人教版必修二6.2《太阳与行星间的引力》WORD教案3
人教版必修二6.2《太阳与行星间的引力》WORD教案5
第2节 太阳与行星间的引力【学习目标】1.知道行星绕太阳运动的原因是受到太阳引力的作用.2.理解并会推导太阳与行星间的引力大小.3.记住物体间的引力公式F=2r Mm G. 【自主学习】1.牛顿在前人对惯性认识的基础上,通过进一步的研究后认为:力是改变物体速度(包括改变速度的方向)的 .也就是说,行星之所以绕太阳运转,而没有沿直线做匀速运动离开太阳,就是因为太阳对行星有 ,这个力使行星产生了 .2.为了简化,我们把行星的运动看成是匀速圆周运动.假定有一颗行星,它的质量为m ,公转周期为T ,轨道半径(行星到太阳的距离)为r ,那么,太阳对行星的引力F 就 行星绕太阳运动的向心力,即F= 。
3.太阳与行星间的引力跟太阳的质量、行星的质量成 ,跟它们之间的距离的二次方成 。
写成公式就是F= 。
4.由公式和可以得到F = ,这个式子表明太阳对不同行星的引力,与 成正比,与 成反比。
5.在对太阳与行星间的引力的探究过程中我们运用的定律和规律是【合作探究 精讲点拨】:例1:一位同学根据向心力F=m r v 2说,如果人造卫星质量不变,当轨道半径增大到2倍时,人造卫星需要的向心力减为原来的1/2;另一位同学根据引力公式F ∝2Mm r 推断,当轨道半径增大到2倍时,人造卫星受到的向心力减小为原来的1/4。
这两个同学中谁说的对?为什么?针对训练:1.一群小行星在同一圆形轨道上绕太阳旋转,这些小行星具有( )A.相同的速率B.相同的加速度C.相同的运转周期D.相同的角速度2.下面关于行星对太阳的引力的说法中正确的是( )A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比,与行星的质量无关C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比,与行星距太阳距离成反比例2..两个行星的质量分别为m1、m2,绕太阳的轨道半径是r1和r2,若它们只受太阳引力作用,那么它们与太阳之间引力之比为,它们的公转周期之比为。
人教版高中物理必修二62 太阳与行星间的引力 教案设计
人教版高中物理必修二6.2-太阳与行星间的引力-教案设计4/ 1-教案设计人教版高中物理必修二6.2-太阳与行星间的引力课前预学阅读课本内容,体验探究过程:.上一节从运动学的角度描述了行星运动的规律:开普勒三定1律行星为什么会做这样的运动?提出问题:从动力学的角度来看,猜想与假设:简化模型:演绎与推理:.复习力、质量、速度、加速度、向心力、向心加速度等概念,2完成天上与地上的联系,为推理打基础行星以太阳为圆心做匀速,设,这个力应该是来自于圆周运动需要__________教则行星绕太,行星到太阳的距离为r,行星质量为m,线速度为v学若行星绕太阳运动。
=__________阳做匀速圆周运动的向心力F n还可以表示F_________,所以v与T的关系是则的周期为T,n过__________。
为程一、导入新课上一节从运动学的角度描述了行星运动的规律:提教师活动:1.问开普勒三定律的内容。
年发表了行星运动的三个定律,解决和16192.开普勒在1609深情地叩问:但好奇的人们,面向天穹,了描述行星运动的问题,是什么力量支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢?二、进行新课行星为什么会做.从动力学的角度来看,1 这样的运动?1)设置情境:(进一步体,用线拉小球作为道具教师活动:验曲线运动的受力要求同学回答:线的拉力提供向心力。
假设未知数2)提供地球绕太阳运动的情景,(教师提示:从地上到宇宙,要改变任何物体的运动速度(包括改变速度的方向)都需要力,使行星烟圆或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点这个力应该是来自于太阳的引力。
的力,引导看书:伽俐略、胡克、哈雷等(3)科学家研究太阳对行星引力所做出的贡献.行星受到的引力究竟跟哪些因素有2 关?T(1)教师布置:结合第一个模型,若已知圆周运动周期为,定量推导拉力的大小。
=FF)讨论得出:向心力的来源2(向2?4r?mF从运动的角度2T明确表达式中各物理量的含义:4/ 2人教版高中物理必修二6.2-太阳与行星间的引力-教案设计4/ 3人教版高中物理必修二6.2-太阳与行星间的引力-教案设计4/ 4。
人教版高中物理必修二第六章第二节《太阳与行星间的引力》说课稿+教学设计
《太阳与行星间的引力》说课稿我课题选自人教版全日制普通高级中学教科书,必修二第六章第二节《太阳与行星间的引力》。
我将从教材分析,学情分析,教法与学法,教学设计,板书设计,五个方面展开我的说课,首先让我们开始说课第一部分教材分析。
教材的地位和作用,从行星运动规律到万有引力定律的建立过程,是本章的重要内容,是极好的科学探究过程教育素材。
在行星运动规律与万有引力定律两节内容间安排本节内容,是为了更突出发现万有引力定律的这个科学内容。
从问题的提出、猜想与假设、演绎与推理、结论的得出、检验论证等,是一次很好的探究性学习过程。
通过探究太阳与行星间的引力,即巩固了开普勒运动定律,又为今后万有引力定律的得出打下基础,因此在知识结构上有承上启下的作用,在本章知识体系中占据着重要的地位。
鉴于此,我设计了以下三维教学目标。
知识与技能目标:1、知道行星绕太阳运动的原因是到太阳引力的作用。
2、知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源。
3、知道太阳与行星间引力的方向和表达式,知道牛顿定律在推导太阳与行星间的引力时的作用。
4、领会应用易测量的量去求引力。
过程与方法目标:1、了解太阳与行星间的引力公式的建立和发展过程。
2、体会推导过程中的数量关系。
情感态度与价值观1、了解关于行星绕太阳运动的不同观点和引力思想形成的历程。
2、了解太阳和行星间的引力关系,体会大自然的奥秘。
针对教学重难点我是这样理解的,结合新课标,我将把重点放在太阳与行星间的引力公式的理解上,而将难点放在太阳与行星间的引力公式的推导过程上。
通过对学生和教材的深入研究后,我将进行以下学情分析:在知识层面上学生已经知道了做匀速圆周运动需要向心力,及开普勒三大定律等,在能力层面上已经具备了观察分析能力,解决问题的能力。
在对新事物有着强烈好奇心的作用下,完全有能力通过探究性学习来完成本节课的内容。
那么有了以上的基础又该如何教如何学呢!让我们一起进入教法与学法,针对教学重难点,我将采取以下教法:思维引导法,一步步的引导学生对太阳与行星间的引力的科学探究过程。
人教版必修二6.2《太阳与行星间的引力》WORD教案3
第七章万有引力与航天2 太阳与行星间的引力一、教学目标1.知识与技能(1)了解关于行星绕太阳运动的不同观点和引力思想形成的历程。
(2)在开普勒行星运动定律、匀速圆周运动知识和牛顿运动定律的基础上,推导得到太阳与行星间的引力,促进学生对此规律有初步理解。
(3)了解牛顿得到太阳与行星间的引力与其它学科之间的联系。
2.过程与方法(1)追寻得出太阳与行星间引力的科学探究过程,认识科学探究中交流和独创的意义。
(2)了解物理学的研究方法,认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。
3.情感态度与价值观(1)领略自然界的奇妙与和谐,蕴涵其中的规律之简洁,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
(2)培育与他人合作的精神,将自己的见解与他人交流的愿望,和勇于修正错误的科学精神。
二、设计思路为了让学生了解建立物理模型、运用数学工具进行数学推导发现物理规律的研究方法,这需要学生的参与、教师的引导和指导。
另外,可以把学生分析和解决问题的过程与科学家的探索工作比较,可以培育学生的科学情感,领悟研究方法。
在1665、1679和1687年,牛顿先后三次研究了太阳与行星间引力,推导得到关于太阳与行星间引力的数学关系式,认识到引力的普遍性。
在本节教科书内容的基础上可以补充牛顿吸收前人和同时代他人成果,以及自己创造性地推导得到关于太阳与行星间引力的椭圆轨道的数学关系式等细节。
而认识到引力的普遍性,是下一节的内容。
本节课的教学活动和学生活动的安排,力求按两条线索展开,明线是引导学生在解决了行星运动的运动学问题的基础上探索解决行星运动的动力学问题,促使学生拓展性地运用前面已学的经典力学知识(此前用于解决地球上的问题)解决天体运动,暗线是再现历史上牛顿完成这些探索性工作的细节和历史意义。
三、教学重点、难点1.教学重点及其教学策略:重点:太阳与行星间引力的推导。
教学策略:引导学生动手参与推导过程,关注学生推导细节并及时交流和反馈,总结推导步骤;教师呈现推导过程要层次分明,突出关键。
2017人教版高中物理必修二6.2《太阳与行星间的引力》word学案
四川省雷波县民族中学高中物理6.2 太阳与行星间的引力教案新人教版必修2学习目标课标要求1、知道太阳与行星间引力的存在,知道行星绕太阳做圆周运动向心力来源。
2、知道太阳与行星间的引力的方向和表达式3、理解太阳与行星间的引力表达式得出的思路和过程。
重、难点根据开普勒行星运动定律、圆周运动知识和牛顿运动定律推导出太阳与行星间的引力公式.巩固基础1.下面关于太阳与行星间的引力的说法正确的是()A.太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力B.太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,与行星和太阳间的距离成正比C.太阳对行星的引力是由实验得出的D.太阳对行星的引力规律是由开普勒定律、牛顿运动定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的2.关于行星与太阳间的引力公式中G的理解正确的是()A.与行星质量有关,而与太阳质量无关B.与太阳质量有关,而与行星质量无关C.与行星、太阳质量都有关D.与行星、太阳质量都无关3.太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,这个引力的大小()A、与行星距太阳间的距离成正比B、与行星距太阳间的距离成反比C、与行星运动的速率的平方成正比D、与行星距太阳的距离的平方成反比4.太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F′大小相等,其依据是()A.牛顿第一定律B.牛顿第二定律C.牛顿第三定律D.开普勒第三定律5.苹果落向地球,而不是地球向上运动碰到苹果,发生这个现象的原因是()A.由于苹果质量小,对地球的引力小,而地球质量大,对苹果引力大造成的B.由于地球对苹果有引力,而苹果对地球无引力造成的C.苹果与地球间的引力是大小相等的,由于地球质量极大,不可能产生明显的加速度D.以上说法都不对6.太阳与行星间的引力大小为,其中G为比例系数,由此关系式可知G的单位是()A. B. C. D.提升能力7.关于地球和太阳,下列说法中正确的是()A.地球对太阳的引力比太阳对地球的引力小得多B.地球围绕太阳运转的向心力来源于太阳对地球的万有引力C.太阳对地球的作用力有引力和向心力D.在地球对太阳的引力作用下,太阳绕地球运动8.下列说法正确的是()A.在探究太阳对行星的引力规律时,我们引用了公式这个关系式实际上是牛顿第二定律,是可以在实验室中得到验证的B.在探究太阳对行星的引力规律时,我们引用了公式这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式,它是由线速度的定义式得来的C.在探究太阳对行星的引力规律时,我们引用了公式,这个关系式是开普勒第三定律,是可以在实验室中得到证明的证明的感悟经典宇宙的年龄星系的。
物理:6.2《太阳与行星间的引力》教案(新人教版必修2).doc
6.2太阳与行星间的引力一、教学目标1、了解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、掌握行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源。
3、掌握太阳与行星间引力的方向和表达式,牛顿定律在推导太阳与行星间引力时的作用。
二、重点难点重点:对太阳与行星间引力的理解。
难点:太阳与行星间的引力公式的推导过程。
三、巩固练习1、行星之所以绕太阳运动,是因为( )A、行星运动时的惯性作用B、太阳是宇宙的控制中心,所以星体都绕太阳旋转C、太阳对行星有约束运动的引力作用D、行星对太阳有排斥力作用,所以不会落向太阳2、太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等,其依据是( )A、牛顿第一定律B、牛顿第二定律C、牛顿第三定律D、开普勒第三定律3、下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是( )A、太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力B、太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,与行星和太阳间的距离成反比C、太阳对行星的引力规律是由实验得出的D、太阳对行星引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的4、关于太阳与行星间引力F = GMm/r2 的下列说法中正确的是( )A、公式中的G 是比例系数,是人为规定的B、这一规律可适用于任何两物体间的引力C、太阳与行星的引力是一对平衡力D、检验这一规律是否适用于其它天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性5、陨石落向地球是因为( )A、陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力B、陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等,但陨石的质量小,加速度大,所以改变运动方向落向地球C、太阳不再吸引陨石,所以陨石落向地球D、陨石是在受到其它星球斥力作用后落向地球的6、2005 年7 月4 日,美国宇航局的“深度撞击”计划在距离地球1.3 亿千米处实施,上演一幕“炮打彗星”的景象,目标是“坦普尔一号”彗星。
假设“坦普尔一号”彗星绕太阳远行的轨道是一个椭圆,其轨道周期为 5.74 年,则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法正确的是( )A、绕太阳运动的角速度不变B、近日点处线速度大于远日点处线速度C、近日点处线速度等于远日点处线速度D、其椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数7、太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道,地球与太阳之间平均距离约为1.5 亿千米,结合下表可知,木星与太阳之间的平均距离约为( )A、6.0亿千米B、7.8C、9.3亿千米D、12.4亿千米8、几十亿年来,月球只是以同一面对着地球,人们只能看到月貌的56%,由于在地球上看不到月球的背面,所以月球的背面被蒙上了一层十分神秘的面纱。
6.2太阳与行星间的引力 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修2新课 第六章:万有引力定律 (3)
6.2太阳与行星间的引力【知识与技能】1、理解太阳与行星间存在引力。
2、能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式。
【过程与方法】通过推导太阳与行星间的引力公式,体会逻辑推理在物理学中的重要性。
【情感态度与价值观】感受太阳与行星间的引力关系,从而体会大自然的奥秘。
【教学重难点】1、据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式2、太阳与行星间的引力公式的推导【教学过程】★重难点一、牛顿的思考与推论★1.思考在前人对惯性研究的基础上,牛顿开始思考物体怎样才会不沿直线运动的问题,他的回答是:以任何方式改变速度都需要力。
2.推论行星沿圆或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点的力,这个力应该就是太阳对它的引力。
不仅如此,牛顿还认为,这种引力存在于所有物体之间,从而阐述了普遍意义下的万有引力定律。
★重难点二、太阳与行星间的引力★1.简化模型(1)行星绕太阳做匀速圆周运动。
(2)太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力。
2.推导过程★特别提醒一、求解天体间或实际物体间的引力问题时,限于具体条件,有些物理量不便直接测量或直接求解,此时可利用等效的方法间接求解,或通过舍去次要因素、抓住主要矛盾的方法建立简化模型,或通过相关公式的类比应用消去某些未知量。
二、对F =G Mm r 2的理解 1.公式表明,太阳与行星间引力的大小,与太阳的质量、行星的质量成正比,与两者距离的二次方成反比。
2.式中G 是比例系数,与太阳、行星都没有关系。
3.根据向心力的方向特点,太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向。
4.我们在已有的观测结果(开普勒行星运动定律)和理论引导(牛顿运动定律)下进行推测和分析,所得出的结论不但适用于行星与太阳之间的作用力,而且对其他天体之间的作用力也适用。
【典型例题】在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中,得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式,是一个很关键的论证步骤,这一步骤采用的论证方法是 ( )A. 研究对象的选取B. 理想化过程C. 控制变量法D. 等效法【答案】 D【题组训练】1.地球的质量是月球质量的81倍,若地球吸引月球的力的大小为F ,则月球吸引地球的力的大小为 ( )A .F /81B .FC .9FD .81F2.(多选)我国发射的神舟飞船,进入预定轨道后绕地球做椭圆轨道运动,地球位于椭圆的一个焦点上,如图所示,神舟飞船从A 点运动到远地点B 的过程中,下列说法正确的是 ( )A .神舟飞船受到的引力逐渐增大B .神舟飞船的加速度逐渐增大C .神舟飞船受到的引力逐渐减小D .神舟飞船的加速度逐渐减小3.一个物体在地球表面所受的引力为G 0,则在距地面高度为地球半径的2倍时,所受的引力为 ( )A .G 02B .G 03C .G 04D .G 094.事实证明,行星与恒星间的引力规律也适用于其他物体间,已知地球质量约为月球质量的81倍,宇宙飞船从地球飞往月球,当飞至某一位置时(如图),宇宙飞船受到地球与月球引力的合力为零。
【优选整合】人教版高中物理必修2-第6章-第2节-太阳与行星间的引力(教案).docx
人教版高中物理必修2第6章第2节 太阳与行星间的引力【知识与技能】1、 理解太阳与行星间存在引力。
2、 能根据开普勒行星运动定律和牛顿笫三定律推导出太阳与行星间的引力表达式。
【过程与方法】通过推导A 阳与行星间的引力公式,体会逻辑推理在物理学屮的重要性。
一【情感态度与价值观】感受太阳与行星间的引力关系,从而体会大自然的奥秘。
【教学重难点】1、 据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星问的引力公式2、 太阳与行星间的引力公式的推导【教学过程】★重难点一、牛顿的思考与推论★1. 思考在前人对惯性研究的基础上,牛顿开始思考物体怎样才会不沿直线运动的问题,他的回答是:以任何方式 改变速度都筒要力。
2. 推论行星沿圆或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点的力,这个力应该就是太阳对它的引力。
不仅如此,牛顿还认为,这种引力存在于所有物体Z 间,从而阐述了普遍意义下的万有引力定律。
★重难点二、太阳与行星间的引力★ 引力 规律太阳对行 星的引力太阳对不同行星的引力,与行星的质量刃成正比, 与行星和太阳间距离的二次方成反比,即F*马r行星对太 阳的引力 行星对太阳的引力与太阳的质量M 成正比,与行星和太阳间距离 M的二次方成反比,即太阳与行星间的引力太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比,与两者距离的二次方成反比,即Q 竺竺,G为比例系数,其大广小与太阳和行星的质量无关,引力的方向沿二者的连线。
A 阳与行星间引力规律的推导1. 简化模型 (1)行星绕太阳做匀速圆周运动。
(2)太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力。
2. 推导过程”处理 开普勒第三定律T~二 代人得F -411% .斗 由牛顿第三定律得岀行 星对太阳的引力FQ 理r------- >综合整理Fee 啤 ------- > 写成等式F-G Mm r r★特别提醒一、 求解天体间或实际物体间的引力问题时,限于具体条件,有些物理量不便直接测量或直接求解,此时 可利用等效的方法间接求解,或通过舍去次要因素、抓住主要矛盾的方法建立简化模型,或通过相关公式 的类比应用消去某些未知量。
高一物理:6.2《太阳与行星间的引力》(新人教)必修二教学设计3
2 太阳与行星间的引力整体设计本节课我们将追寻牛顿的足迹,根据开普勒行星运动定律和匀速圆周运动的向心力公式(牛顿第二定律在圆周运动中的应用)推导出太阳对行星的引力与行星的质量、行星与太阳间的距离的比例关系,再根据牛顿第三定律推出行星对太阳的引力与太阳的质量、太阳与行星间的距离的比例关系,从而进一步得到太阳与行星间的引力所遵循的规律,为重新“发现”万有引力定律打下基础.行星围绕太阳运行轨道是椭圆,实际上,多数大行星的轨道与圆十分接近,也就是行星围绕太阳做圆周运动,那么一定就得有力来提供向心力,这个力应该是太阳对行星的引力.根据向心力公式:F=r T m r mv 2224π=,又由开普勒第三定律知T 2=k r 2.也推导出F ∝2rm ,再由牛顿第三定律知F ∝2r M ,所以太阳与行星间的引力F ∝2r Mm ,写成等式F=2r GMm . 本节主要内容就是介绍科学家对行星运动原因的各种猜想,及运用旧知识推导太阳与行星间的引力.在介绍是什么原因使行星绕太阳运动时,教师可补充一些材料,使学生领略前辈科学家对自然奥秘不屈挠的探索精神和对待科学研究一丝不苟的态度.在推导太阳与行星间的引力时,教师可先引导学生理清推导思路,然后放手让学生自主推导,充分发挥学生学习的主体地位, 培养学生用已有知识进行创新,发现新规律的能力. 教学重点对太阳与行星间引力的理解. 教学难点运用所学知识对太阳与行星间引力的推导. 课时安排 1课时 三维目标 知识与技能1.知道行星绕太阳运动的原因是受到太阳引力的作用.2.理解并会推导太阳与行星间的引力大小.3.记住物体间的引力公式F=2rMmG. 过程与方法1.了解行星与太阳间的引力公式的建立和发展过程.2.体会推导过程中的数量关系.情感态度与价值观了解太阳与行星间的引力关系,从而体会到大自然中的奥秘.教学过程导入新课 情景导入目前已知太阳系中有8颗大行星(如下图所示).它们通常被分为两组:内层行星(水星、金星、地球、火星)和外层行星(木星、土星、天王星、海王星),内层行星体积较小,主要由岩石和铁组成;外层行星体积要大得多,主要由氢、氦、冰物质组成.哥白尼说:“太阳坐在它的皇位上,管理着围绕着它的一切星球.”那么是什么原因使行星绕太阳运动呢?伽利略、开普勒以及法国数学家笛卡儿都提出过自己的解释.然而,只有牛顿才给出了正确的解释……复习导入 复习旧 知:行星的运动⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧)(:23由中心天体的质量决定周期定律面积定律椭圆轨道定律开普勒行星运动规律代表人物内容日心说代表人物内容地心说古代天体运动学说k k T a根据开普勒三大定律我们已经知道了八大行星的运动规律.八大行星之所以绕太阳做圆周运动,是什么原因造成的呢?我们这节课就一起来探究这个问题. 推进新课开普勒描述了行星的运动规律,那么它们为什么这样运动呢?许多科学家都对运动的原因提出了各种猜想,如图所示(课件展示).科学家对行星运动原因的各种猜想牛顿在前人对惯性研究的基础上,认为:以任何方式改变速度(包括方向)都需要力.因此,使行星沿圆或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点的力,这个力应该是太阳对它的引力,所以,牛顿利用他的运动定律把行星的向心加速度与太阳对它的引力联系起来了. 一、太阳对行星的引力 1.猜想与模型简化师生互动:教师提出问题,引导学生共同解决,为推导太阳对行星的引力作好准备.由力和运动的关系知:已知力的作用规律可推测物体的运动规律;若已知物体的运动规律,也可以推测力的作用规律. 问题1.今天探究太阳与行星间的引力属于哪种情况? 问题2.行星绕太阳运动的规律是怎样的?问题3.前面我们学习了两种曲线运动,是哪两种,如何处理? 问题4.若要解决椭圆轨道的运动,根据现在的知识水平,可作如何简化学生交流讨论后回答: 明确:1.属于已知运动求力的情况.2.由开普勒行星运动定律,行星绕太阳运动轨道是椭圆,相等的时间内半径扫过的面积相等,且满足23Ta =k.3.平抛运动、圆周运动.平抛运动可分解为两个方向上的直线运动,圆周运动可分解为沿半径方向和沿切线方向上的运动.4.简化成圆周运动. 2.太阳对行星的引力. 问题探究问题1.根据开普勒行星运动第一、第二定律,在行星轨道为圆的简化模型下,行星做何种运动? 问题2.做匀速圆周运动的物体必定得有力提供向心力,行星的运动是由什么力提供的向心力?问题3.向心力公式有多个,如r v m 2、mω2r,r Tm 224π,我们选择哪个公式推导出太阳对行星的引力?问题4.不同行星的公转周期T 是不同的,F 跟r 关系式中不应出现周期T,我们可运用什么知识把T 消去?师生交流讨论或大胆猜测.明确:1.既然把椭圆轨道简化为圆形轨道,由第二定律:行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积,可知:行星做匀速圆周运动.2.猜想:太阳对行星的引力,并且此引力等于行星做圆周运动所需要的向心力.3.选择r Tm 224π,因为在日常生活中,行星绕太阳运动的线速度v 、角速度ω不易观测,但周期T比较容易观测出来.4.由开普勒第三定律可知,23T R =k,并且k 是由中心天体的质量决定的.因此可对此式变形为T 2=kR 3.合作交流根据对上述问题的探究,让学生分组交流合作,推导出太阳对行星的吸引力的表达式.设行星的质量为m,行星到太阳的距离为r,公转周期为T,根据牛顿第二定律可得太阳对行星的引力为:F=r Tm 224π ①由开普勒第三定律23Tr =k 可得T 2=k r 3②由①②得:F=223232444r m k r rk m r kr m ∙==πππ 即F=224r mkπ ③ ③式表明:太阳对不同行星的引力,与行星的质量成正比,与行星和太阳间距离的二次方成反比. 点评:通过对上述问题探究,使学生了解物理问题的一般处理方法:抓住主要矛盾,忽略次要因素,大胆进行科学猜想,体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用. 二、行星对太阳的引力 问题探究1.牛顿第三定律的内容是什么?2.根据牛顿第三定律,行星对太阳的引力满足什么样的关系? 学生思考、归纳、代表发言. 明确:1.两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上.2.根据牛顿第三定律和太阳对行星的引力满足的关系可知:行星对太阳的引力F′大小应该与太阳质量M 成正比,与行星、太阳距离的二次方成反比,也就是F′∝2r M . 三、太阳与行星间的引力 合作探究内容:1.利用太阳对行星的作用力和行星对太阳的作用力的关系,猜想太阳与行星间作用力与M 、m 、r 的关系.2.写出太阳与行星间引力的表达式.探究:1.通过此两个问题锻炼学生的逻辑思维能力.222''r Mm F F r M F r m F ∝=⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫∝∝2.引入比例常数G,可得:F=2r MmG对公式的说明:(1)公式表明,太阳与行星间的引力大小,与太阳的质量、行星的质量成正比,与两者距离的二次方成反比.(2)式中G 是比例系数,与太阳、行星都没有关系. (3)太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向.(4)我们沿着牛顿的足迹,一直是在已有的观测结果(开普勒行星运动定律)和理论引导(牛顿运动定律)下进行推测和分析,观测结果仅对“行星绕太阳运动”成立.这还不是万有引力定律. 例1 已知太阳光从太阳射到地球需要,地球绕太阳的公转周期约为3.2×107 s,地球的质量约为6×1024 kg.求太阳对地球的引力为多大?(答案只需保留一位有效数字)解析:地球绕太阳做椭圆运动,由于椭圆非常接近圆轨道,所以可将地球绕太阳的运动看成匀速圆周运动,需要的向心力由太阳对地球的引力提供,即F=mRω2=224TmR π.因为太阳光从太阳射到地球用的时间为500 s ,所以太阳与地球间的距离R=ct(c 为光速)所以F=224Tmct π,代入数据得F≈4×1022N. 答案:4×1022N例2 最近,科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星,并测得它围绕该恒星运动一周所用的时间为1 200年,它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍.假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周,仅利用以上两个数据可以求出的量有( ) A.恒星质量与太阳质量之比 B.恒星密度与太阳密度之比C.行星质量与地球质量之比D.行星运行速度与地球公转速度之比解析:由22224,)2(GTrhM r T m r Mm G ππ==,由各自的运行时间比和距离比可求出恒星质量和太阳质量之比,再由v=Trπ2可求出各自的运行速度之比,所以A 、D 选项正确. 答案:AD规律总结:在有的物理问题中,所求量不能直接用公式进行求解,必须利用等效的方法间接求解,这就要求在等效替换中建立一个恰当的物理模型,利用相应的规律,寻找解题的途径. 课堂训练1.一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球半径的4倍,则这颗小行星运转的周期是( )A.4年B.6年C.8年D.9年2.设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动,若测得土星到太阳的距离为R ,土星绕太阳运动的周期为T ,万有引力常量为G ,则根据以上数据可解得的物理量有( ) A.土星线速度的大小 B.土星加速度的大小 C.土星的质量 D.太阳的质量3.火星半径是地球半径的一半,火星质量约为地球质量的91,那么地球表面质量为50 kg 的人受到地球的吸引力约为火星表面同质量的物体受到火星引力的__________倍.火星参考答案:1.C 2.ABD3.解析:设火星质量为m 1,地球质量为m 2,火星半径为r 1,地球半径为r 2,则由F=2rGMm得49)21(9222211221122212=⨯=∙==r r m m r m r m F F . 答案:49 点评:太阳与行星间的引力规律F=2rGMm同样也适用于行星和行星表面的物体之间,需要注意的是,此时式中的r 为行星的半径. 课堂小结通过本节课的学习,我们了解知道了:1.太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,与行星和太阳间距离的二次方成反比.2.行星对太阳的引力大小与太阳的质量M 成正比,与太阳到行星的距离的二次方成反比.3.太阳与行星间的引力与太阳的质量、行星的质量成正比,与两者距离的平方成反比:F ∝2r Mm. 写成等式:F=2r GMm. 布置作业1.教材“问题与练习”1、2.2.分组讨论课本“说一说”栏目中的问题.板书设计2 太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=∝∝∝2222:'::r QMm F r Mm F r M F r m F 或太阳与行星间的引力行星对太阳的引力太阳对行星的引力活动与探究课题:如下图所示为一名宇航员“漂浮”在地球外层空间的照片,根据照片展现的情景 提出几个与物理知识有关的问题.目的:提高学生发现问题的能力.提出一个问题往往比解决一个问题更重要,提出新问题需要有创造性的想象力,而且会推动科学的进步.提示:所提的问题可以涉及力学、电磁学、热学、光学、原子物理学等各个部分.举例:例如宇宙员是否受地球引力作用,此宇航员受力是否平衡.宇航员背后的天空为什么是黑暗的等等.习题详解1.解答:这节的讨论属于根据物体的运动探究它受的力.平抛运动的研究属于根据物体的受力探究它的运动,而圆周运动的研究属于根据物体的运动探究它受的力.2.解答:这个无法在实验室验证的规律就是开普勒第三定律23Tr =k,是开普勒根据天文学家第谷的行星观测记录发现的.设计点评教学过程是以学生为主体,教师为主导,师生共同探究的过程;是让学生主动参与,体验和感悟科学探究的过程和方法.本教学设计渗透了新课程理念,以多样的新课导入形式入手,利用学生乐于接受的图片、资料、动画创设情境,以学生现在知识基础身处于历史背景下,经历自己“发现”太阳对行星引力的推导过程,从而体会科学家们富有创造性而又严谨的科学思维.使学生掌握处理问题的一般方法:抓住主要矛盾,忽略次要因素,大胆进行科学猜想,然后对猜想进行合理的验证,从而得出结论.。
人教版必修二7.2《太阳与行星间的引力》WORD教案3
第二节功学习目标1、理解功的概念,知道做功的两个因素2 、明确功是标量,知道W=FLcosθ的适用范围,会用功的公式进行计算3、理解正功、负功的概念重点难点功的概念(实际情况中如何理解力和力的方向上的位移)学习过程教材导读1、起重机提起货物的时候,货物在钢绳拉力作用下上升一段距离,请同学们想:a、钢绳对物体拉力的方向如何?物体的位移方向又如何?那么,钢绳的拉力对货物是否做了功?b、但如果货物被拉到一定的高度后,起重机和货物共同沿水平方向前进了一段距离,则这段时间内钢绳对货物的拉力方向如何?货物的位移方向又如何?那么,这种情况钢绳的拉力对货物又是否做了功?2、机车牵引列车前进,机车对列车的牵引力方向是水平的,列车的位移也是水平的,牵引力对列车是否做了功?纤夫拉船的力的方向与船前进的方向有一定的夹角,不在同一方向上,拉力对船做不做功?什么情况力对物体做功?如何计算功的大小?请同学们带着这些问题阅读教材P52--53目标一:功的概念:一个物体受到力的作用,且,这个力就对物体做了功。
做功的两个不可缺少的因素:。
目标二:功的大小用F表示力的大小,用L表示位移的大小,用W表示功的大小a、若力的方向和物体运动的方向一致时:功的大小W=b、若力F功的大小W又等于多少呢?c、功是标量,在国际单位制中,功的单位是目标三:关于正功和负功(1)当力F和位移L方向互相垂直时,力F对物体(2)当力F和位移L夹角为锐角时,力F对物体做功,此时力F对物体起着动力作用(3)当力F和位移L夹角为钝角时,力F对物体做功,此时力F对物体起着阻力作用精典例题 如图所示,物体在力作用下在水平面上发生一段位移L ,试分别计算这四种情况下力F 对物体所做的功。
设在这四种情况下力F 和位移L 的大小都相同:F=10N ,,L=1m ,角θ的大小如图所示。
导练1、物体沿弧线形轨道滑下后进入足够长的水平传送带上,传送带以图示方式匀速运转,则传送带对物体做功的情况可能是A 、始终不做功B 、先做负功后做正功C 、先做正功后不做功D 、先做负功后不做功导思:先分析物体在传送带上相对传送带的运动情况,然后确定物体的受力方向和位移方向间的关系,从而确定传送带对物体做正功和负功的情况导练2、教材55页2、3、4课堂小结课下练习1.水平面上的物体受水平推力F 作用由静止前进s ,下列说法正确的是( )A.有摩擦力时F 做功多B.无摩擦力时F 做功多C.上述两种情况下F 做功一样多D.无法确定2.起重机竖直吊起质量为m 的重物加速上升,加速度是a ,上升的高度是h ,则起重机对货物所做的功为( )A. mghB.mahC.m(g+a)hD.m(g-a)h3.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力大小恒为f,则从抛出至回到抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功是( )A. 0B.-fhC. -2fhD. 2fh4.如图所示,一匹勤劳的小驴,用水平拉力F 沿半径为R 的水平圆轨道匀速率拉磨,当小驴从A 点出发拉磨一周又回到A 点时,站在一旁观看的小白说:“小驴施加的拉力F 没有做F甲θ=150乙θ=30 F 丙θ=30 v 丁θ=0功”,小海反驳说:“不对,小驴做功了”。
人教版高中物理必修二高一《6.2太阳和行星间的引力》教学设计.docx
高中物理学习材料桑水制作课题6.2太阳和行星间的引力备课时间上课时间总课时数课程目标知识与技能1、理解太阳与行星间存在引力。
2、能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式。
过程与方法通过推导太阳与行星间的引力公式,体会逻辑推理在物理学中的重要性。
情感态度与价值观感受太阳与行星间的引力关系,从而体会大自然的奥秘。
教学重点据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式教学难点太阳与行星间的引力公式的推导教学过程二次备课一、复习引入:教师活动:开普勒在前人的基础上,经过计算总结出了他的三条定律,请同学们回忆一下,三条定律的内容是什么?(学生回答)教师活动:开普勒第三定律适用于圆轨道时,是怎样表述的?(学生回答)教师活动:通过对开普勒定律的学习,知道了行星运动时所遵循的规律,即行星怎样运动?那么行星为什么要做这样的运动呢?1、太阳对行星的引力教师活动:引导学生阅读教材,出示提纲,让学生在练习本上独立推导:1、行星绕太阳作匀速圆周运动,写出行星需要的向心力表达式,并说明式中符号的物理意义。
2、行星运动的线速度v与周期T的关系式如何?为何要消去v?写出要消去v后的向心力表达式。
3、如何应用开普勒第三定律消去周期T?为何要消去周期T?4、写出引力F与距离r的比例式,说明比例式的意义。
教师活动:投影学生的推导过程,一起点评。
2、行星对太阳的引力教师活动:行星对太阳的引力与太阳的质量M以及行星到太阳的距离r之间又有何关系?请在练习本上用学过的知识推导出来。
学生活动:在练习本上用牛顿第三定律推导行星对太阳的引力F′与太阳的质量M以及行星到太阳的距离r之间的关系。
教师活动:投影学生的推导过程,一起点评。
3、太阳与行星间的引力教师活动:综合以上推导过程,推导出太阳与行星间的引力与太阳质量、行星质量、以及两者距离的关系式。
看看能够得出什么结论。
学生活动:在练习本上推导出太阳与行星间的引力表达式。
人教版高中物理必修2第六章第2节太阳与行星间的引力教案
2、引入:提出问题
为什么行星绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动?
一、提出问题
为什么行星绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动?
二、猜想与假设
1、伽利略
一切物体都有合并的趋势。
2、开普勒
行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用 ,与距离成反比。
3、笛卡尔
在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上,使得行星绕太阳运动。
4、胡克
行星的运动是太阳吸引的缘故,并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。
三、简化模型
行星的轨道按“圆”来处理
四、演绎与推理
若已知某行星做匀速圆周运动的轨道半径为r ,线速度为v ,质量为m 。
F==r T m 224π F=223232444r m k r rk m r k
r m •==πππ 23
T
R =k
即F=2
24r m k
π
太阳与行星间的引力⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎨⎧=∝∝∝2222
:'::r QMm F r Mm F r M F r m F 或太阳与行星间的引力行星对太阳的引力太阳对行星的引力
教学反思:。
物理人教版必修二教学教案:6.2.太阳与行星间的引力 (3) 【含答案】
《太阳与行星间的引力》教学设计【教学目标】一、知识与技能1.知道太阳与行星间引力的存在,知道行星绕太阳做圆周运动向心力来源。
2.知道太阳与行星间的引力的方向和表达式3.理解太阳与行星间的引力表达式得出的思路和过程。
二、过程与方法1.通过推导太阳与行星间的引力公式,体会逻辑推理在物理学中的重要性。
2.体会推导过程中的数量关系。
三、情感、态度与价值观感受太阳与行星间的引力关系,从而体会大自然的奥秘。
【教学重点】根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式,掌握推导出的引力公式.【教学难点】太阳与行星间的引力公式的推导过程.让学生充分体会逻辑推理的重要作用,享受逻辑推理之美。
【课时安排】1课时【教学活动】回顾复习开普勒行星运动定律的内容(上节我们学习了行星的运动,知道了行星运动的规律,合上课本,看大屏幕,回顾开普勒三定律的内容)(大多数行星运动轨道接近于圆,中学阶段不研究椭圆,为了简化问题,我们把椭圆轨道按圆轨道来处理,这就是简化模型。
开普勒定律实用于圆轨道时怎样描述呢?)(学生回答)为什么行星绕太阳做匀速圆周运动呢(学生回答)课题引入太阳对行星的引力到底和哪些因素有关呢?展示目标学习目标展示导学达标一、太阳对行星的引力(我们之所以确定引力是因为我们所处的时代,牛顿已经建立了关于运动的清晰的概念,我们学了牛顿运动定律,曲线运动及圆周运动的知识,知道了只要改变物体的速度就需要力。
行星绕太阳运动速度改变,一定有力的存在。
牛顿有一句名言如果说我看的远那是因为站在巨人的肩膀上,在这里巨人指哪些科学家呢?阅读教材前三段。
)追溯科学家研究行星运动的足迹:学生阅读教材展示课件:关于行星运动的各种动力学解释(牛顿在前人基础上成功的解释行星为什么绕太阳运动,可见一个伟大的理论需要经过时间的沉淀和多数人的努力,同学们的学习也需要一个长时期的积累和刻苦努力才能取得好的成绩。
)问题提出:既然我们确定了太阳对行星的引力,那引力可能与哪些因素有关呢?(学生猜想,老师板书:一、太阳对行星的引力}它们有什么定量关系?我们将沿着牛顿走过的足迹用自己的手和脑去探究,重新发现万有引力。
人教版高中物理必修二第六章第二节《太阳与行星间的引力》说课稿+教学设计
《太阳与行星间的引力》说课稿我课题选自人教版全日制普通高级中学教科书,必修二第六章第二节《太阳与行星间的引力》。
我将从教材分析,学情分析,教法与学法,教学设计,板书设计,五个方面展开我的说课,首先让我们开始说课第一部分教材分析。
教材的地位和作用,从行星运动规律到万有引力定律的建立过程,是本章的重要内容,是极好的科学探究过程教育素材。
在行星运动规律与万有引力定律两节内容间安排本节内容,是为了更突出发现万有引力定律的这个科学内容。
从问题的提出、猜想与假设、演绎与推理、结论的得出、检验论证等,是一次很好的探究性学习过程。
通过探究太阳与行星间的引力,即巩固了开普勒运动定律,又为今后万有引力定律的得出打下基础,因此在知识结构上有承上启下的作用,在本章知识体系中占据着重要的地位。
鉴于此,我设计了以下三维教学目标。
知识与技能目标:1、知道行星绕太阳运动的原因是到太阳引力的作用。
2、知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源。
3、知道太阳与行星间引力的方向和表达式,知道牛顿定律在推导太阳与行星间的引力时的作用。
4、领会应用易测量的量去求引力。
过程与方法目标:1、了解太阳与行星间的引力公式的建立和发展过程。
2、体会推导过程中的数量关系。
情感态度与价值观1、了解关于行星绕太阳运动的不同观点和引力思想形成的历程。
2、了解太阳和行星间的引力关系,体会大自然的奥秘。
针对教学重难点我是这样理解的,结合新课标,我将把重点放在太阳与行星间的引力公式的理解上,而将难点放在太阳与行星间的引力公式的推导过程上。
通过对学生和教材的深入研究后,我将进行以下学情分析:在知识层面上学生已经知道了做匀速圆周运动需要向心力,及开普勒三大定律等,在能力层面上已经具备了观察分析能力,解决问题的能力。
在对新事物有着强烈好奇心的作用下,完全有能力通过探究性学习来完成本节课的内容。
那么有了以上的基础又该如何教如何学呢!让我们一起进入教法与学法,针对教学重难点,我将采取以下教法:思维引导法,一步步的引导学生对太阳与行星间的引力的科学探究过程。
人教版高中物理必修2第六章 万有引力与航天2. 太阳与行星间的引力教案(3)
《万有引力定律的应用---人造卫星》教学设计一、设计基本理念与特点学科教学活动要以学生为主体,促进学生知识、技能、品德三维一体的全面发展。
在本节课之前,学生已掌握了平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等基本理论,具备了解决问题的基本工具。
教材中把理解人造卫星的发射原理作为重点与难点,但是根据新课程的教学理念主要是培养学生分析为题解决问题的能力,而且近几年的高考也将人造卫星的运动特点分析作为重点。
所以在本届课的教学设计中,笔者大胆的改变传统的教材思路,先分析人造卫星的运行特点,在解释人造卫星的发射原理。
因此课堂中对人造卫星的运动规律的认识主要采取:分析现象──发现规律──思考原理──解释问题的思路,对于人造卫星的发射原理主要采取:设疑→思考→启发→引导这样一条主线,在设计中突出发挥学生的主体作用,激发鼓励学生的大胆思考、积极参与,让学生通过自己的分析研究来掌握获取相关的知识和方法。
二、教学背景分析(1)教材分析《万有引力定律的应用-----人造卫星》系新课程鲁科版必修2第五章第二节内容,重点讲述了人造卫星的发射原理,推导了第一宇宙速度,并介绍了第二、第三宇宙速度。
人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个非常重要实例,是人类征服自然的见证,体现了知识的力量,是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。
教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论,更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。
学生通过前面的学习已经知道了行星的运动规律,因此在分析人造卫星的运动学特点,和动力学特点可采取类比的方法,近而进一步理解应用万有引力定律分析天体运动的方法。
因此,本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容,是学生进一步学习、研究、探索天体物理问题的理论基础。
另外,学生通过对人类在宇宙航行领域中的伟大成就及我国在航天领域成就的了解,增强学生的民族自信心和自豪感。
(2)学情分析学生已掌握了运动的合成与分解、牛顿运动定律、圆周运动等章节的理论。
物理:6.2《太阳与行星间的引力》教案(新人教版必修2)
第六章万有引力与航天6.2 太阳与行星间的引力张成进江苏徐州睢宁魏集中学★教学目标(一)知识与技能1.理解太阳与行星间存在引力2.根据开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式(二)过程与方法3.通过推导太阳与行星间的引力公式,体会逻辑推理在物理学中的重要性。
(三)情感态度与价值观4.感受太阳与行星间的引力关系,从而体会大自然的奥秘★教学重点1.根据开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式★教学难点1.根据开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式★教学过程一、引入师:上节课我们学习了开普勒定律,知道开普勒定律只涉及运动学、几何学方面的内容,不涉及力学原因。
所以今天我们从动力学角度考虑行星运动的原因:就是太阳与行星间的引力师:当年自开普勒定律发现之后,人们开始更深入地思考:什么原因使行星绕太阳运动呢?很多科学家都提出过自己的解释。
1、伽利略认为:一切物体都有合并的趋势,这种趋势导致物体做圆周运动。
2、开普勒认为:行星的运动是由于受到了来自太阳的类似于磁力的作用。
3、笛卡儿认为:在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上,使得行星绕太阳运动。
师:到了牛顿这个时代,科学家们对这一问题的认识更进了一步。
4、胡克、哈雷等认为:行星受到了太阳对它的引力,并且证明了如果行星运动的轨道是圆形的,其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比。
但无法证明椭圆轨道也成立。
由于关于运动的清晰概念是在他们以后由牛顿建立的,当时没有这些概念,所以他们无法深入研究。
5、牛顿认为:使行星沿圆或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点的力,这个力就是太阳对它的引力,并且证明了如果太阳和行星之间的引力与距离的二次方成反比,则行星的轨道是椭圆。
不仅如此,牛顿还认为这种引力存在于所有物体之间,从而阐述了普遍意义下的万有引力定律。
师: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。
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第七章万有引力与航天
2 太阳与行星间的引力
一、教学目标
1.知识与技能
(1)了解关于行星绕太阳运动的不同观点和引力思想形成的历程。
(2)在开普勒行星运动定律、匀速圆周运动知识和牛顿运动定律的基础上,推导得到太阳与行星间的引力,促进学生对此规律有初步理解。
(3)了解牛顿得到太阳与行星间的引力与其它学科之间的联系。
2.过程与方法
(1)追寻得出太阳与行星间引力的科学探究过程,认识科学探究中交流和独创的意义。
(2)了解物理学的研究方法,认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。
3.情感态度与价值观
(1)领略自然界的奇妙与和谐,蕴涵其中的规律之简洁,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
(2)培育与他人合作的精神,将自己的见解与他人交流的愿望,和勇于修正错误的科学精神。
二、设计思路
为了让学生了解建立物理模型、运用数学工具进行数学推导发现物理规律的研究方法,这需要学生的参与、教师的引导和指导。
另外,可以把学生分析和解决问题的过程与科学家的探索工作比较,可以培育学生的科学情感,领悟研究方法。
在1665、1679和1687年,牛顿先后三次研究了太阳与行星间引力,推导得到关于太阳与行星间引力的数学关系式,认识到引力的普遍性。
在本节教科书内容的基础上可以补充牛顿吸收前人和同时代他人成果,以及自己创造性地推导得到关于太阳与行星间引力的椭圆轨道的数学关系式等细节。
而认识到引力的普遍性,是下一节的内容。
本节课的教学活动和学生活动的安排,力求按两条线索展开,明线是引导学生在解决了行星运动的运动学问题的基础上探索解决行星运动的动力学问题,促使学生拓展性地运用前面已学的经典力学知识(此前用于解决地球上的问题)解决天体运动,暗线是再现历史上牛顿完成这些探索性工作的细节和历史意义。
三、教学重点、难点
1.教学重点及其教学策略:
重点:太阳与行星间引力的推导。
教学策略:引导学生动手参与推导过程,关注学生推导细节并及时交流和反馈,总结推导步骤;教师呈现推导过程要层次分明,突出关键。
2.教学难点及其教学策略:
难点:太阳与行星间引力的推导。
教学策略:启发和引导学生思考并界定问题、预定目标,明确达成目标过程中的每一步的研究对象、物理模型、物理规律和数学工具。
四、教学资源
1.历史上关于行星运动原因的猜想(文本)。
2.太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等(动画)。
3.前人和牛顿关于太阳与行星间引力问题的思考及贡献(文本)。
4.牛顿在乡间的苹果树下沉思1(图片、文本)。
5.多媒体教学设备。
这节课的教学时间相对充裕,教师尽可能引导学生推导出太阳与行星间的引力,巡回并指导学生思考并界定问题、预定目标,明确达成目标过程中的每一步的研究对象、物理模型、物理规律和数学工具。