萬(wàn)有引力理論的成就教學(xué)設(shè)計(jì)課程名稱萬(wàn)有引力理論的成就課時(shí)學(xué)段學(xué)科高中教材版本人教版作者物理組學(xué)校通河一中一、教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)學(xué)習(xí)未知天體的發(fā)現(xiàn),了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用.2.通過(guò)計(jì)算地球和太陽(yáng)的質(zhì)量掌握利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量和密度的方法.3.掌握綜合運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)分析具體問(wèn)題的方法.二、教學(xué)重難點(diǎn)萬(wàn)有引力理論的成就三、學(xué)情分析從已有的知識(shí)去學(xué)習(xí)新的知識(shí)，能從理論上加以分析和概括，把學(xué)到的理論知識(shí)用于實(shí)際，用理論去解釋具體現(xiàn)象和認(rèn)識(shí)新事物。四、教學(xué)方法建議使用教具或電子白板等信息化環(huán)境。五、教學(xué)過(guò)程一、稱量地球的質(zhì)量【創(chuàng)設(shè)情景1】設(shè)地面附近的重力加速度g取s2,地球半徑R=×106m,引力常量G=×10-11N·m2/kg2,試估算地球的質(zhì)量.【拓展】1.利用以上數(shù)據(jù)能否求出地球的密度?如果能請(qǐng)列出公式.2.若已知月球表面的重力加速度g0和月球半徑R0,求月球的質(zhì)量和密度.【結(jié)論1】求天體質(zhì)量的方法一:.

二、計(jì)算中心天體的質(zhì)量【自主探究】1.應(yīng)用萬(wàn)有引力定律求解天體質(zhì)量的基本思路是什么?2.求解天體質(zhì)量的方程依據(jù)是什么?【小組合作1】1.天體實(shí)際做何運(yùn)動(dòng)?而我們通?？烧J(rèn)為做什么運(yùn)動(dòng)?2.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量有哪些?3.根據(jù)環(huán)繞天體的運(yùn)動(dòng)情況求解其向心加速度有幾種求法?4.應(yīng)用天體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程——萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力求出的天體質(zhì)量有幾種表達(dá)式?各是什么?各有什么特點(diǎn)?5.應(yīng)用此方法能否求出環(huán)繞天體的質(zhì)量?【結(jié)論2】求天體質(zhì)量的方法二:.

【創(chuàng)設(shè)情景2】把地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng),平均半徑為×1011m,已知引力常量G=×1QUOTEN·m2/kg2,則可估算出太陽(yáng)的質(zhì)量大約是多少?(結(jié)果取一位有效數(shù)字)【拓展】1.利用以上數(shù)據(jù)能否求出太陽(yáng)的密度?如果能請(qǐng)列出公式.2.能否用類似辦法求地球質(zhì)量?需要選誰(shuí)為研究對(duì)象?需要知道哪些量?請(qǐng)列出表達(dá)式.三、發(fā)現(xiàn)未知天體【小組合作2】1.應(yīng)用萬(wàn)有引力定律除可估算天體質(zhì)量外,還可以在天文學(xué)上有何應(yīng)用?2.應(yīng)用萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)了哪些天體?3.人們是怎樣應(yīng)用萬(wàn)有引力定律來(lái)發(fā)現(xiàn)未知天體的?發(fā)表你的看法.【課堂小結(jié)】1.求天體質(zhì)量的兩條思路:①

②

2.用萬(wàn)有引力定律研究天體運(yùn)動(dòng)時(shí),將天體的運(yùn)動(dòng)近似地看作運(yùn)動(dòng),其所需向心力都來(lái)自于.然后結(jié)合向心力公式,據(jù)題目中所給的實(shí)際情況,選擇適當(dāng)?shù)男问竭M(jìn)行研究.

3.測(cè)出衛(wèi)星繞天體做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R和周期T,由萬(wàn)有引力F=GQUOTE=,可解得天體質(zhì)量M=.若已知該天體的半徑為R0,據(jù)M=ρ·QUOTE,可知天體密度ρ=.這就是估算天體質(zhì)量和密度的方法.

如果衛(wèi)星在天體表面繞天體運(yùn)動(dòng),則R=R0,故ρ=.由此可知只要知道近天體表面運(yùn)行的即可估算天體的密度.

4.現(xiàn)在我們知道太陽(yáng)系有八大行