新人教版高中必修2物理第二节《太阳与行星间的引力》教案.doc

用心爱心专心第六章万有引力与航天第二节太阳与行星间的引力教学目标知识与技能理解太阳与行星间存在引力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课时课时探究学习引入新课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活动思考并回答开普勒开普勒三条定律的内容第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆太阳处在椭圆的一个焦点上第二定律对任意一个行星来说它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积第三定律所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等即比值是一个与行星无关的常量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活动思考并回答问题对某一行星来说它绕太阳作匀速圆周运动其轨道半径的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等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今天我们共同来学习探讨这一问题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分组讨论从课文中找出相应的答案学生代表发言用心爱心专心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太阳对行星的引力教师活动引导学生阅读教材并投影出示以下提纲让学生在练习本上独立推导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行星运动的线速度与周期的关系式如何为何要消去写出要消去后的向心力表达式如何应用开普勒第三定律消去周期为何要消去周期写出引力与距离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以及行星到太阳的距离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与太阳的质量以及行星到太阳的距离之间的关系教师活动投影学生的推导过程一起点评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课堂训练例火星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动火星与太阳间的引力提供火星运动的向心力已知火星运行的轨道半径为运行的周期为引力常量为试写出太阳质量的表达式解析火星与太阳间的引力表达式为式中为引力常量为太阳质量为火星质量为轨道半径设火星运动的线速度为由提供火星运动的向心力有由线速度和周期的关系得太阳质量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用心爱心专心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