在天體運(yùn)動中尋找“萬有引力”的身影
——“萬有引力定律”教學(xué)談

張志榮

（甘肅省徽縣第一中學(xué)）

在天體運(yùn)動中尋找“萬有引力”的身影
——“萬有引力定律”教學(xué)談

張志榮

（甘肅省徽縣第一中學(xué)）

高中物理“萬有引力定律”的重點是萬有引力定律的理解及應(yīng)用，那么，教師該如何引領(lǐng)學(xué)生去尋找“力”的身影、探索“力”的大小、獲得“力”的感性認(rèn)識呢？我認(rèn)為，少一些單項灌注，多一些情境設(shè)置；少一些機(jī)械重復(fù)，多一些新穎個性，少一些空的理論，多一些建模過程，以此創(chuàng)設(shè)新穎、多元和高效的高中物理學(xué)習(xí)新時空。

一、少一些單項灌注，多一些情境設(shè)置

“萬有引力”牽扯到地球、月球、太陽等多個天體運(yùn)動，如何沿著牛頓的足跡，帶領(lǐng)學(xué)生在現(xiàn)有知識的狀態(tài)下，重新“發(fā)現(xiàn)”萬有引力定律，緊靠一張嘴巴、一支粉筆，緊靠教師的單項灌注是不夠的。創(chuàng)設(shè)一些新穎、個性、具體的情境，才能長久地吸引學(xué)生的注意力，才能在“萬有引力”的世界中盡情翱翔、盡情收獲。

比如，在教學(xué)伊始，可以通過多媒體課件展示：畫面1：八大行星圍繞太陽運(yùn)動；畫面2：月球圍繞地球運(yùn)動；畫面3：人造衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動；畫面4：地面上的人向上拋出物體,物體總落回地面。

在課堂中，通過PPT課件展示“第一個稱量地球的卡文迪許”的事跡，通過“卡文迪許實驗”，讓學(xué)生通過“扭轉(zhuǎn)角度由通過光標(biāo)的移動”，直觀地感受物體間的萬有引力，以此跨過時間的長河，感受那個“開創(chuàng)了測量弱力的新時代”。

課末，動態(tài)演示“假如沒有了萬有引力，一切物質(zhì)都將飛散到宇宙之中的科幻畫面”。

二、少一些機(jī)械重復(fù)，多一些新穎個性

幾乎每一節(jié)公開課都繞不開“一只歷史上最著名的蘋果落下來打在牛頓的頭上”的故事，年年歲歲花相似。偏偏有一個教師舍棄“蘋果故事”，從牛頓的“日記”開始：

我不知道世人怎樣看我，但我自己以為我不過像一個在海邊玩耍的孩子，不時為發(fā)現(xiàn)比尋常更為美麗的一塊卵石或一片貝殼而沾沾自喜，至于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理海洋，卻全然沒有發(fā)現(xiàn)。

這樣的“開頭”比之“蘋果故事”更有吸引力：原來牛頓竟是那么謙遜，但又是那么好奇；深感自己的渺小，但卻又那么的自信，但就在這樣的過程中，他發(fā)現(xiàn)了另一片更大的、更鮮活有力的世界，同時也成就了一個最精彩的自己。

三、刪除一些“假大空”的理論，新添一些建立物理模型的過程

就“萬有引力定律”而言，其中的理論多多，比如：行星為何能圍繞太陽做圓周運(yùn)動？月球為什么能圍繞地球做圓周運(yùn)動？……與其反復(fù)給學(xué)生闡述這些理論，不如多一些課件展示，動態(tài)演示衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的畫面，然后啟發(fā)學(xué)生積極思考、大膽猜想。學(xué)生有可能提出下列方案：

（1）用天平（或秤）稱量：因為地球的質(zhì)量十分大，用天平（或秤）根本無法稱量；

（2）根據(jù)公式m=pv計算地球的質(zhì)量：地球的體積可以知道，但地球的密度不均勻，故此法也無法測出地球的質(zhì)量；

（3）用萬有引力定律計算。

在學(xué)生反復(fù)談?wù)摰幕A(chǔ)導(dǎo)航啟發(fā)學(xué)生自己總結(jié)得出：應(yīng)選定一顆繞地球轉(zhuǎn)動的衛(wèi)星，測定衛(wèi)星的軌道半徑和周期，利用公式求出地球質(zhì)量。在自主、合作、探究的氛圍中，學(xué)生的思路漸漸明晰：在研究天體的運(yùn)動問題中，我們近似地把一個天體繞另一個天體的運(yùn)動看作勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供天體做圓周運(yùn)動的向心力，人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)前面學(xué)習(xí)的圓周運(yùn)動的知識，結(jié)合牛頓運(yùn)動定律來解答。

不難發(fā)現(xiàn)，這個過程就是一個幫助學(xué)生建立物理模型的過程，物理建模能力是學(xué)生應(yīng)該具備的一種能力，模型思想需要師生雙方不斷地用心感悟，不斷經(jīng)歷“問題情境—建立模型—求解驗證”之過程逐步積累經(jīng)驗，掌握建模方法，逐步形成運(yùn)用模型去進(jìn)行物理思維的習(xí)慣。

總之，只要教師引領(lǐng)得法，悉心創(chuàng)設(shè)學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理的“內(nèi)環(huán)境”和“外環(huán)境”，那么，學(xué)生的潛能、思維和能力必將得到最大的鍛造和開發(fā)。但愿師生能夠開啟真正學(xué)習(xí)高中物理課程的興趣大門，也但愿這扇門通向?qū)W生豐富的內(nèi)心，通向物理學(xué)的廣闊原野，通向豐富多彩的現(xiàn)實，也通向多彩多姿的未來。

·編輯 溫雪蓮