7.3 万有引力理论的成就 讲义 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

课题 高中物理必修2第六章 6.4万有引力理论的成就 单位 授课教师 教材版本 人教版 年级 高一 课型 新授课 计划课时 1课时 教学内容分析 本章前三节内容从行星的运动规律的认识到最终推导出了万有引力的表达式，本节是前三节“应用+检验”性的内容，是万有引力定律在实际中的具体应用，也是后续学习的基础，是本章的重点。通过本节课的学习，让学生感悟万有引力理论的应用思路，深刻体会科学定律对人类探索未知世界的作用，激起学生对科学探究的兴趣，培养学生热爱科学的情感。 学习者分析 ( 《万有引力理论的成就》 教学设计 )学生通过前面三节的学习对天体的运动已经有了一定的认识，对万有引力的概念也已经比较熟悉，积累了一定的基础。学生要运用已有的概念和知识以及力和运动之间的关系，根据实际问题建立合理的物理模型，通过归纳总结、逻辑推理来解决问题。本节知识是在前面知识基础上的发散应用，教学中稍稍引导和启发，有意识的让学生进行小组交流和讨论和自学，学生完全能够理解并应用本节课的内容。 教学目标与核心素养 （一）教学目标（基础目标和发展目标） 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质量。 2.理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。 3.通过“称地球质量”“求太阳质量”的基本思路，培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。 4.体会万有引力定律的科学成就以及在人类认识自然界奥秘中的巨大作用，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。 （二）核心素养 1.科学思维与创新：构建模型，敢于科学推理和科学论证。 2.物理观念及应用：让学生重新建构知识，重演重要物理规律的发现过程，培养学生敢于科学推理，让学生深刻理解物理规律、领悟规律发现过程中所用巧妙的方法，体验探索和发现的喜悦。 3.科学探究与交流：根据问题已有知识，寻找证据进行合理的解释。 4.科学态度和责任：激励、影响学生，让学生逐步形成科学态度和科学精神。 教学重点、难点 利用万有引力等于重力来计算天体的质量是本节的教学重点亦是难点，即要让学生知道行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。并能够利用万有引力定律和圆周运动的规律来计算太阳的质量，再由此迁移发散到各中天体质量的计算。 教学方法 问题驱动法、小组合作互动探究法 教学资源 多媒体课件、学生学习学案 教学过程 教学内容 教师活动 预设学生活动 设计意图 引入新课 【创设情境】 1.展示两位科学家照片。 2.引导学生回顾两位科学家在天文学上的所做的贡献。 3.引发学生思考：（1）牛顿有没有测出两天体间的万有引力？（2）卡文迪许测出了万有引力常量，为什么称他是“能称出地球质量的人”？ 学生带着问题思考、讨论、交流、发言。 1.牛顿：发现了万有引力定律，把地面上物体的运动规律和天体运动的规律统一了起来，对以后天文学的发展具有深远的影响。 2.测出了万有引力常量。 让学生带着问题复习巩固学生已有知识，回顾物理学史，激发兴趣。这几个问题的思考,让同学对本课的内容在整体上有一定的认识和了解，激发学生的学习兴趣。 新课教学 新课教学 “称”地球质量 “称”地球质量 1.引发学生思考“称”地球质量的方法。 2.【探究思考】在牛顿时代，已经能够比较精确的测定：重力加速度、地球的半径、月球绕地球公转的轨道半径和周期，牛顿发现了万有引力定律，其表达式为，卡文迪许测出了万有引力常量，那我们是否可以根据已有的知识设计方案来“称”地球的质量？ 3.教师设问引导学生分析方案一的前提条件。 （1）方案一中的前提条件是什么？ （2）为什么忽略地球自转，地面上物体的重力等于地球对物体的引力？ （3）为什么可以忽略地球自转？ （4）多媒体课件展示分析图。 4.教师设问引导学生分析方案二的基本思想。 （1）建立模型：将月球（天体）运动近似成匀速圆周运动。 （2）求解思路：月球（环行天体）的向心力由地球（中心天体）对其的万有引力提供。 （3）具体方法：F万=F向 （4）特点：①月球（环行天体）的运动规律与地面上圆周运动的规律一样；②地球（中心天体）的质量M与月球（环行天体）的质量m无关。 总结：“称”地球质量的两种方法。 方法一：利用万有引力等于重力 注意：此种方法不考虑地球的自转。 方法二：利用万有引力提供向心力，即F万=F向： 注：此种方法只能求出中心天体的质量，而不能求出绕行天体的质量。 1.学生分组活动，设计方案求地球的质量。 2.学生展示“称”地球质量的方案。 方案一：地面上物体的重力等于地球对物体的引力,有： 得到： 方案二：利用万有引力提供向心力，有： 得到： 3.