物理人教版 (2019)3 万有引力理论的成就教案设计

这是一份物理人教版 (2019)3 万有引力理论的成就教案设计，共4页。教案主要包含了出示目标，明确任务，学生自学，独立思考，自学指导，紧扣教材，自学展示，精讲点拨，课堂小结，构建思维导图，当堂训练，巩固运用，课后反思等内容，欢迎下载使用。

第三节 万有引力理论的成就
教学目标：
1、了解万有引力定律在天文学上的应用
2、会用万有引力定律计算天体的质量和密度
3、掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法
4、通过求解太阳.地球的质量，培养学生理论联系实际的运用能力
教学重点：
1、行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。
2、会用已知条件求中心天体的质量。
教学难点：
根据已有条件求中心天体的质量。
教学过程：
导入新课，板书课题
万有引力定律的发现有着重要的物理意义：它对物理学、天文学的发展具有深远的影响；它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来；对科学文化发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心，人们有能力理解天地间的各种事物。这节课我们就共同来学习万有引力定律在天文学上的应用。
二、出示目标，明确任务
1、了解万有引力定律在天文学上的应用
2、会用万有引力定律计算天体的质量和密度
3、掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法
三、学生自学，独立思考
认真阅读课本P55-P58内容，标记出知识点，找出自己的疑惑点
限时三分钟
四、自学指导，紧扣教材（限时五分钟）
1.自学课本第55页“称量”地球的质量部分，回答一下问题：
（1）推导出地球质量的表达式?
（2）根据已知的数据，计算出地球的质量
2.自学课本56页计算天体的质量部分，回答一下问题：
（1）应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么?
（2）求解天体质量的方程依据是什么?
（3）要计算的天体属于中心天体还是环绕天体？
3.应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力求出的天体质量有几种表达式?各是什么?各有什么特点?
五、自学展示，精讲点拨
1.（1）由G=mg可得
地球质量M＝．
（2）设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R =6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11 Nm2/kg2，试估算地球的质量。
kg
2.（1）应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是：根据环绕天体的运动情况，求出其向心力，然后根据万有引力充当向心力，进而列方程求解.
（2）从前面的学习知道，天体之间存在着相互作用的万有引力，而行星（或卫星）都在绕恒星（或行星）做近似圆周的运动，而物体做圆周运动时合力充当向心力，故对于天体所做的圆周运动的动力学方程只能是万有引力充当向心力，这也是求解中心天体质量时列方程的根源所在.
（3）在应用万有引力定律求解天体质量时，只能求解中心天体的质量，而不能求解环绕天体的质量。
3.应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力，结合圆周运动向心加速度的三种表述方式可得三种形式的方程，即
（1）F引=G=F心=ma心=m. 即：G①
（2）F引=G=F心=ma心=mω2r 即：G=mω2·r②
（3）F引=G=F心=ma心=m 即：G=m ③
从上述动力学方程的三种表述中，可得到相应的天体质量的三种表达形式：
（1）M=v2r/G. （2）M=ω2r3/G. （3）M=4π2r3/GT2.
上述三种表达式分别对应在已知环绕天体的线速度v，角速度ω，周期T时求解中心天体质量的方法.以上各式中M表示中心天体质量，m表示环绕天体质量，r表示两天体间距离，G表示引力常量.
六、课堂小结，构建思维导图
整理知识，背诵记忆（限时两分钟）
根据板书背诵记忆
八、当堂训练，巩固运用
完成58页课后题1,2，3
完整的书写到作业本上，限时五分钟
九、课后反思