2024-2025學(xué)年新教材高中物理第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行3萬(wàn)有引力理論的成就1教案新人教版必修2

PAGE4-萬(wàn)有引力理論的成就本節(jié)教學(xué)內(nèi)容為萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用，通過(guò)天體質(zhì)量的“稱量”與計(jì)算和發(fā)覺(jué)未知天體，體現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律對(duì)人類(lèi)探究未知世界所起到的巨大作用，海王星和冥王星的發(fā)覺(jué)，哈雷彗星的按時(shí)回來(lái)，又驗(yàn)證了萬(wàn)有引力的正確性和普遍適用性?！疚锢碛^念】了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用。．理解行星、衛(wèi)星作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力供應(yīng)的?！究茖W(xué)思維】駕馭綜合運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)學(xué)問(wèn)分析詳細(xì)問(wèn)題的方法，培育學(xué)生依據(jù)事務(wù)之間相像性實(shí)行類(lèi)比方法分析新問(wèn)題的實(shí)力與方法?！究茖W(xué)探究】通過(guò)介紹用萬(wàn)有引力定律發(fā)覺(jué)未知天體的過(guò)程，使學(xué)生懂得理論來(lái)源于實(shí)踐，反過(guò)來(lái)又可以指導(dǎo)實(shí)踐的辯證唯物主義觀點(diǎn)【科學(xué)看法與責(zé)任】培育學(xué)生歸納總結(jié)建立模型的實(shí)力與方法，體會(huì)物理學(xué)規(guī)律的簡(jiǎn)潔性和普適性，領(lǐng)會(huì)物理學(xué)的美麗【教學(xué)重點(diǎn)】應(yīng)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算地球、太陽(yáng)等天體的質(zhì)量【教學(xué)難點(diǎn)】依據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量。PPT【新課導(dǎo)入】在初中，我們已經(jīng)知道物體的質(zhì)量可以用天平來(lái)測(cè)量，生活中物體的質(zhì)量常用電子秤或臺(tái)秤來(lái)稱量。對(duì)于地球，我們?cè)鯓印胺Q量”它的質(zhì)量呢？【新課講授】一、“稱量”地球的質(zhì)量【思索與探討】“稱量”地球的質(zhì)量時(shí)，①我們應(yīng)選擇哪個(gè)物體作為探討對(duì)象？②運(yùn)用哪些物理規(guī)律？③須要忽視的次要因素是什么？若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，地面上質(zhì)量為m的物體所受的重力mg等于地球?qū)ξ矬w的引力，即由此解出

地面的重力加速度g和地球半徑R在卡文迪什之前就已知道，一旦測(cè)得引力常量G，就可以算出地球的質(zhì)量m地。因此，卡文迪什把他自己的試驗(yàn)說(shuō)成是“稱量地球的重量”?！纠}1】設(shè)地面旁邊的重力加速度g=9.8m/s2，地球半徑R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，試估算地球的質(zhì)量。二、計(jì)算天體的質(zhì)量【思索與探討】①能用“稱量”地球質(zhì)量的方法“稱量”太陽(yáng)嗎？②怎樣才能得到太陽(yáng)的質(zhì)量？留意：行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力是由它們之間的萬(wàn)有引力供應(yīng)的?！纠}】.把地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑約為1.5×1011m，已知引力常量G=6.67×10－11N·m2/kg2，則可估算出太陽(yáng)的質(zhì)量約為多少千克？三、發(fā)覺(jué)未知天體到了18世紀(jì)，人們已經(jīng)知道太陽(yáng)系有7顆行星，其中1781年發(fā)覺(jué)的第七顆行星——天王星的運(yùn)動(dòng)軌道有些“怪異”：依據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算出來(lái)的軌道與實(shí)際觀測(cè)的結(jié)果總有一些偏差。？是天文觀測(cè)數(shù)據(jù)不精確？？是萬(wàn)有引力定律的精確性有問(wèn)題？？是天王星軌道外面還有一顆未發(fā)覺(jué)的行星？英國(guó)劍橋高校的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國(guó)年輕的天文學(xué)家勒維耶信任未知行星的存在。他們依據(jù)天王星的觀測(cè)資料，各自獨(dú)立地利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出這顆“新”行星的軌道。1846年9月23日晚，德國(guó)的伽勒在勒維耶預(yù)言的位置旁邊發(fā)覺(jué)了這顆行星，人們稱其為“筆尖下發(fā)覺(jué)的行星”。后來(lái)，這顆行星被命名為海王星（圖7.3-2）。海王星的發(fā)覺(jué)過(guò)程充分顯示了理論對(duì)于實(shí)踐的巨大指導(dǎo)作用，所用的“計(jì)算預(yù)料和視察”的方法指導(dǎo)人們找尋新的天體。四、預(yù)言哈雷彗星回來(lái)哈雷依據(jù)萬(wàn)有引力定律，用一年時(shí)間計(jì)算了它們的軌道。發(fā)覺(jué)1531年、1607年和1682年出現(xiàn)的這三顆彗星軌道看起來(lái)如出一轍，他大膽預(yù)言，這三次出現(xiàn)的彗星是同一顆星（圖7.3-3），周期約為76年，并預(yù)言它將于1758年底或1759年初再次回來(lái)。1759年3月這顆彗星如期通過(guò)了近日點(diǎn)，它最近一次回來(lái)是1986年，它的下次回來(lái)將在2061年左右。本節(jié)課我們通過(guò)共同的學(xué)習(xí)了地球質(zhì)量測(cè)定——天體質(zhì)量測(cè)定——天體軌道的演算推想,直觀