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引力常量的测定

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教学目标

知识目标:
  1、使学生掌握万有引力定律并应用万有引力定律解决简单问题.
  2、使学生能应用万有引力定律解决天体问题及卫星问题.
  3、了解我国航天事业的发展情况并用所学知识解释(我国近几年在航天事业上有了长足的进步,如:长征一号、长征二号、风云一号、风云二号、神州一号、二号、三号等).

能力目标
  通过图片或自制教具展示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.

情感目标
  通过了解卡文迪许扭秤的设计过程,使学生了解卡文迪许这位伟大的科学家是如何攻克难关、战胜困难的.


教学设计方案

一、教学过程设计:本节是关于万有引力定律的应用,主要通过例题的讲解加深学生对该部分知识的理解以及运用。

二、教学过程:

(一)讲解例题
 例题1:已知地球的半径为 ,地球的自转角速度为 ,地球表面的重力加速度为 。在赤道上空有一颗相对地球静止的同步通讯卫星离地面的高度是多少?

  解:关于同步卫星的知识请学生回答:

  1、同步卫星的周期是24h;

  2、同步卫星的角速度与地球的自转角速度相等;

  3、同步卫星必须在赤道上空;(追问学生为什么?)

  由万有引力定律得:

  解得:

  在解决此题时应让学生充分讨论和充分理解,让学生建立一个清晰的卫星绕地球的轨道。

  例题2:已知地球的质量为 ,地球的半径为 ,地球表面的重力加速度为 。求万有引力恒量是多少?

  解:由万有引力定律得:

  解得:

  学生在解决此题后,教师提出问题:

  1、万有引力恒量是谁首先测量的?

  学生回答后,教师可以补充说明:卡文迪许是最富有的学者,最有学问的富翁,并对卡文迪许加以较详细的介绍。

  

  亨利·卡文迪许是英国杰出的物理学家和化学家,他的一生为科学的发展作出了重要的贡献。也许这位科学家在生活中不是一个出色者,但在科学研究中不愧为一颗闪亮的明星。1731年10月10日,卡文迪许生于法国尼斯的一个贵族家庭。他的父亲是英国公爵的后裔,因为他的母亲喜欢法国的气候,才搬到法国居住。当卡文迪许两岁的时候,他的母亲就去世了。由于早年丧母,他形成一种过于孤独而羞怯的习性。

2、万有引力恒量是用什么方法测量的?

  教师可用展示扭秤实验的图片并详细解释有关物理问题。(教学建议中有资料)

需要注意两个地方:

  (1)两个1千克的物体间的万有引力很小,他是如何解决的?

  (2)力很小读数如何解决的?

3、测量的万有引力恒量的数值和单位?

4、在现实生活中,两物体间的万有引力我们无法观察到呢?为什么?请学生讨论并举例说明。

探究活动
  组织学生收集相关资料,完成以下的探究活动.同时在完成题目1的基础上分组自行设计一种测量万有引力常量的方法.
  1、万有引力常量测量的历史过程.
  2、根据观察和查阅资料设计一种测量万有引力常量的方法.


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