高中物理万有引力定律教案23新人教版必修Word格式.docx

1、3.1日心、地心学说及两者之间的争论有许多内容可向学生介绍，教材为了简单明了地简述开普勒关于行星运动的规律，没有过多地叙述这些内容.教学中可根据学生的实际情况加以补充.3.2 这一节的教学除向学生介绍日心、地心学说之争外，还要注意向学生说明古时候人们总是认为天体做匀速圆周运动是由于它遵循的运动规律与地面上物体运动的规律不同.3.3 学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律做铺垫，因此教材中没有过重地讲述开普勒的三大定律，而是将三大定律的内容综合在一起加以说明，节后也没有安排练习.希望老师能合理地安排这一节的教学.【典型例题】1关于开普勒的三大定律例1月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半

2、径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多少高度，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在无空中不动一样分析：月球和人造地球卫星都在环绕地球运动，根据开普勒第三定律，它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的解：设人造地球卫星运行半径为R，周期为T，根据开普勒第三定律有：k = 同理设月球轨道半径为 ，周期为 ，也有： 由以上两式可得：在赤道平面内离地面高度：km点评：随地球一起转动，就好像停留在天空中的卫星，通常称之为定点卫星它们离地面的高度是一个确定的值，不能随意变动。2. 利用月相求解月球公转周期例2若近似认为月球绕地球公转与地球绕日

3、公转的轨道在同一平面内，且都为正圆.又知这两种转动同向，如图所示，月相变化的周期为29.5天（图是相继两次满月，月、地、日相对位置示意图）解：月球公转（2+ ）用了29.5天故转过2只用 天由地球公转知=所以 =27.3天例3如图所示，A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是哪个？（ ）AB、C的线速度相等，且大于A的线速度BB、C的周期相等，且大于A的周期CB、C的向心加速度相等，且大于A的向心加速度D若C的速率增大可追上同一轨道上的B分析：由卫星线速度公式v = 可以判断出 vB = vC TA，故选项B是正确的卫星的向心加速度是万有引力作用于卫星上

4、产生的，由a = ，可知aB = aC aA， 因而选项C是错误的若使卫星C速率增大，则必然会导致卫星C偏离原轨道，它不可能追上卫星B，故D也是错误的故本题正确选项为B。由于人造地球卫星在轨道上运行时，所需要的向心力是由万有引力提供的，若由于某种原因，使卫星的速度增大。则所需要的向心力也必然会增加，而万有引力在轨道不变的时候，是不可能增加的，这样卫星由于所需要的向心力大于外界所提供的向心力而会作离心运动。【学生可可进行的探究活动】1、观察月亮的运动现象. 2、观察日出现象.万有引力定律1.1 在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此定律有初步理解；1.2 使学生了解并掌握万有

5、引力定律；1.3 使学生能认识到万有引力定律的普遍性（它存在宇宙中任何有质量的物体之间，不管它们之间是否还有其它作用力）2 .1使学生能应用万有引力定律解决实际问题；2.2 使学生能应用万有引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力，甚至付出了生命，最后牛顿总结了前人经验的基础上才发现的让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考万有引力定律的内容固然重要，让学生了解发现万有引力定律的过程更重要建议教师在授课时，应提倡学生自学和查阅资料教师应准备的资料应更广更全面通过让学生阅读“万有引力

6、定律的发现过程”，让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关教师在授课时可以让学生自学，也可由教师提出问题让学生讨论，也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论2教学建议：万有引力定律的教学设计方案教学目的：1、了解万有引力定律得出的思路和过程；2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律；3、掌握万有引力定律，能解决简单的万有引力问题；教学难点：万有引力定律的应用教学重点：教具：展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人图片（电脑）教学过程新课教学（20分钟）1、引言展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史：十七世纪中叶以前的漫长时间中，许

7、多天文学家和物理学家（如第谷、哥白尼，伽利略和开普勒等人），通过了长期的观察、研究，已为人类揭示了行星的运动规律但是，长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么却缺乏了解，更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上，进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中，研究、确立了万有引力定律从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因，为天体动力学的发展奠定了基础那么：（1）牛顿是怎样研究、确立万有引力定律的呢？（2）万有引力定律是如何反映物体间相互作用规律的？以上两个问题就是这节课要研究的重点2、通过举例分析，引导

8、学生粗略领会牛顿研究、确立万有引力定律的科学推理的思维方法苹果在地面上加速下落：（由于受重力的原因）：月亮绕地球作圆周运动：（由于受地球引力的原因）；行星绕太阳作圆周运动：（由于受太阳引力的原因），3牛顿的观点：牛顿将上述各运动联系起来研究后提出：这些力是属于同种性质的力，应遵循同一规律；并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间4、引入课题（板书标题）（1） 万有引力：宇宙间任何有质量的物体之间的相互作用（板书）（2） 万有引力定律：宇宙间的一切物体都是相互吸引的两个物体间的引力大小，跟他们之间质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比（板书）式中：G为万有引力恒量 G = 6.

9、671011Nm2/kg2；r为两物体的中心距离引力是相互的（遵循牛顿第三定律）应用（例题及课堂练习学生中存在这样的问题：既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的，哪为什么物体没有被吸引到一起？（请学生带着这个疑问解题）例题1、两物体质量都是1kg，两物体相距1m，则两物体间的万有引力是多少？由万有引力定律得：代入数据得：通过计算这个力太小，在许多问题的计算中可忽略例题2.已知地球质量大约是 ，地球半径为 km，地球表面的重力加速度 求：（1）地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力？（2）地球表面一质量为10kg物体受到的重力？（3）比较万有引力和重力？（1）由万有引力定律得：（2） （3）比较

10、结果万有引力比重力大原因是在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力课堂练习教师请学生作课本中的练习，教师引导学生审题，并提示使用万有引力定律公式解题时，应注意因单位制不同， 值也不同，强调用国际单位制解题请学生同时到前面，在黑板上分别作1、2、3题其它学生在座位上逐题解答此时教师巡回指导学生练习随时注意黑板上演算的情况小结1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间（天体间、地面物体间、微观粒子间）天体间万有引力很大，为什么？留学生去想（它是支配天体运动的原因）地面物体间，微观粒子间：万有引力很小，为什么？它不足以影响物体的运动，故常常可忽略不计2、应用万有引力定律公式解题， 值选

11、 ，式中所涉其它各量必须取国际单位制布置作业（3分钟）：教师可根据学生的情况布置作业【学可进行的探究活动】组织学生编写相关小论文，通过对资料的收集，了解万有引力定律的发现过程，了解科学家们对知识的探究精神，下面就是相关的题目1、万有引力定律发现的历史过程2、第谷在发现万有引力定律上的贡献引力常量的测定1知识目标：1.1 使学生掌握万有引力定律并应用万有引力定律解决简单问题1.2 使学生能应用万有引力定律解决天体问题及卫星问题1.3 了解我国航天事业的发展情况并用所学知识解释（我国近几年在航天事业上有了长足的进步，如：长征一号、长征二号、风云一号、风云二号、神州一号、二号、三号等）通过图片或自制教具展示卡文迪许扭秤的设计方法，渗透科学发现与科学实验的方法论教育通过了解卡文迪许扭秤的设计过程，使学生了解卡文迪许这位伟大的科学家是如何攻克难关、战胜困难的本节内容主要是万有引力常量测量的思想方法的学习：放大思想（微小量的测量思想方法之一），因此，应当着重介绍卡文迪许扭秤的结构与原理。教学设计方案教学过程设计本节是关于万有引力定律的应用，主要通过例题的讲解加深学生对该部分知识的理解以及运用。教学过程一讲解例题例题1：已知地球的半径为 ，地球的自转角速度为 ，地球表面的重力加速度为 。在赤道上空有一颗相对地球静止的同步通讯卫星离地面的高度是