高一物理萬(wàn)有引力教案

高一物理萬(wàn)有引力教案【篇一：高中物理新課標(biāo)人教版必修2優(yōu)秀教案：萬(wàn)有引力定律】3萬(wàn)有引力定律整體設(shè)計(jì)本節(jié)是在學(xué)習(xí)了太陽(yáng)與行星間的引力之后,探究地球與月球、地球與地面上的物體之間的作用力是否與太陽(yáng)與行星間的作用力是同一性質(zhì)的力,從而得出了萬(wàn)有引力定律.根據(jù)萬(wàn)有引力定律而得到的一系列科學(xué)發(fā)現(xiàn),不僅驗(yàn)證了萬(wàn)有引力定律的正確性,而且表明了自然界和自然規(guī)律是可以被認(rèn)識(shí)的.萬(wàn)有引力定律是所有有質(zhì)量的物體之間普遍遵循的規(guī)律,引力常量的測(cè)定不僅驗(yàn)證了萬(wàn)有引力定律的正確性,而且使得萬(wàn)有引力定律能進(jìn)行定量計(jì)算,顯示出真正的實(shí)用價(jià)值.教學(xué)過(guò)程中的關(guān)鍵是對(duì)萬(wàn)有引力定律公式的理解,知道公式的適用條件.教師可靈活采用教學(xué)方法以便加深對(duì)知識(shí)的理解,比如講授法、討論法.教學(xué)重點(diǎn)萬(wàn)有引力定律的理解及應(yīng)用.教學(xué)難點(diǎn)萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)過(guò)程.課時(shí)安排1課時(shí)三維目標(biāo)知識(shí)與技能1.了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程.2.理解萬(wàn)有引力定律的含義并掌握用萬(wàn)有引力定律計(jì)算引力的方法.3.記住引力常量g并理解其內(nèi)涵.過(guò)程與方法1.了解并體會(huì)科學(xué)研究方法對(duì)人們認(rèn)識(shí)自然的重要作用.2.認(rèn)識(shí)卡文迪許實(shí)驗(yàn)的重要性,了解將直接測(cè)量轉(zhuǎn)化為間接測(cè)量這一科學(xué)研究中普遍采用的重要方法.情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力的思想過(guò)程,說(shuō)明科學(xué)研究的長(zhǎng)期性、連續(xù)性及艱巨性.教學(xué)過(guò)程導(dǎo)入新課故事導(dǎo)入.這節(jié)課我們將共同“推導(dǎo)”一下萬(wàn)有引力定律.復(fù)習(xí)導(dǎo)入??橢圓軌道定律??復(fù)習(xí)舊知：1.開(kāi)普勒三大定律?面積定律?3a?周期定律:?k2?t??:f??太陽(yáng)對(duì)行星的引力??2.太陽(yáng)與行星間的引力?行星對(duì)太陽(yáng)的引力:f???:f?太陽(yáng)與行星間的引力?mrr?2m2mmr2或f?gmmr2太陽(yáng)對(duì)行星的引力使得行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，月球圍繞地球運(yùn)動(dòng)，是否能說(shuō)明地球?qū)υ虑蛴幸ψ饔?拋出的物體總要落回地面，是否說(shuō)明地球?qū)ξ矬w有引力作用？推進(jìn)新課課件展示：畫(huà)面3:人造衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng).畫(huà)面4:地面上的人向上拋出物體,物體總落回地面.問(wèn)題探究1.行星為何能?chē)@太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)?2.月球?yàn)槭裁茨車(chē)@地球做圓周運(yùn)動(dòng)?3.人造衛(wèi)星為什么能?chē)@地球做圓周運(yùn)動(dòng)?4.地面上物體受到的力與上述力相同嗎?5.根據(jù)以上四個(gè)問(wèn)題的探究,你有何猜想?教師提出問(wèn)題后,讓學(xué)生自由討論交流.明確：1.太陽(yáng)對(duì)行星的引力使得行星保持在繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道上.2.月球、地球也是天體,運(yùn)動(dòng)情況與太陽(yáng)和行星類(lèi)似,因此猜想是地球?qū)υ虑虻奈乖虑虮３衷诶@地球運(yùn)行的軌道上.3.人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)與月球類(lèi)似,也應(yīng)是地球?qū)θ嗽煨l(wèi)星的引力使人造衛(wèi)星保持在繞地球運(yùn)行的軌道上.想和假設(shè),再引入合理的模型,需要深刻的洞察力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)處理和邏輯思維,常常是一個(gè)充滿曲折和艱辛的過(guò)程.進(jìn)行情感態(tài)度與價(jià)值觀的教育.二、萬(wàn)有引力定律通過(guò)以上內(nèi)容的學(xué)習(xí),我們知道:太陽(yáng)與行星間有引力作用,地球與月球間有引力作用,地球與地面上的物體間也有引力作用.問(wèn)題1：地面上的物體之間是否存在引力作用?組織學(xué)生交流討論,大膽猜想.可能性1：不存在.原因:太陽(yáng)對(duì)行星的引力使行星圍繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng),地球?qū)υ虑蚧蛐l(wèi)星的引力也是如此,地球?qū)Φ孛嫔衔矬w的引力使物體靠在地面上,上拋之后還要落回.若兩個(gè)物體之間有引力,那些引力既沒(méi)使一個(gè)物體圍繞另一個(gè)物體轉(zhuǎn)動(dòng),也沒(méi)有使兩個(gè)物體緊貼在一起,故此力不存在.可能性2：此力存在.原因:太陽(yáng)、行星、地球、月球、衛(wèi)星、物體,均是有質(zhì)量的物體,太陽(yáng)與行星間,地球與月球或衛(wèi)星間.地球與物體間均存在這種引力,說(shuō)明這種引力是有質(zhì)量的物體普遍存在的,故兩個(gè)物體之間應(yīng)該有引力.問(wèn)題2：若兩個(gè)物體間有引力作用,為何兩個(gè)物體沒(méi)有在引力作用下緊靠在一起?參考解釋?zhuān)骸疤焐稀薄叭碎g”的力是同性質(zhì)的力，滿足f∝mmr2定律.地面上的物體質(zhì)量比起天體來(lái)說(shuō)太小了，這個(gè)力我們根本覺(jué)察不到.兩物體之所以未吸在一起是因?yàn)閮晌矬w間的力太小,不足以克服摩擦阻力或空氣阻力.任意兩個(gè)物體之間都存在著相互引力.點(diǎn)評(píng)：對(duì)上述內(nèi)容在教學(xué)過(guò)程中,教師可靈活采用教學(xué)方法,可用“辯論賽”的方式讓持兩種觀點(diǎn)的學(xué)生代表闡述自己的觀點(diǎn)及依據(jù)，然后對(duì)方提出問(wèn)題進(jìn)行互辯，此過(guò)程讓一般同學(xué)作補(bǔ)充說(shuō)明，一直到一個(gè)觀點(diǎn)被另一個(gè)觀點(diǎn)擊敗為止.這樣可提高學(xué)生處理問(wèn)題的綜合?能力.?問(wèn)題：1.用自己的話總結(jié)萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容.2.根據(jù)太陽(yáng)與行星間引力的表達(dá)式,寫(xiě)出萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式.3.表達(dá)式中g(shù)的單位是怎樣的?學(xué)生思考后回答.總結(jié)：1.內(nèi)容:自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引,引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比,與它們之間距離r的二次方成反比.2.表達(dá)式:由f=gmmr2(m:太陽(yáng)質(zhì)量,m:行星的質(zhì)量)得出:f=gm1m2r2(m1:物體1的質(zhì)量,m2:物體2的質(zhì)量)fr23.由f=gm1m2r2?g?m1m2合作探究對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解：1.萬(wàn)有引力的普遍性.因?yàn)樽匀唤缰腥魏蝺蓚€(gè)物體都相互吸引,所以萬(wàn)有引力不僅存在于星球間,任何有質(zhì)量的物體之間都存在著相互作用的吸引力.2.萬(wàn)有引力的相互性.因?yàn)槿f(wàn)有引力也是力的一種,力的作用是相互的,具有相互性,符合牛頓第三定律.3.萬(wàn)有引力的宏觀性.在通常情況下,萬(wàn)有引力非常小,只有質(zhì)量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間,它的存在才有實(shí)際的物理意義,故在分析地球表面物體受力時(shí),不考慮地面物體之間的萬(wàn)有引力,只考慮地球?qū)Φ孛嫖矬w的引力.知識(shí)拓展萬(wàn)有引力定律的適用條件:1.公式適用于質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算.2.對(duì)于可視為質(zhì)點(diǎn)的物體間的引力求解也可以利用萬(wàn)有引力公式.如兩物體間距離遠(yuǎn)大于物體本身大小時(shí),物體可看成質(zhì)點(diǎn).說(shuō)明：均勻球體可視為質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn).3.當(dāng)研究對(duì)象不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí),可以把物體假想分割成無(wú)數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn),求出兩個(gè)物體上每個(gè)質(zhì)點(diǎn)與另一個(gè)物體上所有質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力,然后求合力.三、引力常量的測(cè)量引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)測(cè)量引力常量的方法并交流,然后教師介紹卡文迪許實(shí)驗(yàn)方法,通過(guò)課件展示卡文迪許的扭秤裝置,讓學(xué)生觀察體會(huì)實(shí)驗(yàn)裝置的巧妙.實(shí)驗(yàn)介紹：1798年，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室里利用“扭秤”，通過(guò)幾個(gè)鉛球之間萬(wàn)有引力的測(cè)量，比較準(zhǔn)確地得出了引力常量g的數(shù)值.課件展示：卡文迪許的“扭秤”實(shí)驗(yàn)裝置.扭秤實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖圖中t形框架的水平輕桿兩端固定兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球,豎直部分裝有一個(gè)小平面鏡,上端用一根石英細(xì)絲將這桿扭秤懸掛起來(lái),每個(gè)質(zhì)量為m的小球附近各放置一個(gè)質(zhì)量均為m的大球,用一束光射入平面鏡.由于大、小球之間的引力作用,?t?形框架將旋轉(zhuǎn),當(dāng)引力力矩和金屬絲的扭轉(zhuǎn)力矩相平衡【篇二：高一物理必修2萬(wàn)有引力與航天教案】高一物理必修2萬(wàn)有引力與航天教案第一節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1、知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容。2、知道所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。3、知道所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個(gè)比值與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，但與太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān)。4、理解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，真理是來(lái)之不易的。過(guò)程與方法情感態(tài)度與價(jià)值觀1、澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘模糊的認(rèn)識(shí)，掌握人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法。2、感悟科學(xué)是人類(lèi)進(jìn)步不竭的動(dòng)力?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律【教學(xué)難點(diǎn)】對(duì)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用【教學(xué)課時(shí)】1課時(shí)【探究學(xué)習(xí)】一、人類(lèi)認(rèn)識(shí)天體運(yùn)動(dòng)的歷史1、地心說(shuō)的內(nèi)容及代表人物：2、日心說(shuō)的內(nèi)容及代表人物：二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容開(kāi)普勒第一定律：。開(kāi)普勒第二定律：。開(kāi)普勒第三定律：。即：在高中階段的學(xué)習(xí)中，多數(shù)行星運(yùn)動(dòng)的軌道能夠按圓來(lái)處理。引入新課多媒體演示：天體運(yùn)動(dòng)的圖片瀏覽。在浩瀚的宇宙中有無(wú)數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽(yáng)、夜空中的星星……由這些天體組成的廣袤無(wú)限的宇宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領(lǐng)域。人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，歷史上有過(guò)不同的看法，科學(xué)家對(duì)此進(jìn)行了不懈的探索，通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，將使我們正確地認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)。新課講解一、古代對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)問(wèn)1：．古人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)存在哪些看法?地心說(shuō)和日心說(shuō)．問(wèn)2．什么是地心說(shuō)?什么是日心說(shuō)?地心說(shuō)認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，大陽(yáng)、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)，日心說(shuō)則認(rèn)為太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)．地心說(shuō)的代表人物：托勒密(古希臘)．地心說(shuō)符合人們的直接經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也符合勢(shì)力強(qiáng)大的宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的認(rèn)識(shí)，故地心說(shuō)一度占據(jù)了統(tǒng)治地位．問(wèn)3：日心說(shuō)戰(zhàn)勝了地心說(shuō)，請(qǐng)閱讀第《人類(lèi)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)》，找出地心說(shuō)遭遇的尷尬和日心說(shuō)的成功之處．地心說(shuō)所描述的天體的運(yùn)動(dòng)不僅復(fù)雜而且問(wèn)題很多，如果把地球從天體運(yùn)動(dòng)的中心位置移到一個(gè)普通的、繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的位置，換一個(gè)角度來(lái)考慮天體的運(yùn)動(dòng)，許多問(wèn)題都可以解決，行星運(yùn)動(dòng)的描述也變得筒單了．日心說(shuō)代表人物：哥白尼，日心說(shuō)能更完美地解釋天體的運(yùn)動(dòng)．二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律問(wèn)1：古人認(rèn)為天體做什么運(yùn)動(dòng)?古人把天體的運(yùn)動(dòng)看得十分神圣，他們認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)不同于地面物體的運(yùn)動(dòng)，天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．問(wèn)2：開(kāi)普勒認(rèn)為行星做什么樣的運(yùn)動(dòng)?他是怎樣得出這一結(jié)論的?開(kāi)普勒認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)．他發(fā)現(xiàn)假設(shè)行星傲勻逮圓周運(yùn)動(dòng)，計(jì)算所得的數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)不符，只有認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)，才能解釋這一差別．問(wèn)3：開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律哪幾個(gè)方面描述了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?具體表述是什么?開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律從行星運(yùn)動(dòng)軌道，行星運(yùn)動(dòng)的線速度變化，軌道與周期的關(guān)系三個(gè)方面揭示了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．（多媒體播放行星繞橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的課件）開(kāi)普勒第一定律：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．問(wèn)4：這一定律說(shuō)明了行星運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀，不同的行星繞大陽(yáng)運(yùn)行時(shí)橢圓軌道相同嗎?不同．[教材做一做]可以用一條細(xì)繩和兩圖釘來(lái)畫(huà)橢圓．如圖7．1-l所示，把白紙鎬在木板上，然后按上圖釘．把細(xì)繩的兩端系在圖釘上，用一枝鉛筆緊貼著細(xì)繩滑動(dòng)，使繩始終保持張緊狀態(tài)．鉛筆在紙上畫(huà)出的軌跡就是橢圓，圖釘在紙上留下的痕跡叫做橢圓的焦點(diǎn)．想一想，橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系?開(kāi)普勒第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積．問(wèn)5：如圖7.1-2所示，行星沿著橢圓軌道運(yùn)行，太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率與在近日點(diǎn)的速率誰(shuí)大？因?yàn)橄嗟葧r(shí)間內(nèi)面積相等，所以近日點(diǎn)速率大。開(kāi)普勒第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等．（如圖7．1-l）（投影九大行星軌道圖或見(jiàn)教材頁(yè)圖7.1-3）問(wèn)6：由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在中學(xué)階段研究中按圓處理，開(kāi)普勒三定律適用于圓軌道時(shí)，應(yīng)該怎樣表述呢?1、多數(shù)大行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌道半徑十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心上。2、對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度）不變。3、所有行星的軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等．若用r代表軌道半徑，t代表公轉(zhuǎn)周期，開(kāi)普勒第三定律可以用下面的公式表示：比值k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的恒量。參考資料：給出太陽(yáng)系九大行星平均軌道半徑和周期的數(shù)值，供課后驗(yàn)證。問(wèn)7：這一定律發(fā)現(xiàn)了所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期之間的定量關(guān)系，比值k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量，你能猜想出它可能跟誰(shuí)有關(guān)嗎根據(jù)開(kāi)普勒第三定律知：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值是一個(gè)常數(shù)k，可以猜想，這個(gè)k一定與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的物體有關(guān)．因?yàn)槌?shù)k對(duì)于所有行星都相同，而各行星是不一樣的，故跟行星無(wú)關(guān)，而在運(yùn)動(dòng)系中除了行星就是中心天體--太陽(yáng)，故這一常數(shù)k一定與中心天體--太陽(yáng)有關(guān)．說(shuō)明：開(kāi)普勘定律不僅適用于行星繞大陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞著地球轉(zhuǎn)，k是一個(gè)與行星質(zhì)量無(wú)關(guān)的常量，但不是恒量，在不同的星系中，k值不相同。k與中心天體有關(guān)?！菊n堂訓(xùn)練】例1關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)以下說(shuō)法正確的是（）a．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng)b．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng)c．水星軌道的半長(zhǎng)軸最短，公轉(zhuǎn)周期就最長(zhǎng)d．冥王星離太陽(yáng)最遠(yuǎn)，公轉(zhuǎn)周期就最長(zhǎng)2.為什么說(shuō)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)?分析：由開(kāi)普勒第三定律可知，a越大，t越大，故bd正確，c錯(cuò)誤；式中的t是公轉(zhuǎn)周期而非自轉(zhuǎn)周期，故a錯(cuò)。答案：bd例2已知木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期的12倍。則木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為地球公轉(zhuǎn)軌道半長(zhǎng)軸的倍。思維入門(mén)指導(dǎo)：木星和地球均為繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星，可利用開(kāi)普勒第三定律直接求解。本題考查開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用。解：由開(kāi)普勒第三定律可知：對(duì)地球：對(duì)木星所以點(diǎn)撥：在利用開(kāi)普勒第三定律解題時(shí)，應(yīng)注意它們的比值中的k是一個(gè)與行星運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的常量。例3已知地球繞太陽(yáng)作橢圓運(yùn)動(dòng)。在地球遠(yuǎn)離太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其速率越來(lái)越小，試判斷地球所受向心力如何變化。若此向心力突然消失，則地球運(yùn)動(dòng)情況將如何？思維入門(mén)指導(dǎo)：行星的運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)，因此本節(jié)知識(shí)常常和曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)相綜合。解：由于地球在遠(yuǎn)離太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其速率減小，據(jù)牛頓第二定律有，，由開(kāi)普勒第二定律知，地球在遠(yuǎn)離太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中角速度（單位時(shí)間內(nèi)地球與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的角度）也減小，故向心力減小。若此向心力突然消失，則地球?qū)⒀剀壍赖那芯€方向做離心運(yùn)動(dòng)。點(diǎn)撥：地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)雖然并非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但向心力公式仍適用。任一時(shí)刻，地球的速度方向均沿橢圓的切線方向。【課堂小結(jié)】教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)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(qǐng)同學(xué)評(píng)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(xiě)下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。點(diǎn)評(píng)：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(kāi)，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。本節(jié)學(xué)習(xí)的是開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)的三定律，其中第一定律反映了行星運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓，第二定律描述了行星在近日點(diǎn)的速率最小，在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率最大，第三定律揭示了軌道半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期的定量關(guān)系．在近似計(jì)算中可以認(rèn)為行星都以太陽(yáng)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?！酒焊咧形锢怼度f(wàn)有引力定律的應(yīng)用》教案(1)】萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用【教育目標(biāo)】一、知識(shí)目標(biāo)1．了解萬(wàn)有引力定律的重要應(yīng)用。2．會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量。3．掌握綜合運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí)分析具體問(wèn)題的基本方法。二、能力目標(biāo)通過(guò)求解太陽(yáng)、地球的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。三、德育目標(biāo)利用萬(wàn)有引力定律可以發(fā)現(xiàn)未知天體，讓學(xué)生懂得理論來(lái)源于實(shí)踐，反過(guò)來(lái)又可以指導(dǎo)實(shí)踐的辯證唯物主義觀點(diǎn)?！局攸c(diǎn)、難點(diǎn)】一、教學(xué)重點(diǎn)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力提供的理解二、教學(xué)難點(diǎn)如何根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量【教具準(zhǔn)備】太陽(yáng)系行星運(yùn)動(dòng)的掛圖和flash動(dòng)畫(huà)、ppt課件等?！窘滩姆治觥窟@節(jié)課通過(guò)對(duì)一些天體運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，使學(xué)生了解：通常物體之間的萬(wàn)有引力很小，常常覺(jué)察不出來(lái)，但在天體運(yùn)動(dòng)中，由于天體的質(zhì)量很大，萬(wàn)有引力將起決定性作用，對(duì)天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用，其中一個(gè)重要的應(yīng)用就是計(jì)算天體的質(zhì)量。在講課時(shí)，應(yīng)用萬(wàn)有引力定律有兩條思路要交待清楚.?1.把天體（或衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即f引=f向，用于計(jì)算天體（中心體）的質(zhì)量，討論衛(wèi)星的速度、角速度、周期及半徑等問(wèn)題.?2.在地面附近把萬(wàn)有引力看成物體的重力，即f引=mg.主要用于計(jì)算涉及重力加速度的問(wèn)題。這節(jié)內(nèi)容是這一章的重點(diǎn)，這是萬(wàn)有引力定律在實(shí)際中的具體應(yīng)用.主要知識(shí)點(diǎn)就是如何求中心體質(zhì)量及其他應(yīng)用，還是可發(fā)現(xiàn)未知天體的方法?！窘虒W(xué)思路設(shè)計(jì)】本節(jié)教學(xué)是本章的重點(diǎn)教學(xué)章節(jié)，用萬(wàn)有引力定律計(jì)算中心天體的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)未知天體顯示了該定律在天文研究上的重大意義。本節(jié)內(nèi)容有兩大疑點(diǎn)：為什么行星運(yùn)動(dòng)的向心力等于恒星對(duì)它的萬(wàn)有引力？衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的向心力等于行星對(duì)它的萬(wàn)有引力？我的設(shè)計(jì)思想是，先由運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系理論推理出行星（衛(wèi)星）做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源于恒星（行星）對(duì)它的萬(wàn)有引力，然后通過(guò)理論推導(dǎo)，讓學(xué)生自行應(yīng)用萬(wàn)有引力提供向心力這個(gè)特點(diǎn)來(lái)得到求中心天體的質(zhì)量和密度的方法，并知道在具體問(wèn)題中主要考慮哪些物體間的萬(wàn)有引力；最后引導(dǎo)閱讀相關(guān)材料了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的實(shí)際用途。本節(jié)課我采用了“置疑－啟發(fā)—自主”式教學(xué)法。教學(xué)中運(yùn)用設(shè)問(wèn)、提問(wèn)、多媒體教學(xué)等綜合手段，體現(xiàn)教師在教學(xué)中的主導(dǎo)地位。同時(shí)根據(jù)本節(jié)教材的特點(diǎn)，采用學(xué)生課前預(yù)習(xí)、查閱資料、課堂提問(wèn)；師生共同討論總結(jié)、數(shù)理推導(dǎo)、歸納概括等學(xué)習(xí)方法，為學(xué)生提供大量參與教學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì)，積極思維，充分體現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生的主體地位?！窘虒W(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】一、溫故知新，引入新課教師：1、物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式是什么？2、萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容是什么，如何用公式表示？3、萬(wàn)有引力和重力的關(guān)系是什么？重力加速度的決定式是什么？【引導(dǎo)學(xué)生觀看太陽(yáng)系行星運(yùn)動(dòng)掛圖和flash動(dòng)畫(huà)】教師：根據(jù)前面我們所學(xué)習(xí)的知識(shí)，我們知道了所有物體之間都存在著相互作用的萬(wàn)有引力，而且這種萬(wàn)有引力在天體這類(lèi)質(zhì)量很大的物體之間是非常巨大的。那么為什么這樣巨大的引力沒(méi)有把天體拉到一起呢？【設(shè)疑過(guò)渡】教師：由運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系來(lái)解釋?zhuān)阂驗(yàn)樘祗w都是運(yùn)動(dòng)的，比如恒星附近有一顆行星，它具有一定的速度，根據(jù)牛頓第一定律，如果不受外力，它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在它受到恒星對(duì)它的萬(wàn)有引力，將偏離原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向。這樣，它既不能擺脫恒星的控制遠(yuǎn)離恒星，也不會(huì)被恒星吸引到一起，將圍繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由恒星對(duì)它的萬(wàn)有引力提供。本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力在天文學(xué)上的應(yīng)用。二、明確本節(jié)目標(biāo)1．了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。2．會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量。3．掌握綜合運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí)分析具體問(wèn)題的基本方法。三、重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程1．理論思想的建立教師：通過(guò)前面學(xué)過(guò)的知識(shí)和剛才的理論推測(cè)，我們研究天體運(yùn)動(dòng)的基本方法是什么？學(xué)生：（思考后回答）應(yīng)該抓住恒星對(duì)行星的萬(wàn)有引力做行星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力這一根本點(diǎn)去進(jìn)行處理。教師：（大屏幕投影動(dòng)畫(huà)，加深學(xué)生感性認(rèn)識(shí)和理解能力）教師：能否用我們學(xué)過(guò)的圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)求出天體的質(zhì)量和密度呢？【自然過(guò)渡，進(jìn)入定量運(yùn)算過(guò)程】2．天體質(zhì)量的計(jì)算教師：如果我們知道了一個(gè)衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的周期，知道了衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，能否求出行星的質(zhì)量呢？學(xué)生：由物體做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)條件，列式可求。教師：此時(shí)知道行星的圓周運(yùn)動(dòng)周期，其向心力公式用哪個(gè)好呢？【引導(dǎo)學(xué)生自行推導(dǎo)，然后在大屏幕上演示推導(dǎo)過(guò)程】設(shè)行星的質(zhì)量為m.根據(jù)萬(wàn)有引力提供行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心力，有：?mmf向=f萬(wàn)有引力=g2?m?2rrmm2?即g2?m()2rtr4?2r3m?gt2教師：這個(gè)質(zhì)量表示的是做圓周運(yùn)動(dòng)的行星的質(zhì)量嗎？學(xué)生：是中心天體的質(zhì)量。【討論】1、要計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量，你需要哪些數(shù)據(jù)？2、要計(jì)算地球的質(zhì)量，你需要哪些數(shù)據(jù)？3．天體密度的計(jì)算教師：能否用推導(dǎo)出中心天體的密度呢？【提示】想一想，天體的體積容易求解出來(lái)嗎？【教師在學(xué)生思考后利用大屏幕演示推導(dǎo)方法】m4?2r3/gt23?r3????233vgtr?r3教師：從實(shí)際情況來(lái)考慮，有什么更好的方法來(lái)進(jìn)行測(cè)量嗎？學(xué)生：公式里的r和r如果能約掉，即讓衛(wèi)星繞行星貼著表面運(yùn)動(dòng)即可。m4?2r3/gt23?r33??????2323vgtrgt?r3總結(jié)：方法是發(fā)射衛(wèi)星到該天體表面做近地運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)出繞行周期3．實(shí)例應(yīng)用：海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)讓學(xué)生閱讀教材內(nèi)容，認(rèn)識(shí)萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的實(shí)際應(yīng)用。四、課堂練習(xí)1、本節(jié)第二節(jié)介紹牛頓如何在開(kāi)普勒第三定律的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出萬(wàn)有引力的思路。通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，請(qǐng)證明，所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)其軌道半徑的立方和運(yùn)轉(zhuǎn)周期的平方的比值即r3/t2是一個(gè)常量。2、密封艙在離月球表面112km的空中沿圓形軌道運(yùn)行，周期是120.5min，月球的半徑是1740km，根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算月球的質(zhì)量和平均密度。3