万有引力定律

一．设计思想：本章学生通过有关史实了解万有引力的发现过程。知道万有引力定律。认识发现万有引力定律的重要意义，体会科学定律对人类探索未知世界的作用。了解科学技术的互动作用，发展学生的好奇心求知欲及探索科学的兴趣。本节内容是万有引力定律应用的归纳与总结，要求通过本节的习题，树立万有引力定律在天体运动中应用的基本思想，理清各物理量之间的关系，把握求解天体运动问题的基本思路和方法。课堂教学中通过交流与讨论完成教学任务，在教学中逐步渗透物理学研究问题的方法。

教学目标：

知识与技能：

了解万有引力定律的建立线索.

进一步理解万有引力在天文学上的应用。

能够应用万有引力定律公式和向心力公式进行相应的计算。

能够简单综合分析相关的实际问题。

过程与方法：

1．通过了解万有引力定律的建立线索．领略人类对宇宙的认识与研究方法。

2．通过了解万有引力定律的应用，体会理论对实践的指导价值．

情感态度与价值观：

通过了解万有引力定律的建立线索，体会人类对真理的不屈不挠的追求精神。

通过了解万有引力定律的应用，领略人类智慧的光芒，理解意识的能动作用的巨大

通过本章知识复习，增强学生对宇宙空间研究的兴趣，激发学生致力于科学研究的激情和献身精神。

教学的重点与难点：

1．教学重点：万有引力与圆周运动的结合应用。

2．教学难点：1通过万有引力定律建立线索的了解，理解理论的建立方法。

２万有引力在天文学上的应用。

四．教学内容及变化

　　　　本节内容包括万有引力定律的建立线索及万有引力与圆周运动的结合应用，主要变化有：

教学内容的调整。增加了物理学史的内容，领略理论建立的过程，体验建立过程的艰辛和得到结论的喜悦。

通过天体运动中对轨道和重力的处理，强调了物理问题研究的科学方法－“近似处理”

通过实例，增加了物理与科学技术的联系。

五．教学方法及教学策略建议意

教学方法：讨论　　练习　　探究　　讲授　　

教学策略：

【新课导入】万有引力定律的建立线索是什么？

【师生共同活动】万有引力定律的建立线索

神奇行星运动，第谷的观测数据　　　　　　不完整的事实（或不严谨的推理）

开普勒行星运动定律　　　　　　　　　　猜想与假设

太阳对行星的引力

行星对太阳的引力（作用力与反作用力）　　　　　可检验的结论

太阳与行星间的引力F∝GMm/R2

观测数据支持“地球与月球的引力”。

“地球与地面物体的引力”的猜想

推广到一切物体（万有引力定律）

测定引力常数（后人的工作）

称量天体的质量，发现未知天体，航天事业　　　　　新事实的检验

开普勒的墓志铭：我曾测量天空，现在测量幽冥，灵魂飞向天国，肉体安息在土中。

诗：自然和自然的法则在黑暗中隐藏，上帝说，让牛顿去吧，于是一切都被照亮。

马克.吐温说，科学真是迷人，根据零星的事实，添一点猜想，竟能赢得那么多收获。

同学们就让我们检验一下我们的收获。

【课堂练习】

示例１：若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星（ ）

A．速度越大 B 角速度越大

C．向心加速度越大 D 周期越大

示例2：某中子星的质量大约与太阳的质量相等，为2.0×1030Kg,但是它的直径只有10Km，求：

此中子星表面的自由落体加速度

贴近中子星表面，沿圆轨道运动的小卫星的速度

示例3：网上消息：某年某月某日，一质量为１００Ｋｇ，周期为１.０ h的人造环月宇宙飞船发射成功。一位同学记不住引力常量G的数值且手边没有可查找的资料，但他记得月球半径约为地球半径的1/4，月球表面重力加速度约为地球的1/6，经过推理，他认定该消息是则假新闻，试写出他的论证方案（地球半径约为6.4×103）

【学生活动】分析示例1-示例4中，

学生就老师提出的问题去阅读题目，寻求答案；然后四人一组交流谈论，初步归纳出如何结合万有引力与圆周运动解决物理问题，

【教师活动】题目中哪些问题运用了“近似处理”，本章中还有那些地方运用了“近似处理”

【学生活动】初步归纳如何运用“近似处理”的方法来解决物理问题。

【课堂小结】解决天体运动问题的基本思路：万有引力提供向心力

附件：中子星：中子星的密度为10的11次方千克/立方厘米， 也就是每立方厘米的质量竟为一亿吨之巨！对比起白矮星的几十吨/立方厘米，后者似乎又不值一提了。 事实上，中子星的质量是如此之大，半径十公里的中子星的质量就与太阳的质量相当了。



　　同白矮星一样，中子星是处于演化后期的恒星，它也是在老年恒星的中心形成的。只不过能够形成中子星的恒星，其质量更大罢了。根据科学家的计算，当老年恒星的质量大于十个太阳的质量时，它就有可能最后变为一颗中子星，而质量小于十个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。



　　但是，中子星与白矮星的区别，决不只是生成它们的恒星质量不同。它们的物质存在状态是完全不同的。



　　简单地说，白矮星的密度虽然大，但还在正常物质结构能达到的最大密度范围内：电子还是电子，原子核还是原子核。而在中子星里，压力是如此之大，白矮星中的简并电子压再也承受不起了：电子被压缩到原子核中，同质子中和为中子，使原子变得仅由中子组成。而整个中子星就是由这样的原子核紧挨在一起形成的。可以这样说，中子星就是一个巨大的原子核。中子星的密度就是原子核的密度。



　　在形成的过程方面，中子星同白矮星是非常类似的。当恒星外壳向外膨胀时，它的核受反作用力而收缩。核在巨大的压力和由此产生的高温下发生一系列复杂的物理变化，最后形成一颗中子星内核。而整个恒星将以一次极为壮观的爆炸来了结自己的生命。这就是天文学中著名的“超新星爆发”。

课程设计评价

本节课符合新课标的要求，针对的是基础相对薄弱的学生，符合学生的实际情况，为大多数学生提供了有效的学习指导，在学习过程中，能积极调动学生参与教学的积极性，充分发挥了学生的主观能动性，激发了学生的学习兴趣。在教学过程中领会了在新课标注重过程的教学，改变了传统的教学模式，并对教材进行了再创造，优化了教学过程。在教学过程中思路清晰，始终贯穿着一条清晰的主线，教师有效的控制着教学的节奏和过程。本节课是这一章内容的最终落脚点，在内容上比较充实，所选择的例题符合学生的实际，起点低，坡度小，学生能够达成教学目标。

高中物理《万有引力定律》教案(2)教科版必修2