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PAGE1-萬(wàn)有引力理論的成就一、教學(xué)分析1.教材分析本節(jié)課是《萬(wàn)有引力定律》之后的一節(jié),內(nèi)容是萬(wàn)有引力在天文學(xué)上的應(yīng)用。教材主要支配了“科學(xué)真是迷人”、“計(jì)算天體質(zhì)量”和“發(fā)覺(jué)未知天體”三個(gè)標(biāo)題性?xún)?nèi)容。學(xué)生通過(guò)這一節(jié)課的學(xué)習(xí),一方面對(duì)萬(wàn)有引力的應(yīng)用有所熟識(shí),另一方面通過(guò)卡文迪許“稱(chēng)量地球的質(zhì)量”和海王星的發(fā)覺(jué),促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理學(xué)史的學(xué)習(xí),并借此對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感、看法、價(jià)值觀的學(xué)習(xí)。2.教學(xué)過(guò)程概述本節(jié)課從宇宙中具有共同特點(diǎn)的幾幅圖片入手,對(duì)萬(wàn)有引力供應(yīng)天體圓周運(yùn)動(dòng)的向心力進(jìn)行了復(fù)習(xí)引入萬(wàn)有引力在天體運(yùn)動(dòng)中有什么應(yīng)用呢?接下來(lái),通過(guò)“假設(shè)你成為了一名宇航員,駕駛宇宙飛船……發(fā)覺(jué)前方未知天體”,圍繞“你有什么方法可以測(cè)出該天體的質(zhì)量嗎”全面綻開(kāi)教學(xué)。密度的計(jì)算以及海王星的發(fā)覺(jué)自然過(guò)渡和涉及。在教材的處理上,既立足于教材,但不被教科書(shū)所限制,除了介紹教科書(shū)中重要的基本內(nèi)容外,關(guān)注科技新進(jìn)展和我國(guó)天文觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展,時(shí)代氣息深厚,反映課改精神,著力于培育學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。二、教學(xué)目標(biāo)1.學(xué)問(wèn)與技能(1)通過(guò)“計(jì)算天體質(zhì)量”的學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)估算中數(shù)據(jù)的近似處理方法,學(xué)會(huì)運(yùn)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量;(2)通過(guò)“發(fā)覺(jué)未知天體”,“勝利預(yù)料彗星的回來(lái)”等內(nèi)容的學(xué)習(xí),了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。2.過(guò)程與方法運(yùn)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量,體驗(yàn)運(yùn)用萬(wàn)有引力解決問(wèn)題的基本思路和方法。3.情感、看法、價(jià)值觀(1)通過(guò)“發(fā)覺(jué)未知天體”、“勝利預(yù)料彗星的回來(lái)”的學(xué)習(xí),體會(huì)科學(xué)定律在人類(lèi)探究未知世界的作用;(2)通過(guò)了解我國(guó)天文觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展,激發(fā)學(xué)習(xí)的愛(ài)好,養(yǎng)成酷愛(ài)科學(xué)的情感。三、教學(xué)重點(diǎn)1.中心天體質(zhì)量的計(jì)算;2.“稱(chēng)量地球的質(zhì)量”和海王星的發(fā)覺(jué),加強(qiáng)物理學(xué)史的教學(xué)。四、教學(xué)打算
試驗(yàn)器材、PPT課件等多媒體教學(xué)設(shè)備五、教學(xué)過(guò)程(一)、圖片觀賞復(fù)習(xí)引入通過(guò)幾張宇宙圖片的觀賞,學(xué)生體驗(yàn)宇宙中螺旋的共同特點(diǎn),萬(wàn)有引力供應(yīng)向心力是天體都遵循的規(guī)律。那么,萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中還有哪些詳細(xì)的應(yīng)用呢?讓我們一起進(jìn)入本章《萬(wàn)有引力理論的成就》的學(xué)習(xí)。(二)、創(chuàng)設(shè)情境
解決中心問(wèn)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,前方一漂亮的天體出現(xiàn)在你的面前。你先關(guān)閉了宇宙的發(fā)動(dòng)機(jī),然后飛船剛好繞漂亮天體做了完備的圓周運(yùn)動(dòng),繞行一周后,飛船就平穩(wěn)的著陸在了星球上。合作探討:你有什么方法可以測(cè)得這一神奇天體的質(zhì)量嗎?(學(xué)生通過(guò)小組探究,老師巡回指導(dǎo),形成自己本組的看法,由小組選出的代表來(lái)向全班展示自己思索的結(jié)果。)小組代表講解展示:思路一:測(cè)出宇宙飛船繞行一周的時(shí)間和軌道半徑,依據(jù)萬(wàn)有引力供應(yīng)向心力,即:從而得出星球(中心天體)的質(zhì)量思路二:依據(jù)宇航員著陸在星球表面上后,重力近似等于萬(wàn)有引力,即:得出在思路二完成之后,緊接著問(wèn)題:如何測(cè)得星球表面的重力加速度g呢?(學(xué)生探討回答,現(xiàn)場(chǎng)老師展示借助小球的自由落體運(yùn)動(dòng),通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)“傳感器”現(xiàn)場(chǎng)完成重力加速度的測(cè)量。)設(shè)計(jì)說(shuō)明:1.通過(guò)“學(xué)生成為宇航員駕駛宇宙飛船發(fā)覺(jué)未知天體”的情境創(chuàng)設(shè),圍繞”如何測(cè)得星球的質(zhì)量?”這一中心問(wèn)題綻開(kāi)學(xué)生的探討活動(dòng),在讓學(xué)生覺(jué)得好玩味的同時(shí),通過(guò)小組探討、合作學(xué)習(xí)來(lái)促使學(xué)生創(chuàng)建性的思索、解決本節(jié)課的中心問(wèn)題。2.多媒體和現(xiàn)代測(cè)量方法——傳感器讓學(xué)生感受技術(shù)帶來(lái)的便捷。(三)、物理學(xué)史
呈現(xiàn)人文魅力啟示:一旦測(cè)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。1798年,卡文迪許通過(guò)自己設(shè)計(jì)的扭秤試驗(yàn),勝利得到了引力常量的值。因此卡文迪許把自己的試驗(yàn)說(shuō)成是“稱(chēng)量地球的重量”,是不無(wú)道理的。而正是這段故事,讓一個(gè)外行人、聞名文學(xué)家馬克·吐溫滿(mǎn)懷激情的說(shuō):“科學(xué)真是迷人。依據(jù)零星的事實(shí),增加一點(diǎn)猜想,竟能贏得那么多的收獲!”(四)、課堂延長(zhǎng)——如何得到這一天體的密度?設(shè)計(jì)說(shuō)明:在這一問(wèn)題中,老師提示了球體的體積公式,然后就把時(shí)間交給學(xué)生了。學(xué)生進(jìn)行了主動(dòng)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?!盀槭裁窗霃娇梢约s掉呢?”這一問(wèn)題又再一次促進(jìn)了學(xué)生的思索。而這也保證了課堂的開(kāi)放性。(五)、發(fā)覺(jué)未知天體視頻:“海王星的發(fā)覺(jué)”,——呈現(xiàn)科學(xué)發(fā)覺(jué)的蹤跡,注意學(xué)生進(jìn)行科學(xué)看法和情感。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、物理學(xué)家馮勞厄說(shuō):“沒(méi)有任何東西像牛頓引力理論對(duì)行星軌道的計(jì)算那樣,如此有力的樹(shù)立起人們對(duì)年輕物理學(xué)的敬重。從今以后,這門(mén)自然科學(xué)成了巨大的精神王國(guó)……”(六)、課堂小結(jié)與反饋
簡(jiǎn)潔回顧本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容六、板書(shū)設(shè)計(jì):
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