《万有引力定律》教学设计【高中物理必修2(人教版)教案】
7.2 万有引力定律 (教学设计)-高中物理人教版(2019)必修第二册
人教版物理必修第二册第7章第2节教学设计第7章万有引力与宇宙航行第2节万有引力定律目录一、学习任务二、新知探究（一）梳理要点（二）启发思考（三）深化提升三、课堂小结四、学习效果第7章 万有引力与宇宙航行 第2节 万有引力定律一、学习任务1．知道太阳对行星的引力提供了行星做圆周运动的向心力，能利用开普勒第三定律、牛顿运动定律推导出太阳与行星之间引力的表达式。
2．通过月—地检验等将太阳与行星间的引力推广为万有引力定律，理解万有引力定律的内容、含义及适用条件。
3．认识引力常量测量的重要意义，能应用万有引力定律解决实际问题。
二、新知探究知识点一：行星与太阳间的引力 月—地检验（一）梳理要点 1．行星与太阳间的引力(1)模型简化：行星绕太阳的运动可以看作匀速圆周运动，受到一个指向圆心(太阳)的引力，太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力。
(2)太阳对行星的引力：F ＝mv 2r＝m (2πr T)2·1r ＝4π2mr T 2，结合开普勒第三定律得F ＝4π2k mr2∝mr 2。
(3)行星对太阳的引力：根据牛顿第三定律，力的作用是相互的，行星对太阳的引力F′的大小也存在与上述关系类似的结果，即F′∝m 太r 2。
(4)太阳与行星间的引力：由于F∝mr 2、F′∝m 太r 2，且F ＝F′，则有F∝m 太m r 2，写成等式F＝Gm 太m r 2，式中G 为比例系数，与太阳、行星都没有关系。
(5)太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。
2．月—地检验(1)假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是同一种力，表达式应该满足F ＝Gm 月m 地r 2。
月球绕地球做圆周运动的向心加速度a 月＝F m 月＝Gm 地r 2(式中m 地为地球质量，r 为地球中心与月球中心的距离)。
(2)假设地球对苹果的吸引力也是同一种力，苹果的自由落体加速度a 苹＝F m 苹＝Gm 地R 2(式中m 地为地球质量，R 是地球中心与苹果间的距离)。
人教版必修2物理：6.3 万有引力定律 教案设计
第3节万有引力定律―重难点创新教学方法一．教学重点1. 地球上的重物下落与天体运动的统一性，即万有引力的检验――月－地检验；2. 正确理解万有引力定律，及其适用范围。
3. 会用万有引力定律解决简单的引力计算问题。
二．教学难点1. 知道地球上的物体下落与天体运动的统一性，知道万有引力是一种存在于所有物体间的吸引力，即万有引力定律的得出。
2. 应用万有引力定律解决简单的引力计算问题时对表达式中“两个物体间的距离”的正确理解。
3. 引力常量的值的测定。
三．教学准备动画、视频素材：关于牛顿发现万有引力的动画或视频；关于卡文迪许扭秤装置实验的视频或动画。
四．教学过程（一）新课引入教师先引导学生一起回忆上一节课“太阳与行星间的引力”的主要内容：引力的表达式及其各量的物理含义。
（二）新课讲授学生观看视频:先安排学生观看有关万有引力及其定律的视频或动画素材，让学生对万有引力及定律的发现历程先有个整体认识。
然后再引导学生沿着牛顿当年对万有引力的猜想也亲自思考思考。
学生思考：猜想1：太阳与行星间的引力使得行星不能飞离太阳；而地面上的物体，如苹果，被抛出后总是要落回地面，是什么力使得苹果不离开地球呢？是否也是由于地球对苹果的引力造成的？猜想2： 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？教师引导学生思考分析：若地球对苹果的引力和太阳对行星的引力真是同一种力，物体离地面越远，其受到地球的引力就应该越小，可地面上的物体距地面很远时，如在高山上，但引力似乎没有明显的减弱！难道高山上还不够远？再往远处设想，如果物体延伸到月球那么远，物体是否也会像月球那样围绕地球运动？教师给学生引出牛顿的理想实验：牛顿为论证地面上物体所受的力与天体间的引力是同一性质的力时，提出一个理想实验：设想有一个小月球非常接近地球，以至于几乎触及地球上最高的山顶，那么使这个小月球保持轨道运动的向心力就应该等于它在山顶处所受的重力。
如图所示教师引导学生思考：如果小月球突然停止做轨道运动，它就应该同山顶处的物体一样以相同的速度下落。
2024-2025学年高中物理第六章万有引力与航天3万有引力定律(2)教案新人教版必修2
4.该物体的质量为：F / G = 10 N / 6.67 * 10^-11 N * m^2 / kg^2 = 1.5 * 10^26 kg。
5.地球和太阳之间的引力为：G * (M * M') / r^2 = 6.67 * 10^-11 N * m^2 / kg^2 * (5.97 * 10^24 kg * 1.99 * 10^30 kg) / (1.496 * 10^11 m)^2 = 4.07 * 10^27 N。
-使用不同的字体或颜色来区分万有引力定律的不同应用领域，如航天、地球物理学等。
课后作业
1.请计算地球和月球之间的引力，假设地球的质量为5.97×10^24千克，月球的质量为7.35×10^22千克，地球和月球之间的平均距离为384400千米。
2.假设一个物体的质量为2千克，距离地球表面100千米，计算该物体受到的地球引力。
教学方法与策略
为了达到本节课的核心素养目标，并适应学生的学情，我们将采用多种教学方法与策略，以提高教学效果。
1.教学方法：
-讲授法：教师将运用讲授法向学生传授万有引力定律的基本概念和数学表达式，以及引力计算的方法。
-案例研究法：通过分析地球与月球之间的引力案例，让学生理解万有引力定律在实际问题中的应用。
4.科学交流：鼓励学生在课堂上积极发言，与他人交流自己的观点和思考，培养学生的科学交流能力。
学情分析
在进入本节课的学习之前，我们需要对学生的学情进行深入分析，以便更好地设计教学活动和指导学生学习。
1.学生层次：本节课面向的是高中一年级的学生，他们在之前的学习中已经掌握了基本的数学运算技能，具备一定的逻辑推理能力。他们对物理学科有一定的兴趣，但可能在实际问题的解决上还缺乏一定的经验。
人教版物理必修二第六章第三节 《万有引力定律》教学设计
《万有引力定律》教学设计三维目标：一、知识与技能（一）了解万有引力定律得出的思路和过程，知道重物下落和天体运动的统一性。
（二）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。
（三）知道万有引力定律公式的适用范围，理解万有引力定律常量的意义。
二、过程与方法（一）通过万有引力定律发现的科学过程，发展学生的科学思维能力。
（二）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（一）通过对牛顿等科学家发现万有引力定律过程的介绍和体验，让学生领略科学家对自然奥秘不屈不挠的探索精神和一丝不苟的科学研究态度，感悟科学的结论总是在顽强曲折的科学实践中获得。
（二）培养学生的科学意识，科学精神，科学价值观，通过科学探究的教学方法，激发学生的求知欲，鼓励学生勇于探索。
三、教学重点（一）月-地检验的推到过程。
（二）万有引力定律的内容及表达公式。
四、教学难点（一）对万有引力定律的理解。
（二）使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。
课前准备：收集素材，制作课件。
五、教学过程（一）回顾知识课件展示：1、八大行星围绕太阳运动。
2、月球围绕地球运动。
3、人造卫星围绕地球运动。
学生观看课件。
（设计意图：创设情境，激发学生热情与兴趣。
）师问：行星为什么能够绕太阳运动而不会飞离太阳？（预设）答：太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做近似圆周运动的向心力，使行星不离开。
（设计意图：提出问题，回顾已学过的知识，做到前后衔接，导入新课。
）师问：行星与太阳间的引力与哪些因素有关？（预设）答：行星质量m，太阳质量M，行星与太阳间的距离r。
师问：太阳与行星间的引力遵从什么规律？根据哪些规律推导出来的？（预设）答：依据开普勒第一定律、第二定律和牛顿第三定律推出太阳与行星间的引力规律是F=GMm/r2。
六、引入新课通过以上的分析，已经可以诠释行星绕太阳运动的规律，但牛顿并未停止思考，我们继续沿着牛顿等人的探索足迹，体验万有引力的发现过程。
高中物理 万有引力定律教学设计 新人教版必修2
《万有引力定律》教学设计一、学习者分析（一）学习者起始知识技能分析刚刚学完行星运动，通过史事了解了人们对天体运动的认识过程，知道开普勒发现的三条定律；前一章学习了曲线运动，从而知道圆周运动需要向心力，能够用角速度、线速度、周期等物理量描述圆周运动，并且能够用牛顿第二定律分析圆周运动的向心力和向心加速度。
但是在上述物理理论基础上运用数学工具得到太阳与行星之间引力的数学关系，尚存在一定的困难，因此建立万有引力的表达式将成为本节课的难点。
根据皮亚杰的图式理论，所有被习得的技能组织成一个联系的网络——知识图式，而且这个网络中存在着空格，原有的图式结构决定学习者学习过程中对空格的填充方式和内容。
（二）学习者学习过程方法的分析在学习质点和牛顿第一定律时，学习者了解了在物理学习的过程中，为了简化问题会用到理想的物理模型。
然而这种外显行为还没有内化成学习者的内在知识。
遇到椭圆的天体轨道便束手无策了，即便有部分学习者课前预习，知道用到了圆周运动的知识，也是知其然，不知其所以然。
这就要求在教学的过程中给予言语指导，帮助学习者在“发现”万有引力定律的过程中建立圆形轨道的物理模型。
（三）学习者情感态度价值观的分析自古以来，人们对宇宙的奥秘一直保持着浓厚的兴趣，大部分学习者对本章的学习兴趣较高，试图通过本章学习了解天体运动及航天。
成为航天员是很多男生的梦想，其在学习过程中常表现出场独立型，更关注有关天体运动的相关资料。
而女生对天体运动感兴趣的程度比之男生有所不及，多数人养成了善于吸收的学习风格，不善于想象和推理。
此外大部分学习者还惯于用眼睛学习——即视觉学习。
在当前的形势下59.2%的学生学习物理动机来自外部，包括高考压力和教师的赏识等，而内部学习动机相对缺乏，只有32.4%的学生对学习有浓厚兴趣（张学明《高中生物理学习中主体性体现调查、分析及对策物理通报2006年第1期》）。
因此在教学过程中教育者要注意在万有引力定律得出过程中，让学习者体会复杂运动后面隐藏着简洁的科学规律。
高中物理必修二 6.3 万有引力定律 教案
第三节万有引力定律教学设计【教材依据】人教版高中物理必修二第六章第三节【教材分析】万有引力定律这一节是本章的重点，是对前两节课内容的延伸，也是下节课教学内容的基础。
教材在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，通过月—地检验让学生体会万有引力定律的推导过程，亲自证实了天上的力和地上的力遵守相同的规律--万有引力定律。
通过对万有引力定律内容的分析学习，让学生知道万有引力定律的性质和适用条件，重点学会用定律解决相关题型。
为下一节打好坚实的基础。
【学情分析】学生已经学习了与本节内容相关的知识。
如牛顿运动定律、圆周运动、开普勒三定律等，理论上已经具备了接受万有引力定律的能力。
同时，近几年我国在航天事业上成就突飞猛进，这对学生学习关与宇宙、航天、卫星等相关知识有极大的促进作用。
通过上一节课的探究学习，学生已经知道了太阳与行星间引力的规律，为本节课打下了基础，同时激发了学生对天体运动知识的学习兴趣，挑起了学生的求知欲望。
【教学目标】一、知识与技能1、知道万有引力定律得出的思路和过程，通过月-地检验证明了天上行星之间的引力和地球上物体的重力是同种性质的力。
2、能准确理解万有引力定律并会用万有引力定律公式解决相关问题。
3、了解卡文迪许通过扭称测出了引力常量并明白万有引力常量的意义。
二、过程与方法1、通过万有引力定律的学习，使学生体会在科学规律发现过程猜想与求证的重要性。
2、通过学习卡文迪许的扭称原理，渗透科学发现与科学实验的方法论教育。
三、情感态度与价值观1、通过学习牛顿发现万有引力定律的思考过程及证明过程，说明科学研究的长期性，连续性及艰巨性，培养学生持之以恒的精神。
同时感受物理严谨有趣的逻辑思维。
2、通过对万有引力定律的学习，感悟自然界的统一、和谐之美。
【教学重点】1、月-地检验的推导过程。
2、万有引力定律的内容及表达式。
【教学难点】1、月-地检验的理论推导和检验过程。
2、万有引力定律的应用。
【设计思想】通过本节课学习，将让学生继续进行“发现之旅”---追寻牛顿的足迹。
人教版高中物理教材必修二《万有引力定律》教学设计
《万有引力定律》教学设计【教材分析】1、从内容性质与地位来看，本节内容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；2、是猜想、假设与验证相结合的教学内容；3、是一种思维演绎与思维归纳相结合的推理知识建构结构，教科书的立意还在于物理理论必须接受实践的检验。
【学情分析】1、高一学生已经学习了牛顿的三个定律、圆周运动的知识、开普勒三定律，已经积累了一定的知识。
理论上已经具备了接受万有引力定律的能力。
2、在上一节中，学生经历了太阳与行星间引力的探究过程，学生对天体运动的研究产生了极大的兴趣和求知欲。
【核心素养】在《万有引力定律》建立过程的学习中，让学生掌握发现问题、提出问题、猜想假设与推理论证等科学的研究方法。
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。
让学生体验科学探索的精神与方法，理解科学理论必须受实践的检验，科学理论也是发展的。
【教学目标】1、知道万有引力是存在于所有物体之间的吸引力，知道重物下落与天体运动之间的统一性；2、知道万有引力定律的物理意义，知道万有引力定律的适用范围；3、了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意；4、了解科学发展的曲折性，培养学生具有“严谨、求实”的科学态度和百折不挠的科学精神。
【教学重点】1、万有引力定律的建立过程；2、对万有引力定律内容的理解及应用。
【教学难点】1、统一“天上”的力与“人间”的力这一想法的产生；2、进行逻辑清晰的“月--地检验”。
【教学设计思想】在本节课教学，将让学生继续进行“发现之旅”—追寻牛顿的足迹，为此整个教学流程如下：太阳与行星间的引力—猜想“天上”的力与“人间”的力是同一种力—月地检验—更推广—万有引力定律—卡文迪许测定G 。
通过这个假想──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，体会这种充满着大胆的设想、巧妙的验证和从中体现着的科学探索的精神与方法。
【教学过程】 一 、新课引入 122m m Gr 设计说明：通过设置两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，并引出本节课的课题及目的。
高中物理人教版必修2万有引力定律教学设计
又比如说，一位同学无论是站在仙人山上，还是在喜马拉雅山上，都会感觉到重力的作用，这就意味着，这个力可以延伸到很远的地方。那它会不会作用在月球上？也就是说，月球受到地球的引力、人在地面上受到的重力，乃至太阳与各行星间的引力，会不会是同一种性质的力？
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，与它们之间距离r的二次方成反比。
2、表达式：
引导学生注意各个符号代表的物理意义）
3、适用条件：
（1）适用于任意两个可看作质点的物体；
【教师补充】如果两个物体不能看做质点，就不能用这个公式计算。并不是这个公式不成立，而是要把这个物体进行适当的分割，再对各部分分别求引力然后再合成，我们在高中阶段适当了解一下就行了，不要求具体的计算。
学生活动
设计意图
一、复习导入、明确目标：
（预设3分钟）
一、复习引入
上节课我们学习了太阳与行星间的引力，推导出了太阳与行星间的引力规律。首先我们复习一下：
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.太阳与行星间的引力与什么因素有关？遵从什么规律？
正是由于太阳与行星间存在的引力，使得行星能够绕太阳运转而不飞离太阳。
讨论交流
四、课堂小结
（预设2分钟）
经过这节课的学习，我们了解了万有引力定律的发现过程，知道了什么是万有引力定律，想要进一步应用万有引力定律来解决天体运动的问题，且听下回分解。
五、布置作业
7-2万有引力定律 (教案) -高中物理人教版(2019)必修第二册
物理学家卡文迪许，在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力，比较准确地得出了 G 的数值。
1、引力常量G 的数值标准值 ：G ＝ 6.672 59 × 10 -11 N·m2/kg2，通常取：G=6.67×10－11 N·m2/kg2知识拓展：卡文迪许实验动画演示：卡文迪许实验1、实验原理力矩平衡，即引力矩=扭转力矩2、科学方法：放大法3、科学思想：等效的思想(1)扭秤装置把微小力转变成力矩来反映(2)扭转角度(微小形变)通过光标的移动来反映思考讨论1.既然自然界中任何两个物体都是互相吸引的，为什么我们感觉不到周围物体的引力？ 为什么说万有引力具有宏观性？计算：两个质量为60kg ，相距1m 的物体之间的引力？ 解：=2.4012×10-7N此力不到一粒芝麻重的几千分之一所以根本感觉不到它的存在。
计算：太阳的质量为M=2.0×1030kg ，地球质量为m=6.0×1024kg ，日地之间的距离为R=1.5×1011m 请计算：太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？=3.5×1022N太阳与地球之间的万有引力的大小能竟能拉断直径为9000km 的钢柱，非常巨大通常情况下，万有引力非常小，只有质量巨大的星球间或天体与附近的物体间，它的存在才有实际的物理意义所以说万有引力还具有宏观性。
思考讨论2:一个篮球的质量为 0.6 kg ，它所受的重力有多大？试估算操场上相距 0.5 m 的两个篮球之间的万有引力。
解：G=mg=0.6×9.8N=5.88N122m m F G r≈9.6×10-11两个篮球万有引力非常小，人们根本无法察觉到，所以万有引力具有宏观性。
2、引力常量物理意义：引力常量在数值上等于两个质量都是1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力。
3、引力常量测定的意义（1）卡文迪许利用扭秤装置通过改变小球的质量和距离，得到了G的数值，验证了万有引力定律的正确性。
人教版高一物理必修二第6章第3节万有引力定律课程教学设计
§ 6.3万有引力定律【学习目标】1.知道万有引力定律的表达式、适用条件并能简单应用。
了解引力常量的测量及意义。
2.掌握月地检验的思路和方法。
3.熟悉万有引力定律的发现过程，进一步掌握科学探究的方法，把握科学精神。
【学习重难点】1.重点：定律的表达式、适用条件及简单应用2.难点：月地检验的思路和方法【学习方法】自主学习、合作交流、讲授法、练习法等。
【课时安排】 1课时【学习过程】一、导入新课：通过上节的分析， 我们已经知道了太阳与行星之间作用力的规律，可以完全解释行星的运动了。
进一步设想：是什么力使得地面的物体不能离开地球，总要落回地面呢？也就是说，地球与太阳之间的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力呢？飞镜无根谁系？姮娥不嫁谁留？牛顿出色的回答了这个问题，飞镜无根引力系，姮娥不嫁速度留!二、多媒体展示问题，学生带着问题学习教材，交流讨论。
1.简述月地检验的思路和方法（目标明确、思路清晰）2.写出万有引力定律的表达式并说明公式的适用条件。
3.卡文迪许测量引力常量的基本思想和方法是什么？三、师生互动参与上述问题的学习与讨论1.学生互动学习交流发言。
2.教师指导、帮助学生进一步学习总结（结合课件展示）。
（1）月地检验的思路和方法①猜想: 月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力真的是同一种力，同样遵从“平方反比”的规律②检验思路： 假如二力都遵从2Mm F r∝，由牛顿第二定律知，该有月球的加速度a 和地面苹果的加速度g 比为: 22a g R r =,那我们测出这四个物理量，检验等式是否成立。
若等式成立，则猜想得到验证。
③验证结果：在牛顿的时代，重力加速度、地球的半径已经能够比较精确地测定，当时也能比较精确地测定月球与地球的距离、月球公转的周期，从而能够算出月球运动的向心加速度，即月球的加速度。
计算结果和我们预期的符合的很好！这表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，以及太阳与行星间的引力，真的遵从相同的规律！（2）万有引力定律①定律发现的历程：（由特殊到一般）太阳与行星间的引力⇒月地系统检验⇒推广到万事万物②定律的内容：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m 1和m 2的乘积成正比，与它们之间距离r 的二次方成反比。
物理：6.3 《万有引力定律》教案(新人教版必修2)
6.3 万有引力定律一、教学目标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并会推导万有引力定律；3、掌握万有引力定律，能解决简单的万有引力问题。
二、重点难点 重点：万有引力定律的推导及表达公式；难点：万有引力定律的理解及应用。
三、巩固练习1、关于万有引力定律的正确说法是( )A.天体间万有引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离成反比B.任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离平方成反比C.万有引力与质量、距离和万有引力恒量都成正比D.万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用2、下列说法正确的是( )A.万有引力定律是卡文迪许发现的B. 221r m m G F =中的G 是一个比例常数，是没有单位的C.万有引力定律只是严格适用于两个质点之间D.两物体引力的大小与质量成正比，与此两物间距离平方成反比3、如图所示，两球的半径远小于R ，而球质量均匀分布，质量为1m 、2m ，则两球间的万有引力大小为（ ）A ．2121R m m G B.2221R m m G C.()22121R R m m G + D.()22121R R R m m G ++4、引力常量很小，说明了（ ）A.万有引力很小B.万有引力很大C.很难观察到日常接触的物体间有万有引力，是因为它们的质量很小1R 2R RD.只有当物体的质量大到一定程度时，物体之间才有万有引力5、下列关于万有引力定律的适用范围说法正确的是（ ）A.只适用于天体，不适用于地面物体B.只适用于质点，不适用于实际物体C.只适用于球形物体，不适用与其他形状的物体D.适用于自然界中任意两个物体之间6、如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ）A.行星同时受到太阳的万有引力和向心力B.行星受到太阳的万有引力，行星运动不需要向心力C.行星受到太阳的万有引力与它运动的向心力不等D.行星受到太阳的万有引力，万有引力提供行星圆周运动的向心力7、地球的质量为5.89×1024kg ，月球的质量是7.27×1022kg.月球表面到地球的距离是3.84×108m.月球的半径为 1.68×106m ，则月球表面上质量为60kg 的人，受到地球的引力为 ，受到月球的引力为 。
万有引力定律教案_物理_教学设计_人教版
万有引力定律教学设计（格丽中学721013）【教材版本】新课标人教版高中物理必修2第六章第3节【设计理念】1．本课设计中，力求为学生创造一个良好的学习探究场所，课堂中教师不再是一个主讲者,而是课堂教学的组织者和参与者，和学生一起去感受、认识、探索、分析、概括。
2．科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。
引导学生对问题的学习、探究,养成良好的评价习惯,在取得成功喜悦的同时,培养学生分析问题、发现不足、纠正错误的严谨的科学态度。
让学生知道解决物理问题常采用这种方法，即提出问题，猜想和假设，实验、检验，得出结论。
【教材分析】万有引力定律的发现过程犹如一部壮丽的科学史诗，它歌颂了前辈科学家的科学精神，也展现了科学发展过程中科学家们富有创造性而又严谨的科学思维，是发展学生思维能力难得的好材料，本节课容充分利用这些材料发展学生的科学思维能力。
教科书在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，让学生以自己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：从上述物理学史进程中，可以看出《万有引力定律》这节容是对上两节课教学容的进一步推演，并与之构成本章的第一单元容。
同时，本节容也是下节课教学容的基础，是本章的教学重点，在高中物理中占有重要地位。
【学情分析】1．原有认知发展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（即自由落体运动的加速度）、向心加速度等概念有了较好的理解，并且掌握了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能力。
2．原有知识结构分析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，其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，也引入本节新课容。
2024-2025学年新教材高中物理第七章2万有引力定律(2)教案新人教版必修2
4.万有引力定律在现代科技领域中的应用非常广泛，特别是在航天事业中。航天器在进入地球轨道或前往其他行星时，需要精确计算和控制与地球或其他天体之间的引力作用，以保证航天器的稳定运行。地球卫星的轨道设计、探测器的引力辅助变轨等，都需要运用万有引力定律及其相关理论。
（3）实验资源：为学生提供一些与万有引力定律应用相关的实验项目、实验报告等，如测定弹簧测力计的弹性系数、探究物体自由落体运动规律等，以提高学生的实验操作能力和科学探究能力。
（4）课外活动：鼓励学生参加学校或社区举办的科学讲座、竞赛、科技创新活动等，如全国青少年科技创新大赛、物理学术竞赛等，以培养学生的科技创新精神和实践能力。
答案及解析：
1.根据万有引力定律，两个质量分别为5kg和10kg的物体之间的引力为：F = G * (m1 * m2) / r^2 = 6.67 * 10^-11 * (5 * 10) / (10^2) = 3.335 * 10^-12 N。
2.引力常数G是描述万有引力定律中引力强度的一个常数，其值约为6.67 * 10^-11 N·m^2/kg^2。引力常数可以通过实验测定，例如使用扭秤实验装置，通过测量扭转角度和悬挂质量，计算得到引力常数的数值。
5.设计一个实验来验证万有引力定律，可以采用扭秤实验装置。将一个质量较小的物体悬挂在绳子上，使其在水平方向上自由旋转。然后逐渐增加悬挂质量，观察和记录扭转角度的变化。通过实验数据，可以验证万有引力定律中引力与质量之间的关系。
重点题型整理
1.计算题：根据万有引力定律，计算两个物体之间的引力。
人教版高中物理必修必修二教学设计 7.2(1)万有引力定律
《6.2 太阳与行星间的引力》教学设计一、教学目标知识与技能1、理解太阳与行星间存在引力。
2、能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式过程与方法通过推导太阳与行星间的引力公式，体会逻辑推理在物理学中的重要性。
情感、态度与价值观感受太阳与行星间的引力关系，从而体会大自然的奥秘。
二、重点、难点据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式、太阳与行星间的引力公式的推导三、教学过程知识回顾思考：请同学们从运动学的角度，思考开普勒行星运动定律的物理意义？开普勒行星运动定律第一定律：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即k Tr23提出问题：开普勒发表了行星运动的三个定律，解决了描述行星运动的问题，但好奇的人们，面向天穹，深情地叩问：是什么原因行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢？科学足迹：人类对行星运动规律原因认识的过程：伽利略：一切物体都有合并的趋势。
开普勒：行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用，与距离成反比。
笛卡儿：在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动。
胡克：行星绕太阳运动是因为行星受到了太阳对它的引力。
如果行星的轨道是圆形的，那么引力的大小与到太阳距离的平方成反比。
进一步介绍：牛顿在前人的基础上，证明了如果太阳和行星的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆，并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。
新课教学思考：太阳对行星的引力F跟哪些因素有关系呢？如何寻找这个关系呢？与行星到太阳的距离r有关。
模型简化思考：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，那应该怎么办？可以把它简化成什么运动呢？利用表格中轨道半长轴和半短轴的距离比较，可以将椭圆运动简化成圆周运动。
人教版必修2第六章万有引力定律教案设计
3.2万有引力定律教案威远竞力学校物理组朱海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。
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=2r v mF将V ＝2πr/T 代入上式得r Tm F 224π= 利用开普勒第三定律K Tr =23代入上式 得到：22π4=rm K F 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 ∝2rm 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 ∝2rMm 写成等式就是F ＝Ｇ2rMm （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。
高二物理人教版必修2万有引力定律教案
高二物理人教版必修2万有引力定律教案重/难点重点：1. 了解月-地检验及其意义2. 万有引力定律的内容、公式及运用条件难点：1.万有引力的计算2.万有引力与重力、向心力的关系重/难点剖析重点剖析：月-地检验证明了，使行星做椭圆运动的引力与使苹果落地的引力是同种性质的力，回忆万有引力发现历程，从猜想——数学推导——月-地检验——外推到一切物体之间，表达了迷信肉体，是培育先生迷信思想的重要时机。
要正确了解万有引力公式中的各个物理量的意义，尤其是万有引力的适用对象是质点，对质量散布平均的球体可以看成位于球心的质点。
同时要掌握一些计算不规那么物体间引力的方法——割补法。
难点剖析：万有引力的计算只适用于质点，关于质量散布平均的球体可以看成位于球心的质点，关于质量散布不平均的球体，可采用〝填补法〞、〝等效法〞等停止计算。
正是由于地球的吸引，地上的人才干一边随地球一同转动〔做匀速圆周运动，需求一个向心力〕，一遍又有兢兢业业的觉得〔脚压在地上，空中发作形变，发生向上的支持力，大小等与重力〕 ，所以重力和向心力都是万有引力的分作用，即2=+F F G rm mg ω=+万向 。
但是在两极，物体所受向心力为零，万有引力等于重力，即=F mg 万极；在赤道上，由于万有引力、重力、向心力都指向地心，三力数量关系为=+F F mg 万向赤；在除了两极和赤道的其它位置，由于地球是两极略扁、中间略鼓的球体，重力并不指向地心，而是垂直于外地的水平面。
打破战略1．梳理牛顿发现万有引力定律的进程，体会月-地检验的意义。
我们可以体会到月-地检验在万有引力定律发现进程中有地检验，证明〝使月球绕地球运动的力〞与〝使苹果落地的力〞是同种性质的力，契合相反规律，从而外推至任何物体之间都有万有引力月-地检验分为三步：第一步：假定〝使月球绕地球运动的力〞与〝使苹果落地的力〞是同种性质的力，都满足〝与质量的乘积成正比，与距离的平方成正比〞的关系，停止实际推导，依据F am =，计算出苹果落地的减速度g 和月球绕地球公转的减速度a ， 由于事先曾经知道地月距离约为地球半径的60倍，所以可以计算出月球的减速度为322.710/m s -⨯，计算进程如下：地球对苹果的引力: 2M m F GR =地果地 苹果下落的减速度: 229.8/M F a G m s m R ==≈地果地第一步：发现效果第二步：提出猜想第三步：公式推导第四步：月-地检验第五步：外推至任何物体之间地球对月球的引力: 2260M m M m F G G r (R )==地月地月地月地月球绕地球公转的减速度： 第二步：实践测量。
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《6.3万有引力定律》教学设计 ● 教学模式介绍“传递-接受”教学模式源于赫尔巴特的四段教学法，后来由前苏联凯洛夫等人进行改造传入我国。
在我国广为流行，很多教师在教学中自觉不自觉地都用这种方法教学。
该模式以传授系统知识、培养基本技能为目标。
其着眼点在于充分挖掘人的记忆力、推理能力与间接经验在掌握知识方面的作用，使学生比较快速有效地掌握更多的信息量。
该模式强调教师的指导作用，认为知识是教师到学生的一种单向传递的作用，非常注重教师的权威性。
“传递-接受”教学模式的课程环节：复习旧课——激发学习动机——讲授新知识——巩固运用——检查评价——间隔性复习● 设计思路说明一、新课程标准倡导学生自主学习，重视学生科学探究，在“科学探究”中学生自己不断发现问题、解决问题、体会科学方法、学会交流合作及通过集体的智慧解决问题。
我将发现万有引力定律的过程设计为教师引导和学生探究先后结合的方法。
“地球对月球的力、地球对地面上物体的力、太阳对行星的力，真是同一种力吗？”这个过程中所涉及到的逻辑思维和数学推导给学生带来的困难则由教师适时引导。
当学生亲自动手，计算出月球轨道上物体运动的加速度就是地面物体下落加速度的2601倍时，学生一定会由衷地感叹自然界的和谐统一和科学的无穷魅力。
二、万有引力定律既是一个独立的科学定律，又是牛顿经典力学体系的重要组成部分。
是普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体（大到天体小到微观粒子）间的相互吸引力，是自然界的物体间的基本相互作用之一．对人类认识和探索未知世界有着重要的意义。
教学中要让学生知道学习万有引力定律不只是用来做几道题，而是一个人科学素养的具体体现。
三、我让学生查找关于卡文迪许的资料、做成ppt 并让两到三组同学在课堂展示。
增加学生的学习兴趣，同时锻炼学生的语言组织能力和表达能力。
四、将不易测量的微小量转化为可测量的物理量的方法是物理学中重要且常用的研究方法。
通过卡文迪许扭秤实验对学生进行的物理思想和科学方法的渗透。
同时也能说明科学实验是发现科学真理的基础，也是检验科学真理的唯一标准。
● 教材分析万有引力定律是本章的重点知识，，本节内容是对上两节教学内容的进一步延伸，是下一节内容学习的基础；万有引力定律的内容固然重要，但让学生了解发现万有引力定律的过程、了解牛顿时代的科学智慧更为重要．本节课以教师讲授为主、学生探究和展示为辅的教学方式。
讲授过程中以物理学史为主线，让学生以科学家的角度分析、思考问题。
力争抓住这节课的有利时机，渗透“没有绝对特殊的物体”这一引起物理学几次革命性突破的辩证唯物主义观点。
●教学目标【知识与技能目标】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并掌握用万有引力定律计算引力的方法.【过程与方法目标】1.了解并体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用.2.了解将直接测量转化为间接测量这一科学研究中普遍采用的重要方法.【情感态度价值观目标】通过牛顿在前人的基础上发现万有引力的思想过程,说明科学研究的长期性、连续性及艰巨性.领悟万有引力定律的普适性.●教学重难点【重点】万有引力定律的理解及应用.【难点】万有引力定律的推导过程.●课前准备1、多媒体课件、多媒体教学设备；2、学生完成相应预习内容；3、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。
●教学过程一、复习旧课1．行星运动是按照什么规律运行的呢？2．牛顿时代的科学家认为什么原因使行星绕太阳运动？3．太阳与行星之间作用力的规律是什么？二、激发学习动机粉笔头、树上的苹果自由下落，为什么是向下运动，而不是向其他方向运动呢？那么重力又是怎么产生的呢？地球对粉笔头的引力与太阳与行星之间的作用力是不是一种力呢？另外，地面上的物体距地面很远时，如在高山上，似乎重力没有明显的减弱，难道在高山上还不够远吗？如果物体延伸到月球那么远，物体是否也会向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，真是同一种力？三、讲授新知识1.太阳对行星的引力使得行星保持在绕太阳运行的轨道上.2.月球、地球也是天体,运动情况与太阳和行星类似,因此猜想是地球对月球的吸引使月球保持在绕地球运行的轨道上.3.人造卫星绕地球运动与月球类似,也应是地球对人造卫星的引力使人造卫星保持在绕地球运行的轨道上.4.地面上的物体之所以落回来,是因为受到重力的作用,在高山上也是如此,说明重力必定延伸到很远的地方.5.由以上可猜想:"天上"的力与"人间"的力应属于同一种性质的力.讨论交流由上述问题的探究我们得出了猜想："天上"的力与"人间"的力相同，我们能否将其作为一个结论呢？讨论：探究上述问题时我们运用了类比的方法得出了猜想，猜想是否正确需要进行检验，因此不能把它作为结论.课件展示：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,是物体离地面还不够远吗?这样的高度比起天体之间的距离来,真的不算远!再往远处设想,如果物体延伸到月球那样远,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!一、月-地检验问题探究1.月-地检验的目的是什么?2.月-地检验的验证原理是怎样的?3.如何进行验证?学生交流讨论,回答上述三个问题.在学生回答问题的过程中,教师进行引导、总结.明确：1.目的:验证"天上"的力与"人间"的力是同一种性质的力.2.原理:假定上述猜想成立,即维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力,同样遵从"平方反比"律，那么，由于月球轨道半径约为地球半径（苹果到地心的距离）的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力，比它在地面附近时受到的引力要小，前者只有后者的1/602.根据牛顿第二定律,物体在月球轨道上运动时的加速度(月球公转的向心加速度)也就应该是它在地面附近下落时的加速度(自由落体加速度)的1/602.3.验证:根据验证原理,若"天上""人间"是同种性质的力，由"平方反比"律及地球表面的重力加速度，可求得月球表面的重力加速度.根据人们观测到的月球绕地球运动的周期,及月-地间的距离,可运用公式a= ·r求得月球表面的重力加速度.验证结论：两种计算结果一致，验证了地面上的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力，即"天上""人间"的力是相同性质的力.二、万有引力定律通过以上内容的学习,我们知道:太阳与行星间有引力作用,地球与月球间有引力作用,地球与地面上的物体间也有引力作用.问题1：地面上的物体之间是否存在引力作用?组织学生交流讨论,大胆猜想.可能性1：不存在.原因:太阳对行星的引力使行星围绕太阳做圆周运动,地球对月球或卫星的引力也是如此,地球对地面上物体的引力使物体靠在地面上,上抛之后还要落回.若两个物体之间有引力,那些引力既没使一个物体围绕另一个物体转动,也没有使两个物体紧贴在一起,故此力不存在.可能性2：此力存在.原因:太阳、行星、地球、月球、卫星、物体,均是有质量的物体,太阳与行星间,地球与月球或卫星间.地球与物体间均存在这种引力,说明这种引力是有质量的物体普遍存在的,故两个物体之间应该有引力.问题2：若两个物体间有引力作用,为何两个物体没有在引力作用下紧靠在一起?参考解释："天上""人间"的力是同性质的力，满足F∝定律.地面上的物体质量比起天体来说太小了，这个力我们根本觉察不到.两物体之所以未吸在一起是因为两物体间的力太小,不足以克服摩擦阻力或空气阻力.任意两个物体之间都存在着相互引力.点评：对上述内容在教学过程中,教师可灵活采用教学方法,可用"辩论赛"的方式让持两种观点的学生代表阐述自己的观点及依据，然后对方提出问题进行互辩，此过程让一般同学作补充说明，一直到一个观点被另一个观点击败为止.这样可提高学生处理问题的综合能力. 问题：1.用自己的话总结万有引力定律的内容.2.根据太阳与行星间引力的表达式,写出万有引力定律的表达式.3.表达式中G的单位是怎样的?学生思考后回答.总结：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.2.表达式:由F= (M:太阳质量,m:行星的质量)得出:F= (m1:物体1的质量,m2:物体2的质量)3.由F= 可知G的单位：N·m2/kg2.合作探究对万有引力定律的理解：1.万有引力的普遍性.因为自然界中任何两个物体都相互吸引,所以万有引力不仅存在于星球间,任何有质量的物体之间都存在着相互作用的吸引力.2.万有引力的相互性.因为万有引力也是力的一种,力的作用是相互的,具有相互性,符合牛顿第三定律.3.万有引力的宏观性.在通常情况下,万有引力非常小,只有质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际的物理意义,故在分析地球表面物体受力时,不考虑地面物体之间的万有引力,只考虑地球对地面物体的引力.万有引力定律的适用条件:1.公式适用于质点间引力大小的计算.2.对于可视为质点的物体间的引力求解也可以利用万有引力公式.如两物体间距离远大于物体本身大小时,物体可看成质点.说明：均匀球体可视为质量集中于球心的质点.3.当研究对象不能看成质点时,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个物体上所有质点的万有引力,然后求合力.四、运用巩固例1、既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时不会吸在一起？我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力？请你根据实际中的情况，假设合理的数据，通过计算说明以上两个问题例2、大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离地球最近的星系。
大麦哲伦云的质量为太阳质量的1010倍，即⨯0.2104kg ，小麦哲伦云的质量为太阳质量的109倍，两者相距4105⨯光年，求它们之间的引力。
例3、一个质子有两个u 夸克和一个d 夸克组成。
一个夸克的质量是30101.7-⨯kg ，求两个夸克相距16100.1-⨯m 时的万有引力。
五、检查评价本教学设计沿着牛顿的足迹，带领同学们在现有知识状态下，重新"发现"了万有引力定律.在"发现"万有引力的过程中充分体现了学生学习的主体性，教师仅仅是引导而已.通过学生自己发现万有引力定律及引力常量的测量，增强学生的自信心，只要学好现在的知识，大胆猜想，敢于质疑，敢于发现，就可能有所成功,从而使学生养成良好的科学价值观.六、间隔性复习在后面的教学安排中进行此环节。