7.3 万有引力理论的成就 教学设计（表格式）高一下学期物理人教版（2019）必修第二册
文档属性
| 名称 | 7.3 万有引力理论的成就 教学设计（表格式）高一下学期物理人教版（2019）必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 267.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-28 12:04:53 | ||
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文档简介
课题： 7.3 万有引力理论的成就
教学目的要求：1.了解万有引力定律在天文学中的重要应用；2.了解“称量”地球的质量、计算太阳的质量的基本思路，会用万有引力定律计算天体的质量；3.理解运用万有引力定律处理天体运动问题的思路和方法。
教学重点： 会用万有引力定律计算天体的质量
教学难点： 运用万有引力定律处理天体运动问题的思路和方法
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【课前回顾】 物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度以及周期的关系式。 万有引力的内容 引力常量 万有引力的适用条件 重力与万有引力的关系 5、作业问题解答 提问 强调重点 思考巩固
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【导入】 在初中，我们已经知道了物体的质量可以用天平来测量？对于地球，我们怎样“称量”它的质量呢？ 【新授】 “称量”地球的质量M 思路：地球表面的物体，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等于地球对物体的万有引力，即： 关系式： 只要知道g、R、G的值，就可计算出地球的质量 M＝ GM= gR2 ——黄金代换式 地球的密度：ρ＝＝＝ 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。因此，卡文迪什被称为“第一个称出地球质量的人”。 推广：若知道某星球表面的重力加速度和星球半径，可计算出该星球的质量。 [思考]：为什么可以不考虑地球自转的影响呢？ 质量为1kg的物体静止在赤道上时的向心加速度。（已知地球半径R=6.4×106m) a=0.034m/s2 结论：向心力远小于重力，万有引力大小近似等于重力。因此一般粗略计算中不考虑（或忽略）地球自转 引导思考 提问 重点讲解 板书 引导思考 板书讲解 P55[问题] 思考回答 笔记记录 笔记批注
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的影响。 计算天体的质量和密度 （一）计算天体的质量 [思考]能用称量地球的方法称量太阳吗？怎样才能得到太阳的质量？ 思路：质量为m的行星绕阳做匀速圆周运动时，行星与太阳间的万有引力充当向心力。 关系式：＝mr 结论：m太＝ 只要知道引力常量G，行星绕太阳运动的周期T和轨道半径r就可以计算出太阳的质量。 把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，已知轨道半径约为1.5×1011 m，引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，估算太阳的质量。 方法：环绕法（T、r） 注意：环绕法只能求出中心天体的质量。 （2）太阳的密度：ρ＝＝，所以若要求太阳的密度，还需要知道太阳的半径。 推广：若已知引力常量G，卫星绕行星运动的周期和卫星与行星之间的距离，可计算出行星的质量。 （二）计算天体的密度 1.基本思路：球体的体积 密度 2.方法 （1）g、R法： 引导思考 板书 重点讲解 方法讲解 P56思考 讨论 笔记记录
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（2）T、r法： 同理:可用v-r、ω-r、v-T等求质量的方法求天体的密度。 [小结]： 天体质量和密度的计算方法 重力加速度法环绕法情景已知天体的半径R和天体表面的重力加速度g行星或卫星绕中心天体做匀速圆周运动思路物体在天体表面的重力近似等于天体与物体间的万有引力：mg＝G行星或卫星受到的万有引力充当向心力：G＝m()2r(以T为例)天体 质量天体质量：M＝中心天体质量：M＝天体 密度ρ＝＝ρ＝＝说明g为天体表面重力加速度，未知星球表面重力加速度通常利用实验测出，例如让小球做自由落体、平、抛、上抛等运动这种方法只能求中心天体质量，不能求环绕星体质量 T为公转周期 r：轨道半径，R：中心天体半径 若是近地卫星，则r＝R
天体运动的物理量与轨道半径的关系 G＝ 由以上可知：①卫星的轨道半径r确定后，其相对应 讲解 知识小结 笔记 笔记整理
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的线速度大小、角速度、周期和向心加速度大小是唯一的，与卫星的质量无关，即同一轨道上的不同卫星具有相同的周期、线速度大小、角速度和向心加速度大小。 ②卫星的轨道半径r越大，v、ω、an越小，T越大，即越远越慢. ③同一轨道上的两卫星不可能相撞，因为同一轨道上的两卫星，线速度大小相等，相对静止。 发现未知天体 问题1：笔尖下发现的行星是哪一颗行星？ 问题2：人们用类似的方法又发现了哪颗行星？ 海王星的发现：英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道.1846年9月23日，德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星． 其他天体的发现：海王星的轨道之外残存着太阳系形成初期遗留的物质，近100年来，人们发现了冥王星、阋神星等几个较大的天体。 诺贝尔物理学奖获得者——物理学家冯·劳厄说：“没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国…… ” 四、预言哈雷彗星回归 英国天文学家哈雷计算了1531年、1607年和1682年出现的三颗彗星的轨道，他大胆预言这三颗彗星是同一颗星，周期约为76年，并预言了这颗彗星再次回归的时间。 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。 提问规律 总结规律 提问 提问 思考回答 笔记 阅读P57 回答 阅读P58 回答 笔记批注
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【总结】 【作业】 1、笔记整理及巩固； 2、P58第1/3题 课堂总结 作业布置 笔记整理 记录作业
板书设计 7.3 万有引力理论的成就
教学课后小结
教学目的要求：1.了解万有引力定律在天文学中的重要应用；2.了解“称量”地球的质量、计算太阳的质量的基本思路，会用万有引力定律计算天体的质量；3.理解运用万有引力定律处理天体运动问题的思路和方法。
教学重点： 会用万有引力定律计算天体的质量
教学难点： 运用万有引力定律处理天体运动问题的思路和方法
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【课前回顾】 物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度以及周期的关系式。 万有引力的内容 引力常量 万有引力的适用条件 重力与万有引力的关系 5、作业问题解答 提问 强调重点 思考巩固
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【导入】 在初中，我们已经知道了物体的质量可以用天平来测量？对于地球，我们怎样“称量”它的质量呢？ 【新授】 “称量”地球的质量M 思路：地球表面的物体，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等于地球对物体的万有引力，即： 关系式： 只要知道g、R、G的值，就可计算出地球的质量 M＝ GM= gR2 ——黄金代换式 地球的密度：ρ＝＝＝ 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。因此，卡文迪什被称为“第一个称出地球质量的人”。 推广：若知道某星球表面的重力加速度和星球半径，可计算出该星球的质量。 [思考]：为什么可以不考虑地球自转的影响呢？ 质量为1kg的物体静止在赤道上时的向心加速度。（已知地球半径R=6.4×106m) a=0.034m/s2 结论：向心力远小于重力，万有引力大小近似等于重力。因此一般粗略计算中不考虑（或忽略）地球自转 引导思考 提问 重点讲解 板书 引导思考 板书讲解 P55[问题] 思考回答 笔记记录 笔记批注
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的影响。 计算天体的质量和密度 （一）计算天体的质量 [思考]能用称量地球的方法称量太阳吗？怎样才能得到太阳的质量？ 思路：质量为m的行星绕阳做匀速圆周运动时，行星与太阳间的万有引力充当向心力。 关系式：＝mr 结论：m太＝ 只要知道引力常量G，行星绕太阳运动的周期T和轨道半径r就可以计算出太阳的质量。 把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，已知轨道半径约为1.5×1011 m，引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，估算太阳的质量。 方法：环绕法（T、r） 注意：环绕法只能求出中心天体的质量。 （2）太阳的密度：ρ＝＝，所以若要求太阳的密度，还需要知道太阳的半径。 推广：若已知引力常量G，卫星绕行星运动的周期和卫星与行星之间的距离，可计算出行星的质量。 （二）计算天体的密度 1.基本思路：球体的体积 密度 2.方法 （1）g、R法： 引导思考 板书 重点讲解 方法讲解 P56思考 讨论 笔记记录
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（2）T、r法： 同理:可用v-r、ω-r、v-T等求质量的方法求天体的密度。 [小结]： 天体质量和密度的计算方法 重力加速度法环绕法情景已知天体的半径R和天体表面的重力加速度g行星或卫星绕中心天体做匀速圆周运动思路物体在天体表面的重力近似等于天体与物体间的万有引力：mg＝G行星或卫星受到的万有引力充当向心力：G＝m()2r(以T为例)天体 质量天体质量：M＝中心天体质量：M＝天体 密度ρ＝＝ρ＝＝说明g为天体表面重力加速度，未知星球表面重力加速度通常利用实验测出，例如让小球做自由落体、平、抛、上抛等运动这种方法只能求中心天体质量，不能求环绕星体质量 T为公转周期 r：轨道半径，R：中心天体半径 若是近地卫星，则r＝R
天体运动的物理量与轨道半径的关系 G＝ 由以上可知：①卫星的轨道半径r确定后，其相对应 讲解 知识小结 笔记 笔记整理
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的线速度大小、角速度、周期和向心加速度大小是唯一的，与卫星的质量无关，即同一轨道上的不同卫星具有相同的周期、线速度大小、角速度和向心加速度大小。 ②卫星的轨道半径r越大，v、ω、an越小，T越大，即越远越慢. ③同一轨道上的两卫星不可能相撞，因为同一轨道上的两卫星，线速度大小相等，相对静止。 发现未知天体 问题1：笔尖下发现的行星是哪一颗行星？ 问题2：人们用类似的方法又发现了哪颗行星？ 海王星的发现：英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道.1846年9月23日，德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星． 其他天体的发现：海王星的轨道之外残存着太阳系形成初期遗留的物质，近100年来，人们发现了冥王星、阋神星等几个较大的天体。 诺贝尔物理学奖获得者——物理学家冯·劳厄说：“没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国…… ” 四、预言哈雷彗星回归 英国天文学家哈雷计算了1531年、1607年和1682年出现的三颗彗星的轨道，他大胆预言这三颗彗星是同一颗星，周期约为76年，并预言了这颗彗星再次回归的时间。 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。 提问规律 总结规律 提问 提问 思考回答 笔记 阅读P57 回答 阅读P58 回答 笔记批注
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【总结】 【作业】 1、笔记整理及巩固； 2、P58第1/3题 课堂总结 作业布置 笔记整理 记录作业
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教学课后小结