《太阳与行星间的引力》教学设计.doc

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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、重力加速度、向心加速度等概念有了较好的理解

2、，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

3、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

4、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

5、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。 　　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

6、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：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

7、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