必修 第二册3 万有引力理论的成就教案

这是一份必修 第二册3 万有引力理论的成就教案，共2页。教案主要包含了引入，测定天体的质量，发现未知天体，预言哈雷彗星的回归，万有引力定律的其他应用，总结等内容，欢迎下载使用。


教学基本信息
课题
万有引力理论的成就
学科
物理
学段：高一第3学段
年级
高一
教学目标及教学重点、难点
教学目标：
（1）理解“称量地球质量”的基本思路，了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
（2）理解计算太阳质量的基本思路，能将天体问题中的对象和过程转换成相关模型后求解。
（3）能说出万有引力定律在发现未知天体等领域贡献，认识科学定律对人类探索未知世界的作用。
教学重点：应用万有引力定律称量地球的质量、计算天体质量。
教学难点：模型建构，将天体问题中的对象和过程转换成相关模型。
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
一、引入

二、测定天体的质量
1. “称量”地球的质量
2. 计算天体的质量
（太阳、月球）
三、发现未知天体
四、预言哈雷彗星的回归
五、万有引力定律的其他应用
六、总结
故事引入：由天王星到海王星的发现。提出：万有引力定律给天文学的研究开辟了新的道路，我们一起探索。
以问题串的形式，引导学生建构模型，
从什么角度思考这一问题？
选择哪个物体作为研究对象？运动情况如何，受力情况又如何？
我们需要做怎样的简化？
推出地球质量的表达式，式中的量是否可观测？
通过问题引导，启发学生自主探究太阳的质量，再一次深化模型的建构。
引导学生分析：选择不同的行星计算结果会不同吗（与开普勒第三定律相结合）
设计有梯度的4个问题。
求的是中心天体还是环绕天体的质量？
如何更准确计算地球的质量？
如何测量月球质量（没有天然的卫星）？
如何测量未知天体的密度？
小探究：是否通过未知天体的近地卫星环绕一周的时间，得到天体的密度？
引导学生思考探究：万有引力计算的天王星轨道与实际观测结果有偏差的原因。
讲解海王星发现的有关知识，思考海王星为什么被称为“笔尖下发现的行星”？（重点放在讲解海王星发现的历史故事，从中感受到牛顿引力理论的应用价值，和人们探索未知世界的科学精神。）
体会海王星发现过程中所体现的科学研究方法：发现问题，大胆猜想，理论推导，实践检验。
拓展知识：冥王星的发现，双星和球状星团可用万有引力定律分析。
科学史的讲解：英国天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归。（学生对哈雷彗星更熟悉，容易引起共鸣）
引导学生估算哈雷彗星的周期，体验用万有引力定律解决问题。
拓展知识：
（1）潮汐现象
（2）地球形状的争论——“橘子”与“柠檬”之争
（3）重力勘探
这些拓展的知识有些可以用万有引力定律解释，有些是对万有引力定律最有效的实验验证之一。
对本节课分析问题的方法总结，引发学生思考。
激发学生探究的兴趣
真实问题情境：称量地球。分解具体的小问题，培养学生模型建构，思考如何运用所学的知识来解决问题。
真实问题情境：称量太阳和月球。引导学生能将不同的天体问题中的对象和过程转换成相关模型求解。聚焦如何思考。设计问题注意梯度，保证不同层次学生都有收获。
小探究供基础好的同学拓展学习。
使学生体会科学研究的过程，感受科学理论对实践的巨大指导作用。
通过哈雷彗星的“按时回归”这个科学史上的美谈，体会万有引力定律的成就。
利用这些素材，激发学生学习物理的兴趣。
归纳总结