万有引力理论的成就

1、7.4 万有引力理论的成就常州戚墅堰实验中学 新课标要求（一）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。（二）过程与方法1、通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。2、培养学生根据各种事件之间相似性采取类比方法分析新问题的能力。（三）情感、态度与价值观1、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。2、深刻地体会到了科学定律对人类探索未知世界的作用。3、体会物理学规律的普适性，领略物理学的美。教学重点1、行星绕太阳的运动的向心

2、力是由万有引力提供的。2、会用已知条件求天体的质量。教学难点根据已有条件求中心天体的质量。教学方法教师启发、引导，学生阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学工具多媒体教学设备，PPT课件教学资源/class/UploadDocument/628_%A4E%A4j%A6%E6%ACP%B8%EA%AE%C6%AA%ED.doc 备注在本课中，不强调惯性质量与引力质量的区分，使学生集中精力围绕主要目标思考，待以后再提。 教学过程见下表教师活动学生活动点评引入新课：一、探究地球质量出示一只苹果的图片，问：能测量它的质量吗？怎么测量？测量的方法是直接测量出示图片，一头大

3、象，问能测量它的质量吗？测量的方法是间接测量出示图片，地球，问能测量它的质量吗？由万有引力定律F=G可讨论：F、万有引力M、地球质量m、物体质量r、物体到地球球心的距离提出问题：万有引力怎么知道？引导：利用已知的知识来思考验证：重力来替代万有引力物体m在纬度为450的位置，万有引力指向地心，分解为两个分力：m随地球自转围绕地轴运动的向心力和重力。给出数据：地球半径R=6.4×106m,纬度450、地球自转周期T=86400s，计算向心力与重力大小的比值能天平、杆秤等能、曹冲称象思考、讨论，联想万有引力的规律思考、讨论可否用重力来替代万有引力？学生计算：向心力与重力大小的比值=增加学生

4、的兴趣点出思维的趋势：直接替换-间接测量时间有限,只要注意数量级即可教师活动学生活动点评从以上的比值可看出：向心力远小于重力，所以万有引力大小近似等于重力。 因此在不考虑（忽略）地球自转的影响的条件下，万有引力=重力得：G=6.67×10-11Nm2/Kg2g=9.8m/s2得:M=6×1024 Kg出示卡文迪许的图片“称量地球的重量”出示马克吐温的图片“科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！”二、探究天体的质量出示太阳系的图片问、行星怎样运动？问、行星绕太阳作匀速圆周运动的向心力由什么力提供？问、可否参照地球质量的求法来求太阳的质量？学生得出结论

5、：向心力重力万有引力重力。=6×1024 Kg行星绕太阳作匀速圆周运动（近似）太阳对行星的万有引力思考、讨论、交流 抓住主要问题忽略次要问题PPT展示,学生计算时间不够,但结果可增强学生的感性认识。培养学生对运用物理知识解决实际问题的兴趣，培养学生对科学家的崇拜之情，也体现了科学的魅力。要善于引导学生既要抓住相同点，又要抓住不同点，相同点肯定思考方向，不同点调整具体内容。教师活动学生活动点评两例中都知道从万有引力思考，但已知的情况不一样：上例中知道了重力加速度本例中不知道重力加速度，该怎样处理？引导学生往已知的材料方面思考，必要时提醒已知地球的公转周期。设太阳质量M，地球质量m，地球

6、与太阳的距离r地球公转周期T，则问、地球的公转的周期知道吗？问、地球到太阳的距离知道吗？太阳的质量即可得到出示太阳系的九大行星图片出示九大行星的一些参数行星r（109m）T（天）水星57.988金星10822247地球14963652火星2279687木星778343318土星142710759.4天王星2869.630686.5海王星4496.660190冥王星590090437.2通过活动，明确知道已知的条件不一样。T=365天×24小时×3600秒r=3×108米/秒×500秒当学生知道了从周期这个角度来考虑，即可进行演算联系初中学习的知识，具体计

7、算可课余时间进行增强学生兴趣,开拓学生的知识面教师活动学生活动点评问、知道其他行星的参数可否计算太阳的质量？问、需要知道行星的质量吗？请学生看教科书73页图7.4-1思考:1、 行星的质量可否测量？2、 地球的质量可否用其他方法测量？3、 地球有卫星吗？出示月球和人造地球卫星的图片三、发现未知天体请学生阅读该段内容出示海王星、冥王星图片问、在发现未知天体的过程中万有引力理论起着什么作用？问、太阳系有第十颗行星吗？有待你们去发现出示李政道的图片及一段话：有人问李政道先生，在中国做学生的时候，乍一接触物理学，有什么东西给他印象最深？他毫不迟疑地回答说，是物理法则普适性的概念深深地打动了他。根据以上

8、思路 可以根据以上结果 不需要思考、讨论得：只要行星的卫星绕行星的T与r已知即可测出行星的质量同理，只要地球卫星绕地球的T与r已知即可测出地球的质量月球人造地球卫星思考：得是计算的作用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。学以致用，提高学生的知识迁移能力。通过中国的人造地球卫星图片增强学生的爱国心及投身科学的志向。体现理论指导实践及物理、数学模型的建立和应用是何等的重要。激励学生教师活动学生活动点评物理法则，既适用于地球上你卧室里的个别现象，也适用于火星上的个别现象。这一思想对他来说是新颖的，激发着他的兴趣。四、本课小结1、 1

9、、测量天体质量的方法主要有两种：一种方法是根据重力等于万有引力，即，求得： ；2、 另一种方法是根据万有引力等于向心力，即，求得：3、 。4、 2、某种理论或假设去推测事物发展变化的规律，然后与已知的事实相对照，以验证该理论或假设的正确性，并进而预测将要发生的或可能要发生的未来，这是科学研究的一种重要方法。从上面的学习可知，在应用万有引力定律求解天体质量时，只能求解中心的质量，而不能求解环绕中心天体运行的那个天体质量。在掌握万有引力理论的应用思路的基础上，要根据具体情况具体解决。物理学本身就是科学知识、科学过程和科学文化的统一。知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维体现。突出物理法则的普适性教师活动学生活动点评实例探究一颗卫星绕某行星运行，已知卫星的运行周期为T，求该行星的平均密度。布置作业：1、P74-3、42、思考：太阳