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1、高中物理教案备课人 杨红芳 第 1 页 共 4 页第 1 页 -万有引力理论的成就 教案 湖北省潜江市文昌中学 杨红芳教材依据 人民教育出版社 物理必修二 第六章第 4 节 第 1 课时年 月 日 授课人 杨红芳授课对象 高一学生课 题万有引力理论的成就人民教育出版社 物理必修二第六章第 4 节 课 型 新授课（1 课时）教 学 目 标1知识与技能：(1)了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系，计算地球质量；(2)行星绕恒星运动、卫星的运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力，会用万有引力定律计算天体的质量；(3)了解万有引力定律在天文学上有重要应用。2过程与方法：(1)培养
2、学生根据数据分析找到事物的主要因素和次要因素的一般过程和方法；(2)培养学生根据事件的之间相似性采取类比方法分析新问题的能力与方法；(3)培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。3情感态度与价值观：(1)培养学生认真严禁的科学态度和大胆探究的心理品质；(2)体会物理学规律的简洁性和普适性，领略物理学的优美。教学重点、难点1教学重点及其教学策略：重点：地球质量的计算、太阳等中心天体质量的计算教学策略：通过数据分析、类比思维、归纳总结建立模型来加深理解。2教学难点及其教学策略：难点：根据已有条件求中心天体的质量教学策略：通过类比思维、归纳总结建立模型来加深理解。教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习
3、高中物理教案备课人 杨红芳 第 2 页 共 4 页第 2 页 -RMGmwr F向F引教 学 手 段教具准备录像资料、多媒体课件教 学 活 动导入新课提问学生的体重，并引出我们平时是如何知道体重以及日常生活中物理质量的？由此得出“称出”物体的质量，继续提问， “那我们又是如何称出地球的质量的呢？”我们用到了什么特殊的工具呢？答：用万有引力定律“称出”地球的质量。回顾万有引力的相关知识万有引力的相关公式，以及其中每个字母所代表的物理意义新课教学一、地球质量1、练习计算：若物体处在地球赤道平面上已知：M 地 = m= R=求：（1）万有引力（2）物体随地球自转的向心力（3）比较可得什么结论？2、了
4、解地球表面物体的重力与地球对物体的万有引力的关 系。多媒体投影图：物体 m 在纬度为 的位置，万有引力指向地心，分解为两个分力：m 随地球自转围绕地轴 运动的向心力和重力。给出数据：地球半径 R、纬度 （取 900） 、地球自转周期T，计算两个分力的大小比值，引导学生得出结论：向心力远小于重力，万有引力大小近似等于重力。因此不考虑（忽略）地球自转的影响，那我们到底要怎样才能通过万有引力定律这样一个特殊工具来称出地球的质量呢？（请同学们相互讨论）小组代表发言：思路一：当物体处在地球表面时，不考虑（忽略）地球自转的影响，则有 2RMmGg得出地球质量： 思路二：提问：若某卫星绕地球表面做圆周运动，
5、则其圆周运动的的向心力的来源是什么？（万有引力）设地球 M，卫星质量 m，轨道半径 r也是卫星与地球之间的距离，卫星绕学 生 活 动学生分组讨论探究，通过已学过的知识看有哪些方法可以求出地球的质量，老师巡视辅导，然后请学生说出自己小组的想法，老师随即进行总结归纳高中物理教案备课人 杨红芳 第 3 页 共 4 页第 3 页 -地球公转角速度 ，公转周期 T，则rmrrMG222得出地球质量 234与卫星质量 m 无关。归纳与小结：对中心天体质量的计算和对地球质量的计算方法是一样的，都有以上两种思路提问：不同行星与太阳的距离 r 和绕太阳公转的周期 T 都是各不相同的。但是不同行星的 r、T 计算
6、出来的太阳质量必须是一样的！上面的思路二能否保证这一点？同理，月亮围绕地球做圆周运动，根据前面的推导我们能否计算地球的质量？建立模型：通过围绕天体的运动半径和周期求中心天体的质量。多媒体投影木星行星围绕木星圆周运动，请学生探究如何测量木星的质量。课堂训练：太阳光经 500s 到达地球,且太阳到地球的距离远大于太阳和地球的半径，试估算太阳的质量 M？（已知=6.6710-11Nm2/kg2 ，光速 v=3108m/s）二、计算中心天体的密度学生讨论：同学们知道我们国家在航天方面都有哪些成就？（我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”卫星的发射， “嫦娥号”系列飞船的发射， “神州号”系列飞船的发射等
7、等）通过之前的两种思路，可以求出中心天体的质量，若想要得出该天体的密度，还需要知道哪些物理量，怎样来求出密度呢？我们以下面这个例子来探究一下。课堂训练：已知 1970 年 4 月 24 号我国发射的第一颗人造地球卫星“东方红 1 号”近地卫星围绕地球运动的周期是 T，以及地球本身的半径为 R，求地球的质量 M 和密度？三、发现未知天体万有引力定律除了能计算中心天体的质量，在天文学上也发挥了重要的作用请学生阅读课本“发现未知天体” 。老师结合多媒体形象生动的介绍一下发现未知天体的过程，并插入视频（冥王星被剔除出九大行星行列的原因）在讲解过程中可以让学生们讨论一下从航天发展史中我们学会了什么，加强
8、对学生情感态度价值观的培养（例如从亚当斯和勒维耶的事迹中我们知道了对待科学必须要有一种敢于怀疑勇于创新坚持不懈刻苦钻研的精神，从 2006 年的国际天文学联合会纠正错误把冥王星剔除出九大行星行列中我们可知回归事物的本质是科学的态度，无论对待生活还是科学我们都应该勇于承认错误）！同时也可以插入中国航天业发展的可喜局面，让学生充分感受到民族自豪感。四、小结（用.ppt 出示）这节课我们主要掌握的知识点是：1.万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：(1)F 万有引力 =环绕体所需的向心力(2)地面（或某星球表面）的物体的重力=F 万有引力 .2.求天体的密度以及我国在航天史上的成就（东方红号
9、，嫦娥号，神舟号）3.了解万有引力定律在天文学中具有的重要意义.同学现场练习，请两个同学上讲台做，老师巡视台下练习情况，随即进行评讲学生相互讨论，充分培养学生的爱国主义情操通过学生对东方红一号人造地球卫星的探讨，得出求天体密度的方法学生各抒己见，谈谈自己从航天发展史中学到了什么，或者有什么感受？高中物理教案备课人 杨红芳 第 4 页 共 4 页第 4 页 -作 业（一）复习本节知识，完成课本 43 页第 1,3,4 题。（二）思考题：在不久的将来用神州 n 号飞船把你送到月球。已知月球的半径，给你一个弹簧秤和已知质量为的钩码，你能否测量月球的质量和密度？板 书 设 计第四节万有引力理论的成就一、天体质量的计算1.已知卫星环绕中心天体的公转周期和轨道半径 rMrmG224(只能求出中心体的质量 )23T2.已知某星体表面的重力加速度.(R 为星体的半径 )2mGg二、发现未知天体：海王星和冥王星 教 学 后 记万有引力理论的成就内容以理论推导为主，学生的兴趣调动主要是一些出乎学生意料之外的结果，新模型的建立过程，另外从万有引力理论的重大成就也可以激发学生学习物理的兴趣。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。
