lzq 6[1].4万有引力理论的成就(2)

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1、6.4万有引力理论的成就主备人：卢志琼参与人：廖建平，温福生，曾梅花，揭秋林，姜春香教学目标知识与技能1．了解万有引力定律在天文学上的重要应用．2．会用万有引力定律计算天体的质量．过程与方法1．理解运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法，体会科学定律的意义．2．了解万有引力定律在天文学上的重要应用，理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路方法．情感态度与价值观1．通过测量天体的质量、预测未知天体的学习活动，体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用，体会万有引力定律对人类探索和认识未知世界的作用．2．通过对天体运动规律的认识，了解科学发展的曲折性，感悟科学是人类进步不竭的动力

2、．教学重点运用万有引力定律计算天体的质量．教学难点在具体的天体运动中应用万有引力定律解决问题．课时安排1课时教学过程导入新课情景导入“9·11”恐怖事件发生后，美国为了找到本·拉登的藏身地点，使用了先进的侦察卫星．据报道：美国将多颗最先进的KH—tl、KH一12“锁眼”系列照相侦察卫星调集到中亚地区上空，“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球沿椭圆轨道运动，这些照相侦察卫星上装有先进的CCD数字照相机，能够分辨出地面上0．1ｍ大小的目标，并自动地将照片转给地面接收站及指挥中心．由开普勒定律知道：如果卫星绕地球做圆周运动的圆轨道半径跟椭圆轨道半长轴相等，那么，卫星沿圆轨道运动的周期跟卫

3、星沿椭圆轨道运动的周期相同。学习本节内容后，我们就可由上述数据估算这些“锁眼”系列侦察卫星绕地球运动的周期．推进新课万有引力定律的发现，给天文学的研究开辟了一条新的道路．可以应用万有引力定律“称量”地球的质量，计算天体的质量，发现未知天体，这些累累硕果体现了万有引力定律的巨大理论价值．一、“科学真是迷人”教师：引导学生阅读教材“科学真是迷人”部分的内容，思考问题．课件展示问题：1．著名文学家马克·吐温曾满怀激情地说：“科学真是迷人，根据零星的事实，增添一点猜想，竟能获得那么多收获!”对此，你是怎样理解的?2．卡文迪许在实验室里测量几个铅球之间的作用力，测出了引力常量G的值，从

4、而“称量”出了地球的质量．测出G后，是怎样“称量”地球的质量的呢?学生活动：阅读课文，推导出地球质量的表达式，在练习本上进行定量计算．教师活动：让学生回答上述三个问题，投影学生的推导、计算过程，归纳、总结问题的答案，对学生进行情感态度教育．总结：1．自然界中万物是有规律可循的，我们要敢于探索，大胆猜想，一旦发现一个规律，我们将有意想不到的收获．2．在地球表面只要测出G来，便可“称量”地球的质量．二、计算天体的质量引导学生阅读教材“天体质量的计算”部分的内容，同时考虑下列问题．课件展示问题：1．应用万有引力定律求解天体的质量基本思路是什么?2．求解天体质量的方程依据是什么?学生

5、阅读课文，从课文中找出相应的答案．1．应用万有引力求解天体质量的基本思路是：根据环绕天体的运动情况，求出向心加速度，然后根据万有引力充当向心力，进而列方程。2．从前面的学习知道，天体之间存在着相互作用的万有引力，而行星(或卫星)都在绕恒星(或行星)做近似圆周的运动，而物体做圆周运动时合力充当向心力，这也是求解中心天体质量时列方程的根源所在。教师引导学生深入探究，结合课文知识以及前面所学匀速圆周运动的知识，加以讨论、综合，然后思考下列问题．问题探究1．天体实际做什么运动?而我们通常可以认为做什么运动?2．描述匀速圆周运动的物理量有哪些?3．根据环绕天体的运动情况求解其向心加速度

6、有几种求法?4．应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力，求出的天体质量有几种表达式?各是什么?各有什么特点?5．应用此方法能否求出环绕天体的质量?学生活动：分组讨论，得出答案．学生代表发言．1．天体实际是沿椭圆轨道运动的，而我们通常情况下可以把它的运动近似处理为圆形轨道，即认为天体在做匀速圆周运动．2．在研究匀速圆周运动时，为了描述其运动特征，我们引进了线速度口、角速度。、周期T三个物理量．3．根据环绕天体的运动状况，求解向心加速度有三种求法，即4．应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力，结合圆周运动向心加速度的三种表达方式可得三种形式的方程，以月球绕地球运行

7、为例(1)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T，半径为r，根据万有引力等于向心力，即可求得地球质量　　　(2)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r和月球运行的线速度口，由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，(3)若已知月球运行的线速度可和运行周期T，由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，得5．从以上各式的推导过程可知，利用此法只能求出中心天体的质量，而不能求环绕天体的质量，因为环绕天体的质量同时出现在方程的两边，已被约掉．师生互动：听