高中體育理論教案

　　作為一位不辭辛勞的人民教師，通常需要準備好一份教案，教案有利于教學水平的提高，有助于教研活動的開展。那么寫教案需要注意哪些問題呢？以下是小編為大家整理的高中體育理論教案，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

　　【教學設(shè)計】

　　6.4萬有引力理論的成就

　　一、教材分析

　　本節(jié)教學要求學生體會萬有引力定律經(jīng)受實踐的檢驗，取得了很大的成功；理解萬有引力理論的巨大作用和價值。通過本節(jié)的學習，使學生深刻體會科學定律對人類探索未知世界的作用，激起學生對科學探究的興趣，培養(yǎng)熱愛科學的情感。

　　二、教學目標

　�。ㄒ唬┲�識與技能

　　1、了解萬有引力定律在天文學上的重要應(yīng)用。

　　2、會用萬有引力定律計算天體質(zhì)量。

　　3、理解并運用萬有引力定律處理天體問題的思路和方法。

　　（二）過程與方法

　　1、通過萬有引力定律推導出計算天體質(zhì)量的公式。

　　2、了解天體中的知識。

　�。ㄈ�）情感、態(tài)度與價值觀

　　體會萬有引力定律在人類認識自然界奧秘中的巨大作用，讓學生懂得理論來源于實踐，反過來又可以指導實踐的辯證唯物主義觀點

　　三、教學重點、難點

　　1、行星繞太陽的運動的向心力是由萬有引力提供的。

　　2、會用已知條件求中心天體的質(zhì)量。

　　3、根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量。

　　四、學情分析

　　萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的物理意義：它對物理學、天文學的發(fā)展具有深遠的影響；它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一起來；對科學文化發(fā)展起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大信心，人們有能力理解天地間的各種事物。這節(jié)課我們就共同來學習萬有引力定律在天文學上的應(yīng)用。

　　五、教學方法

　　討論、談話、練習、多媒體課件輔助

　　六、課前準備

　　1．學生的學習準備：預(yù)習萬有引力理論的成就

　　2．教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預(yù)習學案。

　　七、課時安排：1課時

　　八、教學過程

　　1、“科學真實迷人”

　　教師活動：引導學生閱讀教材“科學真實迷人”部分的內(nèi)容，思考問題

　　1、推導出地球質(zhì)量的表達式，說明卡文迪許為什么能把自己的實驗說成是“稱量地球的重量”？

　　【例題1】設(shè)地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半徑R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2，試估算地球的質(zhì)量。

　　kg

　　2、計算天體的質(zhì)量

　　教師活動：引導學生閱讀教材“天體質(zhì)量的計算”部分的內(nèi)容，同時考慮下列問題1、應(yīng)用萬有引力定律求解天體質(zhì)量的基本思路是什么?

　　2、求解天體質(zhì)量的方程依據(jù)是什么?

　　學生活動：學生閱讀課文第一部分，從課文中找出相應(yīng)的答案.

　　1、應(yīng)用萬有引力定律求解天體質(zhì)量的基本思路是：根據(jù)環(huán)繞天體的運動情況，求出其向心加速度，然后根據(jù)萬有引力充當向心力，進而列方程求解.

　　2、從前面的學習知道，天體之間存在著相互作用的萬有引力，而行星（或衛(wèi)星）都在繞恒星（或行星）做近似圓周的運動，而物體做圓周運動時合力充當向心力，故對于天體所做的圓周運動的動力學方程只能是萬有引力充當向心力，這也是求解中心天體質(zhì)量時列方程的根源所在.

　　教師活動：請同學們結(jié)合課文知識以及前面所學勻速圓周運動的知識，加以討論、綜合，然后思考下列問題。學生代表發(fā)言。

　　1.天體實際做何運動?而我們通�？烧J為做什么運動?

　　2.描述勻速圓周運動的物理量有哪些?

　　3.根據(jù)環(huán)繞天體的運動情況求解其向心加速度有幾種求法?

　　4.應(yīng)用天體運動的動力學方程——萬有引力充當向心力求出的天體質(zhì)量有幾種表達式?各是什么?各有什么特點?

　　5.應(yīng)用此方法能否求出環(huán)繞天體的質(zhì)量?

　　學生活動：分組討論，得出答案。學生代表發(fā)言。

　　1.天體實際運動是沿橢圓軌道運動的，而我們通常情況下可以把它的運動近似處理為圓形軌道，即認為天體在做勻速圓周運動.

　　2.在研究勻速圓周運動時，為了描述其運動特征，我們引進了線速度v，角速度ω，周期T三個物理量.

　　3.根據(jù)環(huán)繞天體的運動狀況，求解向心加速度有三種求法.即：

　�。�1）a心=（2）a心=ω2r（3）a心=4π2r/T2

　　4.應(yīng)用天體運動的動力學方程——萬有引力充當向心力，結(jié)合圓周運動向心加速度的三種表述方式可得三種形式的方程，即

　�。�1）F引=G=F心=ma心=m.即：G①

　�。�2）F引=G=F心=ma心=mω2r即：G=mω2r②

　　（3）F引=G=F心=ma心=m即：G=m③

　　從上述動力學方程的三種表述中，可得到相應(yīng)的天體質(zhì)量的三種表達形式：

　�。�1）M=v2r/G.（2）M=ω2r3/G.（3）M=4π2r3/GT2.

　　上述三種表達式分別對應(yīng)在已知環(huán)繞天體的線速度v，角速度ω，周期T時求解中心天體質(zhì)量的方法.以上各式中M表示中心天體質(zhì)量，m表示環(huán)繞天體質(zhì)量，r表示兩天體間距離，G表示引力常量.

　　從上面的學習可知，在應(yīng)用萬有引力定律求解天體質(zhì)量時，只能求解中心天體的質(zhì)量，而不能求解環(huán)繞天體的質(zhì)量。而在求解中心天體質(zhì)量的三種表達式中，最常用的是已知周期求質(zhì)量的方程。因為環(huán)繞天體運動的周期比較容易測量。

　　【例題2】把地球繞太陽公轉(zhuǎn)看做是勻速圓周運動，平均半徑為1.5×1011m，已知引力常量為：G=6.67×10-11Nm2/kg2，則可估算出太陽的質(zhì)量大約是多少千克?（結(jié)果取一位有效數(shù)字）

　　分析：題干給出了軌道的半徑，雖然沒有給出地球運轉(zhuǎn)的周期，但日常生活常識告訴我們：地球繞太陽一周為365天。

　　故：T=365×24×3600s=3.15×107s

　　由萬有引力充當向心力可得：

　　G=m故：M=

　　代入數(shù)據(jù)解得M=kg=2×1030kg

　　教師活動：求解過程，點評。

　　3、發(fā)現(xiàn)未知天體

　　教師活動：請同學們閱讀課文“發(fā)現(xiàn)未知天體”部分的內(nèi)容，考慮以下問題

　　1、應(yīng)用萬有引力定律除可估算天體質(zhì)量外，還可以在天文學上有何應(yīng)用？

　　2、應(yīng)用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)了哪些行星？

　　學生活動：閱讀課文，從課文中找出相應(yīng)的答案：

　　1、應(yīng)用萬有引力定律還可以用來發(fā)現(xiàn)未知的天體。

　　2、海王星、冥王星就是應(yīng)用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的。

　　教師活動：引導學生深入探究

　　人們是怎樣應(yīng)用萬有引力定律來發(fā)現(xiàn)未知天體的?發(fā)表你的看法。

　　學生活動：討論并發(fā)表見解。

　　人們在長期的觀察中發(fā)現(xiàn)天王星的實際運動軌道與應(yīng)用萬有引力定律計算出的軌道總存在一定的偏差，所以懷疑在天王星周圍還可能存在有行星，然后應(yīng)用萬有引力定律，結(jié)合對天王星的觀測資料，便計算出了另一顆行星的軌道，進而在計算的位置觀察新的行星。

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