高中物理3 万有引力定律教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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高中物理3万有引力定律教学设计学情分析教材分析课后反思

6.3万有引力定律

一、猜想万有引力定律

二、月地检验

三、万有引力定律

四、万有引力与重力的关系

【例题1】估算两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力约有多大？

【例题2】那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？

（太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为　　m=6.0×1024kg，日、地之间的距离为ｒ=1.5×1011m）

【当堂达标】

1.对于万有引力的表达式，下列说法正确的是（）

A．公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的

B．当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大

C．M与m受到的引力总是大小相等的，与M、m是否相等无关

D．M与m受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力

2、如图所示，r虽然大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为（）

3.地球绕地轴自转时，对静止在地面上的某一个物体，下列说法正确的是（）

A.物体的重力并不等于它随地球自转所需要的向心力

B.在地面上的任何位置，物体向心加速度的大小都相等，方向都指向地心

C.在地面上的任何位置，物体向心加速度的方向都垂直指向地球的自转轴

D.物体随地球自转的向心加速度随着地球纬度的减小而增大

4.火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为（）

A．0.2gB．0.4gC．2.5gD．5g

5、关于万有引力的说法，正确的有（）

A．物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物体对地球没有引力

B．万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的

C．地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的都是地球的万有引力

D．万有引力公式中的G是一个比例常数，是没有单位的

【课后延伸】如下图所示，在半径R＝20cm、质量M＝168kg的均匀铜球中，挖去一球形空穴，空穴的半径为铜球半径的一半，并且跟铜球相切，在铜球外有一质量m＝1kg、体积可忽略不计的小球，这个小球位于连接铜球球心跟空穴中心的直线上，并且在空穴一边，两球心相距是d＝2m，试求它们之

间的相互吸引力

【学情分析】

　　本节是在学习了太阳与行星间的引力之后,探究地球与月球、地球与地面上的物体之间的作用力是否与太阳与行星间的作用力是同一性质的力,从而得出了万有引力定律.根据万有引力定律而得到的一系列科学发现,不仅验证了万有引力定律的正确性,而且表明了自然界和自然规律是可以被认识的.万有引力定律是所有有质量的物体之间普遍遵循的规律,引力常量的测定不仅验证了万有引力定律的正确性,而且使得万有引力定律能进行定量计算,显示出真正的实用价值.

教学过程中的关键是对万有引力定律公式的理解,知道公式的适用条件.教师可灵活采用教学方法以便加深对知识的理解,比如讲授法、讨论法.

效果分析

本教学设计沿着牛顿的足迹，带领同学们在现有知识状态下，重新“发现”了万有引力定律.在“发现”万有引力的过程中充分体现了学生学习的主体性，教师仅仅是引导而已.通过学生自己发现万有引力定律及引力常量的测量，增强学生的自信心，只要学好现在的知识，大胆猜想，敢于质疑，敢于发现，就可能有所成功,从而使学生养成良好的科学价值观.

【教学反思】

　　物理规律是物理基础知识中最重要的内容，是物理学知识体系的中心。

物理规律是客观存在的，人们只能通过生产实践和观察实验去发现规律，而不能凭主观意志去创造规律。

物理规律是观察、实验、思维、想象和数学推理相结合的产物，因此物理规律的教学是开发学生智力、培养学生能力的重要途径，在探索发现物理规律的过程中，可以激发学生的学习动机、发展科学探索的兴趣、培养科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。

万有引力定律这节课正是物理规律教学的典型课。

经历了本节课的教学，我有如下的反思。

一、成功的地方：

本节课我通过先播放生活实际中的物理情景月球绕地球运转和苹果自由下落，唤醒学生脑中当年由苹果落地而引起遐想进而发现万有引力定律的故事情景，激发学生的兴趣与想像力。

为新课的引入做了最好的铺垫。

月地检验这部分是本节课的难点。

我通过创设问题情景，引导学生讨论探究检验思路，进行定量计算，掌握月地检验，用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，增强学生的理性认识，学习物理规律提出猜想—理论推导—实验检验的科学研究方法，同时经历万有引力定律的发现过程，激发学生科学探究的兴趣。

万有引力定律是本节课的重点。

得到万有引力定律后，我引导学生体会物理学许多重大理论的发现，不是简单的实验总结，它需要直觉、想像力、大胆的猜想和假设；了解万有引力定律的内容、表达式，思考定律的使用条件；通过介绍卡文迪许的扭秤实验，使学生体会精巧的实验方法，知道科学研究的长期性，提高学生的科学价值观；通过题目练习，学生进行估算和比较，从中锻炼学生的估算能力，体会万有引力常量数量级的重要性，加深对万有引力定律的理解。

最后，我通过多媒体展示本节课的知识网络，帮助学生构建好自己的知识框架，完成本节课的教学任务。

以上各点是本节课值得发扬的一些方面，当然本节课也有不少不足的地方。

二、不足的地方：

本节课应该介绍这部分物理学史，让学生知道多少科学家在探索，例如：

开普勒、伽利略、笛卡儿、哈雷等，他们是怎样想的，他们做了些什么？

为什么牛顿会取得成功！

牛顿是怎样在前人基础上，一步步推导出万有引力定律的。

让学生知道牛顿在科学史上的崇高地位是举世公认的。

恩格斯曾指出：

牛顿由于发现了万有引力定律而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于建立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学。

这些介绍给学生一种震憾，带着崇敬这份感情色彩再来学习万有引力定律将会留下更深刻的印象，有更深的感触，会对学生产生激励作用。

在以后的教学设计中应该把本部分内容融入课堂教学中。

　【教材分析】

　　从内容性质与地位来看，本节内容是对上一节教学内容的进一步外推，是下一节内容学习的基础；是猜想、假设与验证相结合的教学内容；是一种演绎思维与归纳思维相结合的推理知识建构结果，教科书的立意还在于物理理论必须接受实践的检验。

讲课时时候可以向学生交代一下，万有引力定律是本章的重点知识，万有引力定律的得出体现了牛顿的科学智慧；牛顿是一位对概念、规律的普遍意义极其敏感的大科学家，从研究太阳与行星之间的引力，想到普遍意义上的万有引力定律在牛顿的科学思想上是比较顺理成章的事情。

用这个历史事实组织课堂教育活动，还必须使学生在哲学层面上明确两点：

1事物的偶然性与必然性的辩证关系。

2真理具有相对性，科学理论必须受实践的检验，科学理论也是发展的。

这样做是为了后面几节内容的学习，如爱因斯坦对万有引力定律的修正，在教学思路上做些铺垫性的工作。

在万有引力定律的教学中，除了说明牛顿的伟大功绩之外，还应注意说明牛顿的工作是建立在前人工作基础之上的。

由于学生的知识基础不够，在中学阶段只能将椭圆轨道近似为圆形轨道才能导出万有引力定律，但是教学中需要告诉学生，牛顿是在椭圆轨道情形中导出了万有引力定律。

6.3万有引力定律

1．在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）

A．伽利略发现了行星运动的规律

B．卡文迪许通过实验测出了引力常量

C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因

D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献

2．在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是（　　）

A．研究对象的转换B．理想化过程

C．控制变量法D．对称法

3．对于公式F＝G

理解正确的是（　　）

A．m1与m2之间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，是一对平衡力

B．m1与m2之间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力

C．当r趋近于零时，F趋向无穷大

D．当r趋近于零时，公式不成立

4．某行星的质量和半径分别约为地球的

和

，地球表面的重力加速度为g，则该行星表面的重力加速度约为（　　）

A．0.2gB．0.4g

C．2.5gD．5g

5．如图所示，一个质量为M的匀质实心球，半径为R.如果从球的正中心挖去一个直径为R的球，放在相距为d的地方．求两球之间的引力分别是多大．

一、单项选择题

1．如图所示，两球的半径小于R，两球质量均匀分布，质量为m1、m2，则两球间的万有引力大小为（　　）

A．G

B．G

C．G

D．G

2．地球与物体间的万有引力可以认为在数值上等于物体的重力，那么6400km的高空，物体的重力与它在地面上的重力之比为（　　）

A．2∶1B．1∶2

C．1∶4D．1∶1

3．设想把质量为m的物体（可视为质点）放到地球的中心，地球质量为M、半径为R.则物体与地球间的万有引力是（　　）

A．零B．无穷大

C．GMm/R2D．无法确定

4．据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为（　　）

A．0.5B．2

C．3.2D．4

5．英国《新科学家（NewScientist）》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650－500双星系统中发现的最小黑洞位列其中．若某黑洞的半径R约45km，质量M和半径R的关系满足

＝

（其中c为光速，G为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为（　　）

A．108m/s2B．1010m/s2

C．1012m/s2D．1014m/s2

☆6.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体．一矿井深度为d.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（　　）

A．1－

B．1＋

C.

2D.

2

☆7.

两个质量均为m的星体，其连线的垂直平分线为MN，O为两星体连线的中点，如图所示，一个质量为m的物体从O沿OM方向运动，则它受到的万有引力大小变化情况是（　　）

A．一直增大

B．一直减小

C．先减小，后增大

D．先增大，后减小

二、多项选择题

8．要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法可以采用的是（　　）

A．使两物体的质量各减小一半，距离不变

B．使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变

C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变

D．使两物体间的距离和质量都减为原来的1/4

9.

如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）

A．P、Q受地球引力大小相等

B．P、Q做圆周运动的向心力大小相等

C．P、Q做圆周运动的角速度大小相等

D．P受地球引力大于Q所受地球引力

三、非选择题

10．某星球可视为球体，其自转周期为T，在它的两极处，用弹簧测力计测得某物体重为P，在它的赤道上，用弹簧测力计测得同一物体为0.9P，则该星球的平均密度是多少？

11．宇航员站在某一星球距离表面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：

（1）该星球表面的重力加速度g的大小；

（2）该星球的质量．

☆12.

如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面起动后，以加速度

竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为起动前压力的

.已知地球半径为R，求火箭此时离地面的高度．（g为地面附近的重力加速度）

课标分析

五、了解万有引力定律发现的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。

六、知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围。

七、会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。

八、了解万有引力定律发现的意义，体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性。