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2019-2020年人教版必修二6.2《太陽與行星間的引力》WORD教案10 （一）知識與技能 1、理解太陽與行星間存在引力。 2、能根據(jù)開普勒行星運動定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星間的引力表達式。 （二）過程與方法 通過推導太陽與行星間的引力公式，體會邏輯推理在物理學中的重要性。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 感受太陽與行星間的引力關系，從而體會大自然的奧秘。 ★教學重點 據(jù)開普勒行星運動定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星間的引力公式 ★教學難點 太陽與行星間的引力公式的推導 ★教學方法 教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果。 ★教學工具 計算機、投影儀等多媒體教學設備 ★教學過程 （一）引入新課 教師活動：開普勒在前人的基礎上，經(jīng)過計算總結(jié)出了他的三條定律，請同學們回憶一下，三條定律的內(nèi)容是什么? 學生活動：思考并回答開普勒開普勒三條定律的內(nèi)容。 第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。 第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積。 第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即： 比值k是一個與行星無關的常量。 教師活動：開普勒第三定律適用于圓軌道時，是怎樣表述的？ 學生活動：思考并回答問題。對某一行星來說，它繞太陽作勻速圓周運動，其軌道半徑的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。 教師活動：通過對開普勒定律的學習，知道了行星運動時所遵循的規(guī)律，即行星怎樣運動？那么行星為什么要做這樣的運動呢?今天我們共同來學習、探討這一問題。 （二）進行新課 教師活動：引導學生閱讀教材第一、二段，思考下面的問題： 1、在解釋行星繞太陽運動的原因這一問題上，為什么牛頓能夠成功，而其他科學家卻失敗了？你認為牛頓成功的關鍵是什么？ 學生活動：閱讀課文，分組討論，從課文中找出相應的答案。學生代表發(fā)言。 教師活動：聽取學生代表的見解，點評、總結(jié)。 過渡：這一節(jié)和下一節(jié)，我們將追尋牛頓的足跡，用自己的手和腦，重新“發(fā)現(xiàn)”萬有引力定律。 1、太陽對行星的引力 教師活動：引導學生閱讀教材，并投影出示以下提綱，讓學生在練習本上獨立推導： 1、行星繞太陽作勻速圓周運動，寫出行星需要的向心力表達式，并說明式中符號的物理意義。 2、行星運動的線速度v與周期T的關系式如何？為何要消去v？寫出要消去v后的向心力表達式。 3、如何應用開普勒第三定律消去周期T？為何要消去周期T？ 4、寫出引力F與距離r的比例式，說明比例式的意義。 教師活動：投影學生的推導過程，一起點評。 2、行星對太陽的引力 教師活動：行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量M以及行星到太陽的距離r之間又有何關系？請在練習本上用學過的知識推導出來。 學生活動：在練習本上用牛頓第三定律推導行星對太陽的引力F′與太陽的質(zhì)量M以及行星到太陽的距離r之間的關系。 教師活動：投影學生的推導過程，一起點評。 3、太陽與行星間的引力 教師活動：綜合以上推導過程，推導出太陽與行星間的引力與太陽質(zhì)量、行星質(zhì)量、以及兩者距離的關系式。看看能夠得出什么結(jié)論。 學生活動：在練習本上推導出太陽與行星間的引力表達式。 教師活動：投影學生的推導過程，一起點評。 點評：通過學生獨立推導，培養(yǎng)學生邏輯推理能力，同時讓學生感受探究新知的樂趣。 教師活動：引導學生就課本“說一說”欄目中的問題進行討論，一起總結(jié)、點評。 （三）課堂總結(jié)、點評 教師活動：讓學生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學到黑板上總結(jié)，其他同學在筆記本上總結(jié)，然后請同學評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 學生活動：認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。 點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學生概括總結(jié)能力。 教師要放開，讓學生自己總結(jié)所學內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。 （四）實例探究 ［例］火星繞太陽的運動可看作勻速圓周運動，火星與太陽間的引力提供火星運動的向心力。已知火星運行的軌道半徑為r，運行的周期為T，引力常量為G，試寫出太陽質(zhì)量M的表達式。 解析：火星與太陽間的引力表達式為，式中G為引力常量，M為太陽質(zhì)量，m為火星質(zhì)量， r為軌道半徑。設火星運動的線速度為v，由F提供火星運動的向心力，有 由線速度和周期的關系， 得太陽質(zhì)量 ★課余作業(yè) 1、課后完成P69“問題與練習”中的問題。 ★教學體會 思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。 附： 教材分析 這節(jié)課主要推導了行星與太陽之間的引力表達式，讓學生體會牛頓在前人工作的基礎上，憑借他超凡的數(shù)學能力證明萬有引力的一般規(guī)律的思路與方法。 這節(jié)課的主要思路是：由圓周運動和開普勒運動定律的知識，得出行星和太陽之間的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽的距離的平方成反比，并由引力的相互性得出引力也應與太陽的質(zhì)量成正比。