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1、第5章 万有引力定律及其应用,本章课程标准及解读： （1）通过有关事实了解万有引力的发现过程。知道万有引力定律。认识发现万有引力定律的重要意义，体会科学定律对人类探索未知世界的作用。,录栋宝氢织勤汀民壳蔬片课剖膝黄狞疵秋镇身肘央升邹素坷希绷俞亲涸雷第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,通过史实了解万有引力定律的发现过程，这里强调了对物理学发展历程的展示，体现了学科渗透的理念。当然学生不仅要了解发现过程，而且还应知道万有引力定律。 万有引力定律的发现具有非常重要的意义，如促使物理学完成了第一次大综合，预测了当时的未知天体，使人造卫星上天等等，万有引力定律的发现让人类对世界有了更多
2、的认识，学生应由此体会科学定律对人类认识世界的作用。,氓钞慢巫政醚慕亡烦近醒铺缨杆磐檀言茹疚夫执侥基谋丹呈灿喳密浩尉餐第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,（2）会计算人造卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。,缓庶摔赔八佰烦而匹嘉竟稻绍瑰鸽摧恶常河陋钠临幕匣美唁子矗绰溅徐么第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,学生应该知道什么是环绕速度，会通过公式计算人造卫星的环绕速度，知道为什么人造卫星不会从天上掉下来。 学生还应知道什么是第二宇宙速度和第三宇宙速度，什么情况下卫星达到第二宇宙速度和第三宇宙速度。 这些内容学生会很感兴趣，因此可以组织学生观看有关人
3、造地球卫星、航天飞机、空间站的录像片等，进一步激发学生的学习兴趣，了解人类在这方面的进展。,灸驴喘盛频作性新淫后峙首桅憎盖烩苑涵兴妨暑甸黔缸劈格炮果腆匹规邪第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,（3）通过实例，了解经典力学的发展历程和伟大成就，体会经典力学创立的价值与意义，认识经典力学的实用范围和局限性。,约藏秽牌析府贵佰铱慷干到缀励迎带褒鸭糙或领耻廓惋愈孵咀窒佃恰嘿妮第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,本条目要求学生从历史的角度，通过实例了解经典力学的发展历程，了解经典物理的伟大成就及其对人类社会发展带来的影响，例如，让学生了解经典力学对航天技术发展的重大贡
4、献等，再如，让学生比较重物下落与天体运动的多样性与统一性，了解万有引力定律对科学发展所起的重要作用，由此，让学生体会经典力学创立的价值与意义。在实践活动中可以让学生收集我国和世界航天事业发展历史和前景的资料，写出调查报告等。,泻蹈便品毙掀窖郁浦缠沾剖奥督盎蕊凰循姿邪窥荫险盾毅箩抛特提灌乒歌第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,当然随着时代的发展，科技的进步，经典力学也逐步显现出一定的局限性，因此，本条目要求学生认识经典力学的实用范围和局限性。这有利于学生整体上了解物理学的发展历程，把握物理学的主要思想。,欲呆髓鸳昔琵戒侍敢两养汇头良涵痊酮诸鹿知心赞变糊辫陇仰拯势凳节熊第5章万有
5、引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,（4）体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用。举例说明物理学的进展对于自然科学的促进作用。,蝗狗物苞瓶盟败剩兹合手活二鼎葱纬萍沮芒钩窝滦牢证同卖究咒慈茶塌薛第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,在学习共同必修课程时，学生还应体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用。物理学是一门基础学科，对其他学科的发展发挥了重要的作用，因此，学生应该通过实例了解物理学的发展对自然科学的进步的重要作用。,平鱼害劈甫童措棱鲍浸掺讯睫忙胀撵饲摘歉线峭始庆瓤澳椭蕊斑罗举葡辨第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,本章学习万有引力定律和天体运动
6、规律方面的有关知识；培养发现问题、提出问题的能力和建立假设的能力。本章重点是理解万有引力定律的内容、了解卫星发射的基本原理；难点是运用万有引力定律计算卫星的环绕速度。 通过本章学习，了解经典力学对航天技术发展的重大贡献；通过用万有引力定律发现未知天体的事实，了解科学定律对人类认识世界的作用。了解科学探索过程的曲折与艰辛，体会科学家勇于探索，实事求是的科学态度与科学精神。,编者编写意图：,邵妹肋匝务腆悔炎漏结氨藩礁展骇徘缓担蜜护鼠区及布癣床峰铺疗北剔光第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,课程简介,本章从“嫦娥奔月到阿波罗上天”导入，按“万有引力定律及常量的测定”、“万有引力定律
7、的应用”、“人类对太空的不懈追求”三部分编写。 通过导入嫦娥奔月的神话与“阿波罗”的现实对比，一方面让学生体会人类在不懈追求中的伟大成就，另一方面也由此激发学生对“阿波罗”上天的好奇与求知欲，为万有引力定律的引进铺垫；接着介绍行星运动规律、万有引力定律及引力常量的测定等；然后通过卫星上天、未知天体的预测等凸秒显万有引力定律对人类社会进步和科学发展的促进作用；最后通过“古希腊人的思考”、“文艺复兴的撞击”、“牛顿的大综合”、“对太空的探索”等，展示了万有引力定律的发现过程，反映了科学探索过程的曲折与艰辛，体现了科学家勇于探索、实事求是的科学态度与科学精神，凸现了牛顿对物理学上第一次大综合的重要意
8、义，介绍了人类在探索太空中取得的伟大成就。,技恰马仇芯碍裙媳忿拦彰刚提签仟饥审龋痞绚院倔淌冶锐爪过旺长奸羹恒第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,第1节 万有引力定律及引力常量的 测定,一、 内容与地位 根据普通高中物理课程标准共同必修模块“物理2”对本节的要求，在教与学的过程中应让学生领悟到万有引力定律揭示了自然界最普遍的一种相互作用，它的发现具有非常重要的意义，如促使物理学完成了第一次大综合。引力常量的测定又赋予了万有引力定律真正的实用价值。沿着历史的足迹了解万有引力定律的发现过程，体验科学探究过程的艰辛与乐趣，并从中学习科学的研究方法和科学精神。,顶鞋笨卧漾绩隧烟挝族后钙
9、碎绽囤寿惊道青穗盾康猩钞貉吠串蓟腥凉咳康第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,二、 教学目标,（1）了解万有引力定律的发现过程，领悟科学的研究方法和科学精神。 （2）理解万有引力定律的含义，知道万有引力定律并能进行简单计算。 （3）通过引力常量的测定理解“将直接测量量转化为间接测量量”是科学研究的重要方法之一。,讳妥讼要洗芹摸呛穗草辣么橡陌故跨贡冤讼玛嫂琐赔项寻期剧犀寡橡走伊第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,三、重点与难点,（1）理解万有引力定律的含义，万有引力定律并能进行简单计算。 （2）理解引力常量的测定思路、方法及意义。,住匿社乾涯洁拙夜星洛锤陷颠钟违
10、绪斑鱼窄膨候跪失宙伐猪乓晴格屈夕鹃第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,四、教学设计,（一）引入新课： 自古以来，人们不仅创造了关于星空的神话诗词，而且孜孜不卷地探索天体运动的规律。教师在课前让学生查阅、收集上述相关资料感受人类对太空的向往和不懈探索追求。引入时选择几个典型的材料让学生发表简短的演说，激发学生的学习热情。,砒骡医搓竭镭冈捎卑敝晰佛阑渗颖敞柳无谨勉葫果廊流帮魄绿渍污恢拾园第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,（二）新课教学,1、行星运动的规律,魄士庐坚屹赂镑拽痰俱础肯箔猫浦吵锰挤儡护坦征擦徒倚鹤踢试鞍壕史到第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定
11、律及其应用,1.”K”是与行星无关的常量，但对不同恒星，其周围绕行的行星的K值是不同的。,即：水星冥王星周期由小到大,暮卧如狮跃纂餐铃辣弗枷蔑乡父军疚弟狸遣双巡逝孙迷桃韵暴埃削务湃铁第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,2、万有引力定律,（1）推导：行星为什么要绕太阳运动？行星受太阳的引力（已是常识），引力有何规律呢？首先将行星运动近似为圆轨道上的匀速圆周运动，请学生思考：能否根据行星运动的规律推导引力作用的规律？,招淌策档锚番血耳秽娘搀楼饶纵溜粕裸帘丹娄棱镑郁丰戊球域缨鞭锈仕陷第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,由牛顿运动定律、开普勒第三定律可推导得：,说明
12、：该部分内容教师可视学生的具体情况取舍。当然，推导使得万有引力定律公式在逻辑上更严密，结构上前后呼应； 值得提醒学生注意的是牛顿是在椭圆轨道下证明万有引力定律的。,评祷淆脯死混痰笼唁预柔升职糟肾豹抱卡函担墒态侗矣方旺跪朋贪杰诚藐第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,(2)进一步请学生思考：重力使苹果落地，设想苹果树不断长高直至月球的轨道，苹果受地球引力依然落回地面，月球也受到地球引力为什么没有落回地面？分小组讨论。,砰森数蟹柑撩矣舵肪攒恒刨忻次搁窥用楷功标卓适烈秆茅穆虐宽工蓟依鄙第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,预测：学生参与讨论，可能有不同的观点： A）引
13、力与重力不同，引力作用下物体做环绕运动，重力作用下物体竖直下落，力的作用效果不同； B）月球太远引力不够大，所以月球才没有落回地面； C）只是月球有速度而苹果是静止，因而月球做环绕运动（曲线运动）、苹果竖直下落，其实引力与重力本质应是相同。 ,参孪丹铆画慎博都囤赚氦梨种哟顽蛰级岿层舅桥城耐萎窑锤觉盯冲闹痘坑第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,师：如何判断一物体的运动规律？ 应由受力情况和运动初态两方面共同决定。进一步明确月球与苹果不同在于两者受力时的运动初态不同，即月球有速度而苹果是静止，地球对月球的引力提供了月球绕地球运动所需的向心力，对月球产生向心加速度。地球对苹果的重力
14、产生自由下落加速度。地球对月球的引力、地球对苹果的引力本质上是一样的。,贰软痰顾褂膨筑赶墟解柔磺猜铱缝唤籽感寅凛线绊窘波模稳肘匝坛温决菏第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,（3）定量验证： 牛顿的“月地”检验,说明：定性分析有助于开拓学生思路，是否做定量验证教师可视学生的具体情况取舍。 结论；地球对地面物体的引力、行星对卫星的引力以及太阳对行星的引力是同一性质的力，遵循相同的规律，并由此推广为自然界任何两个物体间都存在这样相互作用即万有引力。,苟尤箱神坚扎释辫茧邪彬炯赦线法霍乐飘儡浑丽春销迅丁闭椽滥邑烯怔识第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,（4）万有引力定
15、律,公式： 适用条件：可以看成质点的两物体间或两均匀球体间的相互作用。 r的含义：当两物体相距很远可以看成质点时，r是两质点间的距离；若是两个匀质的球体，r是两球心的距离。,竣弄贼洁蘑潍通冕矣牟辨辖冻侯殉沂辊雨犁胶拭博郊入椽古挛忿狗这刃呀第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,请判断下面说法是否正确：当两物体间距离r不断减小至趋于零时，两物体间引力F趋于无穷大。这不可能，我们没有这样的体验，但错在哪呢？ 生：万有引力的公式不正确，没有普遍性 师：当r趋于零时两物体不能看成质点，万有引力定律公式已不再适用。 说明：可举一些实例说明以增加感性认识，如：两艘万吨级轮船相距10km时相互
16、吸引力的数量级为10-3N，等等。,稻荫枫邯范泥蒜烛峭玩滞族潭虐休莎盆闸篱桥循范盅籽户串烯竭姜迭东辉第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,（三） 引力常量的测定及其意义,牛顿的万有引力定律发表111年后才由卡文迪许第一次较精确的测出引力常量，其关键是如何将一般物体间几乎可以忽略的引力显现出来并做定量测量。,敲调往蚂永灶昏胁骸隅男舅阑司邵逛艳韶喀侠染菏堆恐机摊乖皑邹奶涵饭第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,1、实验思路、方法： （1）由万有引力公式将直接测量量（m、m、r、F）来表示间接测量量（G） （2）将微小量巧妙地“放大”(如：放大微小引力F、放大石英丝的
17、扭转角度) （3）可借鉴的演示实验：观察微小形变，如：厚壁扁玻璃瓶的形变 、“光放大”讲台面的形变,说明：演示实验应请学生参与以调动学生积极性，增强师生的互动性。,闯踪吹谐冈荡锅货蝇班渊眉烧氢评澄叠近喷哩笛蔗理学蕾骗葱荆题罢全审第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,请学生思考并回答：卡文迪许的实验装置巧妙之处在哪？,师：收集学生观点并归纳如下： 将力F的测量转化为力矩M（M=FL）的测量，由于引力很小因此需将T型架的水平部分做得很长； 利用平面镜的反射来“放大”石英丝扭转角度，同时增大平面镜与刻度尺间的距离，使扭转角度更方便测量、提高测量的准确度； 整个装置轻巧、庞大并密封抗干
18、扰以增强其灵敏度。,揣简陌纲昂亮颊赋似皮铰创诱斧耸雌懦鹏廉期坦思壳襄戴范董蔫知柞肢宰第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,2、引力常量的测定的意义 引力常量的测定证明了万有引力定律的正确并使之具有了真正的实用价值。 3、应用：计算天体的质量 请思考：卡文迪许为什么被称为“能称出地球质量的人”？根据这节课的知识，你能成为一个“能称出太阳质量的人”吗？,旭揪诚拼交拙弥狮测建雨肯眷冶粟轩沽瘁酵屠锹酣翁蛇忆匣娟拢麦蘸膳腻第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,建议：研究性小课题：我测引力常量 组织学生分小组进行实验方案设计、模拟实验，并形成小论文。这有助于学生理解实验方法
19、，培养创新精神。,罗哺墙慨所呐奠翼鸵机晰拒山侯误陇姚搁呜锚溉涟作遇巡雪砚囱簧然闭快第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,五、案例心得,本节课属于物理规律的教学，要重视展示万有引力定律发现历史的过程，充分发挥史实对学生的启迪作用，让学生体验科学探究过程的艰辛与乐趣，学习科学的研究方法和科学精神。 对于万有引力定律学习，重视问题情景的创设，让学生经历问题分析的思维过程，使学生对规律的认识是丰富的、全面的。 对于引力常量的测定的教学设计，通过一系列问题让学生在问题讨论中体会实验的巧妙设计，感受物理研究的方法，激发学生的创新意识。通过应用实例的学习体会到引力常量的测定的重要意义。,梦抹仟伯北土某枢懒子泵副帚每殖策陛讼另藉碘鞭骤皑矽意祁维焕大儒娥第5章万有引力定律及其应用第5章万有引力定律及其应用,