高中物理萬(wàn)有引力定律教案大全
萬(wàn)有引力定律是艾薩克·牛頓在1687年于《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》上發(fā)表的。接下來(lái)是小編為大家整理的高中物理萬(wàn)有引力定律教案大全,希望大家喜歡。
高中物理萬(wàn)有引力定律教案大全一
分析 引導(dǎo)學(xué)生了解萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的艱難歷程,讓學(xué)生比較強(qiáng)烈的體會(huì)科學(xué)思維和方法的重要性是本節(jié)課的重要教學(xué)任務(wù)。因此為了達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo),教師應(yīng)在教學(xué)中充分的引導(dǎo)學(xué)生,積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。以神奇宇宙現(xiàn)象及科學(xué)史實(shí)為基礎(chǔ),激發(fā)學(xué)生的興趣,同時(shí)采用科學(xué)是清凈探究法,主要以問(wèn)題為中心去充分的引導(dǎo)學(xué)生的思維,成功的完成本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)。
學(xué)生學(xué)習(xí)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(jiǎn)單的邏輯思維到高中復(fù)雜的分析推理的轉(zhuǎn)變過(guò)程中。從心理學(xué)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(duì)于利用已有知識(shí)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(dòng),不斷鼓舞學(xué)生的信心,讓學(xué)生能夠在興趣與積極性中學(xué)習(xí)知識(shí)。 教
目標(biāo)
知識(shí)與技能:
了解萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程
通過(guò)萬(wàn)有引力規(guī)律的推廣,建立萬(wàn)有引力定律,寫(xiě)出數(shù)學(xué)表達(dá)式。
過(guò)程與方法:
采用科學(xué)史情景探究法,通過(guò)合作學(xué)習(xí),鍛煉自主、探究、合作學(xué)習(xí)的能力。
假設(shè)和推理
情感態(tài)度與價(jià)值觀:
對(duì)人類認(rèn)識(shí)萬(wàn)有引力定律過(guò)程做出自己的評(píng)價(jià),體驗(yàn)物理學(xué)的研究思想和方法 教學(xué)重點(diǎn) 牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力的思路,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。 教學(xué)難點(diǎn) 牛頓以開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的描述為基礎(chǔ)證明萬(wàn)有引力定律的思路 教學(xué)方法 科學(xué)史情景探究法、討論法 教學(xué)手段 多媒體輔助教學(xué) 教 學(xué) 過(guò) 程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)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(jìn)入一個(gè)神奇的、夢(mèng)幻般的地方。(視頻)
1.看著這樣美麗的地方,同學(xué)們感覺(jué)如何?是不是產(chǎn)生了無(wú)限的遐想,有一種身臨其境想親自去探索期中奧秘的沖動(dòng)?
2.正是有了這千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)不同的行星運(yùn)動(dòng),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?cè)谫即蟮挠钪骈g運(yùn)動(dòng),是各行其是、雜亂無(wú)章嘛?
生:(觀看視頻,用心去感受)。
行星雖然多,但他們的運(yùn)動(dòng)都是有一定規(guī)律的,均有自己的運(yùn)動(dòng)軌道。
創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)興趣
“興趣是最好的老師”,學(xué)生有了興趣就有了主動(dòng)探究的重要基礎(chǔ),所以激發(fā)探究的興趣是教學(xué)成功的關(guān)鍵。
新課引入
師:對(duì),通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道不是的。
1.上一節(jié)課我們跨越了千年時(shí)空對(duì)宇宙進(jìn)行了一個(gè)三級(jí)跳,讓我們通過(guò)時(shí)間的軸線共同回憶一下天體究竟做怎樣的運(yùn)動(dòng)的研究之路:
地心說(shuō)(托勒密)與日心說(shuō)(哥白尼)
行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(開(kāi)普勒)
開(kāi)普勒第一定律(橢圓軌道定律)
開(kāi)普勒第二定律(面積定律)
開(kāi)普勒第三定律(周期定律)
2.開(kāi)普勒的行星運(yùn)動(dòng)定律揭示了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,對(duì)行星如何繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了一個(gè)確切的描述。所以我們說(shuō)宇宙雖大,行星雖多,但他們始終是沿著一定的軌道繞太陽(yáng)做有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)(展示行星運(yùn)動(dòng)圖片)
3.那么老師又要問(wèn)了,行星為什么會(huì)如此運(yùn)動(dòng)?是什么原因促使他們這樣運(yùn)動(dòng)呢?
開(kāi)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(dāng)時(shí)還是無(wú)法解決這種變化的曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,即當(dāng)時(shí)無(wú)法逾越的困難之一——數(shù)學(xué)工具的缺乏。
今天就讓我們來(lái)研究這一問(wèn)題的解決之路,進(jìn)入新課教學(xué)——萬(wàn)有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)
回顧上一節(jié)課所學(xué)知識(shí),概括總結(jié)前人探究自然,追求科學(xué)真理的過(guò)程。
認(rèn)真思考教師所提出的問(wèn)題,用一種探究真理的思想繼續(xù)學(xué)習(xí)。
生:發(fā)散思維,積極主動(dòng)充分表達(dá)自己的觀點(diǎn)
了解科學(xué)家當(dāng)時(shí)遇到的困難,知道科學(xué)的發(fā)現(xiàn)之路的艱辛
復(fù)習(xí)回顧,溫故知新
我從上一問(wèn)題對(duì)舊知識(shí)進(jìn)行了一個(gè)具體的回顧,對(duì)講解本節(jié)課做一鋪墊,讓學(xué)生腦海里有一個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)體系。
通過(guò)疑問(wèn)的方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,讓他們帶著問(wèn)題上路,走進(jìn)新課。
講授新課
1.發(fā)散思維,積極討論
師:1.面對(duì)行星運(yùn)動(dòng)這張圖片,同學(xué)們有什么看法或是想法呢?
2.同學(xué)們說(shuō)的都很好,那么,大家再想想這個(gè)力是什么性質(zhì)的力,這個(gè)力跟哪些因素有關(guān)呢?
其實(shí)這個(gè)問(wèn)題在當(dāng)時(shí)也引起了不同時(shí)代不同科學(xué)家的不同猜想,同學(xué)們想不想知道他們當(dāng)時(shí)是怎么想的?
2.科學(xué)猜想
那就讓我們繼續(xù)在時(shí)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(yáng)發(fā)出的磁力維持著繞日運(yùn)動(dòng)的。
笛卡爾---漩渦帶動(dòng)行星的運(yùn)動(dòng)
分析——直覺(jué)——猜想:
布里奧---行星受太陽(yáng)發(fā)出的力支配,力的大小跟行星與太陽(yáng)距離的平方成反比
胡克--- 行星運(yùn)動(dòng)是太陽(yáng)吸引力的緣故,并且力的大小遇到太陽(yáng)距離的平方成反比
3.雖然他們當(dāng)時(shí)的猜想各異而且一步步有一定的進(jìn)展,但最終還是沒(méi)有將此問(wèn)題解釋清楚。那是為什么呢?主要是當(dāng)時(shí)還存在其他的一些困難.
天體是一個(gè)龐然大物,如果認(rèn)為天體間有引力,那么如何計(jì)算由天體各部分對(duì)行星產(chǎn)生的力的總效果呢?
當(dāng)時(shí)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(yáng)系中,如何解決他們之間相互干擾這一復(fù)雜問(wèn)題呢?——困難之三
那么,給出問(wèn)題答案的又會(huì)是誰(shuí)呢?
3.創(chuàng)設(shè)情境,繼續(xù)設(shè)置問(wèn)題
師:同學(xué)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(huì)想到什么呢?
同學(xué)們說(shuō)的都非常好,我把大家的想法總結(jié)了一下,那接下來(lái)讓我們對(duì)這些問(wèn)題共同做一探討:
1.蘋果為什么會(huì)落地呢?
老師為大家準(zhǔn)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(lái)看一看,這就是引力——能把東西拉過(guò)來(lái)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(shuō)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(shù)長(zhǎng)到月球那么高,蘋果還會(huì)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?yàn)槭裁淳筒粫?huì)落到地面上呢?
4.月球?yàn)槭裁蠢@地球做圓周運(yùn)動(dòng)?
同學(xué)們真的非常聰明,簡(jiǎn)直各個(gè)都是牛頓了,你們將牛頓當(dāng)時(shí)的發(fā)現(xiàn)全說(shuō)出來(lái)了?,F(xiàn)在我們知道月球繞地球運(yùn)動(dòng)是由于地球引力為它提供了向心力,再去回想剛開(kāi)始提出的問(wèn)題是什么原因促使行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)?
高中物理萬(wàn)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(shí)為1課時(shí),45分鐘。
萬(wàn)有引力定律是本章的核心,是17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一,它為研究天體運(yùn)動(dòng)提供了理論依據(jù),徹底使人們對(duì)宇宙的探索從被動(dòng)描述走向主動(dòng)發(fā)現(xiàn)。萬(wàn)有引力定律承上啟下的作用:上承圓周運(yùn)動(dòng),下啟衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng).掌握好本節(jié)課,對(duì)前面知識(shí)的加深理解,后面問(wèn)題的順利解決,將會(huì)起到重要的作用。
【教學(xué)目標(biāo)分析】
知識(shí)目標(biāo):
1、在開(kāi)普勒第三定律的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)得到萬(wàn)有引力定律,使學(xué)生對(duì)此定律有初步理解。
2、使學(xué)生了解并掌握萬(wàn)有引力定律。
3、使學(xué)生能認(rèn)識(shí)到萬(wàn)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(biāo):
1、使學(xué)生能應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解決實(shí)際問(wèn)題。
2、使學(xué)生能應(yīng)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)解決行星繞恒星和衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的天體問(wèn)題。
情感目標(biāo):
1、使學(xué)生在學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中感受到萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)是經(jīng)歷了幾代科學(xué)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(yàn)的基礎(chǔ)上才發(fā)現(xiàn)的。讓學(xué)生在應(yīng)用萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中應(yīng)多觀察、多思考。2、通過(guò)神舟五號(hào)的資料,激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情,增強(qiáng)學(xué)生建設(shè)祖國(guó)的神圣使命感。
【學(xué)生特征分析】
高中的學(xué)生已經(jīng)有一定的天文學(xué)與物理學(xué)的基礎(chǔ),具備一定的思維能力。對(duì)物理知識(shí)具有因果關(guān)系的認(rèn)識(shí)興趣;對(duì)物理知識(shí)具有概括性的認(rèn)識(shí)興趣。他們喜歡活躍的課堂形式,熱忠于討論、歸納、分析、爭(zhēng)辯等思維活動(dòng),興趣廣泛,求知欲強(qiáng),探究和討論的風(fēng)氣較濃厚。但他們易于用生活觀念代替物理概念,學(xué)習(xí)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(xué)生的思維障礙,教學(xué)中多讓學(xué)生接觸真實(shí)、具體的物理情境,提高從真實(shí)、具體的物理情境中獲得信息的辯識(shí)能力,讓學(xué)生暴露出錯(cuò)誤觀念并加以糾正。
【教學(xué)策略選擇與設(shè)計(jì)】:
1. 重點(diǎn):萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo),應(yīng)用難點(diǎn):萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)。本節(jié)的重點(diǎn)是。萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)和應(yīng)用。因?yàn)樗仁乔懊鎴A周運(yùn)動(dòng)知識(shí)的發(fā)展,又是后面衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)知識(shí)的基礎(chǔ)。本節(jié)的難點(diǎn)是:萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)。因?yàn)樗C合了開(kāi)普勒第三定律,圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí),牛頓第三定律,涉及知識(shí)點(diǎn)多;而且一般物體間的引力極小,學(xué)生對(duì)此缺乏感性認(rèn)識(shí),又無(wú)法進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。我們通過(guò)具體事例,例題,習(xí)題,多媒體手段加強(qiáng)了重點(diǎn)教學(xué);通過(guò)及時(shí)復(fù)習(xí),突破了難點(diǎn)教學(xué);而且我們通過(guò)探究性活動(dòng),使學(xué)生對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)的同化過(guò)程,,在時(shí)間和空間上得以延續(xù)。
2.教學(xué)中滲透科學(xué)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(shí)引入萬(wàn)有引力定律,體現(xiàn)了學(xué)習(xí)物理知識(shí)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(cè)出影響月球環(huán)繞時(shí)間,速度的因素,最后又用影響這些因素來(lái)解釋學(xué)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(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)。教學(xué)中著重引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),從中觀察并分析得出結(jié)論,培養(yǎng)了學(xué)生自主思維的能力。本節(jié)課也體現(xiàn)了學(xué)習(xí)物理知識(shí)的認(rèn)知過(guò)程—由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由形象思維到抽象思維的過(guò)程。物理課堂教學(xué)除了傳授知識(shí),培養(yǎng)能力外,還應(yīng)注重知識(shí)的形成過(guò)程,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),初步認(rèn)識(shí)科學(xué)及其相關(guān)技術(shù)對(duì)于社會(huì)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(xué)中滲透了天文與萬(wàn)有引力息息相關(guān)的的觀念,使學(xué)生有能在個(gè)人力所能及的范圍內(nèi)對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有所貢獻(xiàn)的意識(shí)。
3.采用“情境—活動(dòng)”課堂教學(xué)模式。 把教學(xué)活動(dòng)的重點(diǎn)放在指導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)上。利用學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)的情境,引導(dǎo)學(xué)生參與積極思維、主動(dòng)探索、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)等一系列活動(dòng)來(lái)獲得新知。同時(shí)應(yīng)用媒體畫(huà)面展現(xiàn)生活實(shí)例來(lái)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解釋生活現(xiàn)象的能力,從而突破教學(xué)難點(diǎn)。這樣既增長(zhǎng)知識(shí),又培養(yǎng)能力,也激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣。在結(jié)尾部分采用搶答活動(dòng),不僅將課堂氣氛推向高潮,還可達(dá)到良好的教學(xué)效果。
【教學(xué)資源和工具】 本節(jié)課是在學(xué)生人手一機(jī)的多媒體網(wǎng)絡(luò)教室實(shí)施的。
教版高中物理必修二。
專門為本課設(shè)計(jì)、制作的網(wǎng)絡(luò)資源課件。
網(wǎng)絡(luò)留言板。
【教學(xué)過(guò)程環(huán)節(jié)】:
(一)創(chuàng)設(shè)情境,引入萬(wàn)有引力定律:
展示伽俐略在比薩斜塔上,做自由落體實(shí)驗(yàn)的圖片,激發(fā)學(xué)生的興趣,學(xué)生看完后依次提出下面6個(gè)問(wèn)題:1,2問(wèn),比較簡(jiǎn)單,為后面的問(wèn)題作準(zhǔn)備,3,4,問(wèn)由于1,2問(wèn)作鋪墊,學(xué)生也能答出。通過(guò)設(shè)計(jì)這四個(gè)問(wèn)題,逐步把學(xué)生的思路導(dǎo)向“引力的作用“這一實(shí)質(zhì).然后安排“行星運(yùn)動(dòng)的各種動(dòng)力學(xué)解釋“,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到歷史上得出這一結(jié)論經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程:球?yàn)槭裁聪蛳逻\(yùn)動(dòng),不向上運(yùn)動(dòng)—重力是豎直向下的。球?yàn)槭裁词苤亓Α厍蛞Φ淖饔?。月球?yàn)槭裁蠢@地球太陽(yáng)作圓周運(yùn)動(dòng)—地球引力的作用地球?yàn)槭裁蠢@太陽(yáng)作圓周運(yùn)動(dòng)—太陽(yáng)引力的作用。
(二)問(wèn)題提出:
1.地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(kāi)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(jìn)一步得出什么結(jié)論
6.怎樣改寫(xiě)成等式
7.這個(gè)結(jié)論能不能推廣
這樣,我們通過(guò)7個(gè)問(wèn)題,環(huán)環(huán)緊扣,層層推進(jìn),步步引發(fā)學(xué)生思考;同時(shí)向?qū)W生指出牛頓是在橢圓軌道上證明的,我們進(jìn)行了簡(jiǎn)化;由于條件所限,直到100年后卡文迪才測(cè)出引力恒量的值。通過(guò)強(qiáng)調(diào)了公式中每個(gè)字母的涵義,定律的理解,及它的適用條件,加深了學(xué)生對(duì)定律的認(rèn)知程度。
(二)理解萬(wàn)有引力:
(1)普遍性
(2)相互性
(3)宏觀性
(三)意義
指出在萬(wàn)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(jì)算出了各種天體的質(zhì)量和密度,人們一步步向宇宙邁進(jìn),在神州飛船圖片的基礎(chǔ)上我們提出了第一個(gè)問(wèn)題:
例1 “神舟“五號(hào)飛船從發(fā)射到回收歷時(shí)約21h,繞地球飛行14圈,飛船在運(yùn)行期間,按照地面指揮控制中心的指令成功地實(shí)施了數(shù)十個(gè)動(dòng)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(gè)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)都看作圓周運(yùn)動(dòng)處理,試粗略估計(jì)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(yùn)動(dòng)是歷來(lái)高考的重點(diǎn),安排本題是為了強(qiáng)調(diào)解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的思路。學(xué)生中存在這樣的問(wèn)題:既然宇宙間的一切物體都是相互吸引的,那么為什么沒(méi)有吸引到一起 為了解決這個(gè)問(wèn)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(wàn)有引力是多少
通過(guò)本題,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)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(méi)被吸引到一塊 從而引出下節(jié)課題.
為進(jìn)一步鞏固萬(wàn)有引力定律,按排了下面的練習(xí)
八,練習(xí):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(wàn)有引力 和重力
高中物理萬(wàn)有引力定律教案大全三
教材分析
萬(wàn)有引力定律的核心地位:萬(wàn)有引力定律是本章的核心,是17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一,它為研究天體運(yùn)動(dòng)提供了理論依據(jù),徹底使人們對(duì)宇宙的探索從被動(dòng)描述走向主動(dòng)發(fā)現(xiàn)。
萬(wàn)有引力定律承上啟下的作用:上承圓周運(yùn)動(dòng),下啟衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)。掌握好本節(jié)課,對(duì)前面知識(shí)的加深理解,后面問(wèn)題的順利解決,將會(huì)起到重要的作用。
[教學(xué)目標(biāo)]
(一)知識(shí)目標(biāo)
1.介紹牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的思考過(guò)程,體會(huì)研究物理問(wèn)題的方法,滲透科學(xué)的發(fā)現(xiàn)方法。
2.掌握萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容,認(rèn)識(shí)萬(wàn)有引力定律的普遍性。
3.介紹萬(wàn)有引力恒量的測(cè)定方法,增加學(xué)生對(duì)萬(wàn)有引力定律的感性認(rèn)識(shí)。
(二)能力目標(biāo):會(huì)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解決一般的相關(guān)問(wèn)題。
(三)情感目標(biāo)
1、本節(jié)課重在邏輯思維和滲透物理學(xué)的研究方法,因此本節(jié)課的教學(xué)中應(yīng)該在學(xué)習(xí)品質(zhì)方面對(duì)學(xué)生
進(jìn)行教育。讓學(xué)生感受到萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)是經(jīng)歷了幾代科學(xué)家不斷努力的結(jié)果。
3、通過(guò)中國(guó)飛天第一人楊利偉、神舟六號(hào)的資料,激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情,增強(qiáng)學(xué)生建設(shè)祖國(guó)的神圣
使命感。
[重點(diǎn)難點(diǎn)]
1.萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程、應(yīng)用,是本節(jié)課的重點(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),又無(wú)法進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn),故應(yīng)加強(qiáng)舉例。
[重點(diǎn)難點(diǎn)突破]
通過(guò)具體事例、例題、習(xí)題、多媒體手段加強(qiáng)了重點(diǎn)教學(xué);通過(guò)及時(shí)復(fù)習(xí),突破了難點(diǎn)教學(xué);而且通過(guò)探究性活動(dòng),使學(xué)生對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)的同化過(guò)程..在時(shí)間和空間上得以延續(xù)。
[教學(xué)過(guò)程]
引入新課:
課前4分鐘開(kāi)始播放課件中楊利偉的圖片、神州六號(hào)發(fā)射的全過(guò)程。創(chuàng)設(shè)一個(gè)物理情景、進(jìn)入狀態(tài)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。
(二)教學(xué)過(guò)程
(提問(wèn)學(xué)生,共同回答)。剛才看到的一些圖片上的人物是誰(shuí)呢?(中國(guó)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(hào)發(fā)射全過(guò)程)。近幾年來(lái),我國(guó)的航天事業(yè)取得了非常大的成就,全國(guó)人民歡欣鼓舞,這與我們這一章萬(wàn)有引力定律聯(lián)系是很密切的,也是近幾年來(lái)各種大小考試的考試熱點(diǎn)和重點(diǎn)。
(展示前輩科學(xué)家的人物圖片)萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程猶如一部壯麗的科學(xué)史詩(shī),它歌頌了前輩科學(xué)家的科學(xué)精神,也展現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展過(guò)程中科學(xué)家們富有創(chuàng)造而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維。那么就讓我們以現(xiàn)有的知識(shí)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(wàn)有引力定律的過(guò)程吧!
一.復(fù)習(xí):
人類認(rèn)識(shí)事物總是有一個(gè)過(guò)程和規(guī)律的,第一節(jié)中主要介紹了前輩科學(xué)家們通過(guò)觀測(cè)得到的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律――開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律。分別是幾何定律、面積定律、周期定律。進(jìn)而人們開(kāi)始進(jìn)一步的了解其本質(zhì)原因,牛頓利用他數(shù)學(xué)方面的才能推理演繹得到了太陽(yáng)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(yáng)運(yùn)動(dòng)的原因了。
二.牛頓的思考:
介紹牛頓蘋果樹(shù)下的思考,吸引學(xué)生進(jìn)入當(dāng)時(shí)的歷史情景。引導(dǎo)從蘋果落地聯(lián)想到月球繞地球運(yùn)動(dòng),思考太陽(yáng)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(yàn)證這個(gè)猜想?進(jìn)入月地檢驗(yàn),留給學(xué)生自己計(jì)算。
然后引導(dǎo)總結(jié),通過(guò)月地檢驗(yàn),牛頓的猜想是正確的。然后進(jìn)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(wàn)有引力定律。
三.更進(jìn)一步推廣――萬(wàn)有引力定律:
(1)定律表述: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(dá)式中的各個(gè)物理量及其單位)
(3)引力常量G適用于任何兩個(gè)物體;它在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的物體相距1m時(shí)的相互作用力.
這么一個(gè)猜想推廣而來(lái)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(wàn)有引力的正確性。牛頓在44歲時(shí),也就是1687年把他在二十多歲時(shí)形成的這一理論發(fā)表在了傳世之作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》之中,也希望同學(xué)們?cè)诙鄽q時(shí)也有牛頓這樣的發(fā)現(xiàn)。
回顧牛頓萬(wàn)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(xué)演繹得到規(guī)律→進(jìn)一步的猜想→猜想得到驗(yàn)證→更大膽的猜想→得到萬(wàn)有引力定律。
進(jìn)行情感價(jià)值觀教育:物理學(xué)中許多重大理論的發(fā)現(xiàn),不是簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié),它需要直覺(jué)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(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)處理和邏輯思維,是一個(gè)充滿艱辛和曲折的過(guò)程。
知道前輩科學(xué)家得到萬(wàn)有引力定律的艱辛,我們更應(yīng)該去認(rèn)真的學(xué)習(xí)掌握好萬(wàn)有引力定律,來(lái)看這樣一個(gè)問(wèn)題:
練習(xí)一:
要使兩物體間的萬(wàn)有引力減小到原來(lái)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(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.使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來(lái)的1/4
(本練習(xí)重在萬(wàn)有引力定律的定性應(yīng)用。)
那么如果我們想知道萬(wàn)有引力的具體數(shù)值,可以計(jì)算出來(lái)嗎?不行,G未知,怎么測(cè)G?公式變形得G的表達(dá)式,只要知道兩個(gè)物體的質(zhì)量、距離、萬(wàn)有引力即可。但萬(wàn)有引力多大?能測(cè)出來(lái)嗎?舉個(gè)例子,兩位50kg同學(xué)相距一米時(shí)萬(wàn)有引力多大?測(cè)一測(cè)。能感覺(jué)到嗎?可見(jiàn)這個(gè)G應(yīng)該是一個(gè)很小大的數(shù)值。牛頓當(dāng)年也曾經(jīng)設(shè)計(jì)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(guó)的物理學(xué)家卡文迪許利用了一個(gè)十分巧妙的扭秤裝置才比較準(zhǔn)確的測(cè)得G的數(shù)值
四.萬(wàn)有引力常量G的測(cè)定
介紹裝置,播放動(dòng)畫(huà),動(dòng)態(tài)演示。
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