人教版必修二6.2《太阳与行星间的引力》WORD教案7

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文档介绍

人教版必修二6.2《太阳与行星间的引力》WORD教案7

‎6-2 太阳和行星间的引力 教学设计 一、设计思想:‎ ‎ 从行星运动规律到万有引力定律的简历过程,是本章的重要内容,是极好的科学探究过程及对学生进行人文教育的教育素材。在行星运动规律与万有引力定律两节内容之间安排本节内容,是为了更突出发现万有引力定律的这个科学过程。如果说上一节内容是从运动学角度描述行星运动的话,那么,本节内容是从动力学角度来研究行星运动的,研究过程是依据已有规律进行的演绎推理过程。本节内容与下一节内容结合起来应该说是一个比较完成的探究过程,从问题的提出、猜想与假设、演绎与推理、结论的得出、检验论证等,是一次很好的探究性学习的过程。‎ 从学生已有的知识结构来看,学生在学习万有引力之前,应该对力、质量、速度、加速度、向心力、向心加速度等概念有较好的理解,并且掌握自由落体、抛体和匀速圆周运动的运动学规律,能熟练运用牛顿运动定律解决动力学问题。所以在推导太阳与行星运动规律时,教师可以要求学生自主地运用原有已经习得的知识进行推导,并要求说明每一步推理的理论依据是什么,教师仅在难点问题上做适当的点拨。‎ 二、教学设计流程图:‎ 教师 流程 学生 诱发 行动 引导产生问题 ‎→‎ 问题提出 ‎→‎ 新旧结合提出问题 ‎↓‎ ‎↓‎ ‎↓[来源:学科网ZXXK]‎ 引导利用已有规律、概念 ‎→‎ 猜想与假设 ‎→‎ 作出合理猜想与假设 ‎↓‎ ‎↓‎ ‎↓‎ 引导近似处理 ‎→‎ 简化模型 ‎→‎ 根据开普勒行星运动规律简化模型 ‎↓[来源:学科网ZXXK]‎ ‎↓‎ ‎↓‎ 适时的难点点拨 引发深入探索 ‎→‎ 演绎推理 ‎→‎ 利用牛顿第二定律,圆周运动规律,开普勒第三定律,分别推导太阳对行星的引力和行星对太阳的引力 ‎↓‎ ‎↓‎ ‎↓‎ 可能的数学加工指导 ‎→‎ 得出结论 ‎→‎ 综合得出结论 ‎↓‎ ‎↓‎ ‎↓‎ 发问 ‎→‎ 意义延伸 ‎→‎ 留下疑惑和进步一发展空间 三、教学目标:‎ ‎1.知识与技能:‎ ‎ (1)知道行星绕太阳运动的原因,知道太阳与行星间存在着引力作用。‎ ‎ (2)知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力的来源。‎ ‎ (3)知道太阳与行星间引力的方向和表达式,知道牛顿运动定律在推导太阳与行星间引力时的作用。‎ ‎ (4)领会将不易测量的物理量转化为易测量物理量的方法。‎ ‎2.过程与方法:‎ ‎ (1)经历科学探究的过程,强化“猜想与假设”的情感认识(学史教育),经历自主学习的“演绎推理”过程。‎ ‎(2)利用现有知识、方法解决实际问题,培养应用知识解决问题的能力。‎ ‎(3)通过建立太阳和行星运动的简化模型,培养抓住“主要矛盾”,建立物理模型的意识。‎ ‎ (4)初步体会对称变换。‎ ‎3.情感态度与价值观:‎ ‎(1)通过讲述牛顿之前科学家的猜想与推测,理解牛顿所说的:“如果我曾看得更远些,那是因为我站在巨人们的肩上”的时代背景,知道努力学习过程,就是为了站上巨人们的肩上,“看得更远”——使自己更富创造性。‎ ‎(2)通过对研究太阳与行星的相互吸引力过程中参照系的转换,认识在规律面前各星体之间没有特殊性,培养学生要尊重规律的价值观。‎ 四、教学过程 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 ‎1.引入新课 师:在上一节的学习中,我们知道开普勒在前人的基础上,充分挖掘第谷的观测数据,为我们勾画出太阳系星体运动的完美图像。让我们再次体会这种完美性……‎ 师:开普勒行星运动定律是开普勒基于对行星运动的观测得出的,是对行星运动特点的现象的描述,为我们解决了行星做什么运动的问题。从现象到本质是物理学研究的必然过程,接下来我们需要研究什么样的问题呢?‎ 生:回答开普勒行星运动定律的内容。‎ ‎【复习巩固,引出问题】‎ ‎2.新课教学 师:请同学们来说一说你的猜想与假设。‎ ‎【过程中要注意引导学生利用已有知识做推理】‎ 生:为什么行星能绕太阳运动?‎ 生:讨论……发表各自观点。根据牛顿运动定律知道一定是受到了向心力,且这个力是太阳对行星的引力。‎ 得到初步结论:‎ 提出问题 猜想与假设 师:接下来我们共同来研究这个吸引力和哪些因素有关?在这一节和下一节我们将追寻牛顿的足迹,用自己的手和脑,重新“发现”万有引力定律。‎ 师:我们在开普勒的基础上,以行星的运动为基础,建立一个简化的物理模型:你将如何处理?‎ 师:有了物理模型,太阳对行星的引力,就应该是行星做匀速圆周运动的向心力。请同学们自己尝试推导:向心力与哪些因素有关?‎ ‎【适时引导:测量周期取代测量速度】‎ 板书 师:同学们作出很好的推导。我们的工作完成了吗?‎ 根据牛顿第三定律,知道行星肯定也吸引了太阳,力的大小应该相等。这个力是否应该也和太阳有关呢?怎么能得到F和太阳的关系呢?‎ ‎【适时提示思考:以太阳为参照物行星做圆周运动,那么以行星为参照物,太阳做什么运动?】‎ 板书 师:现在请同学们综合上面所做的工作,关于太阳与行星间的引力与哪些因素有关,能有一个更加准确、全面的结论了吗?‎ 生:讨论……近似认为行星围绕太阳做匀速圆周运动,太阳处于圆心。(行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等【课本P30】)。‎ 生:根据匀速圆周运动的规律和开普勒第三定律进行尝试推导。‎ ‎……‎ 展示推导过程,体现出测量周期取代测量速度。‎ ‎……‎ ‎ 结论: ,【需要指出k与行星无关】‎ 即:F∝ ……(1)‎ 表明:……‎ 生:引发思考 生:【思考】‎ 讨论……也应该做圆周运动,根据刚才的推导过程同样可以得到行星对太阳的吸引力:‎ F’∝ ……(2)‎ 生:讨论……‎ 根据牛三:F=F’,所以由(1)、(2)可得:太阳与行星间引力与太阳质量、行星质量成正比,与两者距离而二次方成反比。即:‎ 简化模型 自主演绎推理 体会将不易测量的物理量转化为易测量物理量 运动的描述是相对的,天体在规律面前是平等的,尊重规律。‎ 初步体会对称变换 板书 师:天体的运动图像如此优美,天体如此运动的原因,你不觉得也很简洁完美吗?‎ 文艺复兴时美学对简洁、和谐的美学追求,影响着人们对科学的简洁、和谐美的追求。‎ 师:同学们刚才经过几十分钟的演绎推导,相互交流,充分利用了现有知识,得到了这样的结论,非常不错。同学们知道在历史上经历怎样的艰辛过程呢?‎ 多媒体展示简史材料。‎ 在历史上,古希腊开始就在进行不断的猜想、推测。在那时候还没有圆周运动的规律,没有向心力的概念,没有相互作用的观念,也没有刚才用到的牛顿运动定律……伽利略、开普勒、笛卡尔,胡克,哈雷等都对此提出了自己的解释。伽利略曾经考虑过地球和天体的重力有统一性,并说:“如果他能够教给我什么使地上万物下落的原因,我就可以告诉他地球运动的原因”,还说:“……在圆周运动中,既然运动物体不断地离开并在接近它的自然终点,那么接近的倾向和抗拒的倾向在力量上就永远相等了”,这可以看到“向心力”概念的雏形,笛卡尔认为单独考虑一个物体时不存在重量,已是“相互作用”的观念。胡克等人认为,行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力,甚至证明了如果行星的轨道是圆形的,它受到引力的大小跟行星到太阳距离的二次方成反比。牛顿在前人的研究基础了,形成对运动及相互作用的深刻理解,用逻辑严密的体系,以惊人的开拓精神把天体运动、宇宙结构纳入自己的力学体系,得到运动的三定律,发 ‎ F∝ ‎ 写成等式:‎ F= ……(3)‎ 此时式中的G是比例系数,与太阳、行星都没有关系。‎ 太阳与行星间的引力的方向沿二者的连线指向对方。‎ 生:感受结果的简洁优美。‎ 生:看简史材料。‎ 感受巨人是大量人工作的成果。‎ 感悟巨人的肩对科学发现的重要性。‎ 理解牛顿所说的:“如果我曾看得更远些,那是因为我站在巨人们的肩上”的时代背景,知道努力学习过程,就是为了站上巨人们的肩上,“看得更远”——使自己更富创造性。‎ 现万有引力定律,并经实践检验确立下来。牛顿有一句名言:“如果我曾看得更远些,那是因为我站在巨人们的肩上”。‎ 同学们刚才应该已经体验站在巨人们的肩上,的确可以使自己看得更远。如何才能站上巨人的肩?我想在每个同学心中都有了答案。‎ 同学们,如此优美的公式的意义,难道仅仅体现在太阳和行星之间吗?‎ 生:有所思。‎ ‎[来源:学科网ZXXK]‎ 向迈向万有引力做发问。‎ ‎3.总结:‎ ‎(1)总结知识、方法收获;‎ 情感体验 ‎(2)你认为科学的发现(创新性结论的提出)需要具备哪些因素?‎ 生:再次体会演绎推导的过程。‎ 情感体验 生:谈自己的认识。‎ ‎……前人研究的基础及成果,社会价值的追求,个人的努力等 落实基础知识和技能,感受科学发展的过程,科学发展中的文化。‎ ‎4.作业 课后问题与练习。‎ 课后解答 强调基本观点,重视思维方法,符合逻辑关系。‎ 五、板书设计 ‎6-2 太阳与行星的引力[来源:学科网]‎ 太阳对行星的引力:‎ 公式:F= ‎ 方向:沿二者的连线指向对方 太阳与行星间的引力:‎ 行星对太阳的引力:‎ 高考资源网(www.ks5u.com)‎ www.ks5u.com 来源:高考资源网 版权所有:高考资源网(www.k s 5 u.com)‎ 版权所有:高考资源网(www.ks5u.com)‎
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