高中物理萬(wàn)有引力定律教學(xué)設計
作為一名教職工，常常要根據教學(xué)需要編寫(xiě)教學(xué)設計，借助教學(xué)設計可以提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。我們該怎么去寫(xiě)教學(xué)設計呢？以下是小編精心整理的高中物理萬(wàn)有引力定律教學(xué)設計，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。
高中物理萬(wàn)有引力定律教學(xué)設計篇1
知識目標
1、在開(kāi)普勒第三定律的基礎上，推導得到萬(wàn)有引力定律，使學(xué)生對此定律有初步理解；
2、使學(xué)生了解并掌握萬(wàn)有引力定律；
3、使學(xué)生能認識到萬(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
1、使學(xué)生能應用萬(wàn)有引力定律解決實(shí)際問(wèn)題；
2、使學(xué)生能應用萬(wàn)有引力定律和圓周運動(dòng)知識解決行星繞恒星和衛星繞行星運動(dòng)的天體問(wèn)題。
情感目標
1、使學(xué)生在學(xué)習萬(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，最后牛頓總結了前人經(jīng)驗的基礎上才發(fā)現的。讓學(xué)生在應用萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中應多觀(guān)察、多思考。
教學(xué)建議
萬(wàn)有引力定律的內容固然重要，讓學(xué)生了解發(fā)現萬(wàn)有引力定律的過(guò)程更重要。建議教師在授課時(shí)，應提倡學(xué)生自學(xué)和查閱資料。教師應準備的資料應更廣更全面。通過(guò)讓學(xué)生閱讀“萬(wàn)有引力定律的發(fā)現過(guò)程”，讓學(xué)生根據牛頓提出的幾個(gè)結果自己去猜測萬(wàn)有引力與那些量有關(guān)。教師在授課時(shí)可以讓學(xué)生自學(xué)，也可由教師提出問(wèn)題讓學(xué)生討論，也可由教師展示出開(kāi)普勒三定律和牛頓的一些故事引導學(xué)生討論。
教學(xué)目的：
1、了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程；
2、理解萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì )推導萬(wàn)有引力定律；
3、掌握萬(wàn)有引力定律，能解決簡(jiǎn)單的萬(wàn)有引力問(wèn)題；
教學(xué)難點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的應用
教學(xué)重點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律
教學(xué)工具：
展示第谷、哥白尼，伽利略、開(kāi)普勒和牛頓等人圖片。
教學(xué)過(guò)程
�。ㄒ唬┬抡n教學(xué)（20分鐘）
1、引言
展示第谷、哥白尼，伽利略、開(kāi)普勒和牛頓等人照片并講述物理學(xué)史：
十七世紀中葉以前的漫長(cháng)時(shí)間中，許多天文學(xué)家和物理學(xué)家（如第谷、哥白尼，伽利略和開(kāi)普勒等人），通過(guò)了長(cháng)期的觀(guān)察、研究，已為人類(lèi)揭示了行星的運動(dòng)規律。但是，長(cháng)期以來(lái)人們對于支配行星按照一定規律運動(dòng)的原因是什么。卻缺乏了解，更沒(méi)有人敢于把天體運動(dòng)與地面上物體的運動(dòng)聯(lián)系起來(lái)加以研究。
偉大的物理學(xué)家牛頓在哥白尼、伽利略和開(kāi)普勒等人研究成果的基礎上，進(jìn)一步將地面上的動(dòng)力學(xué)規律推廣到天體運動(dòng)中，研究、確立了《萬(wàn)有引力定律》。從而使人們認識了支配行星按一定規律運動(dòng)的原因，為天體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎。那么：
�。�1）牛頓是怎樣研究、確立《萬(wàn)有引力定律》的呢？
�。�2）《萬(wàn)有引力定律》是如何反映物體間相互作用規律的？
以上兩個(gè)問(wèn)題就是這節課要研究的重點(diǎn)。
2、通過(guò)舉例分析，引導學(xué)生粗略領(lǐng)會(huì )牛頓研究、確立《萬(wàn)有引力定律》的科學(xué)推理的思維方法。
蘋(píng)果在地面上加速下落：（由于受重力的原因）：
月亮繞地球作圓周運動(dòng)：（由于受地球引力的原因）；
行星繞太陽(yáng)作圓周運動(dòng)：（由于受太陽(yáng)引力的原因），
�。ㄅｎD認為）
牛頓將上述各運動(dòng)聯(lián)系起來(lái)研究后提出：這些力是屬于同種性質(zhì)的力，應遵循同一規律；并進(jìn)一步指出這種力應存在于宇宙中任何具有質(zhì)量的物體之間。
3、引入課題。
板書(shū)：第二節、萬(wàn)有引力定律
�。�1）萬(wàn)有引力：宇宙間任何有質(zhì)量的物體之間的相互作用。（板書(shū)）
�。�2）萬(wàn)有引力定律：宇宙間的一切物體都是相互吸引的。兩個(gè)物體間的引力大小，跟他們之間質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。（板書(shū)）
式中： 為萬(wàn)有引力恒量 ； 為兩物體的中心距離。引力是相互的（遵循牛頓第三定律）。
�。ǘ⿷茫ɡ}及課堂練習）
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，哪為什么物體沒(méi)有被吸引到一起？（請學(xué)生帶著(zhù)這個(gè)疑問(wèn)解題）
例題1、兩物體質(zhì)量都是1kg，兩物體相距1m，則兩物體間的萬(wàn)有引力是多少？
解：由萬(wàn)有引力定律得：
代入數據得：
通過(guò)計算這個(gè)力太小，在許多問(wèn)題的計算中可忽略。
例題2、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：
�。�1）地球表面一質(zhì)量為10kg物體受到的萬(wàn)有引力？
�。�2）地球表面一質(zhì)量為10kg物體受到的重力？
�。�3）比較萬(wàn)有引力和重力？
解：（1）由萬(wàn)有引力定律得：
代入數據得：
�。�2）
�。�3）比較結果萬(wàn)有引力比重力大。原因是在地球表面上的物體所受萬(wàn)有引力可分解為重力和自轉所需的向心力。
�。ㄈ┱n堂練習：
教師請學(xué)生作課本中的練習，教師引導學(xué)生審題，并提示使用萬(wàn)有引力定律公式解題時(shí)，應注意因單位制不同， 值也不同，強調用國際單位制解題。請學(xué)生同時(shí)到前面，在黑板上分別作1、2、3題。其它學(xué)生在座位上逐題解答。此時(shí)教師巡回指導學(xué)生練習隨時(shí)注意黑板上演算的情況。
�。ㄋ模┬〗Y：
1、萬(wàn)有引力存在于宇宙中任何物體之間（天體間、地面物體間、微觀(guān)粒子間）。天體間萬(wàn)有引力很大，為什么？留學(xué)生去想（它是支配天體運動(dòng)的原因）。地面物體間，微觀(guān)粒子間：萬(wàn)有引力很小，為什么？它不足以影響物體的運動(dòng)，故常�？珊雎圆挥�。
2、應用萬(wàn)有引力定律公式解題， 值選 ，式中所涉其它各量必須取國際單位制。
�。ㄎ澹┎贾米鳂I(yè)（3分鐘）：教師可根據學(xué)生的情況布置作業(yè)。
探究活動(dòng)
組織學(xué)生編寫(xiě)相關(guān)小論文，通過(guò)對資料的收集，了解萬(wàn)有引力定律的發(fā)現過(guò)程，了解科學(xué)家們對知識的探究精神，下面就是相關(guān)的題目。
1、萬(wàn)有引力定律發(fā)現的歷史過(guò)程。
2、第谷在發(fā)現萬(wàn)有引力定律上的貢獻。
高中物理萬(wàn)有引力定律教學(xué)設計篇2
【教材分析】
萬(wàn)有引力定律這一節是本章的重點(diǎn)，是對前兩節課內容的延伸，也是下節課教學(xué)內容的基礎。教材在尊重歷史事實(shí)的前提下，通過(guò)一些邏輯思維的鋪墊，通過(guò)月—地檢驗讓學(xué)生體會(huì )萬(wàn)有引力定律的推導過(guò)程，親自證實(shí)了天上的力和地上的力遵守相同的規律——萬(wàn)有引力定律。
通過(guò)對萬(wàn)有引力定律內容的分析學(xué)習，讓學(xué)生知道萬(wàn)有引力定律的性質(zhì)和適用條件，重點(diǎn)學(xué)會(huì )用定律解決相關(guān)題型。為下一節打好堅實(shí)的基礎。
【學(xué)情分析】
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習了與本節內容相關(guān)的知識。如牛頓運動(dòng)定律、圓周運動(dòng)、開(kāi)普勒三定律等，理論上已經(jīng)具備了接受萬(wàn)有引力定律的能力。同時(shí)，近幾年我國在航天事業(yè)上成就突飛猛進(jìn)，這對學(xué)生學(xué)習關(guān)與宇宙、航天、衛星等相關(guān)知識有極大的促進(jìn)作用。
通過(guò)上一節課的探究學(xué)習， 學(xué)生已經(jīng)知道了太陽(yáng)與行星間引力的規律，為本節課打下了基礎，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生對天體運動(dòng)知識的學(xué)習興趣，挑起了學(xué)生的求知欲望。
【教學(xué)目標】
一、知識與技能
1、知道萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程，通過(guò)月—地檢驗證明了天上行星之間的引力和地球上物體的重力是同種性質(zhì)的力。
2、能準確理解萬(wàn)有引力定律并會(huì )用萬(wàn)有引力定律公式解決相關(guān)問(wèn)題。
3、了解卡文迪許通過(guò)扭稱(chēng)測出了引力常量并明白萬(wàn)有引力常量的意義。
二、過(guò)程與方法
1、通過(guò)萬(wàn)有引力定律的學(xué)習，使學(xué)生體會(huì )在科學(xué)規律發(fā)現過(guò)程猜想與求證的重要性。
2、通過(guò)學(xué)習卡文迪許的扭稱(chēng)原理，滲透科學(xué)發(fā)現與科學(xué)實(shí)驗的方法論教育。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
1、通過(guò)學(xué)習牛頓發(fā)現萬(wàn)有引力定律的思考過(guò)程及證明過(guò)程，說(shuō)明科學(xué)研究的長(cháng)期性，連續性及艱巨性，培養學(xué)生持之以恒的精神。同時(shí)感受物理嚴謹有趣的邏輯思維。
2、通過(guò)對萬(wàn)有引力定律的學(xué)習，感悟自然界的統一、和諧之美。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1、月—地檢驗的推導過(guò)程。
2、萬(wàn)有引力定律的內容及表達式。
【教學(xué)難點(diǎn)】
1、月—地檢驗的理論推導和檢驗過(guò)程。
2、萬(wàn)有引力定律的應用。
【設計思想】
通過(guò)本節課學(xué)習，將讓學(xué)生繼續進(jìn)行“發(fā)現之旅”———追尋牛頓的足跡。為此整個(gè)教學(xué)流程如下：通過(guò)回憶行星與太陽(yáng)間的引力規律對比蘋(píng)果落地引起猜想———或許這是同一性質(zhì)的力。再通過(guò)教師引導，學(xué)生親自計算通過(guò)月—地檢驗得出結論：行星與太陽(yáng)間引力和物體重力是同一種性質(zhì)的力。然后通過(guò)合理的、更大膽的猜想總結出萬(wàn)有引力定律。最后通過(guò)學(xué)習卡文迪許的扭稱(chēng)實(shí)驗測定引力常量G理解該常量的重大物理意義。
通過(guò)蘋(píng)果落地引起猜想——月—地檢驗理論推導——卡文迪許的扭稱(chēng)實(shí)驗檢驗過(guò)程，讓學(xué)生在學(xué)習物理中主動(dòng)的參與知識的構建過(guò)程，體會(huì )這種充滿(mǎn)著(zhù)大膽的設想、巧妙的驗證和從中體現著(zhù)的科學(xué)探索的精神與方法。同時(shí)通過(guò)實(shí)驗對萬(wàn)有引力定律的驗證，強調物理實(shí)驗在學(xué)習過(guò)程中的重要性。
【教學(xué)過(guò)程】
新課引入
教師手拿一枚蘋(píng)果提問(wèn)：“看到這枚蘋(píng)果想到了什么？”
學(xué)生各抒己見(jiàn)：香、甜、蘋(píng)果手機等。
教師總結：是的，我和大家的想法是一樣的。蘋(píng)果是水果屆之王，不僅在通訊領(lǐng)域地位顯赫，在物理學(xué)上也有很重要的地位�？茖W(xué)巨人牛頓在他的后花園與一枚蘋(píng)果的對話(huà)揭示了一條偉大的定律。萬(wàn)有引力定律。這條定律是如何總結出？本節課我們一起學(xué)習。
首先我們先了解一下本節課標的要求。
�、僦赖孛嫔衔矬w所受重力與天體間的引力是同一性質(zhì)的力。
�、� 理解萬(wàn)有引力定律的含義，會(huì )用萬(wàn)有引力定律解決有關(guān)實(shí)際問(wèn)題。
�、哿私庖ΤＡ縂的測定在科學(xué)歷史上的重大意義。
帶著(zhù)課標對我們的要求，開(kāi)始這節課內容的學(xué)習。
通過(guò)上一節的學(xué)習，我們已經(jīng)知道了太陽(yáng)與行星間的引力規律，提問(wèn)：規律是什么？
學(xué)生集體答：太陽(yáng)與行星間的引力與它們質(zhì)量的乘積成正比，與他們距離的二次方成反比即 F=GMmr2。
這一節我們將繼續追尋牛頓的足跡“發(fā)現”萬(wàn)有引力定律。
教授新課
一．月—地檢驗
播放動(dòng)畫(huà)，提出問(wèn)題：
牛頓運用它超凡的數學(xué)能力證明了行星與太陽(yáng)之間的引力關(guān)系，那么是什么力使得蘋(píng)果不能離開(kāi)地球而總是落回地面呢？地球吸引蘋(píng)果的力和地球吸引月球的力會(huì )不會(huì )是同一種力呢？
學(xué)生活動(dòng)一：學(xué)生閱讀課文39頁(yè)小組討論如何從理論上證明地球吸引月球的力與地球吸引蘋(píng)果的力是同一種性質(zhì)的力？（已知r月=60R地）
小組討論，匯報成果：（理論證明）
觀(guān)點(diǎn)一 假如這兩個(gè)力是同一種性質(zhì)的力，那么都應滿(mǎn)足太陽(yáng)與行星間引力關(guān)系式 F=GMmr2。為了避免物體質(zhì)量對力大小的影響，我們可以將同一個(gè)蘋(píng)果放到月球軌道上來(lái) 替代月球。這樣只需求出兩個(gè)引力的大小，再比較F月F地=13600即可。
觀(guān)點(diǎn)二 由 F=GMmr2 結合牛頓第二定律 F=ma=GMmr2 知在計算過(guò)程中可以將月球和蘋(píng)果的質(zhì)量約掉，只需求出它們的加速度 a=GMr2 。然后比較兩個(gè)加速度的大小a月a地=13600即可證明它們是同一種性質(zhì)的力。
教師小結：加速度之比與軌道半徑成反比，只需要證明a月a地=R2r2=13600即可證明地球吸引蘋(píng)果的力與地球吸引月球的力是同種性質(zhì)的力
在牛頓時(shí)代，已經(jīng)能測出月球到地球的距離， 月球公轉周期27.3天，還有地球上物體的加速度即重力加速度g=9.8m/s2同學(xué)們能否根據以上數據驗證前面的猜想呢？
驗證猜想：
學(xué)生活動(dòng)二：請學(xué)生們分小組討論計算驗證猜想，然后小組選代表講述驗證過(guò)程。
學(xué)生上黑板展示計算過(guò)程并講解：
月球繞地球運動(dòng)可看出圓周運動(dòng)，月球軌道上的加速度就是向心加速度可以用以下公式求出這個(gè)向心加速度再與地球上物體的加速度比之即可驗證。
誤差允許范圍內，證明成功。
結論：地球對月球的引力、地球對地面上物體的引力以及太陽(yáng)與行星間的引力，確實(shí)是同一種性質(zhì)的力，遵守相同的規律。
【設計思想】讓學(xué)生自己動(dòng)手推導，得出結論。用無(wú)可辯駁的事實(shí)證明猜想的正確性，有更強的說(shuō)服力。
進(jìn)一步猜想
順著(zhù)這個(gè)思路繼續想，既然天上的力和人間的力遵守相同的規律，那么是不是任意兩個(gè)物體之間都存在這樣的力呢？
很可能，只是我們身邊的物體質(zhì)量比天體質(zhì)量小的多，我們感覺(jué)不到而已。于是，牛頓大膽把以上規律推廣到了宇宙中一切物體之間，就得到了著(zhù)名的萬(wàn)有引力定律。
二．萬(wàn)有引力定律
1、內容：自然界中任何兩個(gè)物體之間都存在相互作用的引力，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量和 的乘積成正比，跟兩物體之間的距離的平方成反比。
�。▽W(xué)生集體朗讀定律內容，并思考定律中反映了哪些相關(guān)信息）
2、公式：
�。ㄒ龑W(xué)生注意各個(gè)符號代表的物理意義）
3、關(guān)于r的理解：（學(xué)生思考回答）
�、僦贿m用于質(zhì)點(diǎn)間引力的計算，r取兩質(zhì)點(diǎn)間距。
【教師補充】 ②兩物體是質(zhì)量均勻分布的球體時(shí)，也可直接用公式計算，r指兩球心間距。
�、垡粋�(gè)物體可看成質(zhì)點(diǎn)，另一個(gè)為質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，r取質(zhì)點(diǎn)到球心間距。
學(xué)生活動(dòng)三：?jiǎn)?wèn)題：當兩物體間的距離 時(shí)，則兩物體之間的引力 ，這種觀(guān)點(diǎn)對么？
學(xué)生各抒己見(jiàn)，教師總結回答。
解 ：當兩物體間距離 時(shí)，物體不能看成質(zhì)點(diǎn)，公式 已不再適用。
如果兩個(gè)物體不能看做質(zhì)點(diǎn)，就不能用這個(gè)公式計算，但是物體間的萬(wàn)有引力依然存在的。
4、性質(zhì)：
�。�1）．普遍性：萬(wàn)有引力是普遍存在于宇宙中的任何有質(zhì)量的物體（大到天體小到微觀(guān)粒子）間的相互吸引力，它是自然界的物體間的基本相互作用之一。
�。�2）．相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力，符合牛頓第三定律。
�。�3）．宏觀(guān)性：通常情況下，萬(wàn)有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀(guān)的物理意義．在微觀(guān)世界中，粒子的質(zhì)量都非常小，粒子間的萬(wàn)有引力很不顯著(zhù)，萬(wàn)有引力可以忽略不計。
5、萬(wàn)有引力定律的意義
教師小結
通過(guò)這一小節的學(xué)習我們知道了萬(wàn)有引力定律是如何從天上降落到了人間。也體會(huì )到了物理嚴謹有趣的邏輯思維。在燦爛的星空下，那些已知或未知的天體都是在萬(wàn)有引力定律的指揮下有條不紊的運行，多么神奇，這也體現了物理的統一、和諧之美。
三、引力常量的測定
牛頓雖然發(fā)現了萬(wàn)有引力定律，卻沒(méi)有給出引力常量G的數值。由于一般物體間的引力非常小，用實(shí)驗測定極其困難。直到一百多年之后，才由英國的物理學(xué)家卡文迪許用精巧的扭秤測出。課件展示圖片（教材中沒(méi)有，補充給學(xué)生）并介紹構造、實(shí)驗過(guò)程，引導學(xué)生一起分析原理。
扭秤的主要部分是：一個(gè)T字形輕而結實(shí)的框架，倒掛在一根石英絲下。在T形架的兩端各固定一個(gè)小球，再在每個(gè)小球的附近各放一個(gè)大球，根據萬(wàn)有引力定律，大球會(huì )對小球產(chǎn)生引力，T形架會(huì )隨之扭轉，只要測出其扭轉的角度，就可以測出引力的大小。
由于引力很小，這個(gè)扭轉的角度會(huì )很小。怎樣才能把這個(gè)角度測出來(lái)呢？卡文迪許在T形架上裝了一面小鏡子，用一束光射向鏡子，經(jīng)鏡子反射后的光射向遠處的刻度尺，當鏡子與T形架一起發(fā)生一個(gè)很小的轉動(dòng)時(shí)，刻度尺上的光斑會(huì )發(fā)生較大的移動(dòng)。這樣，就起到一個(gè)化小為大的。
高中物理萬(wàn)有引力定律教學(xué)設計篇3
知識與技能
1、了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程，知道地球上的重物下落與天體運動(dòng)的統一性。
2、知道萬(wàn)有引力是一種存在于所有物體之間的吸引力，知道萬(wàn)有引力定律的適用范圍。
3、會(huì )用萬(wàn)有引力定律解決簡(jiǎn)單的引力計算問(wèn)題，知道萬(wàn)有引力定律公式中r的物理意義，了解引力常量G的測定在科學(xué)歷史上的.重大意義。
4、了解萬(wàn)有引力定律發(fā)現的意義。
過(guò)程與方法
1、通過(guò)演繹牛頓當年發(fā)現萬(wàn)有引力定律的過(guò)程，體會(huì )在科學(xué)規律發(fā)現過(guò)程中猜想與求證的重要性。
2、體會(huì )推導過(guò)程中的數量關(guān)系。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
1、感受自然界任何物體間引力的關(guān)系，從而體會(huì )大自然的奧秘。
2、通過(guò)演繹牛頓當年發(fā)現萬(wàn)有引力定律的過(guò)程和卡文迪許測定萬(wàn)有引力常量的實(shí)驗，讓學(xué)生體會(huì )科學(xué)家們勇于探索、永不知足的精神和發(fā)現真理的曲折與艱辛。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1、萬(wàn)有引力定律的推導過(guò)程，既是本節課的重點(diǎn)，又是學(xué)生理解的難點(diǎn)。
2、由于一般物體間的萬(wàn)有引力極小，學(xué)生對此缺乏感性認識。
教學(xué)方法
探究、講授、討論、練習
教學(xué)活動(dòng)
�。ㄒ唬� 引入新課
復習回顧上節課的內容
如果行星的運動(dòng)軌道是圓，則行星將作勻速圓周運動(dòng)。根據勻速圓周運動(dòng)的條件可知，行星必然要受到一個(gè)引力。牛頓認為這是太陽(yáng)對行星的引力，那么，太陽(yáng)對行星的引力F提供行星作勻速圓周運動(dòng)所需的向心力。
學(xué)生活動(dòng)： 推導得
將V=2πr/T代入上式得
利用開(kāi)普勒第三定律 代入上式
得到：
師生總結：由上式可得出結論：太陽(yáng)對行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽(yáng)的距離的二次方成反比。即：F∝
教師：牛頓根據其第三定律：太陽(yáng)吸引行星的力與行星吸引太陽(yáng)的力是同性質(zhì)的作用力，且大小相等。于是提出大膽的設想：既然這個(gè)引力與行星的質(zhì)量成正比，也應跟太陽(yáng)的質(zhì)量M成正比。即：F∝寫(xiě)成等式就是F=G （其中G為比例常數）
�。ǘ┻M(jìn)行新課
教師：牛頓得到這個(gè)規律以后是不是就停止思考了呢？假如你是牛頓，你又會(huì )想到什么呢？
學(xué)生回答基礎上教師總結：
猜想一：既然行星與太陽(yáng)之間的力遵從這個(gè)規律，那么其他天體之間的力是否也遵從這個(gè)規律呢？（比如說(shuō)月球與地球之間）
師生： 因為其他天體的運動(dòng)規律與之類(lèi)似，根據前面的推導所以月球與地球之間的力，其他行星的衛星和該行星之間的力，都滿(mǎn)足上面的規律，而且都是同一種性質(zhì)的力。
教師：但是牛頓的思考還是沒(méi)有停止。假如你是牛頓，你又會(huì )想到什么呢？
學(xué)生回答基礎上教師總結：
猜想二：地球與月球之間的力，和地球與其周?chē)矬w之間的力是否遵從相同的規律？
教師：地球對月球的引力提供向心力，即F= =ma
地球對其周?chē)矬w的力，就是物體受到的重力，即F’=m’g
從以上推導可知：地球對月球的引力遵從以上規律，即F=G
那么，地球對其周?chē)矬w的力是否也滿(mǎn)足以上規律呢？即F’=G
此等式是否成立呢？
已知：地球半徑R=6.37×106m ， 月球繞地球的軌道半徑r=3.8×108 m ，月球繞地球的公轉周期T=27.3天， 重力加速度g=9.8
�。ㄒ陨蠑祿诋敃r(shí)都已經(jīng)能夠精確測量）
提問(wèn)：同學(xué)們能否通過(guò)提供的數據驗證關(guān)系式F’=G 是否成立？
學(xué)生回答基礎上教師總結：
假設此關(guān)系式成立，即F’=G
可得： =ma=G
F’=m’g=G
兩式相比得： a/g=R2 / r2
但此等式是在以上假設成立的基礎上得到的，反過(guò)來(lái)若能通過(guò)其他途徑證明此等式成立，也就證明了前面的假設是成立的。代人數據計算：
a/g≈1/3600
R2 / r2≈1/3600
即a/g=R2 / r2 成立，從而證明以上假設是成立的，說(shuō)明地球與其周?chē)矬w之間的力也遵從相同的規律，即F’=G。
這就是牛頓當年所做的著(zhù)名的“月—地”檢驗，結果證明他的猜想是正確的。從而驗證了地面上的重力與地球吸引月球、太陽(yáng)吸引行星的力是同一性質(zhì)的力，遵守同樣的規律。
教師：不過(guò)牛頓的思考還是沒(méi)有停止，假如你是牛頓，此時(shí)你又會(huì )想到什么呢？
學(xué)生回答基礎上教師總結：
猜想三：自然界中任何兩個(gè)物體間的作用力是否都遵從相同的規律？
牛頓在研究了這許多不同物體間的作用力都遵循上述引力規律之后。于是他大膽地把這一規律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，于1687年正式發(fā)表了具有劃時(shí)代意義的萬(wàn)有引力定律。
萬(wàn)有引力定律
�、賰热�
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)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。
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如果用m1和m2表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，用r表示它們的距離，那么萬(wàn)有引力定律可以用下面的公式來(lái)表示 （其中G為引力常量）
說(shuō)明：
1、G為引力常量，在SI制中，G=6.67×10—11N·m2/kg2。
2、萬(wàn)有引力定律中的物體是指質(zhì)點(diǎn)而言，不能隨意應用于一般物體。
a、對于相距很遠因而可以看作質(zhì)點(diǎn)的物體，公式中的r 就是指兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離；
b、對均勻的球體，可以看成是質(zhì)量集中于球心上的質(zhì)點(diǎn)，這是一種等效的簡(jiǎn)化處理方法。
教師：牛頓雖然得到了萬(wàn)有引力定律，但并沒(méi)有很大的實(shí)際應用，因為當時(shí)他沒(méi)有辦法測定引力常量G的數值。直到一百多年后英國的另一位物理學(xué)家卡文迪許才用實(shí)驗測定了G的數值。
利用多媒體演示說(shuō)明卡文迪許的扭秤裝置及其原理。
扭秤的主要部分是這樣一個(gè)T字形輕而結實(shí)的框架，把這個(gè)T形架倒掛在一根石英絲下。若在T形架的兩端施加兩個(gè)大小相等、方向相反的力，石英絲就會(huì )扭轉一個(gè)角度。力越大，扭轉的角度也越大。反過(guò)來(lái)，如果測出T形架轉過(guò)的角度，也就可以測出T形架兩端所受力的大小�，F在在T形架的兩端各固定一個(gè)小球，再在每個(gè)小球的附近各放一個(gè)大球，大小兩個(gè)球間的距離是可以較容易測定的。根據萬(wàn)有引力定律，大球會(huì )對小球產(chǎn)生引力，T形架會(huì )隨之扭轉，只要測出其扭轉的角度，就可以測出引力的大小。當然由于引力很小，這個(gè)扭轉的角度會(huì )很小。怎樣才能把這個(gè)角度測出來(lái)呢？卡文迪許在T形架上裝了一面小鏡子，用一束光射向鏡子，經(jīng)鏡子反射后的光射向遠處的刻度尺，當鏡子與T形架一起發(fā)生一個(gè)很小的轉動(dòng)時(shí)，刻度尺上的光斑會(huì )發(fā)生較大的移動(dòng)。這樣，就起到一個(gè)化小為大的效果，通過(guò)測定光斑的移動(dòng)，測定了T形架在放置大球前后扭轉的角度，從而測定了此時(shí)大球對小球的引力�？ㄎ牡显S用此扭秤驗證了牛頓萬(wàn)有引力定律，并測定出萬(wàn)有引力恒量G的數值。這個(gè)數值與近代用更加科學(xué)的方法測定的數值是非常接近的。
卡文迪許測定的G值為6.754×10—11 N·m2/kg2，現在公認的G值為6.67×10—11 N·m2/kg2。由于萬(wàn)有引力恒量的數值非常小，所以一般質(zhì)量的物體之間的萬(wàn)有引力是很小的，我們可以估算一下，兩個(gè)質(zhì)量50kg的同學(xué)相距0.5m時(shí)之間的萬(wàn)有引力有多大（可由學(xué)生回答：約6.67×10—7N），這么小的力我們是根本感覺(jué)不到的。只有質(zhì)量很大的物體對一般物體的引力我們才能感覺(jué)到，如地球對我們的引力大致就是我們的重力，月球對海洋的引力導致了潮汐現象。而天體之間的引力由于星球的質(zhì)量很大，又是非常驚人的：如太陽(yáng)對地球的引力達3.56×1022N。
教師：萬(wàn)有引力定律建立的重要意義
17世紀自然科學(xué)最偉大的成果之一，它把地面上的物體運動(dòng)的規律和天體運動(dòng)的規律統一了起來(lái)，對以后物理學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展具有深遠的影響，而且它第一次揭示 了自然界中的一種基本相互作用的規律，在人類(lèi)認識自然的歷史上樹(shù)立了一座里程碑。
高中物理萬(wàn)有引力定律教學(xué)設計篇4
一、課題：萬(wàn)有引力定律
二、課型：概念課（物理按教學(xué)內容課型分為：規律課、概念課、實(shí)驗課、習題課、復習課）
三、課時(shí)：1課時(shí)
四、教學(xué)目標
�。ㄒ唬┲R與技能
1、理解萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì )用萬(wàn)有引力定律公式解決簡(jiǎn)單的引力計算問(wèn)題。
2、知道萬(wàn)有引力定律公式的適用范圍。
�。ǘ┻^(guò)程與方法：在萬(wàn)有引力定律建立過(guò)程的學(xué)習中，學(xué)習發(fā)現問(wèn)題、提出問(wèn)題、猜想假設與推理論證等方法。
�。ㄈ┣楦袘B(tài)度價(jià)值觀(guān)
1、培養學(xué)生研究問(wèn)題時(shí)，抓住主要矛盾，簡(jiǎn)化問(wèn)題，建立理想模型的處理問(wèn)題的能力。
2、通過(guò)牛頓在前人的基礎上發(fā)現萬(wàn)有引力定律的思考過(guò)程，說(shuō)明科學(xué)研究的長(cháng)期性，連續性及艱巨性，提高學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀(guān)。
五、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的內容及表達公式。
難點(diǎn)：
1、對萬(wàn)有引力定律的理解；
2、學(xué)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(zhì)的力聯(lián)系起來(lái)。
六、教學(xué)法：合作探究、啟發(fā)式學(xué)習等。
七、教具：多媒體、課本等。
八、教學(xué)過(guò)程
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回顧以前對月—地檢驗部分的學(xué)習，明確既然太陽(yáng)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(gè)物體的質(zhì)量成正比，跟它們的距離的二次方成反比的引力。這里進(jìn)一步大膽假設：是否任何兩個(gè)物體之間都存在這樣的力？
引發(fā)學(xué)生思考：很可能有，只是因為我們身邊的物體質(zhì)量比天體的質(zhì)量小得多，我們不易覺(jué)察罷了，于是我們可以把這一規律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，即具有劃時(shí)代意義的萬(wàn)有引力定律．然后在學(xué)生的興趣中進(jìn)行假設論證。
�。ǘ┻M(jìn)入新課
學(xué)生自主閱讀教材第40頁(yè)萬(wàn)有引力定律部分，思考以下問(wèn)題：
1、什么是萬(wàn)有引力？并舉出實(shí)例。
教師引導總結：萬(wàn)有引力是普遍存在于宇宙中任何有質(zhì)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(shí)例。
2、萬(wàn)有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規律？其數學(xué)表達式如何？并注明每個(gè)符號的單位和物理意義。
教師引導總結：萬(wàn)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(zhì)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(gè)物體間的引力，單位：N．m1、m2分別表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，單位：kg，r為兩個(gè)物體間的距離，單位：m.G為萬(wàn)有引力常量：G=6．67×10—11 N·m2/kg2，它在數值上等于質(zhì)量是1Kg的物體相距米時(shí)的相互作用力，單位：N·m2/kg2。
3、萬(wàn)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(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當物體之間的距離遠大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，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(wàn)有引力定律的發(fā)現有何深遠意義？
教師引導總結：萬(wàn)有引力定律的發(fā)現有著(zhù)重要的物理意義：它對物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠的影響；它把地面上物體運動(dòng)的規律和天體運動(dòng)的規律統一起來(lái)；對科學(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。
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在完成上述問(wèn)題后，小組討論，學(xué)生在教師的引導下進(jìn)一步深化對萬(wàn)有引力定律的理解，即：
1、普遍性：萬(wàn)有引力存在于任何兩個(gè)物體之間，只不過(guò)一般物體的質(zhì)量與星球相比太小了，他們之間的萬(wàn)有引力也非常小，完全可以忽略不計。
2、相互性：兩個(gè)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(gè)物體間的萬(wàn)有引力和物體所在的空間及其他物體存在無(wú)關(guān)。
4、適用性：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當物體之間的距離遠大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，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。
�。ㄋ模┗顒�(dòng)探究
請兩名學(xué)生上講臺做個(gè)游戲：兩人靠攏后離開(kāi)三次以上。創(chuàng )設情境，加深學(xué)生對本節知識點(diǎn)的印象和運用，請一位同學(xué)上臺展示計算結果，師生互評。
1、請估算這兩位同學(xué)，相距1m遠時(shí)它們間的萬(wàn)有引力多大？（可設他們的質(zhì)量為50kg）
解：由萬(wàn)有引力定律得： 代入數據得：F1=1.7×10—7N
2、已知地球的質(zhì)量約為6.0×1024kg，地球半徑為6.4×106m，請估算其中一位同學(xué)和地球之間的萬(wàn)有引力又是多大？
解：由萬(wàn)有引力定律得：代入數據得：F2=493N
3、已知地球表面的重力加速度，則其中這位同學(xué)所受重力是多少？并比較萬(wàn)有引力和重力？
解：G=mg=490N。
比較結果為萬(wàn)有引力比重力大，原因是因為在地球表面上的物體所受萬(wàn)有引力可分解為重力和自轉所需的向心力。
�。ㄎ澹┱n堂小結
小結：學(xué)生在教師引導下認真總結概括本節內容，完成多媒體呈現的知識網(wǎng)絡(luò )框架圖，并把自己這節課的體會(huì )寫(xiě)下來(lái)、比較黑板上的小結和自己的小結，進(jìn)行生生互評。
�。┎贾米鳂I(yè)
作業(yè)：完成“問(wèn)題與練習”
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