引力常量的測定物理教案

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教學目標

知識目標：

1、使學生掌握萬有引力定律并應用萬有引力定律解決簡單問題．

2、使學生能應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)展情況并用所學知識解釋（我國近幾年在航天事業(yè)上有了長足的進步，如：長征一號、長征二號、風云一號、風云二號、神州一號、二號、三號等）．

能力目標

通過圖片或自制教具展示卡文迪許扭秤的設(shè)計方法，滲透科學發(fā)現(xiàn)與科學實驗的方法論教育．

情感目標

通過了解卡文迪許扭秤的設(shè)計過程，使學生了解卡文迪許這位偉大的科學家是如何攻克難關(guān)、戰(zhàn)勝困難的．

教學設(shè)計方案

一、教學過程設(shè)計：本節(jié)是關(guān)于萬有引力定律的應用，主要通過例題的講解加深學生對該部分知識的理解以及運用。

二、教學過程：

（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；（追問學生為什么？）

由萬有引力定律得：

解得：

在解決此題時應讓學生充分討論和充分理解，讓學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？

學生回答后，教師可以補充說明：卡文迪許是最富有的學者，最有學問的富翁，并對卡文迪許加以較詳細的介紹。

亨利·卡文迪許是英國杰出的物理學家和化學家，他的一生為科學的發(fā)展作出了重要的貢獻。也許這位科學家在生活中不是一個出色者，但在科學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，因為他的母親喜歡法國的氣候，才搬到法國居住。當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而羞怯的習性。

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驗的圖片并詳細解釋有關(guān)物理問題。（教學建議中有資料）

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？請學生討論并舉例說明。

探究活動

組織學生收集相關(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)計一種測量萬有引力常量的方法．