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萬有引力教案
在教學工作者實際的教學活動中，時常需要編寫教案，教案是備課向課堂教學轉化的關節(jié)點。教案應該怎么寫才好呢？下面是小編為大家整理的萬有引力教案，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。
萬有引力教案1
一、課題：
萬有引力定律
二、課型：
概念課（物理按教學內容課型分為：規(guī)律課、概念課、實驗課、習題課、復習課）
三、課時：
1課時
四、教學目標
（一）知識與技能
1.理解萬有引力定律的含義并會用萬有引力定律公式解決簡單的引力計算問題。
2.知道萬有引力定律公式的適用范圍。
（二）過程與方法：在萬有引力定律建立過程的學習中，學習發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設與推理論證等方法。
�。ㄈ┣楦袘B(tài)度價值觀
1.培養(yǎng)學生研究問題時，抓住主要矛盾，簡化問題，建立理想模型的處理問題的能力。
2.通過牛頓在前人的基礎上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學生科學價值觀。
五、教學重難點
重點：萬有引力定律的內容及表達公式。
難點：
1.對萬有引力定律的理解；
2.學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的力聯(lián)系起來。
六、教學法：
合作探究、啟發(fā)式學習等
七、教具：
多媒體、課本等
八、教學過程
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回顧以前對月-地檢驗部分的學習，明確既然太陽與行星之間，地球與月球之間、地球對地面物體之間具有與兩個物體的質量成正比，跟它們的距離的二次方成反比的引力。這里進一步大膽假設：是否任何兩個物體之間都存在這樣的力？
引發(fā)學生思考：很可能有，只是因為我們身邊的物體質量比天體的質量小得多，我們不易覺察罷了，于是我們可以把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個物體間，即具有劃時代意義的萬有引力定律．然后在學生的興趣中進行假設論證。
�。ǘ┻M入新課
學生自主閱讀教材第40頁萬有引力定律部分，思考以下問題：
1.什么是萬有引力？并舉出實例。
教師引導總結：萬有引力是普遍存在于宇宙中任何有質量的`物體之間的相互吸引力。日對地、地對月、地對地面上物體的引力都是其實例。
2.萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律？其數(shù)學表達式如何？并注明每個符號的單位和物理意義。
教師引導總結：萬有引力定律的內容是：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為兩個物體間的引力，單位：N．m1、m2分別表示兩個物體的質量，單位：kg，r為兩個物體間的距離，單位：m。G為萬有引力常量：G=6．67×10-11N·m2/kg2，它在數(shù)值上等于質量是1Kg的物體相距米時的相互作用力，單位：N·m2/kg2．
3.萬有引力定律的適用條件是什么？
教師引導總結：只適用于兩個質點間的引力，當物體之間的距離遠大于物體本身時，物體可看成質點；當兩物體是質量分布均勻的球體時，它們間的引力也可直接用公式計算，但式中的r是指兩球心間的距離。
4.你認為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有何深遠意義？
教師引導總結：萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的`物理意義：它對物理學、天文學的發(fā)展具有深遠的影響；它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一起來；對科學文化發(fā)展起到了積極的推動作用，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。
（三）深化理解
在完成上述問題后，小組討論，學生在教師的引導下進一步深化對萬有引力定律的理解，即：
1.普遍性：萬有引力存在于任何兩個物體之間，只不過一般物體的質量與星球相比太小了，他們之間的萬有引力也非常小，完全可以忽略不計。
2.相互性：兩個物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力。
3.特殊性：兩個物體間的萬有引力和物體所在的空間及其他物體存在無關。
4.適用性：只適用于兩個質點間的引力，當物體之間的距離遠大于物體本身時，物體可看成質點；當兩物體是質量分布均勻的球體時，它們間的引力也可直接用公式計算，但式中的r是指兩球心間的距離。
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請兩名學生上講臺做個游戲：兩人靠攏后離開三次以上。創(chuàng)設情境，加深學生對本節(jié)知識點的印象和運用，請一位同學上臺展示計算結果，師生互評。
1．請估算這兩位同學，相距1m遠時它們間的萬有引力多大？（可設他們的質量為50kg）
解：由萬有引力定律得：代入數(shù)據(jù)得：F1=1．7×10-7N
2.已知地球的質量約為6．0×1024kg，地球半徑為6．4×106m，請估算其中一位同學和地球之間的萬有引力又是多大？
解：由萬有引力定律得：代入數(shù)據(jù)得：F2=493N
3.已知地球表面的重力加速度，則其中這位同學所受重力是多少？并比較萬有引力和重力？
解：G=mg=490N。
比較結果為萬有引力比重力大，原因是因為在地球表面上的物體所受萬有引力可分解為重力和自轉所需的向心力。
（五）課堂小結
小結：學生在教師引導下認真總結概括本節(jié)內容，完成多媒體呈現(xiàn)的知識網(wǎng)絡框架圖，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，進行生生互評。
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作業(yè)：完成“問題與練習”
九、板書設計
萬有引力教案2
[科目]物理
[文件] wltb5.doc
[標題]六、圓周運動萬有引力
[考試類型]同步測試
[內容]
一、圓周運動萬有引力
1．關于圓周運動的下列論述正確的是（）
a．做勻速圓周運動的物體，在任何相等的時間內通過的位移都相等
b．做勻速圓周運動的物體，在任何相等的時間內通過的路程都相等
c．做圓周運動的物體的加速度的方向一定指向圓心
d．做圓周運動的物體的線速度的方向一定跟半徑垂直
2．如圖6-1有一個空心圓錐面開口向上放置著，圓錐面繞幾何軸線勻速轉動，在圓錐面內表面有一個物體m與壁保持相對靜止，則物體m所受的力為（）
a．重力、彈力、下滑力共三個力
b．重力、彈力共兩個力
c．重力、彈力、向心力共三個力
d．重力、彈力、離心力共三個力
3．一個水平的圓盤上放一個木塊，木塊隨圓盤繞通過圓盤中心的豎直軸勻速轉動，如圖6-2所示。木塊受到的圓盤所施的摩擦力的方向為（）
a．方向指向圓盤的中心
b．方向背離圓盤的中心
c．方向跟木塊運動的方向相同
d．方向跟木塊運動的方向相反
4．長l的細繩一端固定，另一端系一個質量為m的小球，使球在豎直面內做圓運動，那么（）
a．小球通過圓周上頂點時的速度最小可以等于零
b．小球通過圓周上頂點時的速度不能小于
c．小球通過最高點時，小球需要的向心力可以等于零
d．小球通過最高點時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動，它所受的向心力f跟軌道半徑r的關系是（）
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無關
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．關于同步定點衛(wèi)星（這種衛(wèi)星相對于地面靜止不動），下列說法中正確的是（）
a．它一定在赤道上空運行
b．同步衛(wèi)星的高度和運動速率是一個確定的值
c．它運行的線速度一定小于第一宇宙速度
d．它運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，如果兩行星質量之比ma：mb=p，兩行星半徑之比ra：rb=q，則兩個衛(wèi)星周期之比ta：tb為( )
a．q·
二、填空題
9．質量為m的小球，沿著在豎直平面的圓形軌道的內側運動，它經(jīng)過最高點而不脫離軌道的最小速度是v，當小球以2v的速度經(jīng)過最高點時，這對軌道的壓力是___________。
10．一個做勻速圓周運動的物體，如果軌道半徑不變，轉速變?yōu)樵瓉淼?倍，所需的向心力就比原來的向心力大40n，物體原來的向心力大小為___________；若轉速不變，軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?倍，所需的向心力比原來大40n，那么物體原來的.向心力大小為__________。
11．用長為l的細繩拴一質量為m的小球，當小球繞懸掛點o擺動經(jīng)過最低點時，已知細繩的拉力為3mg 。若在小球經(jīng)過最低點時，用細桿擋在繩中點o′如圖6-3所示，則這時球對繩拉力的大小將是________
12．如圖6-4所示的皮帶傳動裝置，皮帶輪o和o′上的三點a、b、c，oa=o′c=r，o′b=2r。則皮帶輪轉動時，a、b、c三點的運動情況是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f1：f2=______；它們角速度之比ω1：ω2=________。
14．如圖6-5所示，在一水平轉臺上放置兩個物體甲和乙，已知m甲=2m乙，兩物體所受轉臺的最大靜摩擦力與其質量成正比，則當轉臺轉速逐漸增加時，________物體先滑動。
三、計算題：
15．司機為了能夠控制駕駛的汽車，汽車對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圓弧。若高速公路上汽車設計時速為180km/h，求高架橋頂部的圓弧半徑至少是多少？（g取10m/s2）
16．汽車起重機用5m長的纜繩吊著lt重的重物，以2m/s的速度水平行駛,若突然剎車,求此瞬間纜繩所受的拉力大小。（取g=10m/s2）
17．若地球繞太陽公轉的周期與月球繞地球公轉的周期之比為p，地球繞太陽公轉的半徑與月球繞地球公轉的半徑之比q，則太陽質量與地球質量之比m日/m地是多少?
18．一根輕桿長為l，頂端有質量為m的小球，另一端為軸。如輕桿在豎直平面內勻速旋轉角速度為ω，求：（1）小球經(jīng)過圓周軌道最低點時小球給桿的作用力；（2）小球經(jīng)過圓周軌道最高點時，小球給桿的作用力（區(qū)分為拉力、壓力及無力三種情況加以說明）。
19．在離地球表面等于3倍地球半徑的高度上，運行一顆人造地球衛(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)星的運行速度是多少？
20．在一次測定萬有引力恒量的實驗里，兩個小球的質量分別是0．80kg和4．0×10-3kg，當它們相距4．0×10-2m時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，試計算出地球的質量。
萬有引力教案3
教學目的：
1、了解地心說和日心說兩種不同的觀點
2、知道開普勒對行星運動的描述
教學重點：知道開普勒對行星的描述
教學過程：
引入：在前面我們學習了力和運動，并且講述了力和運動的關系：動力學。介紹了幾種常見的物體運動，本章將介紹一種新的力——萬有引力和一種新的運動實例——行星的運動。
一地心說與日心說
1、讓同學自己閱讀，找出地心說和日心說的觀點：
地心說：認為地球是宇宙的中心。地球的靜止不動的，太陽、月亮以及其它行星都繞地球運動。
日心說：認為太陽是靜止不動的，地球和其它行星都繞太陽動動
2、為什么地心說會統(tǒng)治人們很久時間。
3、古人是如何看待天體的運動：
古人認為天體的運動是最完美、和諧的勻速圓周運動。
4、誰首先對天體的勻速圓周運動的觀點提出懷疑：開普勒
二開普勒三定律
開普勒通過四年多的刻苦計算，先后否定了十九種設想，最后了發(fā)現(xiàn)星運行的軌道不是圓，而是橢圓。并得出了開普勒兩條定律：
開普勒第一定律：所有行星分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運動，太陽是在這些橢圓的一個焦點上。
開普勒第二定律：太陽和行星的聯(lián)線在相等的時間內掃過相等的面積
如圖：如果時間間隔相等，即t2—t1=t4—t3那么面積A=面積B
開普勒第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的平方的比值都相等。
R3/T2=k（k是一個與行星或衛(wèi)星無關的常量，但不同星球的行星或衛(wèi)星K值不一定相等）
其中m為行星質量，R為行星軌道半徑，即太陽與行星的距離。也就是說，太陽對行星的引力正比于行星的質量而反比于太陽與行星的距離的平方。
而此時牛頓已經(jīng)得到他的第三定律，即作用力等于反作用力，用在這里，就是行星對太陽也有引力。同時，太陽也不是一個特殊物體，它用語言表述，就是：太陽與行星之間的引力，與它們質量的乘積成正比，與它們距離的平方成反比。這就是牛頓的萬有引力定律。如果改其中G為一個常數(shù)，叫做萬有引力恒量。（視學生情況，可強調與物體重力只是用同一字母表示，并非同一個含義。）
應該說明的是，牛頓得出這個規(guī)律，是在與胡克等人的探討中得到的。
三萬有引力定律的理解
下面我們對萬有引力定律做進一步的說明：
（1）萬有引力存在于任何兩個物體之間。雖然我們推導萬有引力定律是從太陽對行星的引力導出的，但剛才我們已經(jīng)分析過，太陽與行星都不是特殊的物體，所以萬有引力存在于任何兩個物體之間。也正因為此，這個引力稱做萬有引力。只不過一般物體的'質量與星球相比過于小了，它們之間的萬有引力也非常小，完全可以忽略不計。所以萬有引力定律的表述是：
板書：任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。用公式表示為：
其中m1、m2分別表示兩個物體的質量，r為它們間的距離。
�。�2）萬有引力定律中的距離r，其含義是兩個質點間的距離。兩個物體相距很遠，則物體一般可以視為質點。但如果是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近，則應把r理解為它們的幾何中心的距離。例如物體是兩個球體，r就是兩個球心間的距離。
�。�3）萬有引力是因為物體有質量而產(chǎn)生的引力。從萬有引力定律可以看出，物體間的萬有引力由相互作用的兩個物體的質量決定，所以質量是萬有引力的產(chǎn)生原因。從這一產(chǎn)生原因可以看出：萬有引力不同于我們初中所學習過的電荷間的引力及磁極間的引力，也不同于我們以后要學習的分子間的引力。
萬有引力教案4
一、教學目標
1.了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)思路和過程;知道什么是萬有引力定律;知道萬有引力常量以及它的測量方法。
2.通過逐步建立萬有引力定律的過程，提高演繹思維能力與歸納概括能力，學習物理規(guī)律“提出猜想、理論推導、實驗檢驗”的科學研究方法。
3.感受物理學的科學魅力，形成嚴謹?shù)乃季S方式。
二、教學重難點
【重點】月--地檢驗，萬有引力定律，引力常量。
【難點】月--地檢驗的思路。
三、教學方法
講授法、問答法、練習法
四、教學過程
(一)導入新課
帶領學生回顧太陽與行星的引力公式。
教師追問：行星與太陽間的引力能使行星不能飛離太陽，那是什么力使地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢?
【設計意圖】通過設置疑問，引發(fā)學生思考，導出課題
(二)新課講授
1、萬有引力的猜想
教師講述牛頓對蘋果思考的故事：蘋果成熟后會受重力掉落在地面，如果蘋果樹長在最高的山頂上，蘋果也會受重力落到地面上，并且這個力沒有明顯的變化，如果蘋果樹延伸到月球上，這個力會不會作用到月球上?
引出猜想：拉住月球使它繞地球運動的力，與拉著蘋果下落的.力是否是同種力?
2、萬有引力的檢驗
(1)先假定維持月球繞地球運動的力與使蘋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�最重要的物理常量之一。
�、谒麨榕ｎD的萬有引力定律的普遍意義奠定了強有力的實驗基礎，使得萬有引力定律開始在天文學上發(fā)展有了重要作用。
【設計意圖】良好的課堂互動可以增加學生的學習積極性，實驗觀察鍛煉學生分析總結的能力。
(三)鞏固提高
舉出兩道關于萬有引力定律的例題進行鞏固。
例題一：萬有引力定律表明任何兩個物體之間都存在著萬有引力，但為什么人與人之間不會因為萬有引力而吸在一起?試假設合理的數(shù)據(jù)進行簡單分析。
例題二：已知地球赤道長為L，地球表面重力加速度為g，月球繞地球做圓周運動周期為T，根據(jù)這些數(shù)據(jù)推算月球與地球間的近似距離。
【設計意圖】應用所學知識解答問題。
(四)小結作業(yè)
小結：學生總結本節(jié)課的內容。
作業(yè)：課后3道習題。
【設計意圖】通過合作、交流，及時小結，讓知識系統(tǒng)化。
萬有引力教案5
一、教學目標
1.了解萬有引力定律得出的思路和過程.
2.理解萬有引力定律的含義并會推導萬有引力定律.
3.知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律.
二、教學重點
1.萬有引力定律的推導.
2.萬有引力定律的內容及表達公式.
三、教學難點
1.對萬有引力定律的理解.
2.使學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的力聯(lián)系起來.
四、教學方法
1.對萬有引力定律的推理——采用分析推理、歸納總結的方法.
2.對疑難問題的處理——采用講授法、例證法.
五、教學步驟
導入新課
請同學們回憶一下上節(jié)課的內容，回答如下問題：
1.行星的運動規(guī)律是什么？
2.開普勒第一定律、第三定律的內容？
同學們回答完以后，老師評價、歸納總結.
同學們回答得很好，行星繞太陽運轉的軌道是橢圓，太陽處在這個橢圓的一個焦點上，那么行星為什么要這樣運動？而且還有一定的規(guī)律？這類問題從17世紀就有人思考過，請閱讀課本，這個問題的答案在不同的時代有不同的結論，可見，我們科學的研究要經(jīng)過一個相當長的艱巨的過程.
新課教學
1.同學們閱讀完以后，知道到了牛頓時代的一些科學家，如胡克、哈雷等，對這一問題的認識更進了一步，把地面上的運動和天體的運動統(tǒng)一起來了.事實上，行星運動的橢圓軌道離心率很接近于1，我們把它理想化為一個圓形軌道，這樣就簡化了問題，易于我們在現(xiàn)有認知水平上來接受.
根據(jù)圓周運動的條件可知行星必然受到一個太陽給的力.牛頓認為這是太陽對行星的引力，那么，太陽對行星的引力F應該為行星運動所受的向心力，即：
再根據(jù)開普勒第三定律 代入上式
可得到：
其中m為行星的質量，r為行星軌道半徑，即太陽與行星的距離.由上式可得出結論：太陽對行星的引力跟行星的質量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比.
即：F∝
根據(jù)牛頓第三定律：太陽吸引行星的力與行星吸引太陽的力是同性質的相互作用力.既然太陽對行星的引力與行星的質量成正比，那么行星對太陽也有作用力，也應與太陽的質量M成正比，即：
F∝
用文字表述為：太陽與行星之間的引力，與它們質量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比.
用公式表述：
公式中的G是一個常數(shù)，叫萬有引力常量.
進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物體間，即具有劃時代意義的萬有引力定律.
2.萬有引力定律：
�。�1）內容：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比.
(2)公式：
�。�3）疑問：在日常生活中，我們各自之間或人與物體間，為什么都對這種作用沒有任何感覺呢？
這是因為一般物體的`質量與星球的質量相比太小了，它們之間的引力太小了，所以我們不易感覺到.下一節(jié)課的卡文迪許的精巧的扭秤實驗將為我們驗證.
�。�4）各物理量的含義及單位
r表示兩個具體物體相距很遠時，物體可以視為質點.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為萬有引力常量，G=6.67×10-11，單位為Nm2/kg2.這個引力常量的出現(xiàn)要比萬有引力定律晚一百多年哪！是英國的物理學家卡文迪許測出來的，我們下節(jié)課就要學習.
(5) 擴展思路
牛頓想驗證地面上的物體的重力與月地間、行星與太陽間的引力是同種性質的力，他做了著名的“月——地”檢驗，請同學們閱讀課本第105頁有關內容.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的力，都與距離的二次方成反比關系，那么月球繞地球做近似圓周運動的向心加速度就應該是重力加速度的1/3600.
牛頓計算了月球的向心加速度，結果證明是對的.
�、谌绻覀円阎厍蛸|量為5.89×1024kg.地球半徑為6.37×106m.同學們試計算一下月球繞地球的向心加速度是多大？
同學們通過計算驗證，
�、蹫榱蓑炞C地面上的重力與月球繞地球運轉的向心力是同一性質的力，還提出一個理想實驗：設想一個小月球非常接近地球，以至于幾乎觸及地球上最高的山頂，那么使這個小月球保持軌道運動的向心力當然就應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動，它就應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)驗不符的.所以，是同性質的力.
�。�6）萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的重要意義
萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，對物理學、天文學的發(fā)展具有深遠的影響.它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一了起來.在科學文化發(fā)展上起到了積極的推動作用，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（用投影片出示題目）
1.要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4，下列辦法不可采用的是
獳.使兩物體的質量各減小一半，距離不變
B.使其中一個物體的質量減小到原來的1/4，距離不變
C.使兩物體間的距離增為原來的2倍，質量不變
D.距離和質量都減為原來的1/4
2.火星的半徑是地球半徑的一半，火星的質量約為地球質量的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量的物體受到火星吸引力的 倍.
3.兩個大小相同的實心小鐵球緊靠在一起時，它們之間的萬有引力為F.若兩個半徑為原來2倍的實心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力為
獳.4F 獴.2F 獵.8F 獶.16F
參考答案：
1.D 2.2.25 3.D
七、小結（用投影片出示內容）
通過這節(jié)課的學習，我們了解并知道：
1.得出萬有引力定律的思路及方法.
2.任何兩個物體間存在著相互作用的引力的一般規(guī)律：即
其中G為萬有引力常量，r為兩物間的距離.
八、板書設計
第二節(jié) 萬有引力定律
萬有引力教案6
教學目標
知識目標：
1、了解萬有引力定律得出的思路和過程。
2、理解萬有引力定律的含義并會推導萬有引力定律。
3、知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵守相同的規(guī)律
能力目標：
1、培養(yǎng)學生研究問題時，抓住主要矛盾，簡化問題，建立理想模型的處理問題的能力。
2、訓練學生透過現(xiàn)象(行星的運動)看本質(受萬有引力的作用)的判斷、推理能力
德育目標：
1、通過牛頓在前人的基礎上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，滲透科學發(fā)現(xiàn)的方法論教育。
2、培養(yǎng)學生的猜想、歸納、聯(lián)想、直覺思維能力。
教學重難點
教學重點：
月——地檢驗的推倒過程
教學難點：
任何兩個物體間都存在萬有引力
教學過程
(一)引入：
太陽對行星的引力是行星做圓周運動的向心力，，這個力使行星不能飛離太陽;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地球呢?是否是由于地球對物體的引力造成的呢?
若真是這樣，物體離地面越遠，其受到地球的引力就應該越小，可是地面上的物體距地面很遠時受到地球的引力似乎沒有明顯減小。如果物體延伸到月球那里，物體也會像月球那樣圍繞地球運動。地球對月球的引力，地球對地面上的物體的引力，太陽對行星的引力，是同一種力。你是這樣認為的嗎?
(二)新課教學：
一.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程
(引導學生閱讀教材找出發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思路)
假想——理論推導——實驗檢驗
(1)牛頓對引力的思考
牛頓看到了蘋果落地發(fā)現(xiàn)了萬有引力，這只是一種傳說。但是，他對天體和地球的引力確實作過深入的思考。牛頓經(jīng)過長期觀察研究，產(chǎn)生如下的假想：太陽、行星以及離我們很遠的恒星，不管彼此相距多遠，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轉，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的物體(如月亮)，其引力也是隨距離的增大而減弱。牛頓進一步猜想，宇宙間任何物體間都存在吸引力，這些力具有相同的本質，遵循同樣的力學規(guī)律，其大小都與兩者間距離的平方成反比。
(2)牛頓對定律的推導
首先，要證明太陽的引力與距離平方成反比，牛頓憑著他對于數(shù)學和物理學證明的驚人創(chuàng)造才能，大膽地將自己從地面上物體運動中總結出來的運動定律，應用到天體的運動上，結合開普勒行星運動定律，從理論上推導出太陽對行星的引力F與距離r的平方成反比，還證明引力跟太陽質量M和行星質量m的乘積成正比，牛頓再研究了衛(wèi)星的運動，結論是：
它們間的引力也是與行星和衛(wèi)星質量的乘積成正比，與兩者距離的平方成反比。
(3)。牛頓對定律的檢驗
以上結論是否正確，還需經(jīng)過實驗檢驗。牛頓根據(jù)觀測結果，憑借理想實驗巧...
萬有引力教案7
整體設計
卡文迪許在實驗室測出了引力常量，表明了萬有引力定律同樣適用于地面上的任意兩個物體，用實驗方法進一步證明了萬有引力定律的普適性。同時，引力常量的測出，使得包括計算星體質量在內的關于萬有引力定律的計算成為可能，使得萬有引力定律有了真正的實用價值。因此萬有引力理論的成就是本章的重點。
萬有引力定律在天文學上應用廣泛，他與牛頓第二定律、圓周運動相結合可用來求解天體的質量和密度，分析天體的運動規(guī)律。萬有引力定律與實際問題、現(xiàn)代科技相聯(lián)系，可以用來發(fā)現(xiàn)新問題，開拓新領域。
把萬有引力定律應用在天文學上的基本方法是：將天體的運動近似看作均勻圓周運動處理，運動天體所需要的向心力來自天體間的萬有引力。因此，處理本節(jié)問題時要注意把萬有引力公式與均勻圓周運動的一系列向心力公式相結合，就可推導出適用于天體問題的公式，并且在應用這些公式時，一定要正確認識公式中各物理量的意義。具體應用時根據(jù)題目中所給的實際情況，選擇適當公式進行分析和求解。
【教學目標】
�。ㄒ唬┲R與技能
1．了解萬有引力定律在天文學上的重要應用。
2．會用萬有引力定律計算天體質量。
3．理解并運用萬有引力定律處理天體問題的思路和方法。
�。ǘ┻^程與方法
1．了解萬有引力定律在天文學上的重要應用，理解并運用萬有引力處理天體問題的思路方法。
2.理解運用萬有引力定律處理天體問題的思路、方法，體會科學定律的意義。
�。ㄈ┣楦�、態(tài)度與價值觀
體會萬有引力定律在人類認識自然界奧秘中的巨大作用，讓學生懂得理論來源于實踐。
【教學重點】
1．行星繞太陽的運動的向心力是由萬有引力提供的。
2．會用已知條件求中心天體的質量。
【教學難點】
在具體的天體運動中應用萬有引力定律解決問題。
【課時安排】
1課時。
【教學過程】
一、引入新課
教師活動：上節(jié)我們學習了萬有引力定律的有關知識，現(xiàn)在請同學們回憶一下，萬有引力定律的內容及公式是什么？公式中的g又是什么？g的測定是誰完成的？
學生活動：思考并回答上述問題
內容：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。
公式：f=g
公式中的g是引力常量，它在大小上等于質量為1 kg的兩個物體相距1 m時所產(chǎn)生的引力大小，經(jīng)測定其值為6．67×10
—1n·m/kg。g的測定是由卡文迪許完成的。
教師活動：牛頓（1643—1727）是英國著名的物理學家、數(shù)學家和天文學家，是十七世紀最偉大的科學巨匠。牛頓一生對科學事業(yè)所做的貢獻，遍及物理學、數(shù)學和天文學等領域。牛頓在物理學上最主要的成就，是創(chuàng)立了經(jīng)典力學的基本體系，對于光學，牛頓致力于光的顏色和光的本性的研究，也作出了重大貢獻。牛頓在數(shù)學方面，總結和發(fā)展了前人的工作，提出了“流數(shù)法”，建立了二項式定理，創(chuàng)立了微積分。在天文學方面，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，創(chuàng)制了反射望遠鏡，并且用它初步觀察到了行星運動的規(guī)律。
上面用了兩個字“發(fā)現(xiàn)”，不是發(fā)明！正如幼兒園有一個小朋友造句：我爸爸發(fā)現(xiàn)了我的媽媽，然后發(fā)明了我。
萬有引力發(fā)現(xiàn)后，再經(jīng)過了一百多年，才確定引力常量�？ㄎ牡显S扭秤的主要部分是一個輕而堅固的t型架，倒掛在一根金屬絲的下端。t形架水平部分的兩端各裝一個質量是m的小球，t形架的豎直部分裝一面小平面鏡m，它能把射來的光線反射到刻度尺上，這樣就能比較精確地測量金屬絲的扭轉。他測定了引力常量。這也提供了我們測量微小物體質量的方法。古代，曹操的兒子曹沖利用浮力稱出了大象的質量。那我們現(xiàn)在有沒有可能利用已知的知識來稱地球呢？
二、進行新課
�。ㄒ唬翱茖W真是迷人”
教師活動：引導學生閱讀教材“科學真實迷人”部分的內容，思考問題［投影出示］：
1．推導出地球質量的表達式，說明卡文迪許為什么能把自己的實驗說成是“稱量地球的重量”？
2．設地面附近的重力加速度g=9．8m/s，地球半徑r =6．4×10m，引力常量g=6．67×10-11nm2/kg2，試估算地球的質量。
學生活動：閱讀課文，推導出地球質量的表達式，在練習本上進行定量計算。
教師活動：由于地球自轉非常慢，一天只轉了一圈，所以對應的向心力很小。在這里，我們忽略不計。擇取學生的推導、計算過程，一起點評。
kg
重力加速度與高度的變化：若物體靜止在距離地面高為h的高空
�。ǘ┯嬎闾祗w的質量
教師活動：（課件展示太陽系里面的星體的美麗圖片）
引導學生閱讀教材“天體質量的計算”部分的內容，同時考慮下列問題［投影出示］：
1．應用萬有引力定律求解天體質量的基本思路是什么？
2．求解天體質量的方程依據(jù)是什么？
學生活動：學生閱讀課文第一部分，從課文中找出相應的答案。
1．求解天體質量的基本思路是：根據(jù)環(huán)繞天體的運動情況，求出其向心加速度，然后根據(jù)萬有引力充當向心力，根據(jù)牛頓第二定律，列方程求解．
2．從前面的學習知道，天體之間存在著相互作用的萬有引力，而行星（或衛(wèi)星）都在繞恒星（或行星）做近似圓周的運動，而物體做圓周運動時合力充當向心力，故對于天體所做的圓周運動的動力學方程只能是萬有引力充當向心力，這也是求解中心天體質量時列方程的根源所在。
教師活動：引導學生深入探究
請同學們結合課文知識以及前面所學勻速圓周運動的知識，加以討論、綜合，然后思考下列問題［投影出示］。學生代表發(fā)言。
1．天體實際做何運動？而我們通�？烧J為做什么運動？
2．描述勻速圓周運動的物理量有哪些？
3．根據(jù)環(huán)繞天體的運動情況求解其向心加速度有幾種求法？
4．應用天體運動的`動力學方程──萬有引力充當向心力求出的天體質量有幾種表達式？各是什么？各有什么特點？
5．應用此方法能否求出環(huán)繞天體的質量？
學生活動：討論，得出答案。學生代表發(fā)言。
1．天體實際運動是沿橢圓軌道運動的，而我們通常情況下可以把它的運動近似處理為圓形軌道，即認為天體在做勻速圓周運動。
2．在研究勻速圓周運動時，為了描述其運動特征，我們引進了線速度v，角速度ω，周期t三個物理量。
23．根據(jù)環(huán)繞天體的運動狀況，a心=4πr/t
4．應用天體運動的動力學方程──萬有引力充當向心力，結合圓周運動向心加速度方程，即
（3）f引=f心=ma心
即： gmm/r=m 4πr/t
�、�
從上述動力學方程的表述中，可得到相應的天體質量表達形式：
232
m=4πr/gt．
3同理可得：m=vr/g 或者m=ωr/g．
上述三種表達式分別對應在已知環(huán)繞天體的線速度v，角速度ω，周期t時求解中心天體質量的方法。
以上各式中m表示中心天體質量，m表示環(huán)繞天體質量，r表示兩天體間距離，g表示引力常量。
5．從以上各式的推導過程可知，利用此法只能求出中心天體的質量，而不能求環(huán)繞天體的質量，因為環(huán)繞天體的質量同時出現(xiàn)在方程的兩邊，已被約掉。
師生互動：
從上面的學習可知，在應用萬有引力定律求解天體質量時，只能求解中心天體的質量，而不能求解環(huán)繞天體的質量。而在求解中心天體質量的三種表達式中，最常用的是已知周期求質量的方程。因為環(huán)繞天體運動的周期比較容易測量。
教師活動：投影例題：某宇航員駕駛航天飛機到某一星球，他使航天飛機貼近該星球附近飛行一周，測出飛行時間為4．5103s，則該星球的平均密度是多少？
學生活動：在練習本上分析計算，寫出規(guī)范；分析：航天飛機繞星球飛行，萬有引力提供向心力，所以：
教師活動：投影學生求解過程，點評。
�。ㄈ┌l(fā)現(xiàn)未知天體
教師活動：請同學們閱讀課文“發(fā)現(xiàn)未知天體”部分的內容，考慮以下問題［投影出示］：
1．應用萬有引力定律除可估算天體質量外，還可以在天文學上有何應用？
2．應用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)了哪些行星？
學生活動：閱讀課文，從課文中找出相應的答案：
1．應用萬有引力定律還可以用來發(fā)現(xiàn)未知的天體。
2．海王星、冥王星就是應用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的。
教師活動：投影海王星照片與它的地貌照片
引導學生深入探究：
人們是怎樣應用萬有引力定律來發(fā)現(xiàn)未知天體的？發(fā)表你的看法。
學生活動：討論并發(fā)表見解。
人們在長期的觀察中發(fā)現(xiàn)天王星的實際運動軌道與應用萬有引力定律計算出的軌道總存在一定的偏差，所以懷疑在天王星周圍還可能存在有行星，然后應用萬有引力定律，結合對天王星的觀測資料，便計算出了另一顆行星的軌道，進而在計算的位置觀察新的行星。
點評：萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，為天文學的發(fā)展起到了積極的作用，用它可以來計算天體的質量，同時還可以來發(fā)現(xiàn)未知天體．
三、課堂總結、點評
教師活動：
1．處理天體運動問題的關鍵是：萬有引力提供做勻速圓周運動所需的向心力。
2．忽略地球自轉,物體所受重力等于地球對物體的引力。
學生活動：認真總結概括本節(jié)內容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。
教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。
教學說明
思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。在探究萬有引力的成就教學中，教學設計要求教師放開手腳讓學生大膽去想，怎樣才能求出天體的質量？用兩種方法得出來后教師再總結，在什么情況下用什么公式，學生掌握起來就容易得多。質量求出來了，如何求密度？這一點完全讓學生自己處理。激發(fā)學生的探究動機。在探究發(fā)現(xiàn)未知天體過程中，教師通過展示發(fā)現(xiàn)未知天體的材料，讓學生感知任何發(fā)現(xiàn)、發(fā)明離不開前人的經(jīng)驗和教訓，激發(fā)學生的學習興趣，要有所成就，必須學好現(xiàn)有知識。
本教學設計始終以學生為主體精心設計探究活動。給學生主動探索、自主學習的空間，通過學生的思考、動手、觀察、討論，激發(fā)徐盛的學習熱情，使學生由被動接受知識轉化為主動獲取知識。
萬有引力教案8
【學習目標】
1.了解萬有引力定律的偉大成就，能測量天體的質量及預測未知天體等
2.熟練掌握應用萬有引力定律測天體質量的思路和方法。
3.體會萬有引力定律在天文學史上取得的巨大成功，激發(fā)學科學習激情和探索精神。
【學習重難點】
1.重點：測天體的質量的思路和方法
2.難點：物體的重力和萬有引力的區(qū)別和聯(lián)系。
【學習方法】
自主學習、合作交流、講授法、練習法等。
【課時安排】1課時
【學習過程】
一、導入新課：
萬有引力定律發(fā)現(xiàn)后，尤其是卡文迪許測出引力常量后，立即凸顯出定律的實用價值，能利用萬有引力定律測天體的質量，科學性的去預測未知的天體！這不僅進一步證明了萬有引力定律的正確性，而且確立了萬有引力定律在科學史上的地位，有力地樹立起人們對年輕的物理學的尊敬。
二、多媒體展示問題，學生帶著問題學習教材，交流討論。
1.說一說物體的重力和萬有引力的區(qū)別和聯(lián)系
2.寫出應用萬有引力定律測天體質量的思路和方法。
3.簡述“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”的天文學史事，該史事說明了什么？
三、師生互動參與上述問題的學習與討論
1.學生互動學習交流發(fā)言。
2.教師指導、幫助學生進一步學習總結（結合課件展示）。
�。�1）萬有引力和物體的重力
地球表面附近的物體隨地球的自轉而做勻速圓周運動，受力分析如圖（1）
1）在兩極點:
2）除兩極點外：萬有引力的一個分力提供向心力，
另外一個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�，物體的重力
的數(shù)值和萬有引力相差很小。
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。若忽略地球自轉的影響，物體受到的萬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）“科學真是迷人”巧測地球的質量
若不考慮地球自轉的影響：，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，卡文迪許測出了引力常量G，就可以算出地球的質量M。這在當時看來就是一個科學奇跡。難怪著名文學家馬克·吐溫滿懷激情地說：“科學真是迷人。根據(jù)零星的事實，增添一點猜想，竟能贏得那么多收獲！”
�。�3）計算天體的質量
1）計算太陽的質量
核心思路方法:萬有引力提供行星做勻速圓周運動的向心力。
對行星由牛頓第二定律得：可得：
2）計算其他中心天體的質量：
核心思路方法:萬有引力提供小星體繞中心天體做勻速圓周運動的向心力。
對小星體由牛頓第二定律得：
可得：
思考與討論：如何進一步測中心天體的密度？
中心天體的體積:，中心天體的密度：
聯(lián)立以上各式得: 。
若，則：這是很重要的一個結論。
�。�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)矛盾亞當斯和勒維耶計算并預言伽勒發(fā)現(xiàn)證實
2）哈雷彗星的“按時回歸”
1705年英國天文學家哈雷根據(jù)萬有引力定律計算了一顆著名彗星的軌道并正確預言了它的回歸。
3）海王星的發(fā)現(xiàn)和哈雷彗星的“按時回歸”不僅進一步證實了萬有引力定律的正確性，同時也確立了萬有引力定律在科學史上的地位，也成為科學史上的美談�？茖W定律的可預測性體現(xiàn)的淋漓盡致！
四、隨堂練習：
例1:開普勒定律不僅適用于太陽系，它對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)測定月地距離為3.84×108m，月球繞地球運動的周期為2.36×106S，試計算地球的質量M地。（G=6.67×10-11Nm2/kg2，結果保留一位有效數(shù)字）
例2:20xx年10月22日，歐洲航天局由衛(wèi)星觀測發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個超大型黑洞，命名為MCG6－30－15，由于黑洞的強大引力，周圍物質大量掉入黑洞，假定銀河系中心僅此一個黑洞，已知太陽系繞銀河系中心勻速運轉，下列哪一組數(shù)據(jù)可估算該黑洞的質量（）
A.地球繞太陽公轉的周期和速度
B.太陽的質量和運行速度
C.太陽的質量和到MCG6－30－15的距離
D.太陽運行速度和到MCG6－30－15的距離
例3:地球可視為球體，其自轉周期為T，在赤道上用彈簧秤測得某物體的重量是在兩極處測得同一物體重量的0.9倍，已知引力常量為G，試求地球的平均密度。
例4:某星球的質量是地球質量的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、學習目標的自我評價和學習小結
本節(jié)課首先認識了萬有引力和重力間的差異，后學習了應用萬有引力定律測天體質量的兩種基本方法：1）和2），最后見識了萬有引力定律在探索宇宙過程中發(fā)揮的重要作用和地位。
六、課后作業(yè)：
教材P432、3、4
【板書設計】
§6.4萬有引力理論的成就
一、萬有引力和物體的重力
1）在兩極點:
2）在赤道處：，
二、“科學真是迷人”巧測地球的質量
，則:
三、計算天體的質量
1）計算太陽的質量可得：
2）計算其他中心天體的質量：
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“按時回歸”
五、隨堂練習：略
六、課后作業(yè)：教材P432、3、4
萬有引力教案9
教學目標
理解萬有引力定律及其公式表達
知道天體運動中的向心力是由萬有引力提供的，能根據(jù)萬有引力定律公式和向心力公式進行有關的計算．
理解萬有引力定律在天文學中的應用(天體質量的測量、衛(wèi)星的發(fā)射、宇宙速度)?
2學情分析
知識點少，但不易理解，需建立運動模型
3重點難點
萬有引力定律在天文學中的應用。
萬有引力定律在天文學中的應用
4教學過程
4.1第一學時教學活動活動1
【講授】萬有引力定律
課堂引入
播放衛(wèi)星發(fā)射視頻
仔細觀看
練習1.火星質量是地球質量的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
投影問題
練習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
投影問題
練習3.若某行星半徑為R，引力常量為G，則此星球的質量M,則在一行星上以速度ν豎直上拋一個物體，物體落回手中時間為多少？
�、踘與拋體運動的結合
提問
練習1.近地衛(wèi)星線速度為7．9km／s，已知月球質量是地球的質量的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
投影問題
練習2.兩顆人造衛(wèi)星繞地球做圓周運動，它們的質量之比為1：2，軌道半徑之比為1：4，則
A．它們的運動速率之比為2：1
B．它們的速率之比為1：4
C．它們的運動速率之比為4：1
D．它們的速率之比為1：8
思考后回答
�、诜�(wěn)定運行速度
A
投影總結
練習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T1、T2、T3，則()
A．ω1>ω2>ω3
B．v1
C．T1=T2=T3
D.T1>T2>T3
1.穩(wěn)定運行周期
穩(wěn)定運行角速度
B
投影問題
練習1.在太陽系里有許多小行星，如發(fā)現(xiàn)某一顆小行星繞太陽運行的半徑是火星繞太陽運行半徑的4倍，則這顆小行星繞太陽運行的周期是火星繞太陽運行的周期的（）
A．2倍B．4倍C．8倍D．16倍
開普勒第三定律
投影總結
同步衛(wèi)星的高度
是地球半徑的5.6
提問
有人想在北京上空定位一顆同步衛(wèi)星，他能否實現(xiàn)？
中國的衛(wèi)星定位在哪?
印度尼西亞上
師生互動
展示
變軌問題分析
課堂小結
習題鞏固
分析、解答
3.萬有引力定律
課時設計課堂實錄
3.萬有引力定律
1第一學時教學活動活動1【講授】萬有引力定律
課堂引入
播放衛(wèi)星發(fā)射視頻
仔細觀看
萬
有
引
力
定
律
的
應
用
投影問題
練習1.火星質量是地球質量的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
投影問題
練習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
投影問題
練習3.若某行星半徑為R，引力常量為G，則此星球的質量M,則在一行星上以速度ν豎直上拋一個物體，物體落回手中時間為多少？
�、踘與拋體運動的結合
提問
練習1.近地衛(wèi)星線速度為7．9km／s，已知月球質量是地球的質量的'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
投影問題
練習2.兩顆人造衛(wèi)星繞地球做圓周運動，它們的質量之比為1：2，軌道半徑之比為1：4，則
A．它們的運動速率之比為2：1
B．它們的速率之比為1：4
C．它們的運動速率之比為4：1
D．它們的速率之比為1：8
思考后回答
�、诜�(wěn)定運行速度
A
投影總結
練習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T1、T2、T3，則()
A．ω1>ω2>ω3
B．v1
C．T1=T2=T3
D.T1>T2>T3
1.穩(wěn)定運行周期
穩(wěn)定運行角速度
B
投影問題
練習1.在太陽系里有許多小行星，如發(fā)現(xiàn)某一顆小行星繞太陽運行的半徑是火星繞太陽運行半徑的4倍，則這顆小行星繞太陽運行的周期是火星繞太陽運行的周期的（）
A．2倍B．4倍C．8倍D．16倍
開普勒第三定律
投影總結
同步衛(wèi)星的高度
是地球半徑的5.6
提問
有人想在北京上空定位一顆同步衛(wèi)星，他能否實現(xiàn)？
中國的衛(wèi)星定位在哪?
印度尼西亞上
師生互動
展示
變軌問題分析
課堂小結
習題鞏固
分析、解答
萬有引力教案10
一、教學目標：
1．了解萬有引力定律在天文學上的重要應用。
2．會用萬有引力定律計算天體的質量。
3．掌握綜合運用萬有引力定律和圓周運動學知識分析具體問題的基本方法。
二、教學重點：萬有引力定律和圓周運動知識在天體運動中的應用
三、教學難點：天體運動向心力來源的理解和分析
四、教學方法：啟發(fā)引導式
五、教學過程：
�。ㄒ唬┮胄抡n
天體之間的作用力主要是萬有引力，萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)對天文學的.發(fā)展起到了巨大的推動作用，這節(jié)課我們要來學習萬有引力在天文學上有哪些重要應用。
�。ǘ┻M行新課
1．天體質量的計算
提出問題引導學生思考：在天文學上，天體的質量無法直接測量，能否利用萬有引力定律和前面學過的知識找到計算天體質量的方法呢？
�。�1）基本思路：在研究天體的運動問題中，我們近似地把一個天體繞另一個天體的運動看作勻速圓周運動，萬有引力提供天體作圓周運動的向心力。
萬有引力定律在天文學上的應用。
萬有引力教案11
教學目標：
1、了解卡文迪許實驗裝置及其原理。
2、知道引力常量的意義及其數(shù)值。
3、加深對萬有引力定律的理解。
教學重點：
引力常量的測定及重要意義。
教學難點：
卡文迪許用扭秤測量引力常量的原理。
教學方法：
引導式
教學過程：
一引入新課
牛頓雖然發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，由于當時實驗條件和技術的限制，沒能給出準確的引力常量。顯然，如不能定量地算出兩物體間的萬有引力的大小，萬有引力定律就沒有什么實際意義。直到1789年，英國物理學家卡文迪許巧妙地利用了扭秤裝置，第一次在實驗室里比較準確地測出引力常量。這節(jié)課我們就來學習他如何利用扭秤測出非常小的萬有引力的。
二新課教學
（一）引力常量G的測定
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、扭秤實驗的原理兩次放大及等效的思想。
扭秤裝置把微小力轉變成力矩來反映（一次放大），扭轉角度通過光標的移動來反映（二次放大），從而確定物體間的萬有引力。
T形架在兩端質量為m的兩個小球受到質量為m’的兩大球的引力作用下發(fā)生扭轉，引力的力矩為FL。同時，金屬絲發(fā)生扭轉而產(chǎn)生一個相反的力矩，當這兩個力的力矩相等時，T形架處于平衡狀態(tài)，此時，金屬絲扭轉的角度可根據(jù)小鏡從上的反射光在刻度尺上移動的距離求出，由平衡方程：L為兩小球的距離，k為扭轉系數(shù)可測出，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行測量，得出引力常量，與現(xiàn)在公認的值非常接近。
（二）測定引力常量的重要意義
1、證明了萬有引力的存在的普遍性。
2、使得萬有引力定律有了真正的實用價值，可測定遠離地球的天體的質量、密度等。
3、扭秤實驗巧妙地利用等效法合理地將微小量進行放大，開創(chuàng)了測量弱力的新時代。
三例題分析
例1、既然兩個物體間都存在引力，為什么當兩個人接近時他們不吸在一起？
解：由于人的'質量相對于地球質量非常小，因此兩人靠近時，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：設在地球表面上有一質量為m的物體，則，得，而，代入數(shù)據(jù)得
四布置作業(yè)
閱讀材料
第一個現(xiàn)代物理實驗室
19世紀末葉，物理學進入了一個新發(fā)展時期，推動物理學發(fā)展的物理實驗，同時從經(jīng)典物理學發(fā)展時期以個人為主輔以簡單儀器進行研究的形式，發(fā)展到近代物理學研究中集體分工合作并配備高級精密儀器的形式。這種發(fā)展，導致現(xiàn)代物理實驗室的出現(xiàn)。
最早的現(xiàn)代物理實驗室是英國的卡文迪許實驗室。不少人以為這個實驗室是著名的英國科學家、引力常數(shù)的測定者、確定水的組成并發(fā)現(xiàn)氫氣的亨利·卡文迪許建造的，其實不是這么回事。當卡文迪許實驗室建成時，亨利·卡文迪許離開人間已有半個多世紀了�？ㄎ牡显S實驗室是在英國公爵德馮夏爾·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。
卡文迪許實驗室于1872年破土動工，兩年后就在劍橋自由學校巷里建成。說也奇怪，這個物理實驗室竟是在一位著名的理論物理學家──麥克斯韋的領導下籌建的，他還是它的第一任主任。為了給實驗室增添儀器，麥克斯韋拿出了自己不多的積蓄。
卡文迪許實驗室它不僅出成果，而且出人才。許多有成就的物理學家都曾在這里受到過現(xiàn)代物理學的熏陶。領導卡文迪許實驗室的都是成就輝煌、赫赫有名的現(xiàn)代物理學大師。繼麥克斯韋之后，任卡文迪許實驗室主任的有：現(xiàn)代聲學和光學的奠基人瑞利，電子的發(fā)展者J·J·湯姆遜（他在28歲時就當上了主任），現(xiàn)代原子核物理學之父盧瑟福，以科學研究組織工作見長的W·L·布拉格，現(xiàn)代固體物理的先驅莫特。除麥克斯韋之外，都是諾貝爾獎金獲得者。
萬有引力教案12
教學重點：
萬有引力定律的應用
教學難點：
地球重力加速度問題
教學方法：
討論法
教學用具：
計算機
教學過程：
一、地球重力加速度
問題一：在地球上是赤道的重力加速度大還是兩極的加速度大？
這個問題讓學生充分討論：
1、有的學生認為：地球上的加速度是不變化的．
2、有的學生認為：兩極的重力加速度大．
3、也有的的學生認為：赤道的重力加速度大．
出現(xiàn)以上問題是因為：學生可能沒有考慮到地球是橢球形的，也有不記得公式的等．
教師板書并講解：
在質量為、半徑為的地球表面上，如果忽略地球自轉的影響，質量為的物體的重力加速度，可以認為是由地球對它的萬有引力產(chǎn)生的．由萬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量和半徑?jīng)Q定的．而又因為地球是橢球的赤道的半徑大，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．也可讓學生發(fā)揮得：離地球表面的距離越大，重力加速度越�。�
問題二：有1kg的物體在北京的重力大還是在上海的重力大？
這個問題有學生回答
問題三：
1、地球在作什么運動？人造地球衛(wèi)星在作什么運動？
通過展示圖片為學生建立清晰的圖景．
2、作勻速圓周運動的向心力是誰提供的？
回答：地球與衛(wèi)星間的萬有引力即由牛頓第二定律得：
3、由以上可求出什么？
�、傩l(wèi)星繞地球的線速度：
�、谛l(wèi)星繞地球的周期：
�、坌l(wèi)星繞地球的角速度：
教師可帶領學生分析上面的公式得：
當軌道半徑不變時，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．
當衛(wèi)星的角速度不變時，則衛(wèi)星的'軌道半徑不變．
課堂練習：
1、假設火星和地球都是球體，火星的質量和地球質量．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：因物體的重力來自萬有引力，所以：
則該天體表面的重力加速度為：
所以：
2、若在相距甚遠的兩顆行星和的表面附近，各發(fā)射一顆衛(wèi)星和，測得衛(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：設運動半徑為，行星質量為，衛(wèi)星質量為．
由萬有引力定律得：
解得：
所以：
3、某星球的質量約為地球的的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
組織學生收集資料，編寫相關論文，可以參考下列題目：
1、月球有自轉嗎？
2、觀察月亮
萬有引力教案13
教學目標
知識目標
（1）通過演示實驗認識加速度與質量和和合外力的定量關系；
�。�2）會用準確的文字敘述牛頓第二定律并掌握其數(shù)學表達式；
（3）通過加速度與質量和和合外力的定量關系，深刻理解力是產(chǎn)生加速度的原因這一規(guī)律；
（4）認識加速度方向與合外力方向間的矢量關系，認識加速度與和外力間的瞬時對應關系；
（5）能初步運用運動學和牛頓第二定律的知識解決有關動力學問題。
能力目標
通過演示實驗及數(shù)據(jù)處理，培養(yǎng)學生觀察、分析、歸納總結的能力；通過實際問題的處理，培養(yǎng)良好的書面表達能力。
情感目標
培養(yǎng)認真的科學態(tài)度，嚴謹、有序的思維習慣。
教學建議
教材分析
1、通過演示實驗，利用控制變量的方法研究力、質量和加速度三者間的關系：在質量不變的前題下，討論力和加速度的關系；在力不變的前題下，討論質量和加速度的關系。
2、利用實驗結論總結出牛頓第二定律：規(guī)定了合適的力的單位后，牛頓第二定律的表達式從比例式變?yōu)榈仁健?/p>
3、進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，而不是其中某一個或某幾個力；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性
教法建議
1、要確保做好演示實驗，在實驗中要注意交代清楚兩件事：只有在砝碼質量遠遠小于小車質量的`前題下，小車所受的拉力才近似地認為等于砝碼的重力（根據(jù)學生的實際情況決定是否證明）；實驗中使用了替代法，即通過比較小車的位移來反映小車加速度的大小。
2、通過典型例題讓學生理解牛頓第二定律的確切含義。
3、讓學生利用學過的重力加速度和牛頓第二定律，讓學生重新認識出中所給公式
教學設計示例
教學重點：牛頓第二定律
教學難點：對牛頓第二定律的理解
示例：
一、加速度、力和質量的關系
介紹研究方法（控制變量法）：先研究在質量不變的前題下，討論力和加速度的關系；再研究在力不變的前題下，討論質量和加速度的關系。介紹實驗裝置及實驗條件的保證：在砝碼質量遠遠小于小車質量的條件下，小車所受的拉力才近似地認為等于砝碼的重力。介紹數(shù)據(jù)處理方法（替代法）：根據(jù)公式可知，在相同時間內，物體產(chǎn)生加速度之比等于位移之比。
以上內容可根據(jù)學生情況，讓學生充分參與討論。本節(jié)書涉及到的演示實驗也可利用氣墊導軌和計算機，變?yōu)槎繉嶒灐?/p>
1、加速度和力的關系
做演示實驗并得出結論：小車質量相同時，小車產(chǎn)生的加速度與作用在小車上的力成正比，即，且方向與方向相同。
2、加速度和質量的關系
做演示實驗并得出結論：在相同的力F的作用下，小車產(chǎn)生的加速度與小車的質量成正比，即。
二、牛頓第二運動定律（加速度定律）
1、實驗結論：物體的加速度根作用力成正比，跟物體的質量成反比。加速度方向跟引起這個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。（這一點學生不易理解）
3、牛頓第二定律：
物體的加速度根作用力成正比，跟物體的質量成反比。加速度方向跟引起這個加速度的力的方向相同。
數(shù)學表達式為：
4、對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動，使物體產(chǎn)生加速度的合外力是物體
所受4個力的合力，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。由此在處理問題時，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）瞬時性：物體在某時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：靜止物體啟動時，速度為零，但合外力不為零，所以物體具有加速度。
汽車在平直馬路上行駛，其加速度由牽引力和摩擦力的合力提供；當剎車時，牽引力突然消失，則汽車此時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，對應車的加速度方向也相反。
�。�4）力和運動關系小結：
物體所受的合外力決定物體產(chǎn)生的加速度：
當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動
當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動
以上小結教師要帶著學生進行，同時可以讓學生考慮是否還有其它情況，應滿足什么條件。
探究活動
題目：驗證牛頓第二定律
組織：2－3人小組
方式：開放實驗室，學生實驗。
評價：鍛煉學生的實驗設計和操作能力。
萬有引力教案14
一．活動目標
1．通過演示、實驗等方法，對物體下落現(xiàn)象產(chǎn)生興趣。
2．觀察、認識物體下落的必然性。
二．活動準備
1.“轱轆轱轆”學教具、“美麗下落路”學教具。
2. 沙包、毛絨玩具、紙球、棉花等。
三．活動過程
（一）發(fā)現(xiàn)物體會下落的特征。
1.玩“轱轆轱轆”。
�、儆變和妗伴镛A轱轆”， 感受物體往下落。
把手放開后瓶子會怎么樣？（會下落）瓶子落到哪里?（落到地上）
T：我們不動瓶子，它會自己上來嗎？（不會）怎么讓它上來？（搖動把手）
放開手后會怎么樣？（落到地上）
②師幼發(fā)現(xiàn)：轱轆上吊著的物體是會往下落的。
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）
②在探索的過程中，老師提示：
先將這些物體拿在手中，手放開后會怎么樣？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？
�、蹘熡装l(fā)現(xiàn)：物體無論是放開手后、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：
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，請幼兒猜一猜顏料會往那里走。
T：老師將顏料舀入盒子中，旋轉盒子，你們說顏料會往哪里走？（不管怎樣轉動盒，顏料都是往下流的，）為什么？（因為我們的地球有吸引力）
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。
（三）結束
原來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室展示出來吧。
萬有引力教案15
一、教學目標
1.能說出萬有引力定律內容并進行相關計算。
2.通過學習萬有引力定律，提升觀察思考交流能力。
3.通過每節(jié)課程學習，體會物理與生活的緊密聯(lián)系。
二、教學重難點
【重點】萬有引力定律的理解。
【難點】萬有引力定律的應用。
三、教學過程
環(huán)節(jié)一：導入新課
教師展示視頻：蘋果成熟落地、月球繞地球轉動、地球繞太陽轉動;提問：重力是怎么產(chǎn)生的?地球對蘋果的引力、地球對月球的力和太陽對行星的引力是同一種力嗎?
提出猜想：地球對地面物體的引力、地球對月球的力和太陽對行星的'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)放關于月地檢驗實驗的資料小卡片，學生自主閱讀，進行總結：地球與地面物體之間、地球對月球和太陽對行星之間都存在力的作用，屬于同種力，遵循相同的規(guī)律。
教師進行引導：既然地球對地面物體之間、地球與月球之間、太陽與行星之間的引力、與兩個物體的質量成正比、跟它們的距離的二次方成反比。那么我們可以更大膽設想：是否任何兩個物體之間都存在這樣的力?滿足同樣的規(guī)律?
安排學生閱讀教材，獨立思考什么是萬有引力，然后小組內交流討論并發(fā)表意見。
教師歸納總結：自然界中任何兩個物體都相互吸引，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。這就是萬有引力定律。