6.4万有引力的理论成就(教案)

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1、南莫中学2012年高一物理导学案万有引力与航天策划：杨传龙审核：徐平6.4万有引力的理论成就【教学目标】1．了解万有引力定律在天文学上的重要应用2．会用万有引力定律计算天体质量3．认识万有引力定律的科学成就，体会科学思想方法【教学重、难点】1．行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的2．会用已知条件求中心天体的质量【教学课时】1课时【教具准备】计算机、投影仪等多媒体教学设备【教学设计】课前预学一、预学能掌握的内容1．天体之间的作用力主要是．2．忽略地球的自转,地面处物体的重力地球与物体间的万有引力,可列出公

2、式方程为,从而可求出地球质量=．3．根据行星(或卫星)的运动学物理量,表示出行星(或卫星)的向心力=,而向心力是由来提供的,根据向心力公式和可列方程,即可求出中心天体的质量=．4．太阳系天体中,和是根据万有引力定律发现的．5．已知下面的那组数据，可以算出地球的质量（引力常量为已知）A．月球绕地球运动的周期及月球到地球中心的距离B．地球绕太阳运行的周期及地球到太阳中心的距离C．人造卫星在地面附近的运行速度和运行周期D．地球绕太阳运行的速度及地球到太阳中心的距离6．若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为和，月球

3、绕地球公转周期和公转轨道半径分别为和，则太阳质量与地球质量之比为11南莫中学2012年高一物理导学案万有引力与航天策划：杨传龙审核：徐平A．B．C．D．二、预学中的疑难问题课堂互动一、导入新课教师活动：上节我们学习了万有引力定律的有关知识，现在请同学们回忆一下，万有引力定律的内容及公式是什么？公式中的G又是什么？G的测定有何重要意义？学生活动：思考并回答上述问题内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比．公式：公式中的G是引力常量，它在大小上等

4、于质量为1kg的两个物体相距1m时所产生的引力大小，经测定其值为6.67×10—11N·m2/kg2．核心解读：万有引力定律的发现有着重要的物理意义：它对物理学、天文学的发展具有深远的影响；它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来；对科学文化发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心，人们有能力理解天地间的各种事物．这节课我们就共同来学习万有引力定律在天文学上的应用．二、进行新课1、“科学真实迷人”引导学生阅读教材“科学真实迷人”部分的内容思考问题：1．推导出地球质

5、量的表达式，说明卡文迪许为什么能把自己的实验说成是“11南莫中学2012年高一物理导学案万有引力与航天策划：杨传龙审核：徐平称量地球的重量”？2．设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2，试估算地球的质量．推导出地球质量的表达式，在练习本上进行定量计算．教师活动：投影学生的推导、计算过程，一起点评．kg教师点评：引导学生定量计算，增强学生的理性认识．对学生进行热爱科学的教育．典例导学：例1．某人在某一星球上以速度v竖直上抛一个物体，

6、经时间t落回抛出点，已知该星球的半径为R，若要在该星球上发射一颗靠近该星运转的人造星体，则该人造星体的速度大小为多少？分析：（1）引导学生着重分析上抛到落回原出发点这一过程，（2）“靠近”的含义解析：教师点评：（1）万有引力与运动学的结合；（2）“靠近”可以认为人造星体的轨道半径与星球的半径相等．2、计算天体的质量引导学生阅读教材“天体质量的计算”部分的内容，同时考虑下列问题［投影出示］探究讨论：1．应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么?2．求解天体质量的方程依据是什么?学生活动：阅读课文第一部分，从

7、课文中找出相应的答案．核心解读：1．应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是：根据环绕天体的运动情况，求出其向心加速度，然后根据万有引力充当向心力，进而列方程求解．11南莫中学2012年高一物理导学案万有引力与航天策划：杨传龙审核：徐平2．从前面的学习知道，天体之间存在着相互作用的万有引力，而行星（或卫星）都在绕恒星（或行星）做近似圆周的运动，而物体做圆周运动时合力充当向心力，故对于天体所做的圆周运动的动力学方程只能是万有引力充当向心力，这也是求解中心天体质量时列方程的根源所在．教师活动：引导学生深入探究．请

8、同学们结合课文知识以及前面所学匀速圆周运动的知识，加以讨论、综合，然后思考下列问题［投影出示］．学生代表发言学生活动：1．天体实际做何种运动?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．根据环绕天体的运动情况求解其向心加速度有几种求法?4．应用天体运动的动力学方程——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?分