高中物理人教版第六章万有引力与航天万有引力理论的成就【全国一等奖】.docxVIP

第六章万有引力与航天

第4节万有引力理论的成就教学设计

设计思想

本节课是在学习了圆周运动与万有引力定律之后的一节知识应用与扩展的课。通过利用万有引力定律计算天体质量，体会它在科学史上所产生的重大影响。本节是“应用+检验”性的内容，着重理清两个思路：F万=G；F万=F向。这也是本章的重点之处。万有引力定律的应用让人类对世界有了更多的认识，随后也成为人类认识未知世界的有力武器，因此，在教学中应引导学生用万有引力定律对天体运动进行自主探究，采用启发式教学。

教学目标

【知识与技能】

1、了解万有引力是作为行星、卫星圆周运动的向心力；

2、了解万有引力定律在天文学上有重要应用；

3、会用万有引力定律计算天体的质量。

【过程与方法】

通过万有引力在实际中的应用，培养学生理论联系实际的能力；

在发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的探究过程中，培养学生

求异思维和创造性思维。

通过探究万有引力与重力的关系，理解忽略次要矛盾的思维方法。

通过模拟实验，培养学生的观察能力、想象能力，培养发散思维。

【情感态度与价值观】

利用万有引力定律可以发现未知天体，让学生懂得理论来源于实践，反

过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点；

通过介绍万有引力的应用，激发学生的学习愿望和勇于探索、创造和追求真理的科学精神；

天体物理中具有对称的几何图形，体现了极强的形式美。

教学重点

对天体运动的向心力是由万有引力提供的理解

会用已知条件求中心天体的质量

教学难点

根据已知条件求中心天体的质量

教学资源

多媒体图片地球仪橡皮泥过山车模型

教法设计

自主探究启发式教学

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

引入新课：

图片：世界第一胖人

分析重力和万有引力的关系

总结计算天体质量的方法

分析万有引力是行星、卫星圆周运动的向心力

演示实验

知识扩展

总结归纳

学生自主学习

科学家及行星图片

小结

我们每个人都很关注自己的健康，时常拿来体重计来称一称自己的质量。那么，如果想要称量一下地球的质量，我们还能用体重计、天平……么？我们应该怎么来给地球称一下质量呢？

假如我们跳出地球来观察地球（地球仪模拟地球）上物体（橡皮泥模拟）的运动：因为随地球自转，物体需要向心力，向心力是由万有引力提供的。

引导学生设想：如果物体随地球自转的向心力不存在，问题就会简化很多了。

引导分析忽略向心力的过程。以赤道上的物体为例，提供相关数据。

总结：地球上的物体，我们可以近似的认为F万=G（提供相关数据）

通过分析地球上的物体，我们可以计算出地球的质量，还有其它的方法么？在思考这个问题之前，我们先思考：人造卫星、宇宙飞船受到地球的万有引力作用，为什么还能在太空遨游，却没有掉下来呢？（简单介绍东方红一号和杨立伟）

将模拟过山车中，小球掉不下来和卫星、飞船掉不下来类比。

总结：对于行星、卫星的运动

F万=F向（将方程具体，提供相关数据）

现在地球的问题大家已经完美地解决了，大家再试一试如何计算太阳的质量呢？

总结：利用以上两种方法我们可以计算出天体的质量。但需要注意的是，我们求出的是中心天体的质量，而不是环绕天体的质量。

万有引力在科学史上所产生的重大影响是无论怎样估计也是不过分的。

简单介绍天王星、海王星、冥王星的发现过程和哈雷彗星的回归。

让学生思考问题：海王星、冥王星的发现及哈雷彗星的回归说明了什么问题？通过对这个过程的认识，你有哪些收获？

这节课我们重点学了计算天体质量的基本思路和方法，请大家自己总结，并思考在具体运用中应注意哪些问题？

万有引力帮助我们计算出无法测量的大天体的质量，它的魅力不仅于此，下节课我们继续体会万有引力带给我们的无穷魅力。

自主思考、互相讨论

结论：根据前面学过的万有引力定律，以及重力是由于地球的吸引而产生的这两点入手。

观察地球仪模型，思考物体的运动状态及原因，得出结论：重力不是万有引力。

分组讨论

得出结论：在赤道的物体向心力为重力的千分之三，所以向心力可以忽略。

和老师共同总结，得出称量地球重量的方法。并完成已知引力常量G、地球半径R和重力加速度g时地球质量表达式的推导。根据相关数据，实际运算地球质量

自主思考、观察实验、自主讨论，得出结论：行星、卫星做圆周运动，地球的万有引力提供向心力。

得出新发现：如果已知卫星绕地球运动的周期和卫星与地球之间的距离，利用这种方法也可以计算地球的质量。实际运算地球质量，并与之前的结果进行对比，进行检验。

思考、总结、归纳

自主阅读教材“发现未知天体”部分，并思考问题，回答问题：

海王星和冥王星的发现以及预言哈雷彗星的回归进一步说明万有引力定律的正确性，提高了万有引