高中物理万有引力定律教案

这是高中物理万有引力定律教案，是优秀的物理教案文章，供老师家长们参考学习。

高中物理万有引力定律教案第 1 篇

【学习目标】

万有引力定律的教学设计

　　1、知道月—地检验的结果

　　2、理解万有引力定律的含义并会用万有引力定律进行简单的计算

　　3、知道万有引力常量的大小及意义。

　　【旧知复习】

　　太阳与行星间的引力遵循什么规律？

　　【设问导学】

　　一、月—地检验

　　引导学生阅读教材P39“月－地检验”部分的内容，完成下列问题

　　问题： 太阳、行星间的引力、月球受到的地球间的引力以及地面物体所受的引力是不是同一性质的力？为什么？

　　二、万有引力定律

　　引导学生阅读教材P40万有引力定律部分，完成问题下面三个问题：

　　问题1、万有引力定律的内容是什么？写出表达式。

　　问题2、如何理解表达式中的r？

　　三、引力常量

　　引导学生阅读教材P40引力常量部分，完成下面两个问题：

　　问题1、引力常量的'数值是多大？它的单位是如何导出的？?

　　问题2、测定引力常量有何意义？

　　一、月地检验

　　月地检验的结果是_____________________________________________________

　　二、万有引力定律

　　1、万有引力定律的内容

　　自然界中的__________都___________，引力的方向______________________________，引力的大小与________________________成正比，与____________________________成反比，用公式表示为_____________________________。

　　2、对r的理解

　　如果两个物体可看成质点，则r指的是________________________________的距离；如果是均匀分布的球体，则r指的是_____________________________的距离

　　三、引力常量

　　引力常量是由英国物理学家__________________测定的。其大小为_____________________，单位为________________。

高中物理万有引力定律教案第 2 篇

教学目标

理解万有引力定律及其公式表达

知道天体运动中的向心力是由万有引力提供的，能根据万有引力定律公式和向心力公式 进行有关的计算．

理解万有引力定律在天文学中的应用(天体质量的测量、卫星的发射、宇宙速度)?

2学情分析

知识点少，但不易理解，需建立运动模型

3重点难点

万有引力定律在天文学中的应用。

万有引力定律在天文学中的应用

4教学过程 4.1第一学时 教学活动 活动1【讲授】万有引力定律

课堂引入

播放卫星发射视频

仔细观看

万

有

引

力

定

律

的

应

用

投影问题

练习1.火星质量是地球质量的1/10，火星的半径是地球半径 的1/2，物体在地球上产生的重力加速度约为10m/s2，在火星上产生的重力加速度约为

①其他星球与地球比较

投影问题

练习2.物体在地面上重力为G0，它在高出地面R(R为地球半径)处的重力为

②地球不同高度g

投影问题

练习3. 若某行星半径为R，引力常量为G，则此星球的质量M,则在一行星上以速度ν竖直上抛一个物体，物体落回手中时间为多少？

③g与抛体运动的结合

提问

练习1.近地卫星线速度为7．9 km／s，已知月球质量是地球的质量的1／81，地球半径是月 球半径的3．8倍，则在月球上发射“近月卫星”的环绕速度约

A．1．0 km／s B．1．7 km／s

C．2．0 km／s D．1．5 km／s

①第一宇宙速度

B

想一想

第一宇宙速度

第二宇宙速度

第三宇宙速度

投影问题

练习2.两颗人造卫星绕地球做圆周运动，它们的质量之比为1：2，轨道半径之比为1：4，则

A．它们的运动速率之比为2：1

B．它们的速率之比为1：4

C．它们的运动速率之比为4：1

D．它们的速率之比为1：8

思考后回答

②稳定运行速度

A

投影总结

练习1.高度不同的三颗人造卫星，某一瞬间的位置恰好与地心在同一条直线上，如图1所示，若此时它们的飞行方向相同，角速度分别为叫、、，线速度分别为v1、v2、v3，周期分别为T1、T2、T3，则 ( )

A．ω1>ω2 > ω3

B．v1

C．T1=T2=T3

D.T1 > T2 > T3

1.稳定运行周期

稳定运行角速度

B

投影问题

练习1 .在太阳系里有许多小行星，如发现某一颗小行星绕太阳运行的半径是火星绕太阳运行半径的4倍，则这颗小行星绕太阳运行的周期是火星绕太阳运行的周期的（ ）

A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍

开普勒第三定律

投影总结

同步卫星的高度

是地球半径的5.6

提问

有人想在北京上空定位一颗同步卫星，他能否实现？

中国的卫星定位在哪?

印度尼西亚上

师生互动

展示

变轨问题分析

课堂小结

习题巩固

分析、解答

3.万有引力定律　

课时设计 课堂实录

3.万有引力定律　

1第一学时 教学活动 活动1【讲授】万有引力定律

课堂引入

播放卫星发射视频

仔细观看

万

有

引

力

定

律

的

应

用

投影问题

练习1.火星质量是地球质量的1/10，火星的半径是地球半径 的1/2，物体在地球上产生的重力加速度约为10m/s2，在火星上产生的重力加速度约为

①其他星球与地球比较

投影问题

练习2.物体在地面上重力为G0，它在高出地面R(R为地球半径)处的重力为

②地球不同高度g

投影问题

练习3. 若某行星半径为R，引力常量为G，则此星球的质量M,则在一行星上以速度ν竖直上抛一个物体，物体落回手中时间为多少？

③g与抛体运动的结合

提问

练习1.近地卫星线速度为7．9 km／s，已知月球质量是地球的质量的1／81，地球半径是月 球半径的3．8倍，则在月球上发射“近月卫星”的环绕速度约

A．1．0 km／s B．1．7 km／s

C．2．0 km／s D．1．5 km／s

①第一宇宙速度

B

想一想

第一宇宙速度

第二宇宙速度

第三宇宙速度

投影问题

练习2.两颗人造卫星绕地球做圆周运动，它们的质量之比为1：2，轨道半径之比为1：4，则

A．它们的运动速率之比为2：1

B．它们的速率之比为1：4

C．它们的运动速率之比为4：1

D．它们的速率之比为1：8

思考后回答

②稳定运行速度

A

投影总结

练习1.高度不同的三颗人造卫星，某一瞬间的位置恰好与地心在同一条直线上，如图1所示，若此时它们的飞行方向相同，角速度分别为叫、、，线速度分别为v1、v2、v3，周期分别为T1、T2、T3，则 ( )

A．ω1>ω2 > ω3

B．v1

C．T1=T2=T3

D.T1 > T2 > T3

1.稳定运行周期

稳定运行角速度

高中物理万有引力定律教案第 3 篇

一、课题：万有引力定律

高中物理《万有引力定律》教案

　　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=6．67×10-11 N·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

高中物理万有引力定律教案第 4 篇

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，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所有物体之间的吸引力，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单的引力计算问题，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现的意义。

　　过程与方法

　　1.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程，体会在科学规律发现过程中猜想与求证

　　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，从而体会大自然的奥秘.

　　2. 通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的实验，让学生体会科学家们勇于探索、永不知足的精神和发现真理的曲折与艰辛。

　　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，又是学生理解的难点。

　　2.由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识。

　　教学方法

　　探究、讲授、讨论、练习

　　教学活动

　　(一) 引入新课

　　复习回顾上节课的内容

　　如果行星的运动轨道是圆，则行星将作匀速圆周运动。根据匀速圆周运动的条件可知，行星必然要受到一个引力。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提供行星作匀速圆周运动所需的向心力。

　　学生活动： 推导得

　　将V=2πr/T代入上式得

　　利用开普勒第三定律 代入上式

　　得到：

　　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，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即：F∝

　　教师：牛顿根据其第三定律：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：既然这个引力与行星的质量成正比，也应跟太阳的质量M成正比。即：F∝

　　写成等式就是F=G (其中G为比例常数)

　　(二)进行新课

　　教师：牛顿得到这个规律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛顿，你又会想到什么呢?

　　学生回答基础上教师总结：

　　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： 因为其他天体的运动规律与之类似,根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，都满足上面的规律,而且都是同一种性质的力。

　　教师：但是牛顿的思考还是没有停止。假如你是牛顿，你又会想到什么呢?

　　学生回答基础上教师总结：

　　猜想二：地球与月球之间的力，和地球与其周围物体之间的力是否遵从相同的规律?

　　教师：地球对月球的引力提供向心力，即F= =ma

　　地球对其周围物体的力，就是物体受到的重力，即F’=m’g

　　从以上推导可知：地球对月球的引力遵从以上规律，即F=G

　　那么，地球对其周围物体的力是否也满足以上规律呢?即F’=G

　　此等式是否成立呢?

　　已知：地球半径R=6.37×106m , 月球绕地球的轨道半径r=3.8×108 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：同学们能否通过提供的数据验证关系式F’=G 是否成立?

　　学生回答基础上教师总结：

　　假设此关系式成立，即F’=G

　　可得： =ma=G

　　F’=m’g=G

　　两式相比得： a/g=R2 / r2

　　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，也就证明了前面的假设是成立的。代人数据计算：

　　a/g≈1/3600

　　R2 / r2≈1/3600

　　即a/g=R2 / r2 成立，从而证明以上假设是成立的'，说明地球与其周围物体之间的力也遵从相同的规律，即F’=G

　　这就是牛顿当年所做的著名的“月-地”检验，结果证明他的猜想是正确的。从而验证了地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，遵守同样的规律。

　　教师：不过牛顿的思考还是没有停止，假如你是牛顿，此时你又会想到什么呢?

　　学生回答基础上教师总结：

　　猜想三：自然界中任何两个物体间的作用力是否都遵从相同的规律?

　　牛顿在研究了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。于是他大胆地把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。

　　万有引力定律

　　①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，跟它们的距离的二次方成反比。

　　②公式

　　如果用m1和m2表示两个物体的质量，用r表示它们的距离，那么万有引力定律可以用下面的公式来表示 (其中G为引力常量)

　　说明：1.G为引力常量，在SI制中，G=6.67×10-11N·m2/kg2.

　　2.万有引力定律中的物体是指质点而言，不能随意应用于一般物体。

　　a.对于相距很远因而可以看作质点的物体，公式中的r 就是指两个质点间的距离;

　　b.对均匀的球体，可以看成是质量集中于球心上的质点，这是一种等效的简化处理方法。

　　教师：牛顿虽然得到了万有引力定律，但并没有很大的实际应用，因为当时他没有办法测定引力常量G的数值。直到一百多年后英国的另一位物理学家卡文迪许才用实验测定了G的数值。

　　利用多媒体演示说明卡文迪许的扭秤装置及其原理。

　　扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架，把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力，石英丝就会扭转一个角度。力越大，扭转的角度也越大。反过来，如果测出T形架转过的角度，也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球，再在每个小球的附近各放一个大球，大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律，大球会对小球产生引力，T形架会随之扭转，只要测出其扭转的角度，就可以测出引力的大小。当然由于引力很小，这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子，用一束光射向镜子，经镜子反射后的光射向远处的刻度尺，当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时，刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样，就起到一个化小为大的效果，通过测定光斑的移动，测定了T形架在放置大球前后扭转的角度，从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律，并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。

　　卡文迪许测定的G值为6.754×10-11 N·m2/kg2，现在公认的G值为6.67×10-11 N·m2/kg2。由于万有引力恒量的数值非常小，所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的，我们可以估算一下，两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力有多大(可由学生回答：约6.67×10-7N)，这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到，如地球对我们的引力大致就是我们的重力，月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大，又是非常惊人的：如太阳对地球的引力达3.56×1022N。

　　教师：万有引力定律建立的重要意义

　　17世纪自然科学最伟大的成果之一，它把地面上的物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响，而且它第一次揭示 了自然界中的一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。