物理必修二素材生活中的圆周运动.doc

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1、6.2太阳与行星间的引力教案A教学目标一、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。二、过程与方法1．了解行星与太阳间的引力公式的建立和发展过程。2．体会推导过程中的数量关系。三、情感、态度与价值观了解太阳与行星间的引力关系，从而体会到大自然的奥秘。教学重点对太阳与行星间引力的理解。教学难点运用所学知识对太阳与行星间引力的推导。课时安排1课时。教学过程一、导入新课教师活动：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？（学生回答）教师活动：开普勒

2、第三定律适用于圆轨道时，是怎样表述的？（学生回答）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？二、新课教学许多科学家都对运动的原因提出了各种猜想。牛顿在前人对惯性研究的基础上，认为：以任何方式改变速度（包括方向）都需要力。因此，使行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力应该是太阳对它的引力，所以，牛顿利用他的运动定律把行星的向心加速度与太阳对它的引力联系起来了。（一）太阳对行星的引力教师活动：引导学生阅读教材，出示提纲，让学生在练习本上独立推导：1.行星绕太阳做匀速圆周运动，写出行

3、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，点评。师生交流讨论或大胆猜测。明确：1．既然把椭圆轨道简化为圆形轨道，由第二定律：行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，可知：行星做匀速圆周运动。2．猜想：太阳对行星的引力，并且此引力等于行星做圆周运动所需要的向心力。3．选择，因为在日常生活中，行星绕太阳运动的线速度v、角速度不易观测，

4、但周期T比较容易观测出来。4．由开普勒第三定律可知，并且k是由中心天体的质量决定的。因此可对此式变形为。合作交流根据对上述问题的探究，让学生分组交流合作，推导出太阳对行星的引力的表达式。设行星的质量为m，行星到太阳的距离为r，公转周期为T，根据牛顿第二定律可得太阳对行星的引力为：①由开普勒第三定律可得T2=②由①②得：即F＝4π2k③③式表明：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。点评：通过对上述问题探究，使学生了解物理问题的一般处理方法：抓住主要矛盾，忽略次要因素，大胆进行科学猜想，体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用

5、。（二）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，点评。学生思考、归纳、代表发言。明确：1．两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上。2．根据牛顿第三定律和太阳对行星的引力满足的关系可知：行星对太阳的引力大小应该与太阳质量M成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比，也就是。（三）太阳与行星间的引力教师活动：综合以上推

6、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，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：引导学生就教材“说一说”栏目中的问题进行讨论，总结、点评。对公式的说明：（1）公式表明，太阳与行星间的引力大小，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。（2）式中G是比例系数，与太阳、行星都没有关系。（3）太阳与行星间引力的方向沿着两者的连线方向。（4）我们沿着牛顿的足迹，一直

7、是在已有的观测结果（开普勒行星运动定律）和理论引导（牛顿运动定律）下进行推测和分析，观测结果仅对“行星绕太阳运动”成立，这还不是万有引力定律。三、课堂小结通过本节课的学习，我们了解了：1．太阳对行星的引力大小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。2．行星对太阳的引力大小与太阳的质量M成正比，与太阳到行星的距离的二次方成反比。3．太阳与行星间的引力与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的平方成反比：写成等式。四、课堂训练1.下列说法正确的是（）。A.行星绕太阳的椭圆轨道可以近似地看作圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力B.太阳对行星的引力大

8、于行星对太阳的引力，所以