引力常量測(cè)定物理教案

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教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：

1、使學(xué)生掌握萬(wàn)有引力定律并應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解決簡(jiǎn)單問(wèn)題．

2、使學(xué)生能應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解決天體問(wèn)題及衛(wèi)星問(wèn)題．

3、了解我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展情況并用所學(xué)知識(shí)解釋（我國(guó)近幾年在航天事業(yè)上有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，如：長(zhǎng)征一號(hào)、長(zhǎng)征二號(hào)、風(fēng)云一號(hào)、風(fēng)云二號(hào)、神州一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)等）．

能力目標(biāo)

通過(guò)圖片或自制教具展示卡文迪許扭秤的設(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．

情感目標(biāo)

通過(guò)了解卡文迪許扭秤的設(shè)計(jì)過(guò)程，使學(xué)生了解卡文迪許這位偉大的科學(xué)家是如何攻克難關(guān)、戰(zhàn)勝困難的．

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

一、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)：本節(jié)是關(guān)于萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用，主要通過(guò)例題的講解加深學(xué)生對(duì)該部分知識(shí)的理解以及運(yùn)用。

二、教學(xué)過(guò)程：

（一）講解例題

例題1：已知地球的半徑為，地球的自轉(zhuǎn)角速度為，地球表面的重力加速度為。在赤道上空有一顆相對(duì)地球靜止的同步通訊衛(wèi)星離地面的高度是多少？

解：關(guān)于同步衛(wèi)星的知識(shí)請(qǐng)學(xué)生回答：

1、同步衛(wèi)星的周期是24h；

2、同步衛(wèi)星的角速度與地球的自轉(zhuǎn)角速度相等；

3、同步衛(wèi)星必須在赤道上空；（追問(wèn)學(xué)生為什么？）

由萬(wàn)有引力定律得：

解得：

在解決此題時(shí)應(yīng)讓學(xué)生充分討論和充分理解，讓學(xué)生建立一個(gè)清晰的衛(wèi)星繞地球的軌道。

例題2：已知地球的質(zhì)量為，地球的半徑為，地球表面的重力加速度為。求萬(wàn)有引力恒量是多少？

解：由萬(wàn)有引力定律得：

解得：

學(xué)生在解決此題后，教師提出問(wèn)題：

1、萬(wàn)有引力恒量是誰(shuí)首先測(cè)量的？

學(xué)生回答后，教師可以補(bǔ)充說(shuō)明：卡文迪許是最富有的學(xué)者，最有學(xué)問(wèn)的富翁，并對(duì)卡文迪許加以較詳細(xì)的介紹。

亨利·卡文迪許是英國(guó)杰出的物理學(xué)家和化學(xué)家，他的一生為科學(xué)的發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)。也許這位科學(xué)家在生活中不是一個(gè)出色者，但在科學(xué)研究中不愧為一顆閃亮的明星。1731年10月10日，卡文迪許生于法國(guó)尼斯的一個(gè)貴族家庭。他的父親是英國(guó)公爵的后裔，因?yàn)樗哪赣H喜歡法國(guó)的氣候，才搬到法國(guó)居住。當(dāng)卡文迪許兩歲的時(shí)候，他的母親就去世了。由于早年喪母，他形成一種過(guò)于孤獨(dú)而羞怯的習(xí)性。

2、萬(wàn)有引力恒量是用什么方法測(cè)量的？

教師可用展示扭秤實(shí)驗(yàn)的圖片并詳細(xì)解釋有關(guān)物理問(wèn)題。（教學(xué)建議中有資料）

需要注意兩個(gè)地方：

（1）兩個(gè)1千克的物體間的萬(wàn)有引力很小，他是如何解決的？

（2）力很小讀數(shù)如何解決的？

3、測(cè)量的萬(wàn)有引力恒量的數(shù)值和單位？

4、在現(xiàn)實(shí)生活中，兩物體間的萬(wàn)有引力我們無(wú)法觀察到呢？為什么？請(qǐng)學(xué)生討論并舉例說(shuō)明。

探究活動(dòng)

組織學(xué)生收集相關(guān)資料，完成以下的探究活動(dòng)．同時(shí)在完成題目1的基礎(chǔ)上分組自行設(shè)計(jì)一種測(cè)量萬(wàn)有引力常量的方法．

1、萬(wàn)有引力常量測(cè)量的歷史過(guò)程．

2、根據(jù)觀察和查閱資料設(shè)計(jì)一種測(cè)量萬(wàn)有引力常量的方法．