人教版高中物理必修2《4.万有引力理论的成就》教学设计

6.4万有引力理论的成就 本节课在万有引力之后，宇宙航行之前。内容重点有二：1.万有引力成历史地位及相关重要事件。2.求天体质量两条思路。 本节设计不仅要讲清解题线索，还要营造气氛突出成就及历史地位的演变。 一、三维目标 （一）知识与技能 1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。 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.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.培养学生根据事件的之间相似性采取类比方法分析新问题的能力与方法。 2.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 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。 二 、教学重点、难点 重点：1.会用已知条件求中心天体的质量。2.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。 难点：根据已有条件求中心天体的质量。 三、教学方法 教师介绍地球质量的计算表达式。 根据万有引力作为行星圆周运动的向心力，计算天体的质量；进一步类比联想推理，最后归纳总结建立模型———中心天体质量的计算。 四、教学过程 （一）复习及新课引入 复习万有引力定律及公试 教学前置 教师： “万有引力定律发表后，影响是巨大的。但这种影响并非体现在人们的日常生活当中，而是它把自古被人们神话的太阳、月亮在受力的本质上与地表的一个 ‘苹果’相等同。这对人们固有的世界观产生了极大的冲击，让很多人一时无法接受。但同时让一些原本看起来并不可能研究的问题，变得似乎可能起来……” （ ‘苹果’主要借助传说和月-地检验） 下面我们进入本节课的第一个环节（过度） （二）新课教学 1.科学真是迷人 （板书） “地球是巨大的” 突出庞大及不可随意亵渎 阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句名言。“给我一个支点，我可以撬动地球。” 尽管他无法做到，但无疑是“合理”的 “这是科学的魄力” （营造气势） 在万有引力发表一百来年的日子里，人们争论纷纷。这时有人发出这样的豪言： “我将在实验室称量地球的质量” ———亨利·卡文迪许 让我们来看看他的思路 忽略地球自转的微小影响 地面上的物体的重力等于地球对它的引力。 EMBED Equation.3 （板书） 其中g、R在卡文迪许之前已经知道，而卡文迪许测出G后，就意味着我们也测出了地球的质量。因此，卡文迪许把他自己的实验说成是“称量地球的重量” 。 卡文迪许被称为“第一个称量地球质量的人”！ 介绍：卡文迪许及评价———激发对科学的崇敬 “科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！” ———马克·吐温 由这一句引出：这话虽然出自一位外行人之口，却道出了科学发现的精髓。———见微知著 练习：通过零星的信息计算天体的质量 小明同学参加了一次某类地行星的登陆夏令营。（创设情景加强印象） 他站在已知距地面高h的平台上自由释放一小球，粗测经过时间t落地。小明指着显示星球半径为R的游览手册，笑着对同学说我可以算出这颗星球的质量，你能说出他的计算过程吗？ 要学生讲出思路就可 指出：求g是在地表求地球质量的主要线索。 但不是什么天体都能登得上去的。求天体质量必有别的思路。 2.计算天体的质量 例题：小明同学随航天飞机到某一恒星系考察，航天飞机在圆周半径为r的轨道上，测出在无动力情况下（仅受引力）匀速绕该恒星一周时间为T， 请各位同学由以上条件估算该恒星质量。 扩展：木星是太阳系中最大的行星，它有众多卫星。如果可以通过观测卫星运行的相关信息，使用引力公式来求木星的质量。试总结都可以测量哪些量，通过组合求得木星质量？ 试推导用这些 ... ...