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2019-2020年人教版必修二6.4《萬有引力理論的成就》WORD教案2 課 題 7.4萬有引力的成就 課 型 新授課（1課時(shí)） 教 學(xué) 目 標(biāo) 1．知識(shí)與技能： (1)了解地球表面物體的萬有引力兩個(gè)分力的大小關(guān)系，計(jì)算地球質(zhì)量； (2)行星繞恒星運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)的共同點(diǎn)：萬有引力作為行星、衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，會(huì)用萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量； (3)了解萬有引力定律在天文學(xué)上有重要應(yīng)用。 2．過程與方法： (1)培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)分析找到事物的主要因素和次要因素的一般過程和方法； (2)培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)事件的之間相似性采取類比方法分析新問題的能力與方法； (3)培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)建立模型的能力與方法。 3．情感態(tài)度與價(jià)值觀： (1)培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)禁的科學(xué)態(tài)度和大膽探究的心理品質(zhì)； (2)體會(huì)物理學(xué)規(guī)律的簡(jiǎn)潔性和普適性，領(lǐng)略物理學(xué)的優(yōu)美。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1．教學(xué)重點(diǎn)及其教學(xué)策略： 重點(diǎn)：地球質(zhì)量的計(jì)算、太陽等中心天體質(zhì)量的計(jì)算 教學(xué)策略：通過數(shù)據(jù)分析、類比思維、歸納總結(jié)建立模型來加深理解。 2．教學(xué)難點(diǎn)及其教學(xué)策略： 難點(diǎn)：根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量 教學(xué)策略：通過類比思維、歸納總結(jié)建立模型來加深理解。 教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí) 教 學(xué) 手 段 教具準(zhǔn)備 錄像資料、多媒體課件 教 學(xué) 活 動(dòng) 導(dǎo)入新課 .萬有引力常量的測(cè)出的物理意義. 答：使萬有引力定律有了其實(shí)際意義，可以求得地球的質(zhì)量等. 萬有引力常量一經(jīng)測(cè)出，萬有引力定律對(duì)天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用，這節(jié)課我們來討論萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用. 新課教學(xué) 一、地球質(zhì)量 1、練習(xí)計(jì)算：《中華一題》 已知：M地= m= R= 求：（1）萬有引力 （2）物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力 R M G θ m w r F 向 F 引 （3）比較可得什么結(jié)論？ 2、了解地球表面物體的重力與地球?qū)ξ矬w的萬有引力的關(guān)系。 多媒體投影圖：物體m在緯度為θ的位置，萬有引力指向地心，分解為兩個(gè)分力：m隨地球自轉(zhuǎn)圍繞地軸運(yùn)動(dòng)的向心力和重力。 給出數(shù)據(jù)：地球半徑R、緯度θ（取900）、地球自轉(zhuǎn)周期T，計(jì)算兩個(gè)分力的大小比值，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論： 向心力遠(yuǎn)小于重力，萬有引力大小近似等于重力。 因此不考慮（忽略）地球自轉(zhuǎn)的影響， 地球質(zhì)量： 二、太陽質(zhì)量 應(yīng)用萬有引力可算出地球的質(zhì)量，能否算出太陽的質(zhì)量多 提問：行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的來源是什么？ 繼續(xù)提問：是否需要考慮九大行星之間的萬有引力？ 總結(jié)：太陽質(zhì)量遠(yuǎn)大于各個(gè)行星質(zhì)量，高中階段粗略計(jì)算，不考慮行星之間的萬有引力。 設(shè)中心天體太陽質(zhì)量M，行星質(zhì)量m，軌道半徑r——也是行星與太陽的距離，行星公轉(zhuǎn)角速度ω，公轉(zhuǎn)周期T，則 太陽質(zhì)量 與行星質(zhì)量m無關(guān)。 提問：不同行星與太陽的距離r和繞太陽公轉(zhuǎn)的周期T都是各不相同的。但是不同行星的r、T計(jì)算出來的太陽質(zhì)量必須是一樣的！上面的公式能否保證這一點(diǎn)？ 同理，月亮圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)前面的推導(dǎo)我們能否計(jì)算地球的質(zhì)量？ 建立模型：通過圍繞天體的運(yùn)動(dòng)半徑和周期求中心天體的質(zhì)量。 多媒體投影木星行星圍繞木星圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)學(xué)生思考如何測(cè)量木星的質(zhì)量。 三、發(fā)現(xiàn)未知天體 請(qǐng)學(xué)生閱讀課本“發(fā)現(xiàn)未知天體”。 多媒體投影海王星、冥王星圖片。 本課小結(jié)： 主要有兩個(gè)基本知識(shí)： 1、地球表面，不考慮（忽略）地球自轉(zhuǎn)的影響，物體的重力近似等于重力 地球質(zhì)量 2、建立模型求中心天體質(zhì)量 圍繞天體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為中心天體對(duì)圍繞天體的萬有引力，通過圍繞天體的運(yùn)動(dòng)半徑和周期求中心天體的質(zhì)量。 中心天體質(zhì)量 布置作業(yè)： 書本《問題與練習(xí)》1-4。 板書設(shè)計(jì) 一、地球質(zhì)量M 地球表面，不考慮（忽略）地球自轉(zhuǎn)的影響 地球質(zhì)量 二、太陽質(zhì)量——中心天體質(zhì)量 1、太陽質(zhì)量M，行星質(zhì)量m， 軌道半徑r——行星與太陽的距離， 行星公轉(zhuǎn)角速度ω，公轉(zhuǎn)周期T，則 太陽質(zhì)量 與行星質(zhì)量m無關(guān)。 2、建立模型求中心天體質(zhì)量 三.發(fā)現(xiàn)未知天體 萬有引力對(duì)研究天體運(yùn)動(dòng)有著重要的意義.海王星、冥王星就是這樣發(fā)現(xiàn)的.請(qǐng)同學(xué)們推導(dǎo)：已知中心天體的質(zhì)量及繞其運(yùn)動(dòng)的行星的運(yùn)動(dòng)情況，在太陽系中，行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的半徑r為： 根據(jù)F萬有引力=F向=,而F萬有引力=,兩式聯(lián)立得： 在18世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的第七個(gè)行星——天王星的運(yùn)動(dòng)軌道，總是同根據(jù)萬有引力定律計(jì)算出來的有一定偏離.當(dāng)時(shí)有人預(yù)測(cè)，肯定在其軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的新星.后來，亞當(dāng)斯和勒維列在預(yù)言位置的附近找到了這顆新星.后來，科學(xué)家利用這一原理還發(fā)現(xiàn)了許多行星的衛(wèi)星，由此可見，萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用，有極為重要的意義. 四、小結(jié)（用.ppt出示） 這節(jié)課我們主要掌握的知識(shí)點(diǎn)是： 1.萬有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用，一般有兩條思路： (1)F萬有引力=環(huán)繞體所需的向心力 (2)地面（或某星球表面）的物體的重力=F萬有引力. 2.了解萬有引力定律在天文學(xué)中具有的重要意義. 學(xué) 生 活 動(dòng) 作 業(yè) （一）課本P74（1）（3） （二）思考題：已知地球的半徑為R，質(zhì)量為M地，月球球心到地球球心的距離r月地=60 R，r月地=3.8108米，月球繞地球運(yùn)行周期T=27.3天，地球?qū)ξ矬w的重力加速度g０=9.8m/s2，試證明地球?qū)υ虑虻囊偷厍驅(qū)ζ涓浇矬w的引力是同性質(zhì)的力，都是萬有引力. 板 書 設(shè) 計(jì) 第四節(jié)　萬有引力理論的成就 一、1.天體質(zhì)量的計(jì)算　 (只能求出中心體的質(zhì)量) 2.求某星體表面的重力加速度. (R為星體的半徑) 二、發(fā)現(xiàn)未知天體：（已知中心體的質(zhì)量及環(huán)繞體的運(yùn)動(dòng)） 教 學(xué) 后 記