第一節(jié)    　電   壓

【教學(xué)目的】

1、知道電壓的作用，知道電源是提供電壓的裝置。

2、知道電壓的單位,能對電壓的不同單位進行變換。

3、記住干電池、家庭電路等的電壓值。

【教學(xué)重點】

使學(xué)生形成電壓概念，理解電壓作用

【教學(xué)難點】

理解電流的形成原因

【教    具】

    電源(或干電池)，一只學(xué)生電壓表，小燈泡，一個開關(guān)，導(dǎo)線若干，幻燈片

【教學(xué)過程】

一、引入新課。

演示：閉合示教板上電路中的開關(guān)，燈泡亮了，說明電路中產(chǎn)生了電流。

    提問：電流是怎樣形成的？

    取下電路中的干電池，閉合開關(guān)，燈泡不發(fā)光。

    提出問題：在這種情況下，為什么電路中不能形成電流，電源的作用是什么？

二、新課講授

1、電壓使電路中形成了電流

    用水壓形成水流來類比電壓形成電流。電源的正極聚集有大量的正電荷，負(fù)極聚集有大量的負(fù)電荷，在電源的正、負(fù)極之間就產(chǎn)生了電壓。這個電壓使電路中電荷發(fā)生定向流動，就形成了電流。

2、電源是提供電壓的裝置。

　  電路中要有持續(xù)電流的條件：電源，電路應(yīng)是通路

3、電壓（U）的單位。

國際單位：伏特（伏）V

常用單位：千伏（kV），毫伏（mV），微伏（uV）。

4、常見的電壓值。

（1）一節(jié)干電池：1.5V　　

（2）一節(jié)鉛蓄電池：2V

（3）安全電壓：不高于36V

（4）家庭照明電壓：220V

（5）工業(yè)電壓380V

5、練習(xí)

（1）電壓使      產(chǎn)生定向移動形成     的原因，      是提供電壓的裝置

（2）220伏=        千伏=        毫伏

6、小結(jié)

這節(jié)課講授的電壓是電學(xué)中又一個重要的物理量，由于知識所限，我們用水流作比喻講述“電壓使電路中形成電流。電源是提供電壓的裝置。要知道電壓的單位，會進行單位變換。此外，還要記住干電池和家庭電路電壓值。

【教學(xué)后記】

試題詳情

第二節(jié)     電壓表

【教學(xué)目的】

1、知道電壓表是測量電路兩端電壓的儀表和電壓表在電路中的符號。

2、能正確讀出電壓表的示數(shù)。

3、知道正確使用電壓表的規(guī)則，會將電壓表接到被測電路的兩端測電壓。

【教學(xué)重點】

      正確使用電壓表

【教學(xué)難點】

會用電壓表測出被測電壓

【教    具】

干電池，一只學(xué)生電壓表，小燈泡，一個開關(guān)，導(dǎo)線若干，幻燈片

【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)提問

    （1）電流表的使用規(guī)則是什么？

（2）你怎樣知道一只電表是電流表，在使用電流表前，要觀察了解哪些內(nèi)容？

二、引入新課

    這堂課我們來學(xué)習(xí)測量電壓的儀器。它叫電壓表。（出示幾種電壓表）介紹種類。

三、新課講授

1、電壓表的結(jié)構(gòu)：

電壓表的外形，符號，接線柱，量程：0－3V，0－15V。

2、讀數(shù)：

（1）認(rèn)清所選量程。

（2）認(rèn)清最小電壓值

若選0－3V，則每小格0.1V

若選0－15V，則每小格0.5V

（3）檢查寫單位

3、練習(xí)讀數(shù)（幻燈顯示）

4、電壓表的使用（實物講解）

（1）電壓表要并聯(lián)在所測電路中。

（2）“＋”“－”接線柱的接法要正確。

（3）被測電壓不要超過電壓表的最大測量值。

5、學(xué)生上講臺演示電壓表的正確使用規(guī)則

6、討論“想想議議”

7、練習(xí)

（1）把一個燈泡接人電源的電路中，用電壓表測出小燈炮兩端的電壓，畫出電路圖，并標(biāo)出電壓表的“＋”、“一”接線柱。

   （2）在兩個燈泡L1、L2串聯(lián)的電路中，用電壓表測小燈泡L1兩端的電壓，畫出電路圖，并標(biāo)出電壓表的“＋”、“一”接線柱。

   （3）在下圖所示的電路中，電壓表測量的是哪個燈泡兩端的電壓，并在電壓表兩端標(biāo)出它的“＋”、“一”接線柱。

8、小結(jié)（學(xué)生歸納）

利用表格的方法對比電壓表和電流表的異同。

【教學(xué)后記】

試題詳情

四、路程和時間的計算

教學(xué)目標(biāo)

1．知道由 v=變形得到的公式s＝vt和t=上的物理意義．

2．能夠應(yīng)用速度公式及變形公式進行簡單的計算并解決簡單的實際問題。

3．培養(yǎng)學(xué)生初步學(xué)會解物理問題的基本過程；建立物理情景；明確研究對象；根據(jù)給定的已知條件列方程。

重點、難點分析

1．重點：應(yīng)用速度公式解決簡單的實際問題．

2．難點：①將學(xué)生習(xí)慣于應(yīng)用代數(shù)設(shè)未知量x（或y）列方程的方法改為用物理量符號表示已知量和未知量，用相應(yīng)的物理公式求解；②涉及多個物理過程的問題．分析物理過程，建立物理情景并正確解題。

教學(xué)時間：1課時

教學(xué)過程

一、引人新課

前面學(xué)習(xí)了勻速直線運動速度概念及變速運動中平均速度的概念，本節(jié)課應(yīng)用速度概念解決一些簡單的實際問題。

二、教學(xué)過程設(shè)計

1．路程和時間的計算。

問題：

⑴小明正常步行，10秒鐘走了10米，求他正常步行的平均速度多大？

⑵小明正常步行，從家到學(xué)校要走10分鐘，那么小明上學(xué)要走的路程大約是多少米？

⑶小明家到電影院是1.2千米，小明從家正常步行去電影院大約用多少分鐘？

在同學(xué)們討論、計算、得出答案的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生明確：

速度公式v=及導(dǎo)出公式s=vt、t=的物理意義，即在運動物體速度一定的情況下，運動的路程與時間成正比。

2．解物體運動問題的基本過程：

⑴建立物理情景，明確研究對象，分清幾個物理過程。

⑵一般可根據(jù)題目中所給條件畫出草圖，并在圖上標(biāo)出已知量和待求量并注意對應(yīng)關(guān)系。

⑶題目中涉及兩個以上物理過程時，除分清已知量、待求量以久，要抓不變量和相關(guān)量。

⑷解題要規(guī)范化，在已知條件中統(tǒng)一單位，要有原始公式，導(dǎo)出公式，數(shù)據(jù)代入，得出結(jié)論。

3．解題：此題研究的是小明正常步行從家到學(xué)校和電影兩個過程，兩過程都是正常步行，速度是不變的。

已知：s₁=10米 , t₁=10秒，t₂=10分=600秒，s₃=1.2千米=1200米。

求：v,  s₂,  t₃

解：=1米/秒，s=vt₂=1米/秒×600秒=600米，

t₃=

答：小明正常步行速度是1米/秒，家到學(xué)校約是600米，他從家到電影院正常步行約用20分鐘。

4．典型例題分析。

例 在工程建設(shè)中經(jīng)常要用到爆破技術(shù)，在一次爆破中，用了一條96厘米長引火線來使裝在鉆孔里的炸爆炸。引火線燃燒的速度是0.8厘米/秒，點火者點著引火線以后，以5米/秒的速度跑開，他能否在爆炸前跑到離爆炸點500米遠的安全地區(qū)？

引導(dǎo)學(xué)生從下列幾方面分析：

研究問題───導(dǎo)火線和人的運動；

研究對象───導(dǎo)火線和人；

物理過程───(1)導(dǎo)火線的運動：知長度和燃燒速度。（2）人的運動：知速度和需要跑開的距離。

兩過程相關(guān)的物理量───時間，即人必須在導(dǎo)火線燃燒這段時間內(nèi)跑到安全區(qū)。

解題過程──五種方法求解。

解法Ⅰ：比較距離法（求出導(dǎo)火線燃燒所需要的時間內(nèi)人跑開的距離與安全區(qū)距離相比較）。

已知：s₁=96厘米，v₁=0.8厘米/秒，v₂=5米/秒，s=500米。

求s₂.

解：t=,s₂=v₂t=5米/秒×120秒=600米，

600米>500米

答：人可以跑到安全地區(qū)。

解法Ⅱ:比較速度法（求出人在120秒內(nèi)要跑出500米的速度與人實際運動速度相比較）。

V₂=5米/秒>4.17米/秒。

解法Ⅲ:比較時間法（求出人以5米/秒速度跑500米所用時間與導(dǎo)火線燃燒所用時間相比較）。

T₂=

解法Ⅳ：應(yīng)用比例關(guān)系直接比較距離法。

因為t=,      t=        t相等

所以, s₂= 

600米>500米。

解法Ⅴ：應(yīng)用比例關(guān)系直接比較速度法。

, v₂==×500米=4.17米/秒，

5米/秒>4.17米/秒。

通過此題的討論應(yīng)使學(xué)生明確：

（1）  解物理問題一般情況下解法不是唯一的。無論用哪種解法，物理過程必須清楚。

（2）  應(yīng)用比例關(guān)系求解時，要注意比例成立的條件，利用相等量或不變量列比例方程。

（3）  具體選用哪種解法簡單，需要考慮題目中條件及要求，此題解法Ⅳ比較簡單。

三、課堂小結(jié)

1.      通過例題分析，帶領(lǐng)同學(xué)們歸納、總結(jié)解物理計算題的基本方法。

2.      通過例題分析，帶領(lǐng)同學(xué)們通過對比總結(jié)出解物理計算題與代數(shù)中的同類應(yīng)用題有什么共同點與不同點。

四、布置作業(yè)：課后練習(xí)。

試題詳情

四、路程和時間的計算

教學(xué)目標(biāo)

1．知道由 v=變形得到的公式s＝vt和t=上的物理意義．

2．能夠應(yīng)用速度公式及變形公式進行簡單的計算并解決簡單的實際問題。

3．培養(yǎng)學(xué)生初步學(xué)會解物理問題的基本過程；建立物理情景；明確研究對象；根據(jù)給定的已知條件列方程。

重點、難點分析

1．重點：應(yīng)用速度公式解決簡單的實際問題．

2．難點：①將學(xué)生習(xí)慣于應(yīng)用代數(shù)設(shè)未知量x（或y）列方程的方法改為用物理量符號表示已知量和未知量，用相應(yīng)的物理公式求解；②涉及多個物理過程的問題．分析物理過程，建立物理情景并正確解題。

教學(xué)時間：1課時

教學(xué)過程

一、引人新課

前面學(xué)習(xí)了勻速直線運動速度概念及變速運動中平均速度的概念，本節(jié)課應(yīng)用速度概念解決一些簡單的實際問題。

二、教學(xué)過程設(shè)計

1．路程和時間的計算。

問題：

⑴小明正常步行，10秒鐘走了10米，求他正常步行的平均速度多大？

⑵小明正常步行，從家到學(xué)校要走10分鐘，那么小明上學(xué)要走的路程大約是多少米？

⑶小明家到電影院是1.2千米，小明從家正常步行去電影院大約用多少分鐘？

在同學(xué)們討論、計算、得出答案的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生明確：

速度公式v=及導(dǎo)出公式s=vt、t=的物理意義，即在運動物體速度一定的情況下，運動的路程與時間成正比。

2．解物體運動問題的基本過程：

⑴建立物理情景，明確研究對象，分清幾個物理過程。

⑵一般可根據(jù)題目中所給條件畫出草圖，并在圖上標(biāo)出已知量和待求量并注意對應(yīng)關(guān)系。

⑶題目中涉及兩個以上物理過程時，除分清已知量、待求量以久，要抓不變量和相關(guān)量。

⑷解題要規(guī)范化，在已知條件中統(tǒng)一單位，要有原始公式，導(dǎo)出公式，數(shù)據(jù)代入，得出結(jié)論。

3．解題：此題研究的是小明正常步行從家到學(xué)校和電影兩個過程，兩過程都是正常步行，速度是不變的。

已知：s₁=10米 , t₁=10秒，t₂=10分=600秒，s₃=1.2千米=1200米。

求：v,  s₂,  t₃

解：=1米/秒，s=vt₂=1米/秒×600秒=600米，

t₃=

答：小明正常步行速度是1米/秒，家到學(xué)校約是600米，他從家到電影院正常步行約用20分鐘。

4．典型例題分析。

例 在工程建設(shè)中經(jīng)常要用到爆破技術(shù)，在一次爆破中，用了一條96厘米長引火線來使裝在鉆孔里的炸爆炸。引火線燃燒的速度是0.8厘米/秒，點火者點著引火線以后，以5米/秒的速度跑開，他能否在爆炸前跑到離爆炸點500米遠的安全地區(qū)？

引導(dǎo)學(xué)生從下列幾方面分析：

研究問題───導(dǎo)火線和人的運動；

研究對象───導(dǎo)火線和人；

物理過程───(1)導(dǎo)火線的運動：知長度和燃燒速度。（2）人的運動：知速度和需要跑開的距離。

兩過程相關(guān)的物理量───時間，即人必須在導(dǎo)火線燃燒這段時間內(nèi)跑到安全區(qū)。

解題過程──五種方法求解。

解法Ⅰ：比較距離法（求出導(dǎo)火線燃燒所需要的時間內(nèi)人跑開的距離與安全區(qū)距離相比較）。

已知：s₁=96厘米，v₁=0.8厘米/秒，v₂=5米/秒，s=500米。

求s₂.

解：t=,s₂=v₂t=5米/秒×120秒=600米，

600米>500米

答：人可以跑到安全地區(qū)。

解法Ⅱ:比較速度法（求出人在120秒內(nèi)要跑出500米的速度與人實際運動速度相比較）。

V₂=5米/秒>4.17米/秒。

解法Ⅲ:比較時間法（求出人以5米/秒速度跑500米所用時間與導(dǎo)火線燃燒所用時間相比較）。

T₂=

解法Ⅳ：應(yīng)用比例關(guān)系直接比較距離法。

因為t=,      t=        t相等

所以, s₂= 

600米>500米。

解法Ⅴ：應(yīng)用比例關(guān)系直接比較速度法。

, v₂==×500米=4.17米/秒，

5米/秒>4.17米/秒。

通過此題的討論應(yīng)使學(xué)生明確：

（1）  解物理問題一般情況下解法不是唯一的。無論用哪種解法，物理過程必須清楚。

（2）  應(yīng)用比例關(guān)系求解時，要注意比例成立的條件，利用相等量或不變量列比例方程。

（3）  具體選用哪種解法簡單，需要考慮題目中條件及要求，此題解法Ⅳ比較簡單。

三、課堂小結(jié)

1.      通過例題分析，帶領(lǐng)同學(xué)們歸納、總結(jié)解物理計算題的基本方法。

2.      通過例題分析，帶領(lǐng)同學(xué)們通過對比總結(jié)出解物理計算題與代數(shù)中的同類應(yīng)用題有什么共同點與不同點。

四、布置作業(yè)：課后練習(xí)。

試題詳情

第四課時速度和時間的關(guān)系

    教學(xué)目標(biāo)

    一、知識目標(biāo)

    1、知道什么是速度――時間圖像，以及如何用圖像來表示速度和時間的關(guān)系。

    2、知道勻速直線運動和勻變速運動的v-t圖像的物理意義。

    3、知道什么是勻變速運動和非勻變速運動。

    二、能力目標(biāo)

    1、類比位移-時間圖像，學(xué)生自己分析、討論、培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；

    2、從位移圖像到速度圖像使學(xué)生逐漸熟悉數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法研究物理問題的能力。

    三、德育目標(biāo)

    在教學(xué)中重視嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)推理過程，培養(yǎng)學(xué)生腳踏實地的作網(wǎng)，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

    教學(xué)重點

    速度――時間圖像的速度與時間的變化規(guī)律，使學(xué)生在圖像的基礎(chǔ)上掌握勻變速直線運動的規(guī)律。

    教學(xué)難點

    位移圖像和速度圖像的區(qū)別

    教學(xué)方法

    類比法、討論法   

教學(xué)用具

有關(guān)知識的投影片

    課時安排

    1課時

    教學(xué)步驟

    一、導(dǎo)入新課

    復(fù)習(xí)“位移――時間”圖像（出示投影片）

某物體運動的位移-時間圖像如圖所示，設(shè)問：線段OA，AB表示物體的位移速時間如何變化，物體做什么運動，其直線的斜率表示什么？

    學(xué)生回答：OA段，位移S隨時間不斷增大，是過原點的直線，作勻速直線運動，其斜率表示速度的大小。AB段，位移s不斷減小，減小到O在負(fù)方向位移又不斷增大，說明物體的運動方向與OA段的運動方向相反，其斜率為負(fù)，表示物體沿負(fù)方向運動。

    歸納總結(jié)（出示投影片）

    1、在位移――時間圖像中可直接得到位移的大小、正負(fù)的變化。

    2、在某一段時間里的直線斜率的大小即物體運動的速度，斜率為正，說明物體沿正方向運動；斜率為負(fù)，說明物體沿負(fù)方向運動。

    二、新課教學(xué)

    1、知道勻速直線運動的速度――時間圖像，以及它是怎樣畫出的；

    2、知道勻變速直線運動的概念及速度――時間圖像，能根據(jù)實驗測量出不同時刻的速度值，畫出物體運動的速度――時間圖像；

    3、能區(qū)分勻速直線運動和勻變速直線運動的v―t圖像；

    4、初步理解根據(jù)勻速直線運動的v―T圖像求位移的方法和原理。

    （二）學(xué)生目標(biāo)完成過程

    1、勻速直線運動的速度――時間圖像

    前面我們認(rèn)識了位移――時間圖像，我們這節(jié)課來認(rèn)識一副新面孔：速度――時間圖像，同學(xué)們根據(jù)前面的學(xué)習(xí)，類比推理回答如下問題：

    （1）如何建立關(guān)于速度――時間的坐標(biāo)軸；

    （2）同學(xué)們把書合上，當(dāng)一物體以v＝2m/s的速度勻速前進，作出它的v―t圖像（學(xué)生板演）；

    （3）從圖像中能獲取什么物理信息？

師生共同分析：從速度――時間圖像這個叫法看，是速度與時間的關(guān)系圖像，以t軸為橫軸，v軸為縱軸，建立坐標(biāo)系。而勻速直線運動的速度v不隨時間變化，只能是與t軸平行的直線。

    從圖像中可獲得：

    （1）速度的大小、方向

    （2）從s＝vt可獲得：邊長為v和t所圍成的矩形的面積，就是物體在時間t內(nèi)的位移。（即圖中的斜線陰影部分）

    2、勻變速直線運動的v―t圖像

    一個物體做的運動具有這樣的特點，同學(xué)們細(xì)分析所給數(shù)據(jù)，回答以下問題（出示投影片）

時刻   t/s

速度 v/km?h^-1

0

20

5

31

10

40

15

49

    問題（1）從出示的數(shù)據(jù)同學(xué)們可看出什么規(guī)律？

    （2）根據(jù)數(shù)據(jù)作出v―t圖像

    學(xué)生討論得到：在誤差允許的范圍內(nèi)，物體每隔5s，速度增加約10km/h，也就是每隔相同的時間間隔，速度的改變量相等。

    師：對，這就是勻變速直線運動，同志們根據(jù)這個特點給其下一定義。

    生甲：速度改變均勻的運動。

    生乙：速度隨時間而均勻地增加。

    板書：在變速直線運動中，如果在相等的時間內(nèi)速度的改變相等，這種運動叫作勻變速直線運動。

學(xué)生用描點法作出v-t圖像如下：

回答：速度――時間圖像是一條傾斜的直線，無論從圖表中，還是從圖像中都可以看出，速度隨時間均勻地增加。

師總結(jié)：對，這就是勻加速直線運動。

    板書：在勻變速直線運動中，它的速度隨時間而均勻增加，這就叫勻加速直線運動。

    學(xué)生們再看這個圖像（出示投影片），v隨時間如何變化？

    學(xué)生回答：速度隨時間而均勻地減小。

    師：對，這就是勻減速直線運動。

    板書：在勻變速直線運動中，它的速度隨時間而均勻地減小，這就叫勻減速直線運動。

    提問：同學(xué)們仔細(xì)觀察圖像（勻變速直線運動的v―t圖像），從圖像中可獲取什么物理信息？

    引導(dǎo)回答：可以直接從圖像中讀出某時刻對應(yīng)的瞬時速度，還可以看出在某段時間內(nèi)速度變化的量。

    歸納：從勻變速直線運動的v―t圖像中可以獲�。海ǔ鍪就队捌�）

    （1）某時刻的瞬時速度

    （2）某段時間內(nèi)的速度的變化量

    （3）速度的變化量是正值，還是負(fù)值。是正值的話，說明與v方向相同，是負(fù)值的話，說明與v方向相反。

    在變速直線運動中，速度不一定是均勻變化的，這種運動是非勻變速直線運動。在日常生活中，很多物體的運動接近勻變速，通常作為勻變速來處理。比如：發(fā)射炮彈在炮筒里的運動，石塊從高處自由下落等等。   

3、勻變速直線運動的v―t圖像與勻速直線運動中的s―t圖像的區(qū)別。例：（出示投影片）

請同學(xué)看圖，據(jù)圖分析甲、乙兩圖中物體在這60s內(nèi)的運動情況。

    點評：圖像的形狀完全一樣，但所包含的物理意義卻不同。要分析清物體的運動情況，首先要看圖像中橫縱坐標(biāo)所表示的物理量，根據(jù)圖像中的圖線找到物理量間的關(guān)系，從而再確定它的運動狀態(tài)。

    4、例題精進：（出示投影片）

    如圖為一物體作勻變速直線運動的速度圖像，根據(jù)圖線作出以下幾個判定，正確的是：

    A：物體始終沿正方向運動

    B：物體先沿負(fù)方向運動，在t＝2s后開始沿正方向運動。

    分析：從圖像中直接可看出v的正與負(fù)，速度為負(fù)，表示與規(guī)定的正方向相反，速度為正，表示與規(guī)定正方向一致。且正負(fù)只表示方向，而不表示其大小

    在0~2s時里，速度越來越�。ㄔ谪�(fù)方向上），2s時速度為0，在0~2s內(nèi)物體做勻減速運動；2~4s內(nèi)物體沿正方向勻加速運動，（t＝4s時，v＝20m/s）所以選B。

    5、鞏固性練習(xí)P₂₈  2

    三、小結(jié)

    1、什么是速度――時間圖WQJ ；

    2、知道勻速直線運動和勻變速直線運動的v――t圖像的物理意義；

    3、能內(nèi)區(qū)分勻速運動中的s―t圖像以及勻變速直線運動的v―t圖像。

四、作業(yè)P₂₈

練習(xí)四1

補充：

    從圖像中判決物體作什么運動。

    五、板書設(shè)計：

    1、勻速直線運動圖像：v值恒定，是平行于t軸的直線；

2、勻變速直線運動

概念：速度隨時間均勻地改變

                      圖像：傾斜的直線

    3、非勻變速直線運動：速度不是均勻改變的直線運動。

試題詳情

第二節(jié) 萬有引力定律  

[教學(xué)目標(biāo)]

1．在開普勒第三定律的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)得到萬有引力定律，使學(xué)生對此規(guī)律有初步理解。

2．介紹萬有引力恒量的測定方法，增加學(xué)生對萬有引力定律的感性認(rèn)識。

3．通過牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程和卡文迪許扭秤的設(shè)計方法，滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)與科學(xué)實驗的方法論教育。

[重點難點]

1．萬有引力定律的推導(dǎo)過程，既是本節(jié)課的重點，又是學(xué)生理解的難點，所以要根據(jù)學(xué)生反映，調(diào)節(jié)講解速度及方法。

2．由于一般物體間的萬有引力極小，學(xué)生對此缺乏感性認(rèn)識，又無法進行演示實驗，故應(yīng)加強舉例。

[教    具]

卡文迪許扭秤模型。

[教學(xué)過程]

(一)引入新課

1．引課：前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)圓周運動的知識，我們知道做圓周運動的物體都需要一個向心力，而向心力是一種效果力，是由物體所受實際力的合力或分力來提供的。另外我們還知道，月球是繞地球做圓周運動的，那么我們想過沒有，月球做圓周運動的向心力是由誰來提供的呢？(學(xué)生一般會回答：地球?qū)υ虑蛴幸�力�?

我們再來看一個實驗：我把一個粉筆頭由靜止釋放，粉筆頭會下落到地面。

實驗：粉筆頭自由下落。

同學(xué)們想過沒有，粉筆頭為什么是向下運動，而不是向其他方向運動呢？同學(xué)可能會說，重力的方向是豎直向下的，那么重力又是怎么產(chǎn)生的呢？地球?qū)Ψ酃P頭的引力與地球?qū)υ虑虻囊�力是不是一種力呢？(學(xué)生一般會回答：是。)這個問題也是300多年前牛頓苦思冥想的問題，牛頓的結(jié)論也是：是。

既然地球?qū)Ψ酃P頭的引力與地球?qū)υ虑蛴幸�力是一種力，那么這種力是由什么因素決定的，是只有地球?qū)ξ矬w有這種力呢，還是所有物體間都存在這種力呢？這就是我們今天要研究的萬有引力定律。

板書：萬有引力定律

(二)教學(xué)過程

1．萬有引力定律的推導(dǎo)

首先讓我們回到牛頓的年代，從他的角度進行一下思考吧。當(dāng)時“日心說”已在科學(xué)界基本否認(rèn)了“地心說”，如果認(rèn)為只有地球?qū)ξ矬w存在引力，即地球是一個特殊物體，則勢必會退回“地球是宇宙中心”的說法，而認(rèn)為物體間普遍存在著引力，可這種引力在生活中又難以觀察到，原因是什么呢？(學(xué)生可能會答出：一般物體間，這種引力很小。如不能答出，教師可誘導(dǎo)。)所以要研究這種引力，只能從這種引力表現(xiàn)比較明顯的物體――天體的問題入手。當(dāng)時有一個天文學(xué)家開普勒通過觀測數(shù)據(jù)得到了一個規(guī)律：所有行星軌道半徑的3次方與運動周期的2次方之比是一個定值，即開普勒第

其中m為行星質(zhì)量，R為行星軌道半徑，即太陽與行星的距離。也就是說，太陽對行星的引力正比于行星的質(zhì)量而反比于太陽與行星的距離的平方。

而此時牛頓已經(jīng)得到他的第三定律，即作用力等于反作用力，用在這里，就是行星對太陽也有引力。同時，太陽也不是一個特殊物體，它

用語言表述，就是：太陽與行星之間的引力，與它們質(zhì)量的乘積成正比，與它們距離的平方成反比。這就是牛頓的萬有引力定律。如果改

其中G為一個常數(shù)，叫做萬有引力恒量。(視學(xué)生情況，可強調(diào)與物體重力只是用同一字母表示，并非同一個含義。)

應(yīng)該說明的是，牛頓得出這個規(guī)律，是在與胡克等人的探討中得到的。

2．萬有引力定律的理解

下面我們對萬有引力定律做進一步的說明：

(1)萬有引力存在于任何兩個物體之間。雖然我們推導(dǎo)萬有引力定律是從太陽對行星的引力導(dǎo)出的，但剛才我們已經(jīng)分析過，太陽與行星都不是特殊的物體，所以萬有引力存在于任何兩個物體之間。也正因為此，這個引力稱做萬有引力。只不過一般物體的質(zhì)量與星球相比過于小了，它們之間的萬有引力也非常小，完全可以忽略不計。所以萬有引力定律的表述是：

板書：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(zhì)

其中m₁、m₂分別表示兩個物體的質(zhì)量，r為它們間的距離。

(2)萬有引力定律中的距離r，其含義是兩個質(zhì)點間的距離。兩個物體相距很遠，則物體一般可以視為質(zhì)點。但如果是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近，則應(yīng)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(zhì)量而產(chǎn)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(zhì)量決定，所以質(zhì)量是萬有引力的產(chǎn)生原因。從這一產(chǎn)生原因可以看出：萬有引力不同于我們初中所學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)的分子間的引力。

3．萬有引力恒量的測定

牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但萬有引力恒量G這個常數(shù)是多少，連他本人也不知道。按說只要測出兩個物體的質(zhì)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(zhì)量太小了，它們間的引力無法測出，而天體的質(zhì)量太大了，又無法測出質(zhì)量。所以，萬有引力定律發(fā)現(xiàn)了100多年，萬有引力恒量仍沒有一個準(zhǔn)確的結(jié)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。

這是一個卡文迪許扭秤的模型。(教師出示模型，并拆裝講解)這個扭秤的主要部分是這樣一個T字形輕而結(jié)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(zhuǎn)一個角度。力越大，扭轉(zhuǎn)的角度也越大。反過來，如果測出T形架轉(zhuǎn)過的角度，也就可以測出T形架兩端所受力的大小�，F(xiàn)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(jù)萬有引力定律，大球會對小球產(chǎn)生引力，T形架會隨之扭轉(zhuǎn)，只要測出其扭轉(zhuǎn)的角度，就可以測出引力的大小。當(dāng)然由于引力很小，這個扭轉(zhuǎn)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(jīng)鏡子反射后的光射向遠處的刻度尺，當(dāng)鏡子與T形架一起發(fā)生一個很小的轉(zhuǎn)動時，刻度尺上的光斑會發(fā)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(zhuǎn)的角度，從而測定了此時大球?qū)π∏虻囊�力�？ㄎ牡显S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(shù)值。這個數(shù)值與近代用更加科學(xué)的方法測定的數(shù)值是非常接近的。

卡文迪許測定的G值為6.754×10^-11，現(xiàn)在公認(rèn)的G值為6.67×10^-11。需要注意的是，這個萬有引力恒量是有單位的：它的單位應(yīng)該是乘以兩個質(zhì)量的單位千克，再除以距離的單位米的平方后，得到力的單位牛頓，故應(yīng)為N?m²/kg²。

板書：G=6.67×10^-11N?m²/kg²

由于萬有引力恒量的數(shù)值非常小，所以一般質(zhì)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(zhì)量50kg的同學(xué)相距0.5m時之間的萬有引力有多大(可由學(xué)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(zhì)量很大的物體對一般物體的引力我們才能感覺到，如地球?qū)ξ覀兊囊�力大致就是我們的重力，月球�(qū)�海洋的引力�?dǎo)致了潮汐現(xiàn)象。而天體之間的引力由于星球的質(zhì)量很大，又是非常驚人的：如太陽對地球的引力達3.56×10²²N。

(三)課堂小結(jié)

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了萬有引力定律，了解了任何兩個有質(zhì)量的物體之間都存在著一種引力，這個引力正比于兩個物體質(zhì)量的乘積，反比于兩個物體間的距離。其大小的決定式為：

其中G為萬有引力恒量：G=6.67×10^-11N?m²/kg²

另外，我們還了解了科學(xué)家分析物體、解決問題的方法和技巧，希望對我們今后分析問題、解決問題能夠有所借鑒。

五、說明

1．設(shè)計思路：本節(jié)課由于內(nèi)容限制，以教師講授為主。為能夠吸引學(xué)生，引課時設(shè)計了一些學(xué)生習(xí)以為常的但又沒有細(xì)致思考過的問題。講授過程中以物理學(xué)史為主線，讓學(xué)生以科學(xué)家的角度分析、思考問題。力爭抓住這節(jié)課的有利時機，滲透“沒有絕對特殊的物體”這一引起物理學(xué)幾次革命性突破的辯證唯物主義觀點。

2．卡文迪許扭秤模型為自制教具，可仿課本插圖用金屬桿等焊制，外面可用有機玻璃制成外殼，并可拆卸

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