2022年太阳与行星间的引力教案.docx
精选学习资料 - - - - - - - - - 主备张会平审核人张会平授课时间 2022 年 3 第 1 课时人月27 日课题 教学 目标重点6.2 太阳与行星间的引力课型新授课1知道行星绕太阳运动的缘由,行星与太阳间存在着引力作用 2知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源、方向、表达式 3领悟将不易测量的量进行转化的处理手段；1行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力难点1行星绕太阳做匀速圆周运动的向心来源、方向、表达式懂得力来源、方向、表达式推导应用2运用牛顿运动定律解决动力学问题2运用牛顿运动定律解决动力学问题教法及教具多媒体视频,讲授法,分析引导法同学主体个案调整教学内容老师主导活动活动课前预学 阅读课本内容,体验探究过程：1上一节从运动学的角度描述了行星运动的规律：开普勒三定 律提出问题： 从动力学的角度来看,猜想与假设：简化模型：演绎与推理：行星为什么会做这样的运动？2复习力、质量、速度、加速度、向心力、向心加速度等概念,完成天上与地上的联系,为推理打基础行星以太阳为圆心做匀速教 学 过 程圆周运动需要_,这个力应当是来自于,设行星质量为m,线速度为 v,行星到太阳的距离为r,就行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力Fn_；如行星绕太阳运动的周期为T, 就 v 与 T 的关系是 _,所以 Fn 仍可以表示为_；一、导入新课 老师活动： 1.上一节从运动学的角度描述了行星运动的规律：提问开普勒三定律的内容；2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,但奇怪的人们, 面对天穹, 深情地叩问：是什么力气支配着行星围着太阳做如此和 谐而有规律的运动呢？二、进行新课1从动力学的角度来看,行星为什么会做 这样的运动？（1）设置情境：名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 老师活动： 用线拉小球作为道具,进一步体验曲线运动的受力要求同学回答：线的拉力供应向心力；（2）供应地球绕太阳运动的情形 ,假设未知数老师提示：从地上到宇宙,要转变任何物体的运动速度（包括改变速度的方向）都需要力,使行星烟圆 或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点的力,这个力应当是来自于太阳的引力；3 引导看书：伽俐略、胡克、哈雷等科学家争论太阳对行星引力所做出的贡献2行星受到的引力到底跟哪些因素有 关？（1）老师布置：结合第一个模型,如已知圆周运动周期为 T,定量推导拉力的大小；（2）争论得出：向心力的来源F 向=F 422r从运动的角度FmT明确表达式中各物理量的含义：既然是由引力供应向心力,那么引力就与m、r、T 都有关系（3）方法指导：课本36 页“ 问题与练习 ”第一题关键是指导同学熟悉向心力（大小和方向）表 示的两个常用途径,（4）对象过渡：行星在椭圆轨道上运动是否需要力？这个力是什么力供应的？这个力是多大？太阳对行星的 引力,大小跟太阳与行星间的距离有什么关系吗？（5）结合同学的回答,联系天体的运行,课本 36 页 “问题与练2 m 习” 其次题,推导得到 F = 4 K 2 r（6）师生总结 ：由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星 的质量成正比,跟行星到太阳的距离的二次方老师提示：成反比；即： Fmr2F=4 2 Km中比值k 是一个与行星无关的恒r2量那么到底与太阳有没有关系,什么关系呢？3太阳受到的引力（1）同学争论：太阳受行星的引力作用吗与哪些因素有关？. 为什么？猜想这个力（2）老师小结：受到；依据牛顿第三定律两个引力的大小相等F=4 2 Km从另外一个角度看也应当跟太阳的质量M 成正r2比；老师设疑：这一点怎样从表达式中表达呢？（3）同学争论：老师小结：开普勒定律中的常数与中心天体有关,所以引名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 力的表达式就进一步的可表示成：F向Mm/r2,比例系数是一个固定的常数；F引GMmr2三、典型例题月球与地球之间的引力规律与太阳和行星之间的引力规律相同；如已知月球的周期为 T,月球的质量为 m,月球离地的高度为 h,地球半径为 R,就月球受到地球的引力大小为 F_；地球受月球的引力大小为 F_引导： 1从哪个角度表示,运动学仍是动力学角度2留意高度、星球半径、轨道半径的区分3牛顿第三定律的应用2 2答案：42 m R h 42 m R h T T2地球对太阳的引力为 F,他们之间的距离为 r.假如地球与太阳的距离变为 4r 且仍能绕太阳公转, 那么太阳对地球的引力 F是 F的几倍？那时地球上的一年（绕太阳公转一周的时间）相当于现在的几年？（设轨道近似为圆形）提示：表达式的正确选用答案：FR231得F1FF4R 21616由4R3R,T1 年,得 T8 年T2T2四、课堂小结从天体运动运动的角度结合牛顿第三定律,推导出引力大小的关系；当然推导过程中始终在已有的观测结果和理论引导下进行估计和分析,引力表达式中的常量是多少,我们将在下一节中探究 . 5.2 太阳和行星间的引力一、太阳对行星的引力与行星的质量m 成正比,与太阳与行星间的距离的二次方成反板书设计比,即 Fm/r2；行星对太阳的引力与太阳的质量M 成正比,与行星到太阳的距离r的二次方成反比,即F M/r2 用案人完二、太阳与行星间的引力：太阳与行星间的引力与太阳的质量,行星的质量成正比,成 与两者距离的二次方成反比,即FMm/r2 写成等式： F=GMm/r2 1G 是比例系数,与行星与太阳均无关 2太阳与行星间的引力规律,也适用于地球和卫星间的引力 3该引力规律普遍适用于任何有质量的物体；课外作业名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 这节课的重点在于怎么样去引导同学推导万有引力公式,一、我们将椭教学后记圆运动近似的看成匀速圆周运动；二、利用匀速圆周运动规律；三、利用开 普勒第三定律；从而推导万有引力公式,这是个难点,重点在于万有引力公式的内容的懂得和相关运算；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页
