万有引力定律
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(共43张PPT)
万有引力定律
北京师范大学 物理学系 本科2006级 韩黎
万有引力定律
一、说 教 材
二、说 教 法
三、说 学 法
四、说 教 学 程 序
五、说 板 书 设 计
一、说教材
1、本课教学内容
选自人教版高中物理新课标教材·必修2 第六章 第3节《万有引力定律》
一、说教材
2、本节课地位及作用
在高中物理学中:
高中物理学中，运动和力占有很重要的地位，万有引力定律正处于运动和力这一部分的最后，对这部分知识起到进一步深化和综合运用的作用。将万有引力定律与圆周运动知识相结合，可以讨论许多涉及天体和人造卫星运动等方面的实际问题。
一、说教材
2、本节课地位及作用
在教材中
对上两节课教学内容的进一步推演，同时，本节内容也是下节课教学内容的基础，是本章的教学重点。
上承圆周运动，下启卫星的运动。学好本节课，不但可以加深对已有知识的理解，也为后续内容的学习奠定了基础。
说学情
学情分析
……
一、说教材
知识与技能
过程与方法
情感态度与价值观
教学目标
教学目标
知识与技能
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；
3、会用万有引力定律公式解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式的适用范围；
4、知道万有引力常量的测定方法，理解它的意义。
教学目标
过程与方法
1、在万有引力定律建立过程的学习中，学习发现问题、提出问题、猜想假设与推理论证等方法；
2、结合 “月－地检验” 培养学生探究思维能力。
教学目标
情感态度与价值观
1、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程，理解科学研究的长期性，连续性及艰巨性，提高学生科学价值观。
2、通过牛顿得到万有引力定律的思路，启发学生养成良好的思考习惯。
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
重点、难点
难点
1、万有引力定律的引出；
2、对万有引力定律的理解
一、说教材
在教师提出总是能够引起思考的真实问题的前提下，一环扣一环，保证学生的活动不断向纵深发展。
启发式教学
加强师生间的双向活动，培养学生的合作探究意识，发挥教师的主导作用，体现学生的主体作用
合作探究
教学
发现学习
教学
发挥学生的创造性思维，让学生阅读教材，并且以自己的方式解读教材，参与文本意义的重建。
二、说教法
分析
比较
自主
学习
观察
发现
合作
探究
教学目标
三、说学法
四、说教学程序
建立模型
公式推导
联系生活
引入新课
巩固联系
新课教学
深入探究
小结反馈
四、说教学程序
1、引入新课
Text
Text
Text
太阳与行星间的引力
四、说教学程序
1、引入新课
设置情景，激发兴趣
Text
Text
Text
教师提出疑问:
行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳？
行星与太阳间的引力与什么因素有关？
可以根据哪些已知规律推导出推出太阳与行星间的引力遵从的是什么样的规律？
四、说教学程序
1、引入新课
设置目的：
回顾已学知识，并提出新的问题，激发兴趣，引起思考，进而引出新课。
四、说教学程序
2、新课教学
（一）猜想假设
创设情景
1．苹果为什么向下落而不往其他方向跑呢？
2．苹果受到的重力又是怎么产生的呢？
3．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？
4．如果我们再往远处设想，物体延伸到月球那么远，物体将会怎么样运动？
诱思设问：
四、说教学程序
2、新课教学
（一）猜想假设
设置目的：
通过苹果自由下落的物理情景， 回忆牛顿发现万有引力定律的故事，使牛顿的想法能够激发学生的兴趣与想象力。
四、说教学程序
2、新课教学
也许真是同一种性质的力，遵循相同的规律
提出猜想
地球对月球的力
太阳对行星的引力
地球对地面上物体的力
四、说教学程序
2、新课教学
根据下列数据(当时可以测量) ，如何证明月亮受力满足“平方反比”的关系
地表重力加速度：
地球半径：
月球公转周期：
月球公转轨道半径：
（二）月—地检验
g
验证：
月球公转的向心加速度
四、说教学程序
2、新课教学
（二）月—地检验
计算结果：
？
数据表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，以及太阳与行星间的引力，真的遵从相同的规律！
g
g
四、说教学程序
2、新课教学
设置目的：
通过定量计算，用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，增强学生的理性认识。
（二）月—地检验
四、说教学程序
2、新课教学
（三）万有引力定律
1．什么是万有引力？并举出实例。
2．万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律？其数学表达式如何？并注明每个符号的单位和物理意义。
3．万有引力定律的适用条件是什么？
4．你认为万有引力定律的发现有何深远意义？
自主思考
发现学习
四、说教学程序
2、新课教学
（三）万有引力定律
四、说教学程序
2、新课教学
（三）万有引力定律
对万有引力定律的理解
四、说教学程序
2、新课教学
（三）万有引力定律
普遍性
相互性
特殊性
适用性
四、说教学程序
2、新课教学
（四）万有引力常量
光杆杆实验
放大法
四、说教学程序
2、新课教学
（四）万有引力常量
卡文迪许
卡文迪许实验室
四、说教学程序
2、新课教学
（四）万有引力常量
科学实验方法——放大法
引力常量的测定—卡文迪许扭秤实验
四、说教学程序
2、新课教学
两次放大及等效的思想 ： 扭秤装置把微小力转变成力矩来反映（一次放大），扭转角度（微小形变）通过光标的移动来反映（二次放大），从而确定物体间的万有引力。
该实验精巧之处：将不易观察的微小变化量，转化为容易观察的显著变化量，再根据显著变化量与微小量的关系，算出微小变化量。
（四）万有引力常量
渗透科学
实验思想
四、说教学程序
2、新课教学
卡文迪许扭称实验的意义：
(1) 证明了万有引力的存在，使万有引力定律进入了真正实用的时代；
(2) 开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到了推广。
（四）万有引力常量
万有引力常量：G=6.67×10-11 N·m2/kg2
四、说教学程序
2、新课教学
设置目的：
通过设问启发学生对引力常量测量方法的思考，再通过动画展示和教师讲解，使学生体会到卡文迪许扭称实验巧妙的方法，了解其意义。
（四）万有引力常量
四、说教学程序
3、深入探究
感觉到对方对自己的引力作用了吗？为什么呢？
四、说教学程序
3、深入探究
给定数据,进行计算
估算这两位同学相距1m远时他们间的万有引力多大？
（可设他们的质量为50kg）
代入数据得:
F1=1.7×10-7N
已知地球的质量约6.0×1024kg，地球半径为6.4×106m，请估算其中一位同学和地球之间的万有引力。
代入数据得：
F2=493N
结论：通常两物体间的万有引力极小，与物体与
天体间的万有引力（如人与地球）相差好几个数
量级，所以一般不易感觉到。
四、说教学程序
设置目的：
通过学生活动，增加课堂的趣味性，并顺利创设出一个物理情景，学生根据这个情景中的数据，进行估算和比较，从中锻炼学生的估算能力并加深了对万有引力定律的理解。
3、深入探究
四、说教学程序
４、课堂小结
教师在黑板上写下各知识点框架（如右图）
学生根据知识框架用箭头连接成知识网络图，有助于构建自己的知识框架。
四、说教学程序
４、课堂小结
本
节
知
识
网
络
图
四、说教学程序
设置目的：
通过板书和多媒体展示本课知识点，
在教师引导下总结所学内容，使学
生构建自己的知识框架，进而培养
学生概括总结能力。
４、课堂小结
四、说教学程序
5、反馈评价
1星 2星 3星 4星 5星
万有引力定律的推导 O O O O O
万有引力定律表达式 O O O O O
万有引力定律的
物理意义 O O O O O
对万有引力定律
的理解 O O O O O
万有引力常量 O O O O O
让学生依据自己真实的学习情况给自己做一些评价，星级越多说明掌握情况越好。教师可依据这个表格来了解学生的学习情况。
四、说教学程序
6、课堂延伸
目的：让学生充分理解卡文迪许扭秤实验的科学实验方法，并从阅读中丰富自己的知识，感受科学的魅力。
小任务:查找并阅读相关材料,找出与卡文迪许扭称实验同样运用了放大法的其他物理实验。
一、思考与猜想
苹果落地，月球绕地球运动
太阳对行星的引力，地球对月球
的引力、地球对苹果的引力
是同一种力吗？
二、月－地检验
地球表面的重力加速g=9.8m/s2
地球半径：R
月亮轨道半径：r ≈ 60R
引力
验证：月球公转向心加速度
结论：真的遵从相同的规律
五、说板书设计
3 万有引力定律
三、万有引力定律
1、内容：
2、公式：
引力常量： G=6.67×10-11N.m2/kg2
3、普遍性：
相互性：
特殊性：
适用性：
四、引力常量G的测定
扭秤构造：
测量原理：
结果：G=6.67×10-11N.m2/kg2
？
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万有引力定律
北京师范大学 物理学系 本科2006级 韩黎
万有引力定律
一、说 教 材
二、说 教 法
三、说 学 法
四、说 教 学 程 序
五、说 板 书 设 计
一、说教材
1、本课教学内容
选自人教版高中物理新课标教材·必修2 第六章 第3节《万有引力定律》
一、说教材
2、本节课地位及作用
在高中物理学中:
高中物理学中，运动和力占有很重要的地位，万有引力定律正处于运动和力这一部分的最后，对这部分知识起到进一步深化和综合运用的作用。将万有引力定律与圆周运动知识相结合，可以讨论许多涉及天体和人造卫星运动等方面的实际问题。
一、说教材
2、本节课地位及作用
在教材中
对上两节课教学内容的进一步推演，同时，本节内容也是下节课教学内容的基础，是本章的教学重点。
上承圆周运动，下启卫星的运动。学好本节课，不但可以加深对已有知识的理解，也为后续内容的学习奠定了基础。
说学情
学情分析
……
一、说教材
知识与技能
过程与方法
情感态度与价值观
教学目标
教学目标
知识与技能
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；
3、会用万有引力定律公式解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式的适用范围；
4、知道万有引力常量的测定方法，理解它的意义。
教学目标
过程与方法
1、在万有引力定律建立过程的学习中，学习发现问题、提出问题、猜想假设与推理论证等方法；
2、结合 “月－地检验” 培养学生探究思维能力。
教学目标
情感态度与价值观
1、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程，理解科学研究的长期性，连续性及艰巨性，提高学生科学价值观。
2、通过牛顿得到万有引力定律的思路，启发学生养成良好的思考习惯。
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
重点、难点
难点
1、万有引力定律的引出；
2、对万有引力定律的理解
一、说教材
在教师提出总是能够引起思考的真实问题的前提下，一环扣一环，保证学生的活动不断向纵深发展。
启发式教学
加强师生间的双向活动，培养学生的合作探究意识，发挥教师的主导作用，体现学生的主体作用
合作探究
教学
发现学习
教学
发挥学生的创造性思维，让学生阅读教材，并且以自己的方式解读教材，参与文本意义的重建。
二、说教法
分析
比较
自主
学习
观察
发现
合作
探究
教学目标
三、说学法
四、说教学程序
建立模型
公式推导
联系生活
引入新课
巩固联系
新课教学
深入探究
小结反馈
四、说教学程序
1、引入新课
Text
Text
Text
太阳与行星间的引力
四、说教学程序
1、引入新课
设置情景，激发兴趣
Text
Text
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教师提出疑问:
行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳？
行星与太阳间的引力与什么因素有关？
可以根据哪些已知规律推导出推出太阳与行星间的引力遵从的是什么样的规律？
四、说教学程序
1、引入新课
设置目的：
回顾已学知识，并提出新的问题，激发兴趣，引起思考，进而引出新课。
四、说教学程序
2、新课教学
（一）猜想假设
创设情景
1．苹果为什么向下落而不往其他方向跑呢？
2．苹果受到的重力又是怎么产生的呢？
3．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？
4．如果我们再往远处设想，物体延伸到月球那么远，物体将会怎么样运动？
诱思设问：
四、说教学程序
2、新课教学
（一）猜想假设
设置目的：
通过苹果自由下落的物理情景， 回忆牛顿发现万有引力定律的故事，使牛顿的想法能够激发学生的兴趣与想象力。
四、说教学程序
2、新课教学
也许真是同一种性质的力，遵循相同的规律
提出猜想
地球对月球的力
太阳对行星的引力
地球对地面上物体的力
四、说教学程序
2、新课教学
根据下列数据(当时可以测量) ，如何证明月亮受力满足“平方反比”的关系
地表重力加速度：
地球半径：
月球公转周期：
月球公转轨道半径：
（二）月—地检验
g
验证：
月球公转的向心加速度
四、说教学程序
2、新课教学
（二）月—地检验
计算结果：
？
数据表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，以及太阳与行星间的引力，真的遵从相同的规律！
g
g
四、说教学程序
2、新课教学
设置目的：
通过定量计算，用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，增强学生的理性认识。
（二）月—地检验
四、说教学程序
2、新课教学
（三）万有引力定律
1．什么是万有引力？并举出实例。
2．万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律？其数学表达式如何？并注明每个符号的单位和物理意义。
3．万有引力定律的适用条件是什么？
4．你认为万有引力定律的发现有何深远意义？
自主思考
发现学习
四、说教学程序
2、新课教学
（三）万有引力定律
四、说教学程序
2、新课教学
（三）万有引力定律
对万有引力定律的理解
四、说教学程序
2、新课教学
（三）万有引力定律
普遍性
相互性
特殊性
适用性
四、说教学程序
2、新课教学
（四）万有引力常量
光杆杆实验
放大法
四、说教学程序
2、新课教学
（四）万有引力常量
卡文迪许
卡文迪许实验室
四、说教学程序
2、新课教学
（四）万有引力常量
科学实验方法——放大法
引力常量的测定—卡文迪许扭秤实验
四、说教学程序
2、新课教学
两次放大及等效的思想 ： 扭秤装置把微小力转变成力矩来反映（一次放大），扭转角度（微小形变）通过光标的移动来反映（二次放大），从而确定物体间的万有引力。
该实验精巧之处：将不易观察的微小变化量，转化为容易观察的显著变化量，再根据显著变化量与微小量的关系，算出微小变化量。
（四）万有引力常量
渗透科学
实验思想
四、说教学程序
2、新课教学
卡文迪许扭称实验的意义：
(1) 证明了万有引力的存在，使万有引力定律进入了真正实用的时代；
(2) 开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到了推广。
（四）万有引力常量
万有引力常量：G=6.67×10-11 N·m2/kg2
四、说教学程序
2、新课教学
设置目的：
通过设问启发学生对引力常量测量方法的思考，再通过动画展示和教师讲解，使学生体会到卡文迪许扭称实验巧妙的方法，了解其意义。
（四）万有引力常量
四、说教学程序
3、深入探究
感觉到对方对自己的引力作用了吗？为什么呢？
四、说教学程序
3、深入探究
给定数据,进行计算
估算这两位同学相距1m远时他们间的万有引力多大？
（可设他们的质量为50kg）
代入数据得:
F1=1.7×10-7N
已知地球的质量约6.0×1024kg，地球半径为6.4×106m，请估算其中一位同学和地球之间的万有引力。
代入数据得：
F2=493N
结论：通常两物体间的万有引力极小，与物体与
天体间的万有引力（如人与地球）相差好几个数
量级，所以一般不易感觉到。
四、说教学程序
设置目的：
通过学生活动，增加课堂的趣味性，并顺利创设出一个物理情景，学生根据这个情景中的数据，进行估算和比较，从中锻炼学生的估算能力并加深了对万有引力定律的理解。
3、深入探究
四、说教学程序
４、课堂小结
教师在黑板上写下各知识点框架（如右图）
学生根据知识框架用箭头连接成知识网络图，有助于构建自己的知识框架。
四、说教学程序
４、课堂小结
本
节
知
识
网
络
图
四、说教学程序
设置目的：
通过板书和多媒体展示本课知识点，
在教师引导下总结所学内容，使学
生构建自己的知识框架，进而培养
学生概括总结能力。
４、课堂小结
四、说教学程序
5、反馈评价
1星 2星 3星 4星 5星
万有引力定律的推导 O O O O O
万有引力定律表达式 O O O O O
万有引力定律的
物理意义 O O O O O
对万有引力定律
的理解 O O O O O
万有引力常量 O O O O O
让学生依据自己真实的学习情况给自己做一些评价，星级越多说明掌握情况越好。教师可依据这个表格来了解学生的学习情况。
四、说教学程序
6、课堂延伸
目的：让学生充分理解卡文迪许扭秤实验的科学实验方法，并从阅读中丰富自己的知识，感受科学的魅力。
小任务:查找并阅读相关材料,找出与卡文迪许扭称实验同样运用了放大法的其他物理实验。
一、思考与猜想
苹果落地，月球绕地球运动
太阳对行星的引力，地球对月球
的引力、地球对苹果的引力
是同一种力吗？
二、月－地检验
地球表面的重力加速g=9.8m/s2
地球半径：R
月亮轨道半径：r ≈ 60R
引力
验证：月球公转向心加速度
结论：真的遵从相同的规律
五、说板书设计
3 万有引力定律
三、万有引力定律
1、内容：
2、公式：
引力常量： G=6.67×10-11N.m2/kg2
3、普遍性：
相互性：
特殊性：
适用性：
四、引力常量G的测定
扭秤构造：
测量原理：
结果：G=6.67×10-11N.m2/kg2
？
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