人教版高一物理必修二6.4万有引力理论的成就 教案.pdf

人教版普通高中课程标准试验教科书物理必修2第六章第4节

《万有引力理论的成就》教学设计

一、教学分析

1.教材分析

本节课是《万有引力定律》之后的一节，内容是万有引力在天文学上的应用。

教材主要安排了“科学真是迷人”、“计算天体质量”和“发现未知天体”三

个标题性内容。学生通过这一节课的学习，一方面对万有引力的应用有所熟

悉，另一方面通过卡文迪许“称量地球的质量”和海王星的发现，促进学生

对物理学史的学习，并借此对学生进行情感、态度、价值观的学习。

2．教学过程概述

本节课从宇宙中具有共同特点的几幅图片入手，对万有引力提供天体圆

周运动的向心力进行了复习引入万有引力在天体运动中有什么应用呢？接

下来，通过“假设你成为了一名宇航员，驾驶宇宙飞船……发现前方未知天

体”，围绕“你有什么办法可以测出该天体的质量吗”全面展开教学。密度

的计算以及海王星的发现自然过渡和涉及。在教材的处理上，既立足于教材，

但不被教科书所限制，除了介绍教科书中重要的基本内容外，关注科技新进

展和我国天文观测技术的发展，时代气息浓厚，反映课改精神，着力于培养

学生的科学素养。

二、教学目标

1
1.知识与技能

（1）通过“计算天体质量”的学习，学会估算中数据的近似处理办法，

学会运用万有引力定律计算天体的质量；

（2）通过“发现未知天体”，“成功预测彗星的回归”等内容的学习，

了解万有引力定律在天文学上的重要应用。

2.过程与方法

运用万有引力定律计算天体质量，体验运用万有引力解决问题的基本思

路和方法。

3.情感、态度、价值观

（1）通过“发现未知天体”、“成功预测彗星的回归”的学习，体会科学

定律在人类探索未知世界的作用；

（2）通过了解我国天文观测技术的发展，激发学习的兴趣，养成热爱科

学的情感。

三、教学重点

1.中心天体质量的计算；

2.“称量地球的质量”和海王星的发现，加强物理学史的教学。

四、教学准备实验器材、PPT课件等多媒体教学设备

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五、教学过程

（一）、图片欣赏复习引入

问题一：已知地球的质量M=6.0×1024kg,地球半径R=6.4×103km.请根据

以上数据计算:(1)在赤道表面上质量为60kg的物体所受的重力及万有引力

(2)该物体随地球自转所需的向心力.根据以上计算结果，在忽略地球自转的

影响的情况下，你能得出什么结论？

设计思想:学生通过计算比较既巩固了已学的知识,又理解了为什么

可以忽略地球自转的影响。学生很自然的得出下列关系：地面上质量为m的

物体所受的重力mg等于地球对物体的引力，即：

Mm
mgG
R2

（二）、创设情境解决中心问题

问题二：现有下列器材：弹簧秤、天平。请设计称量地球质量的实验方

案。（地球半径已知）

设计思想:在明确上述关系式后，紧接着设置这样一个实验设计题，让

学生设计实验方案，一方面让学生及时巩固所学知识，另一方面使学生应用

知识的能力得到进一步提高。另外，实验设计题对学生要求较高，教师要注

意引导学生积极进行讨论。

问题三：2003年10月15日9时，我国神州五号宇宙飞船在酒泉卫星发

射中心成功发射，把杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后，于10月16

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日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场。下面请同学们帮助杨利伟设计测

量地球质量的方案。提供器材：计时器，飞船的飞行高度已知。

Mm42r
设计思想:此题的设置目的在于引导学生利用Gm这一方程
r2T2
解决称量中心天体质量的另一种方法。可能较难，可充分交给学生讨论，教

师适当进行点拨，如：给你们计时器的目的是什么等。

本节课通过层层设置问题，引导学生应用已学知识解决实际问题。这样

设计，避免教师空口的说教，很好的体现了以学生为主教学理念，注重提高

学生分析问题解决问题能力培养，符合新课标的要求。

发现未知天体

视频：“海王星的发现”，——展现科学发现的足迹，注重学生进行科学态

度和情感。

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，如此有力的树立起人们对年轻物理学的尊敬。从

此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国……”

课堂小结与反馈简单回顾本节课的教学内容

六、板书设计：第4节《万有引力理论的成就》

一、图片欣赏，引入新课

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二、测中心天体的质量

MmgR2
1.由mgG得M
R2G

Mm242r3
2.由Gm（）2r得M
r2TGT2

三、卡文迪许——人文魅力

四、应用1.测天体密度2.发现未知天体

七、教学反思：

本节课在教学设计上创造性的使用教材，通过“学生成为宇航员驾驶宇宙飞

船发