1、第3節(jié) 萬有引力定律的應用教學準備： 多媒體設備一套：可供PPT課件播放、實物投影等 教學過程： 環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設情景引入課題 環(huán)節(jié)二：回顧行星發(fā)展史( 打出 PPT2) 教師：到底誰首次發(fā)現(xiàn)了水星、木星、金星、火星和土星已無從考察但發(fā)現(xiàn)天王星、海王星、冥王星的天文學家永遠記載于歷史史冊中 （板書） 一 、預言未知星體 教師：1781年，威廉赫歇爾借助自己制造的高倍天文望遠鏡，觀測到了太陽系中的一顆新行星 天王星（注：屏幕上打出威廉 赫歇爾照） 思考一： 人們發(fā)現(xiàn)天王星的實際軌道與由萬有引力算出的理論軌道有較大的偏差，引發(fā)了人們的各種猜想，你能舉出一個印象較深刻的“猜想”嗎？ 教師 （引導學生猜想

2、）： （ 1 ）萬有引力定律是錯誤的 （ 2 ）天王星外還有一顆未知行星，它對天王星有較大的引力作用 人們根據(jù)猜想（ 2 ），用萬有引力定律計算出天王星外未知星體的軌道 半徑 , 果然在所算出的位置發(fā)現(xiàn)海王 星 人們稱它為“筆尖下發(fā) 現(xiàn)的行星” 多媒體演示：在 PPT2 上按時間順序打出三位海王星的發(fā)現(xiàn)者照片并介紹海王星的發(fā)現(xiàn)過 程思考二： 你覺得勒威耶能發(fā)現(xiàn)新的行星 海王星，最難能可貴的是什么？對你有什么啟？ 學生活動： 思考三： 湯博用什么方法發(fā)現(xiàn)了第九顆行星 冥王星？ （ PPT2 打出湯博照片，字幕：美國天文學家湯博 發(fā)現(xiàn)冥王星 ） 海王星的引力部分解釋了天王星軌道的誤差，但不能完全解

3、釋之一決問題，天文學家相信海王星軌道之外還存在一顆未知行星但這顆神秘行星太遠太暗了，經(jīng)過幾代人近一個世紀的努力，才于 1930 年出現(xiàn)在美國天文學家湯博的視野里這顆遠離太陽的行星被稱為冥王星至此，“太陽系九大行星”的格局堅持了70多年 思考四： 本文提到的科學家都運用了一種共同的科學研究方法，你知道是什么方法嗎？ 學生活動： 教師：發(fā)現(xiàn)海王星有什么意義？ 學生活動： 教師總結(jié)： （ 1 ）進一步驗證了萬有引力定律的正確性 （ 2 ）根據(jù)同樣的方法美國天文學家湯博發(fā)現(xiàn)了冥王星 （ 3 ）說明科學理論具有預見性 ( 一個成功的理論不僅要能解釋已知的事實 , 更重要的是能預言未知現(xiàn)象 ) 學生舉例說

4、明：哈雷彗星回歸（板書）二、預言 彗星的回歸 教師：（打出 PPT3 ） 哈雷，英國著名天文學家、數(shù)學家哈雷彗星的發(fā)現(xiàn)者 過渡：萬有引力定律作為一個自然界最基本的定律，無論是在理論研究還是工程設計方面都有著極其廣泛的應用宇宙物理中常常以測定天體的萬有引力產(chǎn)生的效應來斷定天體的位置和質(zhì)量；在電磁探測受局限的地域，可以通過萬有引力的測量計算，來探知地下物質(zhì)的密度，從而斷定地下礦藏的分布或是地下墓穴的規(guī)模和位 置 環(huán)節(jié)三：復習準備 , 為計算天體的質(zhì)量做鋪墊教師： （回顧 PPT1 ） 太陽系中的各大行星圍繞不同半徑的軌道運行 , 請你用圓周運動的有關知識分析它們的線速度 v 、角速度、向心加速度

5、a 、周期 T 與軌道半徑 r 大小的關系 學生討論與交流： （學生將討論結(jié)果通過實物投影展示） （環(huán)節(jié)四： 天體質(zhì)量的計算方法 ） 過渡： 像太陽、地球這些天體，我們無法直接測量它們的質(zhì)量 , 現(xiàn)在我們是否能用萬有引力定律找出計算天體質(zhì)量的方法？ （板書）三、 天體質(zhì)量的計算方法 【問題】 （ 1 ）若地球 m 圍繞太陽 M 做圓周運動的周期為 T ，圓周運動的軌道半徑為 r ，萬有引力常量為 G ， M ？ 學生討論交流： 計算天體質(zhì)量的基本方法： a. 天體（衛(wèi)星、行星、恒星）之間存在著萬有引力； b. 衛(wèi)星繞行星、行星繞恒星的橢圓運動近似可看成勻速圓周運動； c. 勻速圓周運動的向心力

6、來自它們之間的萬有引力 計算天體質(zhì)量的基本思路：討論與交流： 變化 1：地球 m 圍繞太陽 M 做圓周運動的線速度為 v ，圓周運動的軌道半徑為 r. 求 M ？ 變化 2：若地球 m 圍繞太陽 M 做圓周運動的線速度為 v ，圓周運動的周期為 T, M ？ 學生活動：自主思考，充分討論，展示自己的解決方法，體驗解決問題的喜悅 教師： 如果知道太陽的半徑 R, 如何估測太陽的平均密度？ 討論交流： ( 學生可能會混淆地球運行軌道半徑 r 和太陽半徑 R ，教師注意糾正 ) 教師： 同學們運用萬有引力定律求解天體質(zhì)量的方法，能求出地球的質(zhì)量嗎？如果能，需要知道哪些量？ 怎樣才能求出地球的質(zhì)量？

7、學生活動：自主思考并做答 （ 2 ）若已知萬有引力常量 G 、地球半徑 R 和重力加速度 g, 并認為地球表面的物體受到的重力等于地球?qū)ξ矬w的萬有引力 , 求地球的質(zhì)量 學生討論交流： 基本思路： 教師： 計算中央天體質(zhì)量時采用哪些方法？請同學歸納一下 學生活動：（環(huán)節(jié)五： 拓展（根據(jù)實際教學情況進行） 第 52 頁“發(fā)展空間中”估測太陽密度 環(huán)節(jié)六：課后小結(jié)這節(jié)課我們運用萬有引力定律和圓周運動的規(guī)律, 討論了兩種計算天體質(zhì)量的基本思路和方法萬有引力定律還有哪些應用？ 通過實例復習萬有引力定律和圓周運動知識教學流程圖： 學習效果評價： （略）根據(jù)教學實際設計 教學反思：1在處理行星發(fā)展史教學環(huán)節(jié)上重描了一下捕捉、搜集了大量天文學家的事跡，對這些教學資源信息進行甄別、篩選、優(yōu)化整合，制作PPT課件，成為本節(jié)的一大亮點，激活學生學習的興奮點