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高二物理万有引力定律解说设计

2017-10-31| 来源:互联网| 查看:90

摘要:【摘要】佳构进修网小编编辑整理了高二物理万有引力定律解说设计,供宽大同学们在暑假期间,温习本门课程,但愿能辅佐同学们加深影象,固定学过的常识! 【课本阐明】 物理学

【摘要】佳构进修网小编编辑整理了高二物理万有引力定律解说设计,供宽大同学们在暑假期间,温习本门课程,但愿能辅佐同学们加深影象,固定学过的常识!

【课本阐明】

物理学的发端始于人类对领略星体运行的追求。三百多年前,万有引力定律的发明堪称人类文明与理性摸索历程中最壮丽的诗篇,其所浮现出的科学伶俐的震撼力, 至今仍为世人所叹服,它第一次把看似绝不相关的地上与天上举动统一起来,第一次展现大自然的对称调和与物理纪律表达简捷而蕴藉的内涵美,并作为牛顿的“从 举动现象研究自然力”的又一个科学思辨典型,而不绝为历代科学家所效仿。从物理学史历程中,可以看出《万有引力定律》这节内容是对上两节课解说内容的进一 步推演,并与之构本钱章的第一单位内容。同时,本节内容也是下节课解说内容的基本,是本章的解说重点,在高中物理中占有重要职位。因此万有引力定律的解说 毫不能仅限于详细常识的讲授、影象与实际的应用,更应强调人类对天体举动的认识以及成立万有引力定律的探究进程,把解说重点放在“引导学生体会万有引力定 律发明进程中的思路和要领”上。然而,除了课本与教参已有的先容外,我们对物理学史上这段光辉史实真正相识几多?我们可否掌握整个发明进程中的摸索脉络, 并将从中贯通到的思想精华先容给学生?由此看来,要教好新课本中的万有引力定律一章,适当扩展相应的常识配景,相识有关牛顿引力理论的现代评述,就显得十 分须要了。

【学生阐明】

从常识布局来看,在进修万有引力定律前,学生已经对力、重力、向心力、太阳对行星的引力、加快度、重力加快度、向心加快度等观念有了较 好的领略,而且把握自由落体举动和圆周举动等举动纪律,能纯熟运用牛顿举动定律办理动力学问题。已经完全具备深入探究和进修万有引力定律的起点本领。

从常识建构的历程来看,在上一节中学生经验了太阳与行星间引力的探究进程,从中向学生渗透了发明问题、提出问题、意料假设、推理论证等要领思想,依照 学生的认知心理特点,播放两个视频片断月球绕地球动弹和苹果落地,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明进程,确定了切入点。

然而高一学生其思维方法容易停滞在常识接管层面,而忽视观念间、纪律间的彼此接洽,且许多学生不能成立明晰的动态的物理图像或物理情景,进而无法通过同化 温顺应,完成常识的建构进程。因此,在解说进程中要注重从学生实际入手,依据学生认知纪律,注重创设物理情景,缔造调和的教室气氛,举办互动接头探究式教 学。

【解说方针】

1.常识和技术方针

(1)把握月—地检讨。

(2)知道万有引力定律的内容、表达式和合用条件,会办理简朴的引力计较问题。

2.进程和要领方针

进修物理纪律提出意料—理论推导—尝试检讨的科学研究要领。

3.感情、立场和代价观方针

(1)经验万有引力定律的发明进程,引发学生科学探究的乐趣。

(2)通过引力常量的丈量简介,说明科学研究的恒久性,提高学生的科学代价观。

【解说重点】

万有引力定律及合用条件。

【解说难点】

月地检讨的思路。

【解说设计思想】

通过提出意料—理论推导—尝试检讨进程,让学生在物理情景中主动的参加常识的构建进程,体会这种斗胆的意料、已有理论的应用、巧妙的尝试检讨和从中浮现着的科学摸索的精力与要领。

【解说设计进程】

一、新课引入

通过上节课的进修,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举动的向心力,正是这个引力使得行星不能飞离太阳。

设计说明』:通过上述先容,旨在让学生回想上节课内容,回首万有引力定律发明进程的前一半,从而为接下来的研究奠基基本,进而引出新课。

二、传授新课

(一)提出意料

调查视频,提出问题。(引导学生答复,西席实时更正增补)

月球为什么绕地球做圆周举动?

由于月球受到地球对它的吸引力。

苹果为什么向下举动而不向上举动?

苹果在其重力浸染下落向地面。

那么受到的重力又是怎么发生的呢?

由于地球对苹果的吸引力而发生的。

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?

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凭据我们物理学的研究纪律,为了表明某种现象,提出意料,这是理论,然后再去检讨是否正确。物理学就是在不绝的检讨完善中前进的。同样我们的意料是否正确也需要事实的检讨。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,叫醒学生脑中当年由苹果落地而引起联想进而发明万有引力定律的故工作景,引发学生的乐趣与想像力。

(二)月地检讨

创设问题情境,学生接头,西席引导,互动探究。

检讨天上和地上的力是否是同一种力,需要选谁为研究工具?

假定设想创立,天上和地上是同一种力,遵循沟通的纪律—平方反比律,那么苹果和月球受到的力该如何暗示呢?

(这是理论意料)

实际上月球受到的力可以如何求解呢?

(提示:通过天文视察,我们已经知道了月球绕地球做圆周举动,能不能操作圆周举动的常识来求解呢?)

而苹果受到的力我们已经知道为 。

猜 测实 际

月 球

苹 果

接下来,请同学们思考,要验证我们的意料,我们需要丈量什么物理量?验证什么表达式呢?

(学生答复,西席引导总结。)

我们意料天上地上是同一种力,天上的力是意料,是理论,地上的力是实际,是检讨,我们就是要验证意料和实际是否相等。只选择一个研究工具月球或苹果,因比 例系数G未知,所以无法检讨。我们可以选取两个研究工具,研究它们的比值干系,实际就是月球和苹果的加快度干系,来完成尝试的检讨,这就是著名的月地检 验。我们一起来看一下检讨的思路。

检讨思路

① 通过意料操作引力的平方反比律和牛顿第二定律计较地球外貌苹果的加快度和月球的向心加快度。

② 通过尝试视察,操作已有纪律,获得月球的向心加快度和地球外貌苹果的加快度。

③ 综合以上功效,看加快度比值干系,较量意料与尝试视察的数据,得出结论。

好,请同学们开始验证。展示学生的推导进程。

结论:在误差答允的范畴内,理论推导与尝试视察获得的功效是相等的。

设计说明』:通过创设问题情景,引导学生接头探究检讨思路,举办定量计较,把握月地检讨,用无可反驳的事实证明意料的正确性,加强学生的理性认识,进修物理纪律提出意料—理论推导—尝试检讨的科学研究要领,同时经验万有引力定律的发明进程,引发学生科学探究的乐趣。

(三)万有引力定律

意料:宇宙中一切物体之间会不会都存在这样的力呢?

此刻我们提到万有引力好像是老生常谈,可是,牛顿其时的魄力、胆识和惊人的想象力实在让我们服气。这最后一步假设,固然无法获得直接验证,可是我们也没有辩驳它的来由,并且,今后的无数事实都支持了这一点—万有引力定律。请同学们看讲义相识定律的内容。

1.内容

自然界中任何两个物体都彼此吸引,引力的巨细与物体的质量m1m2的乘积成正比,与它们之间间隔r的二次方成反比。即

――《自然哲学的数学道理》1687年牛顿著

式中各物理量的寄义及单元:F为两个物体间的引力,单元:N;m1、m2别离暗示两个物体的质量,单元:kg;r为两个物体间的间隔,单元: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间隔的干系,但却无法算出两个天体之间万有引力的巨细,因为他不知道引力常量G的值。这个问题在一百多年今后,才被英 国的物理学家卡文迪许(1731年-1810年)在尝试室里通过扭秤对几个铅球之间的万有引力丈量而办理,测出了引力常量G。(展示课件图片,简朴讲授尝试的道理与思想:铅球之间的引力使T形架动弹,发动金属丝扭转,我们可以操作力矩均衡的常识来计较铅球之间的万有引力的巨细。因金属丝的扭转水平很小,不易调查丈量,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,小镜动弹后,丈量光点在标尺上移动的间隔,操作光放大的道理确定金属丝的扭转水平,进而测出引力,确定引力常量。)

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今朝推荐的尺度值为G=6.67259×10-11N·m2/Kg2,凡是取G6.67×1011N·m2/Kg2(板书:引力常量G6.67×1011N·m2/Kg2它在数值上便是质量是1Kg的物体相距1米时的彼此浸染力,单元:N·m2/kg2。 (强调把握物理常量数量级的重要性)和今后我们将进修的静电力常量一样,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,所得功效与操作引力常量G按万有引力定律计较所得功效沟通。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 律的普遍意义奠基了强有力的尝试基本。在导学案上,给各人筹备了引力常量测定的资料先容,但愿同学们课下本身阅读,相识其尝试的道理与思想。

万有引力定律我们已经获得。

问题:如何利用万有引力定律举办简朴的计较呢?学生接头答复。

好,请看问题!两个质量均为50Kg的人相互打仗时的万有引力假如用定律计较,功效仿佛是无穷大,那么这两小我私家永远不会分隔了。是我们好不容易获得的定律错了?照旧我们在利用定律时忽视了什么呢?这就是我们要继承进修的万有引力定律的合用条件。

3.合用条件

(1)万有引力定律只合用于质点间引力巨细的计较。当两物体间的间隔远远大于每个物体的尺寸时,物体可以当作质点,直接利用万有引力定律计较。(模子)

研究彼此打仗的两小我私家之间的万有引力时,不能把他们看作质点。

2当两物体是质量匀称漫衍的球体时,它们间的引力也可直接用公式计较,但式中的r是指两球心间间隔。

研究太阳和地球之间的万有引力,可以把它们看作质量匀称的球体。

当研究物体不能当作质点时,可以把物体假想支解成无数个质点,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,然后求协力,这是微积分的思想。

万有引力定律发生于对太阳系行星举动的研究,但它对物质举动的合用性却要遍及得多。可以这样说,宇宙中凡有引力参加的一切巨大的现象,无不要归结到这样一条十分简捷的定律之中,这不能不使人赞叹宇宙万物超乎寻常的调和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,那么在日常糊口中,我们各自之间某人与物体之间,为什么都对这种浸染没有任何感受呢?

按照情景中数据,学生举办估算:

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,请估算个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:由此可见凡是物体间的万有引力极小,一般不易感受到。而物体与天体间的万有引力(如人与地球)就不能忽略了。

5.对万有引力定律的领略

普遍性:万有引力存在于任何两个物体之间。

彼此性:两个物体彼此浸染的引力是一对浸染力与反浸染力。

非凡性:两个物体间的万有引力和物体地址的空间及其他物体存在无关。

合用性:只合用于两个质点间的引力。

6.意义

万有引力定律的发明对物理学、天文学的成长具有深远的影响;以前上千年才气视察到一颗行星,通过万有引力定律的指导,我们在指定位置很快就发明白新的行星,给人们摸索自然的机密成立了极大信心。

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设计说明』:让学生知道万有引力定律的内容、表达式和利用条件,体会物理学很多重大理论的发明,不是简朴的尝试总结,它需要直觉、想像 力、斗胆的意料和假设。通过阅读质料,使学生体会卡文迪许扭秤尝试精良的尝试要领,知道科学研究的恒久性,提高学生的科学代价观。通过题目操练,学生举办 估算和较量,从中熬炼学生的估算本领,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领略。

教室小结

第3节 万有引力定律

一、提出意料

二、月地检讨

1.理论推导

2.尝试检讨

3.结论

4.更斗胆的意料三、万有引力定律

1.内容

2.合用条件

3.实践探究

4.领略

5.意义

学生体会:发明万有引力定律的思维进程:提出意料──理论推导──尝试检讨

设计说明』:通过黑板或多媒体展示本节课常识,在西席引导下,辅佐学生构建本身的常识框架。

部署功课

1. 阅读资料,相识引力常量的丈量道理和要领。

2. 讲义问题与操练2、3题。

设计说明』:通过学生课下阅读引力常量的丈量简介资料,说明科学研究的恒久性,提高了学生的科学代价观。

解说设计跋文

本节课我对牛顿发明万有引力定律的进程,通过创设问题情景,让学生以科学家的角度阐明、思考问题,经验万有引力定律的发明进程,引发学生科学探究的乐趣,体会牛顿的伟大,相识科学家提出意料—理论推导—尝试检讨的科学研究要领。

在本节课的解说中,我通过经心设计问题,引导学生从选择研究工具入手,设计检讨进程,根基办理了学生对月地检讨的领略坚苦,用事实引导学生经验万有引力定律的得出进程,加深了学生对万有引力定律的认识。

总体说来,解说方针根基实现。

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