《万有引力理论的成就》说课稿学习资料

《万有引力理论的成就》说课稿

《万有引力理论的成就》说课稿

说课人：李鑫锐

课题：&6.4 万有引力理论的成就

课型：新授课（1课时）

尊敬的各位专家、评委，大家好！

我叫李鑫锐，来自鹤岗市第三中学。今天我说课的内容是《万有引力理论的成就》

一、教材分析

《万有引力理论的成就》是人教版高中新教材必修2第六章第4节。教材的第六章是万有引力与航天，高考重点考察查运用万有引力定律及向心力公式分析人造卫星的绕行速度，运行周期以及计算天体的质量、密度等。第4节正是涉及计算天体质量和密度这一部分内容，是高考的重要考点。该节承接第3节万有引力定律，通过卡文迪许测量G值进而得到地球质量这一说法，将学生引入并使之体会，理解万有引力理论的巨大作用和价值。使学生掌握了万有引力充当向心力的研究方法同时，也为第5节学习人造卫星的知识做了铺垫。

二、学生分析

学生在上一节当中已经学习了万有引力定律，并可以对两个物体之间的万有引力进行简单计算。但学生对万有引力定律有什么价值，有哪些作用和影响还没能够有一个足够的认识。

对于公式的深刻理解以及灵活运用上还很欠缺。另外，学生对于重力和万有引力之间的关系应该有一些困惑。这节课的教学内容也就会针对这些方面展开，并在这一过程中渗透情感价值观教育。

三、教学目标

根据课程要求和学生的认知结构，制定了以下的学习目标。

知识与技能：

1.万有引力与重力的关系

2.利用万有引力计算地球和其他天体质量

3.了解用万有引力知识发现未知天体的过程

过程与方法：

1.使学生了解为什么在地球表面重力近似等于万有引力，并依此计算出地球的质量

2.了解万有引力定律在天文学上的重要应用,理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路方法.

情感态度与价值观：

1.学习利用万有引力计算地球等天体的质量和密度的方法，让学生感受科学巨大的魅力。

2.通过了解发现新行星的过程，使学生认识到科学发展过程的曲折和复杂，体会科学对人类发展的巨大作用。

四、重点与难点

教学的重点在于运用万有引力计算天体质量和密度，难点在于如何让学生根据已知条件去选用恰当的方法解决天体问题。

五、教学方法

创设情境引发兴趣

建立模型分析推理

多媒体课件辅助教学

归纳总结练习巩固

六、教学过程

新课引入部分3分钟，科学真是迷人部分15分钟，计算天体质量12分钟

发现未知天体及其他10分钟，共计40分钟

新课引入：

教师：由曹冲称象的故事引入。三国时期曹冲利用浮力的特点测出了大象的重量，地球质量5.98*10^24千克。如此巨大的质量用曹冲的方法显然测不出来，那么科学家们又是如何得到他们的质量呢？这节课我们来学习这部分知识。科学家们得到

天体的巨大质量并不神秘，他们利用的就是我们刚刚学习过的万有引力和向心力的知识。我们先来一起复习一下之前学过的这部分内容。

提问：向心加速度和向心力的公式？万有引力定律及其表达式？G 值由哪位科学家得到？（复习）

教师：卡文迪许曾经把自己测G 值的实验说成是“称量地球的重量”，我们来看一下他这么说的根据是什么？ 1.“科学真是迷人”

这个问题要从万有引力和重力的联系说起：

⑴教师提问学生如何测量重力，得到弹簧秤拉力等于重力。再提出我们把物体随地球自转也考虑进去，这时应当如何建立物理模型，针对赤道上的物体让学生进行思考。教师根据学生的受力分析，给学生建立一个正确的物理模型。再加上幻灯片的直观展示，使学生认识到由于物体随地球自转而做圆周运动，需要什么样的向心加速度，向心力由什么力来提供。

F n =F 万 -T = F 合 Mg=T

接下来通过具体的数据计算，以100千克物体为例使学生知道需要的向心力非常小， 向心力F=ma=3.4N 重力 G=mg=980N 万有引力=983.4N

所以重力近似等于万有引力。

教师再进一步分析物体不在赤道上时的情况，得到重力是万有引力的分力，并且两者仍近似相等。（到此万有引力与重力关系阐述完毕）

⑵利用万有引力近似等于重力可得 2R

mM G mg = G gR M 2

= 教师给出地球半径，让学生自己算出地球质量。（练习）

该公式也称黄金代换式。使学生明确公式中各个量的含义。也可以推广应用于其它星体的计算上。

2.计算天体质量

⑴将行星绕太阳看做是匀速圆周运动，行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力是由它们之间的万有引力提供的，由此，可以列出方程，从中解出太阳的质量。

由 M =v 2r /G ； M =ω2r 3/G ； M =4π2r 3/GT 2

可得三种表达式，但对天体而言最易测量的应该是周期，那么我们选环绕天体的周期和半径做已知条件可得 2

224T mR R Mm G π= 从中求出太阳的质量 23

24GT

R M π= 教师给出数据让学生自己计算太阳质量。

kg kg M 302113

112100.2)360024365(1067.6)105.1(4⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=-π

此处扩展到通过观察月地系统中月球的公转周期和轨道半径计算出地球质量。（练习）

⑵天体密度计算（能力提升） 天体为球体，球体公式为33

4R V π=，G gR M 2

= 天体密度为V M =ρ 推出 R

G g πρ43= 学生课后思考：当用23

24GT

R M π=时，密度公式如何 3.发现未知天体

学生阅读课文，从课文中找出相应的答案. 【教师播放相关视频】

a.应用万有引力定律还可以用来发现未知天体.

b 海王星就是应用万有引力定律发现的.

4.归纳总结

1）重力和万有引力的关系：重力是万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力充当物体环绕地球的向心力，在地表重力近似等于万有引力

2）如何计算地球质量及黄金代换公式

3）如何计算中心天体质量及中心天体质量计算公式

【作业】 P-34页 课后习题1、3

七、板书设计

一 科学真是迷人

二、计算天体的质量

1、公式推导

2、计算天体的质量表达式

3、密度计算

三、发现未知天体

我的说课完毕，敬请各位专家评委多提宝贵意见。谢谢！