高中物理 《6.3 萬有引力定律》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修2

1 物理必修二物理必修二 6 3 6 3 萬有引力定律萬有引力定律 教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) a a 體會(huì)物理研究中猜想與驗(yàn)證的魅力 能夠踏著牛頓的足跡了解月地檢驗(yàn) b b 進(jìn)一步大膽地推導(dǎo)得出萬有引力定律 c c 了解引力常量的測(cè)量及意義 教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) 1 1 萬有引力推導(dǎo)的過程 2 2 萬有引力公式的體會(huì)及應(yīng)用 3 3 引力常量的有關(guān)知識(shí) 教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn) 一一 萬有引力推導(dǎo)的過程 二二 萬有引力公式的體會(huì)及應(yīng)用 教學(xué)過程教學(xué)過程 一 引入一 引入 師 師 通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們了解到 行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由太陽與 行星間的引力提供的 引力大小為 2 r Mm GF 與兩星體質(zhì)量的乘積成正比 與兩星 體距離的平方成反比 師 師 牛頓接著又思考 月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是不是類似地由地球與月 球間的引力提供 地球和月球間的引力與太陽和行星的引力會(huì)不會(huì)是同一性質(zhì)的力 遵循同一規(guī)律 2 r Mm GF 呢 師 師 正當(dāng)牛頓在思考這個(gè)問題時(shí) 蘋果偶然落地引起了他的遐想 蘋果之所以會(huì)落回 地面是因?yàn)榈厍驅(qū)μO果的吸引力 還有即使把蘋果放到最高的建筑物或最高的山頂上 蘋果的重力也不會(huì)明顯地減弱 說明地球?qū)μO果的吸引力必定延伸到遠(yuǎn)得多的地方 那如果把蘋果放到月球所在的位置 它們應(yīng)該還會(huì)受到地球給它的重力 按這樣的說 法 月球肯定會(huì)受到地球給它的重力的 那我先前思考的地球?qū)υ虑虻囊蛻?yīng)該就 是月球受到的重力 月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力就是由月球受到的的重力提供的 于是牛頓作了一個(gè)大膽的猜想 地球?qū)μO果的力 地球?qū)υ虑虻牧疤枌?duì)行星的力 可能是同一種性質(zhì)的力 它們可能遵循相同的規(guī)律 二 月地檢驗(yàn)二 月地檢驗(yàn) 2 師 師 猜想必須由事實(shí)來驗(yàn)證 由于當(dāng)時(shí)已經(jīng)能夠精確測(cè)定地球表面的重力加速度 g 9 8m s2 也能比較精確地測(cè)定月球與地球的距離為 60 倍地球半徑 r 3 8 108m 月球公轉(zhuǎn)的周期為 27 3 天 所以牛頓就想到了月地檢驗(yàn) 師 師 如果你是牛頓 你如何利用這些已知量對(duì)你的猜想進(jìn)行驗(yàn)證呢 學(xué)生思考 教師巡視 應(yīng)該有不少學(xué)生能夠思考出來一點(diǎn)頭緒 學(xué)生思考 教師巡視 應(yīng)該有不少學(xué)生能夠思考出來一點(diǎn)頭緒 實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論 實(shí)驗(yàn)表明 地面物體所受地球的引力 月球所受地 球的引力 以及太 陽與行星間的引力 真的遵循的規(guī)律 2 r Mm GF 三 三 萬有引力萬有引力 師 師 在月地檢驗(yàn)后 牛頓作了更大膽的設(shè)想 是否任意兩個(gè)物體之間都存在這樣的引 力 很可能是一般物 體的質(zhì)量比天體質(zhì)量小得多 它們之間的引力我們不易覺察罷了 于是牛頓將結(jié)論大膽推廣到宇宙中的一切物體 自然界中任何兩個(gè)物體之間都相互吸自然界中任何兩個(gè)物體之間都相互吸 引 引力大小與引 引力大小與 m m1 1m m2 2乘積成正比 與乘積成正比 與 r r2成反比 即成反比 即 2 r Mm GF 師 師 盡管這個(gè)推廣是什么自然的 但仍要接受事實(shí)的直接或間接的檢驗(yàn) 本章后面的 討論表明 由此得出的結(jié)論與事實(shí)相符 于是它成為科學(xué)史上最偉大的定律之一 萬有引力定律萬有引力定律 它于 1687 年發(fā)表在牛頓的傳世之作 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 中 師 師 萬有引力定律清楚地向人們揭示 復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的后面隱藏著簡(jiǎn)潔的科學(xué)規(guī)律 它明 確地向人們宣告 天上和地上的物體都遵循著完全相同的 科學(xué)法則 師 師 萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的物理意義 它對(duì)物理學(xué) 天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn) 3 的影響 它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來 對(duì)科學(xué)文化發(fā)展起 到了積極的推動(dòng)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 注意 注意 一一 此公式適用于可視為質(zhì)點(diǎn)的兩物體間的引力的計(jì)算 1 如果兩物體間的距離遠(yuǎn) 遠(yuǎn)大于物體本身大小 則