高中沪科版 (2019)4.2  万有引力定律是怎样发现的教案配套课件ppt

这是一份高中沪科版 (2019)4.2  万有引力定律是怎样发现的教案配套课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了教材分析，学情分析，教学目标，教学方法，教学过程，创设情景月地检验，月--地检验过程展示，万有引力常量测定，课堂小结，课后作业等内容，欢迎下载使用。
在高中物理学中运动学和力学占有很重要的地位，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。 万有引力定律的发现是人类第一次揭示自然界中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，对人类文化的发展有巨大的影响。从内容上来说，本节是对上一节教学内容的进一步外推，是下一节内容学习的基础，在本章中具有承上启下的作用。 本节课主要讲述了万有引力定律的发现过程和牛顿凭借他超凡的数学能力证明万有引力的思路与方法，是猜想、假设与验证相结合的内容
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。已经完全具备深入探究和学习万有引力定律的起点能力。 从知识建构的历史进程来看，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。学生已经具备了基本的探究能力，但利用已有知识创造新的知识规律的能力较弱。
1、了解万有引力定律得出的过程和思路，知道地面 上物体所受重力与天体间的引力是同一性质的力； 2、理解万有引力定律的含义及公式的适用范围；知道公式中r的物理意义；3、理解万有引力常量的意义及测定方法，了解卡文迪许扭秤实验。
1、推导万有引力公式，体会地面上物体所受重力与天体间引力是同一性质的力。2、查阅相关资料，自创情景亲自推导进行“月---地”检测。
1、让学生在这种充满大胆的猜想、巧妙的验证中体验科学探索的精神与方法。2、事物的偶然性与必然性的辩证关系。3、科学理论必须受实践的检验，科学理论也是发展的。
1、万有引力的建立过程；2、对万有引力内容的理解及简单应用
1、“天上”的力与“人间”的力可能出于同一本源这一想法的产生2、创设情景进行”月--地”检测。
Ⅳ、教学重、难点及突破
2、通过课堂活动，用问题引领学生在物理情景中主动参与构建知识的过程。
1、用牛顿的敏锐的物理思维引领学生思考。
通过问题回顾并引发进一步猜想；创设情景，引导学生进行“月—地检验”；解放思想，更大胆的猜想得到万有引力定律；自主学习，对定律深入解读；学习引力常量测定。
1、对万有引力定律的推理——采用分析推理、归纳总结的方法。2、对疑难问题的处理——采用讲授法、例证法。 本节课先介绍万有引力定律发现的思路，然后运用科学推理得出万有引力定律，重在逻辑思维和渗透物理学的研究方法。因此，根据教材编排的意图和教材内容的特点，结合高一学生的知识基础和认识能力，我采用“阅读－启发”式教学法。教学中运用设问、提问、多媒体教学等综合手段，体现教师在教学中的主导地位。
问题1.行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳？问题2.行星与太阳间的引力与什么因素有关？问题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？
设计意图：通过设置三个回忆性问题帮助学生回顾上节课所学的太阳与行星间引力规律，回顾万有引力定律“发现之旅”前半程。
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？
（再现牛顿当时的思考情景）
预设问题：苹果为什么只落向地面，而不是落向其他地方呢？苹果受到重力又是怎么产生的呢？是由于地球对苹果的吸引产生的吗?猜想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？将苹果延伸到月球那么远，苹果还受重力吗？
设计意图：通过再现牛顿当年由苹果落地而引发思维遐想，引导学生通过观察苹果的运动，借鉴牛顿的思维在一层层递进和深入的问题启发下，通过师生互动，生生互动，进而大胆猜测，突破难点。使接下来出现的“月--地检验”自然而合理。
同时牛顿的大胆而敏锐的想法也激发学生的学习兴趣与想像力。同时展示牛顿的设想。
牛顿的设想：苹果不离开地球，是否也是由于地球对苹果的引力造成的？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呢？若真是这样，物体离地面越远，其受到地球的引力就应该越小，可是地面上的物体距地面很远时，如在高山上，似乎重力没有明显地减弱，是物体离地面不够远吗？再往远处设想，如果物体延伸到地月距离那么远，物体是否也会像月球那样围绕地球运动？地球对月球的力、地球对地面上物体的力、太阳对行星的力，也许真是同一种力！
设计意图： 1.变课本中直接描述为形象化的情景展示，通过层层递进而巧妙地设问，让学生在情景中思考讨论，体会牛顿的智慧和逻辑思维的魅力。 2.利用牛顿时代已知的数据，让学生结组讨论、设计实验方案、推导并得出结果，最后将推导过程结果通过投影展示。 3.用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，增强了学生的理性认识，突破了又一难点。
已知：重力加速度g =9.8m/s2；地球的半径R =6.4×106m ; 月-地的距离r =3.84×108m；月球的公转周期T =27.3天
设质量为m的物体在月球轨道上运动的加速度（月球公转的向心加速度）为a，则
让数据说话，用不可辩驳的事实印证猜想
问题预设：更大胆设想：是否任何两个物体之间都存在这样的力？
万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在他们的连线上，引力大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间间的距离r的二次方成反比，即
设计意图：提出问题，让学生带着问题阅读教材，通过教师设问，学生自主阅读思考，做到有的放矢，最后引导学生讨论总结回答问题，在增强学生的科学表达能力的同时，让学生加深体会对万有引力定律及公式的理解。
引力常量G =6.67×10-11 N·m2/kg2
意义：（1）为万有引力定律的普遍意义奠定了强有力的实验基 础。 （2）使万有引力定律有了更大的实用价值。
课堂练习
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
学生活动：学生展示结果
完成课后习题阅读课本，预习扭秤实验
一、月—地检验牛顿的猜想：“天上”的力与“人间”的力可能是同种性质的力。验证：月—地检验。结论：地面上的重力和地球语月球间的吸引力是相同性质的力。二、万有引力定律1、内容：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m1和m2的乘积成正比、与它们之间的距离r的二次方成反比。2、表达式：3、性质及应用三、引力常量的测量1、测量者：卡文迪许2、测量装置：扭秤装置3、意义：（1）为万有引力定律的普遍意义奠定了强有力的实验基础。 （2）使万有引力定律有了更大的实用价值。
普遍性：相互性： 特殊性： 宏观性：
万有引力的得出是牛顿“站在巨人的肩膀上”的结果，也是牛顿天才而敏锐的物理思维最突出的体现，这是牛顿善于利用已有知识和规律发现、解决问题，并得到新发现新规律的的最好例证。通过创设情境让学生经历牛顿思维狂潮的洗礼，感受思考的神奇魅力，从而了解了万有引力的发现过程，如果对学生自主探究的观念，和改变学生学习与思考的方式有一丝启发与帮助，也就实现了本节课的教学目的。
物理学的三大综合之一（天地力学的综合）
万有引力的发现过程的三大困难的解决
困难之一：缺乏解决变速曲线运动的数学工具
困难之二：缺乏处理庞大天体的理论工具
困难之三：无法解决天体相互干扰的复杂问题
大胆撇开其他天体的作用
1687年发表《自然哲学的数学原理》
牛顿运动定律和万有引力定律