2019-2020年人教版必修二6.2《太陽與行星間的引力》WORD教案7.doc
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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7 一、設(shè)計思想: 從行星運動規(guī)律到萬有引力定律的簡歷過程,是本章的重要內(nèi)容,是極好的科學(xué)探究過程及對學(xué)生進(jìn)行人文教育的教育素材。在行星運動規(guī)律與萬有引力定律兩節(jié)內(nèi)容之間安排本節(jié)內(nèi)容,是為了更突出發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的這個科學(xué)過程。如果說上一節(jié)內(nèi)容是從運動學(xué)角度描述行星運動的話,那么,本節(jié)內(nèi)容是從動力學(xué)角度來研究行星運動的,研究過程是依據(jù)已有規(guī)律進(jìn)行的演繹推理過程。本節(jié)內(nèi)容與下一節(jié)內(nèi)容結(jié)合起來應(yīng)該說是一個比較完成的探究過程,從問題的提出、猜想與假設(shè)、演繹與推理、結(jié)論的得出、檢驗論證等,是一次很好的探究性學(xué)習(xí)的過程。 從學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)來看,學(xué)生在學(xué)習(xí)萬有引力之前,應(yīng)該對力、質(zhì)量、速度、加速度、向心力、向心加速度等概念有較好的理解,并且掌握自由落體、拋體和勻速圓周運動的運動學(xué)規(guī)律,能熟練運用牛頓運動定律解決動力學(xué)問題。所以在推導(dǎo)太陽與行星運動規(guī)律時,教師可以要求學(xué)生自主地運用原有已經(jīng)習(xí)得的知識進(jìn)行推導(dǎo),并要求說明每一步推理的理論依據(jù)是什么,教師僅在難點問題上做適當(dāng)?shù)狞c撥。 二、教學(xué)設(shè)計流程圖: 教師 流程 學(xué)生 誘發(fā) 行動 引導(dǎo)產(chǎn)生問題 → 問題提出 → 新舊結(jié)合提出問題 ↓ ↓ ↓ 引導(dǎo)利用已有規(guī)律、概念 → 猜想與假設(shè) → 作出合理猜想與假設(shè) ↓ ↓ ↓ 引導(dǎo)近似處理 → 簡化模型 → 根據(jù)開普勒行星運動規(guī)律簡化模型 ↓ ↓ ↓ 適時的難點點撥 引發(fā)深入探索 → 演繹推理 → 利用牛頓第二定律,圓周運動規(guī)律,開普勒第三定律,分別推導(dǎo)太陽對行星的引力和行星對太陽的引力 ↓ ↓ ↓ 可能的數(shù)學(xué)加工指導(dǎo) → 得出結(jié)論 → 綜合得出結(jié)論 ↓ ↓ ↓ 發(fā)問 → 意義延伸 → 留下疑惑和進(jìn)步一發(fā)展空間 三、教學(xué)目標(biāo): 1.知識與技能: (1)知道行星繞太陽運動的原因,知道太陽與行星間存在著引力作用。 (2)知道行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力的來源。 (3)知道太陽與行星間引力的方向和表達(dá)式,知道牛頓運動定律在推導(dǎo)太陽與行星間引力時的作用。 (4)領(lǐng)會將不易測量的物理量轉(zhuǎn)化為易測量物理量的方法。 2.過程與方法: (1)經(jīng)歷科學(xué)探究的過程,強化“猜想與假設(shè)”的情感認(rèn)識(學(xué)史教育),經(jīng)歷自主學(xué)習(xí)的“演繹推理”過程。 (2)利用現(xiàn)有知識、方法解決實際問題,培養(yǎng)應(yīng)用知識解決問題的能力。 (3)通過建立太陽和行星運動的簡化模型,培養(yǎng)抓住“主要矛盾”,建立物理模型的意識。 (4)初步體會對稱變換。 3.情感態(tài)度與價值觀: (1)通過講述牛頓之前科學(xué)家的猜想與推測,理解牛頓所說的:“如果我曾看得更遠(yuǎn)些,那是因為我站在巨人們的肩上”的時代背景,知道努力學(xué)習(xí)過程,就是為了站上巨人們的肩上,“看得更遠(yuǎn)”——使自己更富創(chuàng)造性。 (2)通過對研究太陽與行星的相互吸引力過程中參照系的轉(zhuǎn)換,認(rèn)識在規(guī)律面前各星體之間沒有特殊性,培養(yǎng)學(xué)生要尊重規(guī)律的價值觀。 四、教學(xué)過程 教學(xué)過程 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 1.引入新課 師:在上一節(jié)的學(xué)習(xí)中,我們知道開普勒在前人的基礎(chǔ)上,充分挖掘第谷的觀測數(shù)據(jù),為我們勾畫出太陽系星體運動的完美圖像。讓我們再次體會這種完美性…… 師:開普勒行星運動定律是開普勒基于對行星運動的觀測得出的,是對行星運動特點的現(xiàn)象的描述,為我們解決了行星做什么運動的問題。從現(xiàn)象到本質(zhì)是物理學(xué)研究的必然過程,接下來我們需要研究什么樣的問題呢? 生:回答開普勒行星運動定律的內(nèi)容。 【復(fù)習(xí)鞏固,引出問題】 2.新課教學(xué) 師:請同學(xué)們來說一說你的猜想與假設(shè)。 【過程中要注意引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識做推理】 師:接下來我們共同來研究這個吸引力和哪些因素有關(guān)?在這一節(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。 師:我們在開普勒的基礎(chǔ)上,以行星的運動為基礎(chǔ),建立一個簡化的物理模型:你將如何處理? 師:有了物理模型,太陽對行星的引力,就應(yīng)該是行星做勻速圓周運動的向心力。請同學(xué)們自己嘗試推導(dǎo):向心力與哪些因素有關(guān)? 【適時引導(dǎo):測量周期取代測量速度】 板書 師:同學(xué)們作出很好的推導(dǎo)。我們的工作完成了嗎? 根據(jù)牛頓第三定律,知道行星肯定也吸引了太陽,力的大小應(yīng)該相等。這個力是否應(yīng)該也和太陽有關(guān)呢?怎么能得到F和太陽的關(guān)系呢? 【適時提示思考:以太陽為參照物行星做圓周運動,那么以行星為參照物,太陽做什么運動?】 板書 師:現(xiàn)在請同學(xué)們綜合上面所做的工作,關(guān)于太陽與行星間的引力與哪些因素有關(guān),能有一個更加準(zhǔn)確、全面的結(jié)論了嗎? 板書 師:天體的運動圖像如此優(yōu)美,天體如此運動的原因,你不覺得也很簡潔完美嗎? 文藝復(fù)興時美學(xué)對簡潔、和諧的美學(xué)追求,影響著人們對科學(xué)的簡潔、和諧美的追求。 師:同學(xué)們剛才經(jīng)過幾十分鐘的演繹推導(dǎo),相互交流,充分利用了現(xiàn)有知識,得到了這樣的結(jié)論,非常不錯。同學(xué)們知道在歷史上經(jīng)歷怎樣的艱辛過程呢? 多媒體展示簡史材料。 在歷史上,古希臘開始就在進(jìn)行不斷的猜想、推測。在那時候還沒有圓周運動的規(guī)律,沒有向心力的概念,沒有相互作用的觀念,也沒有剛才用到的牛頓運動定律……伽利略、開普勒、笛卡爾,胡克,哈雷等都對此提出了自己的解釋。伽利略曾經(jīng)考慮過地球和天體的重力有統(tǒng)一性,并說:“如果他能夠教給我什么使地上萬物下落的原因,我就可以告訴他地球運動的原因”,還說:“……在圓周運動中,既然運動物體不斷地離開并在接近它的自然終點,那么接近的傾向和抗拒的傾向在力量上就永遠(yuǎn)相等了”,這可以看到“向心力”概念的雛形,笛卡爾認(rèn)為單獨考慮一個物體時不存在重量,已是“相互作用”的觀念。胡克等人認(rèn)為,行星繞太陽運動是因為受到了太陽對它的引力,甚至證明了如果行星的軌道是圓形的,它受到引力的大小跟行星到太陽距離的二次方成反比。牛頓在前人的研究基礎(chǔ)了,形成對運動及相互作用的深刻理解,用邏輯嚴(yán)密的體系,以驚人的開拓精神把天體運動、宇宙結(jié)構(gòu)納入自己的力學(xué)體系,得到運動的三定律,發(fā)現(xiàn)萬有引力定律,并經(jīng)實踐檢驗確立下來。牛頓有一句名言:“如果我曾看得更遠(yuǎn)些,那是因為我站在巨人們的肩上”。 同學(xué)們剛才應(yīng)該已經(jīng)體驗站在巨人們的肩上,的確可以使自己看得更遠(yuǎn)。如何才能站上巨人的肩?我想在每個同學(xué)心中都有了答案。 同學(xué)們,如此優(yōu)美的公式的意義,難道僅僅體現(xiàn)在太陽和行星之間嗎? 生:為什么行星能繞太陽運動? 生:討論……發(fā)表各自觀點。根據(jù)牛頓運動定律知道一定是受到了向心力,且這個力是太陽對行星的引力。 得到初步結(jié)論: 生:討論……近似認(rèn)為行星圍繞太陽做勻速圓周運動,太陽處于圓心。(行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等【課本P30】)。 生:根據(jù)勻速圓周運動的規(guī)律和開普勒第三定律進(jìn)行嘗試推導(dǎo)。 …… 展示推導(dǎo)過程,體現(xiàn)出測量周期取代測量速度。 …… 結(jié)論: ,【需要指出k與行星無關(guān)】 即:F∝ ……(1) 表明:…… 生:引發(fā)思考 生:【思考】 討論……也應(yīng)該做圓周運動,根據(jù)剛才的推導(dǎo)過程同樣可以得到行星對太陽的吸引力: F’∝ ……(2) 生:討論…… 根據(jù)牛三:F=F’,所以由(1)、(2)可得:太陽與行星間引力與太陽質(zhì)量、行星質(zhì)量成正比,與兩者距離而二次方成反比。即: F∝ 寫成等式: F= ……(3) 此時式中的G是比例系數(shù),與太陽、行星都沒有關(guān)系。 太陽與行星間的引力的方向沿二者的連線指向?qū)Ψ健? 生:感受結(jié)果的簡潔優(yōu)美。 生:看簡史材料。 感受巨人是大量人工作的成果。 感悟巨人的肩對科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要性。 生:有所思。 提出問題 猜想與假設(shè) 簡化模型 自主演繹推理 體會將不易測量的物理量轉(zhuǎn)化為易測量物理量 運動的描述是相對的,天體在規(guī)律面前是平等的,尊重規(guī)律。 初步體會對稱變換 理解牛頓所說的:“如果我曾看得更遠(yuǎn)些,那是因為我站在巨人們的肩上”的時代背景,知道努力學(xué)習(xí)過程,就是為了站上巨人們的肩上,“看得更遠(yuǎn)”——使自己更富創(chuàng)造性。 向邁向萬有引力做發(fā)問。 3.總結(jié): (1)總結(jié)知識、方法收獲; 情感體驗 (2)你認(rèn)為科學(xué)的發(fā)現(xiàn)(創(chuàng)新性結(jié)論的提出)需要具備哪些因素? 生:再次體會演繹推導(dǎo)的過程。 情感體驗 生:談自己的認(rèn)識。 ……前人研究的基礎(chǔ)及成果,社會價值的追求,個人的努力等 落實基礎(chǔ)知識和技能,感受科學(xué)發(fā)展的過程,科學(xué)發(fā)展中的文化。 4.作業(yè) 課后問題與練習(xí)。 課后解答 強調(diào)基本觀點,重視思維方法,符合邏輯關(guān)系。 五、板書設(shè)計 6-2 太陽與行星的引力 太陽對行星的引力: 公式:F= 方向:沿二者的連線指向?qū)Ψ? 太陽與行星間的引力: 行星對太陽的引力: 來源:- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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