万有引力理论的成就教学设计
一、教学分析
1 课标要求:知道万有引力定律。

认识发现万有引力定律的重要意义，体会科学定律对
人类探索未知世界的作用。

2 学习对象分析
1) 学生的年龄特点和认知特点
高一的学生学习兴趣浓厚，他们的观察不只停留在一些表面现象，具有更深层次的
探究愿望。

在思维方式上由初中形象思维为主向高中抽象思维为主过渡。

2)学习者在学习本课之前应具备的基本知识和技能
知道万有引力定律及其应用条件，圆周运动相关知识。

3、学习者在即将学习的内容前已经具备的水平。

学生知道知道万有引力定律，引导学生把万有引力定律应用在天文学上。

3 教学内容分析
本节教材先介绍通过万有引力计算地球质量，让学生体会万有引力的神奇。

再介绍天体质量的计算，最后介绍发现未知天体的应用。

体会科学定律对人类探索未知世界的作用。

二、教学目标
1知识与技能目标
1）给出地球到太阳的距离能根据万有引力定律计算太阳的质量
2）了解万有引力在发现未知天体的作用
2过程与方法目标
通过了解万有引力在天文学上的应用体会科学定律对人类探索未知世界的作用。

3情感态度与价值观
了解并体重物下落与天体运动的多样性与统一性，知道万有引力定律对科学发展所起的重要作用，关注并思考与物理学相关的热点问题，有可持续发展的意识，能在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献。

学习活动组织
四、教学(学习)过程(活动)设计
一） 地球质量的计算
在质量为M 、半径为R 的地球表面上，如果忽略地球自转的影响，质量为m 的物体的重力加速度g ，可以认为是由地球对它的万有引力产生的．由万有引力定律和牛顿第二定律有：
mg R Mm
G
=2
则该天体表面的重力加速度为：2
R GM
g =
由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径决定的．而又因为地球是椭球的赤道的半径大，两极的半径小，所以赤道上的重力加速度小，两极的重力加速度大．也可让学生发挥得：离地球表面的距离越大，重力加速度越小．
二） 天体质量的计算
应用万有引力定律可以计算天体的质量.基本思路是：根据行星（或卫星）运动的情况，求出行星（或卫星）的向心加速度，而向心力是由万有引力提供的，这样，列出方程即可求得中心天体（太阳或行星）的质量.
假设m′是太阳的质量，m是某个行星的质量，r是它们之间的距离，T是行星公转的周期，那么行星做匀速圆周运动所需的向心力为
由此可以解出
天体的质量是很难直接测量的，牛顿提出万有引力定律以后，人们发现可以应用万有引力定律来计算天体的质量。

我们可以用这样的方法计算出太阳的质
量。

地球绕太阳的运动，可以近似看作匀速圆周运动，向心力为：
太阳对地球的引力，即向心力。

要测出地球绕太阳运动的轨道半径和周期就可以求出太阳的质量了。

三）协作探究：搜集太阳系九大行星的有关参数计算下列质量。

1怎样计算地球质量？有几种方法？
2怎样计算月球质量？
3怎样计算土星质量？怎样计算土卫六的质量？
4怎样计算木星质量？
5怎样计算火星质量？
6怎样计算水星质量？
7怎样计算金星质量？
8怎样计算天王星质量？
9怎样计算海王星质量？
10怎样计算冥王星质量？
太阳与九大行星数据对照表（赤道直径以地球直径6370公里为一单位）
四）发现未知天体
海王星的发现是应用万有引力定律取
得辉煌成就的例子.
在18世纪，人们已经知道太阳系有7
个行星，其中1781年发现的第七个行星
──天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有比较大的偏离.当时有人推测，在天王星轨道外面还有一个未发现的行星，它对天王星的作用引起了上述偏离.英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维列根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗新行星的轨道.1846年9月23日晚，德国的加勒在勒维列预言的位置附近发现了这颗新行星.后来，天文学家把这个行星叫做海王星.
用同样的方法，在1930年3月14日，人们发现了太阳系的第9个行星──冥王星.
海王星、冥王星的发现，显示了万有引力对研究天体运动的重要意义.
五、教学结构流程的设计
六、学习评价设计。