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高中物理萬有引力定律教案（通用7篇）
作為一位優(yōu)秀的人民教師，時(shí)常需要用到教案，借助教案可以讓教學(xué)工作更科學(xué)化。那么你有了解過教案嗎？以下是小編精心整理的高中物理萬有引力定律教案，歡迎大家借鑒與參考，希望對(duì)大家有所幫助。
高中物理萬有引力定律教案 1
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.了解萬有引力定律得出的思路和過程，知道地球上的重物下落與天體運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性。
2. 知道萬有引力是一種存在于所有物體之間的吸引力，知道萬有引力定律的適用范圍。
3. 會(huì)用萬有引力定律解決簡(jiǎn)單的引力計(jì)算問題，知道萬有引力定律公式中r的物理意義，了解引力常量G的測(cè)定在科學(xué)歷史上的重大意義。
4. 了解萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的意義。
過程與方法
1.通過演繹牛頓當(dāng)年發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程，體會(huì)在科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中猜想與求證的重要性。
2.體會(huì)推導(dǎo)過程中的數(shù)量關(guān)系.
情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1. 感受自然界任何物體間引力的關(guān)系，從而體會(huì)大自然的奧秘.
2. 通過演繹牛頓當(dāng)年發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程和卡文迪許測(cè)定萬有引力常量的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)家們勇于探索、永不知足的精神和發(fā)現(xiàn)真理的曲折與艱辛。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1.萬有引力定律的推導(dǎo)過程，既是本節(jié)課的重點(diǎn)，又是學(xué)生理解的難點(diǎn)。
2.由于一般物體間的萬有引力極小，學(xué)生對(duì)此缺乏感性認(rèn)識(shí)。
教學(xué)方法
探究、講授、討論、練習(xí)
教學(xué)活動(dòng)
(一) 引入新課
復(fù)習(xí)回顧上節(jié)課的內(nèi)容
如果行星的運(yùn)動(dòng)軌道是圓，則行星將作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件可知，行星必然要受到一個(gè)引力。牛頓認(rèn)為這是太陽對(duì)行星的引力，那么，太陽對(duì)行星的引力F提供行星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力。
學(xué)生活動(dòng)： 推導(dǎo)得
將V=2πr/T代入上式得
利用開普勒第三定律 代入上式
得到：
師生總結(jié)：由上式可得出結(jié)論：太陽對(duì)行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比。即：F∝
教師：牛頓根據(jù)其第三定律：太陽吸引行星的力與行星吸引太陽的力是同性質(zhì)的作用力，且大小相等。于是提出大膽的設(shè)想：既然這個(gè)引力與行星的質(zhì)量成正比，也應(yīng)跟太陽的質(zhì)量M成正比。即：F∝
寫成等式就是F=G (其中G為比例常數(shù))
(二)進(jìn)行新課
教師：牛頓得到這個(gè)規(guī)律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛頓，你又會(huì)想到什么呢?
學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié)：
猜想一：既然行星與太陽之間的力遵從這個(gè)規(guī)律，那么其他天體之間的力是否也遵從這個(gè)規(guī)律呢?(比如說月球與地球之間)
師生： 因?yàn)槠渌祗w的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與之類似,根據(jù)前面的推導(dǎo)所以月球與地球之間的力，其他行星的衛(wèi)星和該行星之間的力，都滿足上面的規(guī)律,而且都是同一種性質(zhì)的力。
教師：但是牛頓的思考還是沒有停止。假如你是牛頓，你又會(huì)想到什么呢?
學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié)：
猜想二：地球與月球之間的力，和地球與其周圍物體之間的力是否遵從相同的規(guī)律?
教師：地球?qū)υ虑虻囊μ峁┫蛐牧�，即F= =ma
地球?qū)ζ渲車矬w的力，就是物體受到的重力，即F’=m’g
從以上推導(dǎo)可知：地球?qū)υ虑虻囊ψ駨囊陨弦?guī)律，即F=G
那么，地球?qū)ζ渲車矬w的力是否也滿足以上規(guī)律呢?即F’=G
此等式是否成立呢?
已知：地球半徑R=6.37×106m , 月球繞地球的軌道半徑r=3.8×108 m ,
月球繞地球的公轉(zhuǎn)周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8
(以上數(shù)據(jù)在當(dāng)時(shí)都已經(jīng)能夠精確測(cè)量)
提問：同學(xué)們能否通過提供的數(shù)據(jù)驗(yàn)證關(guān)系式F’=G 是否成立?
學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié)：
假設(shè)此關(guān)系式成立，即F’=G
可得： =ma=G
F’=m’g=G
兩式相比得： a/g=R2 / r2
但此等式是在以上假設(shè)成立的基礎(chǔ)上得到的，反過來若能通過其他途徑證明此等式成立，也就證明了前面的假設(shè)是成立的。代人數(shù)據(jù)計(jì)算：
a/g≈1/3600
R2 / r2≈1/3600
即a/g=R2 / r2 成立，從而證明以上假設(shè)是成立的，說明地球與其周圍物體之間的力也遵從相同的規(guī)律，即F’=G
這就是牛頓當(dāng)年所做的著名的“月-地”檢驗(yàn)，結(jié)果證明他的猜想是正確的。從而驗(yàn)證了地面上的重力與地球吸引月球、太陽吸引行星的力是同一性質(zhì)的力，遵守同樣的規(guī)律。
教師：不過牛頓的思考還是沒有停止，假如你是牛頓，此時(shí)你又會(huì)想到什么呢?
學(xué)生回答基礎(chǔ)上教師總結(jié)：
猜想三：自然界中任何兩個(gè)物體間的作用力是否都遵從相同的規(guī)律?
牛頓在研究了這許多不同物體間的作用力都遵循上述引力規(guī)律之后。于是他大膽地把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，于1687年正式發(fā)表了具有劃時(shí)代意義的萬有引力定律。
萬有引力定律
�、賰�(nèi)容
自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。
�、诠�
如果用m1和m2表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，用r表示它們的距離，那么萬有引力定律可以用下面的公式來表示 (其中G為引力常量)
說明：1.G為引力常量，在SI制中，G=6.67×10-11N·m2/kg2.
2.萬有引力定律中的物體是指質(zhì)點(diǎn)而言，不能隨意應(yīng)用于一般物體。
a.對(duì)于相距很遠(yuǎn)因而可以看作質(zhì)點(diǎn)的物體，公式中的r 就是指兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離;
b.對(duì)均勻的球體，可以看成是質(zhì)量集中于球心上的質(zhì)點(diǎn)，這是一種等效的簡(jiǎn)化處理方法。
教師：牛頓雖然得到了萬有引力定律，但并沒有很大的實(shí)際應(yīng)用，因?yàn)楫?dāng)時(shí)他沒有辦法測(cè)定引力常量G的數(shù)值。直到一百多年后英國的另一位物理學(xué)家卡文迪許才用實(shí)驗(yàn)測(cè)定了G的數(shù)值。
利用多媒體演示說明卡文迪許的扭秤裝置及其原理。
扭秤的主要部分是這樣一個(gè)T字形輕而結(jié)實(shí)的框架，把這個(gè)T形架倒掛在一根石英絲下。若在T形架的兩端施加兩個(gè)大小相等、方向相反的力，石英絲就會(huì)扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度。力越大，扭轉(zhuǎn)的角度也越大。反過來，如果測(cè)出T形架轉(zhuǎn)過的角度，也就可以測(cè)出T形架兩端所受力的大小。現(xiàn)在在T形架的兩端各固定一個(gè)小球，再在每個(gè)小球的附近各放一個(gè)大球，大小兩個(gè)球間的距離是可以較容易測(cè)定的。根據(jù)萬有引力定律，大球會(huì)對(duì)小球產(chǎn)生引力，T形架會(huì)隨之扭轉(zhuǎn)，只要測(cè)出其扭轉(zhuǎn)的角度，就可以測(cè)出引力的大小。當(dāng)然由于引力很小，這個(gè)扭轉(zhuǎn)的角度會(huì)很小。怎樣才能把這個(gè)角度測(cè)出來呢?卡文迪許在T形架上裝了一面小鏡子，用一束光射向鏡子，經(jīng)鏡子反射后的光射向遠(yuǎn)處的刻度尺，當(dāng)鏡子與T形架一起發(fā)生一個(gè)很小的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刻度尺上的光斑會(huì)發(fā)生較大的`移動(dòng)。這樣，就起到一個(gè)化小為大的效果，通過測(cè)定光斑的移動(dòng)，測(cè)定了T形架在放置大球前后扭轉(zhuǎn)的角度，從而測(cè)定了此時(shí)大球?qū)π∏虻囊��？ㄎ牡显S用此扭秤驗(yàn)證了牛頓萬有引力定律，并測(cè)定出萬有引力恒量G的數(shù)值。這個(gè)數(shù)值與近代用更加科學(xué)的方法測(cè)定的數(shù)值是非常接近的。
卡文迪許測(cè)定的G值為6.754×10-11 N·m2/kg2，現(xiàn)在公認(rèn)的G值為6.67×10-11 N·m2/kg2。由于萬有引力恒量的數(shù)值非常小，所以一般質(zhì)量的物體之間的萬有引力是很小的，我們可以估算一下，兩個(gè)質(zhì)量50kg的同學(xué)相距0.5m時(shí)之間的萬有引力有多大(可由學(xué)生回答：約6.67×10-7N)，這么小的力我們是根本感覺不到的。只有質(zhì)量很大的物體對(duì)一般物體的引力我們才能感覺到，如地球?qū)ξ覀兊囊Υ笾戮褪俏覀兊闹亓�，月球�(qū)Ｑ蟮囊?dǎo)致了潮汐現(xiàn)象。而天體之間的引力由于星球的質(zhì)量很大，又是非常驚人的：如太陽對(duì)地球的引力達(dá)3.56×1022N。
教師：萬有引力定律建立的重要意義
17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一，它把地面上的物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一了起來，對(duì)以后物理學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響，而且它第一次揭示 了自然界中的一種基本相互作用的規(guī)律，在人類認(rèn)識(shí)自然的歷史上樹立了一座里程碑。
高中物理萬有引力定律教案 2
一、課題：
萬有引力定律
二、課型：
概念課（物理按教學(xué)內(nèi)容課型分為：規(guī)律課、概念課、實(shí)驗(yàn)課、習(xí)題課、復(fù)習(xí)課）
三、課時(shí)：
1課時(shí)
四、教學(xué)目標(biāo)
（一）知識(shí)與技能
1.理解萬有引力定律的含義并會(huì)用萬有引力定律公式解決簡(jiǎn)單的引力計(jì)算問題。
2.知道萬有引力定律公式的適用范圍。
�。ǘ┻^程與方法：在萬有引力定律建立過程的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設(shè)與推理論證等方法。
�。ㄈ┣楦袘B(tài)度價(jià)值觀
1.培養(yǎng)學(xué)生研究問題時(shí)，抓住主要矛盾，簡(jiǎn)化問題，建立理想模型的處理問題的能力。
2.通過牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學(xué)研究的長(zhǎng)期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀。
五、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式。
難點(diǎn)：
1.對(duì)萬有引力定律的理解；
2.學(xué)生能把地面上的物體所受重力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質(zhì)的力聯(lián)系起來。
六、教學(xué)法：
合作探究、啟發(fā)式學(xué)習(xí)等
七、教具：
多媒體、課本等
八、教學(xué)過程
�。ㄒ唬⿲�(dǎo)入
回顧以前對(duì)月-地檢驗(yàn)部分的學(xué)習(xí)，明確既然太陽與行星之間，地球與月球之間、地球?qū)Φ孛嫖矬w之間具有與兩個(gè)物體的質(zhì)量成正比，跟它們的距離的二次方成反比的引力。這里進(jìn)一步大膽假設(shè)：是否任何兩個(gè)物體之間都存在這樣的力？
引發(fā)學(xué)生思考：很可能有，只是因?yàn)槲覀兩磉叺奈矬w質(zhì)量比天體的質(zhì)量小得多，我們不易覺察罷了，于是我們可以把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，即具有劃時(shí)代意義的萬有引力定律.然后在學(xué)生的興趣中進(jìn)行假設(shè)論證。
�。ǘ┻M(jìn)入新課
學(xué)生自主閱讀教材第40頁萬有引力定律部分，思考以下問題：
1.什么是萬有引力？并舉出實(shí)例。
教師引導(dǎo)總結(jié)：萬有引力是普遍存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間的相互吸引力。日對(duì)地、地對(duì)月、地對(duì)地面上物體的引力都是其實(shí)例。
2.萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律？其數(shù)學(xué)表達(dá)式如何？并注明每個(gè)符號(hào)的單位和物理意義。
教師引導(dǎo)總結(jié)：萬有引力定律的內(nèi)容是：宇宙間一切物體都是相互吸引的。兩物體間的引力大小，跟它的質(zhì)量的乘積成下比，跟它們間的距離平方成反比.式中各物理量的含義及單位：F為兩個(gè)物體間的引力，單位：N.m1、m2分別表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，單位：kg，r為兩個(gè)物體間的距離，單位：m。G為萬有引力常量：G=6.67×10-11N·m2/kg2，它在數(shù)值上等于質(zhì)量是1Kg的物體相距米時(shí)的相互作用力，單位：N·m2/kg2.
3.萬有引力定律的適用條件是什么？
教師引導(dǎo)總結(jié)：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。
4.你認(rèn)為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有何深遠(yuǎn)意義？
教師引導(dǎo)總結(jié)：萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的`物理意義：它對(duì)物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響；它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來；對(duì)科學(xué)文化發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大信心，人們有能力理解天地間的各種事物。
�。ㄈ┥罨斫�
在完成上述問題后，小組討論，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)一步深化對(duì)萬有引力定律的理解，即：
1.普遍性：萬有引力存在于任何兩個(gè)物體之間，只不過一般物體的質(zhì)量與星球相比太小了，他們之間的萬有引力也非常小，完全可以忽略不計(jì)。
2.相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對(duì)作用力與反作用力。
3.特殊性：兩個(gè)物體間的萬有引力和物體所在的'空間及其他物體存在無關(guān)。
4.適用性：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。
�。ㄋ模┗顒�(dòng)探究
請(qǐng)兩名學(xué)生上講臺(tái)做個(gè)游戲：兩人靠攏后離開三次以上。創(chuàng)設(shè)情境，加深學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)的印象和運(yùn)用，請(qǐng)一位同學(xué)上臺(tái)展示計(jì)算結(jié)果，師生互評(píng)。
1.請(qǐng)估算這兩位同學(xué)，相距1m遠(yuǎn)時(shí)它們間的萬有引力多大？（可設(shè)他們的質(zhì)量為50kg）
解：由萬有引力定律得：代入數(shù)據(jù)得：F1=1.7×10-7N
2.已知地球的質(zhì)量約為6.0×1024kg，地球半徑為6.4×106m，請(qǐng)估算其中一位同學(xué)和地球之間的萬有引力又是多大？
解：由萬有引力定律得：代入數(shù)據(jù)得：F2=493N
3.已知地球表面的重力加速度，則其中這位同學(xué)所受重力是多少？并比較萬有引力和重力？
解：G=mg=490N。
比較結(jié)果為萬有引力比重力大，原因是因?yàn)樵诘厍虮砻嫔系奈矬w所受萬有引力可分解為重力和自轉(zhuǎn)所需的向心力。
（五）課堂小結(jié)
小結(jié)：學(xué)生在教師引導(dǎo)下認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，完成多媒體呈現(xiàn)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)框架圖，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，進(jìn)行生生互評(píng)。
（六）布置作業(yè)
作業(yè)：完成“問題與練習(xí)”
九、板書設(shè)計(jì)
略
高中物理萬有引力定律教案 3
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、使學(xué)生能應(yīng)用萬有引力定律解決天體問題：
2、通過萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量、天體的密度、天體的重力加速度、天體運(yùn)行的速度等；
3、通過應(yīng)用萬有引力定律使學(xué)生能在頭腦中建立一個(gè)清晰的解決天體問題的圖景：衛(wèi)星作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是兩行星間的萬有引力提供的。
能力目標(biāo)
1、通過使學(xué)生能熟練的掌握萬有引力定律；
情感目標(biāo)
1、通過使學(xué)生感受到自己能應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問題——天體運(yùn)動(dòng)。
教學(xué)建議
應(yīng)用萬有引力定律解決天體問題主要解決的是：天體的質(zhì)量、天體的密度、天體的重力加速度、天體運(yùn)行的速度天文學(xué)的初步知識(shí)等。教師在備課時(shí)應(yīng)了解下列問題：
1、天體表面的重力加速度是由天體的質(zhì)量和半徑?jīng)Q定的。
2、地球上物體的重力和地球?qū)ξ矬w的萬有引力的關(guān)系：物體隨地球的自轉(zhuǎn)所需的向心力，是由地球?qū)ξ矬w引力的一個(gè)分力提供的，引力的另一個(gè)分力才是通常所說的物體受到的重力。
教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)重點(diǎn)：
萬有引力定律的應(yīng)用
教學(xué)難點(diǎn)：
地球重力加速度問題
教學(xué)方法：
討論法
教學(xué)用具：
計(jì)算機(jī)
教學(xué)過程：
一、地球重力加速度。
問題一：在地球上是赤道的重力加速度大還是兩極的加速度大？
這個(gè)問題讓學(xué)生充分討論：
1、有的學(xué)生認(rèn)為：地球上的加速度是不變化的。
2、有的學(xué)生認(rèn)為：兩極的重力加速度大。
3、也有的的學(xué)生認(rèn)為：赤道的重力加速度大。
出現(xiàn)以上問題是因?yàn)椋簩W(xué)生可能沒有考慮到地球是橢球形的，也有不記得公式的等。
教師板書并講解：
在質(zhì)量為、半徑為的地球表面上，如果忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，質(zhì)量為的物體的重力加速度，可以認(rèn)為是由地球?qū)λ娜f有引力產(chǎn)生的。由萬有引力定律和牛頓第二定律有：
則該天體表面的重力加速度為：
由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的質(zhì)量和半徑?jīng)Q定的。而又因?yàn)榈厍蚴菣E球的赤道的半徑大，兩極的半徑小，所以赤道上的重力加速度小，兩極的重力加速度大。也可讓學(xué)生發(fā)揮得：離地球表面的距離越大，重力加速度越小。
問題二：有1kg的物體在北京的重力大還是在上海的重力大？
這個(gè)問題有學(xué)生回答
問題三：
1、地球在作什么運(yùn)動(dòng)？人造地球衛(wèi)星在作什么運(yùn)動(dòng)？
通過展示圖片為學(xué)生建立清晰的圖景。
2、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的'向心力是誰提供的？
回答：地球與衛(wèi)星間的萬有引力即由牛頓第二定律得：
3、由以上可求出什么？
�、傩l(wèi)星繞地球的線速度：
�、谛l(wèi)星繞地球的周期：
③衛(wèi)星繞地球的角速度：
教師可帶領(lǐng)學(xué)生分析上面的公式得：
當(dāng)軌道半徑不變時(shí)，則衛(wèi)星的周期不變、衛(wèi)星的線速度不變、衛(wèi)星的角速度也不變。
當(dāng)衛(wèi)星的角速度不變時(shí)，則衛(wèi)星的軌道半徑不變。
課堂練習(xí)：
1、假設(shè)火星和地球都是球體，火星的質(zhì)量和地球質(zhì)量。之比，火星的半徑和地球半徑之比，那么離火星表面高處的重力加速度和離地球表面高處的重力加速度。之比等于多少？
解：因物體的重力來自萬有引力，所以：
則該天體表面的重力加速度為：
所以：
2、若在相距甚遠(yuǎn)的兩顆行星和的表面附近，各發(fā)射一顆衛(wèi)星和，測(cè)得衛(wèi)星繞行星的周期為，衛(wèi)星繞行星的周期為，求這兩顆行星密度之比是多大？
解：設(shè)運(yùn)動(dòng)半徑為，行星質(zhì)量為，衛(wèi)星質(zhì)量為。
由萬有引力定律得：
解得：
所以：
3、某星球的質(zhì)量約為地球的的9倍，半徑約為地球的一半，若從地球上高處平拋一物體，射程為60米，則在該星球上，從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體，射程應(yīng)為：
A、10米B、15米C、90米D、360米
解得：（A）
布置作業(yè)：
探究活動(dòng)
組織學(xué)生收集資料，編寫相關(guān)論文，可以參考下列題目：
1、月球有自轉(zhuǎn)嗎？（針對(duì)這一問題，學(xué)生會(huì)很容易回答出來，但是關(guān)于月球的自轉(zhuǎn)情況卻不一定很清楚，教師可以加以引伸，比如月球自轉(zhuǎn)周期，為什么我們看不到月球的另一面？）
2、觀察月亮。
有條件的讓學(xué)生觀察月亮以及星體，收集相關(guān)資料，練習(xí)地理天文知識(shí)編寫小論文。
高中物理萬有引力定律教案 4
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解萬有引力定律的偉大成就，能測(cè)量天體的質(zhì)量及預(yù)測(cè)未知天體等
2.熟練掌握應(yīng)用萬有引力定律測(cè)天體質(zhì)量的思路和方法。
3.體會(huì)萬有引力定律在天文學(xué)史上取得的巨大成功，激發(fā)學(xué)科學(xué)習(xí)激情和探索精神。
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
1.重點(diǎn)：測(cè)天體的質(zhì)量的思路和方法
2.難點(diǎn)：物體的重力和萬有引力的區(qū)別和聯(lián)系。
【學(xué)習(xí)方法】
自主學(xué)習(xí)、合作交流、講授法、練習(xí)法等。
【課時(shí)安排】1課時(shí)
【學(xué)習(xí)過程】
一、導(dǎo)入新課：
萬有引力定律發(fā)現(xiàn)后，尤其是卡文迪許測(cè)出引力常量后，立即凸顯出定律的實(shí)用價(jià)值，能利用萬有引力定律測(cè)天體的質(zhì)量，科學(xué)性的去預(yù)測(cè)未知的天體！這不僅進(jìn)一步證明了萬有引力定律的正確性，而且確立了萬有引力定律在科學(xué)史上的地位，有力地樹立起人們對(duì)年輕的物理學(xué)的尊敬。
二、多媒體展示問題，學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)教材，交流討論。
1.說一說物體的重力和萬有引力的區(qū)別和聯(lián)系
2.寫出應(yīng)用萬有引力定律測(cè)天體質(zhì)量的思路和方法。
3.簡(jiǎn)述“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”的天文學(xué)史事，該史事說明了什么？
三、師生互動(dòng)參與上述問題的學(xué)習(xí)與討論
1.學(xué)生互動(dòng)學(xué)習(xí)交流發(fā)言。
2.教師指導(dǎo)、幫助學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)總結(jié)（結(jié)合課件展示）。
�。�1）萬有引力和物體的重力
地球表面附近的物體隨地球的自轉(zhuǎn)而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受力分析如圖（1）
1）在兩極點(diǎn):
2）除兩極點(diǎn)外：萬有引力的一個(gè)分力提供向心力，
另外一個(gè)分力就是物體受到的重力，由于提供
向心力的力很小（即使在赤道上），物體的重力
的數(shù)值和萬有引力相差很小。
3）在赤道處：
顯然，地球表面附近隨緯度的增加，重力加速度值略微增大。若忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，物體受到的萬有引力約為物體在該處受到的重力，不予考慮二者的差別。
物體在距離地心距離為r（r>R）處的加速度為ar:
則:
若忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，物體在距離地心距離為r處的重力加速度為gr:
則:
（2）“科學(xué)真是迷人”巧測(cè)地球的質(zhì)量
若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響：，則:
地面的重力加速度g和地球半徑R在卡文迪許之前就已知道，卡文迪許測(cè)出了引力常量G，就可以算出地球的質(zhì)量M。這在當(dāng)時(shí)看來就是一個(gè)科學(xué)奇跡。難怪著名文學(xué)家馬克·吐溫滿懷激情地說：“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多收獲！”
�。�3）計(jì)算天體的質(zhì)量
1）計(jì)算太陽的質(zhì)量
核心思路方法:萬有引力提供行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
對(duì)行星由牛頓第二定律得：可得：
2）計(jì)算其他中心天體的質(zhì)量：
核心思路方法:萬有引力提供小星體繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
對(duì)小星體由牛頓第二定律得：
可得：
思考與討論：如何進(jìn)一步測(cè)中心天體的密度？
中心天體的體積:，中心天體的密度：
聯(lián)立以上各式得: 。
若，則：這是很重要的一個(gè)結(jié)論。
（4）發(fā)現(xiàn)未知天體：
1）筆尖下發(fā)現(xiàn)海王星
1781年人們發(fā)現(xiàn)矛盾亞當(dāng)斯和勒維耶計(jì)算并預(yù)言伽勒發(fā)現(xiàn)證實(shí)
2）哈雷彗星的“按時(shí)回歸”
1705年英國天文學(xué)家哈雷根據(jù)萬有引力定律計(jì)算了一顆著名彗星的'軌道并正確預(yù)言了它的回歸。
3）海王星的發(fā)現(xiàn)和哈雷彗星的“按時(shí)回歸”不僅進(jìn)一步證實(shí)了萬有引力定律的正確性，同時(shí)也確立了萬有引力定律在科學(xué)史上的地位，也成為科學(xué)史上的美談�？茖W(xué)定律的可預(yù)測(cè)性體現(xiàn)的淋漓盡致！
四、隨堂練習(xí)：
例1:開普勒定律不僅適用于太陽系，它對(duì)一切具有中心天體的引力系統(tǒng)（如地月系統(tǒng)）都成立。經(jīng)測(cè)定月地距離為3.84×108m，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為2.36×106S，試計(jì)算地球的質(zhì)量M地。（G=6.67×10-11Nm2/kg2，結(jié)果保留一位有效數(shù)字）
例2:2001年10月22日，歐洲航天局由衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個(gè)超大型黑洞，命名為MCG6－30－15，由于黑洞的強(qiáng)大引力，周圍物質(zhì)大量掉入黑洞，假定銀河系中心僅此一個(gè)黑洞，已知太陽系繞銀河系中心勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，下列哪一組數(shù)據(jù)可估算該黑洞的質(zhì)量（）
A.地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期和速度
B.太陽的質(zhì)量和運(yùn)行速度
C.太陽的質(zhì)量和到MCG6－30－15的距離
D.太陽運(yùn)行速度和到MCG6－30－15的距離
例3:地球可視為球體，其自轉(zhuǎn)周期為T，在赤道上用彈簧秤測(cè)得某物體的重量是在兩極處測(cè)得同一物體重量的0.9倍，已知引力常量為G，試求地球的平均密度。
例4:某星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的9倍，半徑是地球半徑的一半，若從地球上平拋一物體射程為60m，則在該星球上以同樣的初速度，同樣的高度平拋物體，其射程是
五、學(xué)習(xí)目標(biāo)的自我評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)小結(jié)
本節(jié)課首先認(rèn)識(shí)了萬有引力和重力間的差異，后學(xué)習(xí)了應(yīng)用萬有引力定律測(cè)天體質(zhì)量的兩種基本方法：1）和2），最后見識(shí)了萬有引力定律在探索宇宙過程中發(fā)揮的重要作用和地位。
六、課后作業(yè)：
教材P432、3、4
【板書設(shè)計(jì)】
§6.4萬有引力理論的成就
一、萬有引力和物體的重力
1）在兩極點(diǎn):
2）在赤道處：，
二、“科學(xué)真是迷人”巧測(cè)地球的質(zhì)量
，則:
三、計(jì)算天體的質(zhì)量
1）計(jì)算太陽的質(zhì)量可得：
2）計(jì)算其他中心天體的質(zhì)量：
可得：
四、發(fā)現(xiàn)未知天體：1）筆尖下發(fā)現(xiàn)海王星
2）哈雷彗星的“按時(shí)回歸”
五、隨堂練習(xí)：略
六、課后作業(yè)：教材P432、3、4
高中物理萬有引力定律教案 5
一.活動(dòng)目標(biāo)
1.通過演示、實(shí)驗(yàn)等方法，對(duì)物體下落現(xiàn)象產(chǎn)生興趣。
2.觀察、認(rèn)識(shí)物體下落的必然性。
二.活動(dòng)準(zhǔn)備
1.“轱轆轱轆”學(xué)教具、“美麗下落路”學(xué)教具。
2. 沙包、毛絨玩具、紙球、棉花等。
三.活動(dòng)過程
�。ㄒ唬┌l(fā)現(xiàn)物體會(huì)下落的特征。
1.玩“轱轆轱轆”。
�、儆變和妗伴镛A轱轆”， 感受物體往下落。
把手放開后瓶子會(huì)怎么樣？（會(huì)下落）瓶子落到哪里?（落到地上）
T：我們不動(dòng)瓶子，它會(huì)自己上來嗎？（不會(huì)）怎么讓它上來？（搖動(dòng)把手）
放開手后會(huì)怎么樣？（落到地上）
②師幼發(fā)現(xiàn)：轱轆上吊著的物體是會(huì)往下落的`。
2.再次探索
�、偬峁┒喾N材料供幼兒自由探索。（沙包、毛絨玩具、紙球、棉花等）
�、谠谔剿鞯倪^程中，老師提示：
先將這些物體拿在手中，手放開后會(huì)怎么樣？它們都落到哪里去了？
將它們輕輕地往上拋后，它們又落到了那里？
將它們重重地往上拋后，它們又落到了那里？
�、蹘熡装l(fā)現(xiàn)：物體無論是放開手后、輕輕地、重重地往上拋，最后物體都落到了地上。
3.探討生活中看到的物體下落現(xiàn)象。
①觀看視頻：水往下流、蘋果往下落
②幼兒列舉生活中看到的物體下落的現(xiàn)象。
�、蹘熡装l(fā)現(xiàn)：生活中所有的物體都是往下落的。
4.師幼共同小結(jié)：
我們的地球是有吸引力的，把物體都往下吸。
�。ǘ┩妗懊利愊侣渎贰�
1.出示“美麗下落路”，教師示范將顏料倒入盒中，請(qǐng)幼兒猜一猜顏料會(huì)往那里走。
T：老師將顏料舀入盒子中，旋轉(zhuǎn)盒子，你們說顏料會(huì)往哪里走？（不管怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)盒，顏料都是往下流的，）為什么？（因?yàn)槲覀兊牡厍蛴形Γ?/p>
2. 幼兒自由玩“美麗下落路”。
T：孩子們，你們真是太聰明了，我們用地球有吸引力的原理來創(chuàng)作一幅神奇有趣的“美麗下落路”吧。
3. 幼兒自主創(chuàng)作，教師巡回指導(dǎo)。
�。ㄈ┙Y(jié)束
原來地球的吸引力還能讓我們創(chuàng)作出這么美麗的作品，我們把它們帶回活動(dòng)室展示出來吧。
高中物理萬有引力定律教案 6
一、教學(xué)目標(biāo)
1.了解萬有引力定律得出的思路和過程.
2.理解萬有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)萬有引力定律.
3.知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律.
二、教學(xué)重點(diǎn)
1.萬有引力定律的推導(dǎo).
2.萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式.
三、教學(xué)難點(diǎn)
1.對(duì)萬有引力定律的理解.
2.使學(xué)生能把地面上的物體所受的重力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質(zhì)的力聯(lián)系起來.
四、教學(xué)方法
1.對(duì)萬有引力定律的推理——采用分析推理、歸納總結(jié)的方法.
2.對(duì)疑難問題的處理——采用講授法、例證法.
五、教學(xué)步驟
導(dǎo)入新課
請(qǐng)同學(xué)們回憶一下上節(jié)課的內(nèi)容，回答如下問題：
1.行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是什么？
2.開普勒第一定律、第三定律的內(nèi)容？
同學(xué)們回答完以后，老師評(píng)價(jià)、歸納總結(jié).
同學(xué)們回答得很好，行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道是橢圓，太陽處在這個(gè)橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，那么行星為什么要這樣運(yùn)動(dòng)？而且還有一定的規(guī)律？這類問題從17世紀(jì)就有人思考過，請(qǐng)閱讀課本，這個(gè)問題的答案在不同的時(shí)代有不同的結(jié)論，可見，我們科學(xué)的研究要經(jīng)過一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的艱巨的過程.
新課教學(xué)
1.同學(xué)們閱讀完以后，知道到了牛頓時(shí)代的一些科學(xué)家，如胡克、哈雷等，對(duì)這一問題的認(rèn)識(shí)更進(jìn)了一步，把地面上的運(yùn)動(dòng)和天體的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來了.事實(shí)上，行星運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道離心率很接近于1，我們把它理想化為一個(gè)圓形軌道，這樣就簡(jiǎn)化了問題，易于我們?cè)诂F(xiàn)有認(rèn)知水平上來接受.
根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的條件可知行星必然受到一個(gè)太陽給的力.牛頓認(rèn)為這是太陽對(duì)行星的引力，那么，太陽對(duì)行星的引力F應(yīng)該為行星運(yùn)動(dòng)所受的`向心力，即：
再根據(jù)開普勒第三定律 代入上式
可得到：
其中m為行星的質(zhì)量，r為行星軌道半徑，即太陽與行星的距離.由上式可得出結(jié)論：太陽對(duì)行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比.
即：F∝
根據(jù)牛頓第三定律：太陽吸引行星的力與行星吸引太陽的力是同性質(zhì)的相互作用力.既然太陽對(duì)行星的引力與行星的質(zhì)量成正比，那么行星對(duì)太陽也有作用力，也應(yīng)與太陽的質(zhì)量M成正比，即：
F∝
用文字表述為：太陽與行星之間的引力，與它們質(zhì)量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比.
用公式表述：
公式中的G是一個(gè)常數(shù)，叫萬有引力常量.
進(jìn)而牛頓還研究了月地間的引力、許多不同物體間的作用力都遵循上述引力規(guī)律，于是他把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體間，即具有劃時(shí)代意義的萬有引力定律.
2.萬有引力定律：
�。�1）內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比.
(2)公式：
�。�3）疑問：在日常生活中，我們各自之間或人與物體間，為什么都對(duì)這種作用沒有任何感覺呢？
這是因?yàn)橐话阄矬w的質(zhì)量與星球的質(zhì)量相比太小了，它們之間的引力太小了，所以我們不易感覺到.下一節(jié)課的卡文迪許的精巧的扭秤實(shí)驗(yàn)將為我們驗(yàn)證.
�。�4）各物理量的含義及單位
r表示兩個(gè)具體物體相距很遠(yuǎn)時(shí)，物體可以視為質(zhì)點(diǎn).如果是規(guī)則形狀的均勻物體，r為它們的幾何中心間的距離.單位為“米”.
G為萬有引力常量，G=6.67×10-11，單位為Nm2/kg2.這個(gè)引力常量的出現(xiàn)要比萬有引力定律晚一百多年哪！是英國的物理學(xué)家卡文迪許測(cè)出來的，我們下節(jié)課就要學(xué)習(xí).
(5) 擴(kuò)展思路
牛頓想驗(yàn)證地面上的物體的重力與月地間、行星與太陽間的引力是同種性質(zhì)的力，他做了著名的“月——地”檢驗(yàn)，請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本第105頁有關(guān)內(nèi)容.然后歸納一下他的思路.オ①如果重力與星體間的引力是同種性質(zhì)的力，都與距離的二次方成反比關(guān)系，那么月球繞地球做近似圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度就應(yīng)該是重力加速度的1/3600.
牛頓計(jì)算了月球的向心加速度，結(jié)果證明是對(duì)的.
�、谌绻覀円阎厍蛸|(zhì)量為5.89×1024kg.地球半徑為6.37×106m.同學(xué)們?cè)囉?jì)算一下月球繞地球的向心加速度是多大？
同學(xué)們通過計(jì)算驗(yàn)證，
�、蹫榱蓑�(yàn)證地面上的重力與月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力是同一性質(zhì)的力，還提出一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)：設(shè)想一個(gè)小月球非常接近地球，以至于幾乎觸及地球上最高的山頂，那么使這個(gè)小月球保持軌道運(yùn)動(dòng)的向心力當(dāng)然就應(yīng)該等于它在山頂處所受的重力.如果小月球突然停止做軌道運(yùn)動(dòng)，它就應(yīng)該同山頂處的物體一樣以相同速度下落.如果它所受的向心力不是重力，那么它就將在這兩種力的共同作用下以更大的速度下落，這是與我們的經(jīng)驗(yàn)不符的.所以，是同性質(zhì)的力.
�。�6）萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的重要意義
萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，對(duì)物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響.它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一了起來.在科學(xué)文化發(fā)展上起到了積極的推動(dòng)作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有能力理解天地間的各種事物.
六、鞏固練習(xí)（用投影片出示題目）
1.要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4，下列辦法不可采用的是
獳.使兩物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變
B.使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來的1/4，距離不變
C.使兩物體間的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不變
D.距離和質(zhì)量都減為原來的1/4
2.火星的半徑是地球半徑的一半，火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/9；那么地球表面50 kg的物體受到地球的吸引力約是火星表面同質(zhì)量的物體受到火星吸引力的 倍.
3.兩個(gè)大小相同的實(shí)心小鐵球緊靠在一起時(shí)，它們之間的萬有引力為F.若兩個(gè)半徑為原來2倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力為
獳.4F 獴.2F 獵.8F 獶.16F
參考答案：
1.D 2.2.25 3.D
七、小結(jié)（用投影片出示內(nèi)容）
通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解并知道：
1.得出萬有引力定律的思路及方法.
2.任何兩個(gè)物體間存在著相互作用的引力的一般規(guī)律：即
其中G為萬有引力常量，r為兩物間的距離.
八、板書設(shè)計(jì)
第二節(jié) 萬有引力定律
高中物理萬有引力定律教案 7
一、教學(xué)目標(biāo)
1、在開普勒第三定律的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)得到萬有引力定律，使學(xué)生對(duì)此規(guī)律有初步理解。
2、介紹萬有引力恒量的測(cè)定方法，增加學(xué)生對(duì)萬有引力定律的感性認(rèn)識(shí)。
3、通過牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程和卡文迪許扭秤的設(shè)計(jì)方法，滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法論教育。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1、萬有引力定律的推導(dǎo)過程，既是本節(jié)課的重點(diǎn)，又是學(xué)生理解的難點(diǎn)，所以要根據(jù)學(xué)生反映，調(diào)節(jié)講解速度及方法。
2、由于一般物體間的萬有引力極小，學(xué)生對(duì)此缺乏感性認(rèn)識(shí)，又無法進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，故應(yīng)加強(qiáng)舉例。
三、教具
卡文迪許扭秤模型。
四、教學(xué)過程
�。ㄒ唬┮胄抡n
1、引課：前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，我們知道做圓周運(yùn)動(dòng)的物體都需要一個(gè)向心力，而向心力是一種效果力，是由物體所受實(shí)際力的合力或分力來提供的。另外我們還知道，月球是繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的，那么我們想過沒有，月球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由誰來提供的呢？（學(xué)生一般會(huì)回答：地球?qū)υ虑蛴幸�。�?/p>
我們?cè)賮砜匆粋�(gè)實(shí)驗(yàn)：我把一個(gè)粉筆頭由靜止釋放，粉筆頭會(huì)下落到地面。
實(shí)驗(yàn)：粉筆頭自由下落。
同學(xué)們想過沒有，粉筆頭為什么是向下運(yùn)動(dòng)，而不是向其他方向運(yùn)動(dòng)呢？同學(xué)可能會(huì)說，重力的方向是豎直向下的，那么重力又是怎么產(chǎn)生的呢？地球?qū)Ψ酃P頭的引力與地球?qū)υ虑虻囊κ遣皇且环N力呢？（學(xué)生一般會(huì)回答：是。）這個(gè)問題也是300多年前牛頓苦思冥想的問題，牛頓的結(jié)論也是：yes。
既然地球?qū)Ψ酃P頭的引力與地球?qū)υ虑蛴幸κ且环N力，那么這種力是由什么因素決定的，是只有地球?qū)ξ矬w有這種力呢，還是所有物體間都存在這種力呢？這就是我們今天要研究的萬有引力定律。
板書：萬有引力定律
（二）教學(xué)過程
1、萬有引力定律的推導(dǎo)
首先讓我們回到牛頓的年代，從他的角度進(jìn)行一下思考吧。當(dāng)時(shí)“日心說”已在科學(xué)界基本否認(rèn)了“地心說”，如果認(rèn)為只有地球?qū)ξ矬w存在引力，即地球是一個(gè)特殊物體，則勢(shì)必會(huì)退回“地球是宇宙中心”的說法，而認(rèn)為物體間普遍存在著引力，可這種引力在生活中又難以觀察到，原因是什么呢？（學(xué)生可能會(huì)答出：一般物體間，這種引力很小。如不能答出，教師可誘導(dǎo)。）所以要研究這種引力，只能從這種引力表現(xiàn)比較明顯的物體——天體的問題入手。當(dāng)時(shí)有一個(gè)天文學(xué)家開普勒通過觀測(cè)數(shù)據(jù)得到了一個(gè)規(guī)律：所有行星軌道半徑的3次方與運(yùn)動(dòng)周期的2次方之比是一個(gè)定值，即開普勒第
其中m為行星質(zhì)量，R為行星軌道半徑，即太陽與行星的距離。也就是說，太陽對(duì)行星的'引力正比于行星的質(zhì)量而反比于太陽與行星的距離的平方。
而此時(shí)牛頓已經(jīng)得到他的第三定律，即作用力等于反作用力，用在這里，就是行星對(duì)太陽也有引力。同時(shí)，太陽也不是一個(gè)特殊物體，它
用語言表述，就是：太陽與行星之間的引力，與它們質(zhì)量的乘積成正比，與它們距離的平方成反比。這就是牛頓的萬有引力定律。如果改
其中G為一個(gè)常數(shù)，叫做萬有引力恒量。（視學(xué)生情況，可強(qiáng)調(diào)與物體重力只是用同一字母表示，并非同一個(gè)含義。）
應(yīng)該說明的是，牛頓得出這個(gè)規(guī)律，是在與胡克等人的探討中得到的。
2、萬有引力定律的理解
下面我們對(duì)萬有引力定律做進(jìn)一步的說明：
（1）萬有引力存在于任何兩個(gè)物體之間。雖然我們推導(dǎo)萬有引力定律是從太陽對(duì)行星的引力導(dǎo)出的，但剛才我們已經(jīng)分析過，太陽與行星都不是特殊的物體，所以萬有引力存在于任何兩個(gè)物體之間。也正因?yàn)榇�，這個(gè)引力稱做萬有引力。只不過一般物體的質(zhì)量與星球相比過于小了，它們之間的萬有引力也非常小，完全可以忽略不計(jì)。所以萬有引力定律的表述是：
板書：任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個(gè)物體的質(zhì)
其中m1、m2分別表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，r為它們間的距離。
（2）萬有引力定律中的距離r，其含義是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離。兩個(gè)物體相距很遠(yuǎn)，則物體一般可以視為質(zhì)點(diǎn)。但如果是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近，則應(yīng)把r理解為它們的幾何中心的距離。例如物體是兩個(gè)球體，r就是兩個(gè)球心間的距離。
�。�3）萬有引力是因?yàn)槲矬w有質(zhì)量而產(chǎn)生的引力。從萬有引力定律可以看出，物體間的萬有引力由相互作用的兩個(gè)物體的質(zhì)量決定，所以質(zhì)量是萬有引力的產(chǎn)生原因。從這一產(chǎn)生原因可以看出：萬有引力不同于我們初中所學(xué)習(xí)過的電荷間的引力及磁極間的引力，也不同于我們以后要學(xué)習(xí)的分子間的引力。
3、萬有引力恒量的測(cè)定
牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但萬有引力恒量G這個(gè)常數(shù)是多少，連他本人也不知道。按說只要測(cè)出兩個(gè)物體的質(zhì)量，測(cè)出兩個(gè)物體間的距離，再測(cè)出物體間的引力，代入萬有引力定律，就可以測(cè)出這個(gè)恒量。但因?yàn)橐话阄矬w的質(zhì)量太小了，它們間的引力無法測(cè)出，而天體的質(zhì)量太大了，又無法測(cè)出質(zhì)量。所以，萬有引力定律發(fā)現(xiàn)了100多年，萬有引力恒量仍沒有一個(gè)準(zhǔn)確的結(jié)果，這個(gè)公式就仍然不能是一個(gè)完善的等式。直到100多年后，英國人卡文迪許利用扭秤，才巧妙地測(cè)出了這個(gè)恒量。
這是一個(gè)卡文迪許扭秤的模型。（教師出示模型，并拆裝講解）這個(gè)扭秤的主要部分是這樣一個(gè)T字形輕而結(jié)實(shí)的框架，把這個(gè)T形架倒掛在一根石英絲下。若在T形架的兩端施加兩個(gè)大小相等、方向相反的力，石英絲就會(huì)扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度。力越大，扭轉(zhuǎn)的角度也越大。反過來，如果測(cè)出T形架轉(zhuǎn)過的角度，也就可以測(cè)出T形架兩端所受力的大小�，F(xiàn)在在T形架的兩端各固定一個(gè)小球，再在每個(gè)小球的附近各放一個(gè)大球，大小兩個(gè)球間的距離是可以較容易測(cè)定的。根據(jù)萬有引力定律，大球會(huì)對(duì)小球產(chǎn)生引力，T形架會(huì)隨之扭轉(zhuǎn)，只要測(cè)出其扭轉(zhuǎn)的角度，就可以測(cè)出引力的大小。當(dāng)然由于引力很小，這個(gè)扭轉(zhuǎn)的角度會(huì)很小。怎樣才能把這個(gè)角度測(cè)出來呢？卡文迪許在T形架上裝了一面小鏡子，用一束光射向鏡子，經(jīng)鏡子反射后的光射向遠(yuǎn)處的刻度尺，當(dāng)鏡子與T形架一起發(fā)生一個(gè)很小的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刻度尺上的光斑會(huì)發(fā)生較大的移動(dòng)。這樣，就起到一個(gè)化小為大的效果，通過測(cè)定光斑的移動(dòng)，測(cè)定了T形架在放置大球前后扭轉(zhuǎn)的角度，從而測(cè)定了此時(shí)大球?qū)π∏虻囊��？ㄎ牡显S用此扭秤驗(yàn)證了牛頓萬有引力定律，并測(cè)定出萬有引力恒量G的數(shù)值。這個(gè)數(shù)值與近代用更加科學(xué)的方法測(cè)定的數(shù)值是非常接近的。
卡文迪許測(cè)定的G值為6.754×10—11，現(xiàn)在公認(rèn)的G值為6.67×10—11。需要注意的是，這個(gè)萬有引力恒量是有單位的：它的單位應(yīng)該是乘以兩個(gè)質(zhì)量的單位千克，再除以距離的單位米的平方后，得到力的單位牛頓，故應(yīng)為Nm2/kg2
板書：G=6.67×10—11Nm2/kg2
由于萬有引力恒量的數(shù)值非常小，所以一般質(zhì)量的物體之間的萬有引力是很小的，我們可以估算一下，兩個(gè)質(zhì)量50kg的同學(xué)相距0.5m時(shí)之間的萬有引力有多大（可由學(xué)生回答：約6.67×10—7N），這么小的力我們是根本感覺不到的。只有質(zhì)量很大的物體對(duì)一般物體的引力我們才能感覺到，如地球?qū)ξ覀兊囊Υ笾戮褪俏覀兊闹亓�，月球�(qū)Ｑ蟮囊?dǎo)致了潮汐現(xiàn)象。而天體之間的引力由于星球的質(zhì)量很大，又是非常驚人的：如太陽對(duì)地球的引力達(dá)3.56×1022N。
五、課堂小結(jié)
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了萬有引力定律，了解了任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間都存在著一種引力，這個(gè)引力正比于兩個(gè)物體質(zhì)量的乘積，反比于兩個(gè)物體間的距離。其大小的決定式為：
其中G為萬有引力恒量：G=6.67×10—11Nm2/kg2
另外，我們還了解了科學(xué)家分析物體、解決問題的方法和技巧，希望對(duì)我們今后分析問題、解決問題能夠有所借鑒。
六、說明
1、設(shè)計(jì)思路：本節(jié)課由于內(nèi)容限制，以教師講授為主。為能夠吸引學(xué)生，引課時(shí)設(shè)計(jì)了一些學(xué)生習(xí)以為常的但又沒有細(xì)致思考過的問題。講授過程中以物理學(xué)史為主線，讓學(xué)生以科學(xué)家的角度分析、思考問題。力爭(zhēng)抓住這節(jié)課的有利時(shí)機(jī)，滲透“沒有絕對(duì)特殊的物體”這一引起物理學(xué)幾次革命性突破的辯證唯物主義觀點(diǎn)。
2、卡文迪許扭秤模型為自制教具，可仿課本插圖用金屬桿等焊制，外面可用有機(jī)玻璃制成外殼，并可拆卸。
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