高中物理63万有引力定律教案新人教版必修2.docx

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高中物理63万有引力定律教案新人教版必修2

§6.3万有引力定律

★教学目标

a）体会物理研究中猜想与验证的魅力，能够踏着牛顿的足迹了解月地检验。

b）进一步大胆地推导得出万有引力定律。

c）了解引力常量的测量及意义。

★教学重点

1.万有引力推导的过程。

2.万有引力公式的体会及应用。

3.引力常量的有关知识。

★教学难点

（一）万有引力推导的过程。

（二）万有引力公式的体会及应用。

★教学过程

一、引入

师：

通过上节课的学习我们了解到：

行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力是由太阳与行星间的引力提供的，引力大小为，与两星体质量的乘积成正比，与两星体距离的平方成反比。

师：

牛顿接着又思考：

月球绕地球做匀速圆周运动的向心力是不是类似地由地球与月球间的引力提供？

地球和月球间的引力与太阳和行星的引力会不会是同一性质的力，遵循同一规律呢？

师：

正当牛顿在思考这个问题时，苹果偶然落地引起了他的遐想。

苹果之所以会落回地面是因为地球对苹果的吸引力，还有即使把苹果放到最高的建筑物或最高的山顶上，苹果的重力也不会明显地减弱，说明地球对苹果的吸引力必定延伸到远得多的地方。

那如果把苹果放到月球所在的位置，它们应该还会受到地球给它的重力。

按这样的说法，月球肯定会受到地球给它的重力的，那我先前思考的地球对月球的引力就应该就是月球受到的重力，月球绕地球做圆周运动的向心力就是由月球受到的的重力提供的。

于是牛顿作了一个大胆的猜想：

地球对苹果的力、地球对月球的力及太阳对行星的力可能是同一种性质的力，它们可能遵循相同的规律。

二、月地检验

师：

猜想必须由事实来验证。

由于当时已经能够精确测定地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，也能比较精确地测定月球与地球的距离为60倍地球半径，r=3.8*108m；月球公转的周期为27.3天。

所以牛顿就想到了月地检验。

师：

如果你是牛顿，你如何利用这些已知量对你的猜想进行验证呢？

学生思考，教师巡视，应该有不少学生能够思考出来一点头绪。

如果它们是同一种性质的力，满足同一规律则对于苹果必有

对于地球对月球的引力即向心力，则向心加速度为

而根据实验观测数据T=27.3天，r=3.8*108m，用公式

【实验结论】：

实验表明，地面物体所受地球的引力，月球所受地球的引力，以及太阳与行星间的引力，真的遵循的规律

三、万有引力

师：

在月地检验后，牛顿作了更大胆的设想：

是否任意两个物体之间都存在这样的引力？

很可能是一般物体的质量比天体质量小得多，它们之间的引力我们不易觉察罢了。

于是牛顿将结论大胆推广到宇宙中的一切物体：

自然界中任何两个物体之间都相互吸引，引力大小与m1m2乘积成正比，与r2成反比，即。

师：

尽管这个推广是什么自然的，但仍要接受事实的直接或间接的检验。

本章后面的讨论表明，由此得出的结论与事实相符，于是它成为科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。

它于1687年发表在牛顿的传世之作《自然哲学的数学原理》中。

师：

万有引力定律清楚地向人们揭示，复杂运动的后面隐藏着简洁的科学规律，它明确地向人们宣告，天上和地上的物体都遵循着完全相同的科学法则。

师：

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。

注意：

（一）此公式适用于可视为质点的两物体间的引力的计算。

（1）如果两物体间的距离远远大于物体本身大小，则两物体看作质点;

（2）对于均匀球体，可视为质量集中于球心。

（二）对于不能视为质点的物体，可以将物体无限分割成无数个点。

（三）太阳对地球的吸引力与地球对太阳的吸引力哪个大？

例1、由公式可知，当两物体距离趋向于0时,两物体之间的引力趋于无穷大。

这种观点对吗？

【解析】：

当两物体间距离趋于0时，公式已不适用。

例2、离地面某一高度h处的重力加速度是地球表面重力加速度的二分之一，则高度h是地球半径的倍。

【解析】：

地球表面上物体所受重力约等于地球对物体的引力，则有

，式中G为引力常量，M为地球质量，m为物体质量，R为轨道半径。

离地面高度为h处，

由题意知，两式相消解得

例3、设地球的质量为，地球半径为，月球绕地球运转的轨道半径为，试证在地球引力的作用下：

（1）地面上物体的重力加速度；

（2）月球绕地球运转的加速度。

【解析】：

（1）利用在地球表面重力等于万有引力，即，∴

（2）利用万有引力提供向心力，即，∴

答案：

，

例4、证明太阳系中各行星绕太阳公转周期的平方，与公转轨道半径的三次方的比值是与太阳质量有关的恒量。

证明：

设太阳质量为M，某行星质量为m，行星绕太阳公转周期为T，半径为R。

轨道近似看作圆，万有引力提供行星公转的向心力

而，∴

例5、地球半径为,地面附近的重力加速度为,试求在地面高度为处的重力加速度。

【解析】：

在地球表面附近，重力近似等于万有引力，即，∴

当距地面处时，万有引力提供向心力，，∴∴

四、引力常量

师：

牛顿得出了万有引力定律，但他却无法用这个公式来计算天体间的引力，因为他不知道引力常量G的值。

直到一百多年后英国物理学家卡文迪许通过实验比较准确地测出了G值。

师：

有哪位同学能告诉我引力常量G的单位。

生：

根据公式可推出公式单位为。

【单位】：

卡文迪许扭秤实验

（1）仪器：

卡文迪许扭秤

（2）原理：

如图

固定两个小球的T形架，可以使，之间微小的万有引力产生较大的力矩，使石英丝产生一定角度的偏转,这是一次放大。

让光线射到平面镜M上，在M偏转角后，反射光线偏转2角。

反射光点在刻度尺上移动的弧长，增大，可增大，又一次“放大”效应。

测出，根据石英丝扭转力矩跟扭转角度的关系算出这时的扭转力矩，进而求得万有引力F。

观看动画：

扭秤；卡文迪许实验；桌面微小形变

【牢记】：

通常取G=6.67*10-11N*m2/kg2

卡文迪许测出G值的意义：

1.证明了万有引力的存在。

2.使得万有引力定律有了实用价值。

例6、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（D）

A.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.使两物体间的距离和质量都减为原来的1/4

例7、半径为R,质量为M的均匀球体,在其内部挖去一个半径为R/2的小球,在距离大球圆心为L处有一个质量为为m的小球,求此两个球体之间的万有引力.

【解析】：

化不规则为规则——先补后割（或先割后补）,等效处理

在没有挖去前，大球对m的万有引力为，该力等效于挖去的直径为R的小球对m的力和剩余不规则部分对m的力这两个力的合力。

则设不规则部分对m的引力为，有

【问题】：

为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？

【解析】：

下面我们粗略地来计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力F=GMm/R2=6.67×10-7N

【答案】:

那么太阳与地球之间的万有引力又是多大？

【解析】：

已知：

太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为m=5.9×1024kg，日地之间的距离为R=1.5×1011mF=GMm/R2=3.5×1023N

五、万有引力与重力：

一、理论：

：

在赤道，向心力最大，重力最小；在两极，无向心力，重力最大；纬度越高，重力越大，g越大。

二、计算中：

因为物体自转向心加速度很小，与重力加速度相比可以忽略，即使是在赤道，向心加速度也只有0.034m/s2，而重力加速度为9.8m/s2。

，离地越高，g越小。

【牢记】：

实际计算中忽略地球自转影响，近似认为物体受到的重力就是地球对物体的万有引力。

中国书法艺术说课教案

今天我要说课的题目是中国书法艺术，下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。

一、教材分析：

本节课讲的是中国书法艺术主要是为了提高学生对书法基础知识的掌握，让学生开始对书法的入门学习有一定了解。

书法作为中国特有的一门线条艺术，在书写中与笔、墨、纸、砚相得益彰，是中国人民勤劳智慧的结晶，是举世公认的艺术奇葩。

早在5000年以前的甲骨文就初露端倪，书法从文字产生到形成文字的书写体系，几经变革创造了多种体式的书写艺术。

1、教学目标：

使学生了解书法的发展史概况和特点及书法的总体情况，通过分析代表作品，获得如何欣赏书法作品的知识，并能作简单的书法练习。

2、教学重点与难点：

（一）教学重点

了解中国书法的基础知识，掌握其基本特点，进行大量的书法练习。

（二）教学难点：

如何感受、认识书法作品中的线条美、结构美、气韵美。

3、教具准备：

粉笔，钢笔，书写纸等。

4、课时：

一课时 

二、教学方法：

要让学生在教学过程中有所收获，并达到一定的教学目标，在本节课的教学中，我将采用欣赏法、讲授法、练习法来设计本节课。

（1）   欣赏法：

通过幻灯片让学生欣赏大量优秀的书法作品，使学生对书法产生浓厚的兴趣。

（2）   讲授法：

讲解书法文字的发展简史，和形式特征，让学生对书法作进一步的了解和认识，通过对书法理论的了解，更深刻的认识书法，从而为以后的书法练习作重要铺垫！

（3）   练习法：

为了使学生充分了解、认识书法名家名作的书法功底和技巧，请学生进行局部临摹练习。

三、教学过程：

（一）组织教学

让学生准备好上课用的工具，如钢笔，书与纸等;做好上课准备，以便在以下的教学过程中有一个良好的学习气氛。

（二）引入新课，

通过对上节课所学知识的总结，让学生认识到学习书法的意义和重要性！

（三）讲授新课

1、在讲授新课之前，通过大量幻灯片让学生欣赏一些优秀的书法作品，使学生对书法产生浓厚的兴趣。

2、讲解书法文字的发展简史和形式特征，让学生对书法作品进一步的了解和认识通过对书法理论的了解，更深刻的认识书法，从而为以后的书法练习作重要铺垫！

A书法文字发展简史：

①古文字系统

甲古文——钟鼎文——篆书

早在5000年以前我们中华民族的祖先就在龟甲、兽骨上刻出了许多用于记载占卜、天文历法、医术的原始文字“甲骨文”；到了夏商周时期，由于生产力的发展，人们掌握了金属的治炼技术，便在金属器皿上铸上当时的一些天文，历法等情况，这就是“钟鼎文”（又名金文）；秦统一全国以后为了方便政治、经济、文化的交流，便将各国纷杂的文字统一为“秦篆”，为了有别于以前的大篆又称小篆。

（请学生讨论这几种字体的特点？

）古文字是一种以象形为主的字体。

②今文字系统

隶书——草书——行书——楷书

到了秦末、汉初这一时期，各地交流日见繁多而小篆书写较慢，不能满足需要，隶书便在这种情况下产生了，隶书另一层意思是平民使用，同时还出现了一种草写的章草（独草），这时笔墨纸都已出现，对书法的独立创作起到了积极的推动作用。

狂草在魏晋出现，唐朝的张旭、怀素将它推向顶峰；行书出现于晋，是一种介于楷、行之间的字体；楷书也是魏晋出现，唐朝达到顶峰，著名的书法家有欧阳询、颜真卿、柳公权。

（请学生谈一下对今文字是怎样理解的？

），教师进行归纳：

它们的共同特点是已经摆脱了象形走向抽象化。

B主要书体的形式特征 

①古文字：

甲骨文，由于它处于文明的萌芽时期，故字形错落有致辞，纯古可爱，目前发现的总共有3000多字，可认识的约1800字。

金文，处在文明的发展初期，线条朴实质感饱满而丰腴，因它多附在金属器皿上，所以保存完整。

石鼓文是战国时期秦的文字，记载的是君王外出狩猎和祈祷丰年，秦篆是一种严谨刻板的纯实用性的字体，艺术价值很小。

②今文字：

隶书是在秦篆严谨的压抑下出现的一种潇洒开放型的新字体，课本图例《张迁碑》结构方正，四周平稳，刚劲沉着，是汉碑方笔的典范，章草是在隶书基础上更艺术化，实用化的字体，索靖《急就章》便是这种字体的代表作，字字独立，高古凝重，楷书有两大部分构成：

魏碑、唐楷魏碑是北魏时期优秀书法作品的统称。

《郑文公碑》和《始平公造像》是这一时期的代表，前者气势纵横，雄浑深厚，劲健绝逸是圆笔的典型；唐楷中的《醴泉铭》法度森严、遒劲雄强，浑穆古拙、浑厚刚健，《神策军碑》精练苍劲、风神整峻、法度谨严，以上三种书体分别代表了唐楷三个时期的不同特点。

《兰亭序》和《洛神赋》作者分别是晋代王羲之、王献之父子是中国书法史上的两座高峰，前者气骨雄骏、风神跌宕、秀逸萧散的境界，后者在技法上达到了由拙到巧、笔墨洗练、丝丝入扣的微妙的境界。

他们都是不拘泥于传统的章法和技能，对后世学书者产生了深远的影响；明代文征明的书法文雅自如，现代书家沈尹默在继承传统书法方面起到了不可魔灭的作用。

3、欣赏要点：

先找几位同学说一下自己评价书法作品的标准或原则是什么？

[或如何来欣赏一幅书法作品？

]学生谈完后，对他们的观点进行归纳总结。

然后自己要谈一下自己的观点：

书法艺术的欣赏活动，有着不同于其它艺术门类的特征，欣赏书法伤口不可能获得相对直接的印象、辨识与教益，也不可能单纯为了使学生辨识书写的内容，去探讨言词语汇上的优劣。

进而得出：

书法主要是通过对抽象的点画线条、结构形态和章法布局等有“情趣意味“的形式，从客观物象各种美的体态，安致这些独有的特性中，使人们在欣赏时得到精神上健康闲静的愉悦和人们意念境界里的美妙享受（结合讲授出示古代书法名作的图片，并与一般的书法作品进行比较，让学生在比较中得出什么是格调节器高雅，什么是粗庸平常）。

书法可以说是无声的音乐，抽象的绘画，线条流动的诗歌。

四、课堂评价：

 根据本节课所学的内容结合板书。

让学生体会到祖国书法艺术的博大精深，着重分析学生在书体形式特点和审美欣赏方面表现出的得失。

让学生懂得在欣赏书法时主要是通过对抽像的点画线条、结构形态和章法布局等有“情趣意味“的形式，从客观物象各种美的体态，安致这些独有的特性中，使人们在欣赏时得到精神上健康闲静的愉悦和人们意念境界里的美妙享受。