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课程目标知识与
技能1、理解太阳与行星间存在引力。
2、能根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表达式。
过程与
方法通过推导太阳与行星间的引力公式,体会逻辑推理在物理学中的重要性。
情感态度与价值观感受太阳与行星间的引力关系,从而体会大自然的奥秘。
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
教学难点太阳与行星间的引力公式的推导
教学过程二次备课
一、复习引入:
教师活动:开普勒在前人的基础上,经过计算总结出了他的三条定律,请同学们回忆一下,三条定律的内容是什么?(学生回答)
教师活动:开普勒第三定律适用于圆轨道时,是怎样表述的?(学生回答)
教师活动:通过对开普勒定律的学习,知道了行星运动时所遵循的规律,即行星怎样运动?那么行星为什么要做这样的运动呢?
二、新课讲解
教师活动:引导学生阅读教材第一、二段,思考下面的问题:
1、在解释行星绕太阳运动的原因这一问题上,为什么牛顿能够成功,而其他科学家却失败了?你认为牛顿成功的关键是什么?
学生活动:阅读课文,讨论,从课文中找出相应的答案。学生代表发言。
教师活动:听取学生代表的见解,点评、总结。
过渡: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。
1、太阳对行星的引力
教师活动:引导学生阅读教材,出示提纲,让学生在练习本上独立推导:
1、行星绕太阳作匀速圆周运动,写出行星需要的向心力表达式,并说明式中符号的物理意义。
2、行星运动的线速度v与周期T的关系式如何?为何要消去v?写出要消去v后的向心力表达式。
3、如何应用开普勒第三定律消去周期T?为何要消去周期T?
4、写出引力F与距离r的比例式,说明比例式的意义。
教师活动:投影学生的推导过程,一起点评。
2、行星对太阳的引力
教师活动:行星对太阳的引力与太阳的质量M以及行星到太阳的距离r之间又有何关系?请在练习本上用学过的知识推导出来。
学生活动:在练习本上用牛顿第三定律推导行星对太阳的引力F′与太阳的质量M以及行星到太阳的距离r之间的关系。
教师活动:投影学生的推导过程,一起点评。
3、太阳与行星间的引力
教师活动:综合以上推导过程,推导出太阳与行星间的引力与太阳质量、行星质量、以及两者距离的关系式。看看能够得出什么结论。
学生活动:在练习本上推导出太阳与行星间的引力表达式。
教师活动:投影学生的推导过程,一起点评。
点评:通过学生独立推导,培养学生逻辑推理能力,同时让学生感受探究新知的乐趣。
教师活动:引导学生就课本"说一说"栏目中的问题进行讨论,一起总结、点评。
四、课堂小结
我们把行星绕太阳的椭圆运动简化为匀速圆周运动;我们一致认为行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力,这个向心力是由太阳对行星的引力提供的;我们预期太阳对行星的引力与太阳到行星的距离有关,希望通过行星绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力求出这个引力,通过两次数学代换得到了太阳对行星的引力与太阳到行星的距离相关的数学表达式;通过类比得到了行星对太阳的引力与太阳到行星的距离相关的数学表达式;综合概括得到了太阳与行星间引力的数学表达式。
五、作业:
【板书设计】
一、太阳对行星的引力:物理意义:太阳对不同行星的引力,与行星的质量成正比,与行星和太阳间距离的二次方成反比。
二、行星对太阳的引力:物理意义:不同行星对太阳的引力,与太阳的质量成正比,与行星和太阳间距离的二次方成反比。
三、太阳与行星间的引力:物理意义:太阳与行星间引力的大小,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。
写成等式为:式中是比例系数,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。
教学后记: