【教材解析】
物理学始于人类对理解恒星运动的追求。 三百多年前万有引力定律的发现，堪称人类文明和理性探索进程中最壮丽的诗篇。 它所体现的科学智慧的震撼力至今仍为世人所敬佩。 地面和天空的相关运动统一起来，首次揭示了自然的对称与和谐以及物理规律表达的简单而含蓄的内在美。 它是牛顿“从运动现象研究自然力”的科学思辨的又一个例子，并继续为各代人提供灵感。 紧随其后的是科学家。 从物理学史可以看出，《万有引力定律》的内容是对前两课教学内容的进一步推演，并与其一起构成了本章的高级单元内容。 同时，本节内容也是下节教学内容的基础。 它是本章的教学重点，在高中物理中占有重要地位。 因此，万有引力定律的教学不仅要注重具体知识的解释、记忆和实际应用，还应强调人类对天体运动的认识和建立万有引力定律的探究过程。 教学重点应该是“引导孩子体验万有引力定律的发现过程”。 《思想与方法》。 然而，除了教科书和参考资料中的介绍，我们对物理学史上这段辉煌的时期到底了解多少呢？ 我们能否在整个发现过程中把握探索的脉络，并将从中学到的思想精髓介绍给孩子？ 由此看来，在新教材中讲授万有引力定律章节，适当拓展相应的知识背景，了解现代对牛顿万有引力理论的评论是非常有必要的。
【孩子分析】
从知识结构来看，孩子在学习万有引力定律之前，对力、万有引力、向心力、太阳对行星的引力、加速度、引力加速度、向心加速度等概念已经有了很好的理解，并有掌握了自由落体运动和圆周运动等运动定律，并能熟练运用牛顿运动定律解决动力学问题。 已经完全具备了深入探索和学习万有引力定律的起点。
从知识建构的过程来看高中物理地月检验，在上一节中，孩子们体验了探索太阳与行星之间引力的过程，从中发现问题、提出问题、猜想、推理论证等方法和思路。都渗透到了孩子们的内心。 根据孩子的认知心理特点：播放月球绕地球运行和苹果落到地上的两个视频片段，很容易在他们的脑海中形成一个问题：地球对月球的引力和地球对苹果的引力是否相同？同样的力量？ 这为进一步探索万有引力定律的发现过程奠定了切入点。
然而，高一孩子的思维方式很容易停滞在知识接受的层面，而忽视了概念与规律之间的相互联系。 而且，很多孩子无法建立清晰、动态的物理形象或物理场景，从而无法通过同化和适应来完成知识的过程。 施工过程。 因此，在教学过程中，要注意从孩子的实际情况出发，根据孩子的认知规律，注重创设物理情境，营造和谐的课堂氛围，进行互动讨论和探究式教学。
【教学目标】
1. 知识和技能目标
(1)掌握月地检查。
（2）了解万有引力定律的内容、表达方式和适用条件，能够解决简单的引力问题。
2. 过程和方法目标
一种涉及学习物理定律、提出猜想、理论推导和实验测试的科学研究方法。
3. 情感、态度和价值目标
（1）体验万有引力定律的发现过程，激发孩子的科学探究兴趣。
（2）通过介绍引力常数的测量，阐释科学研究的长期性，提高孩子的科学价值观。
【教学重点】
万有引力定律及其适用条件。
【教学难点】
月地巡视的想法。
【教学设计思路】
通过提出猜想、理论推导、实验检验的过程，孩子们可以主动参与到物理情境中的知识建构过程，体验大胆的猜想、现有理论的应用、巧妙的实验测试以及所体现的科学探索精神。在他们中。 精神与方法。
【教学设计流程】
1、新课程介绍
通过上一课的学习，我们已经知道，太阳与行星之间的引力遵循平方反比定律： 。
式中G为比例系数，F为太阳与行星之间的引力，为行星绕太阳做近似圆周运动提供向心力。 正是这种引力阻止了行星飞离太阳。
「设计说明」：通过以上的介绍，目的是让孩子回忆上节课的内容，回顾前半部分发现万有引力定律的过程，从而为后续的研究奠定基础，引出新课。
2. 教授新课程
(1) 作出猜想
观看视频并提出问题。 （引导孩子回答，老师会及时纠正和补充）
月球为什么绕地球转一圈？
因为月球被地球吸引了。
为什么苹果公司会向下而不是向上移动？
苹果由于重力而落到地上。
那么它所施加的重力是如何产生的呢？
由于地球对苹果的吸引力而发生。
我们很自然地认为地球对月球的引力和地球对苹果的引力是同一个力吗？
根据我们物理学的研究规律，为了解释某种现象，我们提出一个猜想，这是一个理论，然后检验它是否正确。 物理学通过不断的测试和改进而不断进步。 同样，我们的猜想是否正确也需要事实来检验。 然后请学生思考以下问题。
《设计说明》：通过月球绕地球运行和苹果自由落体的物理场景，唤醒孩子们的脑海中引发遐想的苹果落下和发现万有引力定律的故事，激发孩子们的想象力。兴趣和想象力。
（二）月度及地面检查
创设问题情境，儿童讨论，教师指导，互动探索。
要检验天上的力和地上的力是否是同一个力，应该选择谁作为研究对象呢？
假设这个假设成立，天和地是同一个力，遵循同样的定律——平方反比定律，那么作用在苹果和月亮上的力应该如何表达呢？
（这是理论推测）
我们如何实际计算月球上的力？
（提示：通过天文观测，我们已经知道月球绕地球转一圈，我们能否用圆周运动的知识来解决这个问题呢？）
我们已经知道苹果所受的力是。
猜测
实际的
月亮
苹果
接下来，请学生思考我们需要测量哪些物理量来验证我们的猜想？ 什么表达式被验证？
（幼儿回答，教师引导、总结。）
我们推测，天上地下存在着同样的力量。 天上的力量是猜想和理论，地上的力量是现实和检验。 我们只是想验证一下猜想和现实是否相等。 仅选择一个研究对象，即月球或苹果。 由于比例系数G未知，无法测试。 我们可以选择两个研究对象，研究它们的比例关系，实际上就是月球和苹果之间的加速度关系，来完成实验测试。 这就是月地测试。 我们来看看测试思路。
测试思路
① 利用万有引力平方反比定律和牛顿第二定律推算出苹果在地球表面的加速度和月球的向心加速度。
②通过实验观测，利用现有定律，得到月球的向心加速度和苹果在地球表面的加速度。
③根据上述结果，看看加速度比之间的关系，将猜想与实验观测数据进行比较，得出结论。
好的，请同学们开始验证。 展示孩子的推导过程。
结论：在允许的误差范围内，理论推导与实验观察得到的结果是相等的。
“设计描述”：通过创设问题场景，引导孩子讨论、探索和检验想法，进行量化，掌握月球和地球测试，用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，增强孩子的理性认识，学习物理定律并提出猜想-理论推导-实验测试的科学研究方法，同时体验万有引力定律的发现过程，激发孩子的科学探究兴趣。
(3)万有引力定律
猜测：宇宙中所有物体之间都会存在这样的力吗？
如今，提起万有引力对于我们来说似乎已经是老生常谈了，但我们确实很佩服牛顿当时的勇气、勇气和惊人的想象力。 虽然这最后一个假说无法被直接验证，但我们没有理由反驳它，并且后来无数的事实都支持这一点——万有引力定律。 要求学生阅读课本，了解法律的内容。
1. 内容
自然界中任何两个物体都会相互吸引，万有引力的大小与物体质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间的距离r的平方成反比。
——牛顿1687年写的《自然哲学的数学原理》
式中各物理量的含义及单位：F为两个物体之间的引力，单位：N； m1和m2分别表示两个物体的质量，单位：kg； r为两个物体之间的距离，单位：m； G是万有引力常数。
2、万有引力常数
牛顿弄清楚了万有引力与物体质量和距离的关系，但他无法计算出两个天体之间万有引力的大小，因为他不知道万有引力常数G的值。这个问题得到了更多解决一百多年后，英国物理学家卡文迪什（1731-1810）在实验室中通过使用扭力天平测量几个铅球之间的万有引力，并测量出了万有引力。 常数G。（出示课件图片，简单解释一下实验的原理和思路：弹丸之间的重力使T形框架旋转，带动钢丝扭转。我们可以利用知识力矩平衡来确定丸粒间重力的大小，由于金属丝的扭转程度很小高中物理地月检验，难以观察和测量，所以在T形架上安装了一个小镜子，这样激光器发出的激光经小镜反射后落在标尺上，小镜旋转后，测量出光斑在标尺上移动的距离，利用光放大的原理来确定标尺上的光斑程度。扭转金属线，然后测量重力并确定重力常数。）
目前推荐的标准值为G=6.67259×10-11N·m2/Kg2，通常G=6.67×10-11N·m2/Kg2，（黑板上写：万有引力常数G=6.67×10-11N·m2/Kg2 ）。 它在数值上相当于质量为1公斤的物体之间相距1米时的相互作用力。 单位：N·m2/kg2。 （强调掌握物理常数数量级的重要性）和后面我们要学习的静电力常数一样，万有引力常数是自然界中为数不多的比较重要的物理常数之一。 完成扭转平衡测试后，卡文迪什测量了各种物体之间的重力。 得到的结果与根据万有引力定律利用万有引力常数G得到的结果相同。 因此，万有引力常数的普遍性成为万有引力定律正确性的见证，为万有引力定律的普遍意义奠定了坚实的实验基础。 在本教程中，我们准备了有关确定引力常数的信息的介绍。 希望学生课后阅读，了解实验的原理和思路。
我们已经有了万有引力定律。
问题：如何将万有引力定律用于简单的目的？ 孩子们讨论答案。
好的，请阅读问题！ 如果两个质量为50Kg的人相互接触，如果用万有引力定律，结果似乎是无限的，那么两个人永远不会分开。 难道我们最终得到的法律是错的吗？ 还是我们在运用法律时忽略了一些东西？ 这就是我们将继续研究的万有引力定律适用的条件。
三、适用条件
(1)万有引力定律仅适用于粒子间引力的大小。 当两个物体之间的距离远大于每个物体的尺寸时，可以将物体视为粒子，直接使用万有引力定律。 （模型）
在研究两个相互接触的人之间的引力时，不能将它们视为粒子。
(2)当两个物体是质量分布均匀的球体时，它们之间的引力也可以直接用公式表示，但公式中的r指的是两个球体中心之间的距离。
为了研究太阳和地球之间的引力，可以将它们视为质量均匀的球体。
研究不能看成质点的物体时，可以将物体分成无数个质点，求出两个物体上的每个质点与另一个物体上的所有质点之间的万有引力，然后可以得到合力成立。 这就是微积分的思想。
万有引力定律起源于对太阳系行星运动的研究，但它对物质运动的适用性要广泛得多。 可以说，宇宙中所有涉及引力的复杂现象都可以用这样一个非常简单的定律来概括。 这不能不让人惊叹宇宙万物的非凡和谐和人类理性思维的统一。 力量。
4. 实践探究
创建一个场景：既然自然界中任意两个物体之间都存在万有引力，为什么我们在日常生活中感觉不到我们自己之间或人与物体之间的这种相互作用呢？
根据场景中的数据，孩子做出估计：
① 请估算两个学生相距 5m 时彼此之间的重力。 （它们的质量可以设置为50kg）
解：由万有引力定律得：
将数据代入可得：F1=6.67×10-9N
②已知地球质量约为6.0×，地球半径为6.4×106m。 请估计一位学生与地球之间的引力？
解：由万有引力定律得：
将数据代入可得：F2=489N
小结：可见，物体之间的万有引力一般都很小，一般不易感受到。 物体与天体（如人类与地球）之间的引力是不容忽视的。
5.万有引力定律的理解
① 普遍性：任意两个物体之间都存在万有引力。
②互易性：相互作用的两个物体的引力是一对作用力和反作用力。
③特殊性：两个物体之间的万有引力与该物体所在的空间以及其他物体的存在无关。
④适用范围：仅适用于两个粒子之间的引力。
6. 意义
万有引力定律的发现对物理学和天文学的发展产生了深远的影响。 过去，观测一颗行星需要数千年的时间。 通过万有引力定律的指导，我们很快在指定地点发现了新的行星，为人们提供了探索自然的途径。 神秘建立伟大的信仰。
《设计说明》：让孩子了解万有引力定律的内容、表达和使用条件，体验物理学诸多重大理论的发现。 这不是简单的实验总结。 它需要直觉、想象力、大胆的猜想和假设。 通过阅读材料，孩子们可以体验卡文迪什扭转尺度实验精湛的实验方法，了解科学研究的长期性，提高孩子的科学价值观。 通过问题训练，让孩子进行估计、比较，从而锻炼估计能力，认识到万有引力常数大小的重要性，加深对万有引力定律的理解。
高中物理万有引力定律的教学设计已经介绍给大家了。 如果同学们在高中学习中还有任何疑问，请直接拨打智康网高中频道免费咨询热线：会有专业的高中权威老师为您解答！
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