万有引力理论的成就(最新教案)
7.3万有引力理论的成就教案
7.3万有引力理论的成就一、学习目标：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。
3．掌握“称量”地球的质量和计算太阳的质量的思路。
二、教学重难点重点：学会计算天体的质量和天体密度。
难点：卫星的运行以及解决天体运动的基本方法。
导学指导导学检测及课堂展示阅读教材P55完成右边方框. 一、“称量”地球的质量1.若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对它的，即mg＝_______。
2.地球的质量：m地＝____。
阅读教材p44-p46完成右边方框。
二、计算天体质量：1.行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳对行星的万有引力提供行星的。
2.由Gmm太r2＝mω2r，ω＝2πT，故Gmm太r2= ，可得：m太＝。
其中r为行星的轨道半径，T为行星的公转周期。
即时训练1（多选）一卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r，卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则地球的质量可表示为()A. B. C. D.三、计算天体的密度（自主探究）根据密度公式ρ＝MV＝M43πR3，只要求出天体的质量代入此式就可计算天体的密度。
(1)重力加速度法求天体的密度由mg＝GMmR2和ρ＝M43πR3得ρ＝3g4πGR。
(2)环绕法求天体的密度三、巩固诊断A 层 嫦娥二号登月飞船在半径为R 的圆形环月轨道上做匀速圆周运动，测得其周期为T 。
已知引力常量为G ，由以上数据可以求出的物理量有（ ）A ．月球的半径B ．月球的质量C ．月球表面的重力加速度D ．月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度B 层 2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航空工程进入了一个新高度，图示是“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器．已知地球和月球的半径之比为4:1，其表面重力加速度之比为6:1．则地球和月球的密度之比为（ ）A ．2:3B ．3:2C ．4:1D ．6:1勇闯天涯 在某行星上，宇航员用弹簧秤称得质量为m 的砝码重力为F ，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期为T 。
万有引力理论的成就(最新教案)
万有引力理论的成就体到地心的距离。
由此解出:gR2m=地G已知重力加速度g=9.8m/s2，地球半径学生推导出地球质量的表达式，在练习本上进行定量计锻炼学生的计算能力，规范解题步骤(1)简化模型：将行星绕太阳的运动看成是匀学生思考讨论并说出基本思锻炼学生的总结以及语言表达能1、计算地球质量不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力，即:mmmg=G地R2m地是地球的质量；R是地球的半径，也就是物R=6.4x106m，引力常量G=6.67x10Nm2/kg2,试估算地球的质量。
解:gR29.8X（6.4X106）2m==kg=6x1024kg地G6.67x10-ii答：地球的质量约为6x1024kg地面的重力加速度g和地球半径R在卡文迪什之前就已知道，一旦测得引力常量G,就可以算出地球的质量m地。
因此，卡文迪什把他自己的实验说成是“称量地球的重量”。
出示图片：卡文迪什二、计算天体的质量应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳速圆周运动。
力，为下面的计 算做铺垫学生思考讨论 明确中心天体的质量与环行天体质量m 无关。
(2)万有引力充当向心力F 引=F n(3)依据万有引力定律和牛顿第二定律列出方 程，从中解出太阳的质量。
设是太阳的质量，m 是某个行星的质量，r 太是行星与太阳之间的距离。
解：万有引力充当向心力：G 太=me 2rr 2行星运动的角速度①不能直接测出，但可测出它的周期T 。
把①和T 的关系①=测出行星的公转周期T 和它与太阳的距离r ,就可以算出太阳的质量，与环行天体质量m 无关。
只能求出中心天体的质量。
思考讨论：已知太阳与地球间的平均距离约为1.5X 1011m ,你能估算太阳的质量吗？换用其他行星的相关数据进行估算，结果会相近吗？为什么？mm2解:G 太=m(—)2rr 2Tmm2代入上式得到：G 太=m(——)2rr 2T得：42r 3m =太GT 242r 3思考讨论：m=该表达式与环行天体质太GT 2量m 有没有关系？学生推导出太 阳质量的表达 式，在练习本 上进行定量计 算。
第四节《万有引力理论的成就》教案
第四节万有引力理论的成就
一、教材分析：
本节教学旨在让学生体会万有引力定律经受实践的检验，取得了很大的成功，理解万有引力理论的巨大作用和价值，使学生深刻体会到科学定律对人类探索未知世界的作用，激发学生对科学探究的兴趣。
本节重在介绍利用万有引力定律解决问题的思路分析，对后面一节的学习可以起到很好的铺垫作用。
二、教学目标：
知识与技能：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，了解“称量地球质量”“计算太阳质量”
的基本思路。
过程与方法：认识万有引力定律的科学成就，体会科学思想方法。
情感态度与价值观：体会科学定律对人类探索未知世界的作用，激发学生对科学探究的兴趣。
三、教学重点与难点：
重点：用万有引力定律计算天体质量
难点：重力或万有引力的灵活运用
四、教学用具：
刻度尺视频资料
五、教学过程：
六、小结：
计算天体的质量：
2
2
2
2
2 Mm v
G m mR mR
R R T
π
ω⎛⎫=== ⎪
⎝⎭
天体密度的计算：利用天体表面的重力加速度来求天体自身的密度
利用天体的卫星来求天体的密度
七、作业：练习册相应内容
八、课后反思：。
高中物理《万有引力理论的成就》教学设计
高中物理《万有引力理论的成就》教学设计高中物理《万有引力理论的成就》教学设计作为一名教师，时常需要用到教学设计，借助教学设计可使学生在单位时间内能够学到更多的知识。
那么写教学设计需要注意哪些问题呢？以下是小编为大家整理的高中物理《万有引力理论的成就》教学设计，仅供参考，大家一起来看看吧。
高中物理《万有引力理论的成就》教学设计1一、内容人教版普通高中课程标准试验教科书物理必修2第六章第4节《万有引力理论的成就》二、教学分析1.教材分析本节课是《万有引力定律》之后的一节，内容是万有引力在天文学上的应用。
教材主要安排了“科学真是迷人”、“计算天体质量”和“发现未知天体”三个标题性内容。
学生通过这一节课的学习，一方面对万有引力的应用有所熟悉，另一方面通过卡文迪许“称量地球的质量”和海王星的发现，促进学生对物理学史的学习，并借此对学生进行情感、态度、价值观的学习。
2．教学过程概述本节课从宇宙中具有共同特点的几幅图片入手，对万有引力提供天体圆周运动的向心力进行了复习引入万有引力在天体运动中有什么应用呢？接下来，通过“假设你成为了一名宇航员，驾驶宇宙飞船……发现前方未知天体”，围绕“你有什么办法可以测出该天体的质量吗”全面展开教学。
密度的计算以及海王星的发现自然过渡和涉及。
在教材的处理上，既立足于教材，但不被教科书所限制，除了介绍教科书中重要的基本内容外，关注科技新进展和我国天文观测技术的发展，时代气息浓厚，反映课改精神，着力于培养学生的科学素养。
三、教学目标1.知识与技能（1）通过“计算天体质量”的学习，学会估算中数据的近似处理办法，学会运用万有引力定律计算天体的质量；（2）通过“发现未知天体”，“成功预测彗星的回归”等内容的学习，了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
2.过程与方法运用万有引力定律计算天体质量，体验运用万有引力解决问题的基本思路和方法。
3.情感、态度、价值观（1）通过“发现未知天体”、“成功预测彗星的回归”的学习，体会科学定律在人类探索未知世界的作用；（2）通过了解我国天文观测技术的发展，激发学习的兴趣，养成热爱科学的情感。
高中物理万有引力理论的成就教案 新课标 人教版 必修2
高中物理万有引力理论的成就教案 新课标 人教版 必修2知识与技能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。
3．理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。
过程与方法1．通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。
2．了解天体中的知识。
情感态度与价值观1．通过推导，巩固前面所学的知识，使自己更好地了解天体中的物理。
2．体会万有引力定律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。
教学重点1． 万有引力定律在天文学上的应用，要掌握利用万有引力定律计算天体质量、天体密度的基本方法。
学好本节有利于对天体运行规律的认识，更有利于我们在今后学习人造卫星。
教学难点1．熟知并掌握计算天体质量的不同表达式，由于题目所给条各不相同，因此从多种表达式中挑选合适的形式较难，主要是对表达式的形式和含义不够熟悉，应理解并记住各种表达式。
教学过程新课教学一、由地面可测量求地球的质量1、思考：地面上物体的重力与地球对物体的引力是什么关系？分析：地球对物体的引力指向地心，一部分提供物体随地球自转所需向心力，另一部分为物体的重力。
只有在赤道和两极处物体的重力方向才指向地心，且赤道处物体的重力最小，两极处物体的重力最大；物体随地球自转的向心力很小，在计算时可近似认为物体的重力就等于地球对它的引力。
2、若不考虑地球自转的影响，地面上的物体的重力等于地球对它的引力。
mg ＝G 2Mm R g ＝G 2M R M ＝2gR G ρ＝M V ＝34g RG 例1、离地面某一高度h 处的重力加速度是地球表面重力加速度的 ,则高度h 是地球半径的 倍。
例2、假设火星和地球都是球体，火星的质量M火和地球的质量M 地之比M 火/M 地=p ，火星的半径R 火和地球的半径R 地之比R火/R 地=q ，那么火星表面处的重力加速度g 火和地球表面处的重力的加速度g 地之比等于[ ]A.p/q 2B.pq 2C.p/qD.pq二、由行星或卫星运动量求中心天体的质量行星或卫星绕中心天体做圆周运动的向心力由中心天体对它的引力提供，由此可列出方程。
万有引力理论成就教案
万有引力理论成就教案一、教学目标1. 让学生了解万有引力定律的发现过程，掌握万有引力定律的基本概念。
2. 让学生了解万有引力理论在物理学和天文学领域的应用，以及其对社会发展的影响。
3. 培养学生的科学思维能力，提高学生对物理学和天文学的兴趣。
二、教学内容1. 万有引力定律的发现过程：牛顿与苹果实验，开普勒定律。
2. 万有引力定律的基本概念：万有引力，引力常数，质量，距离。
3. 万有引力理论的应用：天体运动，地球引力，卫星发射，宇宙探索。
4. 万有引力理论对社会发展的影响：科技革新，人类对宇宙的认识。
三、教学方法1. 讲授法：讲解万有引力定律的发现过程，基本概念，应用及影响。
2. 案例分析法：分析万有引力理论在实际生活中的应用案例。
3. 讨论法：组织学生讨论万有引力理论的意义和价值。
四、教学步骤1. 引入新课：通过苹果实验，引导学生思考万有引力的存在。
2. 讲解万有引力定律的发现过程：介绍牛顿与开普勒定律，引导学生理解万有引力定律的背景。
3. 讲解万有引力定律的基本概念：解释引力常数、质量、距离等概念，让学生掌握万有引力定律的核心内容。
4. 应用案例分析：分析万有引力理论在天体运动、地球引力、卫星发射等方面的应用，让学生了解其现实意义。
5. 讨论万有引力理论的价值：组织学生讨论其在物理学和天文学领域的重要地位，以及对社会发展的影响。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对万有引力定律发现过程、基本概念的理解。
2. 课后作业：布置有关万有引力定律应用的练习题，检验学生对知识的掌握。
3. 小组讨论：评估学生在讨论中的表现，了解学生对万有引力理论价值的认识。
六、教学拓展1. 介绍其他科学家对万有引力理论的贡献：如伽利略、胡克、卡文迪许等。
2. 讲解万有引力理论的局限性：如暗物质、暗能量等问题的提出。
3. 引导学生关注现代物理学和天文学的研究动态，如引力波的发现。
七、实践环节1. 学生分组，设计一个简单的卫星发射模拟实验，应用万有引力定律计算卫星轨道。
万有引力理论的成就(教案)
万有引力理论的成就一、教学目标1. 让学生了解万有引力理论的基本概念。
2. 使学生掌握万有引力定律的发现过程及其意义。
3. 培养学生对科学探究方法和科学精神的认识。
二、教学重点与难点1. 教学重点：万有引力理论的基本概念。
万有引力定律的发现过程及其意义。
2. 教学难点：万有引力定律的数学表达及其应用。
三、教学准备1. 教师准备：万有引力理论的相关教材和参考资料。
教学PPT或黑板。
2. 学生准备：预习万有引力理论的相关内容。
准备好笔记本和笔。
四、教学过程1. 导入：教师通过提问方式引导学生回顾已学的物理学知识，为新课的导入做铺垫。
2. 知识讲解：教师详细讲解万有引力理论的基本概念，包括万有引力、引力常数等。
教师介绍万有引力定律的发现过程，如牛顿发现万有引力定律的经历。
3. 案例分析：教师通过PPT或黑板展示万有引力定律的应用实例，如地球引力、物体掉落等。
学生分组讨论，分析实例中万有引力的作用和影响。
4. 课堂互动：教师提出问题，引导学生思考和讨论万有引力定律的数学表达及其应用。
学生分享自己的观点和理解。
5. 总结与拓展：教师对本节课的主要内容进行总结，强调万有引力理论的重要性。
教师提出拓展问题，激发学生对万有引力理论进一步学习的兴趣。
五、课后作业1. 复习本节课所学内容，整理笔记。
2. 完成课后练习题，巩固对万有引力理论的理解。
3. 查找相关资料，了解万有引力理论在现实生活中的应用。
六、教学评估1. 课堂问答：教师通过提问的方式，了解学生对万有引力理论的理解程度。
2. 课后作业：检查学生完成的课后练习题，评估学生对万有引力理论的掌握情况。
3. 学生报告：鼓励学生就万有引力理论在现实生活中的应用进行研究，并进行报告，评估学生的探究能力。
七、教学反思1. 学生对万有引力理论的理解程度是否达到预期？2. 教学方法和教学内容是否适合学生？3. 有哪些教学环节可以改进，以提高教学效果？八、教学拓展1. 邀请相关领域的专家或学者，进行专题讲座，加深学生对万有引力理论的理解。
7.3 万有引力理论的成就(教学设计)高一物理(人教版2019必修第二册)
第3节万有引力理论的成就教学设计关系？3.若考虑地球自转，试分析任意纬度处万有引力和重力是何种关系？4.静止在地面上的物体，若不考虑地球自转的影响，万有引力和重力是何种关系？我们是否可以怎样估算巨大的地球的质量呢?如果可以，你是否可以说一下你的称量地球质量的思想？5.如果不知道地球表面的重力加速度，你还能用其他的方法估算出地球的质量吗？二、计算天体的质量1.建立模型：环绕天体围绕中心天体作圆周运动，向心力由中心天体对环绕天体的万有引力来提供2.具体方法思考与讨论：(1)根据以上模型，你认为如何来估算是哪个天体的质量？(2)需要测量哪些物理来完成测量该天体的目的？(3)已知太阳与地球间的平均距离约为1.5×1011m，你能估算太阳的质量吗？换用其他行星的相关数据进行估算，结果会相近吗？为什么？(4)你是否有方法估算月球的质量呢？(5)当你估算出中心天体的质量后，是否可以估算出中心天体的球体密度？如何来估算？三、发现未知天体到了18世纪，人们已经知道太阳系有7颗行星，其中1781年发现的第七颗行星——天王星的运动轨道有些“古怪”：根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差。
思考与讨论：(1)是天文观测数据不准确？(2)是万有引力定律的准确性有问题？(3)还是天王星轨道外面还有一颗未发现的行星？四、预言哈雷彗星回归英国天文学家哈雷挑选24颗彗星，依据万有引力定律，用一年时间计算了它们的轨道。
发现 1531 年、1607 年和1682 年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙，他大胆预言，这三次出现的彗星是同一颗星（图 7.3-3），周期约为 76 年，并预言它将于 1758 年底或 1759 年初再次回归。
1759 年 3 月这颗彗星如期通过了近日点，它最近一次回归是1986 年，它的下次回归将在2061 年左右。
五、课堂练习7.3 万有引力理论的成就一、“称量”地球的质量1.物体的重力随纬度的升高而增大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
万有引力理论的成就
一、“称量”地球的质量
上一节我们学习了万有引力定律：，这一节我们就来学习怎样利用它来算出下面地球的质量。
思考讨论：计算地球的质量时，我们应选择哪个物体作为研究对象？运用哪些物理规律？需要忽略的次要因素是什么？
出示图片：地球
如图以地球表面物体为研究对象，物体m 在纬度为θ的位置，万有引力指向地心，它可分解为两个分力：m 随地球自转围绕地轴运动的向心力Fn 和重力G 。
实际上随地球自转的物体向心力远小于重力，在忽略自转的影响下万有引力大小近似等于重力大小。
2
2
1r m m G
=F
1、计算地球质量
不考虑地球自转的影响，地面上质量为m 的物体所受的重力mg 等于地球对物体的引力，即：
m 地是地球的质量；R 是地球的半径，也就是物体到地心的距离。
由此解出：
已知重力加速度g=9．8m/s 2，地球半径R=6．4×106m ，引力常量G=6．67×10-11N·m 2/kg 2，试估算地球的质量。
解：
答：地球的质量约为6×1024kg
地面的重力加速度g 和地球半径R 在卡文迪什之前就已知道，一旦测得引力常量G ，就可以算出地球的质量m 地。
因此，卡文迪什把他自己的实验说成是“称量地球的重量”。
出示图片：卡文迪什 二、计算天体的质量
应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳的质量呢？
1、基本思路
（1）简化模型：将行星绕太阳的运动看成是匀
2R mm G
=mg 地
G R g =
m 2
地kg 10×6=kg 10×67.610×4.6×8.9=G R g =m 2411
-2
62）（地
速圆周运动。
（2）万有引力充当向心力F 引=F n
（3）依据万有引力定律和牛顿第二定律列出方程，从中解出太阳的质量。
设m 太是太阳的质量，m 是某个行星的质量，r 是行星与太阳之间的距离。
解：万有引力充当向心力：
行星运动的角速度ω不能直接测出，但可测出它的周期T 。
把ω和T 的关系 代入上式得到： 得：
思考讨论：该表达式与环行天体质量m 有没有关系？
测出行星的公转周期T 和它与太阳的距离r ，就可以算出太阳的质量，与环行天体质量m 无关。
只能求出中心天体的质量。
思考讨论：已知太阳与地球间的平均距离约为1．5×1011m ，你能估算太阳的质量吗？换用其他行星的相关数据进行估算，结果会相近吗？为什么？
解：
r ωm =r
mm G
22
太T
π
2=
ω
r )T
π2(
m =r mm G 2
2
太23
2GT r π4=
m 太2
3
2GT
r π4=m 太
r )T
π2(m =r mm G
22太
1945年英国的剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道各自独立计算出来。
1846年9月23日晚，德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星”。
后来，这颗行星被命名为海王星。
出示图片：笔尖下发现的行星—海王星
2、海王星的发现的意义
海王星的发现过程充分显示了理论对于实践的巨大指导作用，所用的“计算、预测和观察”的方法指导人们寻找新的天体。
近100年来，人们在这里发现了冥王星、阋神星等几个较大的天体。
出示图片：冥王星、阋神星
五、预言哈雷彗星回归
在牛顿之前，彗星被看作是一种神秘的现象。
出示图片：哈雷彗星
英国天文学家哈雷依据万有引力定律，他大胆预言，彗星周期约为76年，并预言它将于1758年底或1759年初再次回归。
1759年3月这颗彗星如期通过了近日点，它最近一次回归是1986年，它的下次回归将在2061年左右。
海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”确立了。