,解决问题能够有所解签。6、作业布置祖业本 30-31 页5 / 6八、课堂反思本节课教学如果只采用传统的讲授式教学就会变得枯燥乏味,很难培养学生的各种能力以及对学生思想的渗透和情感的培养。因此在教学中创设了“一个由苹果引发的故事”的故事情景吸引学生的眼球 ,启发学生思考 ,教师提出问题 ,学生自主阅读 ,动画演示 ,实例探究等多种教学手段 ,激发学生的兴趣 ,体验求知的乐趣
