课 题 万有引力理论的成就 1、了解万有引力定律在天文学上的重要应用。 知识目标 2、会用万有引力定律计算天体质量。 3、理解运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。 教学目的 能力目标 1、通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。 2、通过一些探究活动计算星体表面重力加速度和星体密度。 体会万有引力定律在人类认识自然界奥秘中的巨大作用，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观点 德育目标 教学重点 利用万有引力定律和圆周运动的规律来计算太阳的质量,由此迁移发散到各中天体质量的计算方法上。 突破方法：对地球围绕太阳转动的之一模型进行演变，类比到一星一绕的所有模型，启发学生利用先逐一对照再深刻体会的过程来掌握本节知识 在进行知识点迁移时，学生对准确抓住模型中的各个星体所担任的角色较为困难。此处应为本节的难点所在。 突破方法：在进行已有知识的迁移时应重点重复围绕和被绕的关系，让学生理清星体角色，并应用错误分析的方法，加强对认识的刺激 探究、讲授、讨论、练习 小黑板、模拟行星 教学难点 教法指导 教学用具 教学课时 教学流程 故事导入 新 课 新课引入 1课时 教 学 过 程 故事：天王星和海王星的发现。 这节课我们一起来学习---万有引力理论的伟大成就 学 生 活 动 思考：科学家在推测海王星的轨道时，应用的主要物理规律是什么 阅读书本第一节的内容，获得利用万有引力测地球质量的方法，并加以总结，通过自己的语言表达出来。 设计意图 让学生们初步体会到科学定律对人类探索未知世界的巨大作用,同时带着疑惑和探索的兴趣开始新课学习! 通过这几个问题的思考,让学生对本课的内容在整体上有一定的认识和了解，并培养学生的学习兴趣。 1、如何直接测量物体质量 ？ 2、地球质量是否可以用天平直接称量? 3、我们可以通过万有引力定律来“称量”,那么如何测量呢? 新课教学 探 究 引 导 一、地球质量的测量 地面上物体的重力等于地球对物体的引力,即 2 mg=GMm/R 根据G、g、R测出地球质量 2M=gR/G (代入数据) 24 =6.0×10kg 1、如何测量月球的质量? 2、思考如何测量月球上的重力加速度? 3、如何测量太阳的质量? 例题1：地球绕太阳公转的轨道11半径为1.49×10m，公转的周7期是3.16×10s,太阳的质量是多少？ 应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么? (根据环绕天体的运动情况，结合万有引力充当向心力，进而列方程求解 ) 二、计算天体的质量 1、天体实际做何运动?而我们通常可认为做什么运动? 2、描述匀速圆周运动的物理量有哪些? 3、向心力有几种表达方式? 2(1)F向=mv/R 2(2)F向=mω·R 22 (3)F向=m4πR/T 4、应用天体运动的动力学方程指 导 阅 读 增强学生的阅读理解和分 析、归纳能力。 掌握等式成立的前提条件 是：不考虑地球自转的影响 师生共同合通过具体的演算对地球的作代入数据质量有一个感性的认识 计算出地球 的质量 太阳质量的测定,因为无思考 法登陆表面,所以只能从另 外一个角度来考虑! 通过引导、启发,逐步将学 生的考虑重点转向围绕太学生积极分阳的其他天体运动规律来析 思考 通过几个问题的探究让学 生对课本知识在整体上有 一定的认识和了解，增强学 生的阅读理解和归纳总结 的能力，体现学生的主体地阅读思考 位。 得出通常认 通过师生互动,总结点评为天体在做得出正确结论，掌握,求解匀速圆周运中心天体的质量的方法，突动 出重点，突破难点，达到教线速度v，角学目的。 速度ω，周期 T三个物理量 感悟求解中心天体质量的 三种表达式中，最常用的是 问 题 探 究 深入探究 ——万有引力充当向心力 求出的天体质量有几种表达式?各是什么?各有什么特点? 5、应用此方法能否求出环绕天体的质量? 请学生们设计一种方法来测一下 木星的质量 三、天体密度的计算 1、利用天体表面的重力加速度求天体的自身密度 2mg=GMm/ R ρ=3g/4πGR 2、利用天体的卫星来求天体的自身密度 222 GMm/ R= m4πR/T323ρ=3πr/ GTR 2 (R=r时，ρ=3π/ GT) 例2一艘宇宙飞船绕一个不知名的、半径为R的行星表面飞行，环绕一周飞行时间为T，求该星球的质量和平均密度？ 1、应用万有引力定律除可估算天体质量外，还可以在天文学上有何应用？ 还可以用来发现未知的天体。 2、应用万有引力定律发现了哪些行星？ 人们是怎样应用万有引力定律来发现未知天体的? 本节课我们通过共同的学习了地球质量测定、天体质量测定、天体密度测定、天体轨道的演算推测,直观地了解了万有引力定律在人类认识自然界奥秘中发挥的巨大作用! 思考讨论 积极思考 练习 阅读讨论 已知周期求质量的方程。因为环绕天体运动的周期比较容易测量。 通过木星质量测定的实战演练，剖析学生可能产生的问题，总结点评得出正确结论，体会模型建立的方法，掌握,求解中心天体的质量的方法。 通过典例探究, 通过海王星、冥王星预测直至发现的过程,渗透物理学史的思想教育,体会万有引力理论威力。 课堂小结 让学生概括放开手，让学生自己总结所总结本节的学内容，允许内容的顺序不内容； 同，从而构建他们自己的知 请学生代表识框架,培养学生概括总结总结发言； 能力。 其他学生在 讨论，补充； 然后请学生评价本节小结内容。 课堂练习 课后作业 课后小记 1、书P43问题与练习3 2、练习册P34随堂跟踪练习 问题与练习2（参见教材P43 ）
