2022年高中物理 第六章第四節(jié) 萬有引力理論的成就四步教學法教案 新人教版必修2

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1、2022年高中物理 第六章第四節(jié) 萬有引力理論的成就四步教學法教案 新人教版必修2 年級 組別 高一物理組 審閱 (備課組長) 審閱 (學科校長) 主備人 使用人 授課時間 年 月 日 課 題 教版物理必修二第六章 萬有引力與航天第4節(jié) 萬有引力理論的成就 課 型 新授課 課標 要求 高考和小高考要求:Ⅱ級要求。對所列知識要理解其確切含義及與其他知識的聯(lián)系,能夠進行敘述和解釋,并能在實際的問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中應用。 教 學 目 標 知識與能力 1.了解萬有引力定律在天文學上的應用 2.會用萬有引力

2、定律計算天體的質(zhì)量和密度 3.掌握綜合運用萬有引力定律和圓周運動學知識分析具體問題的方法 過程與方法 通過求解太陽、地球的質(zhì)量,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的運用能力 情感、態(tài)度與價值觀 通過介紹用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)未知天體的過程,使學生懂得理論來源于實踐,反過來又可以指導實踐的辨證唯物主義觀點 教學 重點 1、行星繞太陽的運動的向心力是由萬有引力提供的。 2、會用已知條件求中心天體的質(zhì)量和密度。 教學 難點 根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量和密度。 教學 方法 講授法、練習法 教學程序設(shè)計 教 學 過 程 及 方 法 環(huán)節(jié)一 明標自學 過程設(shè)計 二次

3、備課 “明標自學”: (1) 新課導入 “請你把你們的望遠鏡指向黃經(jīng)3260處寶瓶座內(nèi)的黃道上的一點,你就將在此點約10的區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)一個圓而明亮的新行星。。。。。?!蹦阒肋@段話的背景嗎? (2)自學內(nèi)容 1、 怎么用地球表面的物體求地球的質(zhì)量? 2、 怎么用環(huán)繞法求天體的質(zhì)量和密度? 3、 科學家是怎么利用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)未知天體? 教 學 過 程 及 方 法 環(huán)節(jié)二 合作釋疑 環(huán)節(jié)三 點撥拓展 (備注:合作釋疑和點撥拓展可以按照順序先后進行,也可以根據(jù)教學設(shè)計交叉進行設(shè)計) 過程設(shè)計 二次備課 “合作釋

4、疑”: 1、 實驗室里“稱量”地球的質(zhì)量 (1)稱量條件:不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響 (2)稱量原理:地面上物體的重力等于地球?qū)υ撐矬w的萬有引力,即mg=GMm/R2 (1) 稱量結(jié)果:地球的質(zhì)量M=gR2/G 2、“稱”太陽的質(zhì)量 (1) 稱量前提條件:有了引力常量G的數(shù)值 (2)基本思路:行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力由它們之間的萬有引力提供,我們可以利用或測量的數(shù)據(jù)是某個行星的軌道半徑r(如地球)和周期T。根據(jù)Fn=F萬,得到 “點撥拓展”: 計算天體的質(zhì)量 1、 環(huán)繞型 (1) 天體實際運動是沿橢圓軌道運動的,而我們通常情況可以把它的運動近似處

5、理為圓形軌道,即認為天體在做圓周運動。 (2) 在研究勻速圓周運動時,為了描述其運動特征。我們引進了線速度v,角速度w,周期T三個物理量。 (3) 根據(jù)環(huán)繞天體的運動情況,求解向心加速度有三種求法: ①an=v2/r ②an= ω2r ③ an=4π2r /T2 (4)應用天體運動的動力學方程----萬有引力充當向心力,結(jié)合圓周運動向心加速度的三種表達方式可得三種形式的方程,即 F引=G=Fn=man=m. 即:G ① F引=G=Fn=man=mω2r 即:G=mω2·r ② F引=G=Fn=man=m 即:G=m ③ (5)從上述動力學方程的三種表述

6、中,可得到相應的天體的質(zhì)量的三種表達形式 ①M=v2r/G. ②M=ω2r3/G. ③M=4π2r3/GT2. 上述三種表達式分別對應在已知環(huán)繞天體的線速度v,角速度ω,周期T時求解中心天體質(zhì)量的方法.以上各式中M表示中心天體質(zhì)量,m表示環(huán)繞天體質(zhì)量,r表示兩天體間距離,G表示引力常量. 教 學 過 程 及 方 法 環(huán)節(jié)四 當堂檢測 二次備課 “當堂檢測”: 1.已知萬有引力常量 和下列各組數(shù)據(jù),能計算出地球質(zhì)量的是(???? ) A.月球繞地球運行的周期及月球距地球的距離 B.地球繞太陽運行的周期及地球離太陽的距離 C.人造衛(wèi)星在地面附近運行

7、的速度和運行周期 D.若不考慮地球自轉(zhuǎn),已知地球的半徑及重力加速度 2.若知道太陽的某一顆行星繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道半徑 、周期 、萬有引力常量 ,則可求得(???? ) A.該行星的質(zhì)量???? B.太陽的質(zhì)量 C.該行星的密度???? D.太陽的平均密度 3.若已知太陽的一個行星繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道半徑為r,周期為T,引力常量為G,則可求得( ) A.該行星的質(zhì)量 B.太陽的質(zhì)量 C.該行星的平均密度 D.太陽的平均密度 4.下列說法正確的是 ( ) A.海王星和冥王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算的軌道而發(fā)現(xiàn)的 B.天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算的軌道而發(fā)現(xiàn)的

8、 C.天王星的運行軌道偏離根據(jù)萬有引力計算的軌道,其原因是由于天王星受到軌道外面其他行星的引力作用 D.以上均不正確 5、地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑是R1,周期是T1,月球繞地球運動的軌道半徑為R2,周期為T2,則太陽質(zhì)量與地球質(zhì)量之為 。 6、地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑R,公轉(zhuǎn)周期T,萬有引力恒量G,則計算太陽質(zhì)量的表達式 ??????  7、空間探測器進入某行星的萬有引力范圍之內(nèi)以后,在靠近該行星表面的上只做勻速圓周運動,測得運動周期為T,則這個行星的平均密度 ?????? 課 堂 小 結(jié) 通過本節(jié)課的學習,我們掌握了兩種求天體質(zhì)量和密度的方法 ,特別注意環(huán)繞型,只能求道中心天體的質(zhì)量和密度,應用萬有引力定律求解時還要注意挖掘題目中的隱含條件。 課后 作業(yè) <訓練與測評>>第11頁 板 書 設(shè) 計 一、 求天體質(zhì)量和密度的兩種方法 1、 地面型mg=GMm/R2 2、環(huán)繞型F引=G=Fn=man=m. 即:G F引=G=Fn=man=mω2r 即:G=mω2·r F引=G=Fn=man=m 即:G=m 二、發(fā)現(xiàn)未知天體 課 后 反 思

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