人教版高中物理必修2《万有引力定律》导学案

3万有引力定律

【整体设计】

上节学习，学生已经知道太阳与行星间的引力规律，这个规律有无普遍性？这是这节课

探讨的中心问题。课堂教学中，引导学生思考并论证得出地球与月球、地球与地面上的物体

之间的作用力与太阳与行星间的作用力是同一性质的力，从而将太阳与行星间的引力规律适

用范围进一步扩大。紧接着将该规律的适用范围进一步推广到自然界中任何两个物体之间，从而得出万有引力定律。

最后指出引力常量的测定不仅验证了万有引力定律的正确性，而且使得万有引力定律能

进行定量计算，显示出真正的实用价值。

教学重点：理解万有引力定律

教学难点：推导万有引力定律。

【三维目标】

知识与技能

1.了解万有引力定律得出的思路和过程。

2.掌握万有引力定律的内容、公式及适用条件。

3.知道引力常量的大小和意义

过程和方法

1.通过猜想提出问题，然后用观测数据进行验证，从而断定地面物体和月球所受的地球引力与太阳行星间的引力性质相同。

2.通过文献和网络查询，了解卡文迪许测量引力常量实验装置的巧妙之处。

情感、态度与价值观

1.通过探究学习，学生领悟到科学发现的艰辛，同时体验到科学发现的乐趣。

2.培养学生追求知识、尊重历史的态度和献身科学的精神。

【课时问题设计】

1.月—地检验中，检验的命题是什么？

2.月—地检验的思路是怎样的？

3.万有引力定律中“两个物体的距离”怎样理解？

4.引力常量测定有什么意义？

【所需教学资源】

1.PPT课件

2.导学案

3.学生课前收集到的有关资料：

⑴苹果落地的传说

⑵月球和地球的相关数据

⑶卡文迪许扭秤实验相关资料

【学习活动设计】

活动顺序

及时间安学生活动教师活动设计意图

排

活动1回答问题，认真思考。 1.复习提问激发学生兴

新课引入太阳与行星间的引力满足怎

样的规律？

2.简介苹果落地的故事，提出

问题：

地球对附近物体的吸引力与

地球和太阳间的引力是同种性质

的力吗？

3.引导学生联想到月球绕地

球运转，指出月球与地球之间也

一定存在着相互作用力，启发学

生思考：拉住月球使它绕地球运

转的力与地球对物体的引力是同

一性质的力吗？趣；

用牛顿大胆而敏锐的想法来激发学生学习兴趣。

问题的提出，预示着上节课的结论在本节课将要在适用范围上推广。

活动2

“月－地检验”的目1.明确任务

检验地球与月球、地球

与地面上的物体之间m

m

月球

r

引导学生进

行“月－地检验”，

形成检验的思路。

的及思路的作用力性质相同。R M 分析

2.根据要求计算

a

月= g

1.创设情境

设想月球保持质量不变，但体积缩小成苹果大小，挂在苹果树上，象熟透的苹果从树上自由下落。

2.引导分析

设地球质量为M，月球质量为m，月球到地心的距离为r。

假定地球与月球、地球与地面上的物体之间的作用力性质相同，都遵从

F G

Mm

r2，则

F∝

11

⇒a∝

r2r2

设月球在高空加速度为a，

月从树上下落加速度为g，则有如下推论

a R21

月==

g r2602

3.投影数据，验证推论是否成立。

已知：月球与地球之间的距离r=3.8×108m，是地球半径的60

T

倍。月球的公转周期为 T=27.3 天， 地 面 附 近 的 重 力 加 速 度 g=9.8m/s 2。

活动 3

“月－地 各组展示检验过程，进 行组间交流。 1.投影学生的检验过程，一起 点评。

明确“月－地

检验”结论，用事

检验”形成 结论

由 a = r 2ω ， ω = 2π

月 得

实证明猜想的正 确性，增强学生的

a =

月

4π 2 T 2

r 理性认识。

4× 3.142

=

(27.3× 24× 3600)2 × 3.8×108

=2.69×10-3m/s

m/s

所以 a 1

月 = 2.7 ×10—4 ≈

g 602

2.得出结论

地球对月球的引力与地球使 苹果自由下落的力是同一种力， 都遵循“平方反比”律。

活动 4

学习万有 引力定律 的内容

1.阅读教材，思考讨论 如下问题：

⑴把太阳与行星之间、 地球与月球之间、地球 与地面物体之间的引 力遵从的规律推广到 宇宙万物之间，你觉得 合适吗？

1. 引导点评学生发表的见 解。

2．板书

万有引力定律：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。

1. 通 过 教 师 设问，让学生有目 的的自主阅读并 思考。

2. 通 过 引 导 学生讨论、回答问 题并进行总结，不 仅提高了学生的

⑵你认为万有引力定 律的发现有何深远意 表达式： F= G m m 1 r 2

2

语言表达能力，而 且加深了对万有

义？

2.学生代表发表见解。

3. 强调 r 的物理意义。

引力定律及公式 的理解。

活动 5 引力常量 的测定 1.阅读课本，思考问题 1.引导学生阅读教材 了解引力常 如下： 2.投影并介绍扭秤实验装置， 量 G 的测定使万 ⑴测定引力常量有何 支出此装置的巧妙之处。 有引力定律具有

意义？ 了实际意义。 ⑵引力常量最初由哪 位物理学家测出的？ 测得的数值是多大？ ⑶引力常量的测定有

何实际意义？ 3.点评学生见解。 2.学生代表发表见解。