太阳和行星的引力.doc

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1、6-2太阳和行星间的引力教学设计一、设计思想：从行星运动规律到万有引力定律的简历过程，是本章的重要内容，是极好的科学探究过程及对学生进行人文教育的教育素材。在行星运动规律与万有引力定律两节内容之间安排本节内容，是为了更突出发现万有引力定律的这个科学过程。如果说上一节内容是从运动学角度描述行星运动的话，那么，本节内容是从动力学角度来研究行星运动的，研究过程是依据已有规律进行的演绎推理过程。本节内容与下一节内容结合起来应该说是一个比较完成的探究过程，从问题的提出、猜想与假设、演绎与推理、结论的得出、检验论证等，是一次很好的探究性学习的过程。从学生已有的知识结构来看，学生在学习万有引力之前，应

2、该对力、质量、速度、加速度、向心力、向心加速度等概念有较好的理解，并且掌握自由落体、抛体和匀速圆周运动的运动学规律，能熟练运用牛顿运动定律解决动力学问题。所以在推导太阳与行星运动规律时，教师可以要求学生自主地运用原有已经习得的知识进行推导，并要求说明每一步推理的理论依据是什么，教师仅在难点问题上做适当的点拨。二、教学设计流程图：教师流程学生诱发行动引导产生问题→问题提出→新旧结合提出问题↓↓↓引导利用已有规律、概念→猜想与假设→作出合理猜想与假设↓↓↓引导近似处理→简化模型→根据开普勒行星运动规律简化模型↓↓↓适时的难点点拨引发深入探索→演绎推理→利用牛顿第二定律，圆周运动规律，开普勒第

3、三定律，分别推导太阳对行星的引力和行星对太阳的引力↓↓↓可能的数学加工指导→得出结论→综合得出结论↓↓↓发问→意义延伸→留下疑惑和进步一发展空间三、教学目标：1．知识与技能：（1）知道行星绕太阳运动的原因，知道太阳与行星间存在着引力作用。（2）知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力的来源。（3）知道太阳与行星间引力的方向和表达式，知道牛顿运动定律在推导太阳与行星间引力时的作用。（4）领会将不易测量的物理量转化为易测量物理量的方法。2．过程与方法：（1）经历科学探究的过程，强化“猜想与假设”的情感认识（学史教育），经历自主学习的“演绎推理”过程。（2）利用现有知识、方法解决实际问题，培养应用

4、知识解决问题的能力。（3）通过建立太阳和行星运动的简化模型，培养抓住“主要矛盾”，建立物理模型的意识。（4）初步体会对称变换。3．情感态度与价值观：（1）通过讲述牛顿之前科学家的猜想与推测，理解牛顿所说的：“如果我曾看得更远些，那是因为我站在巨人们的肩上”的时代背景，知道努力学习过程，就是为了站上巨人们的肩上，“看得更远”——使自己更富创造性。（2）通过对研究太阳与行星的相互吸引力过程中参照系的转换，认识在规律面前各星体之间没有特殊性，培养学生要尊重规律的价值观。四、教学过程教学过程教师活动学生活动设计意图1．引入新课师：在上一节的学习中，我们知道开普勒在前人的基础上，充分挖掘第谷的观测

5、数据，为我们勾画出太阳系星体运动的完美图像。让我们再次体会这种完美性……师：开普勒行星运动定律是开普勒基于对行星运动的观测得出的，是对行星运动特点的现象的描述，为我们解决了行星做什么运动的问题。从现象到本质是物理学研究的必然过程，接下来我们需要研究什么样的问题呢？生：回答开普勒行星运动定律的内容。【复习巩固，引出问题】2.新课教学师：请同学们来说一说你的猜想与假设。【过程中要注意引导学生利用已有知识做推理】生：为什么行星能绕太阳运动？生：讨论……发表各自观点。根据牛顿运动定律知道一定是受到了向心力，且这个力是太阳对行星的引力。得到初步结论：提出问题猜想与假设师：接下来我们共同来研究这个吸

6、引力和哪些因素有关？在这一节和下一节我们将追寻牛顿的足迹，用自己的手和脑，重新“发现”万有引力定律。师：我们在开普勒的基础上，以行星的运动为基础，建立一个简化的物理模型：你将如何处理？师：有了物理模型，太阳对行星的引力，就应该是行星做匀速圆周运动的向心力。请同学们自己尝试推导：向心力与哪些因素有关？【适时引导：测量周期取代测量速度】板书师：同学们作出很好的推导。我们的工作完成了吗？根据牛顿第三定律，知道行星肯定也吸引了太阳，力的大小应该相等。这个力是否应该也和太阳有关呢？怎么能得到F和太阳的关系呢？【适时提示思考：以太阳为参照物行星做圆周运动，那么以行星为参照物，太阳做什么运动？】板书师

7、：现在请同学们综合上面所做的工作，关于太阳与行星间的引力与哪些因素有关，能有一个更加准确、全面的结论了吗？生：讨论……近似认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，太阳处于圆心。（行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等【课本P30】）。生：根据匀速圆周运动的规律和开普勒第三定律进行尝试推导。……展示推导过程，体现出测量周期取代测量速度。……结论：，【需要指出k与行星无关】即：F∝……(1)表明：……生：引发思考生：【思考】讨论