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2019-2020年人教版必修二6.2《太陽與行星間的引力》WORD教案8 ★新課標要求 （一）知識與技能 1、理解太陽與行星間存在引力。 2、能根據開普勒行星運動定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星間的引力表達式 （二）過程與方法 通過推導太陽與行星間的引力公式，體會邏輯推理在物理學中的重要性。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 感受太陽與行星間的引力關系，從而體會大自然的奧秘。 ★教學重點、難點 據開普勒行星運動定律和牛頓第三定律推導出太陽與 行星間的引力公式、太陽與行星間的引力公式的推導 ● 教學建議 這節(jié)課主要推導了行星與太陽之間的引力表達式，讓學生體會牛頓在前人工作的基礎上，憑借他超凡的數學能力證明萬有引力的一般規(guī)律的思路與方法。 這節(jié)課的主要思路是：由圓周運動和開普勒運動定律的知識，得出行星和太陽之間的引力跟行星的質量成正比，跟行星到太陽的距離的平方成反比，并由引力的相互性得出引力也應與太陽的質量成正比。 ★教學片段 （二）進行新課 教師活動：引導學生閱讀教材第一、二段，思考下面的問題： 1、在解釋行星繞太陽運動的原因這一問題上，為什么牛頓能夠成功，而其他科學家卻失敗了？你認為牛頓成功的關鍵是什么？ 學生活動：閱讀課文，分組討論，從課文中找出相應的答案。學生代表發(fā)言。 教師活動：聽取學生代表的見解，點評、總結。 過渡：這一節(jié)和下一節(jié)，我們將追尋牛頓的足跡，用自己的手和腦，重新“發(fā)現”萬有引力定律。 1、太陽對行星的引力 教師活動：引導學生閱讀教材，并投影出示以下提綱，讓學生在練習本上獨立推導： 1、行星繞太陽作勻速圓周運動，寫出行星需要的向心力表達式，并說明式中符號的物理意義。 2、行星運動的線速度v與周期T的關系式如何？為何要消去v？寫出要消去v后的向心力表達式。 3、如何應用開普勒第三定律消去周期T？為何要消去周期T？ 4、寫出引力F與距離r的比例式，說明比例式的意義。 教師活動：投影學生的推導過程，一起點評。 2、行星對太陽的引力 教師活動：行星對太陽的引力與太陽的質量M以及行星到太陽的距離r之間又有何關系？請在練習本上用學過的知識推導出來。 學生活動：在練習本上用牛頓第三定律推導行星對太陽的引力F′與太陽的質量M以及行星到太陽的距離r之間的關系。 教師活動：投影學生的推導過程，一起點評。 3、太陽與行星間的引力 教師活動：綜合以上推導過程，推導出太陽與行星間的引力與太陽質量、行星質以及兩者距離的關系式?？纯茨軌虻贸鍪裁唇Y論。 學生活動：在練習本上推導出太陽與行星間的引力表達式。 點評：通過學生獨立推導，培養(yǎng)學生邏輯推理能力，同時讓學生感受探究新知的樂趣。 教師活動：引導學生就課本“說一說”欄目中的問題進行討論，一起總結、點評。 （四）實例探究 ［例］火星繞太陽的運動可看作勻速圓周運動，火星與太陽間的引力提供火星運動的向心力。已知火星運行的軌道半徑為r，運行的周期為T，引力常量為G，試寫出太陽質量M的表達式。 解析：火星與太陽間的引力表達式為，式中G為引力常量，M為太陽質量，m為火星質量， r為軌道半徑。設火星運動的線速度為v，由F提供火星運動的向心力，有 由線速度和周期的關系， 得太陽質量 ［例］科學家們推測，太陽系的第十顆行星就在地球的軌道上，從地球上看，它永遠在太陽的背面，人類一直未能發(fā)現它，可以說是“隱居”著的地球的“孿生兄弟”．由以上信息可以確定：（ ） A.這顆行星的公轉周期與地球相等 B．這顆行星的半徑等于地球的半徑 C.這顆行星的密度等于地球的密度 D．這顆行星上同樣存在著生命 ［例］關于開普勒行星運動的公式＝k，以下理解正確的是（ ） A.k是一個與行星無關的常量 B.若地球繞太陽運轉軌道的半長軸為R地，周期為T地；月球繞地球運轉軌道的長半軸為R月，周期為T月，則 C.T表示行星運動的自轉周期 D.T表示行星運動的公轉周期 ［例］若已知行星繞太陽公轉的半徑為r，公轉的周期為T，萬有引力恒量為G，則由此可求出（ ） A.某行星的質量 B.太陽的質量 C.某行星的密度 D.太陽的密度 ★課余作業(yè) 1、課后完成P69“問題與練習”中的問題。 2、已知下面的哪組數據，可以算出地球的質量M地（引力常量G為已知）（ ） A.月球繞地球運動的周期T及月球到地球中心的距離R1 B.地球繞太陽運行周期T2及地球到太陽中心的距離R2 C.人造衛(wèi)星在地面附近的運行速度v3和運行周期T3 D.地球繞太陽運行的速度v4及地球到太陽中心的距離R4 3、2001年10月22日，歐洲航天局由衛(wèi)星觀測發(fā)現銀河系中心存在一個超大型黑洞，命名為MCG6－30－15，由于黑洞的強大引力，周圍物質大量掉入黑洞，假定銀河系中心僅此一個黑洞，已知太陽系繞銀河系中心勻速運轉，下列哪一組數據可估算該黑洞的質量 A.地球繞太陽公轉的周期和速度 B.太陽的質量和運行速度 C.太陽質量和到MCG6－30－15的距離 D.太陽運行速度和到MCG6－30－15的距離 來源：