第一篇：5.3 《萬有引力定律與天文學的新發現》教學設計(滬科版必修2)

5.3 《萬有引力定律與天文學的新發現》

教學設計

教學目的：

知識與技能：理解應用萬有引力定律分析研究天體運動的方法。過程與方法：通過閱讀課文，練習歸納總結其內容，并與同學交流。情感態度與價值觀：認識萬有引力定律的重大意義。重點：

天體質量的測量。難點：

重力與萬有引力的關系與區別。教學過程：

一、回顧：萬有引力定律的發現過程。

請學生關注P84：“困難之三”，牛頓解決這個困難的方法，引入新課。

二、進行新課

1、萬有引力理論的預言——對海王星和哈雷彗星的預測

引入本部分后，學生閱讀P90－P91課文，和同桌交流課文說了什么內容，自己讀后有什么感想？

2、稱量天體質量

學生自學P92的案例，再研究P93“討論題”，不理解的同學請教他人。

3、重力與萬有引力 教師簡單講析。

三、作業與練習：P94“家庭作業與活動”

1、課堂練習：

4、5題

2、書面作業：1－2題（說明理由）課后反思：作業3題中出現的問題

1、正常解答：

R2gMm測出星球表面的g，再依G2?mg求得M?。

RGMm4?2R4?2R3或測出航天器繞得周期T，再依G2?m2求得M?。2RTGT2、學生出現的錯誤

（1）部分學生求出g后直接按課本P92案例中的式子寫M的計算式，未列方程“GMm?mg”；個別學生說“用測力計測F引”。R24?2R（2）部分學生將g視為a向，有的在求出g后用g?2求T，進而用

T4?2RF引?m2求M（誤將m視為M）。

T3、補充講解：地面的g與衛星a向的關系。

自由落體運動的g與貼地運動衛星的a向是相等的，但不是完全相同的，g方向不變，是恒量，a向方向時刻指向圓心，是變量。

第二篇：4.2《研究機械能守恒定律》教學設計(滬科版必修2)

4.2《研究機械能守恒定律》教學設計

教學目的：

知識與技能：知道什么是機械能，知道什么叫機械能守恒，知道機械能守恒的條件。

過程與方法：能從理論上分析自由落體的機械能守恒；會通過實驗探究的方法驗證自由落體的機械能守恒。

情感態度與價值觀：認識理論分析和實驗探究在物理研究中的作用；能用守恒定律分析相關的實際現象。

重點：

機械能守恒的分析及驗證。

教具：

共28組，每組儀器：電火花計時器1臺，重錘1只，紙帶4條。

教學過程：

第一課時：機械能守恒定律的推導及應用

一、簡述機械能守恒定律的重要性，引入新課。

二、進行新課

1、機械能（學生自行閱讀）。

2、研究自由落體的機械能

提出問題：課本中P63圖4－10中，若以最低處高度為0，則重錘從最高處自由下落，在上、中、下三個位置的機械能怎么計算？

學生可自行推導、閱讀課文、互相討論，得出結論：

E3?E2?E1 即：重錘下落過程機械能守恒。

3、機械能守恒定律

學生分析P62圖4－9a、b中的果實和過山車的勢能和動能的變化（憑直覺和經驗）：物體上升，勢能增大，動能減少。反之亦然。

再分析c中的閃光照片，直觀看出高處慢、低處快

學生閱讀P63結論：只有重力做功時，無論是直線不是曲線運動，機械能均守恒。

教師簡介彈力做功問題。

學生閱讀課本黑體字，體會其涵義。

4、應用機械能守恒定律分析問題

P65的三個案例有定性的，也有定量的，讓學生討論解決。對案例3，只要求大致了解。

三、作業任務

依P61“實驗方案一、二”，設計自己的方案，完成《實驗操作與評價》中“實驗12：驗證機械能守恒定律”（P37）的預習任務。

第2課時

實驗探究

一、實驗操作

1、食品可直接用手按在實驗桌邊，不用鐵架臺固定。

2、選擇1、2兩點距離約等于2mm的紙帶。

二、數據處理

方法1：在紙帶上選某個計時點處h=0,求得其余幾點的機械能En?mghn?12mvn2，比較各En是否相等。

方法2：任選兩個計時點，求得兩處ΔEk和ΔEp，比較二者大小是否相等。

實驗表格自行設計，要求同桌兩個同學分別采用上述一種方法分析，最后參閱對方的數據，體會機械能守恒的兩種表述。

第3課時

自習輔導

一、實驗數據的處理

二、P66作業指導

1、學生討論：1、2、3題。

2、書面作業：

4、6題。

注意探測器不是豎直上拋，所以v0在最高點時具有水平速度。

第三篇：3.3萬有引力定律的應用教案2(教科版必修2)

第3節

萬有引力定律的應用

一、知識目標

1．會利用萬有引力定律計算天體的質量。2．理解并能夠計算衛星的環繞速度。

3．知道第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含義。

二、情感、態度與價值觀：

1．了解萬有引力定律在探索宇宙奧秘中的重要作用，感受科學定律的巨大魅力。2．體會科學探索中，理論和實踐的關系。3．體驗自然科學中的人文精神。

三、能力目標

培養學生對萬有引力定律的理解和利用有限的已知條件進行近似計算的能力。

四、教學重點：

1．利用萬有引力定律計算天體質量的思路和方法 2．發現海王星和冥王星的科學案例 3．計算環繞速度的方法和意義

4．第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含義

五、教學難點：

天體質量計算 教學方法：

自主討論思考、推導、引導分析 課時安排：1課時

教學步驟：

一、導入新課

牛頓通過對前人研究結果的總結和假設、推理、類比、歸納，提出了萬有引力定律

F?Gm1m2 2r在一百多年后，由英國科學家卡文迪許精確測定了萬有引力常數G，從那時候起，萬有引力才表現出巨大的威力。尤其在天體物理學計算、天文觀測、衛星發射和回收等天文活動中，萬有引力定律可稱為最有力的工具。

二、新課教學

投影月球繞地轉動的動畫演示，提出問題：若月球繞地球做勻速圓周運動，其周期為T，已知月球到地心距離為r，如何通過這些條件，應用萬有引力定律計算地球質量？（要求學生以討論小組為單位就此問題展開6分鐘討論，討論出結果后，提供計算基本思路、計算過程和結果、并總結萬有引力定律計算天體質量的方法，教師在教室巡回，找出兩個結果比較完整，討論思路清晰但計算過程略有不同的組，要求其對所討論的問題進行回答。）

顯示：勻速圓周運動，周期T、月球到地心距離r，求：地球質量M 教師總結兩組的討論過程和結果，比較后，對所討論的問題得出一個更加完善的答案。板書演示，重現這一完整過程，并對問題的答案做出總結。要求各小組將這個結果和自己小組的結果進行兩分鐘比較討論。（總用時約6分鐘）

提出問題：利用這種方法，是否可以計算不帶衛星的天體的質量？為什么？ 學生回答，教師總結。

講解例題（課本練習1）：已知地球繞太陽做勻速圓周運動的周期為365天，地球到太陽的距離為1.5×10m，取G＝6.67×101

1－11

N·m/km，求太陽的質量。

2提問學生，將學生的思路地月系擴展到太陽系。提問學生太陽系目前觀測到有多少顆行星？他們分別是哪些呢？

學生回答后，投影出太陽系九大行星運行圖，并展示部分行星的照片。

提出：引入美國天文學家發現的可能的太陽系的第十顆行星，及海王星和冥王星發現的故事，要求學生就這些案例，聯系認識宇宙范圍越大，所需探索時間越長這個事實，經過三分鐘討論，談談自身獲得什么啟示。并鼓勵學生查閱相關資料，了解更多的關于行星的知識，激發學生對這一問題的興趣，鼓勵學生利用已有條件，探索宇宙的奧秘。

將課堂引回地月系，從地月系的環繞關系，引入地球衛星。提問有關衛星的一些問題。例如：衛星發射速度、衛星軌道形狀、衛星運行速度等等。

講述衛星的理論模型在牛頓年代已經出現，并演示這一模型。讓學生接受環繞速度的概念。通過萬有引力定律和向心力公式聯系，解出地球附近的環繞速度的值，板書這一題設和計算推理過程。

提出問題：如果發射速度大于環繞速度會有什么結果？提醒學生結合衛星的橢圓形軌道，作出討論猜想，學生討論出結果之后，提供不同情況下的衛星運行演示。

引入大于環繞速度的兩個特殊發射速度：第二宇宙速度、第三宇宙速度。再用演示和計算結合的方法引導學生得到環繞速度是衛星運行的最大速度，也是最小發射速度這一結論。

教師總結指出這里學生常常出現的錯誤，并加以強調。

提供地球上不同緯度地區單位質量物體所受重力的值（相當于提供重力加速度），和地球表面單位質量物體所受地球的萬有引力的值，要求學生作出比較，討論，學生可以得到兩者近似相等的結論：地面附近mg=GMm/R,即gR=GM這一結論。

例題（課本練習3）如果近似地認為地球對地面物體地引力等于其重力mg，你能否據此推出環繞速度？提問后，再講解。

2三、小結：本節課的重點問題：

1．利用萬有引力定律計算天體質量的思路和方法 2．了解發現海王星和冥王星的科學案例 3．計算環繞速度的方法和意義

4．知道第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含義 課后作業：本節課后練習1、3兩道題。

教學總結

本節課主要通過萬有引力定律在三個方面的重要應用，讓學生看到理論和實際之間的重要聯系，體會理論與實踐的關系。一方面培養學生邏輯思維能力和人文精神，另一方面培養學生對天體物理學的興趣。

第四篇：1.1 《飛機的投彈與平拋運動》 教案3 (滬科版必修2)

1.1 《飛機的投彈與平拋運動》

一、教學目標

1、知道平拋運動的特點是初速度方向為水平，只在豎直方向受重力作用，運動軌跡是拋物線。

2、理解平拋運動是勻變速運動，其加速度為g

3、理解平拋運動可以看作水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體 運動的合運動，并且這兩個運動互不影響。

4、會用平拋運動的規律解答有關問題。

二、重點難點

重點：平拋運動的特點和規律。

難點：對平拋運動的兩個分運動的理解。

三、教學方法：

實驗觀察、推理歸納

四、教學用具：

平拋運動演示儀、多媒體及課件

五、教學過程

（一）導入新課：

用槍水平地射出一顆子彈，子彈將做什么運動，這種運動具有什么特點，本節課我們就來學習這個問題。

（二）平拋物體的運動

1、平拋運動 ：將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運動，叫做平拋運動。

舉例：用力打一下桌上的小球，使它以一定的水平初速度離開桌面，小球所做的運動就是平拋運動，并且我們看見它做的是曲線運動。

分析：平拋運動為什么是曲線運動？（因為物體受到與速度方向成角度的重力作用）

2、平拋運動的分解

做平拋運動的物體，在水平方向上由于不受力，將做勻速直線運動；在豎直方向上物體的初速度為0，且只受到重力作用，物體做自由落體運動。加速度等于g（1）、實驗驗證：

【演示實驗】用小錘打擊彈性金屬片時，A球向水平方向飛出，做平拋運動，而同時B球被松開，做自由落體運動。

現象： 越用力打擊金屬片，A球的水平速度也越大；無論A球的初速度多大，它總是與B球同時落地。

（2）、用課件模擬課本圖1-3的實驗。

結果分析：平拋運動在豎直方向上是自由落體運動，水平方向的速度大小 并不影響平拋物體在豎直方向上的運動。而水平分運動是勻速的，且不受豎直方向的運動的影響。

（3）、利用頻閃照相更精細地研究平拋運動，其照片如課本圖5—17所示

可以看出，兩球在豎直方向上，經過相等的時間，落到相同的高度，即在豎直方向上都是自由落體運動；在水平方向上可以看出，通過相等的時間前進的距離相同，既水平分運動是勻速的。由此說明平拋運動的兩個分運動是同時、獨立進行的，豎直方向的運動與水平方向的運動互不影響。

（三）、平拋運動的規律

1．平拋運動的物體在任一時刻t的位置坐標

a：以拋出點為坐標原點，水平方向為x軸（正方向和初速度v0的方向相同），豎直方向為y軸，正方向向下，則物體在任意時刻t的位置坐標為

?x?v0t??12 y?gt??2

b：運用該公式我們可以求得物體在任意時刻的坐標并找到物體所在的位置，然后用平滑曲線把這些點連起來，就得到平拋運動的軌跡，這個軌跡是一條拋物線。2．平拋運動的速度

a：水平分速度vxb：豎直分速度vy?v0

?gt

?vx?vyvyvx c：t秒末的合速度vt d：vt的方向tan?

?

（四）例題分析

1、例題 一架老式飛機在高出地面0.81km的高度，以2.5×10km/h的速度水平飛行，為了使飛機上投下的炸彈落在指定的目標上，應該在與轟炸目標的水平距離為多遠的地方投彈？不計空氣阻力。

2、用多媒體模擬題目所述的物理情景

3、【學生看書】——思考：

（1）從水平飛行的飛機上投下的炸彈，做什么運動？為什么？

（2）炸彈的運動可分解為怎樣的分運動？

（3）炸彈落地前在水平方向通過的距離與飛機投彈時離目標的水平距離之間有什么關系？

4：解答—— 讓學生書寫解題過程，并與課本比較。

由y?12gt求出炸彈的飛行時間 22y gt?

在這段時間內，炸彈通過的水平距離為

2y g代入已知數值得 x?0.89 km x?v0t?v0 即飛機應在離轟炸目標水平距離是0.89 km的地方投彈。

（五）、課堂練習

1、討論：練習三（1）（2）（3）

2、從高空水平方向飛行的飛機上，每隔1分鐘投一包貨物，則空中下落的許多包貨物和飛機的連線是

A．傾斜直線 B．豎直直線 C．平滑曲線 D．拋物線

【B】

o *

3、平拋一物體，當拋出1秒后它的速度與水平方向成45角，落地時速度方向與水平o2 方向成60角。（g取10 m/s）

（1）求物體的初速度；

（2）物體下落的高度。(答案：v0=10m/s h=15m)

（五）、課堂小結

本節課我們學習了

1、什么是平拋運動

2、平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動

?vx?v0x?vt??0??(2)

3、平拋運動的規律(1)? ?vy?gt12y?at??22?2v?v?v?xy?

六、課外作業：

第五篇：2017-2018學年滬科版必修二 萬有引力定律是怎樣發現的 第1課時 教案

5.2 萬有引力定律是怎樣發現的

本節課的主要內容是萬有引力定律的發現過程、萬有引力定律的內容及引力常量的測定.主要滲透歷代物理、天文學家們研究問題的方法和敢于大膽猜測并堅持真理的科學思想.本節主要注重方法和情感教育.本節涉及的課程資源有：

萬有引力定律的發現過程，介紹了科學家們為牛頓最后提出萬有引力定律所作的貢獻.①內容：任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比.②萬有引力定律揭示了萬有引力存在的普遍性——存在于“任何”兩個物體，并且物體是相互吸引的.③應用范圍：r是指兩質點m1、m2之間的距離；若m1為均勻球體，m2為質點，則r是指質點m2到均勻球體球心間距離；若m1、m2均是均勻球體，則r是指兩均勻球體球心間的距離.開普勒關于行星運動的確切描述不僅使人們在解決行星的運動學問題上有了依據，更澄清了人們多年來對天體運動神秘、模糊的認識，同時也推動了對天體動力學問題的研究.牛頓在前人研究的基礎上，憑借他超凡的數學能力證明了：如果太陽和行星間的引力與距離的二次方成反比，則行星的軌跡是橢圓，并且闡述了普遍意義下的萬有引力定律.④為了驗證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的力，遵守同樣的規律，牛頓還做了著名的“月—地”檢驗.1789年，即在牛頓發現萬有引力定律一百多年以后，英國物理學家卡文迪許（1731~1810）巧妙地利用扭秤裝置，第一次在實驗室里比較準確地測出了引力常量.教學重點 ；

教學難點萬有引力定律 教具準備多媒體設備 課時安排1課時

三維目標

一、知識與技能

掌握萬有引力定律的內容、公式及適用條件；

二、過程與方法

充分展現萬有引力定律發現的科學過程，培養學生的科學思維能力.三、情感態度與價值觀

培養學生尊重知識、尊重歷史、尊重科學的精神；培養學生不畏艱難險阻永攀科學高峰的精神.教學過程

導入新課

多媒體課件展示：

“嫦娥奔月”到“阿波羅”飛船登月.為什么飛船能夠登上月球；為什么飛船能繞地球旋轉？ 推進新課

一、發現萬有引力的過程 1.關于行星運動原因的猜想

英國的吉爾伯特:行星是依靠太陽發出的磁力維持著繞日運動 開普勒：意識到太陽有一種力支配著行星的運動

法國笛卡兒：認為空間充滿著一種看不見的流質，形成許多大小、速度、密度不同的漩渦從而帶動著行星轉動

法國布里奧：首先提出平方反比假設。認為每個行星受太陽發出的力支配，力的大小跟行星與太陽的距離的平方成反比。

17世紀中葉后：引力思想已逐漸被人們所接受，甚至有了引力與距離的平方成正比的猜想。其中英國物理學家胡克、雷恩、哈雷都對此做出了貢獻。2.站在巨人肩上的牛頓

觀看介紹牛頓的視頻。學生閱讀教材

（1）牛頓之前或與牛頓同時代的科學家為什么不能把引力問題徹底解決呢？（2）牛頓是如何解決的？

二、萬有引力定律

（1）內容：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比.即，F?Gm1m2 r2其中m1、m2分別表示兩個物體的質量，r為它們之間的距離.(2)萬有引力定律中的距離r，其含義是兩個質點間的距離.兩個物體相距很遠，則物體一般可以視為質點.但如果是規則形狀的均勻物體相距較近，則應把r理解為它們的幾何中心的距離.例如物體是兩個球體，r就是兩個球心間的距離.(3)萬有引力是因為物體有質量而產生的引力.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物體的質量決定，所以質量是萬有引力產生的原因.從這一產生原因可以看出：萬有引力不同于我們初中所學習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習的分子間的引力.萬有引力定律是17世紀自然科學最偉大的成果之一，第一次揭示了自然界中的一種基本相互作用的規律，在人類認識自然的歷史上樹立了一座里程碑。在文化發展史上，萬有引力定律使人們建立了有能力理解天地間的各種事物的信心，解放了人們的思想，在科學文化的發展史上起到了積極的推動作用。

例題1.下列關于萬有引力公式的說法中正確的是（）A.公式只適用于星球之間的引力計算，不適用于質量較小的物體 B.當兩物體間的距離趨近于零時，萬有引力趨近于無窮大 C.兩物體間的萬有引力也符合牛頓第三定律 D.公式中萬有引力常量G 的值是牛頓規定的 答案：C 例題2.如圖所示，r 雖然大于兩球的半徑，但兩球的半徑不能忽略，而球的質量分布均勻，大小分別為m1與m2，則兩球間萬有引力的大小為()

A.Gm1m2m1m2m1m2m1m

2B.GC.GD.G2222rr1(r1+r2)(r+r1+r2)答案：D

三、引力恒量的測定 【教師精講】

牛頓發現了萬有引力定律，但萬有引力恒量G這個恒量是多少，連他本人也不知道.按說只要測出兩個物體的質量，測出兩個物體間的距離，再測出物體間的引力，代入萬有引力定律，就可以測出這個恒量.但因為一般物體的質量太小了，它們間的引力無法測出，而天體的質量太大了，又無法測出質量.所以，萬有引力定律發現了100多年，萬有引力恒量仍沒有一個準確的結果，這個公式就仍然不能是一個完善的等式.直到100多年后，英國人卡文迪許利用扭秤，才巧妙地測出了這個恒量.（一）引力常量G的測定

1.卡文迪許扭秤裝置（如圖，課件展示）

2.實驗的原理：兩次放大及等效的思想.扭秤裝置把微小力轉變成力矩來反映（一次放大），扭轉角度通過光標的移動來反映（二次放大），從而確定物體間的萬有引力.T形架在兩端質量為m的兩個小球受到質量為m′的兩大球的引力作用下發生扭轉，引力的力矩為FL.同時，金屬絲發生扭轉而產生一個相反的力矩kθ，當這兩個力的力矩相等時，T形架處于平衡狀態，此時，金屬絲扭轉的角度θ可根據小鏡從上的反射光在刻度尺上移動

k?r2mm?的距離求出，由平衡方程：kθ=F·L，F?G2，G?.rmm?LL為兩小球的距離，k為扭轉系數，可測出，r為小球與大球的距離.3.G的值

卡文迪許利用扭秤多次進行測量，得出引力常量G=6.71×10-11N·m2/kg2，與現在公認的值6.67×10-11 N·m2/kg2非常接近.（二）測定引力常量的重要意義 1.證明了萬有引力存在的普遍性.2.萬有引力定律有了真正的實用價值，可測定遠離地球的天體的質量、密度等.3.扭秤實驗巧妙地利用等效法合理地將微小量進行放大，開創了測量弱力的新時代.鞏固練習

1.引力恒量G的單位是（）

N?m2mA.N

B.C.D.沒有單位

kgkg?s22.引力常量數值是_______國物理學家_____________利用______________裝置測得的.3.某個行星的質量是地球質量的一半，半徑也是地球半徑的一半，那么一個物體在此行星表面上的重力是它在地球表面上重力的（）

A.1/4 B.1/2

C.4倍

D.2倍

4.已知地面的重力加速度為g,距地面高為地球半徑處的重力加速度是（）A.g/2 B.2g/2

C.g/4

D.2g 5.兩個物體之間的萬有引力大小為F1，若兩物之間的距離減小x，兩物體仍可視為質點，此時兩個物體之間的萬有引力為F2，根據上述條件可以計算（）

A.兩物體的質量 B.萬有引力常量 C.兩物體之間的距離

D.條件不足，無法計算上述中的任一個物理量 參考答案：

1.B 2.英 卡文迪許 扭秤 3.D 4.C 5.C 課堂小結 布置作業 課本課后題 板書設計

活動與探究

自己設計方案并選擇器材，測定萬有引力恒量的值，說出理論根據并進行實驗，寫出實驗步驟并通過計算匯報測量結果.