人教版高中物理必修2教学设计 课题 万有引力理论的成就 单元 7 学科 物理 年级 高一 教材 分析 本节教材简要介绍了万有引力理论在天文学上的重要应用，即“称量”地球的质量，“计算天体的质量”，“发现未知天体”。教材首先通过“称量”地球的质量，在不考虑地球自转影响的情况下，认为地面上的物体所受重力和引力相等，进而得到只要知道了地球表面的重力加速度和引力常量，即可计算出地球的质量。这种设计思路既给出了应用万有引力定律解决问题的一种思路，也展示了万有引力理论的魅力———称量地球的质量”。教材随后作为示范，以计算太阳质量为例，给出了运用万有引力定律计算天体质量的方法，思路清晰，表述规范。最后从科学史的角度，简要介绍了亚当斯和勒维耶发现海王星的过程，都显示了万有引力理论的巨大成就。因此，通过这一节课的学习，一方面要使学生了解运用万有引力定律解决问题的思路和方法，另一方面还要能体会到科学定律对人类探索未知世界的作用，激发学习兴趣和对科学的热爱之情 教学目标与核心素养 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：培养学生认真严禁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 1．地球质量的计算、太阳等中心天体质量的计算。 2．通过数据分析、类比思维、归纳总结建立模型来加深理解。 难点 根据已有条件求中心天体的质量。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 在初中，我们已经知道物体的质量可以用天平来测量，生活中物体的质量常用电子秤或台秤来称量。 出示图片:天平、电子秤、台秤 阿基米德曾说过：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。” 出示图片：阿基米德撬起整个地球 那么如果给你一个足够长的杠杆或足够大的天平你是否就可以称量地球的质量了呢？ 不可以。 对于地球，我们怎样“称量”它的质量呢？ 观察图片积极讨论思：考对于地球，我们怎样“称量”它的质量呢？ 创设情境，激发学习兴趣。 讲授新课 一、“称量”地球的质量 上一节我们学习了万有引力定律： ，这一节我们就来学习怎样利用它来算出下面地球的质量。 思考讨论：计算地球的质量时，我们应选择哪个物体作为研究对象？运用哪些物理规律？需要忽略的次要因素是什么？ 出示图片：地球 如图以地球表面物体为研究对象，物体m在纬度为θ的位置，万有引力指向地心,它可分解为两个分力：m随地球自转围绕地轴运动的向心力Fn和重力G。 实际上随地球自转的物体向心力远小于重力，在忽略自转的影响下万有引力大小近似等于重力大小。 1、计算地球质量 不考虑地球自转的影响，地面上质量为 m 的物体所受的重力 mg 等于地球对物体的引力，即： m 地是地球的质量；R 是地球的半径，也就是物体到地心的距离。由此解出: 已知重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R =6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，试估算地球的质量。 解： 答：地球的质量约为6×1024kg 地面的重力加速度 g 和地球半径 R 在卡文迪什之前就已知道，一旦测得引力常量 G，就可以算出地球的质量m 地 。因此，卡文迪许把他自己的实验说成是 “称量地球的重量”。 出示图片：卡文迪许 二、计算天体的质量 应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳的 ... ...
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