萬有引力理論的成就學案

1、萬有引力理論的成就學案一、內(nèi)容人教版普通高中程標準試驗教科書物理必修2第六章第4節(jié)萬有引力理論的成就二、教學分析教材分析本節(jié)是萬有引力定律之后的一節(jié)，內(nèi)容是萬有引力在天文學上的應用。教材主要安排了“科學真是迷人”、“計算天體質(zhì)量”和“發(fā)現(xiàn)未知天體”三個標題性內(nèi)容。學生通過這一節(jié)的學習，一方面對萬有引力的應用有所熟悉，另一方面通過卡文迪許“稱量地球的質(zhì)量”和海王星的發(fā)現(xiàn)，促進學生對物理學史的學習，并借此對學生進行情感、態(tài)度、價值觀的學習。2教學過程概述本節(jié)從宇宙中具有共同特點的幾幅圖片入手，對萬有引力提供天體圓周運動的向心力進行了復習引入萬有引力在天體運動中有什么應用呢？接下來，通過“假設(shè)你成為

2、了一名宇航員，駕駛宇宙飛船發(fā)現(xiàn)前方未知天體”，圍繞“你有什么辦法可以測出該天體的質(zhì)量嗎”全面展開教學。密度的計算以及海王星的發(fā)現(xiàn)自然過渡和涉及。在教材的處理上，既立足于教材，但不被教科書所限制，除了介紹教科書中重要的基本內(nèi)容外，關(guān)注科技新進展和我國天文觀測技術(shù)的發(fā)展，時代氣息濃厚，反映改精神，著力于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。三、教學目標知識與技能（1）通過“計算天體質(zhì)量”的學習，學會估算中數(shù)據(jù)的近似處理辦法，學會運用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量；（2）通過“發(fā)現(xiàn)未知天體”，“成功預測彗星的回歸”等內(nèi)容的學習，了解萬有引力定律在天文學上的重要應用。2過程與方法運用萬有引力定律計算天體質(zhì)量，體驗運用萬有引

3、力解決問題的基本思路和方法。3情感、態(tài)度、價值觀（1）通過“發(fā)現(xiàn)未知天體”、“成功預測彗星的回歸”的學習，體會科學定律在人類探索未知世界的作用；（2）通過了解我國天文觀測技術(shù)的發(fā)展，激發(fā)學習的興趣，養(yǎng)成熱愛科學的情感。四、教學重點中心天體質(zhì)量的計算；2“稱量地球的質(zhì)量”和海王星的發(fā)現(xiàn)，加強物理學史的教學。五、教學準備實驗器材、PPT等多媒體教學設(shè)備六、教學過程（一）、圖片欣賞復習引入通過幾張宇宙圖片的欣賞，學生體驗宇宙中螺旋的共同特點，萬有引力提供向心力是天體都遵循的規(guī)律。那么，萬有引力定律在天體運動中還有哪些具體的應用呢？讓我們一起進入本章萬有引力理論的成就的學習。（二）、創(chuàng)設(shè)情境解決中心問

4、題情境創(chuàng)設(shè)：假如你成為了一名宇航員，駕駛宇宙飛船航行在宇宙深處，突然，前方一美麗的天體出現(xiàn)在你的面前。你先關(guān)閉了宇宙的發(fā)動機，然后飛船剛好繞美麗天體做了完美的圓周運動，繞行一周后，飛船就平穩(wěn)的降落在了星球上。合作討論：你有什么辦法可以測得這一神秘天體的質(zhì)量嗎？（學生通過小組探究，教師巡回指導，形成自己本組的意見，由小組選出的代表來向全班展示自己思考的結(jié)果。）小組代表講解展示：思路一：測出宇宙飛船繞行一周的時間和軌道半徑，根據(jù)萬有引力提供向心力，高中物理萬有引力理論的成就教學設(shè)計高中物理萬有引力理論的成就教學設(shè)計即：從而得出星球（中心天體）的質(zhì)量高中物理萬有引力理論的成就教學設(shè)計高中物理萬有引力

5、理論的成就教學設(shè)計思路二：根據(jù)宇航員降落在星球表面上后，重力近似等于萬有引力，即：得出在思路二完成之后，緊接著問題：如何測得星球表面的重力加速度g呢？（學生討論回答，現(xiàn)場教師展示借助小球的自由落體運動，通過現(xiàn)代技術(shù)“傳感器”現(xiàn)場完成重力加速度的測量。）設(shè)計說明：1通過“學生成為宇航員駕駛宇宙飛船發(fā)現(xiàn)未知天體”的情境創(chuàng)設(shè)，圍繞”如何測得星球的質(zhì)量？”這一中心問題展開學生的討論活動，在讓學生覺得有趣味的同時，通過小組討論、合作學習來促使學生創(chuàng)造性的思考、解決本節(jié)的中心問題。2多媒體和現(xiàn)代測量方法傳感器讓學生感受技術(shù)帶來的便捷。高中物理萬有引力理論的成就教學設(shè)計（三）、物理學史展現(xiàn)人文魅力啟示：一旦

6、測出了引力常量G，那么就可以利用公式得到地球的質(zhì)量了。798年，卡文迪許通過自己設(shè)計的扭秤實驗，成功得到了引力常量的值。因此卡文迪許把自己的實驗說成是“稱量地球的重量”，是不無道理的。而正是這段故事，讓一個外行人、著名文學家馬克·吐溫滿懷激情的說：“科學真是迷人。根據(jù)零星的事實，增添一點猜想，竟能贏得那么多的收獲！”、堂延伸如何得到這一天體的密度？設(shè)計說明：在這一問題中，老師提示了球體的體積公式，然后就把時間交給學生了。學生進行了積極的演算，可得到的答案有兩種，一種是帶有半徑的，而另一種則是把半徑約分掉的高中物理萬有引力理論的成就教學設(shè)計?！盀槭裁窗霃娇梢约s掉呢？”這一問題又再一次促進了學生的思考。而這也保證了堂的開放性。、發(fā)現(xiàn)未知天體視頻：“海王星的發(fā)現(xiàn)”，展現(xiàn)科學發(fā)現(xiàn)的足跡，注重學生進行科學態(tài)度和情感。諾貝爾物理學獎獲得者、物理學家馮勞厄說：“沒有任何東西像牛頓引力理論對行星軌道的計算那樣，如此有力的樹立起人們對年輕物理學的尊敬。從此以后，這門自然科學成了巨大的精神王國”、堂小結(jié)與反饋簡單回顧本節(jié)的教學內(nèi)容七、板書設(shè)計：第4節(jié)萬有引力理論的成就一、高中物理萬有引力理論的成就教學設(shè)計高中物理萬有引力理論的成就教學設(shè)計圖片欣賞，引入新二、測中心天體的質(zhì)量高中物理萬有引力理論的成就教學設(shè)計2三、卡文迪許人文魅力四、應用測天體密度2發(fā)現(xiàn)未知天體八、教學反思：本節(jié)在教