人教版物理必修二6.4《万有引力理论的成就》教学设计

6.4《万有引力理论的成就》教学设计 　　背景分析：学生们已经学习了由牛顿发现 的万有引力定律，也清楚了由卡文迪许测量出来的引力常量。学生们也有地理基础，明白地球有公转和自转，地球公转周期大约是一年，自转周期大约是一天。 　　【教学目标】 　　（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．会用万有引力定律计算天体质量。 　　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．通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。 　　2．了解天体中的知识。 　　（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。 　　【教学重点】 　　1．行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。 　　2．会用已知条件求中心天体的质量。 　　【教学难点】 　　根据已有条件求中心天体的质量。 　　教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 　　【教学工具】 　　课件、计算机、地球仪、投影仪等多媒体教学设备。 　　【教学过程】 　　一、引入新课 　　教师活动：上节我们学习了万有引力定律的 有关知识，现在请同学们回忆一下，万有引力定律的内容及公式是什么？公式中的G又是什么？G的测定是谁完成的？ 　　学生活动：思考并回答上述问题： 　　内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。 　　公式：F=G． 　　公式中的G是引力常量，它在大小上等于质 量为1 kg的两个物体相距1 m时所产生的引力大小，经测定其值为6．67×10—11 N·m2/kg2。G的测定是由卡文迪许完成的。 　　教师活动：（播音部分） 牛顿（1643—1727）是英国著名的物理学家、数学家和天文学家，是十七世纪最伟大的科学巨匠。牛顿一生对科学事业所做的贡献，遍及物理学、数学和天文学等领域。牛顿在物理学上最主要的成就，是创立了经典力学的基本体系，对于光学，牛顿致力于光的颜色和光的本性的研究，也作出了重大贡献。牛顿在数学方面，总结和发展了前人的工作，提出了“流数法”，建立了二项式定理，创立了微积分。在天文学方面，牛顿发现了万有引力定律，创制了反射望远镜，并且用它初步观察到了行星运动的规律。 　　上面用了两个字“发现”，不是发明！正如幼儿园有一个小朋友造句：我爸爸发现了我的妈妈，然后发明了我。 　　万有引力发现后，再经过了一百多年， 才确定引力常量。卡文迪许扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T型架，倒挂在一根金属丝的下端。T形架水平部分的两端各装一个质量是m的小球，T形架的竖直部分装一面小平面镜M，它能把射来的光线反射到刻度尺上，这样就能比较精确地测量金属丝的扭转。他测定了引力常量。这也提供了我们测量微小物体质量的方法。古代，曹操的儿子曹冲利用浮力称出了大象的质量。那我们现在有没有可能利用已知的知识来称地球呢？ 　　二、进行新课 　　（一）“科学真实迷人” 　　教师活动：引导学生阅读教材“科学真实迷人”部分的内容，思考问题［投影出示］： 　　1．推导出地球质量的表达式，说明卡文迪许为什么能把自己的实验说成是“称量地球的重量”？ 　　2．设地面附近的重力加速度g= 9．8m/s2，地球半径R =6．4×106m，引力常量G=6．67×10-11 Nm2/kg2，试估算地球的质量。 　　学生活动：阅读课文，推导出地球质量的表达式，在练习本上进行定量计算。 　　教师活动：由于地球自转非常慢，一天只转了一圈，所以对应的自转偏向力很小。在这里，我们忽略不计。投影学生的推导、计算过程，一起点评。 　　kg 　　重力加速度与高度的变化：若物体静止在距离地面高为h的高空 　　（二） ... ...