第一篇：4萬有引力理論的成就
4. 萬有引力理論的成就 教學設計 教案
教學準備
1. 教學目標
1、知識與技能
(1)了解地球表面物體的萬有引力兩個分力的大小關系，計算地球質量;
(2)行星繞恒星運動、衛星的運動的共同點：萬有引力作為行星、衛星圓周運動的向心力，會用萬有引力定律計算天體的質量;
(3)了解萬有引力定律在天文學上有重要應用。 2.過程與方法：
(1)培養學生根據數據分析找到事物的主要因素和次要因素的一般過程和方法; (2)培養學生根據事件的之間相似性采取類比方法分析新問題的能力與方法; (3)培養學生歸納總結建立模型的能力與方法。 3.情感態度與價值觀：
(1)培養學生認真嚴禁的科學態度和大膽探究的心理品質; (2)體會物理學規律的簡潔性和普適性，領略物理學的優美。
2. 教學重點/難點
教學重點
地球質量的計算、太陽等中心天體質量的計算。 教學難點
根據已有條件求中心天體的質量。
3. 教學用具
多媒體、板書
4. 標簽
教學過程
一、計算天體的質量 1.基本知識
(1)地球質量的計算
①依據：地球表面的物體，若不考慮地球自轉，物體的重力等于地球對物體的萬有引力，即②結論：
只要知道g、R的值，就可計算出地球的質量.
(2)太陽質量的計算
①依據：質量為m的行星繞太陽做勻速圓周運動時，行星與太陽間的萬有引力充當向心力，即
②結論：星的質量.
2.思考判斷
只要知道衛星繞行星運動的周期T和半徑r，就可以計算出行
) (1)地球表面的物體，重力就是物體所受的萬有引力.(×(2)繞行星勻速轉動的衛星，萬有引力提供向心力.(√) ) (3)利用地球繞太陽轉動，可求地球的質量.(×3.探究交流
若已知月球繞地球轉動的周期T和半徑r，由此可以求出地球的質量嗎?能否求出月球的質量呢?
【提示】 能求出地球的質量.利用
為中心天體的質量.做圓周運動的月球的質量m在等式中已消掉，所以根據月球的周期T、公轉半徑r，無法計算月球的質量.
二、發現未知天體 1.基本知識 (1)海王星的發現 英國劍橋大學的學生亞當斯和法國年輕的天文學家勒維耶根據天王星的觀測資料，利用萬有引力定律計算出天王星外“新”行星的軌道.1846年9月23日，德國的加勒在勒維耶預言的位置附近發現了這顆行星——海王星.
(2)其他天體的發現
近100年來，人們在海王星的軌道之外又發現了冥王星、鬩神星等幾個較大的天體. 2.思考判斷
(1)海王星、冥王星的發現表明了萬有引力理論在太陽系內的正確性.(√) (2)科學家在觀測雙星系統時，同樣可以用萬有引力定律來分析.(√) 3.探究交流
航天員翟志剛走出“神舟七號”飛船進行艙外活動時，要分析其運動狀態，牛頓定律還適用嗎?
【提示】 適用.牛頓將牛頓定律與萬有引力定律綜合，成功分析了天體運動問題.牛頓定律對物體在地面上的運動以及天體的運動都是適用的.
三、天體質量和密度的計算 【問題導思】
1.求天體質量的思路是什么?
2.有了天體的質量，求密度還需什么物理量? 3.求天體質量常有哪些方法? 1.求天體質量的思路
繞中心天體運動的其他天體或衛星做勻速圓周運動，做圓周運動的天體(或衛星)的向心力等于它與中心天體的萬有引力，利用此關系建立方程求中心天體的質量.
2.計算天體的質量
下面以地球質量的計算為例，介紹幾種計算天體質量的方法： (1)若已知月球繞地球做勻速圓周運動的周期為T，半徑為r，根據萬有引力等于向心力，即
(2)若已知月球繞地球做勻速圓周運動的半徑r和月球運行的線速度v，由于地球對月球的引力等于月球做勻速圓周運動的向心力，根據牛頓第二定律，得
(3)若已知月球運行的線速度v和運行周期T，由于地球對月球的引力等于月球做勻速圓周運動的向心力，根據牛頓第二定律，得
(4)若已知地球的半徑R和地球表面的重力加速度g，根據物體的重力近似等于地球對物體的引力，得
解得地球質量為
3.計算天體的密度 若天體的半徑為R，則天體的密度ρ
誤區警示
1.計算天體質量的方法不僅適用于地球，也適用于其他任何星體.注意方法的拓展應用.明確計算出的是中心天體的質量.
2.要注意R、r的區分.R指中心天體的半徑，r指行星或衛星的軌道半徑.以地球為例，若繞近地軌道運行，則有R=r. 例：要計算地球的質量，除已知的一些常數外還需知道某些數據，現給出下列各組數據，可以計算出地球質量的有哪些?(
) A.已知地球半徑R B.已知衛星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑r和線速度v C.已知衛星繞地球做勻速圓周運動的線速度v和周期T D.已知地球公轉的周期T′及運轉半徑r′ 【答案】 ABC 歸納總結：求解天體質量的技巧
天體的質量計算是依據物體繞中心天體做勻速圓周運動，萬有引力充當向心力，列出有關方程求解的，因此解題時首先應明確其軌道半徑，再根據其他已知條件列出相應的方程.
四、分析天體運動問題的思路 【問題導思】 1.常用來描述天體運動的物理量有哪些? 2.分析天體運動的主要思路是什么? 3.描述天體的運動問題，有哪些主要的公式? 1.解決天體運動問題的基本思路
一般行星或衛星的運動可看做勻速圓周運動，所需要的向心力都由中心天體對它的萬有引力提供，所以研究天體時可建立基本關系式：2.四個重要結論
設質量為m的天體繞另一質量為M的中心天體做半徑為r的勻速圓周運動
以上結論可總結為“越遠越慢，越遠越小”. 誤區警示
1.由以上分析可知，衛星的an、v、ω、T與行星或衛星的質量無關，僅由被環繞的天體的質量M和軌道半徑r決定.
2.應用萬有引力定律求解時還要注意挖掘題目中的隱含條件，如地球的公轉周期是365天，自轉一周是24小時，其表面的重力加速度約為9.8 m/s2. 例：)據報道，天文學家近日發現了一顆距地球40光年的“超級地球”，名為“55 Cancri e”，該行星繞母星(中心天體)運行的周期約為地球繞太陽運行周期的480(1)，母星的體積約為太陽的60倍.假設母星與太陽密度相同，“55 Cancri e”與地球均做勻速圓周運動，則“55 Cancri e”與地球的(
)
【答案】 B 歸納總結：解決天體運動的關鍵點
解決該類問題要緊扣兩點：一是緊扣一個物理模型：就是將天體(或衛星)的運動看成是勻速圓周運動;二是緊扣一個物體做圓周運動的動力學特征，即天體(或衛星)的向心力由萬有引力提供.還要記住一個結論：在向心加速度、線速度、角速度和周期四個物理量中，只有周期的值隨著軌道半徑的變大而增大，其余的三個都隨軌道半徑的變大而減小
五、雙星問題的分析方法
例：天文學家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運行的兩顆恒星稱為雙星.雙星系統在銀河系中很普遍.利用雙星系統中兩顆恒星的運動特征可推算出它們的總質量.已知某雙星系統中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運動，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個雙星系統的總質量.(引力常量為G)
歸納總結：雙星系統的特點
1.雙星繞它們共同的圓心做勻速圓周運動，它們之間的距離保持不變; 2.兩星之間的萬有引力提供各自需要的向心力; 3.雙星系統中每顆星的角速度相等; 4.兩星的軌道半徑之和等于兩星間的距離.
課堂小結
板書
第四節 萬有引力的成就
1、地球質量M 地球表面，不考慮(忽略)地球自轉的影響，
地球質量
2、太陽質量——中心天體質量
(1)太陽質量M，行星質量m，軌道半徑r——行星與太陽的距離，行星公轉角速度ω，公轉周期T，則無關。
(2)建立模型求中心天體質量。
3、發現未知天體
萬有引力對研究天體運動有著重要的意義.海王星、冥王星就是這樣發現的.請同學們推導：已知中心天體的質量及繞其運動的行星的運動情況，在太陽系中，行星繞太陽運動的半徑r為：根據
太陽質量
與行星質量m在18世紀發現的第七個行星——天王星的運動軌道，總是同根據萬有引力定律計算出來的有一定偏離.當時有人預測，肯定在其軌道外還有一顆未發現的新星.后來，亞當斯和勒維列在預言位置的附近找到了這顆新星。后來，科學家利用這一原理還發現了許多行星的衛星，由此可見，萬有引力定律在天文學上的應用，有極為重要的意義。
第二篇：萬有引力理論的成就教學反思
本節課要求學生體會萬有引力定律接受實踐的檢驗，理解萬有引力理論的巨大作用和價值。因此，在授課過程中要重點突出“應用+檢驗”性的內容，著中講清應用思路。應用萬有引力定律求解天體質量的基本思路是：根據環繞天體的運動情況，求出其向心加速度，然后根據萬有引力充當向心力，進而列方程求解.。
我們在“稱量地球質量”時，課本從地面上物體的`重力等于地球對物體的引力入手，得到地球的質量 ，其中g、R在卡文迪許實驗之前已經知道，只要知道G就意味著“測出了地球的質量”。我在處理這塊內容時，先讓學生閱讀“科學真是迷人”這部分，然后問學生：我們現在能不能利用已有知識稱量地球的質量?學生異口同聲的喊“能”。我追問：我們能應用什么辦法稱量地球的質量?學生說應用萬有引力等于地球表面的重力。我繼續問：萬有引力和重力是是一回事嗎?這時候只有個別學生說話，一大部分學生已經沒有底氣回答，我就給學生解釋，重力是萬有引力的一個分力，另一個分力充當了物體隨地球自轉的向心力。如果在不考慮地球自轉的影響時，我們就可以應用 ，得到地球的質量 ;也就是說，只要我們測量出地球表面的重力加速度，知道地球半徑，和引力常量就可以計算出地球的質量。而且還要指出這只是一種近似算法，但是在某種程度上，科學就是一種近似，一種舍棄次要因素，緊緊抓住主要因素的近似，正是有了這種近似，才有了真正意義上的科學。其實，做人做事也一樣，要學會取，更要學會舍。
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第三篇：《萬有引力理論的成就》教學設計
背景分析：學生們已經學習了由牛頓發現的萬有引力定律，也清楚了由卡文迪許測量出來的引力常量。學生們也有地理基礎，明白地球有公轉和自轉，地球公轉周期大約是一年，自轉周期大約是一天。
【教學目標】
(一)知識與技能
1.了解萬有引力定律在天文學上的重要應用。
2.會用萬有引力定律計算天體質量。
3.理解并運用萬有引力定律處理天體問題的思路和方法。
(二)過程與方法
1.通過萬有引力定律推導出計算天體質量的公式。
2.了解天體中的知識。
(三)情感、態度與價值觀
體會萬有引力定律在人類認識自然界奧秘中的巨大作用，讓學生懂得理論來源于實踐。
【教學重點】
1.行星繞太陽的運動的向心力是由萬有引力提供的。
2.會用已知條件求中心天體的質量。
【教學難點】
根據已有條件求中心天體的質量。
教師啟發、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果。
【教學工具】
課件、計算機、地球儀、投影儀等多媒體教學設備。
【教學過程】
一、引入新課
教師活動：上節我們學習了萬有引力定律的有關知識，現在請同學們回憶一下，萬有引力定律的內容及公式是什么?公式中的G又是什么?G的測定是誰完成的?
學生活動：思考并回答上述問題：
內容：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。
公式：F=G . 公式中的G是引力常量，它在大小上等于質量為1 kg的兩個物體相距1 m時所產生的引力大小，經測定其值為6.67×10—11 N·m2/kg2。G的測定是由卡文迪許完成的。
教師活動：(播音部分)牛頓(1643—1727)是英國著名的物理學家、數學家和天文學家，是十七世紀最偉大的科學巨匠。牛頓一生對科學事業所做的貢獻，遍及物理學、數學和天文學等領域。牛頓在物理學上最主要的成就，是創立了經典力學的基本體系，對于光學，牛頓致力于光的顏色和光的本性的研究，也作出了重大貢獻。牛頓在數學方面，總結和發展了前人的工作，提出了“流數法”，建立了二項式定理，創立了微積分。在天文學方面，牛頓發現了萬有引力定律，創制了反射望遠鏡，并且用它初步觀察到了行星運動的規律。
上面用了兩個字“發現”，不是發明!正如幼兒園有一個小朋友造句：我爸爸發現了我的媽媽，然后發明了我。
萬有引力發現后，再經過了一百多年，才確定引力常量?？ㄎ牡显S扭秤的主要部分是一個輕而堅固的T型架，倒掛在一根金屬絲的下端。T形架水平部分的兩端各裝一個質量是m的小球，T形架的豎直部分裝一面小平面鏡M，它能把射來的光線反射到刻度尺上，這樣就能比較精確地測量金屬絲的扭轉。他測定了引力常量。這也提供了我們測量微小物體質量的方法。古代，曹操的兒子曹沖利用浮力稱出了大象的質量。那我們現在有沒有可能利用已知的知識來稱地球呢?
二、進行新課
(一)“科學真實迷人”
教師活動：引導學生閱讀教材“科學真實迷人”部分的內容，思考問題[投影出示]：
1.推導出地球質量的表達式，說明卡文迪許為什么能把自己的實驗說成是“稱量地球的重量”?
2.設地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半徑R =6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11 Nm2/kg2，試估算地球的質量。
學生活動：閱讀課文，推導出地球質量的表達式，在練習本上進行定量計算。
教師活動：由于地球自轉非常慢，一天只轉了一圈，所以對應的自轉偏向力很小。在這里，我們忽略不計。投影學生的推導、計算過程，一起點評。
kg
重力加速度與高度的變化：若物體靜止在距離地面高為h的高空
(二)計算天體的質量
教師活動：(課件展示太陽系里面的星體的美麗圖片)
引導學生閱讀教材“天體質量的計算”部分的內容，同時考慮下列問題[投影出示]：
1.應用萬有引力定律求解天體質量的基本思路是什么? 2.求解天體質量的方程依據是什么?
學生活動：學生閱讀課文第一部分，從課文中找出相應的答案。
1.求解天體質量的基本思路是：根據環繞天體的運動情況，求出其向心加速度，然后根據萬有引力充當向心力，進而列方程求解.
2.從前面的學習知道，天體之間存在著相互作用的萬有引力，而行星(或衛星)都在繞恒星(或行星)做近似圓周的運動，而物體做圓周運動時合力充當向心力，故對于天體所做的圓周運動的動力學方程只能是萬有引力充當向心力，這也是求解中心天體質量時列方程的根源所在。
教師活動：引導學生深入探究
請同學們結合課文知識以及前面所學勻速圓周運動的知識，加以討論、綜合，然后思考下列問題[投影出示]。學生代表發言。
1.天體實際做何運動?而我們通?？烧J為做什么運動?
2.描述勻速圓周運動的物理量有哪些?
3.根據環繞天體的運動情況求解其向心加速度有幾種求法?
4.應用天體運動的動力學方程──萬有引力充當向心力求出的天體質量有幾種表達式?各是什么?各有什么特點?
5.應用此方法能否求出環繞天體的質量?
學生活動：討論，得出答案。學生代表發言。
1.天體實際運動是沿橢圓軌道運動的，而我們通常情況下可以把它的運動近似處理為圓形軌道，即認為天體在做勻速圓周運動。
2.在研究勻速圓周運動時，為了描述其運動特征，我們引進了線速度v，角速度ω，周期T三個物理量。
3.根據環繞天體的運動狀況，a心=4π2r/T2 4.應用天體運動的動力學方程──萬有引力充當向心力，結合圓周運動向心加速度方程，即
(3)F引=G =F心=ma心=m
即：G =m
③
從上述動力學方程的表述中，可得到相應的天體質量表達形式：
M=4π2r3/GT2.
同理可得：M=v2r/G 或者M=ω2r3/G. 上述三種表達式分別對應在已知環繞天體的線速度v，角速度ω，周期T時求解中心天體質量的方法。
以上各式中M表示中心天體質量，m表示環繞天體質量，r表示兩天體間距離，G表示引力常量。
5.從以上各式的推導過程可知，利用此法只能求出中心天體的質量，而不能求環繞天體的質量，因為環繞天體的質量同時出現在方程的兩邊，已被約掉。
師生互動：
從上面的學習可知，在應用萬有引力定律求解天體質量時，只能求解中心天體的質量，而不能求解環繞天體的質量。而在求解中心天體質量的三種表達式中，最常用的是已知周期求質量的方程。因為環繞天體運動的周期比較容易測量。
教師活動：投影例題：某宇航員駕駛航天飛機到某一星球，他使航天飛機貼近該星球附近飛行一周，測出飛行時間為4.5?103s，則該星球的平均密度是多少?
學生活動：在練習本上分析計算，寫出規范解答：
分析：航天飛機繞星球飛行，萬有引力提供向心力，所以：
教師活動：投影學生求解過程，點評。
(三)發現未知天體
教師活動：請同學們閱讀課文“發現未知天體”部分的內容，考慮以下問題[投影出示]：
1.應用萬有引力定律除可估算天體質量外，還可以在天文學上有何應用? 2.應用萬有引力定律發現了哪些行星?
學生活動：閱讀課文，從課文中找出相應的答案：
1.應用萬有引力定律還可以用來發現未知的天體。
2.海王星、冥王星就是應用萬有引力定律發現的。
教師活動：投影海王星照片與它的地貌照片
引導學生深入探究：
人們是怎樣應用萬有引力定律來發現未知天體的?發表你的看法。
學生活動：討論并發表見解。
人們在長期的觀察中發現天王星的實際運動軌道與應用萬有引力定律計算出的軌道總存在一定的偏差，所以懷疑在天王星周圍還可能存在有行星，然后應用萬有引力定律，結合對天王星的觀測資料，便計算出了另一顆行星的軌道，進而在計算的位置觀察新的行星。
教師點評：萬有引力定律的發現，為天文學的發展起到了積極的作用，用它可以來計算天體的質量，同時還可以來發現未知天體.
三、課堂總結、點評
教師活動：1.處理天體運動問題的關鍵是：萬有引力提供做勻速圓周運動所需的向心力。
2.忽略地球自轉,物體所受重力等于地球對物體的引力。
學生活動：認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。
教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。
【教學體會】
思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本;親自實踐參與知識的發現過程是培養學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質的培養就成了鏡中花，水中月。
第四篇：6.4萬有引力理論的成就課后反思
《萬有引力理論的成就》教學反思
地區二中 物理組 竇淑禎
忙碌了兩周之后終于可以放松下緊張的心情了，這是我賽后最想說的一句話。我是一名剛剛參加工作一年半的新教師，當知道要參賽時，在選題上一波三折，最后確定講《萬有引力理論的成就》這一節，然后就開始了我習慣性的備課流程：1.看教材2.看教參3.把手中的幾本練習冊通通做一遍4.在網上搜集資料。
經過反復思考，確定本節的教學目標是：1.了解萬有引力定律在天文學上有重要應用;2.會用萬有引力定律計算天體的質量;3.掌握綜合運用萬有引力定律和圓周運動學知識分析具體問題的方法。其中地球質量的計算、太陽等中心天體質量的計算是重點內容，難點則是根據已有條件求中心天體的質量。本節的教學內容都是圍繞重難點展開的。下面就有關課后的反思，作如下總結：
一、突發靈感，借題發揮。對于新課的引入，我冥思苦想，怎么才能讓學生 在最短的時間內進入學習狀態，這一節內容是比較枯燥并且是我們生活中很難接觸到的，對學生來說非常抽象。偶然的機會，看到網上稱體重的問題，想到生活中要想知道某個問題的質量都是用稱來稱得，但是地球的質量如何稱出呢?突然靈感降臨：好!這就是我要引課的內容了!
二、突出重點，思路清晰。這節課最主要的目標就是讓學生學會地球質量的計算、太陽等中心天體質量的計算掌握其中的解決問題的方法，
1、物體在地球(或天
gR2Mmmg?G2地球質量M?體)表面時的重力近似等于它所受到的萬有引力：
RG
2、將行星繞恒星、衛星繞行星的運動均視為勻速圓周運動，所需要的向心力由萬有引力提供：
Mm4?2Mmv2Mm(1)G2?m2r
(2)G2?m
(3)G2?m?2r
rrrTr所以在講解“計算天體質量”這里我花了將近25分鐘，當然要突出新課改的思想，把課堂還給學生，所以我采用啟發式教學，給出學生提示思路，由學生自己推出結果。整個教學過程思路清晰、連貫。從如何“稱量地球質量”引出物體在天體表面時如何求得天體的質量，讓學生小組間自主學習，得出如何求出地球質量，進而通過習題得出：當在天體表面的時候可測出天體的質量，但是想知道太陽的質量，我們可能站到太陽的表面上去嗎?讓學生思考如何計算太陽的質量，延續牛頓的思路進而得出計算天體質量的方法;萬有引力定律除了計算天體質量外，還有什么樣的成就呢?思路連貫、環環相扣，很自然地過度到下一問題。
三、教學手段，課件輔助。這節內容很枯燥，利用媒體輔助教學手段展現圖片，給學生放映天王星及海王星的運動軌道，邊講解邊給學生用課件演示，從而也達到了課堂有效教學的目的。
四、生本課堂，生本教學。經過這次比賽的磨練，我更加深刻的理解新課改的意義所在。原來對新課改的精神要以學生為主體存在誤區：平時上的常規課我可以很自然的和學生互動，但是要參加比賽，我想是不是要把握一下學生的自主時間，擔心平行班的孩子討論不出結果浪費了大把的時間，通過組里前輩們的指點，我知道了能讓學生自己做的就要大膽放手，如果提示過后學生也做不到的再其進行解釋，當時在賽前用了一個班級進行試講，那個班的效果很讓我吃驚，其中一個女生推導出了結果并且將結論表述的很清晰明了，當即獲得了全班的掌聲;其他的題目學生也自行做出了，雖然沒有第一位同學精彩，但是同樣將結果得出;所以在比賽的班級我大膽使用了學生自主探究，讓學生自主學習得出結論，效果很好，我堅信他們自己得出的結論要比我講很多遍的記得清楚幾百倍;通過這次比賽讓我更加清楚只要學生的思維能夠跟著老師啟迪的步伐走，放手讓學生自己去做，效果會很不樣;
五、集體幫扶，成長動力。準備比賽過程中，組里的前輩們不吝賜教，使我受益匪淺。尤其是對科學知識的嚴謹性，教學語言的邏輯性都給予了我及時的糾正。使我體會到集體力量的強大，同時有種莫名的感動涌上心頭，感到了組里的溫馨，感受到物理組大家庭的溫暖。教中學，學中教，是提高自己教學水平螺旋上升的過程。衷心感謝組里的每一位老師。
六、存有遺憾，不斷總結。課堂是一門有遺憾的藝術。1.本節課的一開始給學生了一個問題：“想不想知道我的體重”時學生活躍了，但是對于引課來說這樣的話顯得畫蛇添足了，其實只要說“在日常生活中我們都是用稱稱量出物體的質量，但是能用稱稱出地球的質量嗎?”即可，我的這個提問就顯得多余且學生難以正確回答而耽誤時間;同時也在提醒我與課堂無關的話最好可以避免;2.練習1讓學生上黑板做挺好的，但是不該讓學生給分，學生由于偏袒自己組，給出的分數讓我始料未及，下次上課的過程中這個評價應該由我直接給出;3.計算天體質量的過程中，由學生推倒出太陽的質量應該再次明確(強調)公式中的物理意義，而不應該直接進入習題的訓練;4.上課的整體過程是先松后緊，課堂時間的把握不是很到位，所以后面沒有給與充分的時間讓學生得出結論，練習題2處理的也略顯倉促，尤其是C選項;5.最后一部分內容由學生來講述“發現未知天體”我之前沒有進行審核，由學生自由發揮，所以學生沒有說到重點問題，只是對他們自己比較感興趣的話題(各個行星的命名過程)做了敘述，而對“海王星”的發現只是一帶而過，沒有講到它的重點，有一點小小的缺憾，下節課的內容過程中我會補充;
課堂教學的比賽雖然結束了，但是對我的影響卻是深遠的。不怕有遺憾，就怕沒遺憾，正因為存在這樣那樣的遺憾和不足，我才能不斷總結、不斷反思、不斷改革和創新，不斷的提高自己，充實自己。逐漸使課堂趨于完美。
第五篇：6.4高一物理萬有引力理論的成就教案
6.4 萬有引力理論的成就
★新課標要求
(一)知識與技能
1、了解萬有引力定律在天文學上的重要應用。
2、會用萬有引力定律計算天體質量。
3、理解并運用萬有引力定律處理天體問題的思路和方法。
(二)過程與方法
1、通過萬有引力定律推導出計算天體質量的公式。
2、了解天體中的知識。
(三)情感、態度與價值觀
體會萬有引力定律在人類認識自然界奧秘中的巨大作用，讓學生懂得理論來源于實踐，反過來又可以指導實踐的辯證唯物主義觀點 ★教學重點
1、行星繞太陽的運動的向心力是由萬有引力提供的。
2、會用已知條件求中心天體的質量。 ★教學難點
根據已有條件求中心天體的質量。 ★教學方法
教師啟發、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果。 ★教學工具
有關練習題的投影片、計算機、投影儀等多媒體教學設備 ★教學過程
(一)引入新課
教師活動：上節我們學習了萬有引力定律的有關知識，現在請同學們回憶一下，萬有引力定律的內容及公式是什么?公式中的G又是什么?G的測定有何重要意義?
學生活動：思考并回答上述問題：
內容：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。
公式：F=Gm1m2. 2r公式中的G是引力常量，它在大小上等于質量為1 kg的兩個物體相距1 m時所產生的引
—力大小，經測定其值為6.67×1011 N·m2/kg2。
教師活動：萬有引力定律的發現有著重要的物理意義：它對物理學、天文學的發展具有深遠的影響;它把地面上物體運動的規律和天體運動的規律統一起來;對科學文化發展起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大信心，人們有能力理解天地間的各種事物。這節課我們就共同來學習萬有引力定律在天文學上的應用。
(二)進行新課
1、“科學真實迷人”
教師活動：引導學生閱讀教材“科學真實迷人”部分的內容，思考問題[投影出示]：
1、推導出地球質量的表達式，說明卡文迪許為什么能把自己的實驗說成是“稱量地球的重量”?
2、設地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半徑R =6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11 Nm2/kg2，試估算地球的質量。
學生活動：閱讀課文，推導出地球質量的表達式，在練習本上進行定量計算。
教師活動：投影學生的推導、計算過程，一起點評。
gR29.8?(6.4?106)224M???6?10kg ?11G6.67?10點評：引導學生定量計算，增強學生的理性認識。對學生進行熱愛科學的教育。
2、計算天體的質量
教師活動：引導學生閱讀教材“天體質量的計算”部分的內容，同時考慮下列問題[投影出示]。
1、應用萬有引力定律求解天體質量的基本思路是什么?
2、求解天體質量的方程依據是什么? 學生活動：學生閱讀課文第一部分，從課文中找出相應的答案.
1、應用萬有引力定律求解天體質量的基本思路是：根據環繞天體的運動情況，求出其向心加速度，然后根據萬有引力充當向心力，進而列方程求解.
2、從前面的學習知道，天體之間存在著相互作用的萬有引力，而行星(或衛星)都在繞恒星(或行星)做近似圓周的運動，而物體做圓周運動時合力充當向心力，故對于天體所做的圓周運動的動力學方程只能是萬有引力充當向心力，這也是求解中心天體質量時列方程的根源所在. 教師活動：引導學生深入探究
請同學們結合課文知識以及前面所學勻速圓周運動的知識，加以討論、綜合，然后思考下列問題[投影出示]。學生代表發言。
1.天體實際做何運動?而我們通?？烧J為做什么運動? 2.描述勻速圓周運動的物理量有哪些? 3.根據環繞天體的運動情況求解其向心加速度有幾種求法? 4.應用天體運動的動力學方程——萬有引力充當向心力求出的天體質量有幾種表達式?各是什么?各有什么特點? 5.應用此方法能否求出環繞天體的質量? 學生活動：分組討論，得出答案。學生代表發言。
1.天體實際運動是沿橢圓軌道運動的，而我們通常情況下可以把它的運動近似處理為圓形軌道，即認為天體在做勻速圓周運動. 2.在研究勻速圓周運動時，為了描述其運動特征，我們引進了線速度v，角速度ω，周期T三個物理量. 3.根據環繞天體的運動狀況，求解向心加速度有三種求法.即：
(1)a心=v2 r(2)a心=ω2·r (3)a心=4π2r/T2
4.應用天體運動的動力學方程——萬有引力充當向心力，結合圓周運動向心加速度的三種表述方式可得三種形式的方程，即 (1)F引=G即：GMmr2Mmr2=F心=ma心=m
v2. rv2?m
rMmr
2 ①
(2)F引=G即：GMmr2=F心=ma心=mω2r
② =mω2·r
(3)F引=G即：GMmr2Mmr2=F心=ma心=m
4?2rT2
③ =m4?2rT2
從上述動力學方程的三種表述中，可得到相應的天體質量的三種表達形式： (1)M=v2r/G. (2)M=ω2r3/G. (3)M=4π2r3/GT2. 上述三種表達式分別對應在已知環繞天體的線速度v，角速度ω，周期T時求解中心天體質量的方法. 以上各式中M表示中心天體質量，m表示環繞天體質量，r表示兩天體間距離，G表示引力常量. 5.從以上各式的推導過程可知，利用此法只能求出中心天體的質量，而不能求環繞天體的質量，因為環繞天體的質量同時出現在方程的兩邊，已被約掉。
師生互動：聽取學生代表發言，一起點評。
從上面的學習可知，在應用萬有引力定律求解天體質量時，只能求解中心天體的質量，而不能求解環繞天體的質量。而在求解中心天體質量的三種表達式中，最常用的是已知周期求質量的方程。因為環繞天體運動的周期比較容易測量。
教師活動：投影例題：把地球繞太陽公轉看做是勻速圓周運動，平均半徑為1.5×1011 m，已知引力常量為：G=6.67×10-11 N·m2/kg2，則可估算出太陽的質量大約是多少千克?(結果取一位有效數字)
學生活動：在練習本上分析計算，寫出規范解答
分析：題干給出了軌道的半徑，雖然沒有給出地球運轉的周期，但日常生活常識告訴我們：地球繞太陽一周為365天。
故：T=365×24×3600 s=3.15×107 s 由萬有引力充當向心力可得：
GMmr2=m4?2rT2
4?3.142?(1.5?1011)36.7?10?11?(3.2?107)2故：M=4?2r3GT2代入數據解得M=
kg=2×1030 kg 教師活動：投影學生求解過程，點評。
3、發現未知天體
教師活動：請同學們閱讀課文“發現未知天體”部分的內容，考慮以下問題[投影出示]：
1、應用萬有引力定律除可估算天體質量外，還可以在天文學上有何應用?
2、應用萬有引力定律發現了哪些行星?
學生活動：閱讀課文，從課文中找出相應的答案：
1、應用萬有引力定律還可以用來發現未知的天體。
2、海王星、冥王星就是應用萬有引力定律發現的。
教師活動：引導學生深入探究
人們是怎樣應用萬有引力定律來發現未知天體的?發表你的看法。
學生活動：討論并發表見解。
人們在長期的觀察中發現天王星的實際運動軌道與應用萬有引力定律計算出的軌道總存在一定的偏差，所以懷疑在天王星周圍還可能存在有行星，然后應用萬有引力定律，結合對天王星的觀測資料，便計算出了另一顆行星的軌道，進而在計算的位置觀察新的行星。
教師點評：萬有引力定律的發現，為天文學的發展起到了積極的作用，用它可以來計算天體的質量，同時還可以來發現未知天體.
(三)課堂總結、點評
教師活動：讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。
學生活動：認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。
點評：總結課堂內容，培養學生概括總結能力。
教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。
(四)實例探究
[例1]某人在某一星球上以速度v豎直上拋一物體，經時間t落回拋出點，已知該星球的半徑為R，若要在該星球上發射一顆靠近該星運轉的人造星體，則該人造星體的速度大小為多少?
解析：星球表面的重力加速度g=
v2v ?tt2人造星體靠近該星球運轉時： mg=GMmR2v?2=m(M:星球質量.m:人造星體質量) R所以v′=gR?2vR t[例2]一艘宇宙飛船繞一個不知名的、半徑為R的行星表面飛行，環繞一周飛行時間為T.求該行星的質量和平均密度. 解析：設宇宙飛船的質量為m，行星的質量為M.宇宙飛船圍繞行星的中心做勻速圓周運動. G2?2Mm=m()R R2T4?2R3所以M= 2GT又v=所以 ρ=4πR3 3M3? ?VGT2★課余作業
課后完成P74“問題與練習”中的問題。 ★教學體會
思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本;親自實踐參與知識的發現過程是培養學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質的培養就成了鏡中花，水中月。 課堂練習
1.根據觀察，在土星外層有一個環，為了判斷是土星的連續物還是小衛星群，可測出環中各層的線速度v與該層到土星中心的距離R之間的關系.下列判斷正確的是(
) A.若v與R成正比，則環是連續物
B.若v2與R成正比，則環是小衛星群 C.若v與R成反比，則環是連續物
D.若v2與R成反比，則環是小衛星群
2.已知地球的半徑為R，地面的重力加速度為g，引力常量為G，如果不考慮地球自轉的影響，那么地球的平均密度的表達式為________. 參考答案：
1.AD
2.3g/4πGR