這是高中物理萬有引力定律教案，是優秀的物理教案文章，供老師家長們參考學習。

高中物理萬有引力定律教案第 1 篇

【學習目標】

萬有引力定律的教學設計

　　1、知道月—地檢驗的結果

　　2、理解萬有引力定律的含義并會用萬有引力定律進行簡單的計算

　　3、知道萬有引力常量的大小及意義。

　　【舊知復習】

　　太陽與行星間的引力遵循什么規律？

　　【設問導學】

　　一、月—地檢驗

　　引導學生閱讀教材P39“月－地檢驗”部分的內容，完成下列問題

　　問題： 太陽、行星間的引力、月球受到的地球間的引力以及地面物體所受的引力是不是同一性質的力？為什么？

　　二、萬有引力定律

　　引導學生閱讀教材P40萬有引力定律部分，完成問題下面三個問題：

　　問題1、萬有引力定律的內容是什么？寫出表達式。

　　問題2、如何理解表達式中的r？

　　三、引力常量

　　引導學生閱讀教材P40引力常量部分，完成下面兩個問題：

　　問題1、引力常量的'數值是多大？它的單位是如何導出的？?

　　問題2、測定引力常量有何意義？

　　一、月地檢驗

　　月地檢驗的結果是_____________________________________________________

　　二、萬有引力定律

　　1、萬有引力定律的內容

　　自然界中的__________都___________，引力的方向______________________________，引力的大小與________________________成正比，與____________________________成反比，用公式表示為_____________________________。

　　2、對r的理解

　　如果兩個物體可看成質點，則r指的是________________________________的距離；如果是均勻分布的球體，則r指的是_____________________________的距離

　　三、引力常量

　　引力常量是由英國物理學家__________________測定的。其大小為_____________________，單位為________________。

高中物理萬有引力定律教案第 2 篇

教學目標

理解萬有引力定律及其公式表達

知道天體運動中的向心力是由萬有引力提供的，能根據萬有引力定律公式和向心力公式 進行有關的計算．

理解萬有引力定律在天文學中的應用(天體質量的測量、衛星的發射、宇宙速度)?

2學情分析

知識點少，但不易理解，需建立運動模型

3重點難點

萬有引力定律在天文學中的應用。

萬有引力定律在天文學中的應用

4教學過程 4.1第一學時 教學活動 活動1【講授】萬有引力定律

課堂引入

播放衛星發射視頻

仔細觀看

萬

有

引

力

定

律

的

應

用

投影問題

練習1.火星質量是地球質量的1/10，火星的半徑是地球半徑 的1/2，物體在地球上產生的重力加速度約為10m/s2，在火星上產生的重力加速度約為

①其他星球與地球比較

投影問題

練習2.物體在地面上重力為G0，它在高出地面R(R為地球半徑)處的重力為

②地球不同高度g

投影問題

練習3. 若某行星半徑為R，引力常量為G，則此星球的質量M,則在一行星上以速度ν豎直上拋一個物體，物體落回手中時間為多少？

③g與拋體運動的結合

提問

練習1.近地衛星線速度為7．9 km／s，已知月球質量是地球的質量的1／81，地球半徑是月 球半徑的3．8倍，則在月球上發射“近月衛星”的環繞速度約

A．1．0 km／s B．1．7 km／s

C．2．0 km／s D．1．5 km／s

①第一宇宙速度

B

想一想

第一宇宙速度

第二宇宙速度

第三宇宙速度

投影問題

練習2.兩顆人造衛星繞地球做圓周運動，它們的質量之比為1：2，軌道半徑之比為1：4，則

A．它們的運動速率之比為2：1

B．它們的速率之比為1：4

C．它們的運動速率之比為4：1

D．它們的速率之比為1：8

思考后回答

②穩定運行速度

A

投影總結

練習1.高度不同的三顆人造衛星，某一瞬間的位置恰好與地心在同一條直線上，如圖1所示，若此時它們的飛行方向相同，角速度分別為叫、、，線速度分別為v1、v2、v3，周期分別為T1、T2、T3，則 ( )

A．ω1>ω2 > ω3

B．v1

C．T1=T2=T3

D.T1 > T2 > T3

1.穩定運行周期

穩定運行角速度

B

投影問題

練習1 .在太陽系里有許多小行星，如發現某一顆小行星繞太陽運行的半徑是火星繞太陽運行半徑的4倍，則這顆小行星繞太陽運行的周期是火星繞太陽運行的周期的（ ）

A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍

開普勒第三定律

投影總結

同步衛星的高度

是地球半徑的5.6

提問

有人想在北京上空定位一顆同步衛星，他能否實現？

中國的衛星定位在哪?

印度尼西亞上

師生互動

展示

變軌問題分析

課堂小結

習題鞏固

分析、解答

3.萬有引力定律　

課時設計 課堂實錄

3.萬有引力定律　

1第一學時 教學活動 活動1【講授】萬有引力定律

課堂引入

播放衛星發射視頻

仔細觀看

萬

有

引

力

定

律

的

應

用

投影問題

練習1.火星質量是地球質量的1/10，火星的半徑是地球半徑 的1/2，物體在地球上產生的重力加速度約為10m/s2，在火星上產生的重力加速度約為

①其他星球與地球比較

投影問題

練習2.物體在地面上重力為G0，它在高出地面R(R為地球半徑)處的重力為

②地球不同高度g

投影問題

練習3. 若某行星半徑為R，引力常量為G，則此星球的質量M,則在一行星上以速度ν豎直上拋一個物體，物體落回手中時間為多少？

③g與拋體運動的結合

提問

練習1.近地衛星線速度為7．9 km／s，已知月球質量是地球的質量的1／81，地球半徑是月 球半徑的3．8倍，則在月球上發射“近月衛星”的環繞速度約

A．1．0 km／s B．1．7 km／s

C．2．0 km／s D．1．5 km／s

①第一宇宙速度

B

想一想

第一宇宙速度

第二宇宙速度

第三宇宙速度

投影問題

練習2.兩顆人造衛星繞地球做圓周運動，它們的質量之比為1：2，軌道半徑之比為1：4，則

A．它們的運動速率之比為2：1

B．它們的速率之比為1：4

C．它們的運動速率之比為4：1

D．它們的速率之比為1：8

思考后回答

②穩定運行速度

A

投影總結

練習1.高度不同的三顆人造衛星，某一瞬間的位置恰好與地心在同一條直線上，如圖1所示，若此時它們的飛行方向相同，角速度分別為叫、、，線速度分別為v1、v2、v3，周期分別為T1、T2、T3，則 ( )

A．ω1>ω2 > ω3

B．v1

C．T1=T2=T3

D.T1 > T2 > T3

1.穩定運行周期

穩定運行角速度

高中物理萬有引力定律教案第 3 篇

一、課題：萬有引力定律

高中物理《萬有引力定律》教案

　　二、課型：概念課（物理按教學內容課型分為：規律課、概念課、實驗課、習題課、復習課）

　　三、課時：1課時

　　四、教學目標

　　（一）知識與技能

　　1.理解萬有引力定律的含義并會用萬有引力定律公式解決簡單的引力計算問題。

　　2.知道萬有引力定律公式的適用范圍。

　　（二）過程與方法：在萬有引力定律建立過程的學習中，學習發現問題、提出問題、猜想假設與推理論證等方法。

　　（三）情感態度價值觀

　　1.培養學生研究問題時，抓住主要矛盾，簡化問題，建立理想模型的處理問題的能力。

　　2.通過牛頓在前人的基礎上發現萬有引力定律的思考過程，說明科學研究的長期性，連續性及艱巨性，提高學生科學價值觀。

　　五、教學重難點

　　重點：萬有引力定律的內容及表達公式。

　　難點：1.對萬有引力定律的理解；2.學生能把地面上的物體所受重力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質的力聯系起來。

　　六、教學法：合作探究、啟發式學習等

　　七、教具：多媒體、課本等

　　八、教學過程

　　（一）導入

　　回顧以前對月-地檢驗部分的學習，明確既然太陽與行星之間，地球與月球之間、地球對地面物體之間具有與兩個物體的質量成正比，跟它們的距離的二次方成反比的引力。這里進一步大膽假設：是否任何兩個物體之間都存在這樣的力？

　　引發學生思考：很可能有，只是因為我們身邊的物體質量比天體的質量小得多，我們不易覺察罷了，于是我們可以把這一規律推廣到自然界中任意兩個物體間，即具有劃時代意義的萬有引力定律．然后在學生的興趣中進行假設論證。

　　（二）進入新課

　　學生自主閱讀教材第40頁萬有引力定律部分，思考以下問題：

　　1.什么是萬有引力？并舉出實例。

　　教師引導總結：萬有引力是普遍存在于宇宙中任何有質量的物體之間的相互吸引力。日對地、地對月、地對地面上物體的引力都是其實例。

　　2.萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規律？其數學表達式如何？并注明每個符號的單位和物理意義。

　　教師引導總結：萬有引力定律的內容是：宇宙間一切物體都是相互吸引的。兩物體間的引力大小，跟它的質量的乘積成下比，跟它們間的距離平方成反比． 式中各物理量的含義及單位：F為兩個物體間的引力，單位：N．m1、m2分別表示兩個物體的質量，單位：kg，r為兩個物體間的距離，單位：m。G為萬有引力常量：G=6．67×10-11 N·m2/kg2，它在數值上等于質量是1Kg的物體相距米時的相互作用力，單位：N·m2/kg2．

　　3.萬有引力定律的適用條件是什么？

　　教師引導總結：只適用于兩個質點間的引力，當物體之間的距離遠大于物體本身時，物體可看成質點；當兩物體是質量分布均勻的球體時，它們間的引力也可直接用公式計算，但式中的r是指兩球心間的距離。

　　4.你認為萬有引力定律的發現有何深遠意義？

　　教師引導總結：萬有引力定律的發現有著重要的`物理意義：它對物理學、天文學的發展具有深遠的影響；它把地面上物體運動的規律和天體運動的規律統一起來；對科學文化發展起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大信心，人們有能力理解天地間的各種事物。

　　（三）深化理解

　　在完成上述問題后，小組討論，學生在教師的引導下進一步深化對萬有引力定律的理解，即：

　　1.普遍性：萬有引力存在于任何兩個物體之間，只不過一般物體的質量與星球相比太小了，他們之間的萬有引力也非常小，完全可以忽略不計。

　　2.相互性：兩個物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力。

　　3.特殊性：兩個物體間的萬有引力和物體所在的空間及其他物體存在無關。

　　4.適用性：只適用于兩個質點間的引力，當物體之間的距離遠大于物體本身時，物體可看成質點；當兩物體是質量分布均勻的球體時，它們間的引力也可直接用公式計算，但式中的r是指兩球心間的距離。

　　（四）活動探究

　　請兩名學生上講臺做個游戲：兩人靠攏后離開三次以上。創設情境，加深學生對本節知識點的印象和運用，請一位同學上臺展示計算結果，師生互評。

　　1．請估算這兩位同學，相距1m遠時它們間的萬有引力多大？（可設他們的質量為50kg）

　　解：由萬有引力定律得： 代入數據得：F1=1．7×10-7N

　　2.已知地球的質量約為6．0×1024kg，地球半徑為6．4×106m，請估算其中一位同學和地球之間的萬有引力又是多大？

　　解：由萬有引力定律得：代入數據得：F2=493N

　　3.已知地球表面的重力加速度，則其中這位同學所受重力是多少？并比較萬有引力和重力？

　　解：G=mg=490N。

　　比較結果為萬有引力比重力大，原因是因為在地球表面上的物體所受萬有引力可分解為重力和自轉所需的向心力。

　　（五）課堂小結

　　小結：學生在教師引導下認真總結概括本節內容，完成多媒體呈現的知識網絡框架圖，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，進行生生互評。

　　（六）布置作業

　　作業：完成“問題與練習”

　　九、板書設計

高中物理萬有引力定律教案第 4 篇

教學目標

　　知識與技能

　　1.了解萬有引力定律得出的思路和過程，知道地球上的重物下落與天體運動的統一性。

　　2. 知道萬有引力是一種存在于所有物體之間的吸引力，知道萬有引力定律的適用范圍。

　　3. 會用萬有引力定律解決簡單的引力計算問題，知道萬有引力定律公式中r的物理意義，了解引力常量G的測定在科學歷史上的重大意義。

　　4. 了解萬有引力定律發現的意義。

　　過程與方法

　　1.通過演繹牛頓當年發現萬有引力定律的過程，體會在科學規律發現過程中猜想與求證

　　的重要性。

　　2.體會推導過程中的數量關系.

　　情感、態度與價值觀

　　1. 感受自然界任何物體間引力的關系，從而體會大自然的奧秘.

　　2. 通過演繹牛頓當年發現萬有引力定律的過程和卡文迪許測定萬有引力常量的實驗，讓學生體會科學家們勇于探索、永不知足的精神和發現真理的曲折與艱辛。

　　教學重點、難點

　　1.萬有引力定律的推導過程，既是本節課的重點，又是學生理解的難點。

　　2.由于一般物體間的萬有引力極小，學生對此缺乏感性認識。

　　教學方法

　　探究、講授、討論、練習

　　教學活動

　　(一) 引入新課

　　復習回顧上節課的內容

　　如果行星的運動軌道是圓，則行星將作勻速圓周運動。根據勻速圓周運動的條件可知，行星必然要受到一個引力。牛頓認為這是太陽對行星的引力，那么，太陽對行星的引力F提供行星作勻速圓周運動所需的向心力。

　　學生活動： 推導得

　　將V=2πr/T代入上式得

　　利用開普勒第三定律 代入上式

　　得到：

　　師生總結：由上式可得出結論：太陽對行星的引力跟行星的質量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比。即：F∝

　　教師：牛頓根據其第三定律：太陽吸引行星的力與行星吸引太陽的力是同性質的作用力，且大小相等。于是提出大膽的設想：既然這個引力與行星的質量成正比，也應跟太陽的質量M成正比。即：F∝

　　寫成等式就是F=G (其中G為比例常數)

　　(二)進行新課

　　教師：牛頓得到這個規律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛頓，你又會想到什么呢?

　　學生回答基礎上教師總結：

　　猜想一：既然行星與太陽之間的力遵從這個規律，那么其他天體之間的力是否也遵從這個規律呢?(比如說月球與地球之間)

　　師生： 因為其他天體的運動規律與之類似,根據前面的推導所以月球與地球之間的力，其他行星的衛星和該行星之間的力，都滿足上面的規律,而且都是同一種性質的力。

　　教師：但是牛頓的思考還是沒有停止。假如你是牛頓，你又會想到什么呢?

　　學生回答基礎上教師總結：

　　猜想二：地球與月球之間的力，和地球與其周圍物體之間的力是否遵從相同的規律?

　　教師：地球對月球的引力提供向心力，即F= =ma

　　地球對其周圍物體的力，就是物體受到的重力，即F’=m’g

　　從以上推導可知：地球對月球的引力遵從以上規律，即F=G

　　那么，地球對其周圍物體的力是否也滿足以上規律呢?即F’=G

　　此等式是否成立呢?

　　已知：地球半徑R=6.37×106m , 月球繞地球的軌道半徑r=3.8×108 m ,

　　月球繞地球的公轉周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8

　　(以上數據在當時都已經能夠精確測量)

　　提問：同學們能否通過提供的數據驗證關系式F’=G 是否成立?

　　學生回答基礎上教師總結：

　　假設此關系式成立，即F’=G

　　可得： =ma=G

　　F’=m’g=G

　　兩式相比得： a/g=R2 / r2

　　但此等式是在以上假設成立的基礎上得到的，反過來若能通過其他途徑證明此等式成立，也就證明了前面的假設是成立的。代人數據計算：

　　a/g≈1/3600

　　R2 / r2≈1/3600

　　即a/g=R2 / r2 成立，從而證明以上假設是成立的'，說明地球與其周圍物體之間的力也遵從相同的規律，即F’=G

　　這就是牛頓當年所做的著名的“月-地”檢驗，結果證明他的猜想是正確的。從而驗證了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。

　　教師：不過牛頓的思考還是沒有停止，假如你是牛頓，此時你又會想到什么呢?

　　學生回答基礎上教師總結：

　　猜想三：自然界中任何兩個物體間的作用力是否都遵從相同的規律?

　　牛頓在研究了這許多不同物體間的作用力都遵循上述引力規律之后。于是他大膽地把這一規律推廣到自然界中任意兩個物體間，于1687年正式發表了具有劃時代意義的萬有引力定律。

　　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。

　　②公式

　　如果用m1和m2表示兩個物體的質量，用r表示它們的距離，那么萬有引力定律可以用下面的公式來表示 (其中G為引力常量)

　　說明：1.G為引力常量，在SI制中，G=6.67×10-11N·m2/kg2.

　　2.萬有引力定律中的物體是指質點而言，不能隨意應用于一般物體。

　　a.對于相距很遠因而可以看作質點的物體，公式中的r 就是指兩個質點間的距離;

　　b.對均勻的球體，可以看成是質量集中于球心上的質點，這是一種等效的簡化處理方法。

　　教師：牛頓雖然得到了萬有引力定律，但并沒有很大的實際應用，因為當時他沒有辦法測定引力常量G的數值。直到一百多年后英國的另一位物理學家卡文迪許才用實驗測定了G的數值。

　　利用多媒體演示說明卡文迪許的扭秤裝置及其原理。

　　扭秤的主要部分是這樣一個T字形輕而結實的框架，把這個T形架倒掛在一根石英絲下。若在T形架的兩端施加兩個大小相等、方向相反的力，石英絲就會扭轉一個角度。力越大，扭轉的角度也越大。反過來，如果測出T形架轉過的角度，也就可以測出T形架兩端所受力的大小。現在在T形架的兩端各固定一個小球，再在每個小球的附近各放一個大球，大小兩個球間的距離是可以較容易測定的。根據萬有引力定律，大球會對小球產生引力，T形架會隨之扭轉，只要測出其扭轉的角度，就可以測出引力的大小。當然由于引力很小，這個扭轉的角度會很小。怎樣才能把這個角度測出來呢?卡文迪許在T形架上裝了一面小鏡子，用一束光射向鏡子，經鏡子反射后的光射向遠處的刻度尺，當鏡子與T形架一起發生一個很小的轉動時，刻度尺上的光斑會發生較大的移動。這樣，就起到一個化小為大的效果，通過測定光斑的移動，測定了T形架在放置大球前后扭轉的角度，從而測定了此時大球對小球的引力。卡文迪許用此扭秤驗證了牛頓萬有引力定律，并測定出萬有引力恒量G的數值。這個數值與近代用更加科學的方法測定的數值是非常接近的。

　　卡文迪許測定的G值為6.754×10-11 N·m2/kg2，現在公認的G值為6.67×10-11 N·m2/kg2。由于萬有引力恒量的數值非常小，所以一般質量的物體之間的萬有引力是很小的，我們可以估算一下，兩個質量50kg的同學相距0.5m時之間的萬有引力有多大(可由學生回答：約6.67×10-7N)，這么小的力我們是根本感覺不到的。只有質量很大的物體對一般物體的引力我們才能感覺到，如地球對我們的引力大致就是我們的重力，月球對海洋的引力導致了潮汐現象。而天體之間的引力由于星球的質量很大，又是非常驚人的：如太陽對地球的引力達3.56×1022N。

　　教師：萬有引力定律建立的重要意義

　　17世紀自然科學最偉大的成果之一，它把地面上的物體運動的規律和天體運動的規律統一了起來，對以后物理學和天文學的發展具有深遠的影響，而且它第一次揭示 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。