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时间:2019-08-21
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1、《太阳与行星间的引力》教学设计 【学习内容分析】 在行星运动规律与万有引力定律两节内容之间安排本节内容,是为了更突出发现万有引力定律的这个科学过程。如果说上一节内容是从运动学角度描述行星运动的话,那么,本节内容是从动力学角度来研究行星运动的,研究过程是依据已有规律进行的演绎推理过程。教科书在尊重历史事实的前提下,通过一些逻辑思维的铺垫,让学生以自己现有的知识基础身于历史的背景下,经历一次“发现”万有引力的过程,因此体验物理学研究问题的方法就成为主要的教学目标。 【学情分析】 在学太阳对行星的引力之前,学生已经对力、重力、向心力、加速度、重力
2、加速度、向心加速度等概念有了较好的理解,并且掌握自由落体运动和圆周运动等运动规律,能熟练运用牛顿运动定律解决动力学问题。已经完全具备深入探究和学习万有引力定律的起点能力。所以在推导太阳与行星运动规律时,教师可以要求学生自主地运用原有的知识进行推导,并要求说明每一步推理的理论依据是什么,教师仅在难点问题上做适当的点拨。 【教学目标】 一、知识与技能 1.了解关于行星绕太阳运动的不同观点和引力思想形成的历程。 2.知道行星绕太阳运动的原因,知道太阳与行星间存在着引力作用,知道行星绕太阳做匀速圆周运动向心力来源。 3.知道太阳与行星间引力的方向
3、和表达式,知道牛顿定律在推导太阳与行星间引力时的作用,领会将不易测量的物理量转化为易测量物理量的方法。 二、过程与方法 1.追寻得出太阳与行星间引力的科学探究过程,认识科学探究中交流和独创的意义; 2.了解物理学的研究方法,认识物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用; 3.通过思维程序“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”培养学生探究思维能力。 三、情感态度与价值观 1.领略自然界的奇妙与和谐,蕴涵其中的规律之简洁,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 2.培育与他人合
4、作的精神,将自己的见解与他人交流的愿望。 【教学重难点】 1.太阳与行星间的引力的推导思路和过程。 2.突出教学重难点的方法:引导学生动手参与推导过程,关注学生推导细节并及时交流和反馈,总结推导步骤;教师呈现推导过程要层次分明,突出关键。 【教学资源】 1.教学课件(PPT文件) 2.行星运动数据 3.多媒体教学设备 【教学流程图】 【教学过程设计】 复习旧课: (引导学生回答,教师及时纠正补充) 教师活动:请同学们从运动的描述角度思考,开普勒行星运动定律的物理意义?(提问) 学生活动:第一定律揭示了描述行
5、星运动的参考系、及其运动轨迹;第二定律揭示了行星在椭圆轨道上运动经过不同位置的快慢情况,近日点附近速度大,远日点附近速度小;第三定律:揭示了不同行星虽然椭圆轨道和环绕周期不同,但由于中心天体相同,所以共同遵循轨道半长轴的三次方与周期的二次方比值相同的规律。 教师活动:课件展示开普勒三定律: 开普勒第一定律也叫椭圆轨道定律,它的具体内容是:所有行星分别在大小不同的轨道上围绕太阳运动。太阳在这些椭圆的一个焦点上。他的这条定律否定了行星轨道为圆形的理论。 开普勒第二定律:对任意行星来说,他与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积
6、。 开普勒第三定律的具体表述是:行星绕太阳运动轨道半长轴R的立方与运动周期T的平方成正比。 教师活动: 开普勒在1609和1619年发表了行星运动的三个定律,解决了描述行星运动的问题,但好奇的人们,面向天穹,深情地叩问:是什么力量支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢?(问题的提出:) 引导学生思考: 问题1:行星在椭圆轨道上运动是否需要力?这个力是什么力提供的?大小跟太阳与行星间的距离有什么关系吗? 学生活动:行星在椭圆轨道上运动需要力,这个力可能是太阳与行星之间引力提供的,大小跟太阳与行星间的距离应有关。 问题2
7、:行星的实际运动是椭圆运动,但我们还不知道求出椭圆运动加速度的运动学公式,我们现在怎么办?把它简化为什么运动呢? 学生活动:猜测可以简化为圆周运动。 问题3:既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳的运动可进一步简化为匀速圆周运动吗?为什么? 学生活动:猜测可以简化为匀速圆周运动。 教师活动:多媒体展示八大行星的轨道数据: 行星轨道半长轴(106km)轨道半短轴(106km)水星57.956.7金星108.2108.1地球149.6149.5火星227.9226.9木星778.3777.4土星1427.01424.8天王星
8、2882.32879.1海王星4523.94523.8 观察八大行星的轨道半长轴与半短轴的区别并结合开
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