第一篇：《太陽(yáng)與行星的引力》的教學(xué)反思

在備課的過程中老師們指出我存在的問題，給了我很好的建議，在這次講課過程中收獲很大。

一、內(nèi)容安排要簡(jiǎn)潔明快、目的明確、針對(duì)性強(qiáng)

1、為了說明行星的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與行星的受力無關(guān)，我舉了兩個(gè)例子，一個(gè)是重力，一個(gè)是彈簧的彈力，它們的大小都與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。后來只采用了重力的例子，說明問題足矣，并非越多越好。

2、證明引力大小與質(zhì)量的乘積成正比，與質(zhì)量和無關(guān)時(shí)，我也采用了數(shù)學(xué)法和物理法來分析，沒有必要，只采用物理證明法即可。

3、總結(jié)時(shí)羅列的內(nèi)容太多太雜，重點(diǎn)不突出，最后也是做了修改。

二、內(nèi)容安排合理

1、內(nèi)容安排先后需要合理，例如運(yùn)動(dòng)模型在探究之前就要建立好，后面的探究都在圓周軌道模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行，比較順利符合學(xué)生認(rèn)知。

2、侯老師的建議是科學(xué)足跡調(diào)整到內(nèi)容結(jié)束之后，簡(jiǎn)單的總結(jié)一下即可。這樣該節(jié)課的探究主體就可以直接提出，更直接明確。開始放在開頭，顯得頭太大，且介紹性的內(nèi)容太多。

3、開普勒三定律的內(nèi)容回顧調(diào)整到運(yùn)動(dòng)模型的建立時(shí)進(jìn)行，這樣安排在模型建立時(shí)更自然順暢，開頭引入也比較有趣。

4、知識(shí)問題化，讓學(xué)生多思考多展示，老師少展示少講解。

三、設(shè)計(jì)要層次清晰、銜接密切、過度自然

莫老師指出我開始設(shè)計(jì)的探究過程層次不清晰，相互之間沒有銜接，過度不自然。很多內(nèi)容的展示都沒有邏輯關(guān)系，老師也沒有過渡語(yǔ)。

四、教師語(yǔ)言要精煉、啟發(fā)性強(qiáng)

1、曹老師指出開始我設(shè)計(jì)的引入過程，但是語(yǔ)言隨意性太強(qiáng)不精練不點(diǎn)題，我是用衛(wèi)星問題引入，后來改成“我們?nèi)祟惸軌虬l(fā)射衛(wèi)星并讓衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，這要感謝300年前牛頓一個(gè)偉大的發(fā)現(xiàn)就是萬(wàn)有引力定律，牛頓對(duì)萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)是從認(rèn)識(shí)行星繞太陽(yáng)運(yùn)行開始的。開普勒描述行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律之后，牛頓進(jìn)一步思考是什么原因讓行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)？行星的運(yùn)動(dòng)需要力嗎？”在引入的語(yǔ)言上要直接指出本節(jié)課的主體，不要繞太遠(yuǎn)。

2、梁老師指出在講課的過程中，老師語(yǔ)言要有啟發(fā)性，并且老師提出問題后，要留給學(xué)生思考的時(shí)間。

第二篇：《太陽(yáng)與行星的引力》教學(xué)反思

本節(jié)內(nèi)容位于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律之后，萬(wàn)有引力之前，是想通過牛頓運(yùn)動(dòng)定律和開普勒第三定律進(jìn)行演繹推理先得出太陽(yáng)與行星間的引力，再沿著前人的足跡一步一步揭開萬(wàn)有引力的神秘面紗。這不僅符合新課標(biāo)的要求，而且在教學(xué)過程中注重提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，是很好的科學(xué)探究的教育素材，這也是我選這節(jié)課的初衷。

無論在備課還是在試講中，老師們指出我問題所在，并給了我很好的建議，所以收獲很大。簡(jiǎn)述與大家共勉：

1）為了說明行星的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與行星的受力無關(guān)，我舉了兩個(gè)例子，一個(gè)是重力，一個(gè)是彈力，最后只選用重力來說明問題，彈力留給學(xué)生自行分析，并非越多越好。

2）在證明引力大小與質(zhì)量的乘積成正比，與質(zhì)量和無關(guān)時(shí)，我本來準(zhǔn)備從數(shù)學(xué)和物理兩個(gè)角度來分析，但想著數(shù)學(xué)是作為物理學(xué)的一個(gè)輔助學(xué)科，不要簡(jiǎn)單問題復(fù)雜化，所以只采用物理證明，數(shù)學(xué)證明留給數(shù)學(xué)愛好者自行探索。

3）借助多媒體，向?qū)W生展示行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫模擬。創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生在動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)腦中把新知識(shí)和思想納入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。

4）學(xué)生課堂中的一些問題：1.個(gè)別學(xué)生課上不積極思考，一味跟著老師走；2.理解能力差，體現(xiàn)在對(duì)概念的理解膚淺，答題跟著感覺答；3.數(shù)學(xué)符號(hào)與物理專用符號(hào)的區(qū)別不明確等。

以上是我在本節(jié)教學(xué)中的一點(diǎn)反思，還有更多的地方值得我去學(xué)習(xí)和思考。在以后的教學(xué)工作中還要繼續(xù)堅(jiān)持寫好課后小結(jié)與反思筆記，把教學(xué)過程中，包括課前備教材、備學(xué)生中的一些感觸、思考、困惑及時(shí)記錄下來，以便重新審視自己的教學(xué)行為，促使自己更快的成長(zhǎng)為新時(shí)期研究型、復(fù)合型的物理教師。

第三篇：6.2 太陽(yáng)與行星間的引力 教案3

為您服務(wù)教育網(wǎng)

http://004km.cn/

《太陽(yáng)與行星間的引力》教學(xué)設(shè)計(jì)

天津市第一百中學(xué) 李春華

● 教學(xué)環(huán)節(jié)

1．發(fā)現(xiàn)問題；

2．確定引力存在；

3．探究太陽(yáng)對(duì)行星引力大小；

4．探究行星對(duì)太陽(yáng)引力大??；

5．探究行星與太陽(yáng)之間的引力大小；

6．總結(jié)，● 教學(xué)的難點(diǎn)

一是如何通過師生互動(dòng)幫助學(xué)生用已有知識(shí)自主探究出三種引力的大小，讓學(xué)生心服口服地接受得出的結(jié)論，感受到結(jié)論的得出是一種思維的必然，而不是偶然；讓學(xué)生充分體會(huì)邏輯推理的重要作用，享受邏輯推理之美。二是在學(xué)生自主探究過程中如何在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候適當(dāng)介紹前人（當(dāng)然主要是牛頓）在當(dāng)時(shí)的觀點(diǎn)和思維過程，讓學(xué)生充分體會(huì)科學(xué)研究的方法，感受偉人們深邃的洞察力，超前的意識(shí)，學(xué)習(xí)大家的研究風(fēng)范。

● 關(guān)于發(fā)現(xiàn)問題環(huán)節(jié)的教學(xué)建議

采用復(fù)習(xí)開普勒定律后提問的方法：是什么原因?qū)е滦行抢@太陽(yáng)做如此和諧且有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)呢？這是一種被廣泛采用的引入新課的方法，他符合人們的思維習(xí)慣，知其然而問其所以然是人類一種本能，因此建議采用此法引入新課。另外為了增加感性認(rèn)識(shí)，也可以播放行星橢圓運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫。

● 關(guān)于確定引力存在環(huán)節(jié)的教學(xué)建議

教師讓學(xué)生猜想是什么原因，并根據(jù)自己已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)初步說出理由。由于天體之間存在引力基本上已經(jīng)成為一種大眾化的常識(shí)，因此學(xué)生基本上都可以回答出是引力，甚至說出是萬(wàn)有引力，因此重點(diǎn)不在這個(gè)結(jié)果上，而在學(xué)生能否說出他的根據(jù)，而且是有嚴(yán)密邏輯順序的根據(jù)。經(jīng)過若干個(gè)學(xué)生的發(fā)言、補(bǔ)充后，教師組織學(xué)生理出邏輯順序：橢圓運(yùn)動(dòng)（至

為您服務(wù)教育網(wǎng)

http://004km.cn/

少速度變方向）→變速運(yùn)動(dòng)→加速度（由牛頓第二定律）→合外力→引力（這個(gè)邏輯順序可以由投影出示）

教師評(píng)價(jià)：大家之所以能順利地確定引力存在是由于我們所處的時(shí)代，是由于上一章我們學(xué)過的圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，你知道幾百年前科學(xué)剛剛萌芽發(fā)展的時(shí)代科學(xué)家們（不是一般民眾）怎樣回答的這個(gè)問題嗎？

教師簡(jiǎn)單介紹開普勒、笛卡兒、胡克、哈雷、牛頓等人的觀點(diǎn)，其中開普勒認(rèn)為是太陽(yáng)發(fā)出的磁力；笛卡兒認(rèn)為是流質(zhì)渦旋帶動(dòng)；胡克、哈雷認(rèn)為是太陽(yáng)引力，甚至證明了如果行星軌道是圓形的，引力大小跟軌道半徑的平方成反比（但對(duì)于橢圓軌道他們無法證明）；牛頓支持胡克、哈雷的觀點(diǎn)，而且對(duì)橢圓軌道也做了嚴(yán)格的證明。（有條件可以做成一個(gè)短片播放，流質(zhì)渦旋帶動(dòng)可以以一個(gè)水的漩渦形象替代）

教師評(píng)價(jià)：由于流質(zhì)渦旋帶動(dòng)符合人們的生活經(jīng)驗(yàn)，所以當(dāng)時(shí)被廣泛接受，甚至牛頓都是在信仰這種學(xué)說中長(zhǎng)大的，因此牛頓敢于堅(jiān)持引力說是需要很大的勇氣的。當(dāng)然這種勇氣也來自他廣泛汲取的別人的成就，包括歐幾里得數(shù)學(xué)，阿基米德靜力學(xué)，開普勒定律，伽利略運(yùn)動(dòng)理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，慣性概念，惠更斯的向心力等，來自于他的研究思考成果：后來出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的初步理論。

（介紹這樣一個(gè)歷史背景的目的一是讓學(xué)生體會(huì)現(xiàn)在我們認(rèn)為很簡(jiǎn)單的知識(shí)，在歷史上的發(fā)現(xiàn)過程不是一蹴而就的，是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間甚至幾代人的努力的，可以說它不是一個(gè)人的功績(jī)。二是讓學(xué)生體會(huì)牛頓之偉大來自于其天才，更來自于他廣泛吸取別人的成就的勤奮。對(duì)學(xué)生進(jìn)行勵(lì)志教育。如果時(shí)間緊迫，此部分內(nèi)容可略去）

● 關(guān)于探究太陽(yáng)對(duì)行星引力大小環(huán)節(jié)的教學(xué)建議

教師先讓學(xué)生猜一猜這個(gè)引力大小跟什么有關(guān)？不說根據(jù)。

學(xué)生能猜出距離、二者質(zhì)量，但很可能也會(huì)說出行星周期、線速度、角速度等。教師不做點(diǎn)評(píng)，只說我們需要用理論驗(yàn)證。（學(xué)生可能知道萬(wàn)有引力，但知道萬(wàn)有引力大小與什么有關(guān)的應(yīng)該很少，因此此處的猜測(cè)有意義）

教師提問：請(qǐng)用我們學(xué)過的知識(shí)提供一種驗(yàn)證思路：

讓學(xué)生討論出：由運(yùn)動(dòng)情況（通過運(yùn)動(dòng)學(xué)公式）→加速度（通過牛頓第二定律）→受力情況

（以上可以投影出）

教師介紹：在牛頓所處時(shí)代，行星的運(yùn)動(dòng)情況觀測(cè)資料已經(jīng)相當(dāng)豐富，因此得出行星受到的引力的表達(dá)式是可能的，但是運(yùn)動(dòng)軌跡橢圓難倒了胡克、哈雷等，也使牛頓困惑了許多年，直到他用自己發(fā)明的微積分解決了問題（歷史上是否如此呢？缺乏考證）。我們不會(huì)微積分，因此我們研究不了橢圓，但是多數(shù)行星的軌道十分接近圓，因此我們現(xiàn)在就通過圓軌

為您服務(wù)教育網(wǎng)

http://004km.cn/

道用剛才的思路導(dǎo)出太陽(yáng)對(duì)行星引力的表達(dá)式，驗(yàn)證我們的猜測(cè)，同時(shí)再現(xiàn)牛頓當(dāng)時(shí)的思維過程。

教師提問：行星軌道按圓處理，開普勒定律怎樣表述？

（投影出答案）

提問：若已知某行星勻速圓周運(yùn)動(dòng)軌道半徑為r，線速度為v，質(zhì)量為m行，則它需要的向心力多大？

F需向=m行

引導(dǎo)：天文觀測(cè)能直接得到行星的線速度嗎？能直接觀測(cè)出什么？怎樣變化剛才的公式？

將 代入得F需向=

引導(dǎo)：這是行星需要的向心力，我們要求的是太陽(yáng)對(duì)行星的引力，這兩個(gè)力有關(guān)系嗎？

F太陽(yáng)對(duì)行星=F需向=

引導(dǎo)：從上一章我們就知道，需要的向心力和提供的力是不一定相等的，否則也就不會(huì)有離心運(yùn)動(dòng)、向心運(yùn)動(dòng)了，因此太陽(yáng)對(duì)行星的引力大小應(yīng)該與行星的周期是無關(guān)的，僅與兩個(gè)星球本身情況有關(guān)，即以上得到的僅是太陽(yáng)對(duì)行星的引力計(jì)算式，而不是決定式（正象密度的計(jì)算式一樣），（或舉例：光滑水平面上用輕彈簧拴住一個(gè)質(zhì)量為m的小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，周期為T，則，這只是用周期T來計(jì)算拉力F，因?yàn)榍『眯枰南蛐牧Φ扔诶?，但?shí)際上拉力F僅由勁度系數(shù)k和伸長(zhǎng)量x有關(guān)，跟作圓周運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)學(xué)量無關(guān)。）為找到引力的決定式，我們必須將周期T去掉？怎么辦呢？

引導(dǎo)：由開普勒第三定律得，代入得F太陽(yáng)對(duì)行星=

為您服務(wù)教育網(wǎng)

http://004km.cn/

再共同分析出公式中除了m行、r以外，其余都是常量，對(duì)任何行星都相同，這才是只跟距離以及天體本身有關(guān)的表達(dá)式，即太陽(yáng)對(duì)行星引力的決定式。

2總結(jié)上式的物理意義，并給出簡(jiǎn)化式：F太陽(yáng)對(duì)行星

（可將以上關(guān)鍵步驟列出投影出示）

● 關(guān)于探究行星對(duì)太陽(yáng)引力大小環(huán)節(jié)的建議：

教師提出問題：剛才我們猜測(cè)到太陽(yáng)對(duì)行星的引力應(yīng)該與雙方的質(zhì)量均有關(guān)，直覺告訴我們這個(gè)猜測(cè)是正確的，可是我們得出的結(jié)論好像只與行星質(zhì)量有關(guān)，難道我們猜測(cè)錯(cuò)了嗎？你認(rèn)為如何？

引導(dǎo)學(xué)生觀察等式F太陽(yáng)對(duì)行星=討論出結(jié)論：公式中的常數(shù)k是開普勒第三定律中的常數(shù)，此常數(shù)是一個(gè)與行星無關(guān)而與太陽(yáng)有關(guān)的量（一般在講第一節(jié)內(nèi)容時(shí)都要補(bǔ)充說明這個(gè)結(jié)論），與太陽(yáng)的什么有關(guān)，最可能就是質(zhì)量，因此說太陽(yáng)對(duì)行星的引力與雙方的質(zhì)量均有關(guān)。

教師提問：那么與太陽(yáng)質(zhì)量到底有什么關(guān)系呢？怎樣研究這一問題呢？

引導(dǎo)學(xué)生討論得出研究思路：如果還是研究太陽(yáng)對(duì)行星的引力，只能到上式為止，不可能再有什么突破，何不研究行星對(duì)太陽(yáng)的引力呢？因?yàn)樘?yáng)對(duì)行星的引力和行星對(duì)太陽(yáng)的引力是一對(duì)作用力與反作用力，二者同性質(zhì)且等大。

（以上這兩個(gè)問題的設(shè)計(jì)目的就是為了由討論太陽(yáng)對(duì)行星的引力向討論行星對(duì)太陽(yáng)引力進(jìn)行過渡，讓學(xué)生理解這種研究方向的轉(zhuǎn)變是一種思維的必然，同時(shí)也讓學(xué)生體會(huì)到牛頓能夠轉(zhuǎn)變這種研究方向，其思維技巧多么高超。）

教師提問：行星對(duì)太陽(yáng)的引力跟太陽(yáng)的質(zhì)量有什么關(guān)系呢？

引導(dǎo)學(xué)生討論。我認(rèn)為得出結(jié)論的方法有兩種：一種是課本上利用施力物與受力物互換的辦法得出F行星對(duì)太陽(yáng)。另一種應(yīng)該利用運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的辦法，行星圍繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若以行星為參考系，太陽(yáng)也在繞行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即若行星繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)了一周，以行星為參考系，太陽(yáng)也繞行星轉(zhuǎn)了一周?？梢圆捎靡韵罗k法幫助學(xué)生理解。

為您服務(wù)教育網(wǎng)

http://004km.cn/

圖-1到圖-5表示藍(lán)色的行星繞紅色的太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)半周的幾個(gè)關(guān)鍵位置，若將圖-2到圖-5依次重疊在圖-1上，重疊時(shí)讓藍(lán)色的行星位置重合，我們發(fā)現(xiàn)紅色太陽(yáng)繞藍(lán)色行星也轉(zhuǎn)了半周。（可以用光學(xué)投影片重疊的方法或flash課件）

這樣按照太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的事實(shí)仿照前面的思路也可以得出F行星對(duì)太陽(yáng)。

（我認(rèn)為這種變換參照系的方法更容易為學(xué)生所接受）

（可將以上關(guān)鍵步驟列出投影出示）

● 關(guān)于行星與太陽(yáng)之間的引力大小環(huán)節(jié)的建議

教師提問：既然太陽(yáng)對(duì)行星的引力與行星對(duì)太陽(yáng)的引力是一對(duì)作用力與反作用力，二者同性質(zhì)且等大，那么它們的大小應(yīng)該是相同的表達(dá)式，因此F太陽(yáng)對(duì)行星與F行星對(duì)太陽(yáng) 應(yīng)該能合二為一，你能辦到嗎？

組織討論得出F太陽(yáng)與行星之間

（學(xué)生可能得出r4，組織學(xué)生評(píng)價(jià)是否正確）

提問：該式的物理意義，問能否寫成等式？

為您服務(wù)教育網(wǎng)

http://004km.cn/

F太陽(yáng)與行星之間

G是比例系數(shù)，與行星和太陽(yáng)質(zhì)量均無關(guān)。

（可將以上關(guān)鍵步驟列出投影出示）

（以上各公式的腳標(biāo)只是為了強(qiáng)調(diào)物理意義，本節(jié)課是必需的，以后不是必需的）

●關(guān)于總結(jié)環(huán)節(jié)的建議

（一）將本節(jié)課的探究過程的幻燈片最后重新播放一遍，替代總結(jié)。

內(nèi)容如下：

一、確定引力存在：

橢圓運(yùn)動(dòng)（速度變方向）→變速運(yùn)動(dòng)→加速度（由牛頓第二定律）→合外力→引力

二、探究太陽(yáng)對(duì)行星引力大小

1、猜想：太陽(yáng)對(duì)行星的引力應(yīng)該與行星到太陽(yáng)的距離r有關(guān)，還與太陽(yáng)、行星質(zhì)量有關(guān)。

2、根據(jù)牛頓第二定律和開普勒一、二定律得：F需向=m行

3、v難以觀測(cè)，但可以觀測(cè)出行星的周期T，將

代入得F需向=。

4、根據(jù)行星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供，則F太陽(yáng)對(duì)行星=F需向=。

5、太陽(yáng)對(duì)行星的引力應(yīng)該是與行星運(yùn)動(dòng)無關(guān)的力，要消去T，由開普勒第三定律得，代入得F太陽(yáng)對(duì)行星=。

為您服務(wù)教育網(wǎng)

http://004km.cn/

6、結(jié)論：：F太陽(yáng)對(duì)行星

三、探究行星對(duì)太陽(yáng)引力的大小。

由牛頓第三定律得：F行星對(duì)太陽(yáng)

四、探究太陽(yáng)與行星之間的引力大?。?/p>

（二）點(diǎn)評(píng)邏輯思維的嚴(yán)謹(jǐn)與巧妙，提醒學(xué)生感悟、學(xué)習(xí)這種思維。

作業(yè)：思考都受到太陽(yáng)提供的引力作用，為什么有的行星軌道是圓，而有的是橢圓呢？

第四篇：太陽(yáng)與行星間的引力教案

7.2 太陽(yáng)與行星間的引力

★新課標(biāo)要求

（一）知識(shí)與技能

1、理解太陽(yáng)與行星間存在引力。

2、能根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星間的引力表達(dá)式。

（二）過程與方法

通過推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間的引力公式，體會(huì)邏輯推理在物理學(xué)中的重要性。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

感受太陽(yáng)與行星間的引力關(guān)系，從而體會(huì)大自然的奧秘?！锝虒W(xué)重點(diǎn)

據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星間的引力公式 ★教學(xué)難點(diǎn)

太陽(yáng)與行星間的引力公式的推導(dǎo) ★教學(xué)方法

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果?！锝虒W(xué)工具

計(jì)算機(jī)、投影儀等多媒體教學(xué)設(shè)備 ★教學(xué)過程

（一）引入新課

教師活動(dòng)：開普勒在前人的基礎(chǔ)上，經(jīng)過計(jì)算總結(jié)出了他的三條定律，請(qǐng)同學(xué)們回憶一下，三條定律的內(nèi)容是什么? 學(xué)生活動(dòng)：思考并回答開普勒開普勒三條定律的內(nèi)容。

第一定律：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。

第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。

第三定律：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即：

a3?k 2T比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量。

教師活動(dòng)：開普勒第三定律適用于圓軌道時(shí)，是怎樣表述的？

學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問題。對(duì)某一行星來說，它繞太陽(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。

教師活動(dòng)：通過對(duì)開普勒定律的學(xué)習(xí)，知道了行星運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的規(guī)律，即行星怎樣運(yùn)動(dòng)？那么行星為什么要做這樣的運(yùn)動(dòng)呢?今天我們共同來學(xué)習(xí)、探討這一問題。

（二）進(jìn)行新課

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第一、二段，思考下面的問題：

1、在解釋行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的原因這一問題上，為什么牛頓能夠成功，而其他科學(xué)家卻失敗了？你認(rèn)為牛頓成功的關(guān)鍵是什么？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀課文，分組討論，從課文中找出相應(yīng)的答案。學(xué)生代表發(fā)言。教師活動(dòng)：聽取學(xué)生代表的見解，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。

過渡：這一節(jié)和下一節(jié)，我們將追尋牛頓的足跡，用自己的手和腦，重新“發(fā)現(xiàn)”萬(wàn)有引力定律。

1、太陽(yáng)對(duì)行星的引力

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，并投影出示以下提綱，讓學(xué)生在練習(xí)本上獨(dú)立推導(dǎo)：

1、行星繞太陽(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，寫出行星需要的向心力表達(dá)式，并說明式中符號(hào)的物理意義。

2、行星運(yùn)動(dòng)的線速度v與周期T的關(guān)系式如何？為何要消去v？寫出要消去v后的向心力表達(dá)式。

3、如何應(yīng)用開普勒第三定律消去周期T？為何要消去周期T？

4、寫出引力F與距離r的比例式，說明比例式的意義。

教師活動(dòng)：投影學(xué)生的推導(dǎo)過程，一起點(diǎn)評(píng)。

2、行星對(duì)太陽(yáng)的引力

教師活動(dòng)：行星對(duì)太陽(yáng)的引力與太陽(yáng)的質(zhì)量M以及行星到太陽(yáng)的距離r之間又有何關(guān)系？請(qǐng)?jiān)诰毩?xí)本上用學(xué)過的知識(shí)推導(dǎo)出來。

學(xué)生活動(dòng)：在練習(xí)本上用牛頓第三定律推導(dǎo)行星對(duì)太陽(yáng)的引力F′與太陽(yáng)的質(zhì)量M以及行星到太陽(yáng)的距離r之間的關(guān)系。

教師活動(dòng)：投影學(xué)生的推導(dǎo)過程，一起點(diǎn)評(píng)。

3、太陽(yáng)與行星間的引力

教師活動(dòng)：綜合以上推導(dǎo)過程，推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星間的引力與太陽(yáng)質(zhì)量、行星質(zhì)量、以及兩者距離的關(guān)系式?？纯茨軌虻贸鍪裁唇Y(jié)論。

學(xué)生活動(dòng)：在練習(xí)本上推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星間的引力表達(dá)式。教師活動(dòng)：投影學(xué)生的推導(dǎo)過程，一起點(diǎn)評(píng)。

點(diǎn)評(píng)：通過學(xué)生獨(dú)立推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力，同時(shí)讓學(xué)生感受探究新知的樂趣。教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生就課本“說一說”欄目中的問題進(jìn)行討論，一起總結(jié)、點(diǎn)評(píng)。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。

點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。

（四）實(shí)例探究

［例］火星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火星與太陽(yáng)間的引力提供火星運(yùn)動(dòng)的向心力。已知火星運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行的周期為T，引力常量為G，試寫出太陽(yáng)質(zhì)量M的表達(dá)式。

解析：火星與太陽(yáng)間的引力表達(dá)式為F?GMm，式中G為引力常量，M為太陽(yáng)質(zhì)量，2rm為火星質(zhì)量，r為軌道半徑。設(shè)火星運(yùn)動(dòng)的線速度為v，由F提供火星運(yùn)動(dòng)的向心力，有

Mmv2G2?m

rr由線速度和周期的關(guān)系v?2?r，T4?2r3得太陽(yáng)質(zhì)量 M?

GT2★課余作業(yè)

1、課后完成P69“問題與練習(xí)”中的問題?！锝虒W(xué)體會(huì)

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。

教材分析

這節(jié)課主要推導(dǎo)了行星與太陽(yáng)之間的引力表達(dá)式，讓學(xué)生體會(huì)牛頓在前人工作的基礎(chǔ)上，憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力證明萬(wàn)有引力的一般規(guī)律的思路與方法。

這節(jié)課的主要思路是：由圓周運(yùn)動(dòng)和開普勒運(yùn)動(dòng)定律的知識(shí)，得出行星和太陽(yáng)之間的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽(yáng)的距離的平方成反比，并由引力的相互性得出引力也應(yīng)與太陽(yáng)的質(zhì)量成正比。

第五篇：高中物理新課標(biāo)人教版必修2優(yōu)秀教案： 太陽(yáng)與行星間的引力

太陽(yáng)與行星間的引力

整體設(shè)計(jì)

本節(jié)課我們將追尋牛頓的足跡,根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式(牛頓第二定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用)推導(dǎo)出太陽(yáng)對(duì)行星的引力與行星的質(zhì)量、行星與太陽(yáng)間的距離的比例關(guān)系，再根據(jù)牛頓第三定律推出行星對(duì)太陽(yáng)的引力與太陽(yáng)的質(zhì)量、太陽(yáng)與行星間的距離的比例關(guān)系，從而進(jìn)一步得到太陽(yáng)與行星間的引力所遵循的規(guī)律，為重新“發(fā)現(xiàn)”萬(wàn)有引力定律打下基礎(chǔ).行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道是橢圓,實(shí)際上,多數(shù)大行星的軌道與圓十分接近,也就是行星圍繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng),那么一定就得有力來提供向心力,這個(gè)力應(yīng)該是太陽(yáng)對(duì)行星的引力.根據(jù)向心

2mv24?2m2r力公式：F=?m2r,又由開普勒第三定律知T=.也推導(dǎo)出F∝2,再由牛頓第三rkTr定律知F∝MMmGMm,所以太陽(yáng)與行星間的引力F∝,寫成等式F=.222rrr

本節(jié)主要內(nèi)容就是介紹科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)原因的各種猜想,及運(yùn)用舊知識(shí)推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間的引力.在介紹是什么原因使行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí),教師可補(bǔ)充一些材料,使學(xué)生領(lǐng)略前輩科學(xué)家對(duì)自然奧秘不屈撓的探索精神和對(duì)待科學(xué)研究一絲不茍的態(tài)度.在推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間的引力時(shí),教師可先引導(dǎo)學(xué)生理清推導(dǎo)思路,然后放手讓學(xué)生自主推導(dǎo),充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生用已有知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新,發(fā)現(xiàn)新規(guī)律的能力.教學(xué)重點(diǎn)

對(duì)太陽(yáng)與行星間引力的理解.教學(xué)難點(diǎn)

運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)太陽(yáng)與行星間引力的推導(dǎo).課時(shí)安排

1課時(shí) 三維目標(biāo) 知識(shí)與技能

1.知道行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的原因是受到太陽(yáng)引力的作用.2.理解并會(huì)推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間的引力大小.3.記住物體間的引力公式F=GMm.2r過程與方法

1.了解行星與太陽(yáng)間的引力公式的建立和發(fā)展過程.2.體會(huì)推導(dǎo)過程中的數(shù)量關(guān)系.情感態(tài)度與價(jià)值觀

了解太陽(yáng)與行星間的引力關(guān)系,從而體會(huì)到大自然中的奧秘.教學(xué)過程

導(dǎo)入新課 情景導(dǎo)入

目前已知太陽(yáng)系中有8顆大行星(如下圖所示).它們通常被分為兩組:內(nèi)層行星(水星、金星、地球、火星)和外層行星(木星、土星、天王星、海王星),內(nèi)層行星體積較小,主要由巖石和鐵組成;外層行星體積要大得多,主要由氫、氦、冰物質(zhì)組成.哥白尼說:“太陽(yáng)坐在它的皇位上，管理著圍繞著它的一切星球.”

那么是什么原因使行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)呢?伽利略、開普勒以及法國(guó)數(shù)學(xué)家笛卡兒都提出過自

此,使行星沿圓或橢圓運(yùn)動(dòng),需要指向圓心或橢圓焦點(diǎn)的力,這個(gè)力應(yīng)該是太陽(yáng)對(duì)它的引力,所以,牛頓利用他的運(yùn)動(dòng)定律把行星的向心加速度與太陽(yáng)對(duì)它的引力聯(lián)系起來了.一、太陽(yáng)對(duì)行星的引力 1.猜想與模型簡(jiǎn)化

師生互動(dòng):教師提出問題,引導(dǎo)學(xué)生共同解決,為推導(dǎo)太陽(yáng)對(duì)行星的引力作好準(zhǔn)備.由力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系知:已知力的作用規(guī)律可推測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;若已知物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,也可以推測(cè)力的作用規(guī)律.問題1.今天探究太陽(yáng)與行星間的引力屬于哪種情況? 問題2.行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是怎樣的? 問題3.前面我們學(xué)習(xí)了兩種曲線運(yùn)動(dòng),是哪兩種,如何處理? 問題4.若要解決橢圓軌道的運(yùn)動(dòng),根據(jù)現(xiàn)在的知識(shí)水平,可作如何簡(jiǎn)化?學(xué)生交流討論后回答： 明確:1.屬于已知運(yùn)動(dòng)求力的情況.2.由開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌道是橢圓,相等的時(shí)間內(nèi)半徑掃過的面積相等,且a3滿足2=k.T3.平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng).平拋運(yùn)動(dòng)可分解為兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng)可分解為沿半徑方向和沿切線方向上的運(yùn)動(dòng).4.簡(jiǎn)化成圓周運(yùn)動(dòng).2.太陽(yáng)對(duì)行星的引力.問題探究

問題1.根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)第一、第二定律,在行星軌道為圓的簡(jiǎn)化模型下,行星做何種運(yùn)動(dòng)? 問題2.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體必定得有力提供向心力,行星的運(yùn)動(dòng)是由什么力提供的向心力?

v24?22問題3.向心力公式有多個(gè),如m、mωr,m2r,我們選擇哪個(gè)公式推導(dǎo)出太陽(yáng)對(duì)行星的引

rT力? 問題4.不同行星的公轉(zhuǎn)周期T是不同的,F跟r關(guān)系式中不應(yīng)出現(xiàn)周期T,我們可運(yùn)用什么知識(shí)把T消去? 師生交流討論或大膽猜測(cè).明確:1.既然把橢圓軌道簡(jiǎn)化為圓形軌道,由第二定律:行星與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積,可知:行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng).2.猜想:太陽(yáng)對(duì)行星的引力,并且此引力等于行星做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力.4?23.選擇m2r,因?yàn)樵谌粘Ｉ钪?行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的線速度v、角速度ω不易觀測(cè),但周期TT比較容易觀測(cè)出來.R34.由開普勒第三定律可知,2=k,并且k是由中心天體的質(zhì)量決定的.因此可對(duì)此式變形為

TR3T=.k2

的二次方成反比.(2)式中G是比例系數(shù),與太陽(yáng)、行星都沒有關(guān)系.(3)太陽(yáng)與行星間引力的方向沿著二者的連線方向.(4)我們沿著牛頓的足跡,一直是在已有的觀測(cè)結(jié)果(開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律)和理論引導(dǎo)(牛頓運(yùn)動(dòng)定律)下進(jìn)行推測(cè)和分析,觀測(cè)結(jié)果僅對(duì)“行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)”成立.這還不是萬(wàn)有引力定律.例1 已知太陽(yáng)光從太陽(yáng)射到地球需要500 s，地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期約為3.2×107 s,地球的質(zhì)量約為6×1024 kg.求太陽(yáng)對(duì)地球的引力為多大?(答案只需保留一位有效數(shù)字)解析：地球繞太陽(yáng)做橢圓運(yùn)動(dòng)，由于橢圓非常接近圓軌道，所以可將地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)看成4?2勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需要的向心力由太陽(yáng)對(duì)地球的引力提供，即F=mRω=mR2.T2因?yàn)樘?yáng)光從太陽(yáng)射到地球用的時(shí)間為500 s，所以太陽(yáng)與地球間的距離R=ct(c為光速)4?2mct22所以F=，代入數(shù)據(jù)得F≈4×10N.2T答案：4×1022N 例2 最近，科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽(yáng)系外某一恒星有一行星，并測(cè)得它圍繞該恒星運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間為1 200年，它與該恒星的距離為地球到太陽(yáng)距離的100倍.假定該行星繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都是圓周，僅利用以上兩個(gè)數(shù)據(jù)可以求出的量有（）A.恒星質(zhì)量與太陽(yáng)質(zhì)量之比

B.恒星密度與太陽(yáng)密度之比

C.行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比

D.行星運(yùn)行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比

Mm2?24?2rh解析：由G2?m(,由各自的運(yùn)行時(shí)間比和距離比可求出恒星質(zhì)量和太)r,M?TrGT2陽(yáng)質(zhì)量之比，再由v=2?r可求出各自的運(yùn)行速度之比，所以A、D選項(xiàng)正確.T答案：AD 規(guī)律總結(jié)：在有的物理問題中，所求量不能直接用公式進(jìn)行求解，必須利用等效的方法間接求解，這就要求在等效替換中建立一個(gè)恰當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ?，利用相?yīng)的規(guī)律，尋找解題的途徑.課堂訓(xùn)練

1.一顆小行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是地球半徑的4倍，則這顆小行星運(yùn)轉(zhuǎn)的周期是（）A.4年

B.6年

C.8年

D.9年

2.設(shè)土星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若測(cè)得土星到太陽(yáng)的距離為R，土星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期為T，萬(wàn)有引力常量為G，則根據(jù)以上數(shù)據(jù)可解得的物理量有（）A.土星線速度的大小

B.土星加速度的大小 C.土星的質(zhì)量

D.太陽(yáng)的質(zhì)量 3.火星半徑是地球半徑的一半，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1，那么地球表面質(zhì)量為50 kg的人9受到地球的吸引力約為火星表面同質(zhì)量的物體受到火星引力的__________倍.目的：提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力.提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要,提出新問題需要有創(chuàng)造性的想象力,而且會(huì)推動(dòng)科學(xué)的進(jìn)步.提示：所提的問題可以涉及力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)等各個(gè)部分.舉例：例如宇宙員是否受地球引力作用,此宇航員受力是否平衡.宇航員背后的天空為什么是黑暗的等等.習(xí)題詳解

1.解答：這節(jié)的討論屬于根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)探究它受的力.平拋運(yùn)動(dòng)的研究屬于根據(jù)物體的受力探究它的運(yùn)動(dòng),而圓周運(yùn)動(dòng)的研究屬于根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)探究它受的力.r32.解答：這個(gè)無法在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證的規(guī)律就是開普勒第三定律2=k,是開普勒根據(jù)天文學(xué)家第谷

T的行星觀測(cè)記錄發(fā)現(xiàn)的.設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)

教學(xué)過程是以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),師生共同探究的過程;是讓學(xué)生主動(dòng)參與,體驗(yàn)和感悟科學(xué)探究的過程和方法.本教學(xué)設(shè)計(jì)滲透了新課程理念,以多樣的新課導(dǎo)入形式入手,利用學(xué)生樂于接受的圖片、資料、動(dòng)畫創(chuàng)設(shè)情境,以學(xué)生現(xiàn)在知識(shí)基礎(chǔ)身處于歷史背景下,經(jīng)歷自己“發(fā)現(xiàn)”太陽(yáng)對(duì)行星引力的推導(dǎo)過程，從而體會(huì)科學(xué)家們富有創(chuàng)造性而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維.使學(xué)生掌握處理問題的一般方法:抓住主要矛盾,忽略次要因素,大膽進(jìn)行科學(xué)猜想,然后對(duì)猜想進(jìn)行合理的驗(yàn)證,從而得出結(jié)論.-