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（区一等奖）.docxVIP

万有引力理论的成就教学设计

设计思想

本节教学内容为万有引力定律在天文学上的应用，通过天体质量的“称量”与计算和发现未知天体，体现了万有引力定律对人类探索未知世界所起到的巨大作用，海王星和冥王星的发现，哈雷彗星的按时回归，又验证了万有引力的正确性和普遍适用性。本节内容在本章中是重点，是万有引力定律的应用与验证。通过创设物理情景，提出问题，激发学生学习热情。通过解决问题使学生体会科学美与科学的巨大作用，从而爱科学，学科学，用科学。

教学目标

【知识与技能】

1．了解万有引力定律在天文学上的重要应用，了解“称量地球质量”和“计算太阳质量”的基本思路，了解未知天体的发现过程。

2．理解行星、卫星作圆周运动的向心力是由万有引力提供的。

3．会用万用引力定律计算天体质量，会计算星球周围的某位置的重力加速度。

【过程与方法】

1．通过“称量地球质量”使学生体会间接测量的方法。

2.通过对“行星作圆周运动的向心力是由万有引力提供的”的理解，进一步理解物理学中采用的“近似”的思想来建立物理模型的思维方法。

3.通过对预言未知星体和彗星回归内容的了解，领略自然界的奇妙与和谐。增强将物理知识应用于实践的意识。

4.通过天体质量和密度的计算，进一步认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。

【情感态度与价值观】

1．通过利用万有引力“称量”地球质量和计算天体质量，激发学生的好奇心和求知欲，体验探索未知世界的喜悦，从而使学生热爱科学

2.利用万有引力定律可以预言未知天体和彗星回归，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。知道实践是检验真理的唯一标准。

3．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

重力加速度的计算，天体质量的计算

教学难点

重力与万有引力之间的关系

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

新课

分析重力和万有引力的关系

测量地球质量的方法

重力加速度

计算天体质量的方法

发现未知天体

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？

通过本节课的学习我们将会领略科学的迷人之处

板书：万有引力理论的成就

一、迷人的科学

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：

问：物体受到几个力，物体处于什么运动状态？

因为物体相对地球静止，所以有：

又因为物体随地球作圆周运动，有：

所以：

由于远小于（提供相关数据）

所以：（板书）

问题：已知重力加速度,地球半径R，万有引力常数G，你能由以上数据计算出地球的质量M吗？

叙述：g和R在在卡文迪许之前就已经知道，卡文迪许测出了G，就间接的测出离地球的质量。所以说卡文迪许是称量地球质量的第一人。著名的文学家马克吐温满怀激情地说：“科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！”

问：月球表面的重力加速度与地球表面的重力加速度大小相同吗？

问：星球表面的张力加速度大小由什么因素决定？

结论：（板书）

问：高山上与地面处的重力加速度大小相同吗？

结论：

上面我们已经知道了如何计算地球的质量，又如何计算太阳的质量呢？

二、天体质量的计算

请同学们思考：人造卫星、宇宙飞船绕地球作圆周运动，地球绕太阳作圆周运动，什么力为他们提供的向心力。

总结：F引=F向

问题情境：已知，地球与太阳之间的距离为r，地球的公转周期为T,万有引力常数为G,你能根据以上数据计算出太阳质量吗

由

得

练习：用上面的方法计算地球的质量需要知道哪些物理量？

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。

计算天体质量是万有引力的成果之一，在发现未知天体方面他也发挥着巨大作用

三．发现未知天体

请同学们自主阅读教材“发现未知天体”部分。

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，和普遍适用性。

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。

万有引力帮助我们计算出无法测量的大天体的质量，又帮助人们发现了未知天体，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，并进行受力分析，找出各力之间的关系。

进行数学推理

学生