萬(wàn)有引力定律

1、第三章第一節(jié)萬(wàn)有引力定律教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1. 了解人類對(duì)天體運(yùn)動(dòng)探索的發(fā)展歷程。2. 了解開(kāi)普勒三大定律。3. 了解萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。4. 知道萬(wàn)有引力定律。5. 知道引力常數(shù)的大小和意義。過(guò)程與方法1. 通過(guò)對(duì)“地心說(shuō)”與“日心說(shuō)”爭(zhēng)論的評(píng)述，提高交流、合作能力。2. 以科學(xué)探究的方式，了解牛頓是怎樣發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1.由人類對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的探究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。2. 讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)的想象力建立在對(duì)事物長(zhǎng)期深入的思考基礎(chǔ)上。3. 樹(shù)立把物理事實(shí)作為證據(jù)的觀念，形成根據(jù)證據(jù)、邏輯和既有知識(shí)進(jìn)行科學(xué)解釋的思維方法。教學(xué)重點(diǎn)萬(wàn)有引力定律及其

2、建立過(guò)程教學(xué)難點(diǎn)萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。牛頓將天體間的力與地面物體受到的重力想象成冋一性質(zhì)的力，而這種想象是建立在十分抽象的邏輯推理之上的。教學(xué)準(zhǔn)備CAI課件課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)步驟意教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)可能出現(xiàn)圖的問(wèn)題導(dǎo)入新課人類在自己的發(fā)展過(guò)程中首先就遇到了時(shí)間的測(cè)量，如一年為什么有春夏秋冬季節(jié)的更替，為什么有白天和黑夜，旱季或雨季什么時(shí)候開(kāi)始等等。為了解決這些問(wèn)題，人類通過(guò)對(duì)天體一一太陽(yáng)、月亮、行星和恒星的觀察，找到了解決問(wèn)題的辦法，人類就這樣開(kāi)始對(duì)天體的位置和運(yùn)動(dòng)的研究?；卮饐?wèn)題：地球公轉(zhuǎn)、地球自轉(zhuǎn)一.天體究竟做怎樣的運(yùn)動(dòng)閱讀課文，并從課文中找出相應(yīng)的答案.（一）古人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的看法及發(fā)展過(guò)

3、程1.地心說(shuō)一日心說(shuō)一圓周運(yùn)動(dòng)1、A.讓同學(xué)自己閱讀天體究竟做怎樣與事實(shí)矛盾一橢圓運(yùn)動(dòng)一開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的描述的運(yùn)動(dòng)這一小節(jié)，提出問(wèn)題：2.“地心說(shuō)”認(rèn)為地球是宇宙（1）人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的探索過(guò)程存在的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)，月亮以哪些看法？及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)；“日心（2）這些看法的觀點(diǎn)是什么？說(shuō)認(rèn)為太陽(yáng)是于宙的中心地球，投影顯示月亮以及其他行星都在繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng).“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”課件1.“地心說(shuō)”占領(lǐng)統(tǒng)治地位時(shí)間B.深入探究較長(zhǎng)的原因是由于它比較符合人們投影顯示的日常經(jīng)驗(yàn)，如:太陽(yáng)從東邊升起，從請(qǐng)冋學(xué)們?cè)谇懊娴幕A(chǔ)上討論：西邊落下；冋時(shí)它也符合當(dāng)時(shí)在政新1.“地心說(shuō)”為什么能占領(lǐng)較長(zhǎng)的

4、統(tǒng)治治上占統(tǒng)治地位的宗教神學(xué)觀點(diǎn).時(shí)間？2.由于“日心說(shuō)”最終戰(zhàn)勝了“地課2.俗話說(shuō)“眼見(jiàn)為實(shí)”，這種說(shuō)法是否絕心說(shuō)”，雖然“地心說(shuō)”符合人們的對(duì)正確？式舉例.經(jīng)驗(yàn)，但它還是錯(cuò)誤的.進(jìn)而說(shuō)明“眼教3.“日心說(shuō)”為什么能戰(zhàn)勝“地心說(shuō)”？見(jiàn)為實(shí)”的說(shuō)法并非絕對(duì)正確.例如：4.“日心說(shuō)”的觀點(diǎn)是否正確？我們乘車(chē)時(shí)觀察到樹(shù)木在向后運(yùn)動(dòng)，學(xué)5.“地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”理論提出后，而事實(shí)上并沒(méi)有動(dòng)（相對(duì)于地面）.即使是錯(cuò)誤的理論也包含一定的價(jià)值，對(duì)人3.“日心說(shuō)”所以能夠戰(zhàn)勝“地們的生活、生產(chǎn)產(chǎn)生了哪些影響？（同學(xué)們心說(shuō)”是因?yàn)楹枚唷暗匦恼f(shuō)”不能課外查找資料了解）解析的現(xiàn)象“日心說(shuō)”則能說(shuō)明也C.教師總結(jié)就

5、是說(shuō)，“日心說(shuō)”比“地心說(shuō)”更事實(shí)上從“地心說(shuō)”向“日心說(shuō)”的過(guò)科學(xué)、更接近事實(shí).例如：若地球不渡經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)間，并且科學(xué)家們付出了動(dòng)，晝夜交替是太陽(yáng)繞地球運(yùn)動(dòng)形成艱苦的奮斗咼白尼的“日心說(shuō)”觀點(diǎn)不符的.那么，每天的情況就應(yīng)是相同的，合當(dāng)時(shí)歐洲統(tǒng)治教會(huì)的利益，因而受到了教而事實(shí)上，每天白天的長(zhǎng)短不冋，冷會(huì)的迫害。然而，科學(xué)真理的確立是任何愚暖不同.而“日心說(shuō)”則能說(shuō)明這種昧勢(shì)力所阻擋不了的。經(jīng)過(guò)后人的不懈努力情況：白晝是地球自轉(zhuǎn)形成的，而四和探索，哥白尼的日心說(shuō)終于取得勝利。季是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)形成的.前人的這種對(duì)冋題一絲不茍、孜孜以求4.從目前科研結(jié)果和我們所掌的精神值得大家學(xué)習(xí)，所以我們對(duì)

6、待學(xué)習(xí)要握的知識(shí)來(lái)看，“日心說(shuō)”也并不是腳踏實(shí)地，認(rèn)認(rèn)真真，不放過(guò)一點(diǎn)疑問(wèn).絕對(duì)正確的，因?yàn)樘?yáng)只是太陽(yáng)系的（二）開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究不論“地心說(shuō)”還是“日心說(shuō)”，古人把天體的運(yùn)動(dòng)看得十分神圣，都認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)不同于地面物體的運(yùn)動(dòng)，天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng).后來(lái)，開(kāi)普勒在應(yīng)用行星繞太陽(yáng)做橢圓運(yùn)動(dòng)的模型描述火星的運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)與他的老師第谷對(duì)火星運(yùn)行軌道的觀測(cè)值有誤差。開(kāi)普勒思考：是第谷觀察數(shù)據(jù)錯(cuò)了，還是火星根本就不做圓形軌道運(yùn)動(dòng)呢？開(kāi)普勒?qǐng)?jiān)信第谷的數(shù)據(jù)是正確的，經(jīng)過(guò)4年多的刻苦計(jì)算，先后否定了十九種設(shè)想，最后了發(fā)現(xiàn)火星運(yùn)行的軌道不是圓，而是橢圓，并得出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。投影顯示開(kāi)

7、普勒三大定律練習(xí)下列說(shuō)法正確的是：A. 太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其它行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。B. 行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期就越大。C. 行星在離太陽(yáng)近的位置時(shí)速度大，遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí)速度小。D. 冥王星離太陽(yáng)“最遠(yuǎn)”，繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期最長(zhǎng)二、蘋(píng)果落地的思考：萬(wàn)有引力規(guī)律的發(fā)現(xiàn)開(kāi)普勒定律只是描述了行星如何繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，但它沒(méi)有說(shuō)明是什么原因使它們?cè)诟髯缘能壍郎线\(yùn)動(dòng)。你們會(huì)認(rèn)為是什么原因？當(dāng)時(shí)一些科學(xué)家提出了什么猜想，請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本里的插圖。投影顯示科學(xué)家的猜想1. 開(kāi)普勒：太陽(yáng)磁力的吸引；伽利略：“慣性”自行的維持；一個(gè)中心天體，而太陽(yáng)系只是宇宙中眾多星系之一，所以太陽(yáng)并不是宇宙的中心，也不是靜止

8、不動(dòng)的.“日心說(shuō)”只是與“地心說(shuō)”相比更準(zhǔn)確一些罷了.學(xué)生練習(xí)三分鐘答案：CD學(xué)生會(huì)提出一些說(shuō)法，如引力等學(xué)生回答學(xué)生閱讀課本2. 笛卡爾：太陽(yáng)的漩渦帶動(dòng)行星和衛(wèi)星一起運(yùn)動(dòng)；4.胡克：太陽(yáng)引力的緣故，并且力的大小與到太陽(yáng)距離的平方成反比。牛頓也一直在思考為何行星做橢圓運(yùn)動(dòng)。據(jù)說(shuō)，某一天，牛頓看到蘋(píng)果落地發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的。蘋(píng)果落地是很普通現(xiàn)象，我們會(huì)認(rèn)為它洛地就是洛地，不會(huì)加以思考。牛頓是怎樣發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的？引導(dǎo)學(xué)生思考：(1)蘋(píng)果熟了，為什么會(huì)落到地上而不是天上？(2) 蘋(píng)果樹(shù)不論長(zhǎng)得矮還是高，樹(shù)上的蘋(píng)果都會(huì)落地。由此可知，即使蘋(píng)果長(zhǎng)到月球那么高，照樣會(huì)落地。那么，月球?yàn)楹螞](méi)有落地呢？(

9、3) 蘋(píng)果樹(shù)上的蘋(píng)果相對(duì)地球靜止，在重力的作用下，因此會(huì)洛到地面；右月球相對(duì)于地球靜止，月球也將像蘋(píng)果一樣的落回地面。月球上的蘋(píng)果若具有月球一樣的運(yùn)動(dòng)速度，它也將像月球一樣不落回地面。能否假設(shè)月球和蘋(píng)果受到同一性質(zhì)的力呢？請(qǐng)學(xué)生閱讀課本第44頁(yè)第三段到第五段。牛頓在這假設(shè)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了著名的“月一地”實(shí)驗(yàn)，證明了月球和蘋(píng)果受到同一性質(zhì)的力。（3）由此可推知重力、行星對(duì)其衛(wèi)星的引力、太陽(yáng)對(duì)行星的引力可能同一性質(zhì)的力。（4）既然一切天體之間有引力，地球與物體之間有引力。那么，是否所有物體之間都存在相互吸引的力呢？那么，這個(gè)力又是多大呢？（5）最后，牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)了許多年的思考和嚴(yán)密的

10、數(shù)學(xué)推導(dǎo)以后，才正式提出了力有引力定律。投影顯示一.萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容：1. 宇宙間任意兩個(gè)有質(zhì)量的物體都存在相互吸引力，其大小與兩物體的質(zhì)量乘積成正比，跟它們間距離的平方成反比。2. 式中質(zhì)量的單位用千克，距離的單位用米，力的單位用牛頓；G-Nm2/kg2,叫萬(wàn)有力恒量，它在數(shù)值上等于兩質(zhì)量各為1Kg的物體相距1米時(shí)的萬(wàn)有引力的大小。3. 適用條件是：兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，可以看作質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)物體間的相互作用。若是兩個(gè)均勻的球體，應(yīng)是兩球心間距.二.引力恒量的測(cè)定牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，卻沒(méi)有給出引力恒量的數(shù)值。由于一般物體間的引力非常小，用實(shí)驗(yàn)測(cè)定極其困難。直到一百多年之后，才由英國(guó)的卡文迪

11、許用精巧的扭秤測(cè)出。通常情況下取G=6.67X1011Nm2/kg2討論與交流：(1) 萬(wàn)有引力定律指出，任何物體間都存在引力，為什么當(dāng)我們兩個(gè)人靠近時(shí)并沒(méi)有吸引到一起？請(qǐng)估算你和同桌之間的引力多大？引導(dǎo)他們這是估算，他和同桌的質(zhì)量都是60kg,相距0.5m。學(xué)生算出后，冋這個(gè)力到底有多大呢？一粒芝麻的質(zhì)量大約是O.OO4kg,其重力約為4X105N,大約是你和和同桌間引力的40多倍。(2) 如果有一天萬(wàn)有引力突然消失，世界將發(fā)生什么變化？對(duì)你的生活將產(chǎn)生什么影響？簡(jiǎn)略介紹發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的重要意義:揭示了地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體上物體的運(yùn)動(dòng)的遵從同一規(guī)律，讓人們認(rèn)識(shí)到天體上物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也是可以認(rèn)識(shí)的，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，對(duì)后來(lái)的物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。引導(dǎo)學(xué)生思考以下問(wèn)題：(1)誰(shuí)都見(jiàn)過(guò)蘋(píng)果；落地，但為何只有牛頓能從中悟出其中的道理呢？(2)胡克、哈雷對(duì)重力的認(rèn)識(shí)已相當(dāng)接近萬(wàn)有引力的表述，但他們?yōu)楹螞](méi)能提出力有引