2019-2020年高中物理 6.1《行星的運(yùn)動》教案 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 6.1行星的運(yùn)動教案 新人教版必修2知識與技能1 知道地心說和日心說的基本內(nèi)容。2 知道所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。3知道所有行星的軌道半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個(gè)比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān)。4理解人們對行星運(yùn)動的認(rèn)識過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的。過程與方法1通過托勒密、哥白尼、第谷、開普勒等幾位科學(xué)家對行星運(yùn)動的不同認(rèn)識，了解人類認(rèn)識事物本質(zhì)的曲折性并加深對行星運(yùn)動的理解。情感態(tài)度與價(jià)值觀1 澄清對天體運(yùn)動神秘、模糊的認(rèn)識，掌握人類認(rèn)識自然規(guī)律的科學(xué)方法。2感悟科學(xué)是人類進(jìn)步不竭的動力。教學(xué)重點(diǎn)1 理解和掌握開普勒行星運(yùn)動定律，認(rèn)識行星的運(yùn)動。學(xué)好本節(jié)有利于對宇宙中行星的運(yùn)動規(guī)律的認(rèn)識，掌握人類認(rèn)識自然規(guī)律的科學(xué)方法，并有利于對人造衛(wèi)星的學(xué)習(xí)。教學(xué)難點(diǎn)1對開普勒行星運(yùn)動定律的理解和應(yīng)用，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)可以澄清人們對天體運(yùn)動神秘、模糊的認(rèn)識。教學(xué)過程新課教學(xué)引入：62太陽與行星間的引力63萬有引力定律知識與技能理解太陽與行星間存在引力能根據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽與行星間的引力表達(dá)式理解萬有引力定律的含義并會推導(dǎo)萬有引力定律理解地面上物體所受的重力與天體間的引力是同一性質(zhì)的力，即服從平方反比定律的萬有引力過程與方法通過推導(dǎo)太陽與行星間的引力公式，體會邏輯推理在物理學(xué)中的重要性體會推導(dǎo)過程中的數(shù)量關(guān)系情感態(tài)度與價(jià)值觀 感受太陽與行星間的引力關(guān)系，從而體會大自然的奧秘 通過學(xué)習(xí)認(rèn)識和借鑒科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，充實(shí)自己的頭腦，更好地去認(rèn)識世界，建立科學(xué)的價(jià)值觀教學(xué)重點(diǎn)根據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽與行星間的引力公式，記住推導(dǎo)出的引力公式在研究具體問題時(shí)，如何選取參考系質(zhì)點(diǎn)概念的理解教學(xué)難點(diǎn)太陽與行星間的引力公式推導(dǎo)過程什么情況下可以把物體看作質(zhì)點(diǎn)教具多媒體視頻課時(shí)安排課時(shí)教學(xué)過程開普勒定律發(fā)現(xiàn)之后，人們便開始更深入的思考：行星為什么這樣運(yùn)動？這節(jié)課我們“追尋著牛頓的足跡”，用自己的手和腦，重新“發(fā)現(xiàn)”萬有引力定律。一 太陽對行星的引力 為了簡化問題，行星的軌道按圓來處理，請猜想太陽與行星的引力與什么因素有關(guān) 研究的問題中，只有太陽、行星，那么他們之間的引力可能與太陽的質(zhì)量、行星的質(zhì)量、他們之間的距離以及行星與太陽之間的媒介物有關(guān)，還可能與太陽與行星的形狀、大小有關(guān)。太陽與行星的是否可以看作質(zhì)點(diǎn)？太陽與行星之間是真空，對太陽與行星的引力有無影響？ 討論小結(jié)：太陽與行星之間的引力應(yīng)該與行星到太陽的距離、太陽的質(zhì)量、行星的質(zhì)量有關(guān)。我們先研究太陽對行星的引力，這樣只研究引力與行星的質(zhì)量以及太陽與行星之間的距離的關(guān)系。那么，F(xiàn)與r的定量關(guān)系是什么？閱讀教材：太陽對行星的引力部分。讓學(xué)生回答如何來進(jìn)行理論分析 ：根據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律，行星以太陽為圓心做勻速圓周運(yùn)動，由太陽對行星的引力提供向心力。（1） 向心力等于F=（2） 天文觀測到行星周期T，則v=代入上式得F=（3） 根據(jù)開普勒第三定律代入上式得（4） 上式中對太陽系中任何行星都相同，因而F與成正比，既F 結(jié)論：太陽對不同行星的引力與行星的質(zhì)量成正比，與太陽與行星間的距離的二次方成反比。二 行星對太陽的引力就太陽對行星的引力而言，行星是受力物體，引力與受力物體的質(zhì)量成正比，行星對太陽的引力也應(yīng)該與太陽的質(zhì)量成正比。 閱讀教材行星對太陽的引力部分，學(xué)生回答行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量、行星到太陽的距離是什么關(guān)系？ 結(jié)論：行星對太陽的引力大小與太陽的質(zhì)量M成正比，與行星到太陽的距離r的二次方成反比。三 太陽與行星間的引力綜上推導(dǎo)過程，推導(dǎo)出太陽與行星間的引力與太陽質(zhì)量、行星質(zhì)量以及兩者距離的關(guān)系式，看看能得出什么結(jié)論。 結(jié)論：太陽與行星間的引力與太陽的質(zhì)量、行星的質(zhì)量成正比，與兩者距離的二次方成反比：說明：（1） G是比例系數(shù)，與行星和太陽均無關(guān)（2） 太陽與行星間的引力規(guī)律，也適用于地球與衛(wèi)星間的引力（3） 該引力規(guī)律普遍適用于任何有質(zhì)量的物體四 萬有引力定律知道了太陽與行星之間作用力的規(guī)律，可以完全解釋行星的運(yùn)動了，那么，是什么力使得地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢？如蘋果被拋出后總要落回地面，那么是什么力使得蘋果不能離開地球呢？是否也是由于地球?qū)μO果的引力造成的？地球?qū)μO果的引力和太陽對行星的引力是同一種力嗎，若真是這樣，物體離地面越遠(yuǎn)，其受地球的引力就應(yīng)該越小，可是地面上的物體在距離地面很遠(yuǎn)時(shí)似乎重力沒有明顯的減弱，是不是不夠遠(yuǎn)，我們想這樣的高度比起天體之間的距離來說，真的不算遠(yuǎn)！再往遠(yuǎn)處設(shè)想如果物體遠(yuǎn)到地球那邊，物體是否也會象月球那樣繞地球運(yùn)動？也許真的是同一種力，我們就來探究這個(gè)問題。 月地檢測猜想：“天上”的力與“人間”的力可能出于同一根源。閱讀教材月地檢測，回答學(xué)生假定成立在牛頓時(shí)代，重力加速度已能比較精確測定，當(dāng)時(shí)也能比較精確地測定月球與地球之間的距離、月球的公轉(zhuǎn)周期，從而能夠算出月球運(yùn)動的向心加速度，證明了猜想的正確性例題：已知：=3.8m，=27.3 天，g=9.8,求結(jié)論：太陽與行星間、地球與月球間、地球與地面物體間的力是同一種性質(zhì)的力。 萬有引力定律任意兩個(gè)物體之間都有這樣的力存在嗎？閱讀教材萬有引力部分。學(xué)生回答：牛頓作了大膽的猜想，任意兩個(gè)物體間都存在著這樣的力。于是這個(gè)結(jié)論被推廣到宇宙中的一切物體之間。即： 萬有引力定律：自然界中的任何兩物體都互相吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2成正比，與他們之間的距離r的二次方成反比即 式中質(zhì)量的單位為kg，距離的單位為m，力的單位N，G叫引力常量。注：公式的適用條件（1） 適用于質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算（2） 對于可視為質(zhì)點(diǎn)的物體間的引力求解也可以利用萬有引力公式（3） 當(dāng)研究的物體不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí)，可以把物體假想分割成無數(shù)質(zhì)點(diǎn)，求分力，再求合力說明： （1） 萬有引力的普遍性，一切物體間（2） 萬有引力的相互性，兩物體間相互作用（3） 萬有引力的宏觀性，只有在質(zhì)量大星球間，它的存在才有實(shí)際物理意義（4） 萬有引力的特殊性，兩物體間只與本身有關(guān)，與周圍其他物體無關(guān) 引力常量卡文迪許通過實(shí)驗(yàn)測出G= 意義：證明了萬有引力的存在；使萬有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值；標(biāo)志著力學(xué)實(shí)驗(yàn)精密程度的提高，開創(chuàng)了測量弱引力的新時(shí)代五小結(jié)，布置作業(yè)