万有引力理论的成就教案

7.3万有引力理论的成就教学背景分析本章前两节介绍了开普勒三大定律及万有引力定律，偏重理论，而这一节是前面两节特别是第二节的具体运用，偏重实践。学生通过前两节的学习，已经初步掌握了有关天体运动的几大常用定律，对于定律的适用性也进行了不少的尝试，积累了一定的应用经验。设计思路从阿基米德的经典名言“给我一个支点，我能撬起整个地球”入手，探究我们能否用常规的办法来称量地球的质量？如果不能我们该如何称量地球的质量？从而引出在忽略地球自转的情况下，我们可以利用地球表面的物体所受到的重力等于其所受到的引力来推出地球质量的表达式，并将这个方法进一步推广到其他星球，即知道了某个星球表面的重力加速度和半径就可以推算出某个星球的质量。接着提出疑问这个方法能否测量太阳的质量？我们能否知道太阳表面的重力加速度？从而引出第二种称量天体质量的方法，即利用环绕天体做圆周运动时所需要的向心力有万有引力来提供。在介绍完称量天体质量的方法后，紧接着再根据质量、体积、密度之间的关系推出天体密度的表达式。最后简单介绍一下万有引力定律的其他应用。三．教学目标 知识与技能掌握“称量”地球的质量、计算太阳的质量的基本思路，会用万有引力定律计算天体的质量，进而计算天体的密度。了解万有引力定律在天文学上有重要应用。过程与方法通过计算地球的质量，让学生初步掌握在分析某些问题时可忽略次要因素的方法。情感态度价值观通过介绍用万有引力定律发现未知天体的过程，使学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践。四．教学重难点重点（1）用万有引力计算天体的质量，进而计算天体密度。难点（1）根据已有条件求中心天体的质量。五．教学课时1课时六．教学过程导入新课师:阿基米德曾经说过：“给我一个支点，我能撬起整个地球。”现在如果给你一个足够长的杠杆或足够大的天平你能称量地球的质量吗？那对于地球，我们该如何“称量”它的质量呢？新课讲授师：我们可以利用万有引力定律来“称量”地球的质量。师：通过上节课的学习我们知道，位于赤道上的物体其所需要的向心力是最大的，但和其所受到的重力相比较，向心力的大小是可以忽略不计的。所以在忽略地球自转的情况下，我们认为地球上的物体其所受到的重力等于地球对物体的引力。师：设地球质量为M、地球半径为R、地球表面重力加速度为g，地球上物体的质量为m，你能列出相应的方程吗？并由此推出地球质量的表达式吗？生：mg=GM=师：地面的重力加速度g和地球半径R在卡文迪什之前就已经知道，一旦测得引力常量G，就可以算出地球的质量。因此，卡文迪什把扭秤实验说成是“称量地球的重量”。师：其实这个方法我们可以进一步推广，如果我们知道了某星球表面的重力加速度和星球半径，我们就可以算出该星球的质量。这种方法叫重力加速度法。师：某个星球的半径我们可以通过天文观测得到，那么该星球表面的重力加速度我们该如何测量？比如月球表面重力加速度我们该如何测量？生：可以派一名宇航员到该星球表面，在该星球表面做一些实验例如平抛运动、自由落体运动等来测量该星球表面的重力加速度。师：太阳表面的重力加速度我们能测量吗？生：不能。师：那我们该如何测量太阳的质量呢？师：太阳和行星之间的引力提供了行星做匀速圆周运动所需的向心力，我们可以从这个角度来考虑。假设太阳的质量为M，某颗行星的质量为m，其轨道半径为r，运行周期为T，你能列出相应的方程吗？生：GM=师：在上述运算过程中，我们有没有发现什么问题？地球的质量m能求出来吗？生：不能，计算过程中被约掉了。师：那我们想用这个方法来计算地球的质量，我们该怎么办？生：选择月球为研究对象。师：那如果想要知道月球的质量呢？生：选择月球的卫星为研究对象。师：根据环绕天体做匀速圆周运动的向心力由中心天体和环绕天体间的万有引力提供求中心天体质量的这种方法叫环绕法。注意这种方法只能求出中心天体的质量M。师：在知道了天体的质量后，我们可以利用公式M=ρ4学生推导计算。教师总结，指出问题。师：除了上述应用外，万有引力定律还可以发现未知天体、预言哈雷彗星回归等。学生阅读相关材料。例题.我国航天技术飞速发展，设想数年后宇航员登上了某星球表面.宇航员从距该星球表面高度为h处，沿水平方向以初速度v抛出一小球，测得小球做平抛运动的水平距离为L，已知该星球的半径为R，引力常量为G.求：(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的平均密度课堂总结师：这节课我们主要学习了用万有引力求天体的质量和密度的两种方法。作业布置练习7.3七．板书设计7.3万有引力理论的成就测天体质量重力加速度法mg=GM=环绕法GM=测天体密度由M=其他应用发现未知天体预言哈雷彗星回归解释潮汐现象、指导重力探矿等八．教学反思本次授课在某些重点的地方语气可以加重一下。在介绍第一种称量天体质量的方法时，在讲如何得到天体表面重力加速度时，从学生回答的情况来看，应该改一下，应该在得出地球质量表达式后，就提