高中物理人教版第六章万有引力与航天万有引力理论的成就 一等奖

课题万有引力理论的成就教学目标知识与技能1．掌握解决问题的基本思路：天体做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供2．会计算中心天体的质量3．知道未知天体的发现过程过程与方法1．知道观测人造卫星的运动，是测量地球质量的一种重要方法2．体会“预见并发现未知行星”，是万有引力理论成就的生动例证情感态度价值观通过了解万有引力的理论成就，深刻体会科学定律对人类探索未知世界的作用，能激发学习物理的兴趣，增加自信心教学重点测量地球的质量，计算太阳的质量教学难点模型的建立和解决问题基本思路的确定课型新授课，规律的应用与扩展教学媒体多媒体图片地球仪教学过程一．复习、引入[提出问题]如何测定物体的质量？能想到哪些方法？[学生活动]思考并回答。（用PPT出示相关的图片）[过渡]如果我们想测定一个天体的质量，比如地球或太阳的质量，又有怎样的方法可以实现呢？[学生活动]思考提出自己的大胆设想。（用PPT出示相关的图片，展示一些无法实际操作的方法）[过渡]这节课我们就来学习利用万有引力定律测定天体的质量的方法。[板书]第4节万有引力理论的成就二．新课教学1．测量地球的质量[板书]1．测量地球的质量[提问]关于地球的一些信息和参数，同学们知道哪些？[教师活动]引导学生建立模型，利用万有引力公式可写出引力的表达式。[提问]用什么工具能直接把这个引力测出来呢？[学生回答]利用弹簧秤测出重力即万有引力。[教师总结]我们建立了模型，在不考虑地球自传的影响下，测地球质量的基本思路为万有引力等于重力。[学生活动]在笔记本上写出推导过程。[教师活动]巡视学生完成的情况，请一名学生说出自己的思路并将演算过程写在黑板上。[板书]得[过渡]在实际计算地球质量时，我们需要掌握三个数据，即地球表面的重力加速度、地球的半径和引力常量，那么这些数据又是如何得到的呢？[学生活动]思考并回答问题。[观看视频]地球周长的测量。[教师总结]卡文迪许曾将自己利用扭秤装置测定引力常量的实验称为“称量地球的重量”。想想看，通过在实验室中研究几个铅球间的作用力，就能够计算出地球的质量，这正是科学的迷人之处。[提问]利用这一方法能否测出月球或太阳的质量？[学生活动]回答问题，能测月球质量，但无法测太阳质量。[过渡]下面我们就来研究一下测太阳质量的方法。2．计算太阳的质量[板书]2．计算太阳的质量[3D动画]用3D动画模拟演示地球绕太阳的公转，演示从沿公转平面观察转变为从俯视的角度观察，帮助学生建立模型。[提问]我们把地球绕太阳的公转简化为匀速圆周运动，那么地球运动需要的向心力由什么力来提供呢？[学生回答]由太阳对地球的万有引力来提供。[过渡]我们是否能利用万有引力提供向心力这一思想，应用万有引力公式和圆周运动的公式，求出太阳的质量呢？[学生活动]思考并完成推导过程。[板书]=得[PPT演示]展示日地平均距离的测定。[提问]测太阳质量的这种方法能否测定地球的质量？需要哪些已知条件？[学生回答]需要知道月球绕地球转动的周期和月球的轨道半径。[思维扩展]我们又如何测定金星的质量呢?（金星没有天然的卫星）[学生回答]发射金星探测卫星。[教师总结]这种方法就是求解中心天体质量的方法。[过渡]通过前面的计算我们已经体会到万有引力定律在天文学上的应用。如果运用更高深的数学知识，进行更精密的计算，科学家们利用万有引力定律又取得了更多非凡的成就。这其中最为著名的就是海王星的发现，下面我们就来了解一下这部分内容。3．发现未知天体[板书]3．发现未知天体[学生活动]请一名同学简述海王星的发现。[教师活动]利用投影播放PPT并讲解海王星发现的有关知识。（重点放在讲解海王星发现的历史故事，从中感受到牛顿引力理论的应用价值，和人们探索未知世界的科学精神。）[教师总结]在海王星的发现过程中，体现了一整套科学的研究方法，即发现问题、大胆猜想、理论推导、实践检验。在海王星之前，太阳系的其他行星都是用肉眼观测或是借助望远镜观测直接发现的，海王星是第一颗先通过计算才被发现的行星，因此人们称其为“笔尖下发现的行星”。[过渡]下面我们通过一段动画再来展示一下海王星的发现过程。[播放视频]海王星