人教版新课标高中物理必修2万有引力理论的成就教案2篇

万有引力理论的成就教案2篇

三维目标：

【知识和技能】

1. 在新授课基础上，进一步熟悉并总结归纳万有引力理论成就在求天体质量中的应用思路及与其对应的物理模型建立。并对原有问题进行拓展和延伸。

2. 培养学生分析问题情境，归纳总结解决问题思路，和依据问题情景构建与此相应的物理模型能力。

3. 从力和运动角度，进一步理解万有引力的应用。

【过程和方法】

1. 以学案引领学生自主学习为主，配以小组讨论，并辅以教师及时，恰当，简洁的指导，点拨，总结。

2. 学会建模，总结归纳，举一反三

【情感、态度和价值观】

感悟天体运动的奇妙与和谐，体会万有引力理论在身边、在宇宙中的巧妙应用，视野从熟悉的地球扩展到茫茫宇宙。

教学重点：

1.运用万有引力定律，解决“称量地球质量”，“计算太阳质量”问题。

教学难点：

1.求天体平均密度和天体表面的重力加速度，及分析相互环绕运动的双星系统相关问题。

设计思路：

教学过程：

一、重点问题：【自学质疑】

1. 求天体质量：

（导学：请看书P41-42，归纳书中介绍求天体质量的方法，回答下列两个问题，并学会构建物理模型。）

问题一：试问，咱们居住的地球质量是多少呢？

（具体详细信息见书P41“科学真是迷人”框题）

（1）自己尝试画出简图，建构相应的物理模型

（2）分析解决问题的思路：

解析：若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力,即：

，式中M是地球的质量，R是地球的半径，也就是物体到地心的距离，由此解出

问题二：想知道咱们的太阳质量有多少吗？

（具体详细信息见书P42“计算天体质量”框题）

自己尝试画出简图，建构相应的物理模型

（1） 分析解决问题的思路：

解析：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。

设M是太阳的质量，m是某个行星的质量，R是行星与太阳之间的距离，是行星公转的角速度。从力和运动角度来分析，行星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，所以能够列出方程

行星运动的角速度不能直接测出，但是，可以测出它的公转周期T，和T的关系是

代入上式得到

从中求出太阳的质量

二、问题拓展

1、对问题一的拓展：

拓展1：在问题一求出地球质量的基础上，试着进一步求出地球的平均密度。（提示：球体体积 ）

解析：在问题一基础上，即，若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力,，

从中解出,

再由密度公式，，结合提示的球体体积公式，，可求出地球的平均密度

拓展2：

① 解决书P43习题1 ，并品味题中的思想和模型建构

解析：由地球的情景，迁移到月球，并对公式逆着使用。转为求月球表面的自由落体加速度。

归纳/体会：应用万有引力定律，可以求天体表面的重力加速度g

②解决书P43习题2，体会其中蕴藏的讯息，及重力加速度g与两者间距R的相互影响关系

解析：将万有引力定律与牛顿第二定律相结合使用分析。以牛顿第二定律为主线，嵌套使用万有引力定律，得出g的影响因素是什么？由此分析，不同物体在地球表面的自由落体加速度都是相等的。及，为什么，高山上的自由落体加速度比地面的小。

2、对问题二的拓展：

拓展1：在问题二求出太阳质量后，进而试着求出中心天体太阳的平均密度。

解析：在问题二的基础上，与问题一的拓展类似。旨在对比求天体质量思路的不同。天体运动模型不同。

拓展2：两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动，现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求：两星的总质量。

解析：结合教学参考书上的介绍，万有引力理论在太阳系内的正确性，推广到更远的地方，恒星是否也像行星一样相互吸引。进而引入双星系统，结合万有引力做简单分析。再次温习，力和运动的关系。两星球在做匀速圆周运动，由此运动，将满足下列要求，物体做匀速圆周运动所需的向心力是有其所受的万有引力提供的。由一个物体，扩展到两个物体，并，学会抓住两物体间的联系。

三、迎战下它们吧：

1.书 P43：4，并增添一问：请进一步求出木星的平均密度

2.书 P43:3

3.KKLP49:2、3、5

四、课后作业：

1 、KKL P48：例1，例2

2、 KKL P50:11

万有引力理论的成就教案二

【教材版本】

《普通高中物理课程标准实验教科书物理2（必修）》第六章第四节。

【教材分析】

本节教材简要介绍了万有引力理论在天文学上的重要应用，即“计算天体的质量”，“发现未知天体”。教材首先通过“科学真是迷人”，在不考虑地球自转影响的情况下，认为地面上的物体所受重力和引力相等，进而得到只要知道了地球表面的重力加速度和引力常量，即可计算出地球的质量。这种设计思路既给出了应用万有引力定律解决问题的一种思路，也展示了万有引力理论的魅力——“称量地球的质量”。教材随后作为示范，以计算太阳质量为例，给出了运用万有引力定律计算天体质量的方法，思路清晰，表述规范。最后从科学史的角度，简要介绍了亚当斯和勒维耶发现海王星的过程，都显示了万有引力理论的巨大成就。因此，通过这一节课的学习，一方面要使学生了解运用万有引力定律解决问题的思路和方法，另一方面还要能体会到科学定律对人类探索未知世界的作用，激发学习兴趣和对科学的热爱之情。

【学情分析】

学生在学习本节内容之前，已经学习了匀速圆周运动的相关知识，知道匀速圆周运动的向心力由合外力提供，初步掌握了利用牛顿第二定律和向心力表达式处理匀速圆周运动的方法。在前一节又学习了万有引力定律，但不熟悉运用万有引力定律解决实际问题的思路和方法。学生对天文学的研究方法相对比较陌生，不了解万有引力理论所取得的成就。

【教学设计思想】

本教学设计依据建构主义学习理论，倡导由学生自主积极建构知识，而教师的教学只是提供给学生一个学习的支架，促进学生理解知识，运用知识，建构和完善知识结构。在本节课的教学中，有两条主线：一是引导和启发学生通过“称量地球的质量”，“计算天体的质量”的学习，明晰万有引力定律运用的思路和方法。这是学生需要掌握的最基本的知识与技能。二是通过“发现未知天体”、“成功预测彗星的回归”和“我国天文观测的成就”等史实材料的展示，提供给学生丰富的感性认识，让他们体会在科学技术高速发展的现时代，前辈科学家所做的巨大贡献和已经取得的成就的奠基作用，也让他们感觉到科学的美妙与科学定律发现的意义和价值，培养学生对科学的热爱。这也是本教学设计的亮点所在，即最大限度地关注学生科学情感态度的培养和树立正确的科学价值观。整体而言，教学着眼于学生的发展，注重三维目标的达成。

在教材的处理上，既立足于教材，但不被教科书所限制，除了介绍教科书中重要的基本内容外，关注科技新进展和我国天文观测技术的发展，时代气息浓厚，反映课改精神，着力于培养学生的科学素养。

【教学目标】

1、知识与技能：

（1）通过“称量地球质量”、“计算天体质量”的学习，学会运用万有引力定律计算天体的质量；

（2）通过“发现未知天体”，“成功预测彗星的回归”等内容的学习，了解万有引力定律在天文学上的重要应用。

2、过程与方法：

运用万有引力定律计算天体质量，体验运用万有引力解决问题的基本思路和方法。

3、情感态度与价值观：

（1）通过“发现未知天体”、“成功预测彗星的回归”的学习，体会科学定律在人类探索未知世界的作用；

（2）通过了解我国天文观测技术的发展，激发学习的兴趣，养成热爱科学的情感。

【教学重点】

计算天体的质量

【教学难点】

运用万有引力定律解决问题的思路

【教学方法】

支架式教学、情景-陶冶教学法。

【教学过程设计】