广东省揭阳市高中物理第六章万有引力与航天6.4万有引力定律得理论成就(1)教案新人教版必修

1、6.4 万有引力理论的成就（1）教学目标重点难点教具准备（一）知识与技能1 1、了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2 2、行星绕恒星运动、卫星的运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力，会用万有引力定律计算天体的质量。3 3、理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。（二）过程与方法1 1、培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。（三）情感、态度与价值观1 1、体会万有引力定律在人类认识自然界奥秘中的巨大作用，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。重点：万有引力定律和圆周运动知识在天体运动中的应用难点：用已知条件求中心天体的质量多媒体课时安排教学

2、过程与教学内容引入：天体之间的作用力主要是万有引力，万有引力常量一经测出，使万有引力定律有了其实际的意义一、测量天体的质量1 1、称量地球质量物体 m m 在纬度为B的位置，万有引力指向地心，分解为两个分力： m m 随地球自转围绕地轴运动的向心力和重力 。通常情况下，只有赤道和两极的重力才严格指向地心。但因为地球自转的并不快，所以向心力是一个很小的值。在运算要求不是很准确的条件下,1 1 课时教学方法、教学手段与学法、学情引导学生认识重力和万有引力的关系我们可以粗略的让万有引力等于重力。即：向心力远小于重力，万有引力大小近似等于重力。例：设地面附近的重力加速度 g=9.8m/g=9.8m/s

3、2，地球半径R R =6.4=6.4X10106m,m,引2力常量G =6.67 10J1N m2/ kg2，试估算地球的质量。解:9.8a10：）2. 6 1024kgkg6.67 10算行星的质量，黄金代换公式2 2、利用行星估算中心天体的质量例：为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量已知地球半624径R=6.4 10 m，地球质量m=6 10 kg,日地中心距离11 2r =1.5 10 m，地球表面处的重力加速度g = 10m/ s， 1 1 年约为3.2 107s，试估算目前太阳的质量M M（保留一位有效数字，引力常量未知）分析：根据太阳对地球的引力提供地球绕太阳做圆周运动的向心

4、力列出I相关方程，再根据地球表面重力等于万有引力列出方程联立求解。解答：设 T T 为地球绕太阳运动的周期，则由万有引力定律和动力学知识rTJT对地球表面物体m，又有代入数据得M=2 1030kg决问题两式联立得MgR2T2【总结】：计算天体质量的思路方法:将天体的运动近似看成匀速圆周运动,学习性，激发学生对其所需的向心力都来自于万有引力,然后结合向心力公式,根据题中所给的科学的热爱出的条件，选择适当的形式进行分析和求解。23尬rM =G,-234 rGT2（行星R2【总结】：已知某一行星表面物体自由下落的加速度及行星的半径，可以计引导学生思考计算gR2G积极应用已学知识解mm/虫R2充分调动

5、学生的自主3轨道半径 r r ,公转周期 T T）3 3、计算天体质里1 1 地球表面，不考虑（忽略）地球自转的影响，物体的重力近似等于重力地球质量：M =gG2 2、建立模型求中心天体质量围绕天体做圆周运动的向心力为中心天体对围绕天体的万有引力，通过围绕天体的运动半径和周期求中心天体的质量。Mm22兀 丫G厂=m灼r = m丨rrT丿4兀2r3中心天体质量 ：M M = =-2-GT2二、发现未知天体人们在长期的观察中发现天王星的实际运动轨道与应用万有引力定律计算出的轨道总存在一定的偏差，所以怀疑在天王星周围还可能存在有行星，然后应用万有引力定律，结合对天王星的观测资料，便计算出了另一颗 行星-海王星的轨道，进而在计算的位置观察新的行星。天王星的发现，海王星和冥王星的发现，以及对哈雷彗星回归的语言显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义，冋时证明了万有引力定律的正确性。总结方法板书6.46.4 万有引力理论的成1 1 称量地球质量2 2、计算天体的质量：计算太阳的质量4.4.发现未知天体教学反思在课堂上，学生在问题的引领下自主学习课本内容，按照“称量地球的质量”太阳的质量