万有引力定律是怎样发现的
物理组景海霞
学法分析:
沿着牛顿的足迹,带领学生在现有知识状态下,重新“发现”万有引力定律,在“发现”万有引力的过程中充分体现学生学习的主体性。
教师仅仅是引导而已,通过学生自己发现万有引力定律及引力常量的测量,增强学生的自信心。
只要学好现在的知识,大胆猜想,敢于质疑,敢于发现,就可能有所成功,从而使学生养成良好的科学价值观。
教学目标:
知识与技能:
⒈了解万有引力定律得出的思路和过程。
⒉理解万有引力定律的含义并会推导。
⒊知道任何物体间都存在着万有引力,且遵循相同的规律。
过程与方法:
1.了解并体会科学研究对人们认识自然的重要性
2.理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律
情感态度与价值观:
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
教学重点:
1.万有引力定律的推导
2.万有引力定律的内容及表达公式
教学难点:
⒈对万有引力定律的理解;
①用数学公式描述万有引力定律;
②计算万有引力时物体间距离的含义;
⒉对万有引力的理解:
①地面物体受到的重力与天体间的引力性质相同;
②一般物体间的引力很小,学生缺乏感性认识;
教学方法:
⒈对万有引力定律的推导-采用分析推理、归纳总结的方法。
⒉对疑难问题的处理-采用讲授法、例证法。
3.支架探究教法
教学过程:
一:锚式问题
想一想:
苹果树上的苹果为什么会落到地面上来?如果把苹果树挪到月球上,苹果还会落回地球吗?行星为何饶着太阳运动而不脱离行星,速度为何距太阳近就快,远就慢?离太阳越远的行星,为何运行周期越远?
牛顿认为它们的根本原因是地球对苹果有吸引力,太阳对行星也具有巨大无比的吸引力。
二、自主探究:
阅读课本并思考:什么力来维持行星绕太阳的运动呢?
许多科学家都对运动的原因提出了各猜想:
开普勒说:行星的运动是由于太阳磁力吸引的缘故,磁力与距离成反比。
笛卡尔说:宇宙由不停旋转着的微粒所组成,微粒的运动形成漩涡,太阳和行星在各自的漩涡中心,行星漩涡带动卫星运动,太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动
胡克说:我和雷恩·哈恩都认为行星的运动是太阳引力的缘故,并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。
思考探究1:
从开普勒第一定律可知,行星运动时的轨迹并不是圆形的,而是椭圆轨道,那么在椭圆轨道下这个引力大小是否还和距离的二次方成反比呢?
(一)、万有引力定律的得出:
牛顿在前人的基础上,凭借他超人的数学能力证明了:如果太阳和行星的引力与距离的二次方成反比,则行星的轨迹是椭圆。
想一想:
如果认为行星绕太阳作匀速圆周运动,那么:谁来充当向心力?(太阳对行星的引力充当向心力)
试推算:
太阳对行星的引力与行星质量的关系?
设行星的质量为m,速度为v,行星到太阳的距离为r,则行星。