2019-2020年高中物理 第六章 萬有引力與航天 6.2太陽與行星間的引力教學(xué)案 新人教版必修2班級_姓名_學(xué)號(hào)_學(xué)習(xí)目標(biāo): 1、理解太陽與行星間存在引力。2、能根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽與行星間的引力表達(dá)式。3、通過推導(dǎo)太陽與行星間的引力公式，體會(huì)邏輯推理在物理學(xué)中的重要性。4、感受太陽與行星間的引力關(guān)系，從而體會(huì)大自然的奧秘。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽與行星間的引力公式學(xué)習(xí)難點(diǎn): 太陽與行星間的引力公式的推導(dǎo)主要內(nèi)容: （一）引入新課教師活動(dòng)：開普勒在前人的基礎(chǔ)上，經(jīng)過計(jì)算總結(jié)出了他的三條定律，請同學(xué)們回憶一下，三條定律的內(nèi)容是什么?學(xué)生活動(dòng)：思考并回答開普勒開普勒三條定律的內(nèi)容。第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。第二定律：對任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即：比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量。教師活動(dòng)：開普勒第三定律適用于圓軌道時(shí)，是怎樣表述的？學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問題。對某一行星來說，它繞太陽作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。教師活動(dòng)：通過對開普勒定律的學(xué)習(xí)，知道了行星運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的規(guī)律，即行星怎樣運(yùn)動(dòng)？那么行星為什么要做這樣的運(yùn)動(dòng)呢?今天我們共同來學(xué)習(xí)、探討這一問題。（二）進(jìn)行新課教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第一、二段，思考下面的問題：1、在解釋行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的原因這一問題上，為什么牛頓能夠成功，而其他科學(xué)家卻失敗了？你認(rèn)為牛頓成功的關(guān)鍵是什么？學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，分組討論，從課文中找出相應(yīng)的答案。學(xué)生代表發(fā)言。教師活動(dòng)：聽取學(xué)生代表的見解，點(diǎn)評、總結(jié)。過渡：這一節(jié)和下一節(jié)，我們將追尋牛頓的足跡，用自己的手和腦，重新“發(fā)現(xiàn)”萬有引力定律。1、太陽對行星的引力教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，并投影出示以下提綱，讓學(xué)生在練習(xí)本上獨(dú)立推導(dǎo)： 1、行星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，寫出行星需要的向心力表達(dá)式，并說明式中符號(hào)的物理意義。2、行星運(yùn)動(dòng)的線速度v與周期T的關(guān)系式如何？為何要消去v？寫出要消去v后的向心力表達(dá)式。3、如何應(yīng)用開普勒第三定律消去周期T？為何要消去周期T？4、寫出引力F與距離r的比例式，說明比例式的意義。教師活動(dòng)：投影學(xué)生的推導(dǎo)過程，一起點(diǎn)評。2、行星對太陽的引力教師活動(dòng)：行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量M以及行星到太陽的距離r之間又有何關(guān)系？請?jiān)诰毩?xí)本上用學(xué)過的知識(shí)推導(dǎo)出來。學(xué)生活動(dòng)：在練習(xí)本上用牛頓第三定律推導(dǎo)行星對太陽的引力F與太陽的質(zhì)量M以及行星到太陽的距離r之間的關(guān)系。教師活動(dòng)：投影學(xué)生的推導(dǎo)過程，一起點(diǎn)評。3、太陽與行星間的引力教師活動(dòng)：綜合以上推導(dǎo)過程，推導(dǎo)出太陽與行星間的引力與太陽質(zhì)量、行星質(zhì)量、以及兩者距離的關(guān)系式?？纯茨軌虻贸鍪裁唇Y(jié)論。學(xué)生活動(dòng)：在練習(xí)本上推導(dǎo)出太陽與行星間的引力表達(dá)式。教師活動(dòng)：投影學(xué)生的推導(dǎo)過程，一起點(diǎn)評。點(diǎn)評：通過學(xué)生獨(dú)立推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力，同時(shí)讓學(xué)生感受探究新知的樂趣。教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生就課本“說一說”欄目中的問題進(jìn)行討論，一起總結(jié)、點(diǎn)評。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。點(diǎn)評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。（四）實(shí)例探究例火星繞太陽的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火星與太陽間的引力提供火星運(yùn)動(dòng)的向心力。已知火星運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行的周期為T，引力常量為G，試寫出太陽質(zhì)量M的表達(dá)式。解析：火星與太陽間的引力表達(dá)式為，式中G為引力常量，M為太陽質(zhì)量，m為火星質(zhì)量， r為軌道半徑。設(shè)火星運(yùn)動(dòng)的線速度為v，由F提供火星運(yùn)動(dòng)的向心力，有由線速度和周期的關(guān)系，得太陽質(zhì)量 課后作業(yè)完成P36“問題與練習(xí)”中的問題。