物理必修ⅱ人教新课标万有引力定律的成就课件

1、物理必修物理必修人教新课标系列人教新课标系列课件课件万有引力理论的成就万有引力理论的成就说教材说教材说学生说学生说教法说教法说过程说过程说板书说板书说巩固说巩固说评价说评价说目标说目标说教材：说教材：地位作用：本节内容是这一章的重点之一，是万有引力定地位作用：本节内容是这一章的重点之一，是万有引力定律在实际中的具体应用，除了能计算天体的质量、密度等，律在实际中的具体应用，除了能计算天体的质量、密度等，还能发现未知天体。还能发现未知天体。编写意图：本节课通过对一些天体运动的实例分析，使学编写意图：本节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解到通常物体之间的引力很小，但在天体运动中，由生了解到通

2、常物体之间的引力很小，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，通过本节于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，通过本节课的学习，学生应学会计算天体的质量、密度等的方法。课的学习，学生应学会计算天体的质量、密度等的方法。教学重点：教学重点：1.行星（人造卫星）绕中心天体运动的向心力行星（人造卫星）绕中心天体运动的向心力是由万有引力提供的。是由万有引力提供的。 2.会用已知条件来求中心天体的质量会用已知条件来求中心天体的质量教学难点：会用已知条件来求中心天体的质量教学难点：会用已知条件来求中心天体的质量说目的：说目的：学情分析学情分析 学生已经具备了圆周运动和万有引力的学生已

3、经具备了圆周运动和万有引力的基本知识，但灵活运用能力一般，教学基本知识，但灵活运用能力一般，教学中要注意到学生的参与和体会。尤其是中要注意到学生的参与和体会。尤其是体会各个公式的变形，并寻找变式之间体会各个公式的变形，并寻找变式之间的联系，以达到熟练运用目的。的联系，以达到熟练运用目的。说目的：说目的：教学目标教学目标知识目标：知识目标：1、了解行星绕恒星及卫星绕行星运动的共同特、了解行星绕恒星及卫星绕行星运动的共同特点：万有引力作为行星、卫星做圆周运动的向心力。点：万有引力作为行星、卫星做圆周运动的向心力。2了解了解万有引力定律在天文学上有重要的应用。万有引力定律在天文学上有重要的应用。3、

4、会用万有引力、会用万有引力定律计算天体的质量定律计算天体的质量能力目标：通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生能力目标：通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生理论联系实际的能力。理论联系实际的能力。德育目标：利用万有引力定律可以发现未知天体，让学生德育目标：利用万有引力定律可以发现未知天体，让学生懂得理论来源于实践，又可以指导实践的辩证唯物主义观懂得理论来源于实践，又可以指导实践的辩证唯物主义观点。点。说教法：说教法： 引导发现：利用已有知识探索新知引导发现：利用已有知识探索新知 讲练结合：体现出学生的主体地位和老讲练结合：体现出学生的主体地位和老师的课堂指导作用。使学生参与到学习师的课堂

5、指导作用。使学生参与到学习活动中来，体验结论得出的过程，在头活动中来，体验结论得出的过程，在头脑中形成一个相应的物理图景。脑中形成一个相应的物理图景。说教学流程：说教学流程： 情景设置：情景设置：天体间的作用力主要是万有引力，万有天体间的作用力主要是万有引力，万有引力定律的发现对天文学的发展起到了巨大的推动引力定律的发现对天文学的发展起到了巨大的推动作用。本节课来学习万有引力定律在天文学上的应作用。本节课来学习万有引力定律在天文学上的应用。主要是求天体的质量和密度用。主要是求天体的质量和密度 (老师引言老师引言) 复习提问：复习提问：1 物体做圆周运动的物体做圆周运动的向心力向心力公式是什么？

6、公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度、周期的关系式。分别写出向心力与线速度、角速度、周期的关系式。 2 万有引力万有引力定律公式：定律公式：(学生写出学生写出)。Mrm说教学流程：说教学流程： 一研究天体运动的基本方法一研究天体运动的基本方法 ： (1) F引引 = F向向即：天体做圆周运动所需的向心力由万有即：天体做圆周运动所需的向心力由万有引力来提供引力来提供上节：上节： (2) mg = F引引在地表忽略在地表忽略自转自转说教学流程：说教学流程： 万有引力定律：万有引力定律： 向心力公式：向心力公式：2rMmGF 引-复习所学基本规律：复习所学基本规律：rvmrTmrmmaF222

7、)2(向提问：由学生写提问：由学生写出公式出公式一、天体质量的计算一、天体质量的计算1分析思路：分析思路：根据围绕天体运行的行星（或卫星）的运动情根据围绕天体运行的行星（或卫星）的运动情况，表示出行星（或卫星）的向心加速度而向况，表示出行星（或卫星）的向心加速度而向心力是由万有引力提供的心力是由万有引力提供的这样，利用万有引力定律和圆周运动的知识，这样，利用万有引力定律和圆周运动的知识，可列出方程，导出计算中心天体（太阳或行星）可列出方程，导出计算中心天体（太阳或行星）的质量的公式的质量的公式这是认识和分析这是认识和分析问题的出发点问题的出发点2推导表达式推导表达式设M是太阳的质量，m 是某个

8、行星的质量，r 是它们之间的距离，T 是行星绕太阳公转的周期，那么行星做匀速圆周运动所需向心力为：rvmrTmrmF222)2(向而行星运动的向心力是由万有引力提供的，所以 rTmrMmG22)2(选择哪两个表选择哪两个表达式呢？达式呢？如果测出行星绕太阳公转周期如果测出行星绕太阳公转周期T 、它们、它们之间的距离之间的距离r ，就可以算出太阳的质量，就可以算出太阳的质量由此可以解出：由此可以解出： 2324GTrM同样，根据月球绕地球的运转周期和轨道半径，同样，根据月球绕地球的运转周期和轨道半径，就可以算出地球的质量就可以算出地球的质量(说明普遍性说明普遍性) 如果已知r r、v v，则Gr

9、vM2如果已知T、v，则扩展能力扩展能力 (学生活动学生活动)如果已知、r，则GTvM23GrM32学生分析推导出以上公式，体验过程，这也是分析问题的过程。进一步扩展能力进一步扩展能力 (学生活动学生活动) 能否测出天体的密度？(思考并讨论)得出相关公式：该天体的平均密度为：334星RMVM体积公式直接给学生思考 注意：注意：用测定环绕天体物理参量的方法，只能测定中心天体的质量和密度(观察总结) ？对没有卫星对没有卫星 (或虽有卫星，但无已知或虽有卫星，但无已知量量)的天体其质量如何表示呢？的天体其质量如何表示呢？物理办法mgRMmG2GgRM2回顾：回顾：忽略天体自转的影响，忽略天体自转的影

10、响，F引引 = mg所以( R - 天体半径天体半径 ，g-天体表面的重力加速度天体表面的重力加速度)例题：例题：某宇航员驾驶航天飞机到某一星球，他某宇航员驾驶航天飞机到某一星球，他使航天飞机贴近该星球附近飞行一周，测使航天飞机贴近该星球附近飞行一周，测出飞行时间为出飞行时间为4.5 103s，则该星球的平均则该星球的平均密度是多少？密度是多少？解析：航天飞机绕星球飞行，万有引力提供解析：航天飞机绕星球飞行，万有引力提供向心力，所以向心力，所以 22)2(TmrrMmG贴地飞行时，贴地飞行时， 星Rr 该星球的平均密度为该星球的平均密度为：334星RMVM联立上面三式得：联立上面三式得：23G

11、T22111067. 6kgmNGsT3105 . 4代入数值：代入数值：33/1098. 6mkg可得：可得：强调解题格式强调解题格式二、发现未知天体 、海王星的发现海王星的发现 英国剑桥大学的学生，23岁的亚当斯，经过计算，提出了新行星存在的预言他根据万有引力定律和天王星的真实轨道逆推，预言了新行星不同时刻所在的位置同年，法国的勒维列也算出了同样的结果，并把预言的结果寄给了柏林天文学家加勒 当晚（1846.3.14），加勒把望远镜对准勒维列预言的位置，果然发现有一颗新的行星就是海王星.海王星海王星地貌、冥王星的发现冥王星的发现海王星发现之后，人们发现它的轨道海王星发现之后，人们发现它的轨道

12、也与理论计算的不一致于是几位学者用也与理论计算的不一致于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新行星亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新行星的存在的存在在预言提出之后，在预言提出之后，1930年，年，汤博汤博（Tom baugh）发现了这颗行星发现了这颗行星冥王星冥王星冥王星的实际观测冥王星的实际观测轨道与理论计算的一致，所以人们确认，冥王星轨道与理论计算的一致，所以人们确认，冥王星是太阳系最外一颗行星了是太阳系最外一颗行星了冥王星与其卫星美国美国2001年发年发射，并将于射，并将于2006至至2008年年访问冥王星的访问冥王星的宇宙飞船宇宙飞船小结：小结：、处理天体运动问题的关键是：万有引处

13、理天体运动问题的关键是：万有引力提供做匀速圆周运动所需的向心力力提供做匀速圆周运动所需的向心力、海王星和冥王星的发现，显示了万有引力定海王星和冥王星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义，同时证明了万律对研究天体运动的重要意义，同时证明了万有引力定律的正确性有引力定律的正确性说板书万有引力定律在天文学上的应用2324GTrM天体质量的计算发现未知天体F引引 = F向向F引引 = mg mg = F向向天王星海王星GrvM2GTvM23GrM32说巩固 本节课的巩固分为例题分析和有针对性本节课的巩固分为例题分析和有针对性训练训练 例题：例题的选择考虑到本节知识内容例题：例题的选择考虑

14、到本节知识内容的重点和对学生所学内容的考查，同时的重点和对学生所学内容的考查，同时兼顾物理学科方法的渗透，使学生能够兼顾物理学科方法的渗透，使学生能够体会到物理问题解决的过程和方法。体会到物理问题解决的过程和方法。 作业作业:以基本原理为重点，进行基本规律以基本原理为重点，进行基本规律的应用和练习，达到熟练运用和体会方的应用和练习，达到熟练运用和体会方法的目的。法的目的。说评价：说评价：效果分析：效果分析：总体效果较好，由于课总体效果较好，由于课堂结构清楚，思路明晰，学生易堂结构清楚，思路明晰，学生易于接受，但因为学生的学习基础于接受，但因为学生的学习基础和数学能力的限制，本节课的巩和数学能力

15、的限制，本节课的巩固还需要进行适量的练习和作业固还需要进行适量的练习和作业教法反思：教法反思：本节课采用的是引导发本节课采用的是引导发现、主教练结合的方法，在教现、主教练结合的方法，在教学中过程中学生在推导第二个学中过程中学生在推导第二个表达式时不太流畅，这是对学表达式时不太流畅，这是对学生数学水平估计不够，另外部生数学水平估计不够，另外部分学生直接利用了结论，没有分学生直接利用了结论，没有经历问题的分析过程。经历问题的分析过程。学法反思：学法反思：本节课学生活动也较多，本节课学生活动也较多，主要是在两大思路的引导下，正主要是在两大思路的引导下，正确运用规律，体会过程和方法。确运用规律，体会过程和方法。同时通过发现未知天体的内容