引力常量測定物理教案

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教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)：

1、使學(xué)生掌握萬有引力定律并應(yīng)用萬有引力定律解決簡單問題．

2、使學(xué)生能應(yīng)用萬有引力定律解決天體問題及衛(wèi)星問題．

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

能力目標(biāo)

通過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)

通過了解卡文迪許扭秤的設(shè)計(jì)過程，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)過程設(shè)計(jì)：本節(jié)是關(guān)于萬有引力定律的應(yīng)用，主要通過例題的講解加深學(xué)生對該部分知識的理解以及運(yùn)用。

二、教學(xué)過程：

（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)星的知識請學(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；（追問學(xué)生為什么？）

由萬有引力定律得：

解得：

在解決此題時應(yīng)讓學(xué)生充分討論和充分理解，讓學(xué)生建立一個清晰的衛(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。求萬有引力恒量是多少？

解：由萬有引力定律得：

解得：

學(xué)生在解決此題后，教師提出問題：

1、萬有引力恒量是誰首先測量的？

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

亨利·卡文迪許是英國杰出的物理學(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，卡文迪許生于法國尼斯的一個貴族家庭。他的父親是英國公爵的后裔，因?yàn)樗哪赣H喜歡法國的氣候，才搬到法國居住。當(dāng)卡文迪許兩歲的時候，他的母親就去世了。由于早年喪母，他形成一種過于孤獨(dú)而羞怯的習(xí)性。

2、萬有引力恒量是用什么方法測量的？

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

需要注意兩個地方：

（1）兩個1千克的物體間的萬有引力很小，他是如何解決的？

（2）力很小讀數(shù)如何解決的？

3、測量的萬有引力恒量的數(shù)值和單位？

4、在現(xiàn)實(shí)生活中，兩物體間的萬有引力我們無法觀察到呢？為什么？請學(xué)生討論并舉例說明。

探究活動

組織學(xué)生收集相關(guān)資料，完成以下的探究活動．同時在完成題目1的基礎(chǔ)上分組自行設(shè)計(jì)一種測量萬有引力常量的方法．

1、萬有引力常量測量的歷史過程．

2、根據(jù)觀察和查閱資料設(shè)計(jì)一種測量萬有引力常量的方法．