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万有引力教学设计(通用6篇)
作为一名默默奉献的教育工作者,时常需要编写教学设计,教学设计是对学业业绩问题的解决措施进行策划的过程。教学设计应该怎么写呢?下面是小编帮大家整理的万有引力教学设计(通用6篇),希望能够帮助到大家。
万有引力教学设计1
一.活动目标
1.通过演示、实验等方法,对物体下落现象产生兴趣。
2.观察、认识物体下落的必然性。
二.活动准备
1.“轱辘轱辘”学教具、“美丽下落路”学教具。
2. 沙包、毛绒玩具、纸球、棉花等。
三.活动过程
(一)发现物体会下落的特征。
1.玩“轱辘轱辘”。
①幼儿玩“轱辘轱辘”, 感受物体往下落。
把手放开后瓶子会怎么样?(会下落)瓶子落到哪里?(落到地上)
T:我们不动瓶子,它会自己上来吗?(不会)怎么让它上来?(摇动把手)
放开手后会怎么样?(落到地上)
②师幼发现:轱辘上吊着的物体是会往下落的。
2.再次探索
①提供多种材料供幼儿自由探索。(沙包、毛绒玩具、纸球、棉花等)
②在探索的过程中,老师提示:
先将这些物体拿在手中,手放开后会怎么样?它们都落到哪里去了?
将它们轻轻地往上抛后,它们又落到了那里?
将它们重重地往上抛后,它们又落到了那里?
③师幼发现:物体无论是放开手后、轻轻地、重重地往上抛,最后物体都落到了地上。
3.探讨生活中看到的物体下落现象。
①观看视频:水往下流、苹果往下落
②幼儿列举生活中看到的物体下落的现象。
③师幼发现:生活中所有的物体都是往下落的。
4.师幼共同小结:
我们的地球是有吸引力的,把物体都往下吸。
(二)玩“美丽下落路”
1.出示“美丽下落路”,教师示范将颜料倒入盒中,请幼儿猜一猜颜料会往那里走。
T:老师将颜料舀入盒子中,旋转盒子,你们说颜料会往哪里走?(不管怎样转动盒,颜料都是往下流的,)为什么?(因为我们的`地球有吸引力)
2. 幼儿自由玩“美丽下落路”。
T:孩子们,你们真是太聪明了,我们用地球有吸引力的原理来创作一幅神奇有趣的“美丽下落路”吧。
3. 幼儿自主创作,教师巡回指导。
(三)结束
原来地球的吸引力还能让我们创作出这么美丽的作品,我们把它们带回活动室展示出来吧。
万有引力教学设计2
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.知道任何物体间都存在着万有引力,且遵循相同的规律.
二、教学重点
1.万有引力定律的推导.
2.万有引力定律的内容及表达公式.
三、教学难点
1.对万有引力定律的理解.
2.使学生能把地面上的物体所受的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.
四、教学方法
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.
五、教学步骤
导入新课
请同学们回忆一下上节课的内容,回答如下问题:
1.行星的运动规律是什么?
2.开普勒第一定律、第三定律的内容?
同学们回答完以后,老师评价、归纳总结.
同学们回答得很好,行星绕太阳运转的轨道是椭圆,太阳处在这个椭圆的一个焦点上,那么行星为什么要这样运动?而且还有一定的规律?这类问题从17世纪就有人思考过,请阅读课本,这个问题的答案在不同的时代有不同的结论,可见,我们科学的研究要经过一个相当长的艰巨的过程.
新课教学
1.同学们阅读完以后,知道到了牛顿时代的一些科学家,如胡克、哈雷等,对这一问题的认识更进了一步,把地面上的运动和天体的运动统一起来了.事实上,行星运动的椭圆轨道离心率很接近于1,我们把它理想化为一个圆形轨道,这样就简化了问题,易于我们在现有认知水平上来接受.
根据圆周运动的条件可知行星必然受到一个太阳给的力.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应该为行星运动所受的向心力,即:
再根据开普勒第三定律 代入上式
可得到:
其中m为行星的质量,r为行星轨道半径,即太阳与行星的距离.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∝
根据牛顿第三定律:太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的'相互作用力.既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比,那么行星对太阳也有作用力,也应与太阳的质量M成正比,即:
F∝
用文字表述为:太阳与行星之间的引力,与它们质量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比.
用公式表述:
公式中的G是一个常数,叫万有引力常量.
进而牛顿还研究了月地间的引力、许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律,于是他把这一规律推广到自然界中任意两个物体间,即具有划时代意义的万有引力定律.
2.万有引力定律:
(1)内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比.
(2)公式:
(3)疑问:在日常生活中,我们各自之间或人与物体间,为什么都对这种作用没有任何感觉呢?
这是因为一般物体的质量与星球的质量相比太小了,它们之间的引力太小了,所以我们不易感觉到.下一节课的卡文迪许的精巧的扭秤实验将为我们验证.
(4)各物理量的含义及单位
r表示两个具体物体相距很远时,物体可以视为质点.如果是规则形状的均匀物体,r为它们的几何中心间的距离.单位为“米”.
G为万有引力常量,G=6.67×10-11,单位为Nm2/kg2.这个引力常量的出现要比万有引力定律晚一百多年哪!是英国的物理学家卡文迪许测出来的,我们下节课就要学习.
(5) 扩展思路
牛顿想验证地面上的物体的重力与月地间、行星与太阳间的引力是同种性质的力,他做了著名的“月——地”检验,请同学们阅读课本第105页有关内容.然后归纳一下他的思路.オ①如果重力与星体间的引力是同种性质的力,都与距离的二次方成反比关系,那么月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该是重力加速度的1/3600.
牛顿计算了月球的向心加速度,结果证明是对的.
②如果我们已知地球质量为5.89×1024kg.地球半径为6.37×106m.同学们试计算一下月球绕地球的向心加速度是多大?
同学们通过计算验证,
③为了验证地面上的重力与月球绕地球运转的向心力是同一性质的力,还提出一个理想实验:设想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当然就应该等于它在山顶处所受的重力.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速度下落.如果它所受的向心力不是重力,那么它就将在这两种力的共同作用下以更大的速度下落,这是与我们的经验不符的.所以,是同性质的力.
(6)万有引力定律发现的重要意义
万有引力定律的发现,对物理学、天文学的发展具有深远的影响.它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来.在科学文化发展上起到了积极的推动作用,解放了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立了极大的信心,人们有能力理解天地间的各种事物.
六、巩固练习(用投影片出示题目)
1.要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4,下列办法不可采用的是
獳.使两物体的质量各减小一半,距离不变
B.使其中一个物体的质量减小到原来的1/4,距离不变
C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变
D.距离和质量都减为原来的1/4
2.火星的半径是地球半径的一半,火星的质量约为地球质量的1/9;那么地球表面50 kg的物体受到地球的吸引力约是火星表面同质量的物体受到火星吸引力的 倍.
3.两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时,它们之间的万有引力为F.若两个半径为原来2倍的实心大铁球紧靠在一起,则它们之间的万有引力为
獳.4F 獴.2F 獵.8F 獶.16F
参考答案:
1.D 2.2.25 3.D
七、小结(用投影片出示内容)
通过这节课的学习,我们了解并知道:
1.得出万有引力定律的思路及方法.
2.任何两个物体间存在着相互作用的引力的一般规律:即
其中G为万有引力常量,r为两物间的距离.
八、板书设计
第二节 万有引力定律
万有引力教学设计3
一、课题:万有引力定律
二、课型:概念课(物理按教学内容课型分为:规律课、概念课、实验课、习题课、复习课)
三、课时:1课时
四、教学目标
(一)知识与技能
1.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。
2.知道万有引力定律公式的适用范围。
(二)过程与方法:在万有引力定律建立过程的学习中,学习发现问题、提出问题、猜想假设与推理论证等方法。
(三)情感态度价值观
1.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。
2.通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程,说明科学研究的长期性,连续性及艰巨性,提高学生科学价值观。
五、教学重难点
重点:万有引力定律的内容及表达公式。
难点:1.对万有引力定律的理解;2.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。
六、教学法:合作探究、启发式学习等
七、教具:多媒体、课本等
八、教学过程
(一)导入
回顾以前对月-地检验部分的学习,明确既然太阳与行星之间,地球与月球之间、地球对地面物体之间具有与两个物体的质量成正比,跟它们的距离的二次方成反比的引力。这里进一步大胆假设:是否任何两个物体之间都存在这样的力?
引发学生思考:很可能有,只是因为我们身边的物体质量比天体的质量小得多,我们不易觉察罢了,于是我们可以把这一规律推广到自然界中任意两个物体间,即具有划时代意义的万有引力定律.然后在学生的兴趣中进行假设论证。
(二)进入新课
学生自主阅读教材第40页万有引力定律部分,思考以下问题:
1.什么是万有引力?并举出实例。
教师引导总结:万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量的物体之间的相互吸引力。日对地、地对月、地对地面上物体的引力都是其实例。
2.万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律?其数学表达式如何?并注明每个符号的单位和物理意义。
教师引导总结:万有引力定律的内容是:宇宙间一切物体都是相互吸引的。两物体间的引力大小,跟它的质量的乘积成下比,跟它们间的距离平方成反比. 式中各物理量的含义及单位:F为两个物体间的引力,单位:N.m1、m2分别表示两个物体的质量,单位:kg,r为两个物体间的距离,单位:m。G为万有引力常量:G=6.67×10-11 N·m2/kg2,它在数值上等于质量是1Kg的物体相距米时的相互作用力,单位:N·m2/kg2.
3.万有引力定律的适用条件是什么?
教师引导总结:只适用于两个质点间的引力,当物体之间的距离远大于物体本身时,物体可看成质点;当两物体是质量分布均匀的球体时,它们间的引力也可直接用公式计算,但式中的r是指两球心间的距离。
4.你认为万有引力定律的发现有何深远意义?
教师引导总结:万有引力定律的发现有着重要的物理意义:它对物理学、天文学的发展具有深远的影响;它把地面上物体运动的规律和天体运动的`规律统一起来;对科学文化发展起到了积极的推动作用,解放了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立了极大信心,人们有能力理解天地间的各种事物。
(三)深化理解
在完成上述问题后,小组讨论,学生在教师的引导下进一步深化对万有引力定律的理解,即:
1.普遍性:万有引力存在于任何两个物体之间,只不过一般物体的质量与星球相比太小了,他们之间的万有引力也非常小,完全可以忽略不计。
2.相互性:两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力。
3.特殊性:两个物体间的万有引力和物体所在的空间及其他物体存在无关。
4.适用性:只适用于两个质点间的引力,当物体之间的距离远大于物体本身时,物体可看成质点;当两物体是质量分布均匀的球体时,它们间的引力也可直接用公式计算,但式中的r是指两球心间的距离。
(四)活动探究
请两名学生上讲台做个游戏:两人靠拢后离开三次以上。创设情境,加深学生对本节知识点的印象和运用,请一位同学上台展示计算结果,师生互评。
1.请估算这两位同学,相距1m远时它们间的万有引力多大?(可设他们的质量为50kg)
解:由万有引力定律得: 代入数据得:F1=1.7×10-7N
2.已知地球的质量约为6.0×1024kg,地球半径为6.4×106m,请估算其中一位同学和地球之间的万有引力又是多大?
解:由万有引力定律得:代入数据得:F2=493N
3.已知地球表面的重力加速度,则其中这位同学所受重力是多少?并比较万有引力和重力?
解:G=mg=490N。
比较结果为万有引力比重力大,原因是因为在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力。
(五)课堂小结
小结:学生在教师引导下认真总结概括本节内容,完成多媒体呈现的知识网络框架图,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,进行生生互评。
(六)布置作业
作业:完成“问题与练习”
九、板书设计
万有引力教学设计4
一、教学目标:
1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
2.会用万有引力定律计算天体的质量。
3.掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的基本方法。
二、教学重点:万有引力定律和圆周运动知识在天体运动中的应用
三、教学难点:天体运动向心力来源的.理解和分析
四、教学方法:启发引导式
五、教学过程:
(一)引入新课
天体之间的作用力主要是万有引力,万有引力定律的发现对天文学的发展起到了巨大的推动作用,这节课我们要来学习万有引力在天文学上有哪些重要应用。
(二)进行新课
1.天体质量的计算
提出问题引导学生思考:在天文学上,天体的质量无法直接测量,能否利用万有引力定律和前面学过的知识找到计算天体质量的方法呢?
(1)基本思路:在研究天体的运动问题中,我们近似地把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动,万有引力提供天体作圆周运动的向心力。
万有引力定律在天文学上的应用。
万有引力教学设计5
【学习目标】
1.了解万有引力定律的伟大成就,能测量天体的质量及预测未知天体等
2.熟练掌握应用万有引力定律测天体质量的思路和方法。
3.体会万有引力定律在天文学史上取得的巨大成功,激发学科学习激情和探索精神。
【学习重难点】
1.重点:测天体的质量的思路和方法
2.难点:物体的重力和万有引力的区别和联系。
【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:
万有引力定律发现后,尤其是卡文迪许测出引力常量后,立即凸显出定律的实用价值,能利用万有引力定律测天体的质量,科学性的去预测未知的天体!这不仅进一步证明了万有引力定律的正确性,而且确立了万有引力定律在科学史上的地位,有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬。
二、多媒体展示问题,学生带着问题学习教材,交流讨论。
1.说一说物体的重力和万有引力的区别和联系
2.写出应用万有引力定律测天体质量的思路和方法。
3.简述“笔尖下发现的行星”的天文学史事,该史事说明了什么?
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)万有引力和物体的重力
地球表面附近的物体随地球的自转而做匀速圆周运动,受力分析如图(1)
1)在两极点:
2)除两极点外:万有引力的一个分力提供向心力,
另外一个分力就是物体受到的重力,由于提供
向心力的力很小(即使在赤道上),物体的重力
的数值和万有引力相差很小。
3)在赤道处:
显然,地球表面附近随纬度的增加,重力加速度值略微增大。若忽略地球自转的影响,物体受到的万有引力约为物体在该处受到的重力,不予考虑二者的差别。
物体在距离地心距离为r(r>R)处的加速度为ar:
则:
若忽略地球自转的影响,物体在距离地心距离为r处的重力加速度为gr:
则:
(2)“科学真是迷人”巧测地球的质量
若不考虑地球自转的影响:,则:
地面的重力加速度g和地球半径R在卡文迪许之前就已知道,卡文迪许测出了引力常量G,就可以算出地球的质量M。这在当时看来就是一个科学奇迹。难怪著名文学家马克·吐温满怀激情地说:“科学真是迷人。根据零星的事实,增添一点猜想,竟能赢得那么多收获!”
(3)计算天体的质量
1)计算太阳的'质量
核心思路方法:万有引力提供行星做匀速圆周运动的向心力。
对行星由牛顿第二定律得:可得:
2)计算其他中心天体的质量:
核心思路方法:万有引力提供小星体绕中心天体做匀速圆周运动的向心力。
对小星体由牛顿第二定律得:
可得:
思考与讨论:如何进一步测中心天体的密度?
中心天体的体积:,中心天体的密度:
联立以上各式得: 。
若,则:这是很重要的一个结论。
(4)发现未知天体:
1)笔尖下发现海王星
1781年人们发现矛盾亚当斯和勒维耶计算并预言伽勒发现证实
2)哈雷彗星的“按时回归”
1705年英国天文学家哈雷根据万有引力定律计算了一颗著名彗星的轨道并正确预言了它的回归。
3)海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”不仅进一步证实了万有引力定律的正确性,同时也确立了万有引力定律在科学史上的地位,也成为科学史上的美谈。科学定律的可预测性体现的淋漓尽致!
四、随堂练习:
例1:开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立。经测定月地距离为3.84×108m,月球绕地球运动的周期为2.36×106S,试计算地球的质量M地。(G=6.67×10-11Nm2/kg2,结果保留一位有效数字)
例2:2001年10月22日,欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞,命名为MCG6-30-15,由于黑洞的强大引力,周围物质大量掉入黑洞,假定银河系中心仅此一个黑洞,已知太阳系绕银河系中心匀速运转,下列哪一组数据可估算该黑洞的质量()
A.地球绕太阳公转的周期和速度
B.太阳的质量和运行速度
C.太阳的质量和到MCG6-30-15的距离
D.太阳运行速度和到MCG6-30-15的距离
例3:地球可视为球体,其自转周期为T,在赤道上用弹簧秤测得某物体的重量是在两极处测得同一物体重量的0.9倍,已知引力常量为G,试求地球的平均密度。
例4:某星球的质量是地球质量的9倍,半径是地球半径的一半,若从地球上平抛一物体射程为60m,则在该星球上以同样的初速度,同样的高度平抛物体,其射程是
五、学习目标的自我评价和学习小结
本节课首先认识了万有引力和重力间的差异,后学习了应用万有引力定律测天体质量的两种基本方法:1)和2),最后见识了万有引力定律在探索宇宙过程中发挥的重要作用和地位。
六、课后作业:
教材P432、3、4
万有引力教学设计6
教学目标
知识目标
1、使学生能应用万有引力定律解决天体问题:
2、通过万有引力定律计算天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度等;
3、通过应用万有引力定律使学生能在头脑中建立一个清晰的解决天体问题的图景:卫星作圆周运动的向心力是两行星间的万有引力提供的。
能力目标
1、通过使学生能熟练的掌握万有引力定律;
情感目标
1、通过使学生感受到自己能应用所学物理知识解决实际问题——天体运动。
教学建议
应用万有引力定律解决天体问题主要解决的是:天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度天文学的初步知识等。教师在备课时应了解下列问题:
1、天体表面的重力加速度是由天体的质量和半径决定的。
2、地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系:物体随地球的自转所需的向心力,是由地球对物体引力的一个分力提供的,引力的另一个分力才是通常所说的物体受到的重力。
教学设计
教学重点:万有引力定律的应用
教学难点:地球重力加速度问题
教学方法:讨论法
教学用具:计算机
教学过程:
一、地球重力加速度。
问题一:在地球上是赤道的重力加速度大还是两极的加速度大?
这个问题让学生充分讨论:
1、有的学生认为:地球上的加速度是不变化的。
2、有的学生认为:两极的重力加速度大。
3、也有的的学生认为:赤道的重力加速度大。
出现以上问题是因为:学生可能没有考虑到地球是椭球形的,也有不记得公式的等。
教师板书并讲解:
在质量为、半径为的地球表面上,如果忽略地球自转的影响,质量为的物体的重力加速度,可以认为是由地球对它的万有引力产生的。由万有引力定律和牛顿第二定律有:
则该天体表面的重力加速度为:
由此式可知,地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径决定的。而又因为地球是椭球的赤道的半径大,两极的半径小,所以赤道上的重力加速度小,两极的重力加速度大。也可让学生发挥得:离地球表面的距离越大,重力加速度越小。
问题二:有1kg的物体在北京的重力大还是在上海的重力大?
这个问题有学生回答
问题三:
1、地球在作什么运动?人造地球卫星在作什么运动?
通过展示图片为学生建立清晰的图景。
2、作匀速圆周运动的`向心力是谁提供的?
回答:地球与卫星间的万有引力即由牛顿第二定律得:
3、由以上可求出什么?
①卫星绕地球的线速度:
②卫星绕地球的周期:
③卫星绕地球的角速度:
教师可带领学生分析上面的公式得:
当轨道半径不变时,则卫星的周期不变、卫星的线速度不变、卫星的角速度也不变。
当卫星的角速度不变时,则卫星的轨道半径不变。
课堂练习:
1、假设火星和地球都是球体,火星的质量和地球质量。之比,火星的半径和地球半径之比,那么离火星表面高处的重力加速度和离地球表面高处的重力加速度。之比等于多少?
解:因物体的重力来自万有引力,所以:
则该天体表面的重力加速度为:
所以:
2、若在相距甚远的两颗行星和的表面附近,各发射一颗卫星和,测得卫星绕行星的周期为,卫星绕行星的周期为,求这两颗行星密度之比是多大?
解:设运动半径为,行星质量为,卫星质量为。
由万有引力定律得:
解得:
所以:
3、某星球的质量约为地球的的9倍,半径约为地球的一半,若从地球上高处平抛一物体,射程为60米,则在该星球上,从同样高度以同样的初速度平抛同一物体,射程应为:
A、10米B、15米C、90米D、360米
解得:(A)
布置作业:
探究活动
组织学生收集资料,编写相关论文,可以参考下列题目:
1、月球有自转吗?(针对这一问题,学生会很容易回答出来,但是关于月球的自转情况却不一定很清楚,教师可以加以引伸,比如月球自转周期,为什么我们看不到月球的另一面?)
2、观察月亮。
有条件的让学生观察月亮以及星体,收集相关资料,练习地理天文知识编写小论文。
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