第五章 万有引力定律及其应用（教案）-2020年高中同步教与学物理（鲁科版必修2）

高中同步教与学·全新教案 第五章万有引力定律及其应用 第1节万有引力定律及引力常量的测定 情感态度与价值观 教 氢李·-目标 通过有关史实了解万有引力定律的发现过程,体会科学探 知识与技能 究过程的曲折与艰辛,感受科学家勇于探索实、事求是的科学态 度与科学精神 1.初步了解开普勒三定律的内容. 2.掌握万有引力定律的内容公式及适用条件 重点 知道万有引力常量的测定方法及其常量在物理学上的重 重点 过程与方法 万有引力定律. 1.了解并体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用.难点 2.认识卡文迪许实验的重要性,了解将直接测量转化为间 引力常量的测定方法 接测量这一科学中普遍采用的重要方法 心案例(-) 数学。过程 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 故事导入 战国时期楚国伟大诗人屈原的诗《天问》,他对 那个天神秘,然而无序,作者心中愁苦然而无解: “遂古之初,谁传道之?上下未形,何由考之 冥昭瞢暗,谁能极之?冯翼惟像,何以识之? 明明暗暗,惟时何为?阴阳三合,何本何化? 圜则九重,孰营度之?惟兹何功,孰初作之?斡 维焉系,天极焉加?八柱何当,东南何亏 学生认真听老师讲课 激发学生的学习兴趣 九天之际,安放安属?隅隈多有,谁知其数? 天何所沓?十二焉分?日月安属?列星安陈? 出自汤谷,次于蒙汜.自明及晦,所行几里? 夜光何德,死则又育?厥利维何,而顾菟在腹?” 这些都反映了人类想探究宇宙的奥秘,而不知所措.面对浩瀚 的星空,哪里才是宇宙的中心?“地心说”“日心说”孰是孰非?从这 节开始,我们将学习这些规律. 高中同步教与学·全新教案 续表 教师活动 学生活动 设计意图 、开普勒行星的运动规律 1.开普勒第一定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点 上.如图所示 椭圆轨道 太阳在·焦点 近 说明:该定律又叫椭圆轨道定律,不同行星绕太阳运行时的椭 生:根据圆周运动的公 圆轨道是不同的 式讨论行星在近目点与远让学生运用前面学过 2.开普勒第二定律 日点哪点的速率大,哪点的的知识做到举一反三的效 对于任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过 角速度大? 相等的面积如图所示: 通过信息窗中行星绕 让学生学会洞察事物 太阳运动的有关数据,归纳的本质 总结出第三定律的内容 太阳 行星轨道 说明:该定律又叫面积定律 3.开普勒第三定律 引导学生认真观察信息窗. 总结:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二 次方的比值都相等 万有引力定律 1.引入课题:前面我们已经学习了有关圆周运动的知识,我们 知道做圆周运动的物体都需要一个向心力,而向心力是一种效果 力,是由物体所受实际力的合力或分力来提供的;另外我们还知道, 月球是绕地球做圆周运动的,那么,月球做圆周运动的向心力是由 谁来提供的 2.实验 演示:粉笔头自由下落. 让学生辨别半长轴与 问题:粉笔头为什么是向下运动而不是向其他方向运动? 短半轴的区别,在做题中要 重力是怎样产生的呢? 注意不要弄错 培养学生知识迁移的 地球对粉笔头的引力与地球对月球的引力是不是一个力? 能力 说明:这个问题也是300多年前牛顿苦思冥想的问题,牛顿的 地球对月球有引力 培养学生探究的能力 结论也是:是 回答 培养学生课下通过网 既然地球对粉笔头的引力与地球对月球有引力是一种力,这种 重力的方向是向下的.络或书搜集资料的习惯 力是由什么因素决定的,是只有地球对物体有这种力的呢?还是物 体验科学探究的过程 体间都存在这种力呢? 根据掌握的资料和老 回到牛顿的年代,探究他的研究过程 师一同探究牛的研究过程. 引导学生据开普勒第三定律和向心力的公式及牛顿第三定律 推导万有引力的表达式 知识拓展 说明:万有引力存在于自然界中任何两个物体之间 出示板书: F=G 高中同步教与学·全新教案 续表 教师活动 学生活动 设计意图 万有引力恒量的测定 教师精讲引力常量的测定过程 (一)引力常量G的测定 1.介绍卡文迪许扭秤装置 2.实验原理 介绍:两次放大及等效的思想 3.G的值 G=6.71×10-1N:m2/kg 推导 说明:与现在公认的值:6.67×10-1N·m2/kg2非常接近 弄清表达式中各字母 熟练掌握定律的内涵 和外延 二)测定引力常量的物理意义: 的物理意义及万有引力定 培养学生善于思考问 教师总结 律的适用条件 本节课我们学习了万有引力定律,了解了任何两个有质量的特学生讨论然后回答 题和语言表达的能力 体之间都存在着一种引力,这个引力正比于两个物体质量的乘积, 反比于两个物体间的距离,其大小的决定式为: 其中G为万有引力恒量:G=6.67×10-1N·m2/kg2 另外,我们还了解了科学家分析问题、解决问题的方法和技巧 希望对我们今后分析问题、解决问题能够有所借鉴 板