高中物理《万有引力理论的成就》教学设计

时间：2024-06-08 16:38:19 秀雯教学设计我要投稿

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高中物理《万有引力理论的成就》教学设计（通用10篇）

　　在教学工作者开展教学活动前，常常需要准备教学设计，借助教学设计可以让教学工作更加有效地进行。那么什么样的教学设计才是好的呢？下面是小编帮大家整理的高中物理《万有引力理论的成就》教学设计，欢迎阅读与收藏。

高中物理《万有引力理论的成就》教学设计（通用10篇）

　　高中物理《万有引力理论的成就》教学设计 1

　　一、内容

　　人教版普通高中课程标准试验教科书物理必修2第六章第4节《万有引力理论的成就》

　　二、教学分析

　　1.教材分析

　　本节课是《万有引力定律》之后的一节，内容是万有引力在天文学上的应用。教材主要安排了“科学真是迷人”、“计算天体质量”和“发现未知天体”三个标题性内容。学生通过这一节课的学习，一方面对万有引力的应用有所熟悉，另一方面通过卡文迪许“称量地球的质量”和海王星的发现，促进学生对物理学史的学习，并借此对学生进行情感、态度、价值观的学习。

　　2．教学过程概述

　　本节课从宇宙中具有共同特点的几幅图片入手，对万有引力提供天体圆周运动的向心力进行了复习引入万有引力在天体运动中有什么应用呢？接下来，通过“假设你成为了一名宇航员，驾驶宇宙飞船……发现前方未知天体”，围绕“你有什么办法可以测出该天体的质量吗”全面展开教学。密度的计算以及海王星的发现自然过渡和涉及。在教材的处理上，既立足于教材，但不被教科书所限制，除了介绍教科书中重要的基本内容外，关注科技新进展和我国天文观测技术的发展，时代气息浓厚，反映课改精神，着力于培养学生的科学素养。

　　三、教学目标

　　1.知识与技能

　　（1）通过 “计算天体质量”的学习，学会估算中数据的近似处理办法，学会运用万有引力定律计算天体的质量；

　　（2）通过“发现未知天体”，“成功预测彗星的回归”等内容的学习，了解万有引力定律在天文学上的重要应用。

　　2.过程与方法

　　运用万有引力定律计算天体质量，体验运用万有引力解决问题的基本思路和方法。

　　3.情感、态度、价值观

　　（1）通过“发现未知天体”、“成功预测彗星的回归”的学习，体会科学定律在人类探索未知世界的作用；

　　（2）通过了解我国天文观测技术的发展，激发学习的兴趣，养成热爱科学的情感。

　　四、教学重点

　　1.中心天体质量的计算；

　　2. “称量地球的质量”和海王星的发现，加强物理学史的教学。

　　五、教学准备

　　实验器材、PPT课件等多媒体教学设备

　　六、教学过程

　　（一）、图片欣赏复习引入

　　通过几张宇宙图片的欣赏，学生体验宇宙中螺旋的共同特点，万有引力提供向心力是天体都遵循的规律。那么，万有引力定律在天体运动中还有哪些具体的应用呢？让我们一起进入本章《万有引力理论的成就》的学习。

　　（二）、创设情境解决中心问题

　　情境创设：假如你成为了一名宇航员，驾驶宇宙飞船航行在宇宙深处，突然，前方一美丽的天体出现在你的面前。你先关闭了宇宙的发动机，然后飞船刚好绕美丽天体做了完美的圆周运动，绕行一周后，飞船就平稳的降落在了星球上。

　　合作讨论：你有什么办法可以测得这一神秘天体的质量吗？

　　（学生通过小组探究，教师巡回指导，形成自己本组的意见，由小组选出的代表来向全班展示自己思考的结果。）

　　小组代表讲解展示：

　　思路一：测出宇宙飞船绕行一周的时间和轨道半径，根据万有引力提供向心力，即：

　　从而得出星球（中心天体）的质量

　　思路二：根据宇航员降落在星球表面上后，重力近似等于万有引力，即：得出

　　在思路二完成之后，紧接着问题：如何测得星球表面的重力加速度g呢？

　　（学生讨论回答，现场教师展示借助小球的自由落体运动，通过现代技术“传感器”现场完成重力加速度的测量。）

　　设计说明：

　　1.通过“学生成为宇航员驾驶宇宙飞船发现未知天体”的情境创设，围绕”如何测得星球的质量？”这一中心问题展开学生的讨论活动，在让学生觉得有趣味的同时，通过小组讨论、合作学习来促使学生创造性的思考、解决本节课的中心问题。

　　2.多媒体和现代测量方法——传感器让学生感受技术带来的便捷。

　　（三）、物理学史展现人文魅力

　　启示：一旦测出了引力常量G，那么就可以利用公式得到地球的质量了。

　　1798年，卡文迪许通过自己设计的扭秤实验，成功得到了引力常量的值。因此卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球的'重量”，是不无道理的。

　　而正是这段故事，让一个外行人、著名文学家马克·吐温满怀激情的说：“科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多的收获！”

　　(四)、课堂延伸——如何得到这一天体的密度？

　　设计说明：在这一问题中，老师提示了球体的体积公式，然后就把时间交给学生了。学生进行了积极的演算，可得到的答案有两种，一种是带有半径的，而另一种则是把半径约分掉的。“为什么半径可以约掉呢？”这一问题又再一次促进了学生的思考。而这也保证了课堂的开放性。

　　(五)、发现未知天体

　　视频：“海王星的发现”，——展现科学发现的足迹，注重学生进行科学态度和情感。

　　诺贝尔物理学奖获得者、物理学家冯劳厄说：“没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力的树立起人们对年轻物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国……”

　　(六)、课堂小结与反馈简单回顾本节课的教学内容

　　七、板书设计：第4节《万有引力理论的成就》

　　一、图片欣赏，引入新课

　　二、测中心天体的质量

　　三、卡文迪许——人文魅力

　　四、应用

　　1.测天体密度

　　2.发现未知天体

　　八、教学反思：

　　本节课在教学设计上创造性的使用教材，通过“学生成为宇航员驾驶宇宙飞船发现未知天体”的情境创设，让学生在极大的趣味中完成了本节中心内容的教学。学生的学习过程脉络清晰。物理学家的人文魅力学生也有一定的感知。

　　高中物理《万有引力理论的成就》教学设计 2

　　教学目标

　　1、知识与技能

　　(1)了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系，计算地球质量；

　　(2)行星绕恒星运动、卫星的运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力，会用万有引力定律计算天体的质量；

　　(3)了解万有引力定律在天文学上有重要应用。

　　2.过程与方法：

　　(1)培养学生根据数据分析找到事物的主要因素和次要因素的一般过程和方法；

　　(2)培养学生根据事件的之间相似性采取类比方法分析新问题的能力与方法；

　　(3)培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。

　　3.情感态度与价值观：

　　(1)培养学生认真严禁的科学态度和大胆探究的心理品质；

　　(2)体会物理学规律的简洁性和普适性，领略物理学的优美。

　　教学重难点

　　教学重点

　　地球质量的计算、太阳等中心天体质量的计算。

　　教学难点

　　根据已有条件求中心天体的质量。

　　教学工具

　　多媒体、板书

　　教学过程

　　一、计算天体的质量

　　1.基本知识

　　(1)地球质量的计算

　　①依据：地球表面的物体，若不考虑地球自转，物体的重力等于地球对物体的万有引力，即

　　②结论：

　　只要知道g、R的值，就可计算出地球的质量.

　　(2)太阳质量的计算

　　①依据：质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时，行星与太阳间的万有引力充当向心力，即

　　②结论：

　　只要知道卫星绕行星运动的周期T和半径r，就可以计算出行星的质量.

　　2.思考判断

　　(1)地球表面的物体，重力就是物体所受的万有引力.(×)

　　(2)绕行星匀速转动的卫星，万有引力提供向心力.(√)

　　(3)利用地球绕太阳转动，可求地球的质量.(×)

　　3.探究交流

　　若已知月球绕地球转动的周期T和半径r，由此可以求出地球的质量吗？能否求出月球的质量呢？

　　【提示】能求出地球的质量、利用

　　为中心天体的质量、做圆周运动的月球的质量m在等式中已消掉，所以根据月球的周期T、公转半径r，无法计算月球的质量

　　二、发现未知天体

　　1.基本知识

　　(1)海王星的发现

　　英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道.1846年9月23日，德国的加勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星

　　(2)其他天体的发现

　　近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了冥王星、阋神星等几个较大的天体

　　2.思考判断

　　(1)海王星、冥王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性.(√)

　　(2)科学家在观测双星系统时，同样可以用万有引力定律来分析.(√)

　　3.探究交流

　　航天员翟志刚走出“神舟七号”飞船进行舱外活动时，要分析其运动状态，牛顿定律还适用吗？

　　【提示】适用.牛顿将牛顿定律与万有引力定律综合，成功分析了天体运动问题.牛顿定律对物体在地面上的运动以及天体的运动都是适用的.

　　三、天体质量和密度的计算

　　【问题导思】

　　1.求天体质量的思路是什么？

　　2.有了天体的质量，求密度还需什么物理量？

　　3.求天体质量常有哪些方法？

　　1.求天体质量的思路

　　绕中心天体运动的其他天体或卫星做匀速圆周运动，做圆周运动的天体(或卫星)的向心力等于它与中心天体的万有引力，利用此关系建立方程求中心天体的质量

　　2.计算天体的质量

　　下面以地球质量的计算为例，介绍几种计算天体质量的方法：

　　(1)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T，半径为r，根据万有引力等于向心力，即

　　(2)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r和月球运行的线速度v，由于地球对月球的'引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，得

　　(3)若已知月球运行的线速度v和运行周期T，由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，得

　　(4)若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g，根据物体的重力近似等于地球对物体的引力，得

　　解得地球质量为

　　3.计算天体的密度

　　若天体的半径为R，则天体的密度ρ

　　误区警示

　　1.计算天体质量的方法不仅适用于地球，也适用于其他任何星体、注意方法的拓展应用、明确计算出的是中心天体的质量

　　2.要注意R、r的区分.R指中心天体的半径，r指行星或卫星的轨道半径、以地球为例，若绕近地轨道运行，则有R=r

　　例：要计算地球的质量，除已知的一些常数外还需知道某些数据，现给出下列各组数据，可以计算出地球质量的有哪些？( )

　　A.已知地球半径R

　　B.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度v

　　C.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T

　　D.已知地球公转的周期T′及运转半径r′

　　【答案】 ABC

　　归纳总结：求解天体质量的技巧

　　天体的质量计算是依据物体绕中心天体做匀速圆周运动，万有引力充当向心力，列出有关方程求解的，因此解题时首先应明确其轨道半径，再根据其他已知条件列出相应的方程.

　　四、分析天体运动问题的思路

　　【问题导思】

　　1.常用来描述天体运动的物理量有哪些？

　　2.分析天体运动的主要思路是什么？

　　3.描述天体的运动问题，有哪些主要的公式？

　　1.解决天体运动问题的基本思路

　　一般行星或卫星的运动可看做匀速圆周运动，所需要的向心力都由中心天体对它的万有引力提供，所以研究天体时可建立基本关系式：

　　2.四个重要结论

　　设质量为m的天体绕另一质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动

　　以上结论可总结为“越远越慢，越远越小”

　　误区警示

　　1.由以上分析可知，卫星的an、v、ω、T与行星或卫星的质量无关，仅由被环绕的天体的质量M和轨道半径r决定

　　2.应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目中的隐含条件，如地球的公转周期是365天，自转一周是24小时，其表面的重力加速度约为9.8 m/s2.

　　例：)据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55 Cancri e”，该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的480(1)，母星的体积约为太阳的60倍.假设母星与太阳密度相同，“55 Cancri e”与地球均做匀速圆周运动，则“55 Cancri e”与地球的( )

　　【答案】 B

　　归纳总结：解决天体运动的关键点

　　解决该类问题要紧扣两点：一是紧扣一个物理模型：就是将天体(或卫星)的运动看成是匀速圆周运动；二是紧扣一个物体做圆周运动的动力学特征，即天体(或卫星)的向心力由万有引力提供.还要记住一个结论：在向心加速度、线速度、角速度和周期四个物理量中，只有周期的值随着轨道半径的变大而增大，其余的三个都随轨道半径的变大而减小

　　五、双星问题的分析方法

　　例：天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星、双星系统在银河系中很普遍、利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量.(引力常量为G)

　　归纳总结：双星系统的特点

　　1.双星绕它们共同的圆心做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变；

　　2.两星之间的万有引力提供各自需要的向心力；

　　3.双星系统中每颗星的角速度相等；

　　4.两星的轨道半径之和等于两星间的距离.

　　高中物理《万有引力理论的成就》教学设计 3

　　【教学目标】

　　（一）知识与技能

　　1．了解万有引力定律在天文学上的重要应用。

　　2．会用万有引力定律计算天体质量。

　　3．理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。

　　（二）过程与方法

　　1．通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。

　　2．了解天体中的知识。

　　（三）情感、态度与价值观

　　体会万有引力定律在人类认识自然界奥秘中的巨大作用，让学生懂得理论来源于实践。

　　【教学重点】

　　1．行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。

　　2．会用已知条件求中心天体的质量。

　　【教学难点】

　　根据已有条件求中心天体的质量。

　　教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

　　【教学工具】

　　课件、计算机、地球仪、投影仪等多媒体教学设备。

　　【教学过程】

　　一、引入新课

　　教师活动：上节我们学习了万有引力定律的有关知识，现在请同学们回忆一下，万有引力定律的内容及公式是什么？公式中的G又是什么？G的测定是谁完成的？

　　学生活动：思考并回答上述问题：

　　内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。

　　公式：F=G．

　　公式中的G是引力常量，它在大小上等于质量为1 kg的两个物体相距1 m时所产生的引力大小，经测定其值为6．67×10—11 N·m2/kg2。G的测定是由卡文迪许完成的。

　　教师活动：（播音部分）牛顿（1643—1727）是英国著名的物理学家、数学家和天文学家，是十七世纪最伟大的科学巨匠。牛顿一生对科学事业所做的贡献，遍及物理学、数学和天文学等领域。牛顿在物理学上最主要的成就，是创立了经典力学的基本体系，对于光学，牛顿致力于光的颜色和光的本性的研究，也作出了重大贡献。牛顿在数学方面，总结和发展了前人的工作，提出了“流数法”，建立了二项式定理，创立了微积分。在天文学方面，牛顿发现了万有引力定律，创制了反射望远镜，并且用它初步观察到了行星运动的规律。

　　上面用了两个字“发现”，不是发明！正如幼儿园有一个小朋友造句：我爸爸发现了我的妈妈，然后发明了我。

　　万有引力发现后，再经过了一百多年，才确定引力常量。卡文迪许扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T型架，倒挂在一根金属丝的下端。T形架水平部分的两端各装一个质量是m的小球，T形架的竖直部分装一面小平面镜M，它能把射来的光线反射到刻度尺上，这样就能比较精确地测量金属丝的扭转。他测定了引力常量。这也提供了我们测量微小物体质量的方法。古代，曹操的儿子曹冲利用浮力称出了大象的质量。那我们现在有没有可能利用已知的知识来称地球呢？

　　二、进行新课

　　（一）“科学真实迷人”

　　教师活动：引导学生阅读教材“科学真实迷人”部分的内容，思考问题［投影出示］：

　　1．推导出地球质量的表达式，说明卡文迪许为什么能把自己的实验说成是“称量地球的重量”？

　　2．设地面附近的重力加速度g=9．8m/s2，地球半径R =6．4×106m，引力常量G=6．67×10-11 Nm2/kg2，试估算地球的质量。

　　学生活动：阅读课文，推导出地球质量的表达式，在练习本上进行定量计算。

　　教师活动：由于地球自转非常慢，一天只转了一圈，所以对应的.自转偏向力很小。在这里，我们忽略不计。投影学生的推导、计算过程，一起点评。

　　kg重力加速度与高度的变化：若物体静止在距离地面高为h的高空

　　（二）计算天体的质量

　　教师活动：（课件展示太阳系里面的星体的美丽图片），《万有引力理论的成就》

　　教学设计

　　引导学生阅读教材“天体质量的计算”部分的内容，同时考虑下列问题［投影出示］：

　　1．应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么？

　　2．求解天体质量的方程依据是什么？

　　学生活动：学生阅读课文第一部分，从课文中找出相应的答案。

　　1．求解天体质量的基本思路是：根据环绕天体的运动情况，求出其向心加速度，然后根据万有引力充当向心力，进而列方程求解．

　　2．从前面的学习知道，天体之间存在着相互作用的万有引力，而行星（或卫星）都在绕恒星（或行星）做近似圆周的运动，而物体做圆周运动时合力充当向心力，故对于天体所做的圆周运动的动力学方程只能是万有引力充当向心力，这也是求解中心天体质量时列方程的根源所在。

　　教师活动：引导学生深入探究

　　请同学们结合课文知识以及前面所学匀速圆周运动的知识，加以讨论、综合，然后思考下列问题［投影出示］。学生代表发言。

　　1．天体实际做何运动？而我们通常可认为做什么运动？

　　2．描述匀速圆周运动的物理量有哪些？

　　3．根据环绕天体的运动情况求解其向心加速度有几种求法？

　　4．应用天体运动的动力学方程──万有引力充当向心力求出的天体质量有几种表达式？各是什么？各有什么特点？

　　5．应用此方法能否求出环绕天体的质量？

　　学生活动：讨论，得出答案。学生代表发言。

　　1．天体实际运动是沿椭圆轨道运动的，而我们通常情况下可以把它的运动近似处理为圆形轨道，即认为天体在做匀速圆周运动。

　　2．在研究匀速圆周运动时，为了描述其运动特征，我们引进了线速度v，角速度ω，周期T三个物理量。

　　3．根据环绕天体的运动状况，a心=4π2r/T2

　　4．应用天体运动的动力学方程──万有引力充当向心力，结合圆周运动向心加速度方程，即

　　（3）F引=G=F心=ma心=m

　　即：G=m ③

　　从上述动力学方程的表述中，可得到相应的天体质量表达形式：

　　M=4π2r3/GT2．

　　同理可得：M=v2r/G 或者M=ω2r3/G．

　　上述三种表达式分别对应在已知环绕天体的线速度v，角速度ω，周期T时求解中心天体质量的方法。

　　以上各式中M表示中心天体质量，m表示环绕天体质量，r表示两天体间距离，G表示引力常量。

　　5．从以上各式的推导过程可知，利用此法只能求出中心天体的质量，而不能求环绕天体的质量，因为环绕天体的质量同时出现在方程的两边，已被约掉。

　　师生互动：

　　从上面的学习可知，在应用万有引力定律求解天体质量时，只能求解中心天体的质量，而不能求解环绕天体的质量。而在求解中心天体质量的三种表达式中，最常用的是已知周期求质量的方程。因为环绕天体运动的周期比较容易测量。

　　教师活动：投影例题：某宇航员驾驶航天飞机到某一星球，他使航天飞机贴近该星球附近飞行一周，测出飞行时间为4．5?103s，则该星球的平均密度是多少？

　　学生活动：在练习本上分析计算，写出规范解答：

　　分析：航天飞机绕星球飞行，万有引力提供向心力，所以：

　　教师活动：投影学生求解过程，点评。

　　（三）发现未知天体

　　教师活动：请同学们阅读课文“发现未知天体”部分的内容，考虑以下问题［投影出示］：

　　教学设计

　　1．应用万有引力定律除可估算天体质量外，还可以在天文学上有何应用？

　　2．应用万有引力定律发现了哪些行星？

　　学生活动：阅读课文，从课文中找出相应的答案：

　　1．应用万有引力定律还可以用来发现未知的天体。

　　2．海王星、冥王星就是应用万有引力定律发现的。

　　教师活动：投影海王星照片与它的地貌照片

　　引导学生深入探究：

　　人们是怎样应用万有引力定律来发现未知天体的？发表你的看法。

　　学生活动：讨论并发表见解。

　　人们在长期的观察中发现天王星的实际运动轨道与应用万有引力定律计算出的轨道总存在一定的偏差，所以怀疑在天王星周围还可能存在有行星，然后应用万有引力定律，结合对天王星的观测资料，便计算出了另一颗行星的轨道，进而在计算的位置观察新的行星。

　　三、课堂总结、点评

　　教师活动：

　　1．处理天体运动问题的关键是：万有引力提供做匀速圆周运动所需的向心力。

　　2．忽略地球自转，物体所受重力等于地球对物体的引力。

　　学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

　　教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

　　【教学体会】

　　思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

　　高中物理《万有引力理论的成就》教学设计 4

　　一、教材分析

　　1、教材所处的地位与作用

　　本节课在教材编排上，呈现的是由点到面逐步展开的倒金字塔的形式，这符合学生的认知习惯。如果说前三节课是用追寻的眼光追寻先人的伟大成就，那么这一节课就是学生在先人的指引下进行创新应用的创新课，同时教材在开始和结尾阶段分别引用了马克·吐温和冯·劳厄对物理研究的精彩论述的话，不仅能够激励学生增强学科兴趣，更能激发学生去进一步探索宇宙的奥秘欲望!

　　可以说这一节课既是知识传授又是能力、情感的培养课，体现新课程的理念和要求。

　　2、教学目标

　　①知识与技能：

　　1、了解万有引力定律在天文学上的重要应用。

　　2、会用万有引力定律计算天体质量。

　　3、理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。

　　②过程与方法：

　　1、通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。

　　2、通过一些探究活动计算星体表面重力加速度和星体密度。

　　③情感态度与价值观：

　　体会万有引力定律在人类认识自然界奥秘中的巨大作用，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点

　　3.教学重点、难点

　　①重点

　　利用万有引力定律和圆周运动的规律来计算太阳的质量，由此迁移发散到各中天体质量的计算方法上。

　　突破方法：对地球围绕太阳转动的之一模型进行演变，类比到一星一绕的所有模型，启发学生利用先逐一对照再深刻体会的过程来掌握本节知识

　　②难点：

　　在进行知识点迁移时，学生对准确抓住模型中的各个星体所担任的角色较为困难。此处应为本节的难点所在。

　　突破方法：在进行已有知识的迁移时应重点重复围绕和被绕的关系，让学生理清星体角色，并应用错误分析的方法，加强对认识的刺激

　　4、教材的处理

　　①根据本课的内容设计问题，让学生思考、讨论、表达，有利学生从整体上来把握知识点，培养阅读、分析能力。

　　②充分挖掘课本资源，并坚持一材料多用的原则。这样既直观，又能体现例子的典型性和精练性。

　　③有针对性地穿插些探究性问题。由学生自主阅读材料，进行讨论，并联系已学的知识，提炼观点，这有利调动学生的发散思维、创新意识，懂得知识迁移，使教学更具启发性。

　　④师生互动教学来分析相关的重难点，这样能够弥补传统教学的不足，提高上课的效率。

　　二、说教法

　　新课改的目的之一就是改变传统教学方法，针对我校提出的“自主，合作，探究”的教学理念，对于本节课的内容将采用如下方法：

　　1.探究合作式

　　这正是新课程理念的要求，体现新课改精神，能够培养同学的自主学习能力，发现问题解决问题的能力，充分发挥出同学的主体作用。

　　2.纠错返正式

　　就本节课的内容，同学容易犯被绕和环绕星体错位的错误，利用沿用错误方法而导致解题无果的这样一种方式来增强对同学思维的刺激，以加深对知识的理解。

　　3.阅读提炼式

　　由同学自己阅读教材提炼知识，总结方法，在自主学习过程中，逐步提高学习能力

　　三、说学生

　　学生通过前三节的学习，已经初步掌握了有关天体运动的知识，对于规律的适用性也进行了不少的尝试，积累了一定的应用经验，对于本节课的知识的迁移和发散起到了一定的铺垫作用，因此只要在课堂上加以一定的引导和启发，结合前面三节所掌握的知识，完全可以理解并应用本节的授课内容

　　四、说学法

　　教是导学是获，不同的学习方法获得的知识也是不同的.，授之于鱼不如受之于渔，教会学生一种学习的方法，学生将终生受益，有利于学生的终生学习通过教学要求学生掌握以下学法。

　　1、合作出真知

　　一个人的力量是有限的，利用群体的力量来打开问题所在，获取知识，能让学生走上社会后能更快的发展。

　　2、知识迁移法

　　物理规律的美就在于他的普适性，很多知识本身就是相同的，学生学会这一点，处理问题就能举一反三，游刃有余

　　3、有效阅读法

　　这是为了克服以前那种死记硬背、生搬硬套的不科学方法，让学生学会提取信息、构建模型。

　　五、教学过程

　　课堂教学是学生知识的获得、技能技巧的形成、智力、能力的发展以及情感态度与价值观养成的主要途径。为了达到预期的教学目标，我们对整个教学过程进行了以下的设计。

　　高中物理《万有引力理论的成就》教学设计 5

　　【学习目标】

　　1.了解万有引力定律的伟大成就，能测量天体的质量及预测未知天体等

　　2.熟练掌握应用万有引力定律测天体质量的思路和方法。

　　3.体会万有引力定律在天文学史上取得的巨大成功，激发学科学习激情和探索精神。

　　【学习重难点】

　　1.重点：测天体的质量的思路和方法

　　2.难点：物体的重力和万有引力的区别和联系。

　　【学习方法】

　　自主学习、合作交流、讲授法、练习法等。

　　【学习过程】

　　一、导入新课：

　　万有引力定律发现后，尤其是卡文迪许测出引力常量后，立即凸显出定律的实用价值，能利用万有引力定律测天体的质量，科学性的去预测未知的天体！这不仅进一步证明了万有引力定律的正确性，而且确立了万有引力定律在科学史上的地位，有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬。

　　二、多媒体展示问题，学生带着问题学习教材，交流讨论。

　　1.说一说物体的重力和万有引力的区别和联系

　　2.写出应用万有引力定律测天体质量的思路和方法。

　　3.简述“笔尖下发现的行星”的天文学史事，该史事说明了什么？

　　三、师生互动参与上述问题的学习与讨论

　　1.学生互动学习交流发言。

　　2.教师指导、帮助学生进一步学习总结（结合课件展示）。

　　（1）万有引力和物体的重力

　　地球表面附近的物体随地球的自转而做匀速圆周运动，受力分析如图（1）

　　1）在两极点:

　　2）除两极点外：万有引力的一个分力提供向心力，另外一个分力就是物体受到的重力，由于提供

　　向心力的力很小（即使在赤道上），物体的重力

　　的数值和万有引力相差很小。

　　3）在赤道处：

　　显然，地球表面附近随纬度的增加，重力加速度值略微增大。若忽略地球自转的影响，物体受到的万有引力约为物体在该处受到的重力，不予考虑二者的差别。

　　物体在距离地心距离为r（r>R）处的加速度为ar:

　　则:

　　若忽略地球自转的影响，物体在距离地心距离为r处的重力加速度为gr:

　　则:

　　（2）“科学真是迷人”巧测地球的质量

　　若不考虑地球自转的影响：，则:

　　地面的重力加速度g和地球半径R在卡文迪许之前就已知道，卡文迪许测出了引力常量G，就可以算出地球的质量M。这在当时看来就是一个科学奇迹。难怪著名文学家马克·吐温满怀激情地说：“科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！”

　　（3）计算天体的质量

　　1）计算太阳的质量

　　核心思路方法:万有引力提供行星做匀速圆周运动的向心力。

　　对行星由牛顿第二定律得：可得：

　　2）计算其他中心天体的质量：

　　核心思路方法:万有引力提供小星体绕中心天体做匀速圆周运动的向心力。

　　对小星体由牛顿第二定律得：

　　可得：

　　思考与讨论：如何进一步测中心天体的密度？

　　中心天体的体积:，中心天体的密度：

　　联立以上各式得: 。

　　若，则：这是很重要的一个结论。

　　（4）发现未知天体：

　　1）笔尖下发现海王星

　　1781年人们发现矛盾亚当斯和勒维耶计算并预言伽勒发现证实

　　2）哈雷彗星的“按时回归”

　　1705年英国天文学家哈雷根据万有引力定律计算了一颗著名彗星的轨道并正确预言了它的回归。

　　3）海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”不仅进一步证实了万有引力定律的正确性，同时也确立了万有引力定律在科学史上的地位，也成为科学史上的美谈。科学定律的可预测性体现的淋漓尽致！

　　四、随堂练习：

　　例1:开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。经测定月地距离为3.84×108m，月球绕地球运动的周期为2.36×106S，试计算地球的质量M地。（G=6.67×10-11Nm2/kg2，结果保留一位有效数字）

　　例2:2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，命名为MCG6－30－15，由于黑洞的`强大引力，周围物质大量掉入黑洞，假定银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心匀速运转，下列哪一组数据可估算该黑洞的质量（）

　　A.地球绕太阳公转的周期和速度

　　B.太阳的质量和运行速度

　　C.太阳的质量和到MCG6－30－15的距离

　　D.太阳运行速度和到MCG6－30－15的距离

　　例3:地球可视为球体，其自转周期为T，在赤道上用弹簧秤测得某物体的重量是在两极处测得同一物体重量的0.9倍，已知引力常量为G，试求地球的平均密度。

　　例4:某星球的质量是地球质量的9倍，半径是地球半径的一半，若从地球上平抛一物体射程为60m，则在该星球上以同样的初速度，同样的高度平抛物体，其射程是

　　五、学习目标的自我评价和学习小结

　　本节课首先认识了万有引力和重力间的差异，后学习了应用万有引力定律测天体质量的两种基本方法：1）和2），最后见识了万有引力定律在探索宇宙过程中发挥的重要作用和地位。

　　六、课后作业：

　　教材P432、3、4

　　高中物理《万有引力理论的成就》教学设计 6

　　一、课题：

　　万有引力定律

　　二、课型：

　　概念课（物理按教学内容课型分为：规律课、概念课、实验课、习题课、复习课）

　　三、课时：

　　1课时

　　四、教学目标

　　（一）知识与技能

　　1.理解万有引力定律的含义并会用万有引力定律公式解决简单的引力计算问题。

　　2.知道万有引力定律公式的适用范围。

　　（二）过程与方法：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。

　　（三）情感态度价值观

　　1.培养学生研究问题时，抓住主要矛盾，简化问题，建立理想模型的处理问题的能力。

　　2.通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程，说明科学研究的长期性，连续性及艰巨性，提高学生科学价值观。

　　五、教学重难点

　　重点：万有引力定律的内容及表达公式。

　　难点：

　　1.对万有引力定律的理解；

　　2.学生能把地面上的物体所受重力与其他星球与地球之间存在的引力是同性质的力联系起来。

　　六、教学法：

　　合作探究、启发式学习等

　　七、教具：

　　多媒体、课本等

　　八、教学过程

　　（一）导入

　　回顾以前对月-地检验部分的学习，明确既然太阳与行星之间，地球与月球之间、地球对地面物体之间具有与两个物体的质量成正比，跟它们的距离的二次方成反比的引力。这里进一步大胆假设：是否任何两个物体之间都存在这样的力？

　　引发学生思考：很可能有，只是因为我们身边的物体质量比天体的质量小得多，我们不易觉察罢了，于是我们可以把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，即具有划时代意义的万有引力定律．然后在学生的兴趣中进行假设论证。

　　（二）进入新课

　　学生自主阅读教材第40页万有引力定律部分，思考以下问题：

　　1.什么是万有引力？并举出实例。

　　教师引导总结：万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量的物体之间的相互吸引力。日对地、地对月、地对地面上物体的引力都是其实例。

　　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。

　　教师引导总结：万有引力定律的内容是：宇宙间一切物体都是相互吸引的。两物体间的引力大小，跟它的质量的乘积成下比，跟它们间的距离平方成反比．式中各物理量的含义及单位：F为两个物体间的引力，单位：N．m1、m2分别表示两个物体的质量，单位：kg，r为两个物体间的距离，单位：m。G为万有引力常量：G=6．67×10-11N·m2/kg2，它在数值上等于质量是1Kg的物体相距米时的相互作用力，单位：N·m2/kg2．

　　3.万有引力定律的适用条件是什么？

　　教师引导总结：只适用于两个质点间的引力，当物体之间的距离远大于物体本身时，物体可看成质点；当两物体是质量分布均匀的球体时，它们间的引力也可直接用公式计算，但式中的r是指两球心间的距离。

　　4.你认为万有引力定律的发现有何深远意义？

　　教师引导总结：万有引力定律的发现有着重要的`物理意义：它对物理学、天文学的发展具有深远的影响；它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来；对科学文化发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的`奥秘建立了极大信心，人们有能力理解天地间的各种事物。

　　（三）深化理解

　　在完成上述问题后，小组讨论，学生在教师的引导下进一步深化对万有引力定律的理解，即：

　　1.普遍性：万有引力存在于任何两个物体之间，只不过一般物体的质量与星球相比太小了，他们之间的万有引力也非常小，完全可以忽略不计。

　　2.相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力。

　　3.特殊性：两个物体间的万有引力和物体所在的空间及其他物体存在无关。

　　4.适用性：只适用于两个质点间的引力，当物体之间的距离远大于物体本身时，物体可看成质点；当两物体是质量分布均匀的球体时，它们间的引力也可直接用公式计算，但式中的r是指两球心间的距离。

　　（四）活动探究

　　请两名学生上讲台做个游戏：两人靠拢后离开三次以上。创设情境，加深学生对本节知识点的印象和运用，请一位同学上台展示计算结果，师生互评。

　　1．请估算这两位同学，相距1m远时它们间的万有引力多大？（可设他们的质量为50kg）

　　解：由万有引力定律得：代入数据得：F1=1．7×10-7N

　　2.已知地球的质量约为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又是多大？

　　解：由万有引力定律得：代入数据得：F2=493N

　　3.已知地球表面的重力加速度，则其中这位同学所受重力是多少？并比较万有引力和重力？

　　解：G=mg=490N。

　　比较结果为万有引力比重力大，原因是因为在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力。

　　（五）课堂小结

　　小结：学生在教师引导下认真总结概括本节内容，完成多媒体呈现的知识网络框架图，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，进行生生互评。

　　（六）布置作业

　　作业：完成“问题与练习”

　　九、板书设计

　　高中物理《万有引力理论的成就》教学设计 7

　　一、教学目标

　　1.了解万有引力定律的发现思路和过程;知道什么是万有引力定律;知道万有引力常量以及它的测量方法。

　　2.通过逐步建立万有引力定律的过程，提高演绎思维能力与归纳概括能力，学习物理规律“提出猜想、理论推导、实验检验”的科学研究方法。

　　3.感受物理学的科学魅力，形成严谨的思维方式。

　　二、教学重难点

　　【重点】月--地检验，万有引力定律，引力常量。

　　【难点】月--地检验的思路。

　　三、教学方法

　　讲授法、问答法、练习法

　　四、教学过程

　　(一)导入新课

　　带领学生回顾太阳与行星的'引力公式。

　　教师追问：行星与太阳间的引力能使行星不能飞离太阳，那是什么力使地面的物体不能离开地球，总要落回地面呢?

　　【设计意图】通过设置疑问，引发学生思考，导出课题

　　(二)新课讲授

　　1、万有引力的猜想

　　教师讲述牛顿对苹果思考的故事：苹果成熟后会受重力掉落在地面，如果苹果树长在最高的山顶上，苹果也会受重力落到地面上，并且这个力没有明显的变化，如果苹果树延伸到月球上，这个力会不会作用到月球上?

　　引出猜想：拉住月球使它绕地球运动的力，与拉着苹果下落的力是否是同种力?

　　2、万有引力的检验

　　(1)先假定维持月球绕地球运动的力与使苹果下落的力是同一种力，遵循“平方反比”规律。

　　讲解引力常量确定具体数值后的意义：

　　①引力常量是自然界中几个最重要的物理常量之一。

　　②他为牛顿的万有引力定律的普遍意义奠定了强有力的实验基础，使得万有引力定律开始在天文学上发展有了重要作用。

　　【设计意图】良好的课堂互动可以增加学生的学习积极性，实验观察锻炼学生分析总结的能力。

　　(三)巩固提高

　　举出两道关于万有引力定律的例题进行巩固。

　　例题一：万有引力定律表明任何两个物体之间都存在着万有引力，但为什么人与人之间不会因为万有引力而吸在一起?试假设合理的数据进行简单分析。

　　例题二：已知地球赤道长为L，地球表面重力加速度为g，月球绕地球做圆周运动周期为T，根据这些数据推算月球与地球间的近似距离。

　　【设计意图】应用所学知识解答问题。

　　(四)小结作业

　　小结：学生总结本节课的内容。

　　作业：课后3道习题。

　　【设计意图】通过合作、交流，及时小结，让知识系统化。

　　高中物理《万有引力理论的成就》教学设计 8

　　一、教学目标

　　1.能说出万有引力定律内容并进行相关计算。

　　2.通过学习万有引力定律，提升观察思考交流能力。

　　3.通过每节课程学习，体会物理与生活的紧密联系。

　　二、教学重难点

　　【重点】万有引力定律的理解。

　　【难点】万有引力定律的应用。

　　三、教学过程

　　环节一：导入新课

　　教师展示视频：苹果成熟落地、月球绕地球转动、地球绕太阳转动;提问：重力是怎么产生的?地球对苹果的引力、地球对月球的力和太阳对行星的引力是同一种力吗?

　　提出猜想：地球对地面物体的引力、地球对月球的力和太阳对行星的引力，是同一种力，遵循相同的规律，由此引入新课。

　　环节二：新课讲授

　　教师发放关于月地检验实验的资料小卡片，学生自主阅读，进行总结：地球与地面物体之间、地球对月球和太阳对行星之间都存在力的作用，属于同种力，遵循相同的规律。

　　教师进行引导：既然地球对地面物体之间、地球与月球之间、太阳与行星之间的引力、与两个物体的质量成正比、跟它们的距离的二次方成反比。那么我们可以更大胆设想：是否任何两个物体之间都存在这样的.力?满足同样的规律?

　　安排学生阅读教材，独立思考什么是万有引力，然后小组内交流讨论并发表意见。

　　教师归纳总结：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量的乘积成正比、与它们之间距离的二次方成反比。这就是万有引力定律。

　　高中物理《万有引力理论的成就》教学设计 9

　　教学目标

　　知识目标

　　1、使学生能应用万有引力定律解决天体问题：

　　2、通过万有引力定律计算天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度等；

　　3、通过应用万有引力定律使学生能在头脑中建立一个清晰的解决天体问题的图景：卫星作圆周运动的向心力是两行星间的万有引力提供的。

　　能力目标

　　1、通过使学生能熟练的掌握万有引力定律；

　　情感目标

　　1、通过使学生感受到自己能应用所学物理知识解决实际问题——天体运动。

　　教学建议

　　应用万有引力定律解决天体问题主要解决的是：天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度天文学的初步知识等。教师在备课时应了解下列问题：

　　1、天体表面的重力加速度是由天体的质量和半径决定的。

　　2、地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系：物体随地球的.自转所需的向心力，是由地球对物体引力的一个分力提供的，引力的另一个分力才是通常所说的物体受到的重力。

　　教学重点：

　　万有引力定律的应用

　　教学难点：

　　地球重力加速度问题

　　教学方法：

　　讨论法

　　教学用具：

　　计算机

　　教学过程：

　　一、地球重力加速度。

　　问题一：在地球上是赤道的重力加速度大还是两极的加速度大？

　　这个问题让学生充分讨论：

　　1、有的学生认为：地球上的加速度是不变化的。

　　2、有的学生认为：两极的重力加速度大。

　　3、也有的的学生认为：赤道的重力加速度大。

　　出现以上问题是因为：学生可能没有考虑到地球是椭球形的，也有不记得公式的等。

　　教师板书并讲解：

　　在质量为、半径为的地球表面上，如果忽略地球自转的影响，质量为的物体的重力加速度，可以认为是由地球对它的万有引力产生的。由万有引力定律和牛顿第二定律有：

　　则该天体表面的重力加速度为：

　　由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径决定的。而又因为地球是椭球的赤道的半径大，两极的半径小，所以赤道上的重力加速度小，两极的重力加速度大。也可让学生发挥得：离地球表面的距离越大，重力加速度越小。

　　问题二：有1kg的物体在北京的重力大还是在上海的重力大？

　　这个问题有学生回答

　　问题三：

　　1、地球在作什么运动？人造地球卫星在作什么运动？

　　通过展示图片为学生建立清晰的图景。

　　2、作匀速圆周运动的向心力是谁提供的？

　　回答：地球与卫星间的万有引力即由牛顿第二定律得：

　　3、由以上可求出什么？

　　①卫星绕地球的线速度：

　　②卫星绕地球的周期：

　　③卫星绕地球的角速度：

　　教师可带领学生分析上面的公式得：

　　当轨道半径不变时，则卫星的周期不变、卫星的线速度不变、卫星的角速度也不变。

　　当卫星的角速度不变时，则卫星的轨道半径不变。

　　课堂练习：

　　1、假设火星和地球都是球体，火星的质量和地球质量。之比，火星的半径和地球半径之比，那么离火星表面高处的重力加速度和离地球表面高处的重力加速度。之比等于多少？

　　解：因物体的重力来自万有引力，所以：

　　则该天体表面的重力加速度为：

　　所以：

　　2、若在相距甚远的两颗行星和的表面附近，各发射一颗卫星和，测得卫星绕行星的周期为，卫星绕行星的周期为，求这两颗行星密度之比是多大？

　　解：设运动半径为，行星质量为，卫星质量为。

　　由万有引力定律得：

　　解得：

　　所以：

　　3、某星球的质量约为地球的的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高处平抛一物体，射程为60米，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为：

　　A、10米B、15米C、90米D、360米

　　解得：（A）

　　布置作业：

　　探究活动

　　组织学生收集资料，编写相关论文，可以参考下列题目：

　　1、月球有自转吗？（针对这一问题，学生会很容易回答出来，但是关于月球的自转情况却不一定很清楚，教师可以加以引伸，比如月球自转周期，为什么我们看不到月球的另一面？）

　　2、观察月亮。

　　有条件的让学生观察月亮以及星体，收集相关资料，练习地理天文知识编写小论文。

　　高中物理《万有引力理论的成就》教学设计 10

　　【教学目标】

　　一、知识与技能

　　1、了解万有引力定律得出的思路和过程，知道重物下落和天体运动的统一性。

　　2、理解万有引力定律的含义并会用万有引力定律公式解决简单的引力计算问题。

　　3、知道万有引力定律公式的适用范围。

　　4、理解万有引力常量的意义及测定方法，了解卡文迪许实验室。

　　二、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、培养学生研究问题时，抓住主要矛盾，简化问题，建立理想模型的处理问题的能力。

　　三、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，说明科学研究的长期性，连续性及艰巨性，提高学生科学价值观。

　　2、经过万有引力常量测定的学习，让学生体会科学的方法论和物理常量数量级的重要性

　　【教学重点】

　　1、月—地检验的推到过程。

　　2、万有引力定律的内容及表达公式。

　　【教学重点】

　　1、对万有引力定律的理解。

　　2、使学生能把地面上的物体所受重力与其他星球与地球之间存在的引力是同性质的力联系起来。

　　【教学设计思想】

　　在本节课教学，将让学生继续经历上节课的万有引力定律“发现之旅”，为此使整个教学流程力图体现如下规律发现过程：

　　进一步猜想：“天上”的力与“人间”的力可能出于同一本源？

　　月—地检验：这个大胆的想法要由事实检验。

　　更大胆地猜想：是否任意两个物体之间都存在这样的引力？么样的规律？

　　公式中的G是比例系数，F是太阳和行星之间的引力，正是太阳和行星之间的引力使得行星不能飞离太阳。那么大家想到过，又是什么力使得地面的物体不能离开地球，总要落回地面呢？

　　为了研究这个问题，下面我们继续来体验一下：牛顿发现万有引力定律的思维过程。

　　一、学生活动：

　　（引导学生回答，教师及时纠正补充）

　　A、行星与太阳间的引力提供作为行星绕太阳近似圆周运动的向心力，从而使得行星不能飞离太阳。

　　B、行星与太阳间的引力F与太阳和行星之间的距离r，行星质量m和太阳质量M有关。

　　C、根据开普勒第一、第二定律和牛顿第三定律推出太阳与行星间的引力遵从的规律

　　二、授新课

　　（一）、进一步猜想

　　教师活动：

　　演示：将塑料制成且内部空心的苹果置于某位学生头顶不远处，静止释放。

　　诱思：

　　1、苹果为什么只砸向这位同学，而不是砸向其他同学呢？

　　2、那么受到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？若是这样，物体离地面越远，其受到地球的引力就应该越小，比如我们爬到高山上时，察觉到我们受到重力减小了？为什么？

　　4、这样的高度比起天体之间的距离来说，简直太小了。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？

　　于是我们可以提出这样的猜想：太阳对行星的引力，地球对月球的力，地球对地面上物体的力，也许真是同一种力，遵循相同的规律？

　　学生活动：

　　（观察苹果的运动，启发学生提出问题，并进行思考讨论）

　　1、由于重力方向竖直向下，苹果在其重力作用下，在这位同学头顶正上方可认为做竖直向下的自由落体运动。

　　2、由于地球对苹果的吸引力而产生的可能是同一种力。

　　3、没有明显减弱，可能因为还不够远。

　　4、可能这个物体会象月球那样绕着地球运动。

　　（二）、月—地检验

　　教师活动：

　　假定上述猜想成立，月球和苹果的地位相当，则地球对月球的力与地球对苹果的力应该同样遵从“平方反比”律，即，那么月球轨道上的物体受到的引力比他在地面附近受到的引力要小。创设情景：

　　在牛顿时代，重力加速度g、月—地的距离r、月球的公转周期T都能精确的测定，已知r=3。8×108m，T=27 。3天， g=9。8m/s2，月球轨道半径即月—地的距离r为地球半径R的60倍，那么：

　　①在月球轨道上的物体受到的引力F1是它在地面附近受到的引力F2的几分之一？

　　②物体在月球轨道上的加速度a（月球公转的向心加速度）是它在地面附近下落的加速度g重力加速度（重力加速度）的几分之一？

　　可见：用数据说明上述设想的正确性，牛顿的设想经受了事实的检验，地球对月球的力，地球对地面物体的力真是同一种力。至此，平方反比律已经扩展到太阳与行星之间，地球与月球之间、地球对地面物体之间。学生活动：

　　（通过创设情景中数据，让学生进行定量计算）

　　①设物体的质量为m在月球轨道上的物体受到的引力，物体在地面附近受到的，则有

　　②设质量为m的物体在月球的轨道上运动的加速度（月球公转的向心加速度）为a，则，，r=60R，得，代入数据解得

　　（三）、万有引力定律

　　教师活动：

　　既然太阳与行星之间，地球与月球之间、地球对地面物体之间具有与两个物体的质量成正比，跟它们的距离的二次方成反比的引力。那么我们可以更大胆设想：是否任何两个物体之间都存在这样的力？很可能有，只是因为我们身边的物体质量比天体的质量小得多，我们不易觉察罢了，于是我们可以把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，即具有划时代意义的万有引力定律。提出问题，阅读教材：

　　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？

　　对万有引力定律的理解：

　　A、普遍性：万有引力存在于任何两个物体之间，只不过一般物体的.质量与星球相比太小了，他们之间的万有引力也非常小，完全可以忽略不计。

　　B、相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力。

　　C、特殊性：两个物体间的万有引力和物体所在的空间及其他物体存在无关。

　　D、适用性：只适用于两个质点间的引力，当物体之间的距离远大于物体本身时，物体可看成质点；当两物体是质量分布均匀的球体时，它们间的引力也可直接用公式计算，但式中的r是指两球心间的距离。

　　学生活动：

　　（提出问题，引导学生根据问题阅读教材P70—71，教师引导总结）

　　1、万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量的物体之间的相互吸引力。日对地、地对月、地对地面上物体的引力都是其实例。