徐文--太阳与行星间的引力教学设计.doc

高一新课程教学设计太阳和行星间的引力白银九中 徐文教学内容分析：从行星运动规律到万有引力定律的经历过程，是本章的重要内容，是极好的科学探究过程及对学生进行人文教育的教育素材。在行星运动规律与万有引力定律两节内容之间安排本节内容，是为了更突出发现万有引力定律的这个科学过程。如果说上一节内容是从运动学角度描述行星运动的话，那么，本节内容是从动力学角度来研究行星运动的，研究过程是依据已有规律进行的演绎推理过程。本节内容与下一节内容结合起来应该说是一个比较完成的探究过程，从问题的提出、猜想与假设、演绎与推理、结论的得出、检验论证等，是一次很好的探究性学习的过程。学生情况分析：从学生已有的知识结构来看，学生在学习万有引力之前，应该对力、质量、速度、加速度、向心力、向心加速度等概念有较好的理解，并且掌握自由落体、抛体和匀速圆周运动的运动学规律，能熟练运用牛顿运动定律解决动力学问题。所以在推导太阳与行星运动规律时，教师可以要求学生自主地运用原有已经习得的知识进行推导，并要求说明每一步推理的理论依据是什么，教师仅在难点问题上做适当的点拨。教学目标：1知识与技能： （1）知道行星绕太阳运动的原因，知道太阳与行星间存在着引力作用。 （2）知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力的来源。 （3）知道太阳与行星间引力的方向和表达式，知道牛顿运动定律在推导太阳与行星间引力时的作用。 （4）领会将不易测量的物理量转化为易测量物理量的方法。2过程与方法： （1）经历科学探究的过程，强化“猜想与假设”的情感认识（学史教育），经历自主学习的“演绎推理”过程。（2）利用现有知识、方法解决实际问题，培养应用知识解决问题的能力。（3）通过建立太阳和行星运动的简化模型，培养抓住“主要矛盾”，建立物理模型的意识。 （4）初步体会对称变换。3情感态度与价值观：（1）通过讲述牛顿之前科学家的猜想与推测，理解牛顿所说的：“如果我曾看得更远些，那是因为我站在巨人们的肩上”的时代背景，知道努力学习过程，就是为了站上巨人们的肩上，“看得更远”使自己更富创造性。（2）通过对研究太阳与行星的相互吸引力过程中参照系的转换，认识在规律面前各星体之间没有特殊性，培养学生要尊重规律的价值观。教学重难点分析：教学重点：据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式，记住推导出的引力公式。教学难点：太阳与行星间的引力公式的推导过程，学生对它的理解会有一定的问题。教学方法与策略：讲授法、引导学生自己动手推理教具、教学媒体准备：多媒体、CAI课件教学过程一、 新课导入师：在上一节的学习中，我们知道开普勒在前人的基础上，根据第谷的观测数据，计算推理得出了行星的运动规律。问：行星具有怎样的运动规律呢？ 生：回答开普勒行星运动定律的内容。师：知道了行星的运动规律他们都绕太阳运动。行星为什么会绕着太阳运动呢？请同学们思考（提示：所有行星都绕着太阳运动）生：讨论发表各自观点。根据圆周运动的知识知道是太阳对行星的引力。得到初步结论：太阳对它们有引力。师：接下来我们共同来研究这个吸引力和哪些因素有关？在这一节和下一节我们将追寻牛顿的足迹，用自己的手和脑，重新“发现”万有引力定律。二、 新课教学师：我们在开普勒的基础上，以行星的运动为基础，建立一个简化的物理模型：你将如何处理？生：讨论近似认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，太阳处于圆心。（行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等【课本P30】）。师：有了物理模型，太阳对行星的引力，就应该是行星做匀速圆周运动的向心力。请同学们自己尝试推导：向心力与哪些因素有关？【适时引导：测量周期取代测量速度】生：根据匀速圆周运动的规律和开普勒第三定律进行尝试推导。展示推导过程，体现出测量周期取代测量速度。 结论： ，【需要指出k与行星无关】即：F (1)表明：师：太阳对行星有引力，行星对太阳呢？生：力的作用是相互的，行星对太阳也有引力！师：既然行星对太阳有引力，这个力和什么因素有关呢？引导：行星和太阳是相互吸引的，从相互吸引这个角度来看，并不是太阳占主导地位，它们的地位是相同的，也就是对等的！所以行星对太阳的引力的比例式应该和太阳给它的引力的比例式结构应该是相同的，即：与太阳（受力星体）的质量成正比，它们距离的二次方成反比！生：【思考】F (2)师：现在请同学们综合上面所做的工作，关于太阳与行星间的引力与哪些因素有关，能有一个更加准确、全面的结论了吗？生：讨论根据牛三：FF，所以由（1）、（2）可得：太阳与行星间引力与太阳质量、行星质量成正比，与两者距离而二次方成反比。即： F 写成等式：F （3）此时式中的G是比例系数，与太阳、行星都没有关系。太阳与行星间的引力的方向沿二者的连线指向对方。总结：1）总结知识、方法收获；情感体验 2）你认为科学的发现（创新性结论的提出）需要具备哪些因素？设计意图【复习巩固，引出问题】提出问题猜想与假设简化模型自主演绎推理体会将不易测量的物理量