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高中物理课万有引力定律教学设计

时间：2023年05月09日

来源：kaik

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下面就是小编给大家分享的高中物理课万有引力定律教学设计，本文共11篇，希望大家喜欢!本文原稿由网友“kaik”提供。

篇1：高中物理课万有引力定律教学设计

高中物理课万有引力定律教学设计

【教材分析】

物理学的发端始于人类对理解星体运行的追求。三百多年前，万有引力定律的发现堪称人类文明与理性探索进程中最壮丽的诗篇，其所体现出的科学智慧的震撼力，至今仍为世人所叹服，它第一次把看似毫不相关的地上与天上运动统一起来，第一次揭示大自然的对称和谐与物理规律表达简洁而含蓄的内在美，并作为牛顿的“从运动现象研究自然力”的又一个科学思辨范例，而不断为历代科学家所效仿。从物理学史进程中，可以看出《万有引力定律》这节内容是对上两节课教学内容的进一步推演，并与之构成本章的第一单元内容。同时，本节内容也是下节课教学内容的基础，是本章的教学重点，在高中物理中占有重要地位。因此万有引力定律的教学绝不能仅限于具体知识的讲解、记忆与实际的应用，更应强调人类对天体运动的认识以及建立万有引力定律的探究过程，把教学重点放在“引导学生体会万有引力定律发现过程中的思路和方法”上。然而，除了教材与教参已有的介绍外，我们对物理学史上这段辉煌史实真正了解多少？我们能否把握整个发现过程中的探索脉络，并将从中领悟到的思想精髓介绍给学生？由此看来，要教好新教材中的万有引力定律一章，适当扩展相应的知识背景，了解有关牛顿引力理论的现代评述，就显得十分必要了。

【学生分析】

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、向心加速度等概念有了较好的理解，并且掌握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起点能力。

从知识建构的进程来看，在上一节中学生经历了太阳与行星间引力的探究过程，从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，播放两个视频片段月球绕地球转动和苹果落地，很容易在他们脑中形成这样一个问题：地球对月球的引力和地球对苹果的引力会不会就是同一种力呢？从而为进一步探究万有引力定律的发现过程，确定了切入点。

然而高一学生其思维方式容易停滞在知识接受层面，而忽视概念间、规律间的相互联系，且很多学生不能建立明确的动态的物理图像或物理情景，进而无法通过同化和顺应，完成知识的建构过程。因此，在教学过程中要注重从学生实际入手，依据学生认知规律，注重创设物理情景，创造和谐的课堂氛围，进行互动讨论探究式教学。

【教学目标】

1.知识和技能目标

（1）掌握月—地检验。

（2）知道万有引力定律的内容、表达式和适用条件，会解决简单的引力计算问题。

2.过程和方法目标

学习物理规律提出猜想—理论推导—实验检验的科学研究方法。

3.情感、态度和价值观目标

（1）经历万有引力定律的发现过程，激发学生科学探究的兴趣。

（2）通过引力常量的测量简介，说明科学研究的长期性，提高学生的科学价值观。

【教学重点】

万有引力定律及适用条件。

【教学难点】

月地检验的思路。

【教学设计思想】

通过提出猜想—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，体会这种大胆的猜想、已有理论的应用、巧妙的实验检验和从中体现着的科学探索的精神与方法。

【教学设计过程】

一、新课引入

通过上节课的学习，我们已经知道了太阳与行星间的引力遵从平方反比律：。

公式中的G是比例系数，F是太阳和行星之间的引力，提供行星绕太阳近似圆周运动的向心力，正是这个引力使得行星不能飞离太阳。

『设计说明』：通过上述介绍，旨在让学生回忆上节课内容，回顾万有引力定律发现过程的前一半，从而为接下来的研究奠定基础，进而引出新课。

二、教授新课

（一）提出猜想

观察视频，提出问题。（引导学生回答，教师及时纠正补充）

月球为什么绕地球做圆周运动？

由于月球受到地球对它的吸引力。

苹果为什么向下运动而不向上运动？

苹果在其重力作用下落向地面。

那么受到的重力又是怎么产生的呢？

由于地球对苹果的吸引力而产生的。

我们很自然的想到，地球对月球的引力和地球对苹果的引力会不会就是同一种力呢？

按照我们物理学的研究规律，为了解释某种现象，提出猜想，这是理论，然后再去检验是否正确。物理学就是在不断的检验完善中前进的。同样我们的猜想是否正确也需要事实的检验。那么请同学们思考下面几个问题。

『设计说明』：通过月球绕地球运转和苹果自由下落的物理情景，唤醒学生脑中当年由苹果落地而引起遐想进而发现万有引力定律的故事情景，激发学生的兴趣与想像力。

（二）月地检验

创设问题情境，学生讨论，教师引导，互动探究。

检验天上和地上的力是否是同一种力，需要选谁为研究对象？

假定设想成立，天上和地上是同一种力，遵循相同的规律—平方反比律，那么苹果和月球受到的力该如何表示呢？

（这是理论猜想）

实际上月球受到的`力可以如何求解呢？

（提示：通过天文观测，我们已经知道了月球绕地球做圆周运动，能不能利用圆周运动的知识来求解呢？）

而苹果受到的力我们已经知道为。

接下来，请同学们思考，要验证我们的猜想，我们需要测量什么物理量？验证什么表达式呢？

（学生回答，教师引导总结。）

我们猜想天上地上是同一种力，天上的力是猜想，是理论，地上的力是实际，是检验，我们就是要验证猜想和实际是否相等。只选择一个研究对象月球或苹果，因比例系数G未知，所以无法检验。我们可以选取两个研究对象，研究它们的比值关系，实际就是月球和苹果的加速度关系，来完成实验的检验，这就是著名的月地检验。我们一起来看一下检验的思路。

检验思路

①通过猜想利用引力的平方反比律和牛顿第二定律计算地球表面苹果的加速度和月球的向心加速度。

②通过实验观测，利用已有规律，得到月球的向心加速度和地球表面苹果的加速度。

③综合以上结果，看加速度比值关系，比较猜想与实验观测的数据，得出结论。

好，请同学们开始验证。展示学生的推导过程。

结论：在误差允许的范围内，理论推导与实验观测得到的结果是相等的。

『设计说明』：通过创设问题情景，引导学生讨论探究检验思路，进行定量计算，掌握月地检验，用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，增强学生的理性认识，学习物理规律提出猜想—理论推导—实验检验的科学研究方法，同时经历万有引力定律的发现过程，激发学生科学探究的兴趣。

（三）万有引力定律

猜想：宇宙中一切物体之间会不会都存在这样的力呢？

现在我们提到万有引力似乎是老生常谈，但是，牛顿当时的魄力、胆识和惊人的想象力实在让我们佩服。这最后一步假设，虽然无法得到直接验证，但是我们也没有反驳它的理由，而且，以后的无数事实都支持了这一点—万有引力定律。请同学们看课本了解定律的内容。

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。即

――《自然哲学的数学原理》1687年牛顿著

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。

2.引力常量

牛顿得出了万有引力与物体质量及它们距离的关系，但却无法算出两个天体之间万有引力的大小，因为他不知道引力常量G的值。这个问题在一百多年以后，才被英国的物理学家卡文迪许（1731年－18）在实验室里通过扭秤对几个铅球之间的万有引力测量而解决，测出了引力常量G。（展示课件图片，简单讲解实验的原理与思想：铅球之间的引力使T形架转动，带动金属丝扭转，我们可以利用力矩平衡的知识来计算铅球之间的万有引力的大小。因金属丝的扭转程度很小，不易观察测量，所以在T形架上安装了一个小镜，让激光器照出的激光经小镜反射后落在标尺上，小镜转动后，测量光点在标尺上移动的距离，利用光放大的原理确定金属丝的扭转程度，进而测出引力，确定引力常量。）

目前推荐的标准值为G＝6.67259×10－11N·m2/Kg2，通常取G＝6.67×10－11N·m2/Kg2，（板书：引力常量G＝6.67×10－11N·m2/Kg2）它在数值上等于质量是1Kg的物体相距1米时的相互作用力，单位：N·m2/kg2。（强调掌握物理常量数量级的重要性）和以后我们将学习的静电力常量一样，引力常量是自然界中少数几个最重要的物理常量之一。完成扭秤试验后，卡文迪许又测量了多种物体间的引力，所得结果与利用引力常量G按万有引力定律计算所得结果相同。所以，引力常量的普适性成为万有引力定律正确性的见证，它为万有引力定律的普遍意义奠定了强有力的实验基础。在导学案上，给大家准备了引力常量测定的资料介绍，希望同学们课下自己阅读，了解其实验的原理与思想。

万有引力定律我们已经得到。

问题：如何使用万有引力定律进行简单的计算呢？学生讨论回答。

好，请看问题！两个质量均为50Kg的人互相接触时的万有引力如果用定律计算，结果好像是无穷大，那么这两个人永远不会分开了。是我们好不容易得到的定律错了？还是我们在使用定律时忽视了什么呢？这就是我们要继续学习的万有引力定律的适用条件。

3.适用条件

（1）万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算。当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时，物体可以看成质点，直接使用万有引力定律计算。（模型）

研究相互接触的两个人之间的万有引力时，不能把他们看作质点。

（2）当两物体是质量均匀分布的球体时，它们间的引力也可直接用公式计算，但式中的r是指两球心间距离。

研究太阳和地球之间的万有引力，可以把它们看作质量均匀的球体。

当研究物体不能看成质点时，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物体上所有质点的万有引力，然后求合力，这是微积分的思想。

万有引力定律产生于对太阳系行星运动的研究，但它对物质运动的适用性却要广泛得多。可以这样说，宇宙中凡有引力参与的一切复杂的现象，无不要归结到这样一条十分简洁的定律之中，这不能不使人惊叹宇宙万物超乎寻常的和谐及人类理性思考所具有的统摄力。

4.实践探究

创设情景：既然自然界中任何两个物体间都有万有引力，那么在日常生活中，我们各自之间或人与物体之间，为什么都对这种作用没有任何感觉呢？

根据情景中数据，学生进行估算：

①请估算两位同学，相距5m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=6.67×10-9N

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=489N

小结：由此可见通常物体间的万有引力极小，一般不易感觉到。而物体与天体间的万有引力（如人与地球）就不能忽略了。

5.对万有引力定律的理解

①普遍性：万有引力存在于任何两个物体之间。

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。

6.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；以前上千年才能观测到一颗行星，通过万有引力定律的指导，我们在指定位置很快就发现了新的行星，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心。

『设计说明』：让学生知道万有引力定律的内容、表达式和使用条件，体会物理学许多重大理论的发现，不是简单的实验总结，它需要直觉、想像力、大胆的猜想和假设。通过阅读材料，使学生体会卡文迪许扭秤实验精巧的实验方法，知道科学研究的长期性，提高学生的科学价值观。通过题目练习，学生进行估算和比较，从中锻炼学生的估算能力，体会万有引力常量数量级的重要性，加深对万有引力定律的理解。

【课堂小结】

学生体会：发现万有引力定律的思维过程：提出猜想──理论推导──实验检验

『设计说明』：通过黑板或多媒体展示本节课知识，在教师引导下，帮助学生构建自己的知识框架。

【布置作业】

1.阅读资料，了解引力常量的测量原理和方法。

2.课本问题与练习2、3题。

『设计说明』：通过学生课下阅读引力常量的测量简介资料，说明科学研究的长期性，提高了学生的科学价值观。

【教学设计后记】

本节课我对牛顿发现万有引力定律的过程，通过创设问题情景，让学生以科学家的角度分析、思考问题，经历万有引力定律的发现过程，激发学生科学探究的兴趣，体会牛顿的伟大，了解科学家提出猜想—理论推导—实验检验的科学研究方法。

在本节课的教学中，我通过精心设计问题，引导学生从选择研究对象入手，设计检验过程，基本解决了学生对月地检验的理解困难，用事实引导学生经历万有引力定律的得出过程，加深了学生对万有引力定律的认识。

总体说来，教学目标基本实现。

篇2：万有引力定律教学设计

【教学目标】

（一）知识与技能

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质量。

3．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

1．通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。

2．了解天体中的知识。

（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，让学生懂得理论来源于实践。

【教学重点】

1．行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。

2．会用已知条件求中心天体的质量。

【教学难点】

根据已有条件求中心天体的质量。

教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

【教学工具】

课件、计算机、地球仪、投影仪等多媒体教学设备。

【教学过程】

一、引入新课

教师活动：上节我们学习了万有引力定律的有关知识，现在请同学们回忆一下，万有引力定律的内容及公式是什么？公式中的G又是什么？G的测定是谁完成的？

学生活动：思考并回答上述问题：

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，跟它们的距离的平方成反比。

公式：F=G．

公式中的G是引力常量，它在大小上等于质量为1 kg的两个物体相距1 m时所产生的引力大小，经测定其值为6．67×10—11 N·m2/kg2。G的测定是由卡文迪许完成的。

教师活动：（播音部分）牛顿（1643—1727）是英国著名的物理学家、数学家和天文学家，是十七世纪最伟大的科学巨匠。牛顿一生对科学事业所做的贡献，遍及物理学、数学和天文学等领域。牛顿在物理学上最主要的成就，是创立了经典力学的基本体系，对于光学，牛顿致力于光的颜色和光的本性的研究，也作出了重大贡献。牛顿在数学方面，总结和发展了前人的工作，提出了“流数法”，建立了二项式定理，创立了微积分。在天文学方面，牛顿发现了万有引力定律，创制了反射望远镜，并且用它初步观察到了行星运动的规律。

上面用了两个字“发现”，不是发明！正如幼儿园有一个小朋友造句：我爸爸发现了我的妈妈，然后发明了我。

万有引力发现后，再经过了一百多年，才确定引力常量。卡文迪许扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T型架，倒挂在一根金属丝的下端。T形架水平部分的两端各装一个质量是m的小球，T形架的竖直部分装一面小平面镜M，它能把射来的光线反射到刻度尺上，这样就能比较精确地测量金属丝的扭转。他测定了引力常量。这也提供了我们测量微小物体质量的方法。古代，曹操的儿子曹冲利用浮力称出了大象的质量。那我们现在有没有可能利用已知的知识来称地球呢？

二、进行新课

（一）“科学真实迷人”

教师活动：引导学生阅读教材“科学真实迷人”部分的内容，思考问题［投影出示］：

1．推导出地球质量的表达式，说明卡文迪许为什么能把自己的实验说成是“称量地球的重量”？

2．设地面附近的重力加速度g=9．8m/s2，地球半径R =6．4×106m，引力常量G=6．67×10-11 Nm2/kg2，试估算地球的质量。

学生活动：阅读课文，推导出地球质量的表达式，在练习本上进行定量计算。

教师活动：由于地球自转非常慢，一天只转了一圈，所以对应的自转偏向力很小。在这里，我们忽略不计。投影学生的推导、计算过程，一起点评。

kg重力加速度与高度的变化：若物体静止在距离地面高为h的高空

（二）计算天体的质量

教师活动：（课件展示太阳系里面的星体的美丽图片），《万有引力理论的成就》

教学设计

引导学生阅读教材“天体质量的计算”部分的内容，同时考虑下列问题［投影出示］：

1．应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么？

2．求解天体质量的方程依据是什么？

学生活动：学生阅读课文第一部分，从课文中找出相应的答案。

1．求解天体质量的基本思路是：根据环绕天体的运动情况，求出其向心加速度，然后根据万有引力充当向心力，进而列方程求解．

2．从前面的学习知道，天体之间存在着相互作用的万有引力，而行星（或卫星）都在绕恒星（或行星）做近似圆周的运动，而物体做圆周运动时合力充当向心力，故对于天体所做的圆周运动的动力学方程只能是万有引力充当向心力，这也是求解中心天体质量时列方程的根源所在。

教师活动：引导学生深入探究

请同学们结合课文知识以及前面所学匀速圆周运动的知识，加以讨论、综合，然后思考下列问题［投影出示］。学生代表发言。

1．天体实际做何运动？而我们通常可认为做什么运动？

2．描述匀速圆周运动的物理量有哪些？

3．根据环绕天体的运动情况求解其向心加速度有几种求法？

4．应用天体运动的动力学方程──万有引力充当向心力求出的天体质量有几种表达式？各是什么？各有什么特点？

5．应用此方法能否求出环绕天体的质量？

学生活动：讨论，得出答案。学生代表发言。

1．天体实际运动是沿椭圆轨道运动的，而我们通常情况下可以把它的运动近似处理为圆形轨道，即认为天体在做匀速圆周运动。

2．在研究匀速圆周运动时，为了描述其运动特征，我们引进了线速度v，角速度ω，周期T三个物理量。

师生互动：

从上面的学习可知，在应用万有引力定律求解天体质量时，只能求解中心天体的质量，而不能求解环绕天体的质量。而在求解中心天体质量的三种表达式中，最常用的是已知周期求质量的方程。因为环绕天体运动的周期比较容易测量。

教师活动：投影例题：某宇航员驾驶航天飞机到某一星球，他使航天飞机贴近该星球附近飞行一周，测出飞行时间为4．5?103s，则该星球的平均密度是多少？

学生活动：在练习本上分析计算，写出规范解答：

分析：航天飞机绕星球飞行，万有引力提供向心力，所以：

教师活动：投影学生求解过程，点评。

（三）发现未知天体

教师活动：请同学们阅读课文“发现未知天体”部分的内容，考虑以下问题［投影出示］：

教学设计

1．应用万有引力定律除可估算天体质量外，还可以在天文学上有何应用？

2．应用万有引力定律发现了哪些行星？

学生活动：阅读课文，从课文中找出相应的答案：

1．应用万有引力定律还可以用来发现未知的天体。

2．海王星、冥王星就是应用万有引力定律发现的。

教师活动：投影海王星照片与它的地貌照片

引导学生深入探究：

人们是怎样应用万有引力定律来发现未知天体的？发表你的看法。

学生活动：讨论并发表见解。

人们在长期的观察中发现天王星的实际运动轨道与应用万有引力定律计算出的轨道总存在一定的偏差，所以怀疑在天王星周围还可能存在有行星，然后应用万有引力定律，结合对天王星的观测资料，便计算出了另一颗行星的轨道，进而在计算的位置观察新的行星。

教师点评：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．

三、课堂总结、点评

教师活动：

1．处理天体运动问题的关键是：万有引力提供做匀速圆周运动所需的向心力。

2．忽略地球自转,物体所受重力等于地球对物体的引力。

学生活动：认真总结概括本节内容，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，看谁的更好，好在什么地方。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

【教学体会】

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

篇3：万有引力定律教学设计

一、内容人教版普通高中课程标准试验教科书物理必修2第六章第4节《万有引力理论的成就》

二、教学分析

1.教材分析

本节课是《万有引力定律》之后的一节，内容是万有引力在天文学上的应用。教材主要安排了“科学真是迷人”、“计算天体质量”和“发现未知天体”三个标题性内容。学生通过这一节课的学习，一方面对万有引力的应用有所熟悉，另一方面通过卡文迪许“称量地球的质量”和海王星的发现，促进学生对物理学史的学习，并借此对学生进行情感、态度、价值观的学习。

2．教学过程概述

本节课从宇宙中具有共同特点的几幅图片入手，对万有引力提供天体圆周运动的向心力进行了复习引入万有引力在天体运动中有什么应用呢？接下来，通过“假设你成为了一名宇航员，驾驶宇宙飞船……发现前方未知天体”，围绕“你有什么办法可以测出该天体的质量吗”全面展开教学。密度的计算以及海王星的发现自然过渡和涉及。在教材的处理上，既立足于教材，但不被教科书所限制，除了介绍教科书中重要的基本内容外，关注科技新进展和我国天文观测技术的发展，时代气息浓厚，反映课改精神，着力于培养学生的科学素养。

三、教学目标

1.知识与技能

（1）通过 “计算天体质量”的学习，学会估算中数据的近似处理办法，学会运用万有引力定律计算天体的质量；

（2）通过“发现未知天体”，“成功预测彗星的回归”等内容的学习，了解万有引力定律在天文学上的重要应用。

2.过程与方法

运用万有引力定律计算天体质量，体验运用万有引力解决问题的基本思路和方法。

3.情感、态度、价值观

（1）通过“发现未知天体”、“成功预测彗星的回归”的学习，体会科学定律在人类探索未知世界的作用；

（2）通过了解我国天文观测技术的发展，激发学习的兴趣，养成热爱科学的情感。

四、教学重点

1.中心天体质量的计算；

2. “称量地球的质量”和海王星的发现，加强物理学史的教学。

五、教学准备实验器材、PPT课件等多媒体教学设备

六、教学过程

（一）、图片欣赏复习引入

通过几张宇宙图片的欣赏，学生体验宇宙中螺旋的共同特点，万有引力提供向心力是天体都遵循的规律。那么，万有引力定律在天体运动中还有哪些具体的应用呢？让我们一起进入本章《万有引力理论的成就》的学习。

（二）、创设情境解决中心问题

情境创设：假如你成为了一名宇航员，驾驶宇宙飞船航行在宇宙深处，突然，前方一美丽的天体出现在你的面前。你先关闭了宇宙的发动机，然后飞船刚好绕美丽天体做了完美的圆周运动，绕行一周后，飞船就平稳的降落在了星球上。

合作讨论：你有什么办法可以测得这一神秘天体的质量吗？

（学生通过小组探究，教师巡回指导，形成自己本组的意见，由小组选出的代表来向全班展示自己思考的结果。）

小组代表讲解展示：

思路一：测出宇宙飞船绕行一周的时间和轨道半径，根据万有引力提供向心力，

即：

从而得出星球（中心天体）的质量

思路二：根据宇航员降落在星球表面上后，重力近似等于万有引力，

即：得出

在思路二完成之后，紧接着问题：如何测得星球表面的重力加速度g呢？

（学生讨论回答，现场教师展示借助小球的自由落体运动，通过现代技术“传感器”现场完成重力加速度的测量。）

设计说明： 1.通过“学生成为宇航员驾驶宇宙飞船发现未知天体”的情境创设，围绕”如何测得星球的质量？”这一中心问题展开学生的讨论活动，在让学生觉得有趣味的同时，通过小组讨论、合作学习来促使学生创造性的思考、解决本节课的中心问题。2.多媒体和现代测量方法——传感器让学生感受技术带来的便捷。

（三）、物理学史展现人文魅力

启示：一旦测出了引力常量G，那么就可以利用公式得到地球的质量了。

17，卡文迪许通过自己设计的扭秤实验，成功得到了引力常量的值。因此卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球的重量”，是不无道理的。

而正是这段故事，让一个外行人、著名文学家马克·吐温满怀激情的说：“科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多的收获！”

(四)、课堂延伸——如何得到这一天体的密度？

设计说明：在这一问题中，老师提示了球体的体积公式，然后就把时间交给学生了。学生进行了积极的演算，可得到的答案有两种，一种是带有半径的，而另一种则是把半径约分掉的。“为什么半径可以约掉呢？”这一问题又再一次促进了学生的思考。而这也保证了课堂的开放性。

(五)、发现未知天体

视频：“海王星的发现”，——展现科学发现的足迹，注重学生进行科学态度和情感。

诺贝尔物理学奖获得者、物理学家冯劳厄说：“没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力的树立起人们对年轻物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国……”

(六)、课堂小结与反馈简单回顾本节课的教学内容

七、板书设计：第4节《万有引力理论的成就》

一、图片欣赏，引入新课

二、测中心天体的质量

三、卡文迪许——人文魅力

四、应用

1.测天体密度

2.发现未知天体

八、教学反思：

本节课在教学设计上创造性的使用教材，通过“学生成为宇航员驾驶宇宙飞船发现未知天体”的情境创设，让学生在极大的趣味中完成了本节中心内容的教学。学生的学习过程脉络清晰。物理学家的人文魅力学生也有一定的感知。

篇4：万有引力定律教学设计

教学目标

知识目标：

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，且遵守相同的规律

能力目标：

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、训练学生透过现象(行星的运动)看本质(受万有引力的作用)的判断、推理能力

德育目标：

1、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，渗透科学发现的方法论教育。

2、培养学生的猜想、归纳、联想、直觉思维能力。

教学重难点

教学重点：

月——地检验的推倒过程

教学难点：

任何两个物体间都存在万有引力

教学过程

(一)引入：

太阳对行星的引力是行星做圆周运动的向心力，，这个力使行星不能飞离太阳;地面上的物体被抛出后总要落到地面上;是什么使得物体离不开地球呢?是否是由于地球对物体的引力造成的呢?

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受到地球的引力似乎没有明显减小。如果物体延伸到月球那里，物体也会像月球那样围绕地球运动。地球对月球的引力，地球对地面上的物体的引力，太阳对行星的引力，是同一种力。你是这样认为的吗?

(二)新课教学：

一.牛顿发现万有引力定律的过程

(引导学生阅读教材找出发现万有引力定律的思路)

假想——理论推导——实验检验

(1)牛顿对引力的思考

牛顿看到了苹果落地发现了万有引力，这只是一种传说。但是，他对天体和地球的引力确实作过深入的思考。牛顿经过长期观察研究，产生如下的假想：太阳、行星以及离我们很远的恒星，不管彼此相距多远，都是互相吸引着，其引力随距离的增大而减小，地球和其他行星绕太阳转，就是靠劂的引力维持。同样，地球不仅吸引地面上和表面附近的物体，而且也可以吸引很远的物体(如月亮)，其引力也是随距离的增大而减弱。牛顿进一步猜想，宇宙间任何物体间都存在吸引力，这些力具有相同的本质，遵循同样的力学规律，其大小都与两者间距离的平方成反比。

(2)牛顿对定律的推导

首先，要证明太阳的引力与距离平方成反比，牛顿凭着他对于数学和物理学证明的惊人创造才能，大胆地将自己从地面上物体运动中总结出来的运动定律，应用到天体的运动上，结合开普勒行星运动定律，从理论上推导出太阳对行星的引力F与距离r的平方成反比，还证明引力跟太阳质量M和行星质量m的乘积成正比，牛顿再研究了卫星的运动，结论是：

它们间的引力也是与行星和卫星质量的乘积成正比，与两者距离的平方成反比。

(3)。牛顿对定律的检验

以上结论是否正确，还需经过实验检验。牛顿根据观测结果，凭借理想实验巧...

篇5：万有引力定律教学设计

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。

【万有引力定律教学设计（精选5篇）】

篇6：万有引力定律优秀教学设计

一、教学目标

【知识与技能】

了解万有引力定律的发现思路和过程;知道什么是万有引力定律;知道万有引力常量以及它的测量方法。

【过程与方法】

通过逐步建立万有引力定律的过程，提高演绎思维能力与归纳概括能力，学习物理规律“提出猜想--理论推导--实验检验”的科学研究方法。

【情感态度与价值观】

感受物理学的`科学魅力，形成严谨的思维方式。

二、教学重难点

【重点】

月--地检验，万有引力定律，引力常量。

【难点】

月--地检验的思路。

三、教学过程

环节一：导入新课

教师带领学生回顾太阳与行星的引力公式。

教师追问：行星与太阳间的引力能使行星不能飞离太阳，那是什么力使地面的物体不能离开地球，总要落回地面呢?

环节二：新课讲授

(一)万有引力的猜想

教师讲述牛顿对苹果思考的故事：苹果成熟后会受重力掉落在地面，如果苹果树长在最高的山顶上，苹果也会受重力落到地面上，并且这个力没有明显的变化，如果苹果树延伸到月球上，这个力会不会作用到月球上?

引出猜想：拉住月球使它绕地球运动的力，与拉着苹果下落的力是否是同种力?

篇7：高中物理万有引力定律教学设计

知识目标

1、在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此定律有初步理解；

2、使学生了解并掌握万有引力定律；

3、使学生能认识到万有引力定律的普遍性（它存在宇宙中任何有质量的物体之间，不管它们之间是否还有其它作用力）。

能力目标

1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题；

2、使学生能应用万有引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题。

情感目标

1、使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力，甚至付出了生命，最后牛顿总结了前人经验的基础上才发现的。让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考。

教学建议

万有引力定律的内容固然重要，让学生了解发现万有引力定律的过程更重要。建议教师在授课时，应提倡学生自学和查阅资料。教师应准备的资料应更广更全面。通过让学生阅读“万有引力定律的发现过程”，让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关。教师在授课时可以让学生自学，也可由教师提出问题让学生讨论，也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论。

教学目的：

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；

教学难点：万有引力定律的应用

教学重点：万有引力定律

教学工具：

展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人图片。

教学过程

（一）新课教学（20分钟）

1、引言

展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史：

十七世纪中叶以前的漫长时间中，许多天文学家和物理学家（如第谷、哥白尼，伽利略和开普勒等人），通过了长期的观察、研究，已为人类揭示了行星的运动规律。但是，长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么。却缺乏了解，更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究。

伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上，进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中，研究、确立了《万有引力定律》。从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因，为天体动力学的发展奠定了基础。那么：

（1）牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢？

（2）《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的？

以上两个问题就是这节课要研究的重点。

2、通过举例分析，引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法。

苹果在地面上加速下落：（由于受重力的原因）：

月亮绕地球作圆周运动：（由于受地球引力的原因）；

行星绕太阳作圆周运动：（由于受太阳引力的原因），

（牛顿认为）

牛顿将上述各运动联系起来研究后提出：这些力是属于同种性质的力，应遵循同一规律；并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间。

3、引入课题。

板书：第二节、万有引力定律

（1）万有引力：宇宙间任何有质量的物体之间的相互作用。（板书）

（2）万有引力定律：宇宙间的一切物体都是相互吸引的。两个物体间的引力大小，跟他们之间质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。（板书）

式中：为万有引力恒量；为两物体的中心距离。引力是相互的（遵循牛顿第三定律）。

（二）应用（例题及课堂练习）

学生中存在这样的问题：既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的，哪为什么物体没有被吸引到一起？（请学生带着这个疑问解题）

例题1、两物体质量都是1kg，两物体相距1m，则两物体间的万有引力是多少？

解：由万有引力定律得：

代入数据得：

通过计算这个力太小，在许多问题的计算中可忽略。

例题2、已知地球质量大约是，地球半径为 km，地球表面的重力加速度。

求：

（1）地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力？

（2）地球表面一质量为10kg物体受到的重力？

（3）比较万有引力和重力？

解：（1）由万有引力定律得：

代入数据得：

（2）

（3）比较结果万有引力比重力大。原因是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。

（三）课堂练习：

教师请学生作课本中的练习，教师引导学生审题，并提示使用万有引力定律公式解题时，应注意因单位制不同，值也不同，强调用国际单位制解题。请学生同时到前面，在黑板上分别作1、2、3题。其它学生在座位上逐题解答。此时教师巡回指导学生练习随时注意黑板上演算的情况。

（四）小结：

1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间（天体间、地面物体间、微观粒子间）。天体间万有引力很大，为什么？留学生去想（它是支配天体运动的原因）。地面物体间，微观粒子间：万有引力很小，为什么？它不足以影响物体的运动，故常常可忽略不计。

2、应用万有引力定律公式解题，值选，式中所涉其它各量必须取国际单位制。

（五）布置作业（3分钟）：教师可根据学生的情况布置作业。

探究活动

组织学生编写相关小论文，通过对资料的收集，了解万有引力定律的发现过程，了解科学家们对知识的探究精神，下面就是相关的题目。

1、万有引力定律发现的历史过程。

2、第谷在发现万有引力定律上的贡献。

篇8：高中物理万有引力定律教学设计

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，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。

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和卡文迪许测定万有引力常量的实验，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

将V=2πr/T代入上式得

利用开普勒第三定律代入上式

得到：

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∝

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∝写成等式就是F=G （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。

教师：但是牛顿的思考还是没有停止。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：

猜想二：地球与月球之间的力，和地球与其周围物体之间的力是否遵从相同的规律？

教师：地球对月球的引力提供向心力，即F= =ma

地球对其周围物体的力，就是物体受到的重力，即F’=m’g

从以上推导可知：地球对月球的引力遵从以上规律，即F=G

那么，地球对其周围物体的力是否也满足以上规律呢？即F’=G

此等式是否成立呢？

已知：地球半径R=6.37×106m ，月球绕地球的轨道半径r=3.8×108 m ，月球绕地球的公转周期T=27.3天，重力加速度g=9.8

（以上数据在当时都已经能够精确测量）

提问：同学们能否通过提供的数据验证关系式F’=G 是否成立？

学生回答基础上教师总结：

假设此关系式成立，即F’=G

可得： =ma=G

F’=m’g=G

两式相比得： a/g=R2 / r2

但此等式是在以上假设成立的基础上得到的，反过来若能通过其他途径证明此等式成立，也就证明了前面的假设是成立的。代人数据计算：

a/g≈1/3600

R2 / r2≈1/3600

即a/g=R2 / r2 成立，从而证明以上假设是成立的，说明地球与其周围物体之间的力也遵从相同的规律，即F’=G。

这就是牛顿当年所做的著名的“月—地”检验，结果证明他的猜想是正确的。从而验证了地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，遵守同样的规律。

教师：不过牛顿的思考还是没有停止，假如你是牛顿，此时你又会想到什么呢？

学生回答基础上教师总结：

猜想三：自然界中任何两个物体间的作用力是否都遵从相同的规律？

牛顿在研究了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。于是他大胆地把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。

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

如果用m1和m2表示两个物体的质量，用r表示它们的距离，那么万有引力定律可以用下面的公式来表示（其中G为引力常量）

说明：

1、G为引力常量，在SI制中，G=6.67×10—11N·m2/kg2。

2、万有引力定律中的物体是指质点而言，不能随意应用于一般物体。

a、对于相距很远因而可以看作质点的物体，公式中的r 就是指两个质点间的距离；

b、对均匀的球体，可以看成是质量集中于球心上的质点，这是一种等效的简化处理方法。

教师：牛顿虽然得到了万有引力定律，但并没有很大的实际应用，因为当时他没有办法测定引力常量G的数值。直到一百多年后英国的另一位物理学家卡文迪许才用实验测定了G的数值。

利用多媒体演示说明卡文迪许的扭秤装置及其原理。

扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架，把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力，石英丝就会扭转一个角度。力越大，扭转的角度也越大。反过来，如果测出T形架转过的角度，也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球，再在每个小球的附近各放一个大球，大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律，大球会对小球产生引力，T形架会随之扭转，只要测出其扭转的角度，就可以测出引力的大小。当然由于引力很小，这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢？卡文迪许在T形架上装了一面小镜子，用一束光射向镜子，经镜子反射后的光射向远处的刻度尺，当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时，刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样，就起到一个化小为大的效果，通过测定光斑的移动，测定了T形架在放置大球前后扭转的角度，从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律，并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。

卡文迪许测定的`G值为6.754×10—11 N·m2/kg2，现在公认的G值为6.67×10—11 N·m2/kg2。由于万有引力恒量的数值非常小，所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的，我们可以估算一下，两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力有多大（可由学生回答：约6.67×10—7N），这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到，如地球对我们的引力大致就是我们的重力，月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大，又是非常惊人的：如太阳对地球的引力达3.56×1022N。

教师：万有引力定律建立的重要意义

17世纪自然科学最伟大的成果之一，它把地面上的物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响，而且它第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。

篇9：高中物理万有引力定律教学设计

【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。为此整个教学流程如下：通过回忆行星与太阳间的引力规律对比苹果落地引起猜想———或许这是同一性质的力。再通过教师引导，学生亲自计算通过月—地检验得出结论：行星与太阳间引力和物体重力是同一种性质的力。然后通过合理的、更大胆的猜想总结出万有引力定律。最后通过学习卡文迪许的扭称实验测定引力常量G理解该常量的重大物理意义。

通过苹果落地引起猜想——月—地检验理论推导——卡文迪许的扭称实验检验过程，让学生在学习物理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。同时通过实验对万有引力定律的验证，强调物理实验在学习过程中的重要性。

【教学过程】

新课引入

教师手拿一枚苹果提问：“看到这枚苹果想到了什么？”

学生各抒己见：香、甜、苹果手机等。

教师总结：是的，我和大家的想法是一样的。苹果是水果届之王，不仅在通讯领域地位显赫，在物理学上也有很重要的地位。科学巨人牛顿在他的后花园与一枚苹果的对话揭示了一条伟大的定律。万有引力定律。这条定律是如何总结出？本节课我们一起学习。

首先我们先了解一下本节课标的要求。

①知道地面上物体所受重力与天体间的引力是同一性质的力。

② 理解万有引力定律的含义，会用万有引力定律解决有关实际问题。

③了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。

带着课标对我们的要求，开始这节课内容的学习。

通过上一节的学习，我们已经知道了太阳与行星间的引力规律，提问：规律是什么？

学生集体答：太阳与行星间的引力与它们质量的乘积成正比，与他们距离的二次方成反比即 F=GMmr2。

这一节我们将继续追寻牛顿的足迹“发现”万有引力定律。

教授新课

一．月—地检验

播放动画，提出问题：

牛顿运用它超凡的数学能力证明了行星与太阳之间的引力关系，那么是什么力使得苹果不能离开地球而总是落回地面呢？地球吸引苹果的力和地球吸引月球的力会不会是同一种力呢？

学生活动一：学生阅读课文39页小组讨论如何从理论上证明地球吸引月球的力与地球吸引苹果的力是同一种性质的力？（已知r月=60R地）

小组讨论，汇报成果：（理论证明）

观点一假如这两个力是同一种性质的力，那么都应满足太阳与行星间引力关系式 F=GMmr2。为了避免物体质量对力大小的影响，我们可以将同一个苹果放到月球轨道上来替代月球。这样只需求出两个引力的大小，再比较F月F地=13600即可。

观点二由 F=GMmr2 结合牛顿第二定律 F=ma=GMmr2 知在计算过程中可以将月球和苹果的质量约掉，只需求出它们的加速度 a=GMr2 。然后比较两个加速度的大小a月a地=13600即可证明它们是同一种性质的力。

教师小结：加速度之比与轨道半径成反比，只需要证明a月a地=R2r2=13600即可证明地球吸引苹果的力与地球吸引月球的力是同种性质的力

在牛顿时代，已经能测出月球到地球的距离，月球公转周期27.3天，还有地球上物体的加速度即重力加速度g=9.8m/s2同学们能否根据以上数据验证前面的猜想呢？

验证猜想：

学生活动二：请学生们分小组讨论计算验证猜想，然后小组选代表讲述验证过程。

学生上黑板展示计算过程并讲解：

月球绕地球运动可看出圆周运动，月球轨道上的加速度就是向心加速度可以用以下公式求出这个向心加速度再与地球上物体的加速度比之即可验证。

误差允许范围内，证明成功。

结论：地球对月球的引力、地球对地面上物体的引力以及太阳与行星间的引力，确实是同一种性质的力，遵守相同的规律。

【设计思想】让学生自己动手推导，得出结论。用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，有更强的说服力。

进一步猜想

顺着这个思路继续想，既然天上的力和人间的力遵守相同的规律，那么是不是任意两个物体之间都存在这样的力呢？

很可能，只是我们身边的物体质量比天体质量小的多，我们感觉不到而已。于是，牛顿大胆把以上规律推广到了宇宙中一切物体之间，就得到了著名的万有引力定律。

二．万有引力定律

1、内容：自然界中任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小跟这两个物体的质量和的乘积成正比，跟两物体之间的距离的平方成反比。

（学生集体朗读定律内容，并思考定律中反映了哪些相关信息）

2、公式：

（引导学生注意各个符号代表的物理意义）

3、关于r的理解：（学生思考回答）

①只适用于质点间引力的计算，r取两质点间距。

【教师补充】 ②两物体是质量均匀分布的球体时，也可直接用公式计算，r指两球心间距。

③一个物体可看成质点，另一个为质量分布均匀的球体时，r取质点到球心间距。

学生活动三：问题：当两物体间的距离时，则两物体之间的引力，这种观点对么？

学生各抒己见，教师总结回答。

解：当两物体间距离时，物体不能看成质点，公式已不再适用。

如果两个物体不能看做质点，就不能用这个公式计算，但是物体间的万有引力依然存在的。

4、性质：

（1）．普遍性：万有引力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，它是自然界的物体间的基本相互作用之一。

（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，符合牛顿第三定律。

（3）．宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义．在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计。

5、万有引力定律的意义

教师小结

通过这一小节的学习我们知道了万有引力定律是如何从天上降落到了人间。也体会到了物理严谨有趣的逻辑思维。在灿烂的星空下，那些已知或未知的天体都是在万有引力定律的指挥下有条不紊的运行，多么神奇，这也体现了物理的统一、和谐之美。

三、引力常量的测定

牛顿虽然发现了万有引力定律，却没有给出引力常量G的数值。由于一般物体间的引力非常小，用实验测定极其困难。直到一百多年之后，才由英国的物理学家卡文迪许用精巧的扭秤测出。课件展示图片（教材中没有，补充给学生）并介绍构造、实验过程，引导学生一起分析原理。

扭秤的主要部分是：一个T字形轻而结实的框架，倒挂在一根石英丝下。在T形架的两端各固定一个小球，再在每个小球的附近各放一个大球，根据万有引力定律，大球会对小球产生引力，T形架会随之扭转，只要测出其扭转的角度，就可以测出引力的大小。

由于引力很小，这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢？卡文迪许在T形架上装了一面小镜子，用一束光射向镜子，经镜子反射后的光射向远处的刻度尺，当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时，刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样，就起到一个化小为大的。

篇10：火箭物理课教学设计

火箭物理课教学设计

教学目标

知识目标：初步知道火箭的工作原理，常识性了解三级火箭的结构，初步认识采用三级火箭发射的优越性。

能力目标：提高从信息中学习的能力。

情感目标：通过有关火箭发展史的介绍和火箭应用方面的知识的学习，受到良好的爱国主义和热爱科学等方面的教育。

教学建议：教法建议

本节为选学内容，建议提供有关的资料，学生阅读自学，列出学习提纲和思考题，主要学习的内容是：我国古代在火箭方面做的贡献、现代火箭的用途、火箭工作的简单原理、能量转化、火箭的种类及其特点、设计三级火箭的原因、三级火箭是如何提高效率的、我国的火箭发展状况、世界火箭的发展状况。

还可以采用学生利用信息学习的方法教学，可以提出课题由学生设计研究方案，写出可行性方案，实验和实践，查阅资料，对学习过程进行评估等，教师可以组织学生小组活动，学生小组团结协作完成设计的工作。

教学设计方案

火箭

【课题】火箭

【重难点】火箭的`工作原理；设计三级火箭的原因和三级火箭是如何提高效率的。

【教学过程设计】

一、火箭的一般知识

方法1、教师提供材料，学生自主学习。提供的内容要有：我国火箭的历史资料（要有关于神火飞鸦的资料）；现代火箭的用途；火箭的原理；火箭的种类和各自的特点；我国火箭的发展状况；世界火箭的发展情况。学生学习了资料，应当回答一些问题，问题可以有：历史上最早的火箭是什么；简单叙述火箭的原理；火箭工作过程中的能量转化；火箭的种类；我国火箭的发展在世界上处于什么地位。

方法2、对于基础较好的班级，可以采用的方法是实验探究和学生利用信息学习。提高学生信息的采集、处理能力。具体可行的方法有，教师可以制订多个课题，学生组织成小组选择某个课题，进行学习和研究。参考课题如下：查阅我国古代和世界早期关于火箭发展的资料；探究火箭的原理（可以用设计实验的方法探究，具体方法可以参考“火柴火箭”）；查阅有关火箭的作用的资料。学生小组选择了某个课题，可以自行设计探究计划和实施方案，并在教师的指导下进行探究活动。本教学方法应用于教师有较高的背景知识和应变能力。

二、三级火箭

方法1、教师提供资料，学生自主学习。提供的资料内容主要是三级火箭的设计思想、三级火箭是怎样工作的。学生通过学习回答一些问题：运载火箭的任务是什么，三级火箭是如何适应这种任务的，三级火箭的具体工作过程。

方法2、对于基础较好的班级，可以采用探究式学习方法，教师提供课题学生自行选择，课题有：火箭设计的发展历史；三级和多级火箭的工作原理和优点；火箭未来的发展前景预测。学生可以自行设计方案进行探究。方法同第一内容的方法2。

【板书设计】

第四节火箭

一、火箭的一般知识

1、我国古代的火箭：神火飞鸦

2、火箭升空的原理

3、火箭工作的能量转化：化学能转化为机械能

4、火箭的种类

二、三级火箭

1、三级火箭的工作过程

2、我国火箭的发展状况

探究活动

利用信息学习：关于火箭的知识

【课题】关于火箭的知识

【组织形式】个人或自由结组

【活动流程】制订子课题；制订查阅和查找方式；收集相关的材料；分析材料并得出一些结论；评估；交流与合作。

【参考方案】查阅火箭的有关历史资料，火箭的应用方面的知识，我国关于火箭的发展。

【备注】

1、网上查找的资料要有学习的过程记录。

2、和其他成员交流，发现共性和差异。

3、发现新问题。物理教案－火箭

篇11：物理课电阻教学设计

整体设计：

本节主要内容为电阻概念的建立及对其影响因素的探究，这些内容是学习第四节“变阻器”的理论基础。作为电学中三大基本概念之一，“电阻”处于枢纽和核心的位置。因为电学知识的应用离不开电阻，各种用电器的功能实现决定于所用电阻的性质和特点，人类对电学规律的探索、各类用电器的发明，都离不开对电阻的研究。仅就初中所学电学知识来说，电学中所考查的难点问题也离不开电阻，因电路中电阻的变化会引起电流的改变，电流的改变会引起电功率的改变。所以本节内容在为学习“变阻器”作准备的同时也为后续电学知识“欧姆定律”和“电功率”的学习提供理论支持。

“导入新课”可依据教材提示，通过学生的课前调查或教师的课堂展示使学生认识到导线多用“铜”和“铝”来制作这一事实，引出问题，从而展开探究。

“演示实验”通过把长短、粗细相同的不同导体(铜丝和镍铬合金丝)连入电路中，观察灯泡明亮程度的变化，来获得不同导体(相同条件下)对电路中电流的阻碍作用的信息。电阻概念的引出是通过上述实验得出的，教师进行演示时可以多选取几种材料进行比较。本实验有两个作用：一是引出电阻的概念，导体对电流有阻碍作用，电阻是导体本身固有的一种属性。二是表明电阻的大小跟导体的种类等因素有关。电阻的概念比较抽象，教学中教师最好不要硬性地将其灌输给学生，而应该通过演示实验，让学生观察、比较、分析，确认导体对电流有阻碍作用后得出，即要把电阻概念的教学变得直观、生动、具体，并且使学生明确怎样用实验的方法比较导体电阻的大小。

“电阻”概念的教学，教材是以电阻的定义、大小和单位、常见的电阻器为核心展开，直接给出电阻单位的名称、简称、符号、换算关系。教材没有给出电阻率的概念，而是在后面的小资料中给出几种“长度为1 、横截面积为1 2金属导线在20 ℃时的电阻值”。这样处理既满足课程标准的要求，又向学生渗透电阻的本质特征是表征物质的一种固有属性，不同导体的导电能力是不同的。换句话说，不同的导体对电流的阻碍作用不同。

“决定电阻大小的因素”的教学，可从生活中的高压线又粗又直，而电炉丝又细又长引出问题，引导学生运用“控制变量法”设计实验进行探究，条件好的学校可设计成分组实验完全由学生进行探究，而教师进行指导。如果学校实验室中镍铬合金丝较少或不易买到，也可用电炉丝(主要成分为镍铬合金，买来后将其拉直即可)来替代进行实验。

“科学世界”主要介绍了半导体和超导现象，利用电阻的知识，进一步说明导体与绝缘体的区别，进行知识的拓展与升华。由于半导体的应用已很广泛，向学生介绍这方面的知识，对启发学生思维，开阔眼界，提高学习兴趣，都大有好处。

教学重点：

1．电阻概念的建立。

2．探究决定电阻大小的因素。

教学难点：

1．在探究决定电阻大小因素的过程中，掌握控制变量法。

2．难点是：认清电阻是导体自身的性质，与电压、电流无关。

教学方法：

自主、合作、探究式学习。

课时安排：1课时

三维目标：

一、知识与技能