高中物理新课标人教版必修2优秀教案：万有引力理论的成就

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1、4万有引力理论的成就整体设计卡文迪许在实验室测出了引力常量，表明了万有引力定律同样适用丁•地面上的任意两个物体，用实验方法进一步证明了万有引力定律的普适性.同时，引力常量的测出，使得包括计算星体质量在内的关于万有引力定律的计算成为可能，使得万有引力定律有了真止的实用价值.1大1此万有引力理论的成就是本章的重点.万有引力定律在天文学上应用广泛，它与牛顿第二定律、圆周运动的知识相结合，可用来求解天体的质量和密度，分析天体的运动规律•万有引力定律与实际问题、现代科技相联系，可以用来发现新问题，开拓新领域.把万有引力定律应用在天文学上的基本方法是:将天体的运动近似看作匀速圆周

2、运动处理,运动大体所需要的向心力來自于天体间的万有引力.因此，处理木节问题时要注意把万有引力公式与匀速圆周运动的一•系列向心力公式相结合，就可推导出适用于天体问题的公式，并口在应川这些公式时，一定要正确认识公式屮各物理量的意义•具体应川时根据题目屮所给的实际情况，选择适当公式进行分析和求解.，由此解出M=匹;一是利用围G通过本节课的学习我们要掌握计算中心天体的质量的两种方法:-•是利用中心天体表而物Mm体所受的重丿肥等丁中心夭体对物体的引力，即町绕中心天体运动的天体来求解，即竿巴=加丄=咖）2=加斗厂来求解.天体的质量算出灰,r~rT~M还可以利用p=—来求天体的密度

3、.V教学重点运用万有引力定律计算天体的质量.教学难点在具体的天体运动中应丿IJ万有引力定律解决问题.课时安排1课时三维目标知识与技能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的质量.过程与方法1.理解运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法，体会科学定律的意义.2.了解万有引力定律在天文学上的亜要应用，理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路方法.情感态度与价值观1.通过测量天体的质量、预测耒知天体的学习活动,体会科学研究方法对人类认识口然的重要作用,体会万有引力定律对人类探索和认识耒知世界的作用.2.通过对天体运动规律的认识，了解科学发展

4、的曲折性，感悟科学是人类进步不竭的动力.教学过程导入新课故事导入在1781年3月13口，这是一个很平常的口子，晴朗而略带寒意的夜晚，英国天文学家威廉•赫歇尔(1738—1822)跟往常一样,在其妹妹加罗琳(1750—1848)的陪同下,用自己制造的口径为16厘米、焦距为213厘米的反射望远镜，对着夜空热心地进行巡天观测.当他把望远镜指向双子座时，他发现有一颗很奇妙的星星,乍一看像是一颗恒星，一闪一闪地发光，引起了他的怀疑.经过一段时间的观测和计算这后，这颗一直被看作是“彗星”的新天体,实际上是一颗在土星轨道外面的大行星——天王星.天王星被发现以后，天文学家们都想目睹这

5、颗大行星的真面1=1.在人们观测和计算屮，发现天王星理论计算位置与实际观测位置总有误差，就是这一谋差,引起了人们对“天外星”的探究，并于1846年9月23日发现了太阳系的第八颗行星——海王星.海王星被称为“从笔尖上发现的行星”，原因就是计算出来的轨道和预测的位置跟实际观测的结果非常接近.你知道科学家在推测海王星的轨道时，应用的物理规律主耍有哪些吗？情景导入“9・1广恐怖事件发生后，美国为了找到本•拉登的藏身地点，使用了先进的侦察卫星.据报道：美国将多颗最先进的KH11、KH124锁眼"系列照相侦察卫星调集到屮业地区上空，“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球沿椭圆轨道运动，近

6、地点265km(指卫星离地的最近距离)、远地点650km(指卫星离地血的最远距离)，质量13.6t-18.2t,这些照相侦察卫星上装有先进的CCD数字照相机，能够分辨出地血上0.1m大小的忖标，并口动地将照片转给地血接收站及指挥中心.由开普勒定律知道：如果卫星绕地球做圆周运动的圆轨道半径跟椭圆轨道的半长轴相等，那么，卫星沿I员I轨道运动的周期跟卫星沿椭I员1轨道运动的周期相同.学习本节内容后，我们就口J山上述数据估算这些“锁眼,,系列侦察卫星绕地球运动的周期.推进新课万有引力定律的发现，给天文学的研究开辟了一条新的道路•可以应用万有引力定律“称量”地球的质量，计算天体

7、的质量，发现未知天体，这些累累硕杲体现了万有引力定律的巨大理论价值.一、“科学真是迷人”教师：引导学生阅读教材“科学真是迷人”部分的内容，思考问题.课件展示问题：1.箸名文学家马克•吐温曾满怀激情地说:“科学真是迷人，根据零星的事实，增添一点猜想，竟能获得那么多收获!”对此，你是怎样理解的？2.卡文迪许在实验室里测量儿个铅球之间的作用力，测出了引力常量G的值，从而“称量MIT地球的质量•测出G后，是怎样“称量”地球的质量的呢？3.设地面附近的重力加速度g=9.8m/sS地球半径R=6.4x106m,引力常量G=6.67xl0'11N-m2/kg2,试