3. 万有引力定律的应用新颖的课程导入教案

3.3万有引力定律的应用教学设计

教学方法：讲授法、推理法、归纳法

教学手段：

（一）多媒体辅助教学：教学媒体是在教育教学活动中，传递教育教学信息的载体和中介，是教学系统的重要组成部分，形成了教学与学习的资源环境。

学生情况：高一学生已经学习了万有引力定律，但是对这部分知识似懂非懂，相当一部分学生见到这类问题就感到紧张，通过这部分学习，一方面可以拓展学生的知识面，见多识广，另一方面可以加深对万有引力定律的理解，再次让学生多见一些这方面的新题

课题

教学基本信息

万有引力定律的应用

学段

高中

年级

高一

学科物理教学设计者

姓名

海旭升

单位

宁夏固原市隆德县中学

教学背景分析

教学内容：本节内容主要学习万有引力定律的应用，即天体质量的称量方法和未知天体的发现，其中以太阳和地球质量的称量为例，展开对天体质量称量方法的应用

教学目标

知识目标: 1.

深入理解万有引力定律；

2.

能够应用万有引力定律和牛顿第二定律解决天体运动问题；

能力目标：

1.

培养学生对万有引力定律的理解和利用有限的已知条件进行近似计算的能力

2.

培养科学的思维方法，提高发散思维能力和分析推理能力

情感目标：

1.

了解万有引力定律在探索宇宙奥秘中的重要作用，感受科学定律的巨大魅力。

2.

激发学生学习和热爱科学的激情

，

增强民族自信心和自豪感

教学重难点

重点：应用万有引力定律和牛顿第二定律解决天体运动问题

难点：

万有引力定律的应用

教学过程设计

教师活动

学生活动

设计意图

一．新课引入

讲述：阿基米德在研究杠杆原理后，曾

经说过一句名言：“给我一个支点，我

就可以撬动地球。”

提问：那给我们一个天平是否就可以称学生回答：不能称量

量地球的质量了呢？

通过引导，帮助有人宣称称量出了地球的质量，同学们学生回答：卡文迪许

学生寻找称量猜猜是谁呢？

地球质量的方

法

讲述：卡文迪许在实验室里测量几个铅

球之间的作用力，测出了引力常量G的学生带着问题看书，并在

值，从而宣称“称量”出了地球的质量，全班进行回答：

测出G后,是怎样“称量”地球的质量的若不考虑地球自转的影

呢？

响，地面上物体的重力等

于地球对它的引力。

作图的用意在

于让学生明白

不考虑地球自

转的影响其实

就是忽略地球

对地面物体的

万有引力沿垂

直于地轴的分

力

学生自己写出结果

2

2

学生自己计算

总结，锻炼学生

推理能力

其中g、R在卡文迪许之前已经知道，

mMmgGRgRMG

而卡文迪许测出G后，就意味着我们也

测出了地球的质量。卡文迪许把他自己的实验说成是“称量地球重量”的实验是有道理的。

教师活动

学生活动

设计意图

布置任务：要求学生计算地球的质量

设地面附近的重力加速度g=10 m/s2，地球半径R=6.4×106

m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，试估算地球的质量。

类比拓展

如果用这一方法来测量月球的质量，必须已知哪些物理量？请写出解答过程

总结称量天体质量的方法：

方法一：忽略天体自转的影响，天体表面上物体的重力近似的等于天体对物体的万有引力

学生根据老师提供的数据计算地球质量

学生相互交流讨论，随机叫学生回答，并进行点评

学生讨论，此种方法只能计算中心天体的质量

学生思考后回答：

无法计算

让学生对地球质量有一个直观的认识

学以致用

GMmmg

总结称量天体质量的方法

2

让学生明白用讲述：知道了引力常量G，测出星球表以上方法称量面的重力加速度就可以称出天体的质量天体质量时的了，能否用该方法计算太阳的质量？如局限性

果不行你能想到什么好方法？

因为太阳表面的重力加速

提问：为什么无法计算

度无法测量。

启发：1、我们可以认为地球绕太阳做通常可以认为地球绕太阳

做匀速圆周运动

什么运动？

2、地球作圆周运动的向心力是由什么

是由太阳对地球的万有引

力来提供的？

力来提供的

F引

= Fn

引导学生思考

称量太阳质量的方法

42r343.142(1.491011)3M=kg

11272GT

6.6710(3.1610)

学生计算太阳的质量，并

在全班进行展示

对学生的推到结果进行点评，解释

给定相关数据，让学生计算太阳的质量。

R

总结求天体质量的另一种方法：

方法二：行星或卫星绕中心天体沿圆轨道做匀速圆周运动，万有引力提供行星或卫星做匀速圆周运动的向心力

mM22

Gr2m(T)r

应用万有引力定律除了计算天体的质量

之外，还有哪些应用呢？要求学生看书

播放海王星视频，并进行简短的讲解

教学板书

让学生在课堂上自己总结计算天体质量的另一种方法

学生讨论，此种方法只能计算中心天体的质量

学生看书，并总结万有引力定律的其他应用：

预言彗星回归和未知天体，如海王星，冥王星的发现

总结称量天体质量的另一种方法

学以致用

寻找万有引力定律的另一种应用，通过观看视频，培养学生的求知欲。

一.计算天体质量的方法

1.表面模型：

mgG2mM2Gm()r2.环绕模型：

2rT二.预言彗星回归和未知天体

mMR2

教学反思