7.1 行星的運動
知識與技能
1． 知道地心說和日心說的基本內容。
2． 知道所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的乙個焦點上。
3．知道所有行星的軌道半長軸的三次方跟它的公轉週期的二次方的比值都相等，且這個比值與行星的質量無關，但與太陽的質量有關。
4．理解人們對行星運動的認識過程是漫長複雜的，真理是來之不易的。
過程與方法
1．通過托勒密、哥白尼、第谷、克卜勒等幾位科學家對行星運動的不同認識，了解人類認識事物本質的曲折性並加深對行星運動的理解。
情感態度與價值觀
1． 澄清對天體運動神秘、模糊的認識，掌握人類認識自然規律的科學方法。
2．感悟科學是人類進步不竭的動力。
教學重點
1． 理解和掌握克卜勒行星運動定律，認識行星的運動。學好本節有利於對宇宙中行星的運動規律的認識，掌握人類認識自然規律的科學方法，並有利於對人造衛星的學習。
教學難點
1．對克卜勒行星運動定律的理解和應用，通過本節的學習可以澄清人們對天體運動神秘、模糊的認識。
教學過程
新課教學
引入：7．2太陽與行星間的引力
7．3萬有引力定律
知識與技能
１．理解太陽與行星間存在引力
２．能根據克卜勒行星運動定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星間的引力表示式
３．理解萬有引力定律的含義並會推導萬有引力定律
４．理解地面上物體所受的重力與天體間的引力是同一性質的力，即服從平方反比定律的萬有引力
過程與方法
１．通過推導太陽與行星間的引力公式，體會邏輯推理在物理學中的重要性
２．體會推導過程中的數量關係
情感態度與價值觀
1． 感受太陽與行星間的引力關係，從而體會大自然的奧秘
2． 通過學習認識和借鑑科學的實驗方法，充實自己的頭腦，更好地去認識世界，建立科學的價值觀
教學重點
１．根據克卜勒行星運動定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星間的引力公式，記住推導出的引力公式
２．在研究具體問題時，如何選取參考係
３．質點概念的理解
教學難點
１．太陽與行星間的引力公式推導過程
２．什麼情況下可以把物體看作質點
教具多****
課時安排
１課時教學過程
克卜勒定律發現之後，人們便開始更深入的思考：行星為什麼這樣運動？
這節課我們「追尋著牛頓的足跡」，用自己的手和腦，重新「發現」萬有引力定律。
一． 太陽對行星的引力
為了簡化問題，行星的軌道按圓來處理，請猜想太陽與行星的引力與什麼因數有關
研究的問題中，只有太陽、行星，那麼他們之間的引力可能與太陽的質量、行星的質量、他們之間的距離以及行星與太陽之間的媒介物有關，還可能與太陽與行星的形狀、大小有關。太陽與行星的是否可以看作質點？太陽與行星之間是真空，對太陽與行星的引力有無影響？
討論小結：太陽與行星之間的引力應該與行星到太陽的距離、太陽的質量、行星的質量有關。我們先研究太陽對行星的引力，這樣只研究引力與行星的質量以及太陽與行星之間的距離的關係。
那麼，f與r的定量關係是什麼？
閱讀教材：太陽對行星的引力部分。
讓學生回答如何來進行理論分析 ：根據克卜勒行星運動定律，行星以太陽為圓心做勻速圓周運動，由太陽對行星的引力提供向心力。
（1） 向心力等於f=
（2） 天文觀測到行星週期t，則v=代入上式得f=
（3） 根據克卜勒第三定律代入上式得
（4） 上式中對太陽系中任何行星都相同，因而f與成正比，既f
結論：太陽對不同行星的引力與行星的質量成正比，與太陽與行星間的距離的二次方成反比。
二． 行星對太陽的引力
就太陽對行星的引力而言，行星是受力物體，引力與受力物體的質量成正比，行星對太陽的引力也應該與太陽的質量成正比。
閱讀教材行星對太陽的引力部分，學生回答行星對太陽的引力與太陽的質量、行星到太陽的距離是什麼關係？
結論：行星對太陽的引力大小與太陽的質量m成正比，與行星到太陽的距離r的二次方成反比。
三． 太陽與行星間的引力
綜上推導過程，推導出太陽與行星間的引力與太陽質量、行星質量以及兩者距離的關係式，看看能得出什麼結論。
結論：太陽與行星間的引力與太陽的質量、行星的質量成正比，與兩者距離的二次方成反比：
說明：（1） g是比例係數，與行星和太陽均有關
（2） 太陽與行星間的引力規律，也適用於地球與衛星間的引力
（3） 該引力規律普遍適用於任何有質量的物體
四． 萬有引力定律
知道了太陽與行星之間作用力的規律，可以完全解釋行星的運動了，那麼，是什麼力使得地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢？如蘋果被丟擲後總要落回地面，那麼是什麼力使得蘋果不能離開地球呢？是否也是由於地球對蘋果的引力造成的？
地球對蘋果的引力和太陽對行星的引力是同一種力嗎，若真是這樣，物體離地面越遠，其受地球的引力就應該越小，可是地面上的物體在距離地面很遠時似乎重力沒有明顯的減弱，是不是不夠遠，我們想這樣的高度比起天體之間的距離來說，真的不算遠！再往遠處設想如果物體遠到地球那邊，物體是否也會象月球那樣繞地球運動？也許真的是同一種力，我們就來**這個問題。
1． 月——地檢測
猜想：「天上」的力與「人間」的力可能出於同一根源。
閱讀教材月地檢測，回答學生假定成立
在牛頓時代，重力加速度已能比較精確測定，當時也能比較精確地測定月球與地球之間的距離、月球的公轉週期，從而能夠算出月球運動的向心加速度，證明了猜想的正確性
例題：已知： =3.8m， =27.3 天，g=9.8,求
結論：太陽與行星間、地球與月球間、地球與地面物體間的力是同一種性質的力。
2． 萬有引力定律
任意兩個物體之間都有這樣的力存在嗎？閱讀教材萬有引力部分。
學生回答：牛頓作了大膽的猜想，任意兩個物體間都存在著這樣的力。於是這個結論被推廣到宇宙中的一切物體之間。即：
萬有引力定律：自然界中的任何兩物體都互相吸引沒，引力的大小與物體的質量m1和m2成正比，與他們之間的距離r的二次方成反比即
式中質量的單位為kg，距離的單位為m，力的單位n，g叫引力常量。
注：公式的適用條件
（1） 適用於質點間引力大小的計算
（2） 對於可視為質點的物體間的引力求解也可以利用萬有引力公式
（3） 當研究的物體不能看成質點時，可以把物體假想分割成無數質點，求分力，再求合力
說明：（1） 萬有引力的普遍性，一切物體間
（2） 萬有引力的相互性，兩物體間相互作用
（3） 萬有引力的巨集觀性，只有在質量大星球間，它的存在才有實際物理意義
（4） 萬有引力的特殊性，兩物體間只與本身有關，與周圍其他物體無關
3． 引力常量
卡文迪許通過實驗測出g=
意義：證明了萬有引力的存在；使萬有引力定律有了真正的實用價值；標誌著力學實驗精密程度的提高，開創了測量弱引力的新時代
五．小結，布置作業
7.4 萬有引力理論的成就
知識與技能
1．了解萬有引力定律在天文學上的重要應用。
2． 會用萬有引力定律計算天體質量。
3．理解並運用萬有引力定律處理天體問題的思路和方法。
過程與方法
1．通過萬有引力定律推導出計算天體質量的公式。
2．了解天體中的知識。
情感態度與價值觀
1．通過推導，鞏固前面所學的知識，使自己更好地了解天體中的物理。
2．體會萬有引力定律在人類認識自然界奧秘中的巨大作用，讓學生懂得理論**於實踐，反過來又可以指導實踐的辯證唯物主義觀點。
教學重點
1． 萬有引力定律在天文學上的應用，要掌握利用萬有引力定律計算天體質量、天體密度的基本方法。學好本節有利於對天體執行規律的認識，更有利於我們在今後學習人造衛星。
教學難點
1．熟知並掌握計算天體質量的不同表示式，由於題目所給條各不相同，因此從多種表示式中挑選合適的形式較難，主要是對表示式的形式和含義不夠熟悉，應理解並記住各種表示式。
教學過程
新課教學
一、由地面可測量求地球的質量
1、思考：地面上物體的重力與地球對物體的引力是什麼關係？
分析：地球對物體的引力指向地心，一部分提供物體隨地球自轉所需向心力，另一部分為物體的重力。只有在赤道和兩極處物體的重力方向才指向地心，且赤道處物體的重力最小，兩極處物體的重力最大；物體隨地球自轉的向心力很小，在計算時可近似認為物體的重力就等於地球對它的引力。
2、若不考慮地球自轉的影響，地面上的物體的重力等於地球對它的引力。
mg＝g g＝g m＝ ρ＝＝
例1、離地面某一高度h處的重力加速度是地球表面重力加速度的 ,則高度h是地球半徑的倍。
例2、假設火星和地球都是球體，火星的質量m火和地球的質量m地之比m火/m地=p，火星的半徑r火和地球的半徑r地之比r火/r地=q，那麼火星表面處的重力加速度g火和地球表面處的重力的加速度g地之比等於[ ]
二、由行星或衛星運動量求中心天體的質量
行星或衛星繞中心天體做圓周運動的向心力由中心天體對它的引力提供，由此可列出方程。
例3、某行星表面附近有一顆衛星，其軌道半徑可認為近似等於該行星的球體半徑。已測出此衛星執行的週期為t，已知萬有引力常量為g，據此求得該行星的平均密度約為______。
例4、登月飛行器關閉發動機後在離月球表面h的空中沿圓形軌道繞月球飛行，週期是t，已知月球半徑是r，引力常量為g，根據這些資料計算月球的平均密度。
三、發現未知天體
2023年發現天王星後，根據萬有引力定律計算天王星的軌道與觀察到的結果總有偏差。年輕的英國劍橋大學學生亞當斯、法國青年天文愛好者勒維相信有新星的存在，各自獨立根據萬有引力定律計算出這顆新星的軌道。2023年9月23日由德國的伽勒發現了海王星。
用同樣的方法發現了冥王星。
四、小結：
作業：p74 t1、3
7.5 宇宙航行
知識與技能
1．了解人造衛星的有關知識。
2．知道三個宇宙速度的含義，會推導第一宇宙速度。
3．理解衛星的執行速度與軌道半徑的關係。
過程與方法
1．通過萬有引力定律推導第一宇宙速度，培養學生運用知識解決問題的能力。
情感態度與價值觀
1．通過介紹我國在衛星發射方面的情況，激發學生的愛國熱情。
2．感知人類探索宇宙的夢想，促使學生樹立獻身科學的人生價值觀。
教學重點
1． 第一宇宙速度的推導。
教學難點
1．執行速率與軌道半徑之間的關係。
教學過程
新課教學
一、宇宙速度
課件展示：牛頓在思考萬有引力定律時就曾想過，從高山上水平丟擲物體，速度一次比一次大，落地點也就一次比一次遠，所在區域也就不能再看成平面，而是圓弧形。當速度增大到某一值時，物體就會繞地球做圓周運動，成為一顆衛星，不再落回地面。
生活中的圓周運動
1 為了消除火車車輪對路軌的側向壓力，鐵路彎道處內 外軌不在同一水平面上，其高度差是根據 和 而設計的.若列車行駛的速率過大，則 軌必受到車輪對它向 的壓力 填 內 或 外 2 洗衣機脫水筒是利用的 機械，將衣服放在洗衣機的甩乾筒內，當甩乾桶高速旋轉時，當 小於圓周運動所需要的向心力時，衣服上的水滴...
生活中的圓周運動教學反思
隆回九中 孫平 生活中的圓周運動 是 曲線運動 的最後一節，在第一課時的教學中，主要分析了火車過彎道，汽車過拱形橋這兩個案例，通過對這兩個案例的分析，使學生深入理解圓周運動的規律，並結合日常生活中的某些生活體驗，加深物理知識在頭腦中的印象。本節課基本達到了學習目標。在知識和能力方面 學生基本學會了分...
《生活中的圓周運動》教學實踐報告
指導思想，設計方法等說明 本課程從日常生活中例項出發，選擇典型的火車轉彎和汽車過拱橋兩個常見的實際問題 從 供需平衡 的角度分析物體作勻速圓周運動的條件。在教學過程中，想要達到以下幾點 1 培養學生分析向心力 的能力，分析問題時，要首先引導學生對做周圍運動的物體進行受力情況分析，並讓學生清楚地認識到...