万有引力理论的成就教案

1第三章第三节万有引力定律的应用教学设计课标分析：本节课是在学习了万有引力定律的基础上，应用万有引力定律求解天体的质量和发现新的天体等，让学生感受万有引力定律经受了实践的检验及其取得的巨大成功，进而理解万有引力理论的巨大作用和价值。教材分析：本节内容是这一章的重点，是万有引力定律在实际中的具体应用，利用万有引力定律除了可求出中心天体的质量外，还可发现未知天体。本节是“应用+检验”性的内容，着重讲清应用思路，通过本节课的学习，重点要使学生深刻体会科学定律对人类探索未知世界的作用，激起学生对科学探究的兴趣，培养学生热爱科学的情感。学生分析：学生要运用已有的概念和知识以及力和运动之间的关系，根据实际问题建立合理的物理模型，通过归纳总结、逻辑推理来解决问题。教学目标：知识与技能：1、了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2、会用万有引力定律计算天体的质量。过程与方法：1、理解运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法，体会科学定律的意义。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问题的思路方法。情感、态度与价值观：1、通过测量天体的质量、预测未知天体的学习活动，体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用，体会万有引力定律对人类探索和认识未知世界的作用。2、通过对天体运动规律的认识，了解科学发展的曲折性，感悟科学是人类进步的动力。教学重难点：重点：运用万有引力定律和圆周运动公式计算天体的质量。难点：在具体的天体运动中应用万有引力定律解决问题。教学安排：1课时教学方法：问题驱动法、小组合作互动探究法教学资源：多媒体课件、学生学习学案教学过程：教学教师活动学生活动设计意图2设计一、预预言言彗未星知回天归体复习回顾万有引力定律的内容，并以地面物体间的万有引力很小，可忽略不计；但天体间的主要作用是万有引力，引出新课。请同学们阅读教材49页的内容，思考以下2问题：问题1:应用万有引力定律能在天文学上解决哪些问题？问题2:应用万有引力定律发现了哪些行星?再让同学们带着问题3观看视频：问题3:怎样应用万有引力定律来发现未知天体？阅读教材，从教材中找出相应的答案，并观看视频，发表见解。总结：彗星的按时回归，以实践证明了万有引力定律的正确性；海王星、冥王星的发现体现了万有引力定律这一科学理论来源于实践，反过来也可以指导我们的生产、科研学生通过阅读教材、观看视频体会万有引力定律对人类探索未知天体的作用，激起学生对科学探究的兴趣，培养热爱科学的情感。二、计算天体质量活动1：已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量G，求地球质量M？分析：若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物理所受的重力等于地球对物体的万有引力，则有mg=GMm/R2，其中M是地球的质量，R是地球的半径，于是有M=gR2/G。重力加速度g和地球的半径R在卡文迪许之前就知道了，一旦测得引力常量G，则可以算出地球质量。卡文迪许被称为“第一个称量地球质量的人”。板书：1、天体表面的物体的重力等有于万有引力：F万=F重mgRMmG2GgRM2拓展1：（学以致用）假如你是宇航员来到月球表面，手中有基本测量工具：天平、弹簧秤、秒表和刻度尺；已知月球半径为R，引力常量G，你能制定怎样的实验方案测出月球的质学生独立思考，自主探究推导地球质量的表达式。再创设情景，让学生先独立思考，然后小组内进行讨论交流，并发表见解。方案一：天平：质量m弹簧秤：物体的重力FmFg月通过创设情景，引导学生定性计算，进一步认识到引力常量的重要性和万有引力定律的重要作用启发学生思考并在教师设问中，引导学生讨论总结回答问题，增强学生的科学表达能力。3量？结论1：求天体质量的方法一：根据表面重力加速度求解；天体表面物体的重力等于万有引力方案二：自由落体运动秒表：下落时间t刻度尺：下落的高度h221htg月二、计算天体的质量活动2：已知地球绕太阳运动的公转周期为T，轨道半径为r，引力常量为G，求太阳的质量M？分析：地球绕太阳做圆周运动，其向心力由太阳对它的万有引力提供。板书：2、对环绕天体：其所受的万有引力提供向心力rrvmrTMG2222m4mrm2324GTrM若：r=1.5×1011m,G=6.67×10－11N·m2/kg2,T=3.15×107s,试估算太阳质量M=?拓展2：（学以致用）已知引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的是()A．月球绕地球运行的线速度V和轨道半径rB.月球绕地球运行的线速度V和角速度C.人造地球卫星绕地球运行的角速度和周期TD.若不考虑地球自转，已知地球的半径R及表面重力加速度gE.人造地球卫星绕地球运行的周期T和距离地面的高度hF.地球绕太阳运行的周期T和轨道半径r结论2：求天体质量的方法二：根据环绕天体的运动情况，其所需的向心力由中心天体对它的万有引力提供。学生独立思考，自主探究推导太阳质量的表达式。并引导学生建立物理模型：天体实际运动是椭圆轨道运动的，而我们通常情况下可以把它的运动轨道处理为圆形轨道，即认为天体在做匀速圆周运动。其向心力由中心天体对它的万有引力来提供。引导学生一起估算，领会估算的方法。学生先独立思考，然后小组内交流讨论并发表见解归纳总结：利用环绕天体求解天体质量时必须知道环绕天体的一种运动情况和轨道半径（直接或间接含有）通过一系列的设计引导学生建立物理模型。学生根据这个情景锻炼利用万有引力定律求中心天体质量思路；提高学生的分析能力、合作能力，并且让学生了解许多天体的质量就是用这2种思路求得。4万有引力定律的发现，为天文学的发展起到了积极的作用，用它可以来计算天体的质量，预言彗星回归和未知天体，甚至后续学习的人造卫星、宇宙飞船有关知识等等都离不开这一理论的指导。承前启后，为下节课的内容做铺垫。三、课堂小结请大家参照学案，总结本节课学习的内容。1、求天体质量的两条思路：①②认真总结概括本节内容，并交流本节课的体会。在学生讨论与互评中总结所学内容，从而建构自己的知识框架，进而培养学生概括总结能力。四、课后作业1、教材51页2、3、4题2、完成导学案第三节课后思考：1、已知太阳光照射到地面用时为500s,月地距离r=4.0×108m；如何求出M太：M地？课外阅读有关海王星和冥王星的介绍，并完成课后作业及课后思考，以强化本节课所学知识点。提高学生学以致用的能力，并锻炼学生结合已有的知识解决新问题的能力。五、板书设计一、预言彗星回归和未知天体二、计算天体的质量1、天体表面的物体：F万=F重mgRMmG2得：GgRM22、对环绕天体：F万=F向rTMG224mrm得：2324GTrM六、教学评价整堂课适应新课程理念的要求，体现新课改精神，能够培养同学的自主学习能力，发现问题解决问题的能力，充分发挥出同学的主体作用。1、思路清晰，过渡自然。整堂课中，讲解循循善诱，课堂节奏适中，思路有条不紊，知识衔接合理，足见对于这节公开课的态度之认真，准备之充分。2、强调以学生活动为中心，充分体现了学生的主体地位。以学法为重心，放手让学生自主探索的学习，主动地参与到知识形成的整个思维过程，力5与反思求使学生在积极，愉快的课堂中提高自己的水平，从而达到预期的教学效果。在设计过程中，继承了系统论的观点，但突出学习主体的合作、学生主体的自主学习和自主探究。利用活动使学生的学习符合新课程的新理念。放开手，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架,培养学生概括总结能力。3、多媒体运用合理，进一步辅助教学。图文并茂，搭配合理，显示醒目，重点突出、突破难点、强化知识更加到位，使课堂上知识的处理灵活，让课堂多元化。本节课根据高一年级学生的心理特征及认知规律，采用直观教学和活动探究的教学方法，“教师为主导，学生为主体”，教师的“导”立足于学生的“学”，以学法为重心，放手让学生自主探索的学习，主动地参与到知识形成的整个思维过程，力求使学生在积极，愉快的课堂中提高自己的水平，从而达到预期的教学效果。要上好一堂课，真不是一件容易的事，不仅要花时间，关键还是要用心。用心去备课，用心去查找资料，虚心学习，认真钻研，每试完一堂课，都要认真分析不足之处，还有什么值得改进的地方。存在的问题有：（1）时间的安排：最后做完当堂训练后如果能够花1-2分钟的时间把本堂课的内容再总结一下，问同学们“你在这节课上学习了什么？还有什么疑问？”。这样的话，课堂会显得更加完整。（2）应该给学生更多的展示机会，有很东西学生知道的可以叫学生来回答或者在黑板上板书，给学生展示的机会，增强他们学习的信心，这一点也是本人教学过程中一直存在的一个缺陷。（3）语言的表述和专业术语的描述还应该做到更精准，这样的话也有助于学生的知识形成。教无止境，只要善于发现，用心去钻研，一定会做得更好。