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2019-2020年人教版必修二6.4《萬有引力理論的成就》WORD教案7 課 題 6.4萬有引力的成就 課 型 新授課（1課時） 教 學 目 標 1．知識與技能： (1)了解地球表面物體的萬有引力兩個分力的大小關系，計算地球質(zhì)量； (2)行星繞恒星運動、衛(wèi)星的運動的共同點：萬有引力作為行星、衛(wèi)星圓周運動的向心力，會用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量； (3)了解萬有引力定律在天文學上有重要應用。 2．過程與方法： (1)培養(yǎng)學生根據(jù)數(shù)據(jù)分析找到事物的主要因素和次要因素的一般過程和方法； (2)培養(yǎng)學生根據(jù)事件的之間相似性采取類比方法分析新問題的能力與方法； (3)培養(yǎng)學生歸納總結建立模型的能力與方法。 3．情感態(tài)度與價值觀： (1)培養(yǎng)學生認真嚴禁的科學態(tài)度和大膽探究的心理品質(zhì)； (2)體會物理學規(guī)律的簡潔性和普適性，領略物理學的優(yōu)美。 教學重點、難點 1．教學重點及其教學策略： 重點：地球質(zhì)量的計算、太陽等中心天體質(zhì)量的計算 教學策略：通過數(shù)據(jù)分析、類比思維、歸納總結建立模型來加深理解。 2．教學難點及其教學策略： 難點：根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量 教學策略：通過類比思維、歸納總結建立模型來加深理解。 教 學 方 法 探究、講授、討論、練習 教 學 手 段 教具準備 錄像資料、多媒體課件 教 學 活 動 導入新課 .萬有引力常量的測出的物理意義. 答：使萬有引力定律有了其實際意義，可以求得地球的質(zhì)量等. 萬有引力常量一經(jīng)測出，萬有引力定律對天文學的發(fā)展起了很大的推動作用，這節(jié)課我們來討論萬有引力定律在天文學上的應用. 新課教學 一、地球質(zhì)量 1、練習計算：《中華一題》 已知：M地= m= R= 求：（1）萬有引力 （2）物體隨地球自轉的向心力 R M G θ m w r F 向 F 引 （3）比較可得什么結論？ 2、了解地球表面物體的重力與地球?qū)ξ矬w的萬有引力的關系。 多媒體投影圖：物體m在緯度為θ的位置，萬有引力指向地心，分解為兩個分力：m隨地球自轉圍繞地軸運動的向心力和重力。 給出數(shù)據(jù)：地球半徑R、緯度θ（取900）、地球自轉周期T，計算兩個分力的大小比值，引導學生得出結論： 向心力遠小于重力，萬有引力大小近似等于重力。 因此不考慮（忽略）地球自轉的影響， 地球質(zhì)量： 二、太陽質(zhì)量 應用萬有引力可算出地球的質(zhì)量，能否算出太陽的質(zhì)量多 提問：行星做圓周運動的向心力的來源是什么？ 繼續(xù)提問：是否需要考慮九大行星之間的萬有引力？ 總結：太陽質(zhì)量遠大于各個行星質(zhì)量，高中階段粗略計算，不考慮行星之間的萬有引力。 設中心天體太陽質(zhì)量M，行星質(zhì)量m，軌道半徑r——也是行星與太陽的距離，行星公轉角速度ω，公轉周期T，則 太陽質(zhì)量 與行星質(zhì)量m無關。 提問：不同行星與太陽的距離r和繞太陽公轉的周期T都是各不相同的。但是不同行星的r、T計算出來的太陽質(zhì)量必須是一樣的！上面的公式能否保證這一點？ 同理，月亮圍繞地球做圓周運動，根據(jù)前面的推導我們能否計算地球的質(zhì)量？ 建立模型：通過圍繞天體的運動半徑和周期求中心天體的質(zhì)量。 多媒體投影木星行星圍繞木星圓周運動，請學生思考如何測量木星的質(zhì)量。 三、發(fā)現(xiàn)未知天體 請學生閱讀課本“發(fā)現(xiàn)未知天體”。 多媒體投影海王星、冥王星圖片。 本課小結： 主要有兩個基本知識： 1、地球表面，不考慮（忽略）地球自轉的影響，物體的重力近似等于重力 地球質(zhì)量 2、建立模型求中心天體質(zhì)量 圍繞天體做圓周運動的向心力為中心天體對圍繞天體的萬有引力，通過圍繞天體的運動半徑和周期求中心天體的質(zhì)量。 中心天體質(zhì)量 布置作業(yè)： 書本《問題與練習》1-4。 板書設計 一、地球質(zhì)量M 地球表面，不考慮（忽略）地球自轉的影響 地球質(zhì)量 二、太陽質(zhì)量——中心天體質(zhì)量 1、太陽質(zhì)量M，行星質(zhì)量m， 軌道半徑r——行星與太陽的距離， 行星公轉角速度ω，公轉周期T，則 太陽質(zhì)量 與行星質(zhì)量m無關。 2、建立模型求中心天體質(zhì)量 三.發(fā)現(xiàn)未知天體 萬有引力對研究天體運動有著重要的意義.海王星、冥王星就是這樣發(fā)現(xiàn)的.請同學們推導：已知中心天體的質(zhì)量及繞其運動的行星的運動情況，在太陽系中，行星繞太陽運動的半徑r為： 根據(jù)F萬有引力=F向=,而F萬有引力=,兩式聯(lián)立得： 在18世紀發(fā)現(xiàn)的第七個行星——天王星的運動軌道，總是同根據(jù)萬有引力定律計算出來的有一定偏離.當時有人預測，肯定在其軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的新星.后來，亞當斯和勒維列在預言位置的附近找到了這顆新星.后來，科學家利用這一原理還發(fā)現(xiàn)了許多行星的衛(wèi)星，由此可見，萬有引力定律在天文學上的應用，有極為重要的意義. 四、小結（用.ppt出示） 這節(jié)課我們主要掌握的知識點是： 1.萬有引力定律在天文學中的應用，一般有兩條思路： (1)F萬有引力=環(huán)繞體所需的向心力 (2)地面（或某星球表面）的物體的重力=F萬有引力. 2.了解萬有引力定律在天文學中具有的重要意義. 學 生 活 動 作 業(yè) （一）課本P74（1）（3） （二）思考題：已知地球的半徑為R，質(zhì)量為M地，月球球心到地球球心的距離r月地=60 R，r月地=3.8108米，月球繞地球運行周期T=27.3天，地球?qū)ξ矬w的重力加速度g０=9.8m/s2，試證明地球?qū)υ虑虻囊偷厍驅(qū)ζ涓浇矬w的引力是同性質(zhì)的力，都是萬有引力. 板 書 設 計 第四節(jié)　萬有引力理論的成就 一、1.天體質(zhì)量的計算　 (只能求出中心體的質(zhì)量) 2.求某星體表面的重力加速度. (R為星體的半徑) 二、發(fā)現(xiàn)未知天體：（已知中心體的質(zhì)量及環(huán)繞體的運動） 教 學 后 記