2022年高中物理 第六章第四節(jié) 萬有引力理論的成就四步教學(xué)法教案 新人教版必修2

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1、2022年高中物理 第六章第四節(jié) 萬有引力理論的成就四步教學(xué)法教案 新人教版必修2 年級 組別 高一物理組 審閱 （備課組長） 審閱 （學(xué)科校長） 主備人 使用人 授課時(shí)間 年 月 日 課 題 教版物理必修二第六章 萬有引力與航天第4節(jié) 萬有引力理論的成就 課 型 新授課 課標(biāo) 要求 高考和小高考要求：Ⅱ級要求。對所列知識(shí)要理解其確切含義及與其他知識(shí)的聯(lián)系，能夠進(jìn)行敘述和解釋，并能在實(shí)際的問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中應(yīng)用。 教 學(xué) 目 標(biāo) 知識(shí)與能力 1．了解萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用 2．會(huì)用萬有引力

2、定律計(jì)算天體的質(zhì)量和密度 3．掌握綜合運(yùn)用萬有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)分析具體問題的方法 過程與方法 通過求解太陽、地球的質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的運(yùn)用能力 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過介紹用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)未知天體的過程，使學(xué)生懂得理論來源于實(shí)踐，反過來又可以指導(dǎo)實(shí)踐的辨證唯物主義觀點(diǎn) 教學(xué) 重點(diǎn) 1、行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬有引力提供的。 2、會(huì)用已知條件求中心天體的質(zhì)量和密度。 教學(xué) 難點(diǎn) 根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量和密度。 教學(xué) 方法 講授法、練習(xí)法 教學(xué)程序設(shè)計(jì) 教 學(xué) 過 程 及 方 法 環(huán)節(jié)一 明標(biāo)自學(xué) 過程設(shè)計(jì) 二次

3、備課 “明標(biāo)自學(xué)”： (1) 新課導(dǎo)入 “請你把你們的望遠(yuǎn)鏡指向黃經(jīng)3260處寶瓶座內(nèi)的黃道上的一點(diǎn)，你就將在此點(diǎn)約10的區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)一個(gè)圓而明亮的新行星。。。。。。”你知道這段話的背景嗎？ （2）自學(xué)內(nèi)容 1、 怎么用地球表面的物體求地球的質(zhì)量？ 2、 怎么用環(huán)繞法求天體的質(zhì)量和密度？ 3、 科學(xué)家是怎么利用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)未知天體？ 教 學(xué) 過 程 及 方 法 環(huán)節(jié)二 合作釋疑 環(huán)節(jié)三 點(diǎn)撥拓展 （備注：合作釋疑和點(diǎn)撥拓展可以按照順序先后進(jìn)行，也可以根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)交叉進(jìn)行設(shè)計(jì)） 過程設(shè)計(jì) 二次備課 “合作釋

4、疑”： 1、 實(shí)驗(yàn)室里“稱量”地球的質(zhì)量 （1）稱量條件：不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響 （2）稱量原理：地面上物體的重力等于地球?qū)υ撐矬w的萬有引力，即mg=GMm/R2 (1) 稱量結(jié)果：地球的質(zhì)量M=gR2/G 2、“稱”太陽的質(zhì)量 （1） 稱量前提條件：有了引力常量G的數(shù)值 （2）基本思路：行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由它們之間的萬有引力提供，我們可以利用或測量的數(shù)據(jù)是某個(gè)行星的軌道半徑r（如地球）和周期T。根據(jù)Fn=F萬，得到 “點(diǎn)撥拓展”： 計(jì)算天體的質(zhì)量 1、 環(huán)繞型 （1） 天體實(shí)際運(yùn)動(dòng)是沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的，而我們通常情況可以把它的運(yùn)動(dòng)近似處

5、理為圓形軌道，即認(rèn)為天體在做圓周運(yùn)動(dòng)。 （2） 在研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了描述其運(yùn)動(dòng)特征。我們引進(jìn)了線速度v，角速度w，周期T三個(gè)物理量。 （3） 根據(jù)環(huán)繞天體的運(yùn)動(dòng)情況，求解向心加速度有三種求法： ①an=v2/r ②an= ω2r ③ an=4π2r /T2 （4）應(yīng)用天體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程----萬有引力充當(dāng)向心力，結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度的三種表達(dá)方式可得三種形式的方程，即 F引=G=Fn=man=m. 即：G ① F引=G=Fn=man=mω2r 即：G=mω2·r ② F引=G=Fn=man=m 即：G=m ③ （5）從上述動(dòng)力學(xué)方程的三種表述

6、中，可得到相應(yīng)的天體的質(zhì)量的三種表達(dá)形式 ①M(fèi)=v2r/G. ②M=ω2r3/G. ③M=4π2r3/GT2. 上述三種表達(dá)式分別對應(yīng)在已知環(huán)繞天體的線速度v，角速度ω，周期T時(shí)求解中心天體質(zhì)量的方法.以上各式中M表示中心天體質(zhì)量，m表示環(huán)繞天體質(zhì)量，r表示兩天體間距離，G表示引力常量. 教 學(xué) 過 程 及 方 法 環(huán)節(jié)四 當(dāng)堂檢測 二次備課 “當(dāng)堂檢測”： 1.已知萬有引力常量 和下列各組數(shù)據(jù)，能計(jì)算出地球質(zhì)量的是(???? ) A.月球繞地球運(yùn)行的周期及月球距地球的距離 B.地球繞太陽運(yùn)行的周期及地球離太陽的距離 C.人造衛(wèi)星在地面附近運(yùn)行

7、的速度和運(yùn)行周期 D.若不考慮地球自轉(zhuǎn)，已知地球的半徑及重力加速度 2.若知道太陽的某一顆行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑 、周期 、萬有引力常量 ，則可求得（???? ） A.該行星的質(zhì)量???? B.太陽的質(zhì)量 C.該行星的密度???? D.太陽的平均密度 3.若已知太陽的一個(gè)行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑為r，周期為T，引力常量為G，則可求得（ ） A.該行星的質(zhì)量 B.太陽的質(zhì)量 C.該行星的平均密度 D.太陽的平均密度 4.下列說法正確的是 （ ） A.海王星和冥王星是人們依據(jù)萬有引力定律計(jì)算的軌道而發(fā)現(xiàn)的 B.天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計(jì)算的軌道而發(fā)現(xiàn)的

8、 C.天王星的運(yùn)行軌道偏離根據(jù)萬有引力計(jì)算的軌道，其原因是由于天王星受到軌道外面其他行星的引力作用 D.以上均不正確 5、地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑是R1，周期是T1，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R2，周期為T2，則太陽質(zhì)量與地球質(zhì)量之為 。 6、地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑R,公轉(zhuǎn)周期T,萬有引力恒量G，則計(jì)算太陽質(zhì)量的表達(dá)式 ??????　 7、空間探測器進(jìn)入某行星的萬有引力范圍之內(nèi)以后，在靠近該行星表面的上只做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，測得運(yùn)動(dòng)周期為T，則這個(gè)行星的平均密度 ?????? 課 堂 小 結(jié) 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們掌握了兩種求天體質(zhì)量和密度的方法 ，特別注意環(huán)繞型，只能求道中心天體的質(zhì)量和密度，應(yīng)用萬有引力定律求解時(shí)還要注意挖掘題目中的隱含條件。 課后 作業(yè) <訓(xùn)練與測評>>第11頁 板 書 設(shè) 計(jì) 一、 求天體質(zhì)量和密度的兩種方法 1、 地面型mg=GMm/R2 2、環(huán)繞型F引=G=Fn=man=m. 即：G F引=G=Fn=man=mω2r 即：G=mω2·r F引=G=Fn=man=m 即：G=m 二、發(fā)現(xiàn)未知天體 課 后 反 思