万有引力定律精品教案

《万有引力理论的成就》 教学设计
教材分析
学生分析
在前面三节，通过追寻科学的足迹，从
行星的运动规律的认识到最终推导出了万有
引力的表达式，可以说是在用探寻的眼光去
学习，去追寻先人的伟大成就，而这节课，
就是让学生在前人的指引下进行推导应用的
创新课。可以说这一节课既是知识的传授又
是能力、情感的培养课，它不仅能够激励学
生学习科学的兴趣,更能激发学生去进一步
探索宇宙奥秘的欲望。体现了新课程的理念
和要求

通过前面三节的学习，同学们对天体的运动
已经有了一定的认识，对万有引力的概念也已经
比较熟悉，积累了一定的经验。而本节知识就是
在前面知识基础上的发散应用，所以只要在课堂
上加以一定的引导和启发，结合必要的讨论和自
学，同学们完全能够理解并应用本节课的内容。

新课标要求
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
定律计算天体质量。3.理解并运用万有引力定律处理天体问题
的思路和方法。
过程与方法
通过万有引力定律并结合同学们前面已学的知识推导出计算天

体质量的方法

情感态度与价值观
体会万有引力定律在人类认识自然界奥秘中的巨大作用，让学
生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主
义观点
课程分析

教学重点、难点
1.是利用万有引力等于重力来计算天体的质量。2.重点亦是难
点，即要让学生知道行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力
提供的。并能够利用万有引力定律和圆周运动的规律来计算太
阳的质量，再由此迁移发散到各中天体质量的计算。
突破方法
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”，引导学生
一起得到计算天体质量的两种方法，在引申到对其他相关问题
的分析和探讨，加强对这一知识的掌握和理解。
教学工具
蓝球（用于引课），PPT计算机辅助（图片，演示动画，视频），其他教学用具

教学方法
教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果
教学过程
教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 辅助

第一阶段： 创设情境、激发兴趣 课前引入 创设问题情境： 1给同学们一张篮球的照片，让大家估计它的质量，然后把篮球拿给同学们观察，让大家思考讨论如何得到篮球的质量。 2 “除了篮球以外呢，我还给大家带来了另外一个球，不过由于它比篮球要大，且比篮球要重，我没法吧它给大家带到教室里来，而只能把它放在教学楼下面，不过我把它的照片带来了。” 给出另外一个“球”的照片（地球）,“又如何得到地球的质量呢，刚才测量篮球的方法还适用吗，不适用的话，有没有跟好的方法？” 思考讨论 代表发言 通过这几个问题的思考,让同学对本课的内容在整体上有一定的认识和了解，激发学生的学习兴趣。 蓝球
PPT图
片展示

第二阶段：
新课教学
自主学习、
探索新知、
应用拓展、
学以致用

万有引力理论成就的运用一： 计算天体的质量 第一种方法：利用万有引力提供向心力 1.让学生阅读课本，并和学生一起应用万有引力充当向心力求出太阳的质量。写出推导过程。 2.根据课本，动画演示八大行星绕太阳运动，结合开普勒第三定律对计算结果进行讨论 （用不同行星计算出来的太阳的质量是否能够保证一致） 3.进一步对这种方法进行延伸和拓展，分析总结：TmrMmGr2224 rvmmr22 4．引导学生得到第一种方法计算天体质量的规律。 1.阅读课本内容（38页-39页：“ 计算天体的质量”那一小节），感受利用万有引力提供向心力测太阳质量的方法。 2．学生共同讨论，得出“用不同行星计算出来的太阳的质量是否能够保证一致”并说出自己的理由。 3．同桌合作，总结计算地球天体的第一种方法（利用万有引力体供的方法）。 4.分析，讨论得出规律： 只能求出中心天体的质量，而不能求出绕行天体的质量 增强同学的阅读理解和分析、归纳能力。 学会知识迁移，加深对开普勒第三定律的认识 让学生学会“举一反三”，自我归纳 由浅入深，循序渐进的启发式教学，激活同学内在的求知欲，引导同学积极思考，独立探究。
动画演示
八大行星
绕太阳运
动的动画

计算过程
演示（计算
二 第二种方法（利用万有引力等于重力），即课本“科学真是迷人”。 万有引力理论成就的运用二：发现未知天体 5.引导学生得出计算地球质量的方法，回到一开始设定的问题上 6.拓展运用，让学生再看动画演示（八大行星绕太阳转的的动画演示），观察有什么规律，并思考为什么会这样。 7．提问“刚才的方法计算 地球的质量需要依靠月球的运动规律，如果没有月球怎么办？ 8．发射卫星太麻烦，有没有更简便的方法，使我们能在地球上就直接知道地球的质量？请同学们快速阅读课本38页“科学真是迷人”，找出这种方法。 9. 与学生一起学习这种方法：地面上物体的重力等于地球对物体的引力,即 由mgRMmG2 得到：GgRM2 说明：这种方法不考虑地球自转的影响，而要考虑自转的情况，下节课在介绍。 10.思考如何测量月球上的 重力加速度? 如何测量月球的质量? 11. 请同学们阅读课文“发现未知天体”部分的内容，并思考（ppt投影）： （1）万有引力理论在天文学上还有什么应用 5.学生：可利用万有引力提供向心力，然后根据月球围绕地球转的来计算地球的质量 6.学生：越是靠近太阳的行星，周期越小，并会利用公式 TmrMmGr2224 进行分析。 7．学生大多会答“还有人造地球卫星” 8.学生阅读找出答案： 利用万有引力等于重力来求解地球的质量 9.代入数据计算出地球的质量，与刚才计算结果比较,结果一致。 10.共同参与设计和讨论，得出结论（如可在月球上做一些实验）,加深对这一问题的理解 11学生：阅读课文，从课文中找出相应的答案：发现未知天体 前呼后应 让学生自身观察，发散思维，学会探究性思考 通过师生互动,总结点评得出正确结论，掌握,求解中心天体的质量的方法，突出重点，突破难点，达到教学目的。 通过海王星、冥王星预测直至发现的过程,渗透物理学史的思地球质量与计算太阳质量相似，不需再板书，） 再一次PPT动画演示
PPT图片展
示人类在
月球上的
活动
（2）人们利用万有引力理论发现了那些天体？ 12.播放一段6分钟简要介绍发现天王星和海王星的视频 13.老师小结：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，同时还可以来发现未知天体.除此之外万有引力定律的发现还有很多其他方面的运用，比如人造地球卫星的发射等，有兴趣的同学下去查阅资料，大家来一起分享。 学生：天王星和海王星 12．观看视频 想教育,体会万有引力理论的成就。 让学生体会万有引力定律在人类探索和发现太空中的伟大作用
播放视频

第三阶段：
课堂小结

回顾梳理本节课所学内容。 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；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，使人们有能力理解天地间的各种事物。请同学们一起回顾一下，这节课我们都学习了万有引力理论的哪些成就。 让学生总结回顾本节课所学内容。 然后请同学评价本节小结内容 放开手，让学生自己总结所学内容，从而构建他们
自己的知识框架,培养学生概括总结能力。

课后练习 完成课本P40“问题与练习”中的1,3两个小题
板书设计
6.4万有引力理论的成就
一．计算天体的质量
方法一：利用万有引力提供向心力，即F万=F向：

v
mrrmTmrMmGr222224


住：此种方法只能求出中心天体的质量，而不能求出绕行天体的质量
方法二：利用万有引力等于重力

mgMmGr
2

住：此种方法不考虑地球的自转
二．发现未知天体
天王星，海王星