1、第4頁 共4頁萬有引力定律及引力常數(shù)的測定物理教學(xué)設(shè)計-萬有引力定律教學(xué)設(shè)計更多自jsfw8教案【知識目的】一、知識與技能1理解地心說和日心說2理解萬有引力定律的開展過程3知道開普勒三個定律4理解萬有引力定律5理解引力常數(shù)二、過程與方法1通過課件模擬天體的運動說明開普勒三個定律2運用圓周運動的知識理解天體運動3理解萬有引力定律并會運用其解釋天表達象4理解利用扭稱測量引力常數(shù)運用探究方法三、情感態(tài)度與價值觀1認識發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義2體會科學(xué)定律對人類探究未知世界的作用【知識重點】1開普勒三個定律2萬有引力定律3卡文迪許的扭稱實驗【知識難點】1理解萬有引力定律及應(yīng)用2理解卡文迪許的扭稱實驗

2、的科學(xué)理念【教學(xué)方法】1問題教學(xué)法【教學(xué)過程】:【歷史回憶】中國對天體認識:距今2100多年的馬王堆西漢墓中,出土了嫦娥奔月的畫帛,(書上83面)畫中嫦娥贊乘坐飛龍飄然奔月。嫦娥奔月是個傳說,也可以說是個夢想,它說明中國對天的研究早就有了。假設(shè)世界第八大奇跡秦始皇陵中的天穹據(jù)說是由夜明珠按星星的分布鑲嵌上的,中國對天體的追求早在秦朝之前就一定的嘗試。從戰(zhàn)國時期的楚國偉大詩人屈原的佳作天問就是對茫茫宇宙提出了一系列問題,表達了人類理解自然奧秘的渴望。但中國對天體的認識由于種種原因沒能進入本質(zhì)性,同樣的文明古國對這個問題有不同的探究。1古希臘人的探究:首先從星體的軌跡入手,最早認為天體圍繞地球轉(zhuǎn)動

3、的說法(地心說),主要觀察到月球、太陽、水星、金星、火星、土星等,還能做好火星繞地球黑心的軌跡圖,基于托密勒地心本輪理論的宇宙橫向開展(書上100面),從古至今人類孜孜不倦地探究天體的運動規(guī)律,天文學(xué)家托勒密設(shè)計一套非常復(fù)雜的體系,完善了地心本輪理論。這個學(xué)說持續(xù)了近_年2文藝復(fù)興的撞擊:1943年天文學(xué)家哥白尼提出日心說,太陽是宇宙中心,行星都繞太陽做勻速圓周運動。日心說還太陽系的真實感相貌,但還有缺乏:第谷觀察到a星體與計算結(jié)果不符b開普勒研究第谷測量數(shù)據(jù)得的緒論。第谷是個天文觀測家,他對星體進展認真系統(tǒng)的觀測,其測量的結(jié)果是托勒密和哥白尼的理論計算結(jié)果與觀測數(shù)據(jù)不相符。開普勒研究第谷的觀

4、測數(shù)據(jù)希望進一步解釋哥白尼的行星圓形軌道,但是他的努力失敗,他相信不是第谷的粗心而是哥白尼的理論需要進一步完善,開普勒開始研究行星非勻速非圓周的運動,終于提出三大定律。(通過對歷史回憶來讓學(xué)生理解人對未知世界的探究是艱辛的但卻是永無止境的,激起學(xué)生對人類探究未知世界的興趣)【課件演示】展現(xiàn)行星的運動軌及太陽的位置,引導(dǎo)學(xué)生認真觀察,加深學(xué)生對開普勒第一定律的認識,說明行星運動軌跡是非圓周的運動。請學(xué)生觀察行星在相等時間內(nèi)掃過面積相等,讓學(xué)生理解開普勒第二定律,行星在同一軌道上越接近太陽運動就越快,說明行星運動是非勻速運動。要求學(xué)生掌握開普勒第三定律,行星繞太陽運行軌道半長軸r的立方與其公轉(zhuǎn)周期

5、T的平方成比:引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)信息窗,通過學(xué)習(xí)行星繞太陽運動的有關(guān)數(shù)據(jù)加深學(xué)生對開普勒三大定律的理解。【創(chuàng)設(shè)問題】開普勒三大定律只說明行星運動規(guī)律,沒有說明為什么會如此運轉(zhuǎn)?為什么即不會脫離太陽又不會墜向太陽?人在空中停留一下都很思想觀念,越高越思想觀念,但行星這么高卻一點也不思想觀念?請同學(xué)們答復(fù)行星做什么運動?行星做曲線運動。請同學(xué)分析p 一下行星是否受到力的作用呢?根據(jù)曲線運動條件,行星必然受到一個與運動方向成一定角度力的作用,這就說明了太陽的行星之間有存在著力的作用。從開普勒第二定律可知行星在同一軌道上越接近太陽運動就越快,根據(jù)圓周運動離心現(xiàn)象,如運動速度增大,而向心力不變情況下,就會出現(xiàn)

6、離心現(xiàn)象,運動行星不但不出現(xiàn)離心現(xiàn)象反而做向心運動,請同學(xué)分析p 原因:說明太陽與行星之間作用力跟間隔 有關(guān),間隔 越小時作用力就越大。引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)拓展一步的內(nèi)容,從而理解到太陽與行星之間作用力跟太陽和行星質(zhì)量有關(guān)。從上面幾個方面初步理解太陽與行星之間存在互相作用力,定性知道力跟什么因素有關(guān)。牛頓運用開普勒三大定律和自己在力學(xué)、數(shù)學(xué)方面的研究成果從定量的角度提出萬有引力定律(詳細過程有潛力的同學(xué)可以過后在書中自習(xí)研究):自然界中任何兩個物體都是互相吸引的,引力方向沿兩物體的連線,引力的大小F與兩個物體質(zhì)量乘積成正比,與這兩個物體間隔 r的平均成反比?！竟秸f明】兩個物體只能是質(zhì)點。r是兩個質(zhì)點之間的間隔 (假設(shè)是勻質(zhì)球體那么是兩球心的間隔 )。G是引力常數(shù)。自然界中任何兩個物體存在引力?？梢詮娜齻€方面說明:太陽與行星之間作用滿足萬有引力定律;地球附近物體也受地球吸引也是滿足萬有引力定律;通過例題可知地球上的兩個物體之間同樣存在引力作用也是滿足萬有引力定律,這就說明萬有引力定律適應(yīng)自然界中任何兩個物體。牛頓萬有引力定律只提出引力與兩個物體質(zhì)量和之間間隔 有關(guān),卻沒能給出準確的引力常數(shù),如何準確測量引力常數(shù)成