高中牛顿第二定律教案

第六章　万有引力定律（二、万有引力定律）。

教学目标
1．在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此规律有初步理解。

2．介绍万有引力恒量的测定方法，增加学生对万有引力定律的感性认识。

3．通过牛顿发现万有引力定律的思考过程和卡文迪许扭秤的设计方法，渗透科学发现与科学实验的方法论教育。

重点难点
1．万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是学生理解的难点，所以要根据学生反映，调节讲解速度及方法。

2．由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识，又无法进行演示实验，故应加强举例。

教具

卡文迪许扭秤模型。

教学过程

一引入新课

1．引课：前面我们已经学习了有关圆周运动的知识，我们知道做圆周运动的物体都需要一个向心力，而向心力是一种效果力，是由物体所受实际力的合力或分力来提供的。另外我们还知道，月球是绕地球做圆周运动的，那么我们想过没有，月球做圆周运动的向心力是由谁来提供的呢？(学生一般会回答：地球对月球有引力。)WWW.jaB88.coM

我们再来看一个实验：我把一个粉笔头由静止释放，粉笔头会下落到地面。

实验：粉笔头自由下落。

同学们想过没有，粉笔头为什么是向下运动，而不是向其他方向运动呢？同学可能会说，重力的方向是竖直向下的，那么重力又是怎么产生的呢？地球对粉笔头的引力与地球对月球的引力是不是一种力呢？(学生一般会回答：是。)这个问题也是300多年前牛顿苦思冥想的问题，牛顿的结论也是：是。

既然地球对粉笔头的引力与地球对月球有引力是一种力，那么这种力是由什么因素决定的，是只有地球对物体有这种力呢，还是所有物体间都存在这种力呢？这就是我们今天要研究的万有引力定律。

板书：万有引力定律

二教学过程

1．万有引力定律的推导

首先让我们回到牛顿的年代，从他的角度进行一下思考吧。当时“日心说”已在科学界基本否认了“地心说”，如果认为只有地球对物体存在引力，即地球是一个特殊物体，则势必会退回“地球是宇宙中心”的说法，而认为物体间普遍存在着引力，可这种引力在生活中又难以观察到，原因是什么呢？(学生可能会答出：一般物体间，这种引力很小。如不能答出，教师可诱导。)所以要研究这种引力，只能从这种引力表现比较明显的物体──天体的问题入手。当时有一个天文学家开普勒通过观测数据得到了一个规律：所有行星轨道半径的3次方与运动周期的2次方之比是一个定值，即开普勒第

其中m为行星质量，R为行星轨道半径，即太阳与行星的距离。也就是说，太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方。

而此时牛顿已经得到他的第三定律，即作用力等于反作用力，用在这里，就是行星对太阳也有引力。同时，太阳也不是一个特殊物体，它

用语言表述，就是：太阳与行星之间的引力，与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。这就是牛顿的万有引力定律。如果改其中G为一个常数，叫做万有引力恒量。(视学生情况，可强调与物体重力只是用同一字母表示，并非同一个含义。)应该说明的是，牛顿得出这个规律，是在与胡克等人的探讨中得到的。

2．万有引力定律的理解
下面我们对万有引力定律做进一步的说明：

(1)万有引力存在于任何两个物体之间。虽然我们推导万有引力定律是从太阳对行星的引力导出的，但刚才我们已经分析过，太阳与行星都不是特殊的物体，所以万有引力存在于任何两个物体之间。也正因为此，这个引力称做万有引力。只不过一般物体的质量与星球相比过于小了，它们之间的万有引力也非常小，完全可以忽略不计。所以万有引力定律的表述是：

板书：任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。用公式表示为：

其中m1、m2分别表示两个物体的质量，r为它们间的距离。

(2)万有引力定律中的距离r，其含义是两个质点间的距离。两个物体相距很远，则物体一般可以视为质点。但如果是规则形状的均匀物体相距较近，则应把r理解为它们的几何中心的距离。例如物体是两个球体，r就是两个球心间的距离。

(3)万有引力是因为物体有质量而产生的引力。从万有引力定律可以看出，物体间的万有引力由相互作用的两个物体的质量决定，所以质量是万有引力的产生原因。从这一产生原因可以看出：万有引力不同于我们初中所学习过的电荷间的引力及磁极间的引力，也不同于我们以后要学习的分子间的引力。

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第六章 　万有引力定律

第一节行星的运动

[教学要求]

1、了解日心说和地心说的内容和历史之争。

2、能再现开普勒天文三定律的内容，并能写出第三定律的代数式。

[重点难点]

掌握天体运动的演变过程

熟记开普勒三定律

[正文]

1.地心说：认为地球是宇宙中心，任何星球都围绕地球旋转。该学说最初由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。管它把地球当作宇宙中心是错误的，然而它的历史功绩不应抹杀。

存在条件：第一符合人们的日常经验，第二人们多信奉宗教神学，认为地球是宇宙中心。

2.日心说：认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳转动。日心说最早于十六世纪，由波兰天文学家哥白尼提出。哥白尼认为，地球不是宇宙的中心，而是一颗普通行星，太阳才是宇宙的中心，一年的周期是地球每年绕太阳公转一周的反映。哥白尼的日心说也有缺点和错误，这就是：(1)太阳是宇宙的中心，实际上，太阳只是太阳系中的一个中心天体，不是宇宙的中心；（2）沿用了行星在圆形轨道作匀速圆周运动的旧观念，实际上行星轨道是椭圆的，速度的大小也不是恒定的。

存在条件：地心说解释天体运动不仅复杂，而且许多问题都不能解释。而用日心说，许多天体运动的问题不但能解决，而且还变得特别简单。

地心说和日心说的共同点：天体的运动都是匀速圆周运动。

3.冲破圆周运动天体运动：最早由开普勒证实了天体不是在做匀速圆周运动。他是在研究丹麦天文学家第谷的资料时产生的研究动机。

4.开普勒天文三定律：

（1）所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。

（2）任何一个行星与太阳的联线在相等的时间内扫过的面积相等。

（3）所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。即R3／T2=k

[练习]

1．关于日心说被人们所接受的原因是（）

A．以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题

B．以太阳为中心，许多问题都可以解决，行星的运动的描述也变得简单了

C．地球是围绕太阳转的D．太阳总是从东面升起从西面落下

2.哪位科学家第一次对天体做圆周运动产生了怀疑?（）

A.布鲁诺B.伽利略C.开普勒D.第谷

3.两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA:TB=1:8，则轨道半径之比是多少？

4.设月球绕地球运动的周期为27天,则地球的同步卫星到地球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离R之比r/R为()

A.1/3B.1/9C.1/27D.1/18

5.一探空火箭未打中目标而进入绕太阳的近乎圆形的轨道运行，轨道半径是地球绕太阳公转半径的９倍，则探空火箭绕太阳公转周期为_________

[练习解答]

1.B2.C

3.RA3/TA2=RB3/TB2RA:RB=1:4

4.R月3/T月2=r卫3/T卫2T卫2/T月2=r卫3/R月3r卫/R月=1/9

5.与4近似27年

第六章　万有引力定律（四、万有引力定律在天文学上的应用）

教材分析

这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万有引力很小，常常觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，对天文学的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量。

在讲课时，应用万有引力定律有两条思路要交待清楚。?

1．把天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动，即F引=F向，用于计算天体（中心体）的质量，讨论卫星的速度、角速度、周期及半径等问题。?

2．在地面附近把万有引力看成物体的重力，即F引=mg.主要用于计算涉及重力加速度的问题。?

这节内容是这一章的重点，这是万有引力定律在实际中的具体应用.主要知识点就是如何求中心体质量及其他应用，还是可发现未知天体的方法。

教学目标

一知识目标

1．了解行星绕恒星运动及卫星绕行星的运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力。?

2．了解万有引力定律在天文学上有重要应用。

3．会用万有引力定律计算天体的质量。?

二能力目标?

通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生理论联系实际的能力。?

教学重点

1．人造卫星、月球绕地球的运动；行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。

2．会用已知条件求中心天体的质量。

教学难点

根据已有条件求中心天体的质量。?

教学步骤

一导入新课?

复习旧课：?

1．卡文迪许实验测万有引力常量的原理是什么？?

答：利用引力矩与金属丝的扭转力矩的平衡来求得。?

2．万有引力常量的测出的物理意义。

答：使万有引力定律有了其实际意义，可以求得地球的质量等。

对了，万有引力常量一经测出，万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来学习万有引力定律在天文学上的应用。?

二新课教学?

(一）天体质量的计算

提出问题引导学生思考：在天文学上，天体的质量无法直接测量，能否利用万有引力定律和前面学过的知识找到计算天体质量的方法呢？

1．基本思路：在研究天体的运动问题中，我们近似地把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动，万有引力提供天体作圆周运动的向心力。

2．计算表达式：
例如：已知某一行星到太阳的距离为r，公转周期为T，太阳质量为多少？

分析：设太阳质量为M，行星质量为m，由万有引力提供行星公转的向心力得：

，∴

提出问题引导学生思考：如何计算地球的质量？

分析：应选定一颗绕地球转动的卫星，测定卫星的轨道半径和周期，利用上式求出地球质量。因此上式是用测定环绕天体的轨道半径和周期方法测被环绕天体的质量，不能测定环绕天体自身质量。

对于一个天体，M是一个定值.所以，绕太阳做圆周运动的行星都有。即开普勒第三定律。?

老师总结：应用万有引力定律计算天体质量的基本思路是：根据行星（或卫星）运动的情况，求出行星（或卫星）的向心力，而F向=F万有引力。根据这个关系列方程即可。
例如：已知月球到地球的球心距离为r=4×108m,月亮绕地球运行的周期为30天，求地球的质量。?

解：月球绕地球运行的向心力即月地间的万有引力即有：?

F向=F引=
得：
求某星体表面的重力加速度

例：一个半径比地球大2倍，质量是地球的36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的?

A．6倍B．18倍C．4倍D．13.5倍??

分析：在星体表面处，F引≈mg.所以，在地球表面处：

在某星球表面处：

∴

即正确选项为C

学生自己总结：求某星球表面的重力加速度，一般采用某物体在星体表面受到的重力等于其万有引力.一般采用比例计算法。

练习：金星的半径是地球的0.95倍，质量是地球的0.82倍，金星表面的重力加速度是多大？?

3．发现末知天体

用万有引力定律计算天体的质量是天文学上的重要应用之一，一个科学的理论，不但要能说明已知事实，而且要能预言当时不知道的事实，请同学们阅读课本并思考：科学家是如何根据万有引力定律发现海王星的？
请同学们推导：已知中心天体的质量及绕其运动的行星的运动情况，在太阳系中，行星绕太阳运动的半径r为：?

根据F万有引力=F向=,而F万有引力=,两式联立得：?

在18世纪发现的第七个行星──天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离。当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星。后来，亚当斯和勒维列在预言位置的附近找到了这颗新星。后来，科学家利用这一原理还发现了许多行星的卫星，由此可见，万有引力定律在天文学上的应用，有极为重要的意义。

海王星和冥王星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义，同时证明了万有引力定律的正确性。

三例题分析

例1．木星的一个卫星运行一周需要时间1.5×104s，其轨道半径为9.2×107m，求木星的质量为多少千克？

解：木星对卫星的万有引力提供卫星公转的向心力：

，

例2．地球绕太阳公转，轨道半径为R，周期为T。月球绕地球运行轨道半径为r，周期为t，则太阳与地球质量之比为多少？

解：⑴地球绕太阳公转，太阳对地球的引力提供向心力

则，得：

⑵月球绕地球公转，地球对月球的引力提供向心力

则,得：

⑶太阳与地球的质量之比

例3．一探空箭进入绕太阳的近乎圆形的轨道运行，轨道半径是地球绕太阳公转半径的9倍，则探空火箭使太阳公转周期为多少年？

解：方法一：设火箭质量为m1，轨道半径R，太阳质量为M，地球质量为m2，轨道半径为r。

⑴火箭绕太阳公转，则

得：………………①

⑵地球绕太阳公转，

则

得：………………②

∴∴火箭的公转周期为27年。

方法二：要题可直接采用开普勒第三定律求解，更为方便。

四巩固练习?

1．将一物体挂在一弹簧秤上，在地球表面某处伸长30mm,而在月球表面某处伸长5mm.如果在地球表面该处的重力加速度为9.84m/s2,那么月球表面测量处相应的重力加速度为

?A．1.64m/s2B．3.28m/s2

C．4.92m/s2D．6.56m/s2??

2．地球是一个不规则的椭球，它的极半径为6357km，赤道半径为6378km，物体在两极所受的引力与在赤道所受的引力之比为?

参考答案：?

1．A2．1.0066??

五小结（用投影片出示）?

这节课我们主要掌握的知识点是：?

1．万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：?

(1)F万有引力=环绕体所需的向心力?

(2)地面（或某星球表面）的物体的重力=F万有引力。?

2．了解万有引力定律在天文学中具有的重要意义。?

五作业?

《万有引力定律》教案分析

《万有引力定律》教案分析

一、教学目标
【知识与技能】
了解万有引力定律的发现思路和过程;知道什么是万有引力定律;知道万有引力常量以及它的测量方法。
【过程与方法】
通过逐步建立万有引力定律的过程，提高演绎思维能力与归纳概括能力，学习物理规律“提出猜想--理论推导--实验检验”的科学研究方法。
【情感态度与价值观】
感受物理学的科学魅力，形成严谨的思维方式。
二、教学重难点
【重点】
月--地检验，万有引力定律，引力常量。
【难点】
月--地检验的思路。
三、教学过程
环节一：导入新课
教师带领学生回顾太阳与行星的引力公式。
教师追问：行星与太阳间的引力能使行星不能飞离太阳，那是什么力使地面的物体不能离开地球，总要落回地面呢?
环节二：新课讲授
(一)万有引力的猜想
教师讲述牛顿对苹果思考的故事：苹果成熟后会受重力掉落在地面，如果苹果树长在最高的山顶上，苹果也会受重力落到地面上，并且这个力没有明显的变化，如果苹果树延伸到月球上，这个力会不会作用到月球上?
引出猜想：拉住月球使它绕地球运动的力，与拉着苹果下落的力是否是同种力?

《万有引力定律》教学设计

《万有引力定律》教学设计

【教材分析】

万有引力定律是本章的核心，从内容性质与地位上看，本节内容是对上一节“太阳与行星间的引力”的进一步外推，即：从天体运动推广到地面上任何物体的运动；又是下一节掌握万有引力理论在天文学上应用的学习基础。教材在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，让学生以自己现有的知识基础，经历一次“发现”万有引力定律的过程。本节重点内容是理解万有引力定律的推导思路和过程，掌握万有引力定律的内容及表达公式，知道万有引力定律得出的意义，知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。本节难点是物体间距离的理解。另外本节内容还注重是对学生“科学方法”教育和“情感态度与价值观”的教育：使学生认识科学研究过程中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性，培养学生的推理能力、概括能力和归纳总结能力；本节结合“月—地检验”，经历思维程序“提出问题→猜想与假设→理论推导→实际测量→验证结论”培养学生探究思维能力；使学生学习科学家们坚持不懈、勇往直前和一丝不苟的工作精神，培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质。

【学情分析】

上节内容中，学生用所学的“圆周运动”、“开普勒行星运动定律”和“牛顿运动定律”知识，经历了一系列科学探究过程，得出了太阳与行星间的引力特点，学生对天体运动的研究产生了极大的兴趣和求知欲。另一方面我国在航天事业上成就突出，捷报频传，极大的激发了学生学习有关宇宙、航天、卫星知识的兴趣。本节课教师再引导学生从太阳与行星间引力的规律出发，根据类比事实将“平方反比关系”的作用力进行猜想，假设和推广，从太阳对行星的引力到地球对月球的引力，再到任意物体间的吸引力都满足“平方反比的关系”。学生会带着好奇和探究意识以及必要的检验论证，一路探究下去，最终得出万有引力定律。使学生在理解掌握万有引力定律的基础上，培养了探究思维能力和良好的思维品质，为学生终身发展打下基础。

【教学目标】

一、知识与技能

1.理解万有引力定律的推导思路和过程。

2.理解掌握万有引力定律的内容及表达公式，知道万有引力定律得出的意义。

3.知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。

二、过程与方法

1.认识科学研究过程中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性，训练学生的推理能力、概括能力和归纳总结能力。

2.结合“月—地检验”，经历思维程序“提出问题→猜想与假设→理论推导→实际测量→验证结论”训练学生探究思维能力。

三、情感态度与价值观

1.学习科学家们谦逊的美德，使学生在学习中互相协作、互相借鉴，培养团队精神。

2.认识天文观测、分析推理、归纳总结等科学意识和方法的重要性，培养学生尊重客观事实并透过现象看本质的认识观。

3.学习科学家们坚持不懈、勇往直前和一丝不苟的工作精神，培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质。

【教学重点】

1.月-地检验的推导过程。

2.万有引力定律的内容及表达公式。

【教学难点】

1.对万有引力定律的理解。

2.使学生能把地面上的物体所受重力与月地之间存在的引力是同性质的力联系起来。

【教学方法】

启发式教学、发现学习教学、合作探究教学等。

【教学过程】

一、新课引入

教师活动

学生活动

自远古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了他们的注意。智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘。通过上一节的学习，我们已经知道了太阳与行星间的引力规律，提问：表达式是怎样的？

这一节我们将继续追寻牛顿的足迹“发现”万有引力定律。

学生回答

二、教授新课

（一）万有引力的猜想

教师活动

学生活动

展示课件提问是什么原因使行星绕太阳公转而没有离开太阳？

思考：（1）是什么原因使月球绕地球公转而没有离开地球？

思考：（2）地面上的物体，被抛出去后总要落回地面，是什么原因使物体不离开地球呢？

猜想：地球和月球之间的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力？

牛顿推想：如果苹果树长得很高，苹果会不会落地呢？即使在最高的建筑物上和最高的山顶上，也都会感受到重力的作用，那么，这个力必定延伸到很远的地方，会不会作用到月球上？但月球为何不像苹果那样落地呢？

如果从高山上把苹果水平抛出，在重力作用下将沿抛物线落到了地面，如果抛出的速度再大些呢？当抛出速度足够大时，苹果就会绕地球一圈、两圈、乃至永远绕地球作圆周运动而不落回到地面上。可见：

地球和月球之间的吸引力与地球吸引苹果的力可能是同一种力。

继续猜想：拉住月球使它绕地球运动的力，与拉着苹果使它下落的力，以及众行星与太阳之间的作用力也许真的是同一种力，遵循相同的规律?

牛顿的猜想：这些力是同一种性质的力，并且都遵从与距离的平方成反比的规律．

学生回答：太阳对行星的引力使行星绕太阳公转不能飞离太阳

学生猜想：（1）地球对月球的引力使月球绕地球公转而不飞离地球

学生猜想：（2）地球对地面上苹果的引力使苹果不离开地球

学生猜想是同一种力，都遵从相同规律

设计说明：通过苹果自由下落的物理情景，唤醒学生脑中当年由苹果落地而引起遐想进而发现万有引力定律的故事情景，从而启发学生设问，使牛顿的想法能够激发学生的兴趣与想像力。

（二）万有引力的检验----月-地检验

教师活动

学生活动

课件展示月-地检验的目的是为了验证地球对地面上苹果的引力与地球对月球的引力应该同样遵从“平方反比”律，即。

猜想就要验证，不能实验，只能理论验证。引导学生探讨检验的思路是先假定猜想成立，理论推导，再看与实际测量的结果是否一致

课件展示当时已知的一些量：

地表重力加速度：g=9.8m/s2

地球半径：R=6400×103m

月球周期：T=27.3天

月球轨道半径：r≈60R

通过这些已知条件如何来证明：苹果、月球受力也满足“”的关系呢？

提问：（1）月球做什么运动？地球对月球的吸引力有什么作用？请用牛顿第二定律表示此力

（2）苹果在地面附近受到的地球的吸引力表现为什么力？

（3）要验证这两个力是同种力会用到哪个物理量？

学生讨论，最后教师通过课件展示与学生共同整理思路。学会当不能直接验证物理量关系式可借助其他物理量进行间接验证。

如若这两个力是同种力，由已知条件，a向和g应有什么关系？

课件展示：

1、先假定猜想成立，理论推导：

2、实际测量：

可见：用数据说明上述设想的正确性，牛顿的猜想经受了事实的检验，地球对月球的力，地球对地面物体的力真是同一种力。至此，平方反比规律已经扩展到太阳与行星之间，地球与月球之间、地球对地面物体之间。

既然天上的月球和地上的苹果受到同一种性质的力，遵循相同的规律，那么我们可以展开想象的翅膀，更大胆设想：是否宇宙中的一切物体间都有这样的力？

若地面上的两个物体间存在引力，为何两个物体没有在引力作用下紧靠在一起？

于是我们把这一规律推广到自然界中任意两个物体间。

讨论检验思路，培养探究思维能力。

思考如何证明苹果、月亮受力也满足“平方反比”的关系

学生回答：（1）月球做匀速圆周运动，地球对月球的吸引力提供了向心力。F地月=F向=ma向（在副板上书写）

（2）苹果在地面附近受到的地球的吸引力表现为重力。F地苹=G苹=mg（在副板上书写）

（3）会用到加速度a（由以上两个表达式猜想）

学生分组讨论研究a向和g之间的关系，通过学生互评、老师点评理清思路，得出结论。

亲身体验推导过程，猜想得到证实，学生的学习热情进一步提升。

学生思考：很有可能

学生思考：因为我们身边的物体质量比天体的质量小得多，我们不易觉察罢了

设计说明：通过创设情景，引导学生定量计算，用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，增强学生的理性认识。

（三）万有引力定律的得出

教师活动

学生活动

牛顿认为自然界中任何两个有质量的物体间都存在引力.并于1687年在《自然哲学的数学原理》

一书中发表了著名的万有引力定律。

1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小F与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们的距离r的二次方成反比.

指导学生对新知识的学习要学会对重点字词的勾画，提取有用信息，加强理解。

万有引力定律的数学表达式如何？每个符号的单位和物理意义。

教师在学生回答的基础上展示课件

2.公式：

①F---两个物体间的引力，单位：N．

②m1,m2---两物体的质量，单位：kg

③r---两物体间的距离，单位：m

④G---比例系数，叫引力常量，适用于任何物体，G的国际单位

万有引力定律清楚地向人们提示，复杂运动的背后隐藏着简洁的科学规律；它明确地向人们宣告，天上和地下都遵循着完全相同的科学法则。

虽然任何两物体间都存在引力，但万有引力定律却有其适用条件

3.公式的适用条件：

①（理想情况）两个质点间引力大小的计算。

②（实际情况）若两个物体间的距离远大于物体本身大小时，两个物体可看成质点。如：太阳与行星间、地球与月球间。

③质量分布均匀的两个球体，可视为质量集中于球心。

进一步深入思考：

例.由公式可知，当两物体之间的距离时,两个物体可视为质点，公式适用，则两物体之间的引力。当两物体间的距离时,则两物体之间的引力,这种观点对么？为什么？

万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成果之一，第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑；使人们建立了有能力理解天地间的各种事物的信心，解放了人们的思想，在科学文化的发展史上起了积极的推动作用。

牛顿虽然发现了万有引力定律，但却无法算出两个天体间的万有引力大小，因为他不知道引力常量G的值.直到一百多年后英国物理学家卡文迪许才完成了G值的测量。

学生阅读定律，寻找有用信息

学生讨论回答教师提问

学生思考理解

学生讨论得出答案：当两物体间距离时，物体不能看成质点，公式已不再适用。

学生感知万有引力定律的意义

设计说明：启发学生更大胆的猜想，并在教师设问中，自主阅读定律，做到有的放矢，自主学习，最后引导学生讨论总结回答问题，再增强学生的科学表达能力。

（四）万有引力定律的检验---引力常量G的测量实验

教师活动

学生活动

很显然由万有引力定律看出引力常量G的测量思路：

由于一般物体间的引力非常小，用实验测定极其困难。1798年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里对两个铅球间的引力大小F做了精确测量和计算，比较准确地测出了引力常量G的数值。

卡文迪许之所以会想到扭秤装置，是因为在18世纪80年代，库仑为定量研究电荷间的相互作用力而发明了扭秤装置，实现了对微小量的巧妙测量。卡文迪许则巧妙地利用和改进了扭秤装置，测出了引力常量G。难怪有人形象地称他们是“天才发明和天才借鉴”，我们在学习中互相协作、互相借鉴也是具有重要意义的。

引力常量通常取

G的含义—表示两质量m1=m2=1kg的匀质小球，相距r=1m时万有引力的大小。

引导学生思考引力常量的测定有何实际意义？

学生体会在学习中互相协作、互相借鉴的意义。

引力恒量G的测定：1、用实验证明了万有引力的存在和万有引力定律的正确性；

2、使万有引力定律公式有了真正的实用价值

设计说明：通过图片展示和教师讲解，结合物理学史，让学生体会引力常量的测定重要实际意义，体会在学习中互相协作、互相借鉴的意义，寓德育教育于教学中。

（五）课堂小结

教师活动

学生活动

今天，我们从太阳与行星间引力的作用出发，根据类比事实将“平方反比关系”的作用力进行猜想和假设、检验和推广，从而得出万有引力定律。

请同学们互相讨论总结这节课有什么收获？

课件展示课堂总结。

学生踊跃发言，畅谈收获。

设计说明：学生自主讨论学习收获。

（六）布置作业

预习第四节，思考万有引力定律有哪些应用？