万有引力理论的成就教学设计
万有引力理论的成就(最新教案)
万有引力理论的成就体到地心的距离。
由此解出:gR2m=地G已知重力加速度g=9.8m/s2，地球半径学生推导出地球质量的表达式，在练习本上进行定量计锻炼学生的计算能力，规范解题步骤(1)简化模型：将行星绕太阳的运动看成是匀学生思考讨论并说出基本思锻炼学生的总结以及语言表达能1、计算地球质量不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力，即:mmmg=G地R2m地是地球的质量；R是地球的半径，也就是物R=6.4x106m，引力常量G=6.67x10Nm2/kg2,试估算地球的质量。
解:gR29.8X（6.4X106）2m==kg=6x1024kg地G6.67x10-ii答：地球的质量约为6x1024kg地面的重力加速度g和地球半径R在卡文迪什之前就已知道，一旦测得引力常量G,就可以算出地球的质量m地。
因此，卡文迪什把他自己的实验说成是“称量地球的重量”。
出示图片：卡文迪什二、计算天体的质量应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳速圆周运动。
力，为下面的计 算做铺垫学生思考讨论 明确中心天体的质量与环行天体质量m 无关。
(2)万有引力充当向心力F 引=F n(3)依据万有引力定律和牛顿第二定律列出方 程，从中解出太阳的质量。
设是太阳的质量，m 是某个行星的质量，r 太是行星与太阳之间的距离。
解：万有引力充当向心力：G 太=me 2rr 2行星运动的角速度①不能直接测出，但可测出它的周期T 。
把①和T 的关系①=测出行星的公转周期T 和它与太阳的距离r ,就可以算出太阳的质量，与环行天体质量m 无关。
只能求出中心天体的质量。
思考讨论：已知太阳与地球间的平均距离约为1.5X 1011m ,你能估算太阳的质量吗？换用其他行星的相关数据进行估算，结果会相近吗？为什么？mm2解:G 太=m(—)2rr 2Tmm2代入上式得到：G 太=m(——)2rr 2T得：42r 3m =太GT 242r 3思考讨论：m=该表达式与环行天体质太GT 2量m 有没有关系？学生推导出太 阳质量的表达 式，在练习本 上进行定量计 算。
公开课万有引力理论的成就万有引力理论的成就物理教学设计1
公开课万有引力理论的成就万有引力理论的成就物理教学设计1物理教学设计：万有引力理论的成就目标：通过学习万有引力理论的成就，了解其在物理学和科学发展中的重要性，并能够解释和应用该理论。
教学步骤：1. 导入（5分钟）- 引导学生回顾牛顿的万有引力理论的基本概念，即物体之间存在引力，大小与质量有关，与距离的平方成反比。
- 引发学生的思考：你认为万有引力理论有哪些重要的成就？它对我们日常生活和科学研究有何影响？2. 学习（15分钟）- 分组讨论：将学生分成小组，让他们通过互相交流和讨论来发现万有引力理论的成就。
鼓励学生自主思考，举出具体例子并作出解释。
- 整理成果：每个小组派代表将讨论结果汇报给全班，并将成果整理在黑板上或PPT 上。
3. 探究（20分钟）- 实验探究：给学生提供一些实验材料和器械，让他们设计和进行简单的实验，以探究万有引力理论的成果。
例如，在不同高度和距离下测量物体的重力加速度等。
- 讨论分析：学生完成实验后，全班共同分析实验结果，讨论是否符合预期，并解释所观察到的现象和规律。
4. 应用（15分钟）- 实例应用：列举一些实际生活和科学研究中应用万有引力理论的例子，如太阳系的运行、地球的运动、人造卫星的轨道等。
- 讨论应用：引导学生思考和讨论，万有引力对这些现象和应用有何解释和影响。
5. 总结（5分钟）- 提问总结：对学生进行一个简单的回顾，问一些关于万有引力理论成就的问题，让学生进行答题。
- 总结归纳：总结万有引力理论的成就，并强调它在物理学和科学发展中的重要性。
教学评估：- 学生的小组讨论和实验探究成果。
- 学生对实例应用的理解和解释。
- 提问总结的回答情况。
延伸拓展：- 邀请专业人士或学者讲解更深入的关于万有引力理论的成就和应用。
- 结合影视或实际案例，展示万有引力理论的成就和应用在科学研究中的价值。
- 引导学生通过阅读相关文献或书籍，进一步了解和探索万有引力理论的成就和发展历程。
7.3 万有引力理论的成就(教学设计)-高中物理人教版(2019)必修第二册
4.计算太阳的质量（万有引力充当向心力）
师：那么这个方法能否称量太阳呢？显然以万有引力等于重力不可行了，咱们再换一个思路，万有引力除了充当重力，也可以充当向心力使得物体绕中心天体做圆周运动。以行星为研究对象，可以得到：
但是行星绕行的线速度比较难以测量，因此我们以 来带替，得到:
解得：
已知太阳与地球的平均距离约为 你能估算太阳的质量吗？太阳的质量约为2×1030kg，你算对了吗？换用其他行星的数据进行估算，结果会相近吗？答案自然是相近的，所有行星都环绕太阳做近似圆周运动，根据开普勒第三定律可知对于相同的中心天体， 为定值。
师：故事得从公元前古希腊那帮哲学家对地球的探索说起。首先毕达哥拉斯提出了地球是球形的观点，后由亚里士多德以船靠岸时最先出现的是桅杆为证据，进行了科学的论证。而后埃拉托色尼通过测量两个不同的城市正午时分影子角度的数据，较为精确的计算出了地球的半径。而关于这个问题最终的实验验证，则是由麦哲伦率领船队进行环球航行完成的。这个时候，聪明的同学们，如果你是科学家，你还会想要研究地球的什么呢？答案显然意见，地球的质量。用实验直接测量地球的质量很有难度，因为世界上没有这样巨大的天平，可以容纳地球。因此这个问题直到十七世纪依然没有解决。直到艾萨克牛顿以他卓越的才能发现了万有引力定律，事情才迎来转机。然而，首个被称为“称量地球”的人却是卡文迪什，这是为何呢？
万有引力理论的成就教学设计
《万有引力理论的成就》教学设计周东升浙江省江山中学【教材版本】《普通高中物理课程标准实验教科书物理2（必修）》第六章第四节，人民教育出版社2010年4月第3版。
【教材分析】本节教材简要介绍了万有引力理论在天文学上的重要应用，即“计算天体的质量”，“发现未知天体”。
教材首先通过“科学真是迷人”，在不考虑地球自转影响的情况下，认为地面上的物体所受重力和引力相等，进而得到只要知道了地球表面的重力加速度v和引力常量G，即可计算出地球的质量。
这种设计思路既给出了应用万有引力定律解决问题的一种思路，也展示了万有引力理论的魅力——“称量地球的质量”。
教材随后作为示范，以计算太阳质量为例，给出了运用万有引力定律计算天体质量的方法，思路清晰，表述规范。
最后从科学史的角度，简要介绍了亚当斯和勒维耶发现海王星的过程，都显示了万有引力理论的巨大成就。
因此，通过这一节课的学习，一方面要使学生了解运用万有引力定律解决问题的思路和方法，另一方面还要能体会到科学定律对人类探索未知世界的作用，激发学习兴趣和对科学的热爱之情。
【学情分析】学生在学习本节内容之前，已经学习了匀速圆周运动的相关知识，知道匀速圆周运动的向心力由合外力提供，初步掌握了利用牛顿第二定律和向心力表达式处理匀速圆周运动的方法。
在前一节又学习了万有引力定律，但不熟悉运用万有引力定律解决实际问题的思路和方法。
学生对天文学的研究方法相对比较陌生，不了解万有引力理论所取得的成就。
【教学设计思想】在本节课的教学中，有两条主线：一是引导和启发学生通过“称量地球的质量”，“计算天体的质量”的学习，明晰万有引力定律运用的思路和方法。
这是学生需要掌握的最基本的知识与技能。
二是通过“发现未知天体”、“成功预测彗星的回归”和“我国天文观测的成就”等史实材料的展示，提供给学生丰富的感性认识，让他们体会在科学技术高速发展的现时代，前辈科学家所做的巨大贡献和已经取得的成就的奠基作用，也让他们感觉到科学的美妙与科学定律发现的意义和价值，培养学生对科学的热爱。
《万有引力理论的成就》教学设计
《万有引力理论的成就》教学设计宁夏六盘山高级中学设计者：赵保利《万有引力理论的成就》教学设计一、本节教学内容分析1、教材地位分析本节介绍了万有引力定律在天文学上应用的成功范例。
它是本章的重点内容之一，也是高考的必考内容之一。
是在学生学习了圆周运动，天体的运动，万有引力定律等知识之后安排的一节联系实际的应用课。
其研究目的是让学生对圆周运动和万有引力定律知识的进一步巩固和加深，并通过把复杂的天体运动简化为学生所熟知的匀速圆周运动的这种方法，培养学生的建模能力，推理能力，归纳能力和发散思维意识。
通过介绍近现代我国及世界各国在这一领域所取得的成就，激发学生爱国热情和民族自豪感，对于学生初步了解宇宙，探索宇宙奥秘，学习天文学知识具有现实而深远的意义。
2、教学目标设定知识目标：了解万有引力定律在天文学上的重要应用；掌握综合运用万有引力定律和圆周运动等知识分析天体运动问题的基本方法。
能力目标：培养学生的建模能力，推理能力，归纳能力和发散思维能力，学生体会研究天体运动问题的科学方法；培养学生的创新意识。
情感、态度、价值观目标：激发学生的爱国热情和民族自豪感，体验科学的魅力，感受收获的喜悦，激发他们的求知欲望和探索科学真理的激情。
3、教材的重点、难点及确定的依据综合应用万有引力定律和圆周运动等知识分析具体问题的基本方法，以及把具体天体问题推广到一般天体，是本节课的知识重点和难点。
培养学生的推理能力，归纳能力、创新能力和直觉思维能力，使学生逐步掌握研究物理问题的科学方法是本节课的能力重点。
对教师而言物理方法的选择及挖掘，对学生而言由实际问题抽象物理模型的建模能力，再由具体到一般的发散思维方法是本节课的难点。
由于学生对天体运动的特点缺少直觉经验，加之宏观天体的运动又不能直接用实验去验证，高中阶段又对这一问题的处理做了许多简化处理，所以，学习本节内容对学生的抽象思维能力提出了很高要求，初学者普遍感到枯燥、繁杂、难于理解。
(完整版)高中物理必修2《万有引力理论的成就》教学设计
《万有引力理论的成就》教学设计二第二种方法（利用万有引力等于重力），即课本“科学真是迷人”。
rvmmr22==ω4．引导学生得到第一种方法计算天体质量的规律。
5.引导学生得出计算地球质量的方法，回到一开始设定的问题上6.拓展运用，让学生再看动画演示（八大行星绕太阳转的的动画演示），观察有什么规律，并思考为什么会这样。
7．提问“刚才的方法计算地球的质量需要依靠月球的运动规律，如果没有月球怎么办？8．发射卫星太麻烦，有没有更简便的方法，使我们能在地球上就直接知道地球的质量？请同学们快速阅读课本38页“科学真是迷人”，找出这种方法。
9. 与学生一起学习这种方法：地面上物体的重力等于地球对物体的引力,即由mgRMmG=2得到：GgRM2=说明：这种方法不考虑地球自转的影响，而要考虑自转4.分析，讨论得出规律：只能求出中心天体的质量，而不能求出绕行天体的质量5.学生：可利用万有引力提供向心力，然后根据月球围绕地球转的来计算地球的质量6.学生：越是靠近太阳的行星，周期越小，并会利用公式TmrMmGr2224π=进行分析。
7．学生大多会答“还有人造地球卫星”8.学生阅读找出答案：利用万有引力等于重力来求解地球的质量9.代入数据计算出地球的质量，与刚才计算结果比较,结果一致。
由浅入深，循序渐进的启发式教学，激活同学内在的求知欲，引导同学积极思考，独立探究。
前呼后应让学生自身观察，发散思维，学会探究性思考通过师生互动,总结点评得出正确结论，掌握,求解中心天体的质量的方法，突出重点，突破难点，达到教学目的。
计算过程演示（计算地球质量与计算太阳质量相似，不需再板书，）再一次PPT动画演示万有引力理论成就的运用二：发现未知天体的情况，下节课在介绍。
10.思考如何测量月球上的重力加速度? 如何测量月球的质量?11. 请同学们阅读课文“发现未知天体”部分的内容，并思考（ppt投影）：（1）万有引力理论在天文学上还有什么应用（2）人们利用万有引力理论发现了那些天体？12.播放一段6分钟简要介绍发现天王星和海王星的视频13.老师小结：万有引力定律的发现，为天文学的发展起到了积极的作用，用它可以来计算天体的质量，同时还可以来发现未知天体.除此之外万有引力定律的发现还有很多其他方面的运用，比如人造地球卫星的发射等，有兴趣的同学下去查阅资料，大家来一起分享。
万有引力理论的成就(教学设计)
4.万有引力理论的成就教学设计一、教学分析1 .课程标准对本节内容的具体要求：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。
2．学习对象分析：（1）学生的年龄特点和认知特点高一的学生学习兴趣浓厚，他们的观察不只停留在一些表面现象，具有更深层次的探究愿望。
在思维方式上由初中形象思维为主向高中抽象思维为主过渡。
（2）学生在学习本课之前应具备的基本知识和技能知道万有引力定律及其应用条件，圆周运动相关知识。
（3）学生在即将学习的内容前已经具备的水平。
学生知道知道万有引力定律，引导学生把万有引力定律应用在天文学上。
3．教学内容分析：本节教材先介绍通过万有引力计算地球质量，让学生体会万有引力的神奇。
再介绍天体质量的计算，最后介绍发现未知天体的应用。
体会科学定律对人类探索未知世界的作用。
二、教学目标1．知识与技能（1）给出地球到太阳的距离能根据万有引力定律计算太阳的质量（2）了解万有引力在发现未知天体的作用2．过程与方法通过了解万有引力在天文学上的应用体会科学定律对人类探索未知世界的作用。
3．情感态度与价值观了解并体重物下落与天体运动的多样性与统一性，知道万有引力定律对科学发展所起的重要作用，关注并思考与物理学相关的热点问题，有可持续发展的意识，能在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献。
三、教学过程设计 （1）投影展示 【学习目标】1.了解万有引力定律在天文学上的应用2.会用万有引力定律计算天体的质量和密度3.掌握综合运用万有引力定律和圆周运动知识分析具体问题的方法 【知识准备】1.天体间的主要作用力是 。
2.天体的在轨运动可以看成是 运动。
3.球体积公式 343V R π=（2）探究学习过程 【学习过程】探究1：如何“称量”我们脚下地球的质量？如果忽略地球自转的影响，已知地球表面重力加速度g ，地球半径R ，引力常量G ，你能借助于弹簧测力计“称”出地球的质量吗？结论1：在地球表面，物体所受重力 万有引力。
万有引力理论的成就教学设计
《万有引力理论的成就》教学设计李强【教材分析】本章前三节从对行星的运动规律的认识到最终的万有引力概念的建立及宇宙天体的动力学关系的了解，始终以探究式的学习策略引导学生学习万有引力的相关理论，从而追寻先人们的伟大成就。
本节课为本章的第四节课，就是通过万有引力理论的指导下进行的应用创新课，一方面在学生接受知识的同时，培养了学生的学习应用能力和自主创新的合作意识；另一方面激发了学生学习的浓厚兴趣及对科学（宇宙奥妙）探究的欲望，为下节学习和了解宇宙速度及人造卫星打下了坚实的基础，体现了新课程的教学理念和要求。
【学情分析】通过本章前三节的学习，学生已经对行星的运动有所认识，并且确立了万有引力的概念。
课堂上只要通过教师的合理引导，结合圆周运动的动力学关系，自主合作与讨论，应该会很好的理解本节课的内容。
【教学目标】（一）知识与技能1. 了解地球对地球表面附近的物体的万有引力的两个分力的效果2．了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
3．会用万有引力定律计算天体质量。
4．理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。
（二）过程与方法通过万有引力定律相关理论推导出天体的质量，培养了学生分析问题的能力，树立了抓住主要因素，忽略次要因素的意识，并结合事物间的相似性，采用类比的方法构建合理模型，解决问题的能力。
（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，培养了学生认真严谨的科学态度和大胆的探究精神，让学生感受理论来源于实践，并反过来指导实践的辩证观点。
【教学重点】1．万有引力等于重力的方法计算天体的质量2．让学生认识行星绕太阳运动的向心力是由万有引力来提供的，并且能够应用万有引力定律和圆周运动的动力学关系计算太阳的质量。
3.利用类比的方法会计算其他天体的质量4.会计算天体的密度【教学难点】1．理解计算天体质量的方法及应用2．运用知识迁移和类比的方法处理关于天体质量的综合型问题【教学方法】教师启发、引导、提出问题，学生自主讨论、归纳总结【教学工具】粉笔盒、天平、课件、多媒体等教学设备。
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引导回答
讨论回答 做好笔记
4、讨论：由上式知 v 增大时， F 压 减小，当 v gr 时， F 压 =0；当
v gr 时，汽车将脱离桥面，发生危险。
⑵过凹形桥底 [引导类比分析]采用类比教学，引导学生分析过凹形桥底时的情 况。 [学生活动]1、画受力示意图。2、利用牛顿定律分析 F 压 1、考虑沿半径方向受力 m g FN m
v2 r
讨论回答
制作者：刘宝强
20007 年 1 月 16 日
r
2
2、牛顿第三定律 F压 FN
积极思考回答
3、 F压 FN mg m
v2 mg r
4、由上式可知，v 增大， F 压 增大 [拓展讨论]实际中桥都建成那种拱型桥？为什么？ [理论联系实际分析] 1、实践中都是拱型桥。 2、 F 压 G 。失重、注意： v 观察 学生回答
思考讨论 学生回答
积极讨论 学生回答
制作者：刘宝强
20007 年 1 月 16 日
永年二中物理教研组
[学生活动]结合“平衡状态”受力分析 [同学积极解答 ]受重力、支持力，二者合力为零，挤压（不需有 弹力） 。 ㈠汽车过拱桥问题 1、凸形桥和凹形桥 ⑴投影物理模型 ⑵因是曲线，故需要向心力 2、静止情况分析 [学生活动]结合“平衡状态”受力分析 [同学积极解答]受重力、支持力，二者合力为零， F 压 G 3、以速度 v 过桥顶（低） ⑴过凸形桥顶 [学生活动]1、画受力示意图。2、利用牛顿定律分析 F 压 [学生主动解答，投影] 1、考虑沿半径方向受力 m g FN m v 2、牛顿第三定律 F压 FN 3、 F压 FN mg m v mg
教学目标
教学重点 教学难点 教学方法 教学过程：
学生回答
注意观察 学生回答
教师活动 [过渡]那么火车转弯时情况会有何不同呢？ [CAI 课件]模拟火车平弯轨道火车转弯情形。提出问题： 1、转弯和直进有何不同？2、受力分析 [学生活动]结合所学知识分析讨论 [师生互动] 1、[思维方法渗透] 只要是曲线轨迹就需要提供向心力，并不是非得做匀速圆周。 结论：转弯时需要提供向心力，而平直路前行不需要。 2、受力分析得：需增加一个向心力（效果力） ，由铁轨外轨的 轮缘和铁轨之间互相挤压而产生弹力提供。 [深入思考]挤压的后果会怎样呢？ [学生讨论]由于火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大。 这样的话， 轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大， 导致的后果是铁 轨容易损坏。 [设疑引伸]那么因该如何解决这一实际问题呢？ [学生活动]发挥自己的想象力结合知识点设计方案。 [提示] 1、设计方案的目的为了减小弹力 2、录像剪辑——火车转弯。 [学生提出方案]火车外轨比内轨高，使铁轨对火车的支持力不再 是竖直向上。到此，重力和支持力不再平衡，它们的合力指向“圆 心” ，从而减轻铁轨和轮缘的挤压。 [点拔讨论]那么在什么情况下可以完全使铁轨和轨缘间的挤压消 失呢？ [学生归纳]重力和支持力的合力正好提供向心力，铁轨的内外轨 均不受到挤压（不需有弹力） 。 [过渡 ]同理：汽车转弯做圆周运动时，也需要向心力，是由地面 给的摩擦力提供向心力的， 所以汽车在转弯的地方， 路面也是外高 内低，靠合力提供向心力。 ㈡汽车过拱桥问题 1、凸形桥和凹形桥 ⑴投影物理模型 ⑵因是曲线，故需要向心力 2、静止情况分析
永年二中物理教研组
永年二中课时教案
科 目 课 题 授课时间 课 型 [新授课] 匀速圆周运动实例分析 2007 年 1 月 16 号 授课人 刘宝强 知识目标：知道一个力或几个力的效果是使物体产生向心加速 度，它就是物体所受向心力；会在具体问题中分析向心力的来源；向 心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动， 学会求变速圆周运 动特殊点的向心力和向心加速度。 能力目标：通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际 的观点，提高学生的分析和解决问题的能力。 情感目标：通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具 体分析。 1、理解向心力是一种效果力；2、在具体问题中能找到向心力，并结 合牛顿运动定律求解有关问题。 1、具体问题中向心力的来源；2、关于临界问题的讨论和分析。 多媒体一般教学方法 教 具 多媒体 教师活动 [导入新课] 1、复习匀速圆周运动知识点（提问） ①描述匀速圆周运动快慢的各个物理量及其关系。 ②从动力学角度对匀速圆周运动的认识。 2、直接过渡导入 学以致用是学习的最终目的，本节课通过几个具体实例 的探讨来深入理解相关知识点并学会应用。 [新课教学] ㈠火车转弯问题 [CAI 课件]模拟在平直轨道上匀速行驶的火车。提出问题： 1、火车受几个力的作用？2、这几个力的关系如何？ [师生互动] 1、火车受重力、支持力、牵引力及摩擦力。 2、四个合力为零，其中重力和支持力合力为零，牵引力和摩 擦力的合力也为零。 学生活动 物理
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互动回答
㈢归纳匀速圆周运动应用问题的解题 [学生讨论归纳并投影] 1、明确研究对象，分析其受力情况，确定研究对象运动的轨 道平面和圆心位置，以确定向心力的方向，这是基础。 2、 确定研究对象在某个位置所处的状态， 进行具体受力分析， 分析哪些力提供了向心力，此为解题关键。 3、列方程求解。在一条直线上简化为代数运算；不在一条直 线上，用平行四边形定则。 4、解方程，并对结果进行必要的讨论。 附：[板书设计] §第六节 匀速圆周运动的实例分析