高中物理_万有引力理论的成就教学设计学情分析教材分析课后反思.pdfVIP

6.4《万有引力理论的成就》教学设计

★教学目标

(一)知识与技能

（1）了解行星绕恒星运动及卫星绕行星运动的共同特点：万有引力作为行星、卫星圆周运

动的向心力。

（2）了解万有引力定律在天文学上的重大应用

（3）会用万有引力定律计算天体的质量和密度

(二)过程与方法

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。

(三)情感态度与价值观

（1）通过“发现未知天体”、“成功预测彗星的回归”的学习，体会科学定律在人类探索未

知世界的作用；

（2）通过了解我国天文观测技术的发展，激发学习的兴趣，养成热爱科学的情感。

★教学重点

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。

★教学难点

根据已知条件求解天体质量

★教学方法

讨论、练习、多媒体课件辅助

★课时安排：1课时

★教学过程

复习：

1.向心力的表达公式？

2.万有引力定律的内容，表达式？

如何测量物体的质量呢？

课前引入创设问题情境：

1手拿黑板擦，如何测出黑板擦的质量？你有几种方法？

2利用多媒体展示地球的照片,如何得到地球的质量呢？

教师活动：引导学生分析万有引力定律的表达式F=GMm/R2式中G为常量，只要知道

引

F、R、和其中一个物体的质量便可求出另外一个物体的质量。

引

新课教学

一、科学真是迷人

教师活动：引导学生阅读教材“科学真是迷人”部分的内容，思考问题

26m，引力常量

探究一、已知地面附近的重力加速度g=9.8m/s，地球半径R=6.4×10

-1122

G=6.67×10Nm/kg，试推导地球质量的表达式。

学生活动：

不考虑地球自转的影响，地面上物体的重力等于地球对物体的引力,即由mg=GMm/R2

得到：M=gR2/G

教师：万有引力发现后，又经过了一百多年卡文迪许利用扭秤实验测得引力常量G，重力

加速度g和地球半径R在卡文迪许之前就知道了，利用M=gR2/G则可以算出地球质量M。

卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球质量”。在实验室里测量几个铅球之间的相互作用

1

力，就可以称量地球，这不能不说是一个科学奇迹。难怪一位外行人，著名文学家马克·吐

温满怀激情地说“科学真是迷人。

拓展一：若利用这种方法测月球的质量，需要测出月球的哪些相关量？

拓展二：若求火星表面的重力加速度，需要知道火星的哪些数据？

拓展三：将质量为m的物体从地球表面送到高空，其所受重力如何变化，其原因是什么？

二、计算天体的质量

探究二：刚才我们利用万有引力定律计算出了地球的质量，那我们还能利用万有引力定律测

量计算出其它天体的质量吗？

教师活动：引导学生阅读教材“天体质量的计算”部分的内容，结合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。

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.在天体的运动中什么力充当向心力？求出的是中心天体的质量还是环绕天体的质量？

学生活动：讨论，得出答案。学生代表发言。

1．天体实际运动是沿椭圆轨道运动的，而我们通常情况下可以把它的运动近似处理为

圆形轨道，即认为天体在做匀速圆周运动。

2．在研究匀速圆周运动时，为了描述其运动特征，我们引进了线速度v，角速度ω，

T

周期三个物理量。

3．应用天体运动的动力学方程──万有引力充当向心力，即

22

Mmv2



2

FGmmrmr



=