萬有引力理論成就教學(xué)設(shè)計

1、萬有引力理論的成就學(xué)情分析本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了圓周運動與萬有引力定律之后的一節(jié)知識應(yīng)用與擴展的課。通過利用萬有引力定律計算天體質(zhì)量，體會它在科學(xué)史上產(chǎn)生的重大影響。本節(jié)教學(xué)要求理清兩個思路：F萬=G；F萬=F向。萬有引力定律的應(yīng)用讓人類對世界有了更多的認(rèn)識，因此，在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生用萬有引力定律對天體運動進行自主學(xué)習(xí)，采用啟發(fā)探究式教學(xué)。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，重點要使學(xué)生體會科學(xué)定律對人類未知世界的作用，激起學(xué)生對科學(xué)探究的興趣，培養(yǎng)熱愛科學(xué)的情感。教學(xué)目標(biāo)知識與技能1了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。2會用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量。3掌握綜合運用萬有引力定律和圓周運動學(xué)知識分析具體問題的基本方法

2、。過程與方法通過萬有引力定律在實際中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。情感、態(tài)度與價值觀 利用萬有引力定律可以發(fā)現(xiàn)求知天體，學(xué)生懂得理論來源于實踐，反過來又可以指導(dǎo)實踐的辯證唯物主義觀點。教學(xué)重點1萬有引力定律和圓周運動知識在天體運動中的應(yīng)用2會用已知條件求中心天體的質(zhì)量。教學(xué)難點1物理模型的建立2應(yīng)用萬有引力定律解決實際問題教法方法啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖引入課題1、復(fù)習(xí)：（各別提問調(diào)板）萬有引力定律的內(nèi)容、公式及其應(yīng)用條件。2、引入：天體之間的作用力主要是萬有引力，萬有引力定律對天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動作用，這節(jié)課我們要來學(xué)習(xí)萬有引力在天文學(xué)上有哪些重要應(yīng)用。學(xué)生寫出

3、萬有引力定律公式，并回答老師的提問。激發(fā)學(xué)生的興趣引出如何計算天體質(zhì)量新課學(xué)習(xí)問題探究展示問題探究1：設(shè)地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半徑R =6.4106m，引力常量G=6.6710-11 Nm2/kg2，試估算地球的質(zhì)量。讓兩個學(xué)生板演推導(dǎo)，教師點評。提問：卡文迪許為什么能把自己的實驗說成是“稱量地球的重量”？教師指出：在研究天體的運動問題中，我們近似地把一個天體繞另一個天體的運動看作勻速圓周運動，萬有引力提供天體作圓周運動的向心力。展示問題探究2：已知月球的軌道半徑r和公轉(zhuǎn)周期T，能求出地球的質(zhì)量M嗎？ 請寫出表達式。 （個別調(diào)板）提問：這個公式中能求出月球的質(zhì)量嗎？怎樣才

4、能求出月球的質(zhì)量？（二）知識小結(jié)教師總結(jié)求解天體質(zhì)量的兩種基本思路：F萬=G；F萬=F向梳理總結(jié)應(yīng)用天體運動的動力學(xué)方程萬有引力充當(dāng)向心力求的天體質(zhì)量的幾種表達式。（1）G（2）G=m2r（3）G=m（4）G=ma再加上根據(jù)天體表面萬有引力等于重力得（5）共5個等式兩種方法。（三）知識拓展天體密度的計算展示問題探究3： 試計算地球的平均密度。 引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)兩種計算質(zhì)量的方法利用密度公式求解，得： =3g/4RG=3r3/GT2R3 提問：第二式中，當(dāng)r=R時，代表什么含義？ =3/GT2引入近地衛(wèi)星概念。（四）科學(xué)魅力萬有引力定律的應(yīng)用舉例計算天體質(zhì)量2、“鼻尖上的美談”指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文，了解

5、天王星的發(fā)現(xiàn)過程。 3、哈雷彗星的“如期回歸”（五）、隨堂訓(xùn)練（2011福建高考)“嫦娥二號”是我國月球探測第二期工程的先導(dǎo)星若測得“嫦娥二號”在月球(可視為密度均勻的球體)表面附近圓形軌道運行的周期T，已知引力常量為G，則可估算月球的(半徑為R的球體體積公式Veq f(4,3)R3)()A .密度 B質(zhì)量C.半徑 D自轉(zhuǎn)周期學(xué)生活動：小組合作討論，推導(dǎo)出地球質(zhì)量的表達式學(xué)生思考并回答：因為一旦測出引力常量就能計算出地球的質(zhì)量。學(xué)生板演：地球?qū)υ虑虻娜f有引力提供向心力。G 學(xué)生答：不能。這個方法只能求出中心天體的質(zhì)量。要求出月球的質(zhì)量可以研究環(huán)繞月球運動的衛(wèi)星的圓周運動。如，嫦娥一號。 學(xué)生體

6、會兩種方法，抄寫記憶幾個基本公式學(xué)生推演：兩種方法計算天體密度=3g/4RG=3r3/GT2R3答：軌道半徑與中心天體半徑相等。通過閱讀學(xué)習(xí)體會天王星的發(fā)現(xiàn)，以及對哈雷彗星回歸的顯示了萬有引力定律對研究天體運動的重要意義，同時證明了萬有引力定律的正確性。鼓勵學(xué)生多角度思考問題，積極應(yīng)用已學(xué)知識解決問題引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識重力和萬有引力的關(guān)系充分調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的熱愛，思維擴展領(lǐng)略科學(xué)成就給人類的帶來的重大貢獻進一步理解萬有引力定律的應(yīng)用，以及數(shù)學(xué)方法的運用。（六）課堂小節(jié)1萬有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用，一般有兩條思路：（1）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=2了解萬有引力定律在天文學(xué)中具有的重要意義。引導(dǎo)學(xué)生本節(jié)作總體歸納天體質(zhì)量的“測量”，打破了稱量質(zhì)量的常規(guī)方法，利用科學(xué)理論進