人教版高一物理必修二第六章教案.doc

第六章 万有引力与航天课　　题6．1行星的运动备课时间上课时间总课时数课程目标知识与技能知道地心说和日心说的基本内容知道开普勒三定律的内容理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的过程与方法通过托勒密、哥白尼、第谷·、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解情感态度与价值观1、澄清对天体运动神秘模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法2、感悟科学是人类进步不竭的动力教学重点开普勒行星运动定律教学难点对开普勒行星运动定律的理解和应用教学过程二次备课引入新课多媒体演示：天体运动的图片浏览在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体，如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，历史上有过不同的看法，科学家对此进行了不懈的探索，通过本节内容的学习，将使我们正确地认识行星的运动新课讲解一、古代对行星运动规律的认识 问1：．古人对天体运动存在哪些看法?“地心说”和“日心说”． 问2．什么是“地心说”?什么是“日心说”’? “地心说”认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，大阳、月亮以及其他行星都绕地球运动， “日心说”则认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．“地心说’的代表人物：托勒密(古希腊)．“地心说’符合人们的直接经验，同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识，故地心说一度占据了统治地位．二、开普勒行星运动三定律 问1：古人认为天体做什么运动? 古人把天体的运动看得十分神圣，他们认为天体的运动不同于地面物体的运动，天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动． 问2：开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的? 开普勒认为行星做椭圆运动．他发现假设行星傲匀逮圆周运动，计算所得的数据与观测数据不符，只有认为行星做椭圆运动，才能解释这一差别． 问3：开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律?具体表述是什么? 开普勒行星运动定律从行星运动轨道，行星运动的线速度变化，轨道与周期的关系三个方面揭示了行星运动的规律． （多媒体播放行星绕椭圆轨道运动的课件）开普勒第一定律：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． 问4：这一定律说明了行星运动轨迹的形状，不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗? 不同．开普勒第二定律：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．问5：如图7.1-2所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大？因为相等时间内面积相等，所以近日点速率大。

开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等．（如图6．1—l）问6：由于行星的椭圆轨道都跟圆近似，在中学阶段研究中按圆处理，开普勒三定律适用于圆轨道时，应该怎样表述呢?1、多数大行星绕太阳运动轨道半径十分接近圆，太阳处在圆心上2、对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变3、所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等．若用R代表轨道半径，T代表公转周期，开普勒第三定律可以用下面的公式表示：比值k是一个与行星无关的恒量四、课堂小结：让学生概括总结本节的内容五、作业：第2节 太阳与行星间的引力【教学目标】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【教学课时】2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k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：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，分组讨论，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，并投影出示以下提纲，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r，运行的周期为T，引力常量为G，试写出太阳质量M的表达式。

解析：火星与太阳间的引力表达式为，式中G为引力常量，M为太阳质量，m为火星质量， r为轨道半径设火星运动的线速度为v，由F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】1， 我们把行星绕太阳的椭圆运动简化为匀速圆周运动；2， 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；3， 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；4， 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；5， 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 课　　题6.3万有引力定律备课时间上课时间总课时数课程目标知识与技能在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此规律有初步理解过程与方法通过牛顿发现万有引力定律的思考过程和卡文迪许扭秤的设计方法，渗透科学发现与科学实验的方法论教育情感态度与价值观介绍万有引力恒量的测定方法，增加学生对万有引力定律的感性认识教学重点万有引力定律的推导过程教学难点由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识，又无法进行演示实验，故应加强举例教学过程（一）引入新课上节课我们推导出了太阳与行星间的引力规律，即知道了行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳那么大家想到过，是什么力使得地面的物体不能离开地球，总要落回地面呢？地球吸引物体的力与地球和太阳间的引力是同种性质的力吗？还有，月球能够绕地球运转，说明月球与地球之间也一定存在着相互作用力，这个拉住月球使它绕地球运转的力与地球对物体的引力是同一种力吗？这节课我们就来深入研究这些问题二）进行新课1、月－地检验教师活动：引导学生阅读教材“月－地检验”部分的内容，投影以下数据：地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，月球绕地球运动的周期为27.3天，地球半径为R =6.4×106m，试利用教材提供的信息，通过计算，证明课本上提出的假设，即地球对月球的力与地球使苹果自由下落的力的是同一种力，都遵守“反平方”的规律。

学生活动：阅读课文，从课文中找出必要的信息，在练习本上进行定量计算教师活动：投影学生的证明过程，一起点评设质量为m的物体在月球的轨道上运动的加速度（月球公转的向心加速度）为a，则，，r=60R，得 代入数据解得 点评：引导学生定量计算，用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，增强学生的理性认识2、万有引力定律教师活动：引导学生阅读教材，思考问题： 1、把太阳与行星之间、地球与月球之间、地球与地面物体之间的引力遵从的规律推广到宇宙万物之间，你觉得合适吗？发表自己的见解2、万有引力定律的内容是什么？写出表达式并注明每个符号的单位和物理意义3、你认为万有引力定律的发现有何深远意义？学生活动：阅读课本，思考问题，学生代表发表见解教师活动：听取学生汇报，点评总结万有引力定律的发现有着重要的物理意义：它对物理学、天文学的发展具有深远的影响；它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来；对科学文化发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心，人们有能力理解天地间的各种事物3、引力常量教师活动：引导学生阅读教材，思考问题：1、测定引力常量有何意义？2、引力常量是由哪位物理学家测出的，它的数值是多大？3、引力常量的测定有何实际意义？学生活动：阅读课本，思考问题，学生代表发表见解。

教师活动：听取学生汇报，点评总结牛顿在前人的基础上，应用他超凡的数学才能，发现了万有引力定律，却没能给出准确的引力常量，使万有引力定律只有其理论意义，而无更多的实际意。