人教版必修二6.2　太阳与行星间的引力　教学设计

太阳与行星间的引力教学设计 菏泽二中 刘见东1、 教学分析本节内容是安排在行星运动规律与万有引力定律两节内容之间，目的是为了让学生体会“万有引力定律”的发现是经历了非常复杂艰辛的探究过程，而并不是轻而易举的事情；通过向学生介绍科学家对行星运动的原因的猜测从而激发学生对此问题的探究热情，最后由教师的引导来带动学生自主利用旧知识去推导太阳与行星之间的引力。2、 学情分析学生在学习这节内容之前，已经对力、质量、速度、加速度、向心力、向心加速度等概念有较好的理解，并且已经掌握了匀速圆周运动的运动学规律，对利用牛顿运动定律解决动力学问题也比较熟练，所以，在推导太阳与行星运动规律时可把主动权交给学生，老师只当好“引路人”的角色。3、 教学目标（一）、知识与技能1、知道行星绕太阳运动的原因是受到太阳引力的作用。2、理解并会推导太阳与行星间的引力大小。3、记住物体间的引力公式。（二）、过程与方法1、了解行星与太阳间的引力公式的建立和发展过程。2、体会推导过程中的数量关系。（三）、情感态度与价值观了解太阳与行星间的引力关系，从而体会到大自然中的奥秘。4、 教学重点、难点分析（一）、重点：明确太阳与行星间的引力让行星绕太阳做椭圆运动。（二）、难点：1、如何引导帮助学生用已知的知识自主探究出三种引力的大小，在推导过程中让学生感受到逻辑推理的作用和魅力而不繁琐；2、如何在学生探究过程中适时适量介绍前人（主要是牛顿）在当时观点和思维过程，让学生体会科学研究方法，感受伟人敏锐的洞察力，超前的意识和他们的研究风范。5、 教学环节设计（一） 提出问题，猜想推测；（二） 确定引力存在；（三） 探究太阳对行星的引力大小；（四） 探究行星对太阳的引力大小；（五） 探究行星与太阳之间的引力大小；（六） 总结6、 教学用具：计算机，多媒体设备7、 课时设计：1课时8、 教学过程设计教学内容教师活动学生活动设计意图复习导入：开普勒三大定律提示引导课件板书自由发言知识准备问题1：行星为什么能围绕太阳运动呢？ 课件展示（动画1、图片2）简单介绍：对于行星绕太阳运动的原因，在历史上，古希腊开始就在进行不断的猜想、推测。在那时候还没有圆周运动的规律，没有向心力的概念，没有相互作用的观念，也没有牛顿运动定律伽利略、开普勒、笛卡尔，胡克，哈雷等都对此提出了自己的解释。提出问题。讨论交流，自由发言：胡克、哈雷的观点是正确的，太阳对行星的引力使行星绕太阳转动。激发学生对科学问题的探究热情问题2：行星绕太阳的运动是曲线运动，这是因为受到一个什么样的力？方向如何？谁是施力物体？提出问题，逐层引导课件展示：曲线运动（v方向改变）加速度（牛顿第二定律）合力引力学生回答：指向太阳的太阳对行星的引力培养学生的逻辑推理能力和想象能力推进新课：一、太阳对行星的引力问题1：这个引力与什么因素有关？鼓励学生大胆猜想，尽量让学生的发散思维，不做点评。大部分学生能猜出与距离和质量有关，还可能猜出与行星的周期、线速度和角速度有关培养学生的发散思维问题2：请用学过的知识对自己的猜想进行验证提示：由力和运动的关系可知：已知力的作用规律可推测物体的运动规律；已知物体的运动规律，也可以推测力的作用规律。提出问题：（1）今天探究的太阳对行星的引力是属于哪种情况？（2）行星绕太阳的运动规律如何？（3）现有的知识水平，如何解决椭圆轨道问题？回答：（1）是属于已知运动求力的情况（2）开普勒行星三大运动定律的内容（3）把椭圆运动简化成圆周运动（已学过）引导学生建立物理模型问题3：行星绕太阳做圆周运动所需的向心力由什么力提供？引导提示交流发言：太阳对行星的引力。F=Fn激发思维问题4：向心力的表达式有哪几个？要求以竞赛的形式让学生代表本组到黑板上默写公式课件板书 分组比赛培养竞争意识，活跃课堂气氛问题5：如何合理选择公式？说明：天文学上难以直接测量到行星运动的速度v，但可以测得行星的公转周期T学生选择公式：F=Fn=m让学生领会把不易测量的物理量转化成易测量的物理量的简化方法问题6：不同的行星的周期是不同的，设法将周期T消去提问，巡回指导提示：综合利用开普勒行星运动的第三定律和简化模型课件板书整个推导过程。学生讨论交流自主推导由F=Fn=m得F=Fn=放手让学生自己推导可提高学生的逻辑推理能力和运算能力，及体会科学家研究风范（适当给学生一些推导的时间后板书总结）问题7：引力与哪些因素有关？是什么关系？提示：引力与哪个量成正比？与哪个量成反比？讨论交流结论：不同行星中的k为常量，m，r不同，F与m成正比，与r成反比：培养学生的抽象思维二、行星对太阳的引力提示：力是相互的。若以行星做为参考系，则太阳绕行星做圆周运动，同理，可设太阳的质量为M，再进行同样的推导。课件板书推导过程和结论。共同提出：力是相互的，同样，行星对太阳也有引力的作用。讨论交流，得出结论：。培养学生的双向思维能力问题1：太阳与行星之间的引力与什么因素有关？一、提示：以上的两种力是同性质的力，所以两式应是同一规律，应可以把它们用同一公式表达出来，引力与行星和太阳的质量成正比，与两者距离的平方成反比所以可写成以下比例式：二、要求学生把它写成等式：（课件显示推导过程）三、对公式的说明：公式表明，太阳与行星问的引力大小，与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方成反比式中G是比例系数，与太阳、行星都没有关系太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向共同提出：引力与行星和太阳的质量成正比，与两者距离的平方成反比：（G为比例系数）培养学生的归纳能力问题2：此表达式比例系数G是什么？提示：为区分开普勒第三定律的K 值，科学家们在引力表达式中使用了G 这个比例系数，G是多大？下节课继续探究。部分有预习的学生提出：G为引力常量。让学生带着疑问和好奇心继续学习下节的内容课后实例探究：太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它们的卫星？提问：为探究这个问题，我们需要观测这些卫星运动的哪些数据？学生思考让学生带着问题离开课堂，更能激发学生的求知欲9、 小结板书（课件）6.2太阳与行星的引力太阳对行星的引力：公式：F 方向：沿二者的连线指向对方太阳与行星间的引力：行星对太阳的引力：10、 教学反思这节课通过开放式的问题情境、活动，让学生独立思考，教师引导的方式，围绕教学内容，共同参与，通过师生、生生间的交流，