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2019-2020年人教版必修二6.2《太陽(yáng)與行星間的引力》WORD教案8 ★新課標(biāo)要求 （一）知識(shí)與技能 1、理解太陽(yáng)與行星間存在引力。 2、能根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星間的引力表達(dá)式 （二）過(guò)程與方法 通過(guò)推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間的引力公式，體會(huì)邏輯推理在物理學(xué)中的重要性。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 感受太陽(yáng)與行星間的引力關(guān)系，從而體會(huì)大自然的奧秘。 ★教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽(yáng)與 行星間的引力公式、太陽(yáng)與行星間的引力公式的推導(dǎo) ● 教學(xué)建議 這節(jié)課主要推導(dǎo)了行星與太陽(yáng)之間的引力表達(dá)式，讓學(xué)生體會(huì)牛頓在前人工作的基礎(chǔ)上，憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力證明萬(wàn)有引力的一般規(guī)律的思路與方法。 這節(jié)課的主要思路是：由圓周運(yùn)動(dòng)和開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)定律的知識(shí)，得出行星和太陽(yáng)之間的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽(yáng)的距離的平方成反比，并由引力的相互性得出引力也應(yīng)與太陽(yáng)的質(zhì)量成正比。 ★教學(xué)片段 （二）進(jìn)行新課 教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第一、二段，思考下面的問(wèn)題： 1、在解釋行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的原因這一問(wèn)題上，為什么牛頓能夠成功，而其他科學(xué)家卻失敗了？你認(rèn)為牛頓成功的關(guān)鍵是什么？ 學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，分組討論，從課文中找出相應(yīng)的答案。學(xué)生代表發(fā)言。 教師活動(dòng)：聽(tīng)取學(xué)生代表的見(jiàn)解，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。 過(guò)渡：這一節(jié)和下一節(jié)，我們將追尋牛頓的足跡，用自己的手和腦，重新“發(fā)現(xiàn)”萬(wàn)有引力定律。 1、太陽(yáng)對(duì)行星的引力 教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，并投影出示以下提綱，讓學(xué)生在練習(xí)本上獨(dú)立推導(dǎo)： 1、行星繞太陽(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，寫出行星需要的向心力表達(dá)式，并說(shuō)明式中符號(hào)的物理意義。 2、行星運(yùn)動(dòng)的線速度v與周期T的關(guān)系式如何？為何要消去v？寫出要消去v后的向心力表達(dá)式。 3、如何應(yīng)用開(kāi)普勒第三定律消去周期T？為何要消去周期T？ 4、寫出引力F與距離r的比例式，說(shuō)明比例式的意義。 教師活動(dòng)：投影學(xué)生的推導(dǎo)過(guò)程，一起點(diǎn)評(píng)。 2、行星對(duì)太陽(yáng)的引力 教師活動(dòng)：行星對(duì)太陽(yáng)的引力與太陽(yáng)的質(zhì)量M以及行星到太陽(yáng)的距離r之間又有何關(guān)系？請(qǐng)?jiān)诰毩?xí)本上用學(xué)過(guò)的知識(shí)推導(dǎo)出來(lái)。 學(xué)生活動(dòng)：在練習(xí)本上用牛頓第三定律推導(dǎo)行星對(duì)太陽(yáng)的引力F′與太陽(yáng)的質(zhì)量M以及行星到太陽(yáng)的距離r之間的關(guān)系。 教師活動(dòng)：投影學(xué)生的推導(dǎo)過(guò)程，一起點(diǎn)評(píng)。 3、太陽(yáng)與行星間的引力 教師活動(dòng)：綜合以上推導(dǎo)過(guò)程，推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星間的引力與太陽(yáng)質(zhì)量、行星質(zhì)以及兩者距離的關(guān)系式。看看能夠得出什么結(jié)論。 學(xué)生活動(dòng)：在練習(xí)本上推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星間的引力表達(dá)式。 點(diǎn)評(píng)：通過(guò)學(xué)生獨(dú)立推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力，同時(shí)讓學(xué)生感受探究新知的樂(lè)趣。 教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生就課本“說(shuō)一說(shuō)”欄目中的問(wèn)題進(jìn)行討論，一起總結(jié)、點(diǎn)評(píng)。 （四）實(shí)例探究 ［例］火星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火星與太陽(yáng)間的引力提供火星運(yùn)動(dòng)的向心力。已知火星運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行的周期為T，引力常量為G，試寫出太陽(yáng)質(zhì)量M的表達(dá)式。 解析：火星與太陽(yáng)間的引力表達(dá)式為，式中G為引力常量，M為太陽(yáng)質(zhì)量，m為火星質(zhì)量， r為軌道半徑。設(shè)火星運(yùn)動(dòng)的線速度為v，由F提供火星運(yùn)動(dòng)的向心力，有 由線速度和周期的關(guān)系， 得太陽(yáng)質(zhì)量 ［例］科學(xué)家們推測(cè)，太陽(yáng)系的第十顆行星就在地球的軌道上，從地球上看，它永遠(yuǎn)在太陽(yáng)的背面，人類一直未能發(fā)現(xiàn)它，可以說(shuō)是“隱居”著的地球的“孿生兄弟”．由以上信息可以確定：（ ） A.這顆行星的公轉(zhuǎn)周期與地球相等 B．這顆行星的半徑等于地球的半徑 C.這顆行星的密度等于地球的密度 D．這顆行星上同樣存在著生命 ［例］關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)的公式＝k，以下理解正確的是（ ） A.k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量 B.若地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為R地，周期為T地；月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的長(zhǎng)半軸為R月，周期為T月，則 C.T表示行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期 D.T表示行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期 ［例］若已知行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的半徑為r，公轉(zhuǎn)的周期為T，萬(wàn)有引力恒量為G，則由此可求出（ ） A.某行星的質(zhì)量 B.太陽(yáng)的質(zhì)量 C.某行星的密度 D.太陽(yáng)的密度 ★課余作業(yè) 1、課后完成P69“問(wèn)題與練習(xí)”中的問(wèn)題。 2、已知下面的哪組數(shù)據(jù)，可以算出地球的質(zhì)量M地（引力常量G為已知）（ ） A.月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T及月球到地球中心的距離R1 B.地球繞太陽(yáng)運(yùn)行周期T2及地球到太陽(yáng)中心的距離R2 C.人造衛(wèi)星在地面附近的運(yùn)行速度v3和運(yùn)行周期T3 D.地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的速度v4及地球到太陽(yáng)中心的距離R4 3、2001年10月22日，歐洲航天局由衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個(gè)超大型黑洞，命名為MCG6－30－15，由于黑洞的強(qiáng)大引力，周圍物質(zhì)大量掉入黑洞，假定銀河系中心僅此一個(gè)黑洞，已知太陽(yáng)系繞銀河系中心勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，下列哪一組數(shù)據(jù)可估算該黑洞的質(zhì)量 A.地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期和速度 B.太陽(yáng)的質(zhì)量和運(yùn)行速度 C.太陽(yáng)質(zhì)量和到MCG6－30－15的距離 D.太陽(yáng)運(yùn)行速度和到MCG6－30－15的距離 來(lái)源：