1、名師精編 優(yōu)秀教案5.1 萬有引力定律及引力常量的測定【學問目標 】一、學問與技能 1 明白“ 地心說” 和“ 日心說” 2 明白萬有引力定律的進展過程 3 知道開普勒三個定律 4 懂得萬有引力定律 5 明白引力常數二、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 運用圓周運動的學問懂得天體運動 3 懂得萬有引力定律并會運用其說明天表達象 4 明白利用扭稱測量引力常數運用探究方法三、情感態(tài)度與價值觀 1 熟悉發(fā)覺萬有引力定律的重要意義 2 體會科學定律對人類探究未知世界的作用【學問重點 】 1 開普勒三個定律 2 萬有引力定律 3 卡文迪許的扭稱試驗【學問難點 】1 懂得萬有引

2、力定律及應用2 懂得卡文迪許的扭稱試驗的科學理念【教學方法 】1 問題教學法【教學過程 】：【歷史回憶】 中國對天體熟悉：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；嫦娥奔月是個傳奇,也可以說是個理想,它說明中國對天的討論早就有了；假如世界第八大奇跡秦始皇陵中的天穹據說是由夜明珠按名師精編 優(yōu)秀教案星星的分布鑲嵌上的,中國對天體的追求早在秦朝之前就肯定的嘗試；從戰(zhàn)國時期的楚國宏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,體現(xiàn)了人類明白自然秘密的期望；但中國對天體的熟悉由于種種緣由沒能進入實質性,同樣的文明古國對這個問題有不同

3、的探究；1 古希臘人的探究：第一從星體的軌跡入手,最早認為天體環(huán)繞地球轉動的說法（地心說）,主要觀看到月球、太陽、水星、金星、火星、土星等,仍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進展（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, 天文學家托勒密設計一套特別復雜的體系,完善了地心本輪理論；這個學說連續(xù)了近 2022 年2 文藝復興的撞擊：1943 年天文學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； 日心說仍太陽系的真實感面貌,但仍有不足： 第谷觀看到 a 星體與運算結果不符 b 開普勒討論第谷測量數據得的緒論；第谷是個天文觀測家,

4、他對星體進行仔細系統(tǒng)的觀測,其測量的結果是托勒密和哥白尼的理論運算結果與觀測數據不相符；開普勒討論第谷的觀測數據期望進一步說明哥白尼的行星圓形軌道, 但是他的努力失敗,他信任不是第谷的馬虎而是哥白尼的理論需要進一步完善,開普勒開頭討論行星非勻速非圓周的運動,最終提出三大定律；（通過對歷史回憶來讓同學明白人對未知世界的探究是艱辛的但卻是永無止境的,激起同學對人類探究未知世界的愛好）【課件演示】 呈現(xiàn)行星的運動軌及太陽的位置,引導同學仔細觀看,加深同學對開普勒第肯定律的熟悉,說明行星運動軌跡是非圓周的運動；請同學觀看行星在相等時間內掃過面積相等,讓同學明白開普勒其次定律,行星在同一軌道上越接近太陽

5、運動就越快,說明行星運動是非勻速運動；要求同學把握開普勒第三定律,行星繞太陽運行軌道半長軸r 的立方與其公轉周期T的平方成比：R2KT3引導同學自學信息窗大定律的懂得；,通過學習行星繞太陽運動的有關數據加深同學對開普勒三【創(chuàng)設問題】 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？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？名師精編 優(yōu)秀教案請同學們回答行星做什么運動？行星做曲線運動；請同學分析一下行星是否受到力的作用呢？依據曲線運動條件,行星必定受到一個與運動方向成肯定角度力的作用,這就說明白太陽的行星之間

6、有存在著力的作用；從開普勒其次定律可知行星在同一軌道上越接近太陽運動就越快,依據圓周運動離心現(xiàn)象, 如運動速度增大,而向心力不變情形下,就會顯現(xiàn)離心現(xiàn)象,運動行星不但不顯現(xiàn)離心現(xiàn)象反而做向心運動,請同學分析緣由： 說明太陽與行星之間作用力跟距離有關,距離越小時作用力就越大；引導同學自學 拓展一步 的內容, 從而明白到太陽與行星之間作用力跟太陽和行星質量有關；從上面幾個方面初步明白太陽與行星之間存在相互作用力,定性知道力跟什么因素有關；牛頓運用開普勒三大定律和自己在力學、數學方面的討論成果從定量的角度提出萬有引F 與力定律（詳細過程有潛力的同學可以過后在書中自習討論）：自然界中任何兩個物體都是相

7、互吸引的,引力方向沿兩物體的連線,引力的大小兩個物體質量乘積Mm 成正比,與這兩個物體距離r 的平均成反比；FGMmr2【公式說明】 兩個物體只能是質點； r 是兩個質點之間的距離（如是勻質球體就是兩球心的距離）； G是引力常數； 自然界中任何兩個物體存在引力；可以從三個方面說明：地球吸引也是滿意萬有引力定律；太陽與行星之間作用滿意萬有引力定律；地球鄰近物體也受 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意萬有引力定律,這就說明萬有引力定律適應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量和之間距離有關,卻沒能給出精確的引 力常數,如何精確測量引力常數成為物理界普

8、遍關懷的重大課題；【存在困難】 請同學分析引力常數與什么因素有關？與物體質量、物體間距離有關,這兩方面在試驗中要精確他們數值不會很困難的,當然仍跟引力有關,由于引力比較微小,這必然給試驗測量引力帶來困難；【克服困難】英國物理學家卡文迪許運用正確試驗方法和思路,奇妙利用力矩平穩(wěn)條件和微量放大法設計出扭稱,將于精確測出兩個鉛球之間微小的引力,從而證明萬有引力定律的名師精編優(yōu)秀教案2 ；正確性,由此得到精確度很高的引力常數G=6.65 12-11m 3/kg.s【課件演示】 通過對卡文迪許試驗原理課件演示,讓同學對卡文迪許扭稱試驗原理的更加明白； 倒梯形架對稱地拉動扭轉比拉伸的形變大得多,更簡單測量微小的力；利用小鏡面反射的光起到示數放大和微小質量指針的