高中物理7.4　万有引力理论的成就　教案3人教版必修2.doc

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1、课题：万有引力理论的成就授课时间：2007年12月12日上午第三节授课地点：胶州一中高一、2班执教教师：王妍本节课要重点研究的问题：如何根据已有条件求中心天体的质量教学目标1、知识与技能了解万有引力在天文学上的重要应用，会用万有引力定律计算天体的质量。2、过程与方法通过了解“称量地球质量”“计算太阳质量”的基本方法，体会万有引力定律经受实践的检验，取得的巨大成功。3、情感、态度与价值观通过学习，使学生深刻体会科学规律对人类探索未知世界的作用，激发学生对科学探究的兴趣，培养热爱科学的情感。教学重点：地

2、球质量和太阳质量的测量方法教学难点：如何根据已知条件测天体的质量教学重点和难点根据已有条件求中心天体的质量教学方法：讲练结合、启发式教学教学器材：多媒体教材分析：这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万有引力很小，常常觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，对天文学的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量。在讲课时，应用万有引力定律有两条思路要交待清楚。1．在地面附近把万有引力看成物体的重力，即F引=mg.主要用于计算涉

3、及重力加速度的问题。2．把天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动，即F引=F向，用于计算天体（中心体）的质量。这节内容是这一章的重点，这是万有引力定律在实际中的具体应用.主要知识点就是如何求中心体质量及其他应用，还是可发现未知天体的方法。教学设计：复习引入：1、万有引力定律的内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量和的乘积成正比，与它们之间的距离的二次方成反比。公式表示：其中4提出问题引导学生思考：在天文学上，天体的质量无法直接测量，能否利用万有引力定律和前面学过的知识找到计算

4、天体质量的方法呢？一、地球质量的测定（科学真是迷人）分析：在地球表面处忽略地球的自转，F引=mg.所以，在地球表面处：得：卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球的质量”由实验室里测出几个铅球间的相互作用力，就可以称量地球，这不能说是一个科学奇迹，难怪一位外行人，著名的文学家马克·吐温满怀激情的说：“科学真是迷人，根据零星的的事实，增加一点猜想，竟能赢得那么多收获”拓展点1、如何求地球密度？学生推导出公式教师启发：（1）该方法能否用于其它行星表面？（2）黄金代换GM=gR2例、有一星球的密度是地球密度的

5、2倍，但它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的8倍，则该星球的质量是地球质量的几倍？学生解答，讲解做题思路。教师总结点评比值法的使用。拓展点2、地球表面的重力加速度由得在距地面高H处的重力加速度为由此可解决关于重力加速度与离地面高度的关系。【例】离地面高度h处的重力加速度是地球表面重力加速度的，则高度是地球半径的（）A.2倍B.倍C.倍D.（－1）倍【练】一个半径比地球大2倍，质量是地球的36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的　A．6倍　　　　　B．18倍　　　　C．4倍　　

6、　　D．13.5倍教师总结：比值法的使用。强调审题仔细，注意卫星离地高度和距地心距离，注重运算结果的准确性。学生思考：是否还有其他的方法测地球的质量？4二、计算天体的质量基本思路：在研究天体的运动问题中，我们近似地把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动，万有引力提供天体作圆周运动的向心力。 例如：已知某一行星到太阳的距离为r，公转周期为T，则太阳质量为多少？分析：设太阳质量为M，行星质量为m，由万有引力提供行星公转的向心力得：得教师结论：对任何恒星及其行星，只需测得绕其旋转的天体的公转周期和

7、星球的轨道半径，就能测得中心天体的质量。拓展点1：开普勒第三定律中的比例常数k与哪些因素有关？学生推导k值，教师点评投影：开普勒常量与行星无关，由太阳质量决定。拓展点2、学生推导星球的密度的表达式：拓展【例】如果某行星有一颗卫星，此卫星沿非常靠近此行星的表面做匀速圆周运动的周期为T，则可估算此行星的平均密度为多少。(万有引力恒量为G)学生自己推出正确的结果。小结地球质量的测定的两种方法。针对练习。投影：已知下列哪组数据，能够估算出地球质量M地（）A、地球绕太阳运行的周期T地及地、日中心间的距离r日地

8、；B、月球绕地球运行的周期T月及地月中心间的距离r月地；C、人造地球卫星在地面附近绕行时的速度v和运行周期Tw卫；D、若不考虑地球的自转，已知地球的半径R及地球表面的重力加速度g。典型题练【例】在某一星球上，将一物体水平抛出，经ts后落地，已知初速为V0，落地速度是v，该星球半径为R，万有引力常数G，求星球质量及其密度。学生爬黑板，教师点评并指出：该题是平抛运动与万有引力相结合的题目。三、发现未知天体：4用万有引力定律计算天体的质量是天文学上的重要应用之一，一个科学的