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63万有引力定律教案63万有引力定律教案6. 3万有引力定律教案奉化市其次中学 张设创315506教学目标学问与技能1 . 了解万有引力定律得出的思路和过程，知道地球上的重物下 落与天体运动的统一性。2 .知道万有引力是一种存在于全部物体之间的吸引力，知道万 有引力定律的适用范围。3 .会用万有引力定律解决简洁的引力计算问题，知道万有引力 定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。4 . 了解万有引力定律发觉的意义。过程与方法1 .通过演绎牛顿当年发觉万有引力定律的过程，体会在科学规 律发觉过程中猜想与求证的重要性。2 .体会推导过程中的数量关系.情感、态度与价值观1 .感受自然界任何物体间引力的关系，从而体会大自然的神秘.2 .通过演绎牛顿当年发觉万有引力定律的过程和卡文迪许测定 万有引力常量的试验，让同学体会科学家们勇于探究、永不知足的精神和发觉真理的曲折 与艰辛。教学重点、难点1 .万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是同学理 解的难点。2 .由于一般物体间的万有引力微小，同学对此缺乏感性熟悉。教 学方法探究、讲授、争论、练习教学活动（一）引入新课复习回顾上节课的内容假如行星的运动轨道是圆，则行星将作匀速圆周运动。依据匀速 圆周运动的条件可知，行星必定要受到一个引力。牛顿认为这是太阳 对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F供应行星作匀速圆周运动所需的向心力。v2同学活动：推导得4?2将V = 2冗r/T代入上式得F?m2r Tr3利用开普勒第三定律2二K代入上式Tm 得到：F=4112K2 r师生总结：由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量 成正比，跟m行星到太阳的距离的二次方成反比。即：F-2 r老师：牛顿依据其第三定律：太阳吸引行星的力与行星吸引太阳 的力是同性质的作用力，且大小相等。于是提出大胆的设想：既然这个引力 与行Mm星的质量成正比，也应跟太阳的质量M成正比。即：F82 rMm写成等式就是F=G2 （其中G为比例常数）r（二）进行新课老师：牛顿得到这个规律以后是不是就停止思索了呢？假如你是 牛顿，你又会想到什么呢？同学回答基础上老师总结：猜想一：既然行星与太阳之间的力遵从这个规律，那么其他天体 之间的力是否也遵从这个规律呢？（比如说月球与地球之间）师生：由于其他天体的运动规律与之类似,依据前面的推导所以 月球与地球之间的力，其他行星的卫星和该行星之间的力，都满意上面的规 律,而且都是同一种性质的力。老师：但是牛顿的思索还是没有停止。假如你是牛顿，你又会想 到什么呢？同学回答基础上老师总结：猜想二：地球与月球之间的力，和地球与其四周物体之间的力是 否遵从相同的规律？2老师：地球对月球的引力供应向心力，即F=rn?r=ma地球对其四周物体的力，就是物体受到的重力，即二gMm r2那么，地球对其四周物体的力是否也满意以上规律呢？即F'二 G从以上推导可知：地球对月球的引力遵从以上规律，即F=GM1' 2R此等式是否成立呢？68已知：地球半径R二6. 37X 10m ,月球绕地球的轨道半径 r=3. 8 X 10 m ,月球绕地球的公转周期T=27. 3天，重力加速度g=9.8 （以上数 据在当时都已经能够精确测量）提问：同学们能否通过供应的数据验证关系式二G同学回答基础上老师总结：假设此关系式成立，即F'=Gs2 Mm'是否成立？ 2RMm' 2RMmv2可得：F=m=ma=G2 rrF' =m? g= GMm5 2R2两式相比得：a/g=R / r但此等式是在 以上假设成立的基础上得到的，反过来若能通过其他途径证明此等式 成立，也就证明白前面的假设是成立的。代人数据计算：24?2ra?2?2. 71?10?32 sT