6-2 太阳和行星间的引力 一、教学目标： 1．知识与技能： （1）知道行星绕太阳运动的原因，知道太阳与行星间存在着引力作用。 （2）知道太阳与行星间引力的方向和表达式，知道牛顿运动定律在推导太阳与行星间引力时的作用。 2．过程与方法： （1）了解行星与太阳间引力公式的建立和科学探究的过程。 体会推到过程的数量关系。 通过建立太阳和行星运动的简化模型(椭圆--圆），培养抓住“主要矛盾”，建立物理模型的意识。 （4）初步体会对称变换。（由牛三定律和太阳对行星的引力得出行星对太阳的引力） 3．情感态度与价值观： （1）通过讲述牛顿之前科学家的猜想与推测，理解牛顿所说的：“如果我曾看得更远些，那是因为我站在巨人们的肩上”的时代背景，知道努力学习过程，就是为了站上巨人们的肩上，“看得更远”———使自己更富创造性。 （2）通过对研究太阳与行星的相互吸引力过程中参照系的转换，认识在规律面前各星体之间没有特殊性（太阳和行星都一样），培养学生要尊重规律的价值观。 二、教学过程 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 1．引入新课 师：在上一节的学习中，我们知道开普勒在前人的基础上，充分挖掘第谷的观测数据，为我们勾画出太阳系星体运动的完美图像。让我们再次体会这种完美性…… 师：开普勒行星运动定律是开普勒基于对行星运动的观测得出的，是对行星运动特点的现象的描述，为我们解决了行星做什么运动的问题。从现象到本质是物理学研究的必然过程，接下来我们需要研究什么样的问题呢？ 生：回答开普勒行星运动定律的内容。 【复习巩固，引出问题】 2.新课教学 师：请同学们来说一说你的猜想与假设。 【过程中要注意引导学生利用已有知识做推理】 师：接下来我们共同来研究这个吸引力和哪些因素有关？在这一节和下一节我们将追寻牛顿的足迹，用自己的手和脑，重新“发现”万有引力定律。 师：我们在开普勒的基础上，以行星的运动为基础，建立一个简化的物理模型：你将如何处理？ 师：有了物理模型，太阳对行星的引力，就应该是行星做匀速圆周运动的向心力。请同学们自己尝试推导：向心力与哪些因素有关？ 【适时引导：测量周期取代测量速度】 板书··· 师：同学们作出很好的推导。我们的工作完成了吗？ 根据牛顿第三定律，知道行星肯定也吸引了太阳，力的大小应该相等。这个力是否应该也和太阳有关呢？怎么能得到F和太阳的关系呢？ 【适时提示思考：以太阳为参照物行星做圆周运动，那么以行星为参照物，太阳做什么运动？】 板书··· 师：现在请同学们综合上面所做的工作，关于太阳与行星间的引力与哪些因素有关，能有一个更加准确、全面的结论了吗？ 板书··· 师：天体的运动图像如此优美，天体如此运动的原因，你不觉得也很简洁完美吗？ 文艺复兴时美学对简洁、和谐的美学追求，影响着人们对科学的简洁、和谐美的追求。 师：同学们刚才经过几十分钟的演绎推导，相互交流，充分利用了现有知识，得到了这样的结论，非常不错。同学们知道在历史上经历怎样的艰辛过程呢？ 多媒体展示简史材料。 在历史上，古希腊开始就在进行不断的猜想、推测。在那时候还没有圆周运动的规律，没有向心力的概念，没有相互作用的观念，也没有刚才用到的牛顿运动定律……伽利略、开普勒、笛卡尔，胡克，哈雷等都对此提出了自己的解释。伽利略曾经考虑过地球和天体的重力有统一性，并说：“如果他能够教给我什么使地上万物下落的原因，我就可以告诉他地球运动的原因”，还说：“……在圆周运动中，既然运动物体不断地离开并在接近它的自然终点，那么接近的倾向和抗拒的倾向在力量上就永远相等了”，这可以看到“向心力”概念的雏形，笛卡尔认为单独考虑一个物体时不存在重量，已是“相互作用”的观念。胡克等 ... ...
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