孝义市实验中学教案
备课人 ： 科目 课题 物理 单元 六 第三节 万有引力定律
万有引力定律是本章的核心，从内容性质与地位上看，本节内容是对上一节“太阳与 行星间的引力”的进一步外推，即：从天体运动推广到地面上任何物体的运动；又是下一节 掌握万有引力理论在天文学上应用的学习的基础。本节重点内容是理解万有引力定律的推导 思路和过程，掌握万有引力定律的内容及表达公式，知道万有引力定律得出的意义，知道任 何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。 上节内容中，学生用所学的“圆周运动” 、 “开普勒行星运动定律”和“牛顿运动定律” 知识，经历了一系列科学探究过程，得出了太阳与行星间的引力特点，学生对天体运动的研 究产生了极大的兴趣和求知欲。
1 R2
1 r2
因为：G=mg,F=ma
所以
a R2 g r2
又因为：r=60R 所以：
a 1 g 3600
教
学
过
程
（教学环节、教师活动、学生活动） a=
设计意图及 教学补充
g 9 .8 m/s2≈2.7×10-3m/s2. 3600 3600
设计意图及 教学补充
孝义市实验中学教案
教 学 过 程
（教学环节、教师活动、学生活动） 果的引力造成的？地球对苹果的引力和太阳对行星的引力是否根本 就是同一种力呢？若真是这样，物体离地面越远，其受到地球的引 力就应该越小.可是地面上的物体距地面很远时,如在高山上,似乎重 力没有明显地减弱,是物体离地面还不够远吗?这样的高度比起天体 之间的距离来,真的不算远!再往远处设想,如果物体延伸到月球那样 远,物体是否也会像月球那样围绕地球运动?地球对月球的力、地球 对地面上物体的力、太阳对行星的力,也许真是同一种力! 一、月—地检验 问题探究 1.月—地检验的目的是什么? 2.月—地检验的验证原理是怎样的? 3.如何进行验证? 学生交流讨论,回答上述三个问题.在学生回答问题的过程中,教师进 行引导、总结. 明确： 1.目的:验证“天上”的力与“人间”的力是同一种性质的力. 2.原理 :假定上述猜想成立 ,即维持月球绕地球运动的力与使得苹果 下落的力是同一种力,同样遵从“平方反比”律，那么，由于月球轨道 半径约为地球半径（苹果到地心的距离）的 60 倍，所以月球轨道上 一个物体受到的引力，比它在地面附近时受到的引力要小，前者只 有后者的 1/602.根据牛顿第二定律,物体在月球轨道上运动时的加速 度(月球公转的向心加速度)也就应该是它在地面附近下落时的加速 度(自由落体加速度)的 1/602. 3.验证:根据验证原理,若“天上”“人间”是同种性质的力，由“平方反 比”律及地球表面的重力加速度，可求得月球表面的重力加速度. 根据人们观测到的月球绕地球运动的周期 ,及月—导 教具 准备
万有引力定律的理解及应用．
万有引力定律的推导过程．
讲授法、讨论法
教
学
过
程
课堂 整体 构思 设计
教
学
过
程
（教学环节、教师活动、学生活动） 教学过程： （一） 引入新课 1666 年夏末一个温暖的傍晚,在英格兰林肯郡乌尔斯索普,一 个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里,坐在一颗树下, 开始埋头读他的书.当他翻动书页时,他头顶的树枝中有样东西晃动 起来,一只历史上最著名的苹果落了下来,打在 23 岁的伊萨克· 牛顿 的头上.恰巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个问题：是什么力量使 月球保持在环绕地球运行的轨道上， 以及使行星保持在其环绕太阳 运行的轨道上？为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上？ （如 下图所示）正是从思考这一问题开始，他找到了这些问题的答案 ——万有引力定律. 这节课我们将共同“推导”一下万有引力定律. （二）新课教学 推进新课 课件展示： 画面 1：八大行星围绕太阳运动. 画面 2:月球围绕地球运动. 画面 3:人造卫星围绕地球运动. 画面 4:地面上的人向上抛出物体,物体总落回地面. 问题探究 1.行星为何能围绕太阳做圆周运动? 2.月球为什么能围绕地球做圆周运动? 3.人造卫星为什么能围绕地球做圆周运动? 4.地面上物体受到的力与上述力相同吗? 5.根据以上四个问题的探究,你有何猜想? 教师提出问题后,让学生自由讨论交流. 明确： 1.太阳对行星的引力使得行星保持在绕太阳运行的轨道上. 2.月球、地球也是天体,运动情况与太阳和行星类似,因此猜想是地 球对月球的吸引使月球保持在绕地球运行的轨道上. 3.人造卫星绕地球运动与月球类似 ,也应是地球对人造卫星的引力 使人造卫星保持在绕地球运行的轨道上. 4.地面上的物体之所以落回来,是因为受到重力的作用,在高山上也 是如此,说明重力必定延伸到很远的地方. 5.由以上可猜想:“天上”的力与“人间”的力应属于同一种性质的力. 讨论交流 由上述问题的探究我们得出了猜想：“天上”的力与“人间”的力 相同，我们能否将其作为一个结论呢？ 讨论：探究上述问题时我们运用了类比的方法得出了猜想，猜想是 否正确需要进行检验，因此不能把它作为结论. 课件展示：牛顿的设想：苹果不离开地球，是否也是由于地球对苹
设计意图及 教学补充
4 2 可运用公式 a= 2 · r 求得月球表面的重力加速度. T
若两次求得结果在误差范围内相等 ,就验证了结论 .若两次求得 结果在误差范围内不相等,则说明“天上”与“人间”的力不是同一种性 质的力. 理论推导：若“天上”的力与“人间”的力是同一种性质的力，则 地面上的物体所受重力应满足：G∝ 月球受到地球的引力：F∝
______年____月___日 总课时： 1 第 1 课时
教材 分析
学情 分析
知识 三维 教学 目标
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掌握用万有引力定律计算引力的方法． 3、记住引力常量 G 并理解其内涵． 1、了解并体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用． 2、认识卡文迪许实验的重要性,了解将直接测量转化为间接测量这一科学研究 中普遍采用的重要方法． 通过牛顿在前人的基础上发现万有引力的思想过程，说明科学研究的长期性、 连续性及艰巨性。