课时教学设计 课题 第三节 万有引力理论的成就 授课时间：2024年5月17日 课型：观察探究课 课时：一课时 教学目标 一、教学目标 1．了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系，计算地球质量； 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．了解万有引力定律在天文学上有重要应用。 二、核心素养 物理观念：建立天体运动模型的物理观念，培养学生的时空观念、和相互作用观念。 科学思维：通过学习培养学生善于观察、善于思考，善于动手的能力。 科学探究：探究重力与地球自转之间的关系。 科学态度与责任：培养学生认真严谨的科学态度和大胆探究的心理品质；体会物理学规律的简洁性和普适性，领略物理学的优美。 重点难点 重点：建构模型，计算天体质量，讨论天体密度，理解解决相关问题的思路。 难点：在具体的问题中应用万有引力定律解决问题。 教学准备 圆周运动演示器 教学PPT课件 教 学 过 程 活动设计 课前引导提问 3.研究向心力的规律 观察各种圆周运动 4. 课堂练习 环节一：课前引导提问 教师活动：提问 万有引力定律的内容是什么？ 星星表面近距离万有引力等于什么？ 性质来说两个万有引力是什么力？ 学生活动：让学生回答 1.自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。F=MmG/r2 G=6.67x10-11Nm2/Kg2 2.行星表面近距离万有引力等于重力 3.万有引力性质来说一对作用力和反作用力 环节二：让学生观察以下图 请同学们观察这两张图，然后说出你们的想法 环节三：讨论行星运动的规律 一、情境引入 师：同学们，物理实验中我们想要称某个物体的质量要用到什么工具？ 生：天平。 师：那生活中呢？ 生：电子秤、台秤等。 师：如果老师想要知道地球的质量，我们该如何称地球的质量呢？阿基米德曾说：“给我一个支点，我可以撬动地球。”那我可不可以拿个大杠杆或者大天平来称一称地球？ 生：不可以，无法实现！ 师：是的同学们，那我们实践不行转理论计算，其实我们新学的万有引力定律就是一个最好的额天平！让我们来看看是如何计算的。以地球上某个物体为例，若不考虑地球自转的影响，这个物体受到什么力啊？ 生：重力。 师：重力是怎么产生的？ 生：由于地球对物体的吸引产生的。 师：也就是说是万有引力提供的，因此我们可以列出一个等式：F引 = G，我们将万有引力和重力表达式代入，看能不能得到地球质量表达式？ 生： 师：在人们知道g和R值得前提下，如果知道G值就可以知道地球质量了。G值是谁在哪个实验中得到的？ 生：卡文迪什扭秤实验。 师：因此卡文迪什称这个实验为“称地球质量的实验。”这里为什么可以不考虑地球自转的影响呢？我们通过估算赤道上质量为1kg的物体受到的向心力来感受一下，这些数值是计算时要用到的。通过计算该物体受到的向心力约为0.034N，该物体的重力约为10N。然后我们将该物体放到地球上任意位置来看一下它的受力情况。当它在赤道上时，受到重力和向心力，也就是说万有引力不仅提供重力还提供向心力，但是由于向心力相对于重力很小，所以可以约等于G；当它在南北极时，物体就不受到向心力，那么万有引力只提供重力；当它在南北半球时，物体受到重力，而且还受到向心力，这时根据平行四边形定则，引力等于重力加向心力，由于向心力相对于重力很小，因此还是约等于G。综上我们可以发现，地球自转的影响可以忽略。求地球质量的第一个方法：F引 = G，还有没有其他方法？如果不借助地球上物体，借助填上的物体可以吗？比如月球？以月球环绕地球为例，地球给月球的引力提供月球环绕的向心力，这里月球向心力公式用哪一个 ... ...
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