万有引力定律应用教案

万有引力定律应用教案（精选10篇）

万有引力定律应用教案 篇1

第3节

万有引力定律的应用

一、知识目标

1．会利用万有引力定律计算天体的质量。2．理解并能够计算卫星的环绕速度。

3．知道第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含义。

二、情感、态度与价值观：

1．了解万有引力定律在探索宇宙奥秘中的重要作用，感受科学定律的巨大魅力。2．体会科学探索中，理论和实践的关系。3．体验自然科学中的人文精神。

三、能力目标

培养学生对万有引力定律的理解和利用有限的已知条件进行近似计算的能力。

四、教学重点：

1．利用万有引力定律计算天体质量的思路和方法 2．发现海王星和冥王星的科学案例 3．计算环绕速度的方法和意义

4．第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含义

五、教学难点：

天体质量计算 教学方法：

自主讨论思考、推导、引导分析 课时安排：1课时

教学步骤：

一、导入新课

牛顿通过对前人研究结果的总结和假设、推理、类比、归纳，提出了万有引力定律

FGm1m2 2r在一百多年后，由英国科学家卡文迪许精确测定了万有引力常数G，从那时候起，万有引力才表现出巨大的威力。尤其在天体物理学计算、天文观测、卫星发射和回收等天文活动中，万有引力定律可称为最有力的工具。

二、新课教学

投影月球绕地转动的动画演示，提出问题：若月球绕地球做匀速圆周运动，其周期为T，已知月球到地心距离为r，如何通过这些条件，应用万有引力定律计算地球质量？（要求学生以讨论小组为单位就此问题展开6分钟讨论，讨论出结果后，提供计算基本思路、计算过程和结果、并总结万有引力定律计算天体质量的方法，教师在教室巡回，找出两个结果比较完整，讨论思路清晰但计算过程略有不同的组，要求其对所讨论的问题进行回答。）

显示：匀速圆周运动，周期T、月球到地心距离r，求：地球质量M 教师总结两组的讨论过程和结果，比较后，对所讨论的问题得出一个更加完善的答案。板书演示，重现这一完整过程，并对问题的答案做出总结。要求各小组将这个结果和自己小组的结果进行两分钟比较讨论。（总用时约6分钟）

提出问题：利用这种方法，是否可以计算不带卫星的天体的质量？为什么？ 学生回答，教师总结。

讲解例题（课本练习1）：已知地球绕太阳做匀速圆周运动的周期为365天，地球到太阳的距离为1.5×10m，取G＝6.67×101

1－11

N·m/km，求太阳的质量。

2提问学生，将学生的思路地月系扩展到太阳系。提问学生太阳系目前观测到有多少颗行星？他们分别是哪些呢？

学生回答后，投影出太阳系九大行星运行图，并展示部分行星的照片。

提出：引入美国天文学家发现的可能的太阳系的第十颗行星，及海王星和冥王星发现的故事，要求学生就这些案例，联系认识宇宙范围越大，所需探索时间越长这个事实，经过三分钟讨论，谈谈自身获得什么启示。并鼓励学生查阅相关资料，了解更多的关于行星的知识，激发学生对这一问题的兴趣，鼓励学生利用已有条件，探索宇宙的奥秘。

将课堂引回地月系，从地月系的环绕关系，引入地球卫星。提问有关卫星的一些问题。例如：卫星发射速度、卫星轨道形状、卫星运行速度等等。

讲述卫星的理论模型在牛顿年代已经出现，并演示这一模型。让学生接受环绕速度的概念。通过万有引力定律和向心力公式联系，解出地球附近的环绕速度的值，板书这一题设和计算推理过程。

提出问题：如果发射速度大于环绕速度会有什么结果？提醒学生结合卫星的椭圆形轨道，作出讨论猜想，学生讨论出结果之后，提供不同情况下的卫星运行演示。

引入大于环绕速度的两个特殊发射速度：第二宇宙速度、第三宇宙速度。再用演示和计算结合的方法引导学生得到环绕速度是卫星运行的最大速度，也是最小发射速度这一结论。

教师总结指出这里学生常常出现的错误，并加以强调。

提供地球上不同纬度地区单位质量物体所受重力的值（相当于提供重力加速度），和地球表面单位质量物体所受地球的万有引力的值，要求学生作出比较，讨论，学生可以得到两者近似相等的结论：地面附近mg=GMm/R,即gR=GM这一结论。

例题（课本练习3）如果近似地认为地球对地面物体地引力等于其重力mg，你能否据此推出环绕速度？提问后，再讲解。

2三、小结：本节课的重点问题：

1．利用万有引力定律计算天体质量的思路和方法 2．了解发现海王星和冥王星的科学案例 3．计算环绕速度的方法和意义

4．知道第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含义 课后作业：本节课后练习1、3两道题。

教学总结

本节课主要通过万有引力定律在三个方面的重要应用，让学生看到理论和实际之间的重要联系，体会理论与实践的关系。一方面培养学生逻辑思维能力和人文精神，另一方面培养学生对天体物理学的兴趣。

万有引力定律应用教案 篇2

一、宇宙膨胀问题

例1在研究宇宙发展演变的理论中,有一种学说叫做“宇宙膨胀说”,这种学说认为万有引力常量G在缓慢地减小,根据这一理论,在很久很久以前,太阳系中地球的公转情况与现在相比较:

(1)公转半径如何变化?

(2)公转周期如何变化?

(3)公转线速度如何变化?要求写出必要的推理依据和推理过程.

解析:由题中所提供的信息就是“引力常量在缓慢地减小”.在漫长的宇宙演变过程中,由于“G”在减小,地球所受的引力在变化,故地球公转的半径、周期、速度都在发生变化.即地球不再做匀速圆周运动.但由于G减小的非常缓慢,故在较短的时间内,可以认为地球仍做匀速圆周运动——引力提供向心力.

设M为太阳的质量,m为地球的质量,r为地球公转的半径,T为地球公转的周期,v为地球公转的速率.

(1)根据得:

地球做离心运动→轨道半径r↑→星球间距增大→宇宙膨胀→很久以前地球公转半径比现在要小.

(2,根据等,得:

G↓、r↑→T↑→很久以前地球公转周期比现在要小.

(3)根据知:

G↓、r↑→v↓→很久以前地球公转的速率比现在要大.

二、黑洞问题

例2“黑洞”问题是爱因斯坦广义相对论中预言的一种特殊天体.它的密度很大,对周围的物质(包括光子)有极强的吸引力.根据爱因斯坦理论,光子是有质量的,光子到达黑洞表面时,也将被吸入,最多恰能绕黑洞表面做圆周运动.根据天文观察,银河系中心可能有一个黑洞,距离可能黑洞为6.0×1012 m远的星体正以2.0×106m/s的速度绕它旋转,据此估算该可能黑洞的最大半径是多少?(保留一位有效数字)

解析:黑洞做为一种特殊的天体,一直受到人们广泛的关注,种种迹象表明,它确实存在于人的视野之外.黑洞之黑,就在于光子也逃不出它的引力约束.光子绕黑洞做匀速圆周运动时,它的轨道半径就是黑洞的最大可能半径.设光子的质量为m,黑洞的质量为M,黑洞的最大可能半径为R,光子的速度为c.

对银河系中的星体,设它的质量为m',它也在绕黑洞旋转,因此:

三、脉冲星

例3 1976年10月,剑桥大学研究生贝尔偶然发现一个奇怪的射电源,它每隔1.337 s发出一个脉冲信号.贝尔和她的导师曾认为他们和外星文明接上了头.后来大家认识到事情没有这么浪漫,这类天体被定名为“脉冲星”,“脉冲星”的特点是脉冲周期短,且周期高度稳定.这意味着脉冲星一定进行着准确的周期运动,自转就是一种很准确的周期运动.

(1)已知蟹状星云的中心星PS0531是一颗脉冲星,其周期为0.331 S.PS0531的脉冲现象来自自转.设阻止该星离心瓦解的力是万有引力,估计PS0531的最小密度.

(2)如果PS0531的质量等于太阳质量,该星的可能半径最大是多少?(太阳质量是M=1030 kg)

解析:(1)脉冲星的脉冲周期即为自转周期,脉冲星高速自转但不瓦解的临界条件是:该星球表面的某块物质m所受星体的万有引力恰等于向心力.

故脉冲星的最小密度为:

(2)由,得脉冲星的最大半径为:

四、中子星

中子星是一种密度极高的恒星,认为主要由中子构成,外面有一薄层主要为铁原子和电子以及质子组成的大气.典型中子星的直径约20千米,但它们的质量大约是太阳的两倍,可见其密度之高(大约是水的密度的百万亿倍),大体相当于原子核内部的密度.在某种程度上,中子星可以认为是由其自身引力吸在一起的巨核.

例4中子星是恒星演化过程的一种可能结果,它的密度很大.现有一中子星,观测到它的自转周期为T=1/30 s.问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定,不致因自转而瓦解.计算时星体可视为均匀球体.(引力常数G=6.67×10-11N.m2/kg2)

解析:考虑中子星赤道处一小块物质,只有当它受到的万有引力大于或等于它随星体一起旋转所需的向心力时,中子星才不会瓦解.

设中子星的密度为ρ,质量为M,半径为R,自转角速度为ω,位于赤道处的小物块质量为m,则有:,而,解出:.又

由以上各式得:ρ=GT2

代人数据解出:ρ=1.27×1014 kg/m3.

五、双星系统

双星系统一般由两个星体构成,相对于其他恒星来说,位置看起来非常靠近,在双星系统中,由于相互的万有引力,双星会绕他们的引力中心运动,并且双星的质点连线经过引力中心,鉴于这个原因,双星系统是他们的角速度相同.

例5经过用天文望远镜长期观测,人们在宇宙中已经发现了许多双星系统,通过对它们的研究,使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识,双星系统由两个星体构成,其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离,一般双星系统距离其他星体很远,可以当作孤立系统来处理.

现根据对某一双星系统的光度学测量确定:该双星系统中每个星体的质量都是m,两者相距L,它们正围绕两者连线的中点做圆周运动.

(1)试计算该双星系统的运动周期T计算;

(2)若实验上观测到的运动周期为T观测,且,为了解释T观测与T计算的不同,目前有一种流行的理论认为,在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质.作为一种简化模型,我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质.若不考虑其他暗物质的影响,请根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度.

解析:首先应明确此双星系统的结构模型,如图1所示.由于每个星体的线度都小于两星体之间的距离,满足万有引力定律的使用条件.

(1)双星均绕它们连线的中点做圆周运动,设运动的速率为v,得:

(2)根据观测结果,星体的运动周期:

这种差异是由双星内均匀分布的暗物质引起的,均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用与一质量等于球内暗物质的总质量m',位于中点O处的质点的作用相同,考虑暗物质作用后双星的速度即为观察到的速度v观测,则有:

因为在周长一定时,周期和速度成反比,由④式得:

把②⑥式代入⑦式得:

万有引力定律应用中的两个模型 篇3

首先，我们来看看“随”的模型。物体在天体表面上，天体在自传，物体在天体表面随天体的自传而作圆周运动，不考虑天体自传的进动，那么我们可以认为物体做的是匀速圆周运动。这个时候物体做匀速圆周运动所需要的向心力就来自于万有引力，万有引力的一个分力来提供物体做匀速圆周运动的向心力，另一个分力就表现为重力。一般由于天体的自转角速度都比较小，所以物体做匀速圆周运动的角速度也小，那么物体所需要的向心力就很小，在天体上面物体的重力是否和万有引力差不多，关键就是要天体自转的角速度的大小。我们可以认为，如果天体自转的角速度增加到一个比较大的值，那么重力和万有引力的大小相差应该是很大的。假设天体的角速度一直增大下去，万有引力不能满足所需要的向心力的时候，那么物体是会离开天体表面的，这一个天体就不会存在，除非还有别的作用把天体聚集在—起。

其次，是“绕”的模型。其实这里讲的“绕”的模型，就是指物体围绕天体旋转。在中学阶段，一般都把物体的运动当作匀速圆周运动来处理。那么物体围绕天体做匀速圆周运动所需要的向心力就由万有引力提供，物体所受的万有引力全部提供向心力。不管围绕天体旋转的轨道半径是多少，只要物体是围绕天体旋转，那么就是万有引力全部提供物体所需要的向心力。这个时候，我们就可以列出万有引力等于向心力的一系列方程，用这一系列的方程来找到我们需要的答案，从而很好的解决问题。

综上所述，我们知道了两种基本的模型。在解决问题的时候，我们首先就是要区分出问题的模型，就是建模的问题，看看问题究竟属于哪一种模型，从而用相应模型的知识去解决问题。当然人们知道，有很多的问题，需要将两种模型合起来运用才能解决好问题，而且，在相当一部分题目中，还要将这两种模型和其他知识点一起运用才能解决问题。我们下面举例说明如何运用这两种模型去解决问题。

万有引力定律应用教案 篇4

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万有引力定律

万有引力定律是牛顿在前人大量观测和研究的基础上总结概括出来的最伟大的定律之一。万有引力定律被发现的意义在于把地面上所了解的现象与宇宙中天体变化的规律统一了起来，直接向有神论进行了冲击；另一方面万有引力定律的发现摧毁了人类过去对宇宙的错误认识，为人类确立全新的宇宙观打下了基础。这就是说万有引力定律的发现不仅具有学术上的意义，对人类物质观、宇宙观的发展和进步都起到了极其重要的作用。

一、历史的回顾： 古代从农牧业生产和航海的实际需要出发，很早就开始了对天体运动的研究。“天文学”可称作是发展最早的自然科学之一。在几千年的发展过程中“地心说”和“日心说”进行了长期的斗争。

1、公元二世纪以希腊天文学家托勒玫为代表的地心说认为：地球是宇宙的中心，宇宙万物都是上帝创造。宇宙中的一切天体都围着地球旋转。这个学说在教会支持下，延续一千余年。现在看来这个学说是错误的，但地心说的出现仍旧促使了世界航海事业的发展，对提高发展生产力起到了积极作用。

2、十六世纪波兰天文学家哥白尼，经过四十年的观测和研究，在古代日心说的启发下重新提出了新的日心说：太阳是宇宙的中心，地球和其它行星一样都绕太阳旋转。这个学说很容易解释许多天文现象。这种学说虽然受到教会的反对和迫害，但在伽利略、布鲁诺为代表的一些人支持下仍被人们逐渐接受。

3、丹麦天文学家第谷经过二十余年长期对行星的观测和精确测量，又经他的助手开普勒用二十年时间的统计分析概括进一步完善了“日心说”。开普勒于十七世纪发表著名的开普勒三定律。开普勒第一定律：所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上。开普勒第二定律：对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的长半轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。

二、牛顿对行星运动的解释：

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应注意：

（1）公式中G称作万有引力恒量，经测定G6.671011N·m2/Kg2。

（2）公式中的R为质点间的距离。对于质量分布均匀的球体，可把它看做是质量集中在球心的一个点上。（3）从G6.671011N·m2/Kg2可以看出，万有引力是非常小的，平时很难觉察，所以它的发现经历了对天体（质量特别大）运动的研究过程。

四、万有引力恒量的测定： 自牛顿发表万有引力定律以来，人们试图在实验中测出引力的大小，其目的在于给“万有引力定律”进行鉴别和检验。因为没有被实验验证的理论总是空洞的理论，更无实际意义。英国物理学家卡文迪许承担了这样一项科学难题，他发挥了精湛的实验才能，取得了极其精确的结果。实验装置是用的扭秤（如右图所示），秤杆长2.4m，两端各置一个铅质球，再用另外两个球靠近，研究它们的引力规律。

实验原理是用力矩平衡的道理。

实验结果：首先验证了万有引力的正确性。另外测定了万有引力恒量为：

G6.751011

N·m/Kg 目前万有引力恒量的公认值为：

G6.67201011N·m/Kg 小结：

1、万有引力定律的发现，绝不是牛顿一人的成果。它是人类长期研究奋斗的结果，甚至有人献出了宝贵的生命。

2、万有引力定律的确立，并不是在1687年牛顿发表之时，而应是1798年卡文迪许完成实验之时。

3、万有引力定律的公式：FGm1m2r2 只适用于质点间的相互作用。这里的“质点”要求是质量分布均匀的球体，或是物体间的距离r远远大于物体的大小d(rd)，这两种情况。

万有引力定律 篇5

（2）

（3）比较结果万有引力比重力大．原因是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．

（三）课堂练习：

教师请学生作课本中的练习，教师引导学生审题，并提示使用万有引力定律公式解题时，应注意因单位制不同， 值也不同，强调用国际单位制解题．请学生同时到前面，在黑板上分别作1、2、3题．其它学生在座位上逐题解答．此时教师巡回指导学生练习随时注意黑板上演算的情况．

（四）小结：

1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间)．天体间万有引力很大，为什么？留学生去想（它是支配天体运动的原因）．地面物体间，微观粒子间：万有引力很小，为什么？它不足以影响物体的运动，故常常可忽略不计．

2、应用万有引力定律公式解题， 值选 ，式中所涉其它各量必须取国际单位制．

（五）布置作业 (3分钟)：教师可根据学生的情况布置作业 ．

探究活动

组织学生编写相关小论文，通过对资料的收集，了解万有引力定律的发现过程，了解科学家们对知识的探究精神，下面就是相关的题目．

1、万有引力定律发现的历史过程．

解析牛顿万有引力定律隐含 篇6

这是人们熟知的万有引力定律, 但是这条定侓为什么能够适合用于两个物体之间的作用, 从实际上说现在人们不晓得内在原因。本定律的出现是用数学方法得到的, 并不是经验结果, 所以定律内存在人难知的隐含。两个物体之间能够发生作用, 就必然存在相互作用的因素, 从而可以产生物体与物体之间的相互作用, 因此人们才能在无数次实验中得到证实引力定律是成功的, 这里的原因现在我对公式作一下解析。首先将公式进行分解:

等式分别是M1物体和M2物体自身存在属性场和属性场之间的作用。这也就是物体M1与物体M2之间存在万有引力的根本因素。那么引力与属性场之间存在什么关呢?

式中M1、M2分别代表两个不同物体所携代的基本成分颗粒数量, 这些基本成分是构成物体的最低单位, 是不可再分割的成分。每颗成分都有它的固有属性, 这些成分依数量多少构成大小不同的物体:小的可称微观物体, ;中的可称宏观物体;大的可称天体。物体的大与小取决于基本成分实体颗粒数量的多与少。

式中的含意并不是现在物理学里比例常数开平方值, 而是代表构成物体最小单体成分固有属性:由近及远、由强而弱、以无穷自由度向周围空间辐射。属性皆具有对异性吸引、对同性排斥的属性功能。定律中G是两个物体属性叠加后综合作用值;而是单一物体综合属性场合成值, 即一个物体含有M个单体属性成分, 这个物体在某一空间位置上的属性强度应为。但是此空间位置上的属性是两种, 一种是阳性, 另一种是阴性, 两种属性共存。共存的两种属性哪种为强、哪种为弱, 视其比例值的大小, 值大者为显性, 值小者为隐性, 两性作用平衡者表现为中性。因此自然界中所有物体都带有阴、阳两种属性。阴性与阳性相互吸引、阴性与阴性和阳性与阳性互相排斥。所以在自然界里任何一种物体都具有阴、阳两种属性, 这两种属性可以并存。两个物体之间属性与属性可以同时存在, 形成重叠组合交织作用的情形。单一属性的成分不能独立存在, 只有和异性结合状况下才能与之共存。没有属性的单体成分不能存在自然空间中。

式中R在现代理论中是指M1和M2两个物体质量中心的距离, 而在定律实际含意中应该是指M1物体属性场到M2物体属性场两个中心距离的尺度。构成了物体M1内含有M1个单体属性场、构成了物体M2内含有M2个单体属性场, 属性场与属性场之间在R处产生相互作用, 就标定了在R处两个属性场各自在该距离上的作用强度, 由此显示出两个属性场在该位置上的作用本能, 吸引或推斥对方功能的大小。所以R在字义表面上是尺度, 实际它应该是属性场结合强度位置的标志。

F是表示两个物体在作用过程中, 一个物体对另一个物体产生拉近或推远的能力程度, 是力的表现。这种表现是作用物体和受作用物体双方共同展示出来的。在正常观念下, 力在理论表示上, 是施力方指向被作用方, 力的方向是单向指示。而在万有引力定律中, 力F的作用方向是双向指示。上述提到一个物体应该具有两种属性, 一种是阴性、一种是阳性, 阴性和阳性的作用性能恰好相反:阴性是将阳性向自身方向拉, 而将同种阴性向外推;阳性是将阴性向自身方向拉, 而将同种阳性向外推, 它们的作用方向恰好相反, 用方向标注法表示为:○←→;当两个物体发生作用时, 便出现四组交织在一起的属性场, 形成两对重叠在一起的属性场作用, 图示为○→→←←○。此图表示两组强、弱不等的同种属性可以叠加在一起, 尽可能达到重叠后异性强度相当, 这种异性强度相当的属性结构是稳定的。应当提示的是, 属性结构示意图是为了便于理解而作出的象征性的图解, 实际物质属性载体向外发射属性, 是以无穷自由度均匀持恒地由近及远依次减弱向周围空间辐射, 它没有质量上的得失, 是无形的静吸静斥作用, 以静作用在相应强度位置上形成结构。

物体之间相互作用, 在本质上大同小异, 都是通过属性场在相适宜的强度位置上叠加形成结构, 否则就要被同性强度大的属性推远不能形成结构。这种自动选择适宜强度位置的驱动自控能力, 就是物质产生相互作用的动力机制。

物质自身存在自己控制结构距离的功能, 即不可过于靠近, 又不可过于远离。当结构距离过近时, 同性排斥强度增强, 将两个物体之间距离调大;当结构距离过远时, 异性吸引强度增强, 将两个物体之间距离缩小。物体自身存在调控作用距离的功能, 是保证物体之间具有自由活动空间的根本原因。这种观点在客观事实上人们是可以认证的, 如宇宙空间的存在, 是天体之间结构自控距离的结果, 天体运动椭圆轨道上的点到天体不等距离, 是任何理论无法否认和无理由推翻的事实。

综上所诉, 牛顿万有引力定律揭示了物质结构中的隐含秘密:物质起源于带有属性的实体颗粒, 具有属性的实体颗粒可以形成个性的属性场, 属性场依各自属性特点不同, 异性相吸引、同性相排斥进行有序叠加, 从而建立物体与物体之间的结构互作用关系。凡属物体成分都存有属性作用, 客观世界中不存在无作用性能的纯中性物质, 一切带有中性表现的成分, 都是属性作用平衡的虚伪现象。另外, 物体之间作用都是相互的, R2就说明物体与物体之间存在着往复作用距离的关系, 你对我有作用距离, 我对你也有作用距离, 从这个意义上说, 作用是出自两个物体, 不是单一物体能办到的效应。两个物体之间的距离既是相等的, 因此在定律中才会出现R2, 作用又是相互的, 都出在物体属性场的作用中心。

以上本人用解析牛顿万有引力定律的内容, 揭示现代物理理论中应该重点重整的关键问题。物理是客观存在的事实, 不依人的意识而改变。物质的属性作用可以统一电磁作用、强作用、弱作用、不明确隐含内容的引力作用, 是物质作用的根源。如果要想得到真实物理, 理论必须重整。在此本人向立足基础物理理论科研界人员诚荐:物理理论必须重整, 而且又是当今世界所有物理科研项目中, 重中之重任务之急事, 基础理论都要从头开始。

参考文献

[1]赵阵, 朱亚宗.科学理论的简单性原则新探[J].自然辩证法研究, 2004 (4) .

《万有引力定律》的题型归类 篇7

关键词：万有引力 题型归类

中图分类号：O314.1 文献标志码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（C）-0150-01

每次复习《万有引力定律》这一章都会有一种明显的感觉，这章的知识脉络非常清晰，只要把握好知识的主线，进行合理的题型归类，从知识角度来说，学生们学习起来还是很轻松的，以下是对该章进行的题型分析。

题型一：物体在天体表面问题

天体对其表面的物体的万有引力近似等于重力，即或（R、g分别是天体的半径、表面重力加速度），公式应用广泛，称“黄金代换”，此处的习题经常结合自由落体及各种抛体运动。

例1.在不久的将来，我国将成功登上月球，如果宇航员登上月球后，在其表面用弹簧称测得质量为m的法码的重力为F，用其他办法测得月球半径为r，万有引力常量为G，则月球的质量为多少？

解析：月球表面重力加速度，由

得月球的质量

例2.我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球。假如探月宇航员站在月球表面一斜坡上的M点并沿水平方向以初速度V0抛出一个小球，测得小球经过时间t落到斜坡另一点N，斜面的倾角为，将月球视为密度均匀半径为r的球体，万有引力常量为G，则密度是多少？

解析：根据平抛规律，月球对表面物体万有引力等于物体重力， 解得

题型二：物体围绕天体做匀速圆周运动

例3.已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响，（1）推导第一宇宙速度V1的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动轨道距离地面高度为h，求卫星运行周期T。

解析：设卫星质量为m，地球质量为M，

在地球表面附近满足

得

卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力，

得到

卫星受到的万有引力为

由牛顿第二定律，

解得：

题型三：考虑天体自转（万有引力一部分为其提供向心力）

例4.一物体静置在平均密度为的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量G，若由于天体自转使物体对天体表面恰好为C，则天体自转周期为是多少？

解析：物体与天体表面没有作用力，万有引力作为向心力有

又有

解得（看看这两个哪个对？试卷上市大写的C）

题型四：同步卫星，双星系问题

利用万有引力提供向心力，万有引力近似等于重力和同步卫星的特点是解决问题的关键，而解决双星问题还要另外注意三点：（1）.两星球绕转的半径是r1，r2的和等于两星间的距离L，即r1+r2=L。（2）.求两星间的万有引力公式中的r=L。（3）.两星各自做圆周运动的角速度相等是隐含条件。

例5.在天文学上把两个相距较近由于彼此的引力作用沿轨道互相绕转的恒星系统称为双星。已知两颗恒星质量分别为m1，m2，两星之间距离为L，两星分别绕共同的中心做匀速圆周运动，求各个恒星的运转半径和角速度。

解析：两恒星构成的系统能保持距离L不变，则两恒星转动的角相度相同，设它们的角速度为，半径为r1，r2则r1+r2=L

它们间的万有引力提供了它们做匀速圆周运动的向心力，

对恒星M1：

对恒星M2：

解得

将

代入解得

题型五：卫星（或飞船）的发射及变轨问题

卫星的发射、回收航天器或空间站的对接等都要经过一系列的变轨过程，才能达到预定的目的，解决此问题的依据是天体做圆周运动的向心力的“供”和“求”关系，

即若F供=F求，“供求平衡”——物体做匀速圆周运动

即若F供

即若F供>F求，“供过于求”——物体做向心运动

例6.2010年10月1日18时59分57秒，搭载着“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射，卫星由地面发射后进入地球转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100公里，周期为118分钟的工作轨道，开始对月球进行探测（ACD）

A.卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小

B.卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在Ⅰ轨道经过P点时大

C.卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短

D.卫星在轨道Ⅲ上的机械能比在轨道上Ⅱ多

解析：-------

总之，学习万有引力定律的关键就是一种模型即匀速圆周运动模型，两条思路即天体表面和围绕天体做匀速圆周运动，还有五组公式。

参考文献

[1]黄开智.中澳物理教材习题的对比研究 [J].物理教师，2014（2）.

[2]陈建.物理教师专业知识的学科分析 [J].物理教师，2014（2）.

[3]陈建.谈谈面向教师专业标准的物理教师专业素质的要求[J].物理教师，2013（2）.

[4]杨钰.2013年高考万有引力与航天试题归类分析[J].理科考试研究，2013（21）.

[5]李一新.2012年高考有关万有引力考题归类分析[J].中学物理参考，2012（11）.

[6]陈宗成.中学物理教师专业观念发展之境界简论[J].物理教師，2012（9）.

[7]朱俊光，韦震，金国平，等.中美物理教材中关于培养学生问题解决能力方面的比较研究[J].物理教师，2011（8）.

《万有引力定律》教学设计 篇8

教材分析

本节是在学习了太阳与行星的引力后，探究地球与月球，地球与地面上的物体之间的作用力是否与太 阳与行星间的作用力是同性质得力，从而得出万有引力定律。课本通过一些逻辑思维的铺垫，让学生在现有的知识基础身于历史的背景下，经历一次“发现”万有引力的过程。

《万有引力定律》这节内容是对上两节课教学内容的进一步推演，并与之构成本章的第一单元内容。它是本章的重点内容，同时，本节内容也是下节课教学内容的基础，学生分析

从知识结构来看，在学习万有引力定律前，学生已经对力、重力、向心力、太阳对行星的引力、加速度、重力加速度、向心加速度等概念有了较好的理解，并且掌握自由落体运动和圆周运动等运动规律，能熟练运动牛顿运动定律解决动力学问题。

从知识建构来看，在上一节中学生经历了太阳与行星间引力的探究过程，从中向学生渗透了发现问题、提出问题、猜想假设、推理论证等方法思想，依照学生的认知心理特点，同时根据上节课“说一说”中的 问题，很容易在他们脑中形成这样一个问题：太阳与行星间引力规律是否适用于我们与地球间的相互作用？从而为我们进一步演绎万有引力定律“发现之旅”，确定了转接点，也引入本节新课内容。已经完全具备深入探究和学习万有引力定律的起点能力。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。

2、理解万有引力定律的含义及公式的适用范围。并会用万有引力定律公式解决简单的引力计算问题。

3、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、难点

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。教学设计

一、新课引入

教师活动

通过上节的分析，我们已经知道了我们太阳与行星间的引力规律，那么： 1.行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳？ 2.行星与太阳间的引力与什么因素有关？

3.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？

4.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。学生活动（引导学生回答，教师及时纠正补充）

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。

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。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、新课教学

（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。思考：

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？

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自由落体运动。2．由于地球对苹果的吸引力而产生的。

3．可能是同一种力。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

8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=3．8×10m，2T=27 ．3天，g=9．8m/s，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（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

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． 学生活动

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间相互作用的规律？其数学表达式如何？并注明每个符号单位和物理意义。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。（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。

2.万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，跟它们的质量的乘积成正比，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：kgr为两个物体间的距离，单位：m.G为万有引力-11 2222． 常量：G=6．67×10N·m/kg，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·m/kg

注意：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。4．万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。

（四）万有引力常量

教师活动

牛顿发现了万有引力定律，却没有给出引力恒量的数值。由于一般物体间的引力非常小，用实验测定极其困难。直到一百多年之后，才由英国的卡文迪许用精巧的扭秤测出。动画展示：（教材中没有，补充给学生，如右图）并介绍构造、演示实验过程，引导学生一起分析

原理。测引力（极小）转化为测引力矩，再转化为测石英丝扭转角度，最后转化为光点在刻度尺上移动的距离（较大）。根据预先求出的石英丝扭转力矩跟扭转角度的关系，可以证明出扭转力矩，进而求得引力，-11 22确定引力恒量的值G=6．754×10N·m/kg。根据上述资料结合教材，思考问题：

1.试比较卡文迪许测定引力常量的值G和现代引力常量G。并尝试说明卡文迪许在测G值时巧妙 在哪里？

2.引力常量的测定有何实际意义？

课堂总结：通过本节学习，掌握了万有引力定律得出的思路和过程，通过月-地检验及其推广，得出万有引力定律的表达式及适用条件。

学习了万有引力定律后我们可以利用万有引力定律求任意两个物体之间的引力，求重力加速度。板书设计：

万有引力定律

一、月-地检验

猜想：天上与人间的力可能是同性质的力 检验：月-地检验

结论：两种计算结果一样，验证了是同性质的力

二、万有引力定律

1、内容

2、表达式

3、使用条件

4、理解

三、引力常量的测定 课堂练习

1、关于半块砖与整块砖的重力加速度的关系，正确的说法是（）A．由于半块砖的质量是整块砖的一半，故半块砖的重力加速度是整块砖的2倍 B．由于半块砖的重力是整块砖的一半，故半块砖的重力加速度是整块砖的一半 C．同一地点的半块砖与整块砖的重力加速度相同，与其质量、重力无关 D．无法确定二者间的关系

2、关于万有引力常量G，以下说法正确的是（）A．在国际单位制中，G的单位是m/kg B．在国际单位制中，G的数值等于两个质量各1kg的物体，相距1C．在不同星球上，G的数值不一样 D．在不同的单位制中，G的数值不一样

3、要使两物体间万有引力减小到原来的1/4，可采用的方法是（）A．使两物体的质量各减少一半，距离保持不变 B．使两物体间距离增至原来的2倍，质量不变 C．使其中一个物体质量减为原来的1/4，距离不变 D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的1/4 布置作业

课后完成问题与练习中的问题。

查找阅读牛顿生平相关资料

教学反思：教学过程设计积极贯彻“学为主体，教为主导”的教学思想。主导作用表现在，组织课堂教学、激发学生学习动机；提供问题的背景，引导学生学习；注意把握激发、疏导、深化、迁移、创造等环节，发展学生思维；注意评价学生的学习，促进学生积极思维，主动获取知识，达到会学的目的。

在课堂上，应积极倡导学生独立思考、自主学习，主动探究。同时还要根据学生的需要和课堂的实际情况，对习注重培养学生的推理能力和科学思维方法。通过学生自己的探索、研究，体现出直觉思维与理论思维的结合，并利用归纳的方法，体现了再现思维与创造思维的结合。

教学过程中充分利用现代教育技术，发展了学生的兴趣，有效突破了教学难点。使学生较好地建立起正确的物理图景，较顺利的从形象思维过渡到抽象思维。题的难度适当增加。

高二物理万有引力定律教学设计 篇9

【摘要】查字典物理网小编编辑整理了高二物理万有引力定律教学设计，供广大同学们在暑假期间，复习本门课程，希望能帮助同学们加深记忆，巩固学过的知识!

【教材分析】

物理学的发端始于人类对理解星体运行的追求。三百多年前，万有引力定律的发现堪称人类文明与理性探索进程中最壮丽的诗篇，其所体现出的科学智慧的震撼力，至今仍为世人所叹服，它第一次把看似毫不相关的地上与天上运动统一起来，第一次揭示大自然的对称和谐与物理规律表达简洁而含蓄的内在美，并作为牛顿的从 运动现象研究自然力的又一个科学思辨范例，而不断为历代科学家所效仿。从物理学史进程中，可以看出《万有引力定律》这节内容是对上两节课教学内容的进一 步推演，并与之构成本章的第一单元内容。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，在高中物理中占有重要地位。因此万有引力定律的教学 绝不能仅限于具体知识的讲解、记忆与实际的应用，更应强调人类对天体运动的认识以及建立万有引力定律的探究过程，把教学重点放在引导学生体会万有引力定 律发现过程中的思路和方法上。然而，除了教材与教参已有的介绍外，我们对物理学史上这段辉煌史实真正了解多少?我们能否把握整个发现过程中的探索脉络，并将从中领悟到的思想精髓介绍给学生?由此看来，要教好新教材中的万有引力定律一章，适当扩展相应的知识背景，了解有关牛顿引力理论的现代评述，就显得十 分必要了。

【学生分析】

从知识结构来看，在学习万有引力定律前，学生已经对力、重力、向心力、太阳对行星的引力、加速度、重力加速度、向心加速度等概念有了较 好的理解，并且掌握自由落体运动和圆周运动等运动规律，能熟练运用牛顿运动定律解决动力学问题。已经完全具备深入探究和学习万有引力定律的起点能力。

从知识建构的进程来看，在上一节中学生经历了太阳与行星间引力的探究过程，从中向学生渗透了发现问题、提出问题、猜想假设、推理论证等方法思想，依照 学生的认知心理特点，播放两个视频片段月球绕地球转动和苹果落地，很容易在他们脑中形成这样一个问题：地球对月球的引力和地球对苹果的引力会不会就是同一 种力呢?从而为进一步探究万有引力定律的发现过程，确定了切入点。

然而高一学生其思维方式容易停滞在知识接受层面，而忽视概念间、规律间的相互联系，且很多学生不能建立明确的动态的物理图像或物理情景，进而无法通过同化 和顺应，完成知识的建构过程。因此，在教学过程中要注重从学生实际入手，依据学生认知规律，注重创设物理情景，创造和谐的课堂氛围，进行互动讨论探究式教 学。

【教学目标】

1.知识和技能目标

(1)掌握月地检验。

(2)知道万有引力定律的内容、表达式和适用条件，会解决简单的引力计算问题。

2.过程和方法目标

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.情感、态度和价值观目标

(1)经历万有引力定律的发现过程，激发学生科学探究的兴趣。

(2)通过引力常量的测量简介，说明科学研究的长期性，提高学生的科学价值观。

【教学重点】

万有引力定律及适用条件。

【教学难点】

月地检验的思路。

【教学设计思想】

通过提出猜想理论推导实验检验过程，让学生在物理情景中主动的参与知识的构建过程，体会这种大胆的猜想、已有理论的应用、巧妙的实验检验和从中体现着的科学探索的精神与方法。

【教学设计过程】

一、新课引入

通过上节课的学习，我们已经知道了太阳与行星间的引力遵从平方反比律：。

公式中的G是比例系数，F是太阳和行星之间的引力，提供行星绕太阳近似圆周运动的向心力，正是这个引力使得行星不能飞离太阳。

『设计说明』：通过上述介绍，旨在让学生回忆上节课内容，回顾万有引力定律发现过程的前一半，从而为接下来的研究奠定基础，进而引出新课。

二、教授新课

（一）提出猜想

观察视频，提出问题。(引导学生回答，教师及时纠正补充)月球为什么绕地球做圆周运动?

由于月球受到地球对它的吸引力。

苹果为什么向下运动而不向上运动?

苹果在其重力作用下落向地面。

那么受到的重力又是怎么产生的呢?

由于地球对苹果的吸引力而产生的。

我们很自然的想到，地球对月球的引力和地球对苹果的引力会不会就是同一种力呢？

按照我们物理学的研究规律，为了解释某种现象，提出猜想，这是理论，然后再去检验是否正确。物理学就是在不断的检验完善中前进的。同样我们的猜想是否正确也需要事实的检验。那么请同学们思考下面几个问题。

『设计说明』：通过月球绕地球运转和苹果自由下落的物理情景，唤醒学生脑中当年由苹果落地而引起遐想进而发现万有引力定律的故事情景，激发学生的兴趣与想像力。

（二）月地检验

创设问题情境，学生讨论，教师引导，互动探究。

检验天上和地上的力是否是同一种力，需要选谁为研究对象?

假定设想成立，天上和地上是同一种力，遵循相同的规律平方反比律，那么苹果和月球受到的力该如何表示呢?

(这是理论猜想)

实际上月球受到的力可以如何求解呢?

(提示：通过天文观测，我们已经知道了月球绕地球做圆周运动，能不能利用圆周运动的知识来求解呢?)

而苹果受到的力我们已经知道为。

猜 测实 际 月 球

苹 果

接下来，请同学们思考，要验证我们的猜想，我们需要测量什么物理量?验证什么表达式呢?

(学生回答，教师引导总结。)

我们猜想天上地上是同一种力，天上的力是猜想，是理论，地上的力是实际，是检验，我们就是要验证猜想和实际是否相等。只选择一个研究对象月球或苹果，因比 例系数G未知，所以无法检验。我们可以选取两个研究对象，研究它们的比值关系，实际就是月球和苹果的加速度关系，来完成实验的检验，这就是著名的月地检 验。我们一起来看一下检验的思路。

检验思路

① 通过猜想利用引力的平方反比律和牛顿第二定律计算地球表面苹果的加速度和月球的向心加速度。

② 通过实验观测，利用已有规律，得到月球的向心加速度和地球表面苹果的加速度。

③ 综合以上结果，看加速度比值关系，比较猜想与实验观测的数据，得出结论。

好，请同学们开始验证。展示学生的推导过程。

结论：在误差允许的范围内，理论推导与实验观测得到的结果是相等的。

『设计说明』：通过创设问题情景，引导学生讨论探究检验思路，进行定量计算，掌握月地检验，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，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，同时经历万有引力定律的发现过程，激发学生科学探究的兴趣。

（三）万有引力定律

猜想：宇宙中一切物体之间会不会都存在这样的力呢？ 现在我们提到万有引力似乎是老生常谈，但是，牛顿当时的魄力、胆识和惊人的想象力实在让我们佩服。这最后一步假设，虽然无法得到直接验证，但是我们也没有反驳它的理由，而且，以后的无数事实都支持了这一点万有引力定律。请同学们看课本了解定律的内容。

1.内容

自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。即

――《自然哲学的物理原理》1687年牛顿著

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。

2.引力常量

牛顿得出了万有引力与物体质量及它们距离的关系，但却无法算出两个天体之间万有引力的大小，因为他不知道引力常量G的值。这个问题在一百多年以后，才被英 国的物理学家卡文迪许(1731年-1810年)在实验室里通过扭秤对几个铅球之间的万有引力测量而解决，测出了引力常量G。（展示课件图片，简单讲解实验的原理与思想：铅球之间的引力使T形架转动，带动金属丝扭转，我们可以利用力矩平衡的知识来计算铅球之间的万有引力的大小。因金属丝的扭转程度很小，不易观察测量，所以在T形架上安装了一个小镜，让激光器照出的激光经小镜反射后落在标尺上，小镜转动后，测量光点在标尺上移动的距离，利用光放大的原理确定金属丝的扭转程度，进而测出引力，确定引力常量。）

目前推荐的标准值为G=6.6725910-11Nm2/Kg2，通常取G＝6.6710－11Nm2/Kg2，（板书：引力常量G＝6.6710－11Nm2/Kg2）它在数值上等于质量是1Kg的物体相距1米时的相互作用力，单位：Nm2/kg2。(强调掌握物理常量数量级的重要性)和以后我们将学习的静电力常量一样，引力常量是自然界中少数几个最重要的物理常量之一。完成扭秤试验后，卡文迪许又测 量了多种物体间的引力，所得结果与利用引力常量G按万有引力定律计算所得结果相同。所以，引力常量的普适性成为万有引力定律正确性的见证，它为万有引力定 律的普遍意义奠定了强有力的实验基础。在导学案上，给大家准备了引力常量测定的资料介绍，希望同学们课下自己阅读，了解其实验的原理与思想。

万有引力定律我们已经得到。

问题：如何使用万有引力定律进行简单的计算呢？学生讨论回答。

好，请看问题!两个质量均为50Kg的人互相接触时的万有引力如果用定律计算，结果好像是无穷大，那么这两个人永远不会分开了。是我们好不容易得到的定律错了?还是我们在使用定律时忽视了什么呢?这就是我们要继续学习的万有引力定律的适用条件。

3.适用条件

（1）万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算。当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时，物体可以看成质点，直接使用万有引力定律计算。（模型）

研究相互接触的两个人之间的万有引力时，不能把他们看作质点。（2）当两物体是质量均匀分布的球体时，它们间的引力也可直接用公式计算，但式中的r是指两球心间距离。

研究太阳和地球之间的万有引力，可以把它们看作质量均匀的球体。

当研究物体不能看成质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出两个物体上每个质点与另一物体上所有质点的万有引力，然后求合力，这是微积分的思想。

万有引力定律产生于对太阳系行星运动的研究，但它对物质运动的适用性却要广泛得多。可以这样说，宇宙中凡有引力参与的一切复杂的现象，无不要归结到这样一条十分简洁的定律之中，这不能不使人惊叹宇宙万物超乎寻常的和谐及人类理性思考所具有的统摄力。

4.实践探究

创设情景：既然自然界中任何两个物体间都有万有引力，那么在日常生活中，我们各自之间或人与物体之间，为什么都对这种作用没有任何感觉呢? 根据情景中数据，学生进行估算：

①请估算两位同学，相距5m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=6.6710-9N

②已知地球的质量约为6.01024kg，地球半径为6.4106m，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=489N

小结：由此可见通常物体间的万有引力极小，一般不易感觉到。而物体与天体间的万有引力(如人与地球)就不能忽略了。

5.对万有引力定律的理解

①普遍性：万有引力存在于任何两个物体之间。

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。

6.意义

万有引力定律的发现对物理学、天文学的发展具有深远的影响;以前上千年才能观测到一颗行星，通过万有引力定律的指导，我们在指定位置很快就发现了新的行星，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心。

『设计说明』：让学生知道万有引力定律的内容、表达式和使用条件，体会物理学许多重大理论的发现，不是简单的实验总结，它需要直觉、想像 力、大胆的猜想和假设。通过阅读材料，使学生体会卡文迪许扭秤实验精巧的实验方法，知道科学研究的长期性，提高学生的科学价值观。通过题目练习，学生进行 估算和比较，从中锻炼学生的估算能力，体会万有引力常量数量级的重要性，加深对万有引力定律的理解。

【课堂小结】

第3节 万有引力定律

一、提出猜想

二、月地检验

1.理论推导

2.实验检验

3.结论

4.更大胆的猜想

三、万有引力定律

1.内容

2.适用条件

3.实践探究

4.理解

5.意义

学生体会：发现万有引力定律的思维过程：提出猜想──理论推导──实验检验

『设计说明』：通过黑板或多媒体展示本节课知识，在教师引导下，帮助学生构建自己的知识框架。

【布置作业】

1.阅读资料，了解引力常量的测量原理和方法。

2.课本问题与练习2、3题。

『设计说明』：通过学生课下阅读引力常量的测量简介资料，说明科学研究的长期性，提高了学生的科学价值观。【教学设计后记】

本节课我对牛顿发现万有引力定律的过程，通过创设问题情景，让学生以科学家的角度分析、思考问题，经历万有引力定律的发现过程，激发学生科学探究的兴趣，体会牛顿的伟大，了解科学家提出猜想理论推导实验检验的科学研究方法。

在本节课的教学中，我通过精心设计问题，引导学生从选择研究对象入手，设计检验过程，基本解决了学生对月地检验的理解困难，用事实引导学生经历万有引力定律的得出过程，加深了学生对万有引力定律的认识。

欧姆定律及其应用教案 篇10

内容简介：《欧姆定律及其应用》是初二物理第七章第二节，是在学生经历《探究电阻上电流和电压的关系》的活动的基础上学习的新内容。学生通过前面的探究活动，已有的认识是：电阻一定时，导体上电流和电压成正比；电压一定时，导体上电流和电阻成反比。在此基础上，教材安排本节内容，要求在上述的结论基础上总结出欧姆定律，并运用欧姆定律进行有关电流、电压、电阻的计算，用欧姆定律解释电阻串联和电阻并联后总电阻的大小。学情分析：欧姆定律是学生在初中物理学习中学到的第一个物理规律，欧姆定律的利用也是学生第一次运用物理规律解计算题，进行定量计算。因而，这节课是物理规律在计算中运用的启蒙课。经过前面很多有趣的物理现象和物理过程的学习，学生对物理学习产生了相当的兴趣。第一次接触到物理规律及其运用，学生会对新的学习产生一种新鲜感和严肃感，也会有一些无所适从的状况。如何通过教学，让学生适应物理规律学习的思维方法，并学会规范地应用物理规律解题，是本节课教学的关键。

课时安排：根据学情分析，从学生的实际出发，本节教学把内容分两个课时进行。第一课时，总结欧姆定律并学习用欧姆定律解答计算题。第二课时，用欧姆定律分析电阻串联、电阻并联后总电阻的大小。这里呈现的是第一课时的教学设计。

设计思路：理解欧姆定律，并在计算和分析中进行运用是本节课教学重点，本节课设计了三道思考题，二道随堂练习题。通过第一道思考题的规范讲解，让学生掌握应用欧姆定律解计算题的基本方法和注意事项。再通过两道变式题的课堂练习让学生巩固所学习的方法，并体会运用欧姆定律变形公式解题。在此基础上，精心设计两道电路发生简单变化时运用欧姆定律的问题，在指导学生分析问题中让学生进一步巩固所学方法的同时，学会把较繁杂的问题进行分解的解题方法。为了让学生能专心学习运用物理规律解题的思路和方法，设计问题时让数据尽可能简单，不让运算方面干扰学生对物理规律运用的学习。教学设计： 教学目标： 知识和技能：

知道欧姆定律的内容和公式。

理解欧姆定律，并能运用欧姆定律进行简单的计算。过程和方法：

1、通过计算，学会解答电学计算题的一般步骤。

2、通过变式练习和问题剖析，学会化繁为简的解题方法。情感态度和价值观：

1、通过严谨认真的答题方法训练，培养学习良好的学习态度和解答物理问题的良好习惯。

2、通过对欧姆生平的了解，学习科学家献身精神，勇于探索真理的精神，激发学生学习的积极性。

教学重点：理解欧姆定律，并在计算和分析中进行运用。教学难点： 欧姆定律在计算中的灵活运用。教学流程：