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万有引力定律教案 第1篇
【概述】
本节选自人教版高中物理必修二第六章第三节。
本节课所需课时为1课时，45分钟。
万有引力定律是本章的核心，是17世纪自然科学最伟大的成果之一，它为研究天体运动提供了理论依据，彻底使人们对宇宙的探索从被动描述走向主动发现。万有引力定律承上启下的作用：上承圆周运动，下启卫星的运动.掌握好本节课，对前面知识的加深理解，后面问题的顺利解决，将会起到重要的作用。
【教学目标分析】
知识目标：
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。
2、使学生了解并掌握万有引力定律。
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)。
能力目标：
1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题。
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。
情感目标：
1、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。2、通过神舟五号的资料，激发学生的爱国热情，增强学生建设祖国的神圣使命感。
【学生特征分析】
高中的学生已经有一定的天文学与物理学的基础，具备一定的思维能力。对物理知识具有因果关系的认识兴趣;对物理知识具有概括性的认识兴趣。他们喜欢活跃的课堂形式，热忠于讨论、归纳、分析、争辩等思维活动，兴趣广泛，求知欲强，探究和讨论的风气较浓厚。但他们易于用生活观念代替物理概念，学习物理的思维障碍表现为凝固性、片面性和干扰性障碍。为了克服学生的思维障碍，教学中多让学生接触真实、具体的物理情境，提高从真实、具体的物理情境中获得信息的辩识能力，让学生暴露出错误观念并加以纠正。
【教学策略选择与设计】：
重点：万有引力定律的推导，应用难点：万有引力定律的推导。本节的重点是。万有引力定律的推导和应用。因为它既是前面圆周运动知识的发展，又是后面卫星运动知识的基础。本节的难点是：万有引力定律的推导。因为它综合了开普勒第三定律，圆周运动知识，牛顿第三定律，涉及知识点多;而且一般物体间的引力极小，学生对此缺乏感性认识，又无法进行演示实验。我们通过具体事例，例题，习题，多媒体手段加强了重点教学;通过及时复习，突破了难点教学;而且我们通过探究性活动，使学生对重难点知识的同化过程，，在时间和空间上得以延续。
教学中渗透科学思想和方法教育，还注重能力的培养。由各种日常的生活现象和一些天文知识引入万有引力定律，体现了学习物理知识的新理念：生活---物理---生活。如：从月球围绕地球旋转的例子中，猜测出影响月球环绕时间，速度的因素，最后又用影响这些因素来解释学生熟悉的生活现象。但要从现象中得出结论，还需通过实验来认识。教学中着重引导学生设计实验，从中观察并分析得出结论，培养了学生自主思维的能力。本节课也体现了学习物理知识的认知过程—由简单到复杂、由形象思维到抽象思维的过程。物理课堂教学除了传授知识，培养能力外，还应注重知识的形成过程，提高学生的科学素养，初步认识科学及其相关技术对于社会发展、自然环境及人类生活的影响。如：利用“神州系列飞船”的图片，在教学中渗透了天文与万有引力息息相关的的观念，使学生有能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献的意识。
采用“情境—活动”课堂教学模式。 把教学活动的重点放在指导学生主动获取知识上。利用学生生活经验创设的情境，引导学生参与积极思维、主动探索、动手实验等一系列活动来获得新知。同时应用媒体画面展现生活实例来培养学生应用物理知识解释生活现象的能力，从而突破教学难点。这样既增长知识，又培养能力，也激发学生学习物理的浓厚兴趣。在结尾部分采用抢答活动，不仅将课堂气氛推向高潮，还可达到良好的教学效果。
【教学资源和工具】 本节课是在学生人手一机的多媒体网络教室实施的。
教版高中物理必修二。
专门为本课设计、制作的网络资源课件。
网络留言板。
【教学过程环节】：
(一)创设情境，引入万有引力定律：
展示伽俐略在比萨斜塔上，做自由落体实验的图片，激发学生的兴趣，学生看完后依次提出下面6个问题：1，2问，比较简单，为后面的问题作准备，3，4，问由于1，2问作铺垫，学生也能答出。通过设计这四个问题，逐步把学生的思路导向“引力的作用“这一实质.然后安排“行星运动的各种动力学解释“，让学生认识到历史上得出这一结论经历了漫长的过程：球为什么向下运动，不向上运动—重力是竖直向下的。球为什么受重力—地球引力的作用。月球为什么绕地球太阳作圆周运动—地球引力的作用地球为什么绕太阳作圆周运动—太阳引力的作用。
(二)问题提出：
地球绕太阳的运动简化为匀速圆周运动遵循什么规律
它们的内容是什么
向心力公式中不包含周期怎么办
怎样才能用开普勒第三定律
力的作用是相互的，结合牛顿第三定律，还能进一步得出什么结论
怎样改写成等式
这个结论能不能推广
这样，我们通过7个问题，环环紧扣，层层推进，步步引发学生思考;同时向学生指出牛顿是在椭圆轨道上证明的，我们进行了简化;由于条件所限，直到100年后卡文迪才测出引力恒量的值。通过强调了公式中每个字母的涵义，定律的理解，及它的适用条件，加深了学生对定律的认知程度。
(二)理解万有引力：
(1)普遍性
(2)相互性
(3)宏观性
(三)意义
指出在万有引力定律的指引下，人们先后发现了海王星，冥王星，计算出了各种天体的质量和密度，人们一步步向宇宙迈进，在神州飞船图片的基础上我们提出了第一个问题：
例1 “神舟“五号飞船从发射到回收历时约21h，绕地球飞行14圈，飞船在运行期间，按照地面指挥控制中心的指令成功地实施了数十个动作，包括从椭圆轨道变换到圆轨道等。假若把飞船从发射到着陆的整个过程中的运动都看作圆周运动处理，试粗略估计飞船离地面的平均高度h。(已知地球半径×106m，地球表面处的重力加速度)
天体运动是历来高考的重点，安排本题是为了强调解决天体运动问题的思路。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，那么为什么没有吸引到一起 为了解决这个问题，安排了例题2
例2，两物体质量都是1kg，相距1m，它们间的万有引力是多少
通过本题，让学生认识到一般物体间的引力极小，不用考虑.那么，质量很大的天体为什么没被吸引到一块 从而引出下节课题.
为进一步巩固万有引力定律，按排了下面的练习
八，练习：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：地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力 和重力
万有引力定律教案 第2篇
【教学目标】
一、?知识与技能
1、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。
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-地检验的推到过程。
2、?万有引力定律的内容及表达公式。
【教学重点】
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其他星球与地球之间存在的引力是同性质的力联系起来。
【教学设计思想】
在本节课教学，将让学生继续经历上节课的万有引力定律“发现之旅”，为此使整个教学流程力图体现如下规律发现过程：
进一步猜想：“天上”的力与“人间”的力可能出于同一本源?
月-地检验：这个大胆的想法要由事实检验。
更大胆地猜想：是否任意两个物体之间都存在这样的引力?
得到万有引力定律： (G为引力常量)。
检验万有引力定律的普适性：卡文迪许测定万有引力常量
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。
【教学设计过程】
一、?新课引入
教师活动：
?通过上节的分析，我们已经知道了我们太阳与行星间的引力规律，那么：
行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳?
行星与太阳间的引力与什么因素有关?
可以根据哪些已知规律推导出推出太阳与行星间的引力遵从的是什么样的规律?
公式中的G是比例系数，F是太阳和行星之间的引力，正是太阳和行星之间的引力使得行星不能飞离太阳。那么大家想到过，又是什么力使得地面的物体不能离开地球，总要落回地面呢?
为了研究这个问题，下面我们继续来体验一下：牛顿发现万有引力定律的思维过程。
学生活动：
? (引导学生回答，教师及时纠正补充)
行星与太阳间的引力提供作为行星绕太阳近似圆周运动的向心力，从而使得行星不能飞离太阳。
行星与太阳间的引力F与太阳和行星之间的距离r，行星质量m和太阳质量M有关。
根据开普勒第一、第二定律和牛顿第三定律推出太阳与行星间的引力遵从的规律： 。
二、?授新课
(一)、进一步猜想
教师活动：
?演示：将塑料制成且内部空心的苹果置于某位学生头顶不远处，静止释放。
诱思：
苹果为什么只砸向这位同学，而不是砸向其他同学呢?
那么受到重力又是怎么产生的呢?
地球对苹果的引力和太阳对行星的引力是否根本就是同一种力?若是这样，物体离地面越远，其受到地球的引力就应该越小，比如我们爬到高山上时，察觉到我们受到重力减小了?为什么?
这样的高度比起天体之间的距离来说，简直太小了。如果我们再往远处设想，物体延伸到月球那么远，物体将会怎么样运动?
于是我们可以提出这样的猜想：太阳对行星的引力 ，地球对月球的力，地球对地面上物体的力，也许真是同一种力，遵循相同的规律?
学生活动：
? (观察苹果的运动，启发学生提出问题，并进行思考讨论)
由于重力方向竖直向下，苹果在其重力作用下，在这位同学头顶正上方可认为做竖直向下的自由落体运动。
由于地球对苹果的吸引力而产生的。 .
可能是同一种力。
没有明显减弱，可能因为还不够远。
可能这个物体会象月球那样绕着地球运动。
(二)、月-地检验
教师活动：
? 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 ，那么月球轨道上的物体受到的引力比他在地面附近受到的引力要小.
创设情景：
在牛顿时代，重力加速度g、月-地的距离r、月球的公转周期T都能精确的测定，已知×108m，T=27 .3天， ，月球轨道半径即月-地的距离r为地球半径R的60倍，那么：
①在月球轨道上的物体受到的引力F1是它在地面附近受到的引力F2 的几分之一?
②物体在月球轨道上的加速度a(月球公转的向心加速度)是它在地面附近下落的加速度g重力加速度(重力加速度)的几分之一?
万有引力定律教案 第3篇
【教材分析】
本节内容选自沪科版高中物理必修二第五章第三节，在本节课之前，已经介绍了开普勒定律和万有引力定律的内容，本节主要应用万有引力定律求天体的质量和密度，是一节知识的应用和实践课。
【学习者分析】
在本节课之前已经接触了万有引力提供行星绕太阳运动的向心力，也掌握了向心力的不同表达式，并且在初中阶段学习了球体的体积公式和物质的密度公式，这些知识为学生本节课的学习奠定了良好的基础。另外经过快一年的高中学习，学生在抽象思维能力方面已经有了很大提升，能够在脑海里建构物理模型并进行分析推导，这也是学生学习本节课的必要条件。
同时，虽然本节课用到的知识学生已经基本都有所接触，但是将不同板块的知识进行综合应用的能力还欠佳，因此可以预判学生在分析推导过程中会遇到一定的阻碍，另一方面，学生形成了一定的计算习惯，不注意区分物理字母所代表的具体含义，往往容易将字母搞混，要解决这两点问题，就需要发挥小组讨论的力量，通过小组讨论将组内个别不能完成推导计算的同学掌握逻辑思路和求解过程。所以本节课将主要以学生自学、组内合作讨论、学生展示、教师点评、课堂练习巩固等环节组成。
【教学目标】
知识与技能
? 了解万有引力定律在天文学上的重要应用
? 会用万有引力定律计算天体的质量
过程与方法
? 理解万有引力定律处理天体问题的思路、方法
? 了解万有引力定律在天文学上的重要应用，理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路方法
情感、态度和价值观目标
? 通过测量天体的质量、密度，体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用，体会万有引力定律对人类探索和认识未知世界的作用
【教学重点】
运用万有引力定律计算天体的质量
【教学难点】
在具体的天体运动中应用万有引力定律解决问题
【教学方法】
教法：讲授法、多媒体演示
(1)对重点难点内容，通过教师精讲使学生掌握
万有引力定律教案 第4篇
教学目标
知识目标
1、使学生能应用万有引力定律解决天体问题：
2、通过万有引力定律计算天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度等;
3、通过应用万有引力定律使学生能在头脑中建立一个清晰的解决天体问题的图景：卫星作圆周运动的向心力是两行星间的万有引力提供的。
能力目标
1、通过万有引力定律在天文学上的应用使学生能熟练的掌握万有引力定律;
情感目标
1、通过万有引力定律在天文学上的应用使学生感受到自己能应用所学物理知识解决实际问题——天体运动。
教学建议
应用万有引力定律解决天体问题主要解决的是：天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度天文学的初步知识等。教师在备课时应了解下列问题：
1、天体表面的重力加速度是由天体的质量和半径决定的.
2、地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系：物体随地球的自转所需的向心力，是由地球对物体引力的一个分力提供的，引力的另一个分力才是通常所说的物体受到的重力.(相关内容可以参考扩展资料)
万有引力定律在天文学上的应用教学设计
教学重点：万有引力定律的应用
教学难点：地球重力加速度问题
教学方法：讨论法
教学用具：计算机
教学过程：
一、地球重力加速度
问题一：在地球上是赤道的重力加速度大还是两极的加速度大?
这个问题让学生充分讨论：
1、有的学生认为：地球上的加速度是不变化的.
2、有的学生认为：两极的重力加速度大.
3、也有的的学生认为：赤道的重力加速度大.
出现以上问题是因为：学生可能没有考虑到地球是椭球形的，也有不记得公式的等.
教师板书并讲解：
在质量为 、半径为 的地球表面上，如果忽略地球自转的影响，质量为 的物体的重力加速度 ，可以认为是由地球对它的万有引力产生的.由万有引力定律和牛顿第二定律有：
则该天体表面的重力加速度为：
由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径决定的.而又因为地球是椭球的赤道的半径大，两极的半径小，所以赤道上的重力加速度小，两极的重力加速度大.也可让学生发挥得：离地球表面的距离越大，重力加速度越小.
问题二：有1kg的物体在北京的重力大还是在上海的重力大?
这个问题有学生回答
问题三：
1、地球在作什么运动?人造地球卫星在作什么运动?
通过展示图片为学生建立清晰的图景.
2、作匀速圆周运动的向心力是谁提供的?
回答：地球与卫星间的万有引力即由牛顿第二定律得：
3、由以上可求出什么?
①卫星绕地球的线速度：
②卫星绕地球的周期：
③卫星绕地球的角速度：
教师可带领学生分析上面的公式得：
当轨道半径不变时，则卫星的周期不变、卫星的线速度不变、卫星的角速度也不变.
当卫星的角速度不变时，则卫星的轨道半径不变.
课堂练习：
1、假设火星和地球都是球体，火星的质量 和地球质量 .之比 ，火星的半径 和地球半径 之比 ，那么离火星表面 高处的重力加速度 和离地球表面 高处的重力加速度 . 之比等于多少?
解：因物体的重力来自万有引力，所以：
则该天体表面的重力加速度为：
所以：
2、若在相距甚远的两颗行星 和 的表面附近，各发射一颗卫星 和 ，测得卫星 绕行星 的周期为 ，卫星 绕行星 的周期为 ，求这两颗行星密度之比 是多大?
解：设运动半径为 ，行星质量为 ，卫星质量为 .
由万有引力定律得：
解得：
所以：
3、某星球的质量约为地球的的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高 处平抛一物体，射程为60米，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为：
A、10米 B、15米 C、90米 D、360米
解得：(A)
布置作业：
探究活动
组织学生收集资料，编写相关论文，可以参考下列题目：
1、月球有自转吗?(针对这一问题，学生会很容易回答出来，但是关于月球的自转情况却不一定很清楚，教师可以加以引伸，比如月球自转周期，为什么我们看不到月球的另一面?)
2、观察月亮
有条件的让学生观察月亮以及星体，收集相关资料，练习地理天文知识编写小论文.
万有引力定律教案 第5篇
分析 引导学生了解万有引力定律发现的艰难历程，让学生比较强烈的体会科学思维和方法的重要性是本节课的重要教学任务。因此为了达到预期的教学目标，教师应在教学中充分的引导学生，积极调动学生的主观能动性。以神奇宇宙现象及科学史实为基础，激发学生的兴趣，同时采用科学是清净探究法，主要以问题为中心去充分的引导学生的思维，成功的完成本节课的教学任务。
学生学习心里
分析 高中生正处于从初中物理的定性分析到高中物理的定量讨论;从初中的形象思维到高中的抽象思维;从初中简单的逻辑思维到高中复杂的分析推理的转变过程中。从心理学的角度分析他们的一般能力已经具备，具有一定的观察力、记忆力、抽象概括力、想象力。但其创造能力还比较欠缺，对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱，因此教师应尽可能的提供具有创造能力的活动，不断鼓舞学生的信心，让学生能够在兴趣与积极性中学习知识。 教
目标
知识与技能：
了解万有引力定律的发现过程
通过万有引力规律的推广，建立万有引力定律，写出数学表达式。
过程与方法：
采用科学史情景探究法，通过合作学习，锻炼自主、探究、合作学习的能力。
假设和推理
情感态度与价值观：
对人类认识万有引力定律过程做出自己的评价，体验物理学的研究思想和方法 教学重点 牛顿发现万有引力的思路，培养学生的创造能力。 教学难点 牛顿以开普勒对行星运动学规律的描述为基础证明万有引力定律的思路 教学方法 科学史情景探究法、讨论法 教学手段 多媒体辅助教学 教 学 过 程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情景回放
播放视频(美丽星空)。 导入 师：在上课之前，我先带领大家进入一个神奇的、梦幻般的地方。(视频)
看着这样美丽的地方，同学们感觉如何?是不是产生了无限的遐想，有一种身临其境想亲自去探索期中奥秘的冲动?
正是有了这千千万万个不同的行星运动，才构成了这神奇的宇宙，才出现了这种.种神奇的现象。那么大家想一想，这么多的行星，他们在偌大的宇宙间运动，是各行其是、杂乱无章嘛?
生：(观看视频，用心去感受)。
行星虽然多，但他们的运动都是有一定规律的，均有自己的运动轨道。
创设情境，激发兴趣
“兴趣是最好的老师”，学生有了兴趣就有了主动探究的重要基础，所以激发探究的兴趣是教学成功的关键。
新课引入
师：对，通过上节课的学习，我们知道不是的。
上一节课我们跨越了千年时空对宇宙进行了一个三级跳，让我们通过时间的轴线共同回忆一下天体究竟做怎样的运动的研究之路：
地心说(托勒密)与日心说(哥白尼)
行星运动的规律(开普勒)
开普勒第一定律(椭圆轨道定律)
开普勒第二定律(面积定律)
开普勒第三定律(周期定律)
开普勒的行星运动定律揭示了行星的运动规律，对行星如何绕太阳运动进行了一个确切的描述。所以我们说宇宙虽大，行星虽多，但他们始终是沿着一定的轨道绕太阳做有规律的运动(展示行星运动图片)
那么老师又要问了，行星为什么会如此运动?是什么原因促使他们这样运动呢?
开普勒虽然知道行星的椭圆轨道，但由于行星速度的大小、方向不断变化，他当时还是无法解决这种变化的曲线运动问题，即当时无法逾越的困难之一——数学工具的缺乏。
今天就让我们来研究这一问题的解决之路，进入新课教学——万有引力定律是怎样发现
回顾上一节课所学知识，概括总结前人探究自然，追求科学真理的过程。
认真思考教师所提出的问题，用一种探究真理的思想继续学习。
生：发散思维，积极主动充分表达自己的观点
了解科学家当时遇到的困难，知道科学的发现之路的艰辛
复习回顾，温故知新
我从上一问题对旧知识进行了一个具体的回顾，对讲解本节课做一铺垫，让学生脑海里有一个系统的知识体系。
通过疑问的方式调动学生的积极性，让他们带着问题上路，走进新课。
讲授新课
发散思维，积极讨论
师：面对行星运动这张图片，同学们有什么看法或是想法呢?
同学们说的都很好，那么，大家再想想这个力是什么性质的力，这个力跟哪些因素有关呢?
其实这个问题在当时也引起了不同时代不同科学家的不同猜想，同学们想不想知道他们当时是怎么想的?
科学猜想
那就让我们继续在时间的轴线上前行，将我们大家的想法与他们做一比较：
类比——分析——猜想：
吉尔伯特---行星是依靠太阳发出的磁力维持着绕日运动的。
笛卡尔---漩涡带动行星的运动
分析——直觉——猜想：
布里奥---行星受太阳发出的力支配，力的大小跟行星与太阳距离的平方成反比
胡克--- 行星运动是太阳吸引力的缘故，并且力的大小遇到太阳距离的平方成反比
虽然他们当时的猜想各异而且一步步有一定的进展，但最终还是没有将此问题解释清楚。那是为什么呢?主要是当时还存在其他的一些困难.
天体是一个庞然大物，如果认为天体间有引力，那么如何计算由天体各部分对行星产生的力的总效果呢?
当时存在一定的理论依据的缺乏——困难之二
如果天体间是互相吸引的，那么在众多天体共存的太阳系中，如何解决他们之间相互干扰这一复杂问题呢?——困难之三
那么，给出问题答案的又会是谁呢?
创设情境，继续设置问题
师：同学们，首先我让大家欣赏这样两幅图片(讲述苹果落的传奇故事)，看看你们有什么想法：
如果你是牛顿，你会想到什么呢?
同学们说的都非常好，我把大家的想法总结了一下，那接下来让我们对这些问题共同做一探讨：
苹果为什么会落地呢?
老师为大家准备了两样东西，大家以四人小组玩一玩，看看能发现什么。
大家一起再来看一看，这就是引力——能把东西拉过来的一种力。想一想苹果落到地面上是不是和回形针吸到磁铁身上差不多啊，这就说明是由于地球本身的一种力(演示地心引力课件)
那如果苹果树长到月球那么高，苹果还会落到地球上吗?
苹果既然由于地球的吸引而落到地面上，那月球为什么就不会落到地面上呢?
月球为什么绕地球做圆周运动?
同学们真的非常聪明，简直各个都是牛顿了，你们将牛顿当时的发现全说出来了。现在我们知道月球绕地球运动是由于地球引力为它提供了向心力，再去回想刚开始提出的问题是什么原因促使行星绕太阳运动?
万有引力定律教案 第6篇
【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】
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。
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。
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、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。
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。
【教学设计思想】
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 学生活动 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： 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?
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。 学生回答
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 学生活动 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：
思考：(1)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.
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)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
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 学生活动 (板书：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 。
提问：(1)月球做什么运动?符合什么规律?
(2)物体在地面附近受到的地球的吸引力表达式是怎样的?
(3)月球的加速度(月球公转的向心加速度)是重力加速度g的几分之一?
课件展示：
在牛顿时代，重力加速度g，月地的距离r、月球的公转周期T都能精确的测定，已知
月球周期：T = 天≈×106s
月球轨道半径：r ≈ 60R
地球半径： R = 6400×103m
提问：(4)以上数据能计算出月球的向心加速度吗?
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间，地球与月球之间、地球对地面物体之间。 (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：
用上一章知识计算出数据：(借助计算器会更快)
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。
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
教师活动 学生活动 猜想的到了证实，那么我们可以展开想象的翅膀，更大胆设想：是否任何两个物体之间都存在这样的力?只是因为我们身边的物体质量比天体的质量小得多，我们不易觉察罢了，于是我们可以把这一规律推广到自然界中任意两个物体间即万有引力定律.
提出问题，阅读教材：
什么是万有引力?并举出实例。
万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律?其数学表达式如何?并注明每个符号的单位和物理意义。?
万有引力定律的适用条件是什么?
同时体会万有引力定律的内容，理解万有引力定律普遍性、相互性、宏观性：
A、普遍性：万有引力存在于任何两个物体之间，只不过一般物体的质量与星球相比太小了，他们之间的万有引力也非常小，完全可以忽略不计。
B、相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力。
C、宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义.在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计.
讲解过程中适时板书：
二、万有引力定律
内容：
表达式：
适用条件：质点
理解：①普遍性
②相互性
③宏观性
(提出问题，引导学生根据问题阅读教材，教师引导总结)
万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量的物体之间的相互吸引力。日对地、地对月、地对地面上物体的引力都是其实例。
万有引力定律的内容是：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比.
式中各物理量的含义及单位：
万有引力定律教案 第7篇
(1)知识量增大。学科门类，高中与初中差不多，但高中的知识量比初中的大。初中物理力学的知识点约60个，而高中力学知识点增为90个。
(2)理论性增强。这是最主要的特点。初中教材有些只要求初步了解，只作定性研究，而高中则要求深人理解，作定量研究，教材的抽象性和概括性大大加强。
(3)系统性增强。高中教材由于理论性增强，常以某些基础理论为纲，根据一定的逻辑，把基本概念、基本原理、基本方法联结起来。构成一个完整的知识体系。前后知识的关联是其一个表现。另外，知识结构的形成是另一个表现，因此高中教材知识结构化明显升级。
(4)综合性增强。学科间知识相互渗透，相互为用，加深了学习难度。如分析计算物理题，要具备数学的函数，解方程等知识技能。
(5)能力要求提高。在阅读能力、表达能力、运算能力、实验能力都需要进一步的提高与培养。
面对这些特点，初上高中的同学要想学好它，我总结出了4字箴言，从“勤、恒、钻、活”上做好心理和行动上的准备。
“勤”，高中物理中有着丰富的物理现象和物理模型，了解这些现象，掌握这些物理模型需要勤思多练不断积累。
“恒”，高中物理知识一环紧扣一环，任何一环出问题都会影响到整体，所以在学习过程中一定要持之以恒，坚持不懈。
“钻”，高中物理有些内容是只可意会不可言传的。深入钻研细心领会是不可缺少的，对学习中有疑问的地方一定要想办法弄个水落石出，不留有尾巴。
“活”，物理学得好坏关键在于是否能灵活运用所学的知识。
万有引力定律教案 第8篇
教学设计思路：
一、背景分析及指导思想：
本节课是针对应届高三学生的第一轮复习而设置。在本节之前学生在高一已经学习了万有引力定律这一章的相关知识，但知识的系统性不强，对“表面模型”和“环绕模型”及二者特点有了一定的掌握，但解决问题的方法性不强，对部分的重点和难点的分析不透彻。因此在设计时我们兼顾了本章的知识特点、高考大纲要求和学生特点，在教学过程中设置提问，重在提升学生的思维能力和解决问题的能力。
二、高考特点分析：
本部分是高考考查的重点内容之一，每年的高考试题中都会出现，频率较高，命题的立意包括：万有引力定律与其他知识的综合;应用万有引力定律解决一些实际问题，一般以选择题、填空题或计算题(新课标后计算题出现频率较低)的形式考查。
由于航天技术、人造地球卫星属于现代科技发展的重要领域，有关人造卫星问题的考查频率会越来越高，加上20XX年载人航天的成功、中国北斗卫星导航系统的建成和完善、中国探月计划的实施、美国火星计划的实施，这些都是命题的热点。
三、内容设置与方案：
鉴于本部分的内容特点及在高考中的地位，设计这节复习课时，我们打破常规复习课以梳理知识为主的模式，重点突出模型教学与“问题式”方法教学。本节课设计了三个教学环节，第一个环节是知识梳理，以梳理基础知识;第二个环节是模型探究，以“地表”和“天上”两条线为引，突出圆和椭圆两类问题，并能解决相应的实际问题——(包括质量估算和简单变轨问题)的基本技能;第三个环节从高考的考点入手，有效的抓住高考的得分点，引导学生构建从基本概念、基本规律出发应用所学知识分析、解决实际问题的能力。三个环节上彼此呼应，充分体现以学生为主体的课堂教学模式。
四、设计意图：
启发提示，设计阶梯式问题，降低学生对问题理解的难度，引导学生顺着疑问阶梯找到知识的果实。并学会这一思维方法，达到突破这一重难点的目的。渗透科学研究方法以及问题解决的方法的教育，使学生学会“近似处理”和“估算法”，在实践中体验解决问题的脉络。最后通过例题检查学生学习的效果。
教学三维目标：
一、知识与技能：
1、理解万有引力定律，了解它在天文学上的主要应用，使学生能应用万有引力定律解决天体问题;
2、理解运用万有引力定律处理天体问题的基本思路和基本方法;
3、掌握宇宙速度的概念，构建相关知识网络。
二、过程与方法：
1、通过探求计算天体质量公式的过程，体会利用模型解题的思维过程;
2、使学生能够在教师的帮助下构建自己的知识结构体系，提高运用所掌握的科学知识分析和解决实际问题的能力。
三、情感态度与价值观：
1、通过万有引力定律在航天上的应用使学生感受到自己能应用所学物理知识解决实际问题——天体运动;
2、通过体会万有引力定律在人类认识自然界奥秘中的巨大作用，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。
教学重点：
1、理解万有引力定律及应用两类模型解决天体运动的的解题思路方法;
2、应用万有引力定律处理天体运动问题的归类总结，构建自己的知识结构体系。
3、变轨问题速度、加速度、能量关系的讨论
教学难点：
1、应用“万有引力定律”处理天体运动问题及归纳
2、两类模型的构建及使用模型计算中心天体质量
教学方法：
讨论、分析、归纳、计算机辅助
教学时间：40分钟
教学内容及过程：
基础知识梳理：
引入： 展示太阳系星球分布图。
我们知道现在地球的人口越来越多，开始制约经济的发展，对此人类计划向太空移民，据了解目前最适合人类生存的是火星。美国国家航天局在20XX年提出了“火星计划”，并于20XX年开始招募志愿者，在四月份的时候在中国招募了600名志愿者。我现在就有一个疑问：“美国人要将志愿者通过飞船送上火星，是不是简简单单的只要将飞船启动就可以了呢?必须克服哪些困难呢?”当然首先必须克服的就是地球的束缚——地球的引力。
1687年，牛顿在前人的基础上，总结并建立了万有引力定律：
1、任何两物体间都存在相互作用的引力，这个力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与两物体之间的距离的平方成反比。
2、表达式：
3、适用于两个质点或均匀球体;r为两质点或球心间的距离;G为万有引力恒量(1798年由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出) 。
现在同学们考虑一个问题：是不是任何两个物体间的引力都符合这个规律，都可以用这个公式来进行计算呢?需要注意：公式有适用条件，规律适用于任何物体间。
二、万有引力定律在天体运动中的应用——模型探究：
现在同学们观看“嫦娥一号”探月卫星的3D模拟视频，简单介绍卫星奔月过程，思考如何让卫星从地球到月球环绕。
展示卫星奔月图片：
提问引导：
问题(1)轨道模式分为哪两种?
圆和椭圆两种，两个圆轨道之间有一椭圆轨道用来变轨
问题(2)卫星围绕地球做匀速圆周运动，那么其所需要的向心力由什么提供呢?
由地球给它的万有引力提供
思考：我们能否发射一颗卫星以任意纬度为轨道运转，比如图中所示轨道?
问题(3)对匀速圆周运动需要满足的基本供与需的关系是什么?
满足关系：供=需，供就指的是二者间的万有引力。
问题(4)卫星围绕地球做匀速圆周运动有什么样的运行规律?
对于常见的运动比如行星绕恒星的运动，卫星绕行星的运动，人造天体绕地球(或其它行星)运动我们都处理为匀速圆周运动，其运动所需的向心力由万有引力提供。
即 = ;
我们可以得出卫星运行的规律：
r 越大卫星线速度越小，角速度越小，周期越大，加速度越小。这种模型，我们称之为“环绕模型”。
问题(5)地球上的物体随地球一起转动，其所受的万有引力等于其运动所需的向心力吗?
万有引力定律教案 第9篇
教材分析
万有引力定律的核心地位：万有引力定律是本章的核心，是17世纪自然科学最伟大的成果之一，它为研究天体运动提供了理论依据，彻底使人们对宇宙的探索从被动描述走向主动发现。
万有引力定律承上启下的作用：上承圆周运动，下启卫星的运动。掌握好本节课，对前面知识的加深理解，后面问题的顺利解决，将会起到重要的作用。
[教学目标]
(一)知识目标
介绍牛顿发现万有引力定律的思考过程，体会研究物理问题的方法，渗透科学的发现方法。
掌握万有引力定律的内容，认识万有引力定律的普遍性。
介绍万有引力恒量的测定方法，增加学生对万有引力定律的感性认识。
(二)能力目标：会应用万有引力定律解决一般的相关问题。
(三)情感目标
1、本节课重在逻辑思维和渗透物理学的研究方法，因此本节课的教学中应该在学习品质方面对学生
进行教育。让学生感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家不断努力的结果。
3、通过中国飞天第一人杨利伟、神舟六号的资料，激发学生的爱国热情，增强学生建设祖国的神圣
使命感。
[重点难点]
万有引力定律的发现过程、应用，是本节课的重点。
由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识，又无法进行演示实验，故应加强举例。
[重点难点突破]
通过具体事例、例题、习题、多媒体手段加强了重点教学;通过及时复习，突破了难点教学;而且通过探究性活动，使学生对重难点知识的同化过程在时间和空间上得以延续。
[教学过程]
引入新课：
课前4分钟开始播放课件中杨利伟的图片、神州六号发射的全过程。创设一个物理情景、进入状态、激发学生的学习欲望。
(二)教学过程
(提问学生，共同回答)。刚才看到的一些图片上的人物是谁呢?(中国飞天第一人杨利伟)。那么第二段视频记录下的又是什么事件呢?(神州六号发射全过程)。近几年来，我国的航天事业取得了非常大的成就，全国人民欢欣鼓舞，这与我们这一章万有引力定律联系是很密切的，也是近几年来各种大小考试的考试热点和重点。
(展示前辈科学家的人物图片)万有引力定律的发现过程犹如一部壮丽的科学史诗，它歌颂了前辈科学家的科学精神，也展现了科学发展过程中科学家们富有创造而又严谨的科学思维。那么就让我们以现有的知识基础处身于历史的背景下，踏着牛顿的足迹，经历一次发现万有引力定律的过程吧!
一.复习：
人类认识事物总是有一个过程和规律的，第一节中主要介绍了前辈科学家们通过观测得到的行星绕太阳运动的规律――开普勒行星运动定律。分别是几何定律、面积定律、周期定律。进而人们开始进一步的了解其本质原因，牛顿利用他数学方面的才能推理演绎得到了太阳与行星间的引力公式满足： EMBED 。这样就可以很好的解释行星绕太阳运动的原因了。
二.牛顿的思考：
介绍牛顿苹果树下的思考，吸引学生进入当时的历史情景。引导从苹果落地联想到月球绕地球运动，思考太阳与行星间、地球与月球间、地球与苹果间是不是同一种力?并且如何验证这个猜想?进入月地检验，留给学生自己计算。
然后引导总结，通过月地检验，牛顿的猜想是正确的。然后进一步推广到宇宙中任何物体之间都存在这样的一种引力，即万有引力定律。
三.更进一步推广――万有引力定律：
(1)定律表述：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量成正比，跟它们的距离的二次方成反比.方向在它们连线上。
(2)公式表示：
(介绍表达式中的各个物理量及其单位)
(3)引力常量G适用于任何两个物体;它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力.
这么一个猜想推广而来的结论是正确的吗?
海王星 冥王星
介绍有力证据：海王星和冥王星的发现，有力的证明了万有引力的正确性。牛顿在44岁时，也就是1687年把他在二十多岁时形成的这一理论发表在了传世之作《自然哲学的数学原理》之中，也希望同学们在二十多岁时也有牛顿这样的发现。
回顾牛顿万有引力定律得到的历程，从观察获得规律→猜想原因→数学演绎得到规律→进一步的猜想→猜想得到验证→更大胆的猜想→得到万有引力定律。
进行情感价值观教育：物理学中许多重大理论的发现，不是简单实验结果的总结，它需要直觉和想象力、大胆的猜想和假设，再引人合理的模型，深刻的洞察力、严谨的数学处理和逻辑思维，是一个充满艰辛和曲折的过程。
知道前辈科学家得到万有引力定律的艰辛，我们更应该去认真的学习掌握好万有引力定律，来看这样一个问题：
练习一：
要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列方法不可采用的是：(D)
使两物体的质量各减小一半，距离不变
使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变
使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变
使两物体间的距离和质量都减为原来的1/4
(本练习重在万有引力定律的定性应用。)
那么如果我们想知道万有引力的具体数值，可以计算出来吗?不行，G未知，怎么测G?公式变形得G的表达式，只要知道两个物体的质量、距离、万有引力即可。但万有引力多大?能测出来吗?举个例子，两位50kg同学相距一米时万有引力多大?测一测。能感觉到吗?可见这个G应该是一个很小大的数值。牛顿当年也曾经设计了好多种方案，很遗憾，最终都失败了。直到一百多年以后，英国的物理学家卡文迪许利用了一个十分巧妙的扭秤装置才比较准确的测得G的数值
四.万有引力常量G的测定
介绍装置，播放动画，动态演示。
