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1、6.2太阳与行星间的引力课时12课题6.2太阳与行星间的引力教材分析本节课是人教版必修2第六章第2节，排在第1节行星的运动与第3节万有引力定律两节之间，是为了更突出发现万有引力定律的科学过程第1节是从运动学角度描述行星运动，本节是从动力学角度研究行星运动教材在尊重历史事实的前提下，通过逻辑思维进行推导，让学生在自己现有的知识基础上，通过历史的背景，经历一次“发现”万有引力的过程，因此体验物理学研究问题的方法就成为主要的教学目标本节课主要推导了行星与太阳之间的引力表达式，让学生体会牛顿在前人工作的基础上，凭借他超凡的数学能力证明万有引力的一般规律的思路与方法这节课的主要思路是：由圆周运动和开普勒
2、运动定律的知识，得出行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的平方成反比，并由引力的相互性得出引力也应与太阳的质量成正比学情分析学生已经学习了牛顿运动定律、圆周运动的向心力和行星的运动规律，学生有了一定的知识基础，所以学生已完全具备推导行星与太阳之间的引力表达式的能力，但学生在对太阳对行星的引力与行星对太阳的引力，进行对比和思维转换时，会有一定的难度，教师要在这点上做好引导学习目标知识与技能1理解太阳与行星间存在引力；2能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式过程与方法通过推导太阳与行星间的引力公式，体会逻辑推理在物理学中的重要性情感态度与价值观感
3、受太阳与行星间的引力关系，从而体会大自然的奥秘教学重点难点1太阳与行星间的引力的推导思路和过程；2太阳对行星的引力与行星对太阳引力进行对比时的思维转换教学过程一、复习引入1自主回顾师：请用2分钟的时间写出下列问题的答案：1向心力的公式：（请用表示） （请用表示） （请用T表示）2开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在椭圆的一个 上3开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过 的面积4开普勒第三定律：所有行星轨道半长轴的 次方跟它公转周期的 次方的比值都 即：，是一个对所有行星都 的常量生：学生独立完成自主回顾的4个小题师：检查学生做的情况，然后展示答
4、案：12椭圆焦点3相等4三二相等师：对学生出现的问题进行指正师：上节课我们学习了行星运动的规律，行星为什么做这样的运动，是什么原因使行星绕太阳运动？本节课我们来探究行星绕太阳运动的原因2自主预习师：请用3分钟的时间，阅读课本第36页和37页的第1至第3自然段，并写出下列问题的答案：1哪些科学家对行星绕太阳运动的原因提出过观点？2牛顿利用他的运动定律把行星的 与太阳对它的 联系起来了牛顿还认为，这种引力存在于 物体之间，从而阐述了普遍意义下的万有引力定律生：学生独立完成自主预习中的2个小题师：检查学生做的情况，然后展示答案：1伽利略开普勒笛卡儿胡克哈雷牛顿2向心加速度引力所有师：对学生出现的问题
5、进行指正师：开普勒在1609和1619年发表了行星运动的三个定律，解决了描述行星运动的问题，行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳，这一节和下一节课，我们将追寻牛顿的足迹，用自己的手和脑，重新“发现”万有引力定律二、合作探究1太阳对行星的引力师：请同学们用5分钟独立解决问题1，然后用3分钟组内讨论纠正问题1：设行星的质量为，行星到太阳的距离为，行星绕太阳运动的周期为行星绕太阳做匀速圆周运动所需的向心力为 （请用、表示）根据开普勒第三定律，行星的、关系式为 （请用、表示）请消去两式中的，可得 （请用、表示）请在下面写出推导过程由式可知与成 比（填“正”或“反”），即由可知，太阳对不同行星的引力，
6、与行星的 成正比，与成反比师：请1组用实物投影展示你们的成果生：1组展示成果解：由得将上式代入得正质量行星和太阳间距离的二次方师：请2组对1组的成果进行点评生：2组进行点评师：进行点拨、评价2行星对太阳的引力师：请2分钟阅读课本第38页“行星对太阳的引力”，并独立解决问题2问题2：太阳与行星间的引力是相互的，所以行星对太阳的引力与 成正比，与成反比，即师：请说出你的答案生：说答案。太阳的质量行星和太阳距离的二次方师：你有什么疑问吗？生：提出疑问师：对学生的疑问进行点拨师：在这一问题中，利用了什么方法？生：利用了对比法师：太阳对行星的引力与行星对太阳的引力存在什么关系？你的依据是什么？生：二者的
7、大小相等，方向相反，作用在同一直线上我的依据是牛顿第三定律师：太阳对行星的引力，施力物体是太阳，受力物体是行星；而行星对太阳的引力，施力物体和受力物体正好相反我们可以通过思维转换，将太阳与行星的位置互换，从而可以得到行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与太阳和行星间距离的二次方成反比3太阳与行星间的引力师：请3分钟阅读课本第38页“太阳与行星间的引力”，并独立解决问题3问题3：由于与是作用力与反作用力，二者的大小 所以太阳与行星间引力的大小与 成正比，与 成反比即 ，写成等式师：请说出你的答案生：说答案。相等行星的质量、太阳的质量行星和太阳距离的二次方师：你有什么疑问吗？生：提出疑问师：对学生
8、的疑问进行点拨师：通过这三个问题的探究，我们追寻了伟人的足迹，感受了逻辑思维的力量，科学就是在不断的思考中得到真理师：在第1节课中我们学习了开普勒第三定律，所有行星半长轴的三次方与周期的平方的比值都相同，比例系数为什么都相同呢？请大家合作探究问题4师：请用3分钟的时间独立思考，然后用2分钟的时间组内讨论问题4：开普勒第三定律可知，不同行星绕太阳运动时，半径的三次方与周期的平方的比值都相同，即式中的值与什么物理量有关？请推导出其表达式师：请3组用实物投影展示你们的成果生：3组展示成果解：由和得即所以所有行星轨道半长轴的三次方与周期的平方的比值，只由太阳的质量决定师：请4组对2组的成果进行点评生：
9、4组进行点评师：进行点拨、评价师：开普勒的三定律不但适用于行星的运动，也适用于其它天体绕中心天体的运动，所以比值都由中心天体的质量决定当堂检测1行星之所以绕太阳运动，是因为 ( C )A行星运动时的惯性作用B太阳是宇宙的控制中心，所以星体都绕太阳旋转C太阳对行星有约束运动的引力作用D行星对太阳有排斥力作用，所以不会落向太阳2太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等，其依据是 ( C )A牛顿第一定律B牛顿第二定律C牛顿第三定律D开普勒第三定律3下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是 ( AD )A太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力B太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星
10、和太阳间的距离成反比C太阳对行星的引力规律是由实验得出的D太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的课堂小结一、太阳对行星的引力二、行星对太阳的引力三、太阳与行星间的引力板书设计公式：F 方向：沿二者的连线指向对方太阳对行星的引力：行星对太阳的引力：太阳与行星间的引力：高考资源 ()布置作业课本第39页第2、3题教学反思思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木学生素质的培养就成了镜中花，水中月学生在太阳对待蛾引力与行星对太阳的引力进行类比时，思维转换存在一定的困难，老师要做好引导和点拨。课后练习1关于开普勒行星运动的公式k，以下理解正确的是（AD ）A.k是一个与行星无关的常量B.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的长半轴为R月，周期为T月，则C.T表示行星运动的自转周期D.T表示行星运动的公转周期2火星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动，火星与太阳间的引力提供火星运动的向心力已知火星运行的轨道半径为r，运行的周期为T，引力常量为G，试写出太阳质量M的表达式（）6
