7.3萬有引力理論的成就教學(xué)背景分析本章前兩節(jié)介紹了開普勒三大定律及萬有引力定律，偏重理論，而這一節(jié)是前面兩節(jié)特別是第二節(jié)的具體運(yùn)用，偏重實(shí)踐。學(xué)生通過前兩節(jié)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)初步掌握了有關(guān)天體運(yùn)動(dòng)的幾大常用定律，對(duì)于定律的適用性也進(jìn)行了不少的嘗試，積累了一定的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)思路從阿基米德的經(jīng)典名言“給我一個(gè)支點(diǎn)，我能撬起整個(gè)地球”入手，探究我們能否用常規(guī)的辦法來稱量地球的質(zhì)量？如果不能我們?cè)撊绾畏Q量地球的質(zhì)量？從而引出在忽略地球自轉(zhuǎn)的情況下，我們可以利用地球表面的物體所受到的重力等于其所受到的引力來推出地球質(zhì)量的表達(dá)式，并將這個(gè)方法進(jìn)一步推廣到其他星球，即知道了某個(gè)星球表面的重力加速度和半徑就可以推算出某個(gè)星球的質(zhì)量。接著提出疑問這個(gè)方法能否測(cè)量太陽的質(zhì)量？我們能否知道太陽表面的重力加速度？從而引出第二種稱量天體質(zhì)量的方法，即利用環(huán)繞天體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的向心力有萬有引力來提供。在介紹完稱量天體質(zhì)量的方法后，緊接著再根據(jù)質(zhì)量、體積、密度之間的關(guān)系推出天體密度的表達(dá)式。最后簡(jiǎn)單介紹一下萬有引力定律的其他應(yīng)用。三．教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能掌握“稱量”地球的質(zhì)量、計(jì)算太陽的質(zhì)量的基本思路，會(huì)用萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算天體的密度。了解萬有引力定律在天文學(xué)上有重要應(yīng)用。過程與方法通過計(jì)算地球的質(zhì)量，讓學(xué)生初步掌握在分析某些問題時(shí)可忽略次要因素的方法。情感態(tài)度價(jià)值觀通過介紹用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)未知天體的過程，使學(xué)生懂得理論來源于實(shí)踐，反過來又可以指導(dǎo)實(shí)踐。四．教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)（1）用萬有引力計(jì)算天體的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算天體密度。難點(diǎn)（1）根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量。五．教學(xué)課時(shí)1課時(shí)六．教學(xué)過程導(dǎo)入新課師:阿基米德曾經(jīng)說過：“給我一個(gè)支點(diǎn)，我能撬起整個(gè)地球?！爆F(xiàn)在如果給你一個(gè)足夠長(zhǎng)的杠桿或足夠大的天平你能稱量地球的質(zhì)量嗎？那對(duì)于地球，我們?cè)撊绾巍胺Q量”它的質(zhì)量呢？新課講授師：我們可以利用萬有引力定律來“稱量”地球的質(zhì)量。師：通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道，位于赤道上的物體其所需要的向心力是最大的，但和其所受到的重力相比較，向心力的大小是可以忽略不計(jì)的。所以在忽略地球自轉(zhuǎn)的情況下，我們認(rèn)為地球上的物體其所受到的重力等于地球?qū)ξ矬w的引力。師：設(shè)地球質(zhì)量為M、地球半徑為R、地球表面重力加速度為g，地球上物體的質(zhì)量為m，你能列出相應(yīng)的方程嗎？并由此推出地球質(zhì)量的表達(dá)式嗎？生：mg=GM=師：地面的重力加速度g和地球半徑R在卡文迪什之前就已經(jīng)知道，一旦測(cè)得引力常量G，就可以算出地球的質(zhì)量。因此，卡文迪什把扭秤實(shí)驗(yàn)說成是“稱量地球的重量”。師：其實(shí)這個(gè)方法我們可以進(jìn)一步推廣，如果我們知道了某星球表面的重力加速度和星球半徑，我們就可以算出該星球的質(zhì)量。這種方法叫重力加速度法。師：某個(gè)星球的半徑我們可以通過天文觀測(cè)得到，那么該星球表面的重力加速度我們?cè)撊绾螠y(cè)量？比如月球表面重力加速度我們?cè)撊绾螠y(cè)量？生：可以派一名宇航員到該星球表面，在該星球表面做一些實(shí)驗(yàn)例如平拋運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)等來測(cè)量該星球表面的重力加速度。師：太陽表面的重力加速度我們能測(cè)量嗎？生：不能。師：那我們?cè)撊绾螠y(cè)量太陽的質(zhì)量呢？師：太陽和行星之間的引力提供了行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，我們可以從這個(gè)角度來考慮。假設(shè)太陽的質(zhì)量為M，某顆行星的質(zhì)量為m，其軌道半徑為r，運(yùn)行周期為T，你能列出相應(yīng)的方程嗎？生：GM=師：在上述運(yùn)算過程中，我們有沒有發(fā)現(xiàn)什么問題？地球的質(zhì)量m能求出來嗎？生：不能，計(jì)算過程中被約掉了。師：那我們想用這個(gè)方法來計(jì)算地球的質(zhì)量，我們?cè)撛趺崔k？生：選擇月球?yàn)檠芯繉?duì)象。師：那如果想要知道月球的質(zhì)量呢？生：選擇月球的衛(wèi)星為研究對(duì)象。師：根據(jù)環(huán)繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由中心天體和環(huán)繞天體間的萬有引力提供求中心天體質(zhì)量的這種方法叫環(huán)繞法。注意這種方法只能求出中心天體的質(zhì)量M。師：在知道了天體的質(zhì)量后，我們可以利用公式M=ρ4學(xué)生推導(dǎo)計(jì)算。教師總結(jié)，指出問題。師：除了上述應(yīng)用外，萬有引力定律還可以發(fā)現(xiàn)未知天體、預(yù)言哈雷彗星回歸等。學(xué)生閱讀相關(guān)材料。例題.我國(guó)航天技術(shù)飛速發(fā)展，設(shè)想數(shù)年后宇航員登上了某星球表面.宇航員從距該星球表面高度為h處，沿水平方向以初速度v拋出一小球，測(cè)得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離為L(zhǎng)，已知該星球的半徑為R，引力常量為G.求：(1)該星球表面的重力加速度；(2)該星球的平均密度課堂總結(jié)師：這節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了用萬有引力求天體的質(zhì)量和密度的兩種方法。作業(yè)布置練習(xí)7.3七．板書設(shè)計(jì)7.3萬有引力理論的成就測(cè)天體質(zhì)量重力加速度法mg=GM=環(huán)繞法GM=測(cè)天體密度由M=其他應(yīng)用發(fā)現(xiàn)未知天體預(yù)言哈雷彗星回歸解釋潮汐現(xiàn)象、指導(dǎo)重力探礦等八．教學(xué)反思本次授課在某些重點(diǎn)的地方語氣可以加重一下。在介紹第一種稱量天體質(zhì)量的方法時(shí)，在講如何得到天體表面重力加速度時(shí)，從學(xué)生回答的情況來看，應(yīng)該改一下，應(yīng)該在得出地球質(zhì)量表達(dá)式后，就提