廣東省揭陽市高中物理第六章萬有引力與航天6.2太陽與行星間的引力教案新人教版

1、6.2太陽與行星間的引力1、知識與技能(1)理解太陽與行星間引力的存在;(2)能根據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;教學2、過程與方法目標(1)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;(2)體會推導過程中的數(shù)量關系。3、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。重點難點教學重、難點1 .行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力來源、方向、表達式2 .運用牛頓運動定律解決動力學問題教具準備多媒體課時安排1教學過程與教學內容教學方法、教學手段與學法、學情、導入新課教師活動：1.上一節(jié)從運動學的角度描述了行星運動的規(guī)律：提問

2、開普勒三 定律的內容。2.開普勒在1609和1619年發(fā)表了行星運動的三個定律，解決了描述行星 運動的問題，但好奇的人們，面向天穹，深情地叩問：是什么力量支配著行 星繞著太陽做如此和諧而有規(guī)律的運動呢？知識的回顧有助于新知識的形成，構造新二、進行新課1 .從動力學的角度來看，行星為什么會做這樣的運動？(1)設置情境：教師活動：用線拉小球作為道具，進一步體驗曲線運動的受力要求同學回答：線的拉力提供向心力。(2)提供地球繞太陽運動的情景，假設未知數(shù)教師提示：從地上到宇宙，要改變任何物體的運動速度(包括改變速度的方 向)都需要力，使行星煙圓或橢圓運動，需要指向 圓心或橢圓焦點的力，這個力應該是來自于

3、太陽的 引力。(3)引導看書：伽俐略、胡克、哈雷等科學家研究 太陽對行星引力所做出的貢獻2 .行星受到的引力究竟跟哪些因素有關？(1)教師布置：結合第一個模型，若已知圓周運動周期為T, 定量推導拉力的大小。(2)討論得出：向心力的來源F =F4 2從運動的角度F m 9 rT2明確表達式中各物理量的含義：既然是由引力提供向心力，那么引力就與m r、T都有關系(3)方法指導：課本 36頁“問題與練習”第一題關鍵是指導學生認識向心力(大小和方向)表示的兩個常用途徑，(4)對象過渡：行星在橢圓軌道上運動是否需要力？這個力是什么力提供 的？這個力是多大？太陽對行星的引力，大小跟太陽與行 星間的距離有什

4、么關系嗎？(5)結合學生的回答，聯(lián)系天體的運行，課本36頁“問題與練習”第二題，m推導得到F=4/K 2r(6)師生總結：由上式可得出結論：太陽對行星的引力跟行星的質量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比。即：F8 號r教師提示：F=4n2Km中比值k是一個與行星無關的恒量. 那么究竟r與太陽有沒有關系，什么關系呢？3.太陽受到的引力(1)學生討論：太陽受行星的引力作用嗎？為什么？猜想這個力與哪些因素的知識體系。通過生動優(yōu)美的語言、豐富多彩的圖片、新有關？m(2)教師小結：受到。根據牛頓第三定律兩個引力的大小相等F = 4/K 2r從另外一個角度看也應該跟太陽的質量M成正比。教師設疑：這一

5、點怎樣從表達式中體現(xiàn)呢？(3)學生討論：教師小結：開普勒定律中的常數(shù)與中心天體有關，所以引力的表達式 就進一步的可表示成：F向8Mm/r2,比例系數(shù)是一個固定的 常數(shù)。MmF§i= G-r三、典型例題1 .月球與地球之間的引力規(guī)律與太陽和行星之間的引力規(guī)律相同。若已知月球的周期為T,月球的質量為 m月球離地的高度為 h,地球半徑為R,則 月球受到地球的引力大小為 F=;地球受月球的引力大小為 F'=奇有趣的動畫演示及 多次的角色轉化， 努力營造一個民主、 和諧、寬松的教學情 境，以喚起學生情 感的共鳴，讓他們在 輕松愉快的氛圍中掌 握新知。引導：1 .從哪個角度表示，運動學還

6、是動力學角度2 .注意高度、星球半徑、軌道半徑的區(qū)別3 .牛頓第三定律的應用4 2m4 2m答案：4 2m(R h) 4 2m(R h)T2T22.地球對太陽的引力為 F,他們之間的距離為 r.如果地球與太陽的距離變?yōu)?r且仍能繞太陽公轉，那么太陽對地球的引力F'是F的幾倍？那時地球上的一年(繞太陽公轉一周的時間)相當于現(xiàn)在的幾年？(設軌道近似為 圓形)提示：表達式的正確選用 2F R211答案：-R 得F FF(4R)2 1616(4R)3R3-V，T= 1 年，得 T' = 8年T2四、課堂小結從天體運動運動的角度結合牛頓第三定律，推導出引力大小的關系。當然推導過程中始終在

7、已有的觀測結果和理論引導下進行推測和分析，引力表達式中的常量是多少，我們將在下T中探究五、板書設計5.2 太陽和行星間的引力問題：結論：太陽對行星的引力與行星的質量 m成正比，與太陽與行星間的距離的、.、一 一一2一次方成反比，即F0c m/r行星對太陽的引力與太陽的質量 M成正比，與行星到太陽的距離r的板書太陽與行星間的引力、.、一 一一一2一次方成反比,即 F 8 M/r太陽與行星間的引力與太陽的質量，行星的質量成正比，與兩者距離的一次方成反比，即FMm/r與成等式：F=GMm/r(1) G是比例系數(shù)，與行星與太陽均無關(2)太陽與行星間的引力規(guī)律，也適用于地球和衛(wèi)星間的引力(3)該引力規(guī)律普遍適用于任何有質量的物體。做位一個