資源簡介

教學(xué)設(shè)計(jì)
課程基本信息
學(xué)科 物理 年級 高一年級 學(xué)期 春季
課題 萬有引力定律
教學(xué)目標(biāo)
1. 物理觀念學(xué)習(xí)目標(biāo) 知道太陽對行星的引力的方向,知道該力是提供行星做圓周運(yùn)動的向心力； 知道太陽與行星間的引力大小的表達(dá)式; 知道重物下落(地上運(yùn)動)與天體運(yùn)動所受到的引力遵循相同的規(guī)律; 知道萬有引力定律及其適用范圍; 知道卡文迪什如何用扭秤測量微小的力并得到引力常量G的值;知道G值的測定在科學(xué)史上的重大意義。 2.科學(xué)思維學(xué)習(xí)目標(biāo) 能將不易測量的物理量v和w轉(zhuǎn)化為易測量的物理量T和r;并能用T和r之間存在的聯(lián)系分析F與r之間并不是成正比的關(guān)系； 能運(yùn)用開普勒第三定律和牛頓運(yùn)動定律及合理的假設(shè)推導(dǎo)出太陽對行星的作用力的表達(dá)式; 會用萬有引力定律解決簡單的引力計(jì)算問題 3.科學(xué)探究學(xué)習(xí)目標(biāo) 能根據(jù)假設(shè)及已知規(guī)律推導(dǎo)月球的向心加速度和蘋果的自由落體加速度之比的表達(dá)式,并代入數(shù)據(jù)完成“月-地檢驗(yàn)”; 能根據(jù)力和運(yùn)動的關(guān)系、合理的假設(shè)和大膽的推廣,探究萬有引力定律的建立過程。 4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任學(xué)習(xí)目標(biāo) 通過學(xué)習(xí),認(rèn)識科學(xué)研究需要眾多科學(xué)家的威果積累和某個(gè)科學(xué)家的創(chuàng)新突破; 通過萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程,認(rèn)識在科學(xué)研究中大膽猜想與嚴(yán)格求證的重要性。
教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)重點(diǎn)： 認(rèn)識行星與太陽間的引力的推導(dǎo)過程中所用的思維方法;
2. 知道用“月一地檢驗(yàn)”驗(yàn)證萬有引力定律的思維方法。 教學(xué)難點(diǎn)： 在得到太陽吸引行星的力F與行星質(zhì)量m成正比的基礎(chǔ)上,尋找行星吸引太陽的力是否也與大陽質(zhì)量m太成正比的思維方法。
教學(xué)過程
（一）基于情境,提出問題 情境:播放各行星圍繞太陽運(yùn)行和各衛(wèi)星圍繞行星運(yùn)行的視頻。 引導(dǎo)性問題: 各行星都圍繞著太陽運(yùn)動,那么使行星如此運(yùn)動的主要原因是什么呢 現(xiàn)象層面的問題有哪些 本質(zhì)層面的問題又有哪些 需要定性研究的問題有哪些 需要定量探究的問題又有哪些 從視頻中,你能夠初步確認(rèn)的結(jié)論有哪些 學(xué)生可能提出的問題:行星受到哪些力的作用 行星與太陽間的作用力會不會比行星與行星間的作用力大 研究行星圍繞太陽運(yùn)動時(shí),能否忽略行星與行星間的作用力 各行星受到的作用力的大小都相等嗎 行星受到的作用力的方向指向哪里 行星受到的作用力的大小跟行星的質(zhì)量有關(guān)嗎 行星受到的作用力的大小跟行星繞太陽運(yùn)行的半徑、周期、線速度、角速度等物理量有關(guān)嗎 行星受到的作用力的大小跟太陽的質(zhì)量有關(guān)嗎 太陽受到哪些作用力 行星受到的作用力是否有定量表達(dá)式呢 教師補(bǔ)充的問題: 行星繞太陽的運(yùn)動可看作勻速圓周運(yùn)動,那么向心力是由什么力提供的 行星受到的作用力與太陽受到的作用力有什么關(guān)系 如何通過已有知識推導(dǎo)行星受到的作用力 視頻中,行星繞太陽運(yùn)動,月球繞地球運(yùn)動,它們之間的作用力是同一性質(zhì)的力嗎 地面物體會不會受到跟行星繞太陽運(yùn)動、月球繞地球運(yùn)動同一性質(zhì)的力 任意兩個(gè)物體之間是否也存在這樣的作用力呢 師生明確本節(jié)課的核心問題: 行星圍繞太陽運(yùn)行的原因是什么 什么因素可以忽略 依據(jù)是什么 怎樣的力才能使行星圍繞太陽運(yùn)行 你能用簡潔的方式表示力的大小嗎 師生共同提出解決問題的方案: ①本節(jié)課聚焦動力學(xué)問題。 ②本節(jié)課定量研究行星與太陽間的引力。 ③本節(jié)課研究問題的思維過程:行星與太陽間的引力→月球與地球間的引力→地面物體所受地球的引力→任意兩個(gè)物體之間的引力。 交流討論后,制訂研究計(jì)劃,總結(jié)得出本節(jié)課的任務(wù)串(如圖7.2-1)。 任務(wù)1:探究行星與太陽間的引力表達(dá)式 任務(wù)2:探究行星、月球、地面物體受到的引力是不是同種性質(zhì)的力 教學(xué)建議:在本教學(xué)環(huán)節(jié)中,主要任務(wù)是完成本節(jié)課任務(wù)串的制訂，由于本節(jié)課的任務(wù)串有明顯的思維梯度，教師可組織學(xué)生相互交流，然后對小組提出的問題進(jìn)行匯總補(bǔ)充,通過問題歸類明晰研究的路徑,由此制訂本節(jié)課的任務(wù)串。對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生,應(yīng)當(dāng)讓他們充分發(fā)表意見開展討論,參與制訂本節(jié)課的探究任務(wù)。 設(shè)計(jì)意圖:本環(huán)節(jié)旨在明確研究問題,應(yīng)避免直接制訂教學(xué)安排,讓學(xué)生經(jīng)歷“基于情境-問題提出一問題提升-任務(wù)制訂”等過程，經(jīng)歷解決問題的決策過程。 （二）分析問題,展開探究 任務(wù)1:探究行星與太陽間的引力表達(dá)式 情境:展示行星圍繞太陽運(yùn)行及太陽與行星間的引力圖(見圖7.2-2)。 通過邏輯推理,引導(dǎo)學(xué)生思考下列問題: ① 我們知道行星繞太陽的運(yùn)動可視作勻速圓周運(yùn)動,你能確定太陽與行星間引力的方向嗎 使行星如此運(yùn)動的向心力是什么力提供的 ②各行星間應(yīng)該也存在相互作用力，行星間的相互作用力會不會影響行星繞太陽的運(yùn)行 ③ 行星繞太陽運(yùn)行的向心力應(yīng)該如何表達(dá) 由向心力表達(dá)式得到或,式中的和ω容易測量嗎 怎么辦 ④ 有學(xué)生將或代入后得到了，從公式看，F(xiàn)與r成正比,這可能嗎 ⑤ 歷史上誰研究過軌道半徑r與周期T之間的關(guān)系 將開普勒第三定律代入后的向心力表達(dá)式是怎樣的 ⑥ 有學(xué)生得到,這個(gè)關(guān)系式令人困惑之處是:太陽對行星的吸引力為什么在表達(dá)式中心與行星質(zhì)量m有關(guān),而與太陽質(zhì)量m太無關(guān)呢 ⑦ 有學(xué)生猜想與中心天體有關(guān)的k中可能包含太陽質(zhì)量m太。如何證明這一猜想是否正確呢 有能么路徑(角度)可以嘗試 ⑧ 運(yùn)動學(xué)公式(開普勒定律)和動力學(xué)公式(牛頓第二定律)我們都已經(jīng)運(yùn)用了,有學(xué)生想到了牛頓第三定律,從牛頓第三定律我們可以得到什么 F'=F，它能解決“為什么在表達(dá)式中只與m 有關(guān)”這個(gè)問題嗎 怎么辦 ⑨ 有學(xué)生考慮到太陽與行星間的“相互作用地位相當(dāng),表達(dá)式應(yīng)相似”得:及,這是推理還是假設(shè) 要始終滿足F'=F,那么k'及k須滿足什么條件 ⑩ 有學(xué)生得到的條件為k∞ m太 及k’∝ m,你能寫出太陽與行星間的引力表達(dá)式嗎 參考案例 師:我們知道行星繞太陽的運(yùn)動可視作勻速圓周運(yùn)動,你能確定太陽與行星間引力的方向嗎 使行星如此運(yùn)動的向心力由什么力提供 生:行星做勻速圓周運(yùn)動時(shí),受到一個(gè)指向圓心(太陽)的引力,正是這個(gè)引力提供了向心力,因此太陽與行星間引力的方向沿著兩者的連線。 師:各行星間應(yīng)該也存在相互作用力,行星間的作用力會不會影響行星繞太陽的運(yùn)行 引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀看視頻,看看各行星在繞太陽運(yùn)行過程中,兩行星相互靠近或遠(yuǎn)高時(shí)，一行星會不會影響另一行星繞太陽運(yùn)行的快慢、周期、軌道等,學(xué)生通過觀看視頻和討論，得出結(jié)論。 生:通過觀看視頻發(fā)現(xiàn)，各行星在相互靠近和遠(yuǎn)離時(shí)，均不影響行星本身繞太陽運(yùn)行的周期、犰道等,所以在研究行星繞太陽運(yùn)行時(shí),行星與行星之間的相互作用可以想略不計(jì),是太陽對行星的引力決定了行星運(yùn)動的規(guī)律。 師:行星繞太陽運(yùn)行的向心力應(yīng)該如何表達(dá) 生:根據(jù)勻速圓周運(yùn)動的向心力表達(dá)式,可寫出引力大小或。 師:表達(dá)式中的v和ω容易測量嗎 怎么辦 生:和不易測量,但行星繞太陽運(yùn)行的周期T容易測量,且由T和r可得，由T可得,代入上式可得,由此可見F∞r(nóng)。 師:大家有不同意見嗎 生1:不可能。如果F∞r(nóng),則離太陽越遠(yuǎn)的行星受到太陽的引力越大,這雖然不合理。 生2:不能從公式看出F∞r(nóng),因?yàn)門和r之間還有對應(yīng)關(guān)系,由開普勒第三定律可得到，其中k是與行星無關(guān)的常量。 師:將開普勒第三定律代入后,力F的表達(dá)式是怎樣的 生:，k是與行星質(zhì)量無關(guān)的常量,m與r之間沒有對應(yīng)關(guān)系,所以F與m成正比,與 成反比。 師:分析非常棒。但這個(gè)表達(dá)式的令人困惑之處是:太陽對行星的吸引力為什么在表達(dá)式中只與行星質(zhì)量m有關(guān),而與太陽質(zhì)量m太無關(guān)呢 學(xué)生思考并交流，猜想:由開普勒第三定律可知與中心天體有關(guān)的k中可能包含太陽質(zhì)量m太。 師:如何證明這一猜想是正確的呢 還有什么路徑(角度)可以嘗試 學(xué)生思考并相互交流…… 師:運(yùn)動學(xué)公式(開普勒定律)和動力學(xué)公式(牛頓第二定律)我們都已經(jīng)運(yùn)用了,如果從牛頓第三定律考慮,我們可以知道什么 生:根據(jù)牛頓第三定律,我們可以知道力的作用是相互的,太陽吸引行星,行星也同樣吸引太陽，故有F'=F。 師:它能解決“為什么在表達(dá)式中只與m 有關(guān)"這個(gè)問題嗎 怎么辦 生:考慮到太陽與行星間的“相互作用地位相等,表達(dá)式應(yīng)相似”得:及 師: 這是推理還是假設(shè) 生: 是假設(shè)。 師:在用規(guī)律進(jìn)行推理無法獲得結(jié)論的時(shí)候,我們可以進(jìn)行合理的假設(shè)。根據(jù)牛頓第三定律,要始終滿足F'=F，那么k'及k須滿足什么條件 生:k∞m太 及k'∞ m。 師:現(xiàn)在你能寫出太陽與行星問引力的表達(dá)式嗎 生:寫成等式是，式中G與太陽、行星都沒有關(guān)系，是常量。 教學(xué)建議:對問題①③④⑤,考慮到學(xué)生的已有知識,可讓學(xué)生獨(dú)立思考并回答。對問題②,可讓學(xué)生仔細(xì)觀看視頻,并從運(yùn)動和相互作用觀出發(fā)分析問題,得出結(jié)論。對問題⑥⑦,可讓學(xué)生先獨(dú)立思考,再小組討論后作答。對問題⑧⑨⑩,可先讓學(xué)生獨(dú)立思考后回答,其他學(xué)生補(bǔ)充,在必要的時(shí)候教師點(diǎn)撥引導(dǎo)。在完成任務(wù)1的研究后,教師可做總結(jié)提升,使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)研究需要眾多科學(xué)家成果的積累和某個(gè)科學(xué)家的創(chuàng)新突破,科學(xué)家們不畏艱辛、幾十年如一日刻苦鉆研的精神是成功的基石。建議學(xué)生課后閱讀本章教材中的“科學(xué)漫步:牛頓的科學(xué)生涯”,體會牛頓的科學(xué)思想以及他積極思索、耐心實(shí)驗(yàn)的優(yōu)秀品質(zhì)。 任務(wù)2:探究行星、月球、地面物體受到的引力是不是同種性質(zhì)的力 情境:播放蘋果落地和月球繞地球運(yùn)動視頻。 通過邏輯推理,引導(dǎo)學(xué)生探究行星、月球和地面物體所受到的引力是否具有統(tǒng)一性。 ① 為什么月球能繞地球運(yùn)動 月球是否受到地球的引力 ② 地球與月球間的作用力和太陽與行星間的作用力會不會是同一種性質(zhì)的力 ③ 假設(shè)兩者是同一種性質(zhì)的力,那么地球?qū)υ虑虻淖饔昧Φ谋磉_(dá)式應(yīng)是怎樣的 ④ 月球在這個(gè)力的作用下做什么運(yùn)動 其向心加速度的表達(dá)式應(yīng)是怎樣的 ⑤ 為什么熟透的蘋果會落地 ⑥假設(shè)地球?qū)渖咸O果的吸引力也是這種性質(zhì)的力,其表達(dá)式是怎樣的 ⑦ 蘋果在這個(gè)力的作用下做什么運(yùn)動 其加速度的表達(dá)式是怎樣的 ⑧ 根據(jù)假設(shè),這兩個(gè)加速度之比一理論上應(yīng)是多少 ⑨ 根據(jù)實(shí)際觀測數(shù)據(jù),月球中心與地球中心之間的距離r=3.8x108m,月球公轉(zhuǎn)周期T=27.3d,約2.36x106s,地球半徑R=6400km,自由落體加速度g=9.8m/s2，那么實(shí)際值是多少 ⑩的實(shí)際測量值與理論推導(dǎo)值相等嗎 基于此,你有什么想法 參考案例 師:觀看蘋果落地、月球繞地球運(yùn)行的小視頻 思考:為什么月球能繞地球運(yùn)動 為什么熟透的蘋果會落地 蘋果、月球是否受到地球的引力 生:受到地球的引力。 師:地球?qū)υ虑蚝吞O果的作用力與太陽對行星(地球)的作用力是同一性質(zhì)的力嗎 學(xué)生討論…… 師:假設(shè)地球?qū)υ虑虻淖饔昧εc太陽對行星的作用力是同一種性質(zhì)的力,其表達(dá)式應(yīng)是怎樣的 生:(r為月、地中心間的距離)。 師:月球在這個(gè)力的作用下做什么運(yùn)動 其向心加速度的表達(dá)式應(yīng)是怎樣的 生:月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動,其向心加速度 師:假設(shè)地球?qū)渖咸O果的作用力也是這種性質(zhì)的力,其表達(dá)式是怎樣的 生: （R為地球半徑） 師:蘋果在這個(gè)力的作用下做什么運(yùn)動 其加速度的表達(dá)式是怎樣的 生:蘋果做自由落體運(yùn)動,其加速度 師:根據(jù)以上假設(shè),這兩個(gè)加速度之比是多少 生:. 師:根據(jù)實(shí)際觀測數(shù)據(jù)，已知月球中心與地球中心之同的距離r=3.8x108m,月球公轉(zhuǎn)周期 T=27.3d,約2.36x106s，地球半徑R=6400km,自由落體加迷度g=9.8m/s2,那么的實(shí)際值是多少 實(shí)際測量值與理論推導(dǎo)值相等嗎 生:,通過已知測量數(shù)據(jù)得到的實(shí)際測量值,理論推導(dǎo)值，可見理論控導(dǎo)值和實(shí)際測量值基本相等。由此想到了地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力,跟太陽與行星間的引力遵從相同的規(guī)律。 師:“月一地檢驗(yàn)”除了說明地面物體、月球所受地球的引力,跟太陽與行星間的引力遵從相同的規(guī)律之外,也說明牛頓第二定律既適用地面上物體的運(yùn)動,也同樣適用于天體的運(yùn)動。“月一地檢驗(yàn)”在實(shí)驗(yàn)室無法進(jìn)行規(guī)律檢證，但能巧妙利用自然界中現(xiàn)象發(fā)生的規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證。 教學(xué)建議:對問題①②⑤⑥ ,可采用師生問答的方式進(jìn)行,任由學(xué)生猜想,以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情與奇心。對問題③④⑦⑧,學(xué)生應(yīng)根據(jù)教師的問題獨(dú)立進(jìn)行分析推理并展示,其他學(xué)生評價(jià)與完善。對問題⑨⑩,學(xué)生應(yīng)根據(jù)提供的數(shù)據(jù)獨(dú)立計(jì)算并與同伴分享,得出結(jié)論。 設(shè)計(jì)意圖:牛頓時(shí)代，自由落體加速度已經(jīng)能夠比較精確地測定，當(dāng)時(shí)也能比較精確地測定月球與地球的距離、月球公轉(zhuǎn)的周期，從而能夠算出月球運(yùn)動的向心加速度，可求得原因的值。與預(yù)期吻合。讓學(xué)生經(jīng)歷“月一地檢驗(yàn)”的推理過程,認(rèn)識牛頓第二定律不僅適用于地面物體的運(yùn)動，同樣也適用天體的運(yùn)動,很多物理規(guī)律是天上、地下都遵循的,在實(shí)踐中提升對物理規(guī)律的科學(xué)全面的認(rèn)識。 （三）意義建構(gòu),深度理解 如何理解萬有引力定律 情境:出示圖7.2-3。 通過以下問題,讓學(xué)生理解萬有引力定律及其適用范圍。 ① 既然太陽與行星之間、地球與月球之間、地球與地面物體之間都具 有“與兩個(gè)物體的質(zhì)量成正比、與它們之間距離的二次方成反比”的吸引力，那么圖 7.2-3中的兩個(gè)物體之間是否也存在這樣的吸引力 ② 我們是否可以大膽地推廣:宇宙中的一切物體之間都存在這樣的引力 (稱之為萬有引力) ③ 萬有引力表達(dá)式是怎樣的 我們?yōu)槭裁礇]有感受到周圍物體對我們的引力 ④ 萬有引力表達(dá)式中“兩個(gè)物體的距離r”到底是指物體哪兩部分的距離 ⑤ 萬有引力表達(dá)式 的適用范圍是什么 學(xué)生開展科學(xué)推理,交流結(jié)果。 總結(jié):宇宙中的一切物體之間都存在萬有引力,引力的表達(dá)式為，但只有兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間是兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體間的引力可直接用上述公式計(jì)算。 教學(xué)建議:在“月一地檢驗(yàn)”的基礎(chǔ)上,牛頓作了更大膽的設(shè)想,任意兩個(gè)物體之間都存在這樣的力，為什么平時(shí)我們沒有感覺到周圍物體的吸引 可能是因?yàn)橐话阄矬w質(zhì)量比天體質(zhì)量小得多,我們沒有察到。關(guān)于“兩個(gè)物體的距離r”,若物體可視為質(zhì)點(diǎn)的話,則是兩質(zhì)點(diǎn)間的距離;若是地球、月球等均勻球體的話,牛頓已運(yùn)用微積分方法得知,這個(gè)距離是球心間的距離。對問題①②,學(xué)生間可相互啟發(fā)提問，作出大膽猜想。對問題③⑤，要求學(xué)生獨(dú)立表述作答。對問題④,教師可提供各種模型、情境,讓學(xué)生在分與解釋的基礎(chǔ)上討論,并得出分類結(jié)論。 如何測定引力常量 G G值的測定有何意義 情境:展示卡文迪什扭秤實(shí)驗(yàn)示意圖(如圖7.2-4)或扭秤實(shí)驗(yàn)視頻。學(xué)生閱讀教材中本節(jié)的拓展學(xué)習(xí)“引力常量的測量”,分小組交流閱讀體會。通過邏輯推理,引導(dǎo)學(xué)生理解引力常量G值測定的方法及意義。 ①你能粗略估算一下你和同桌之間的引力大小嗎 若不能,請說明原因。 ②能否通過實(shí)驗(yàn)測量兩個(gè)物體間的萬有引力,從而得到引力常量G 的數(shù)值 這樣做的困難是什么 ③卡文迪什扭秤實(shí)驗(yàn)是如何將微小的引力測量出來的 引力常量G的值是多少 單位是什么 ④現(xiàn)在你能估算一下你和同桌之間的萬有引力嗎 你和同桌之間的引力是否可以忽略不計(jì) ⑤太陽與地球之間的萬有引力又是多大呢 (已知太陽質(zhì)量m太=2x1030kg，地球質(zhì)量.6x1024 kg,日地距離r=1.5x1011 m) ⑥ 你是否可以用卡文迪什扭秤實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證萬有引力定律 ⑦ 你能說說引力常量 G的測定在科學(xué)史上的重大意義嗎 教學(xué)建議:萬有引力定律的最直接驗(yàn)證是卡文迪什對引力常量G的測定。這一實(shí)驗(yàn)曾被美國《物理世界》雜志評為“十大經(jīng)典實(shí)驗(yàn)”。這一實(shí)驗(yàn)為萬有引力定律的普遍意義奠定了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。關(guān)于引力常量G的測定方法,教師可根據(jù)示意圖介紹兩次放大,一次是通過杠桿將力放大轉(zhuǎn)化為對力矩的測量,另一次是通過“光杠桿”使微小偏移量放大。對問題①②,要求學(xué)生獨(dú)立思考并回答,其他學(xué)生補(bǔ)充完善。對問題③，先讓學(xué)生觀看卡文迪什扭秤實(shí)驗(yàn)視頻,再讓學(xué)生獨(dú)立思考后交流并回答，必要時(shí)教師啟發(fā)和講解。對問題④⑤,學(xué)生獨(dú)立計(jì)算后回答。對問題⑥⑦,引導(dǎo)學(xué)生通過閱讀課本,相互交流、相互補(bǔ)充,結(jié)合教師講解和自我總結(jié),加深對萬有引力定律和引力常量G的認(rèn)識。 （四）小結(jié)鞏固,拓展應(yīng)用 教師引導(dǎo)學(xué)生通過以下問題,對萬有引力定律的建立、引力常量G的測定的理論演繹、規(guī)律探究過程進(jìn)行探討: ①從第谷的觀測數(shù)據(jù)到開普勒行星運(yùn)動定律,再到引力表達(dá)式的得出,人類對行星運(yùn)動的認(rèn)識發(fā)生了哪些變化 ② 在推導(dǎo)萬有引力表達(dá)式時(shí),發(fā)現(xiàn)太陽對行星的引力正比于行星的質(zhì)量,在沒有理論可依據(jù)的情況下,通過合理的假設(shè)提出行星對太陽的引力正比于太陽的質(zhì)量,這種采用合理化假設(shè)得到規(guī)律的方式,對有哪些啟發(fā) ③ 你能說出萬有引力定律建立中的“關(guān)鍵環(huán)節(jié)”嗎 ④從卡文迪什測量引力常量G值的過程中,你能獲得哪些解決問題的方法 5 能否直接用萬有引力定律表達(dá)式來求任意兩個(gè)物體間的吸引力 如果不能,原因是什么 你有突破的辦法嗎 ⑥人類對行星運(yùn)動規(guī)律及受力特征的探究歷程,對你有哪些啟發(fā) 學(xué)生相互交流，分享各自觀點(diǎn),學(xué)生可能提出的觀點(diǎn)： ① 從第谷到開普勒,再到牛頓的引力表達(dá)式,人類對行星運(yùn)動的認(rèn)識從觀測數(shù)據(jù)歸納得到運(yùn)動能論,提升到探究行星繞太陽運(yùn)行的動力學(xué)問題的研究,可見認(rèn)識越深刻,表述就越簡單(萬有引力定律) ② 在推導(dǎo)萬有引力定律表達(dá)式時(shí),體會合理的假設(shè)是科學(xué)理論創(chuàng)新的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 ③ 行星運(yùn)動定律是建立萬有引力定律的基礎(chǔ),“合理假設(shè)”和“月一地檢驗(yàn)”是推導(dǎo)過程中的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)管④從卡文迪什測量引力常量G值的過程中,體會測量微小量的方法,以及測量轉(zhuǎn)化的思路,為問題的解決提供更多的路徑。同時(shí)認(rèn)識G 值的精確測量對于深人研究引力相互作用具有重要意義。 教學(xué)建議:該部分教學(xué)可以采用小組討論分享的形式，也可選擇將部分問題作為課后思考，以研究長文等形式進(jìn)行總結(jié)分享,以幫助學(xué)生對萬有引力定律建立的歷程有更深刻的感受。 總結(jié):從第谷到開普勒再到牛頓,萬有引力定律的建立過程充滿艱辛。大量實(shí)驗(yàn)表明,自然界中任兩個(gè)物體之間都存在吸引力。稱之為萬有引力。引力常量G值的測量成為萬有引力定律準(zhǔn)確性、普適長的有力證據(jù)。 測評1:太陽質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的2.7x107倍,太陽到地球的距離大約是月球到地球距離的3.9x102倍,試求太陽和月球?qū)Φ厍虻囊Φ谋戎怠? 測評2:木星的衛(wèi)星中有四顆是伽利略發(fā)現(xiàn)的,稱為伽利略衛(wèi)星,其中三顆衛(wèi)星的周期之比為1:2:4。小華同學(xué)打算根據(jù)萬有引力的知識計(jì)算木衛(wèi)二繞木星運(yùn)動的周期,他收集到了如下一些數(shù)據(jù) 木衛(wèi)二:質(zhì)量為4.8x1022kg、繞木星做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑為 6.7x108m。 木星:質(zhì)量為1.9x1027kg,半徑為7.1x107m，自轉(zhuǎn)周期為9.8h。但他不知道應(yīng)該怎樣做,請你幫助他完成木衛(wèi)二公轉(zhuǎn)周期的計(jì)算。

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