-
《万有引力定律》教学设计
山东省莒南第一中学
朱淑娟
【教材依据】
人教版高中物理必修二第六章第三节
【教材分析】
1
、万有引力定律这一节承上启下，承接上章匀速圆周运动，开启之后要学习的卫星的
运动规律。
2
、
万有引力定律这一节是本章的核心，
这节内容是对上两节课教学内容的进一步推演，
也是下节课教学内容的基础，是本章的教学重点。
3
、教材在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，让学生以自
己现有的知
识基础，经历一次“发现”万有引力定律的过程。
【学情分析】
1.
< br>高一学生已经学习了牛顿的三个定律、
圆周运动的知识、
开普勒三定律，
已经积累了
一定的知识。理论上已经具备了接受
万有引力定律的能力。
2.
在上一
节中，学生经历了太阳与行星间引力的探究过程，学生对天体运动的研究产
生了极大的兴
趣和求知欲。
3.
另一方面我国在
航天事业上成就突出，捷报频传，极大的激发了学生学习有关宇宙、
航天、卫星知识的兴
趣。
【教学目标】
一、知识与技能
1
< br>、了解万有引力定律得出的思路和过程，知道重物下落和天体运动的统一性。
2
、理解万有引力定律的含义并会用万有引力定律公式
解决简单的引力计算问题。
3
、知道万有引力定律公式的适用范围。
4
、理解万有引力常量的意义及测定方法，了解卡文迪
许实验室。
二、过程与方法
1
、在万有引力定律建立过程的学习中，学习发现问题
、提出问题、猜想假设与推理论
证等方法。
< br>2
、培养学生研究问题时，
抓住主要矛盾，
简化问题，建立理想模型的处理问题的能力。
三、情感态度与价值观
1
、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程，说明科学研究的长期性，
连续性及艰巨性，提高学生科学价值观。
2
、经过万有引力常量测定的学习，让学生体会科学的方法论和物理常量数量级的重要
性。
【教学重点】
1
、月
-
地检验的推导过程。
2
、万有引力定律的内容及表达式。
【教学难点】
1
、对万有引力定律的理解。
2
、使学生能把地面上的物体所受重力与月地之间存在的引力是同性质的力联系起来。<
/p>
【教学设计思想】
< br>在本节课教学，将让学生继续进行“发现之旅”
---
追
寻牛顿的足迹，为此整个教学流
程如下
:
由苹果落地引起猜想
---
月地检验
---
更大胆的猜想
---
万有引力定
律
---
卡文迪许测
定
G
。
通过这个假想──理论推导──实验检验过程，
让学生在物理情景中主动的参
与知识的
构建过程，
体会这种充满着大胆的设想、
巧妙的验证和从中体现着的科学探索的精神与方法。
【教学过程】
一
、新课引入
教师活动
通过上一节的学习，
我们已经知道了
太阳与行星间的引力规律，提问：表达式
是怎样的？
这一节我们将继续追寻牛顿的足迹
“发现”万有引力定律。
（教师板书课题：
6.3
万有引力定
律
）
提问：
提到万有引力定律，同学们首
先想到什么
?
< br>展示课件中的牛顿苹果树的图片，
讲
述中国也有牛顿苹果
树的事实。
学生活动
学生回答
F
?
G
m
1
m
2
r
2
想到牛顿与苹果的故事
设计说明：讲述学生不知道的事实
---
中国也有牛顿苹果树，引起学生的兴趣，激发
学生的学习热情。
二、教授新课
（一）进一步猜想
教师活动
展示课件中牛顿与苹果的故
事图片，
“回
味”牛顿的思考及牛顿的猜想：
< br>
思考：
（
1
< br>）地球和月球之间的吸引力会不
与地球吸引苹果的力是同一种力？
思
考：
（
2
）即使在最高的建筑物上和最
高
的山顶上，重力都不会有明显的减弱．那么地
球表面的重力能
否延伸到很远的地方，会不会
作用到月球上？
思考：
（
3
）
拉住月球使它绕地球运动的力，
与拉着苹果使它下落的力，以及众行星与太阳<
/p>
之间的作用力也许真的是同一种力，遵循相同
的规律
?
牛顿的猜想：这些力是同一种性质的力，
并且都
遵从与距离的平方成反比
的规律．
学生活动
观察图片，与牛顿
”
一起
”
猜想：
（
1
）地球和月球
之间的吸引力使月球没
有做离心运动，地球吸引苹果的力使苹果落
地，它们可能是同一种力。
（
2<
/p>
）高山上也有苹果树，苹果熟了也会
下落。地球表面的重力会延伸
至很远，也会作
用的月球上。
（
3
）猜想是同一种力，都遵从相同规律<
/p>
设计说明：
通过苹果自由下落的物理情景，
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，
从而启发学生设问，
使牛顿的想法能够激发学生的兴趣与
想像力。
（二）月
-
地检验
教师活动
（板书：
< br>一、月地检验
）
课件展示情景
：月球绕地球做匀速圆周
运动
（月球轨道半径
< br>r
为地球半径
R
的
60
倍）
假定上述猜想成
立，月球和苹果的地位
相当，则地球对月球的力与地球对苹果的力
应
该
同
样
遵
从
“
平
方
反
比
”
律
，
即
学生活动
（通过创设情景中数据，
让学生进行定量
计算
）
学生回答：
由牛顿第二定律得：
。
GMm
F
月
?
?
ma
月
2
提问：<
/p>
（
1
）月球做什么运动？符合什么
(60
R
)
规律？
GMm
?
m
a
地
F<
/p>
地
?
R
2
（
2
）
物体在地面附
近受到的地球的吸引
力表达式是怎样的？
a
1
（
3
< br>）月球的加速度
（月球公转的向心加
< br>月
?
2
a
60
速度）是重力加速度
g
的几分之
一？
地
课件展示：
在牛顿时代，
重力加速度
g
，
月地的距离
r
、<
/p>
月球的公转周期
T
都能精确的测定，
已知
用上一章
知识计算出数据：（借助计算器会
月球周期：
T
= 27.3
天≈
2.36
×
10
6
s
更快）
月球轨道半径：
r
≈
60R
4
?
2
a
月
?
2
r
3
地球半径：
R
=
6400
×
10
m
T
提问：
（
4
）以上数据能计算出月球的向
?
2
.
72
?
10
?
3
m
/
s
2
心加速度吗？
1
?
g
2
亲身体验推导过程，猜想得到证实，学生的
学习热情进一步提升。
可见：用数据说明上述设想的正确
性，
牛顿的猜想经受了事实的检验，地球对月球
的力，地球对地
面物体的力真是同一种力。
至此，平方反比律已经扩展到太阳与行星之
< br>间，
地球与月球之间、地球对地面物体之间。
60
设计说明：通过创设情景，引导学生定量计算，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。
（三）万有引力定律