第二節太陽與行星間的引力教學設計設計思想本節的主要內容是學生體會從行星運動規律到發現引力定律，親自推導并建立完整的太陽與行星間引力定律。本節在本章中處于核心地位，是第一節內容的發展，是后幾節的基礎。同時極好的科學探究過程教育素材.本節教材選用的是討論法與講授法結合的教學方法。教學中幾個環節說明如下：討論交流：將三個問題分為兩個層次給學生。因為考慮到問題的性質不一樣，前兩個問題是學生熟知的事實，后一個問題重在推理。而且與牛頓的思路直接相關，可作為后一環節的引入。推導定律的公式：主要考慮學生獨立思考，分析，并且作出解釋，比老師帶著推導更能調動學生思維，更方便發現學生的問題。對相關學史的介紹，舊教材是在推導之前，新教材安排在推導之后。安排在后，更能突出本節的重點。教學目標知識與技能：（1）知道行星與太陽運動它們之間存在引力。（2）了解的思路和推導過程。（3）理解行星與太陽運動引力公式數學表達式物理意義，知道牛頓發現行星與太陽運動引力公式的意義。（2．過程與方法：通過發現行星與太陽運動引力公式的思路和推理過程。使學生體驗完整的研究過程，從問題提出，猜想于假設，演義和推理，得出結論，并檢驗論證。3．情感態度與價值觀：了解科學發展的艱巨性和必然性，培養對科學家崇敬的情感，增強學科學、用科學的意識。教學重點行星與太陽運動引力公式的內容及數學表達式教學難點行星與太陽運動引力公式發現的思路教學資源圖片：亞里士多德、開普勒、胡克、哈雷、牛頓的圖片及其對人類的貢獻.動畫：地球圍繞太陽轉、月亮圍繞地球轉。行星繞太陽運動.演示實驗：圓周運動。學生預習：通讀全文，重點閱讀引力推導部分。教法設計本節教材選用的是討論法與講授法結合的教學方法。教學中幾個環節說明如下：討論交流：將三個問題分為兩個層次給學生。因為考慮到問題的性質不一樣，前兩個問題是學生熟知的事實，后一個問題重在推理。而且與牛頓的思路直接相關，可作為后一環節的引入。推導定律的公式：主要考慮學生獨立思考，分析，并且作出解釋，比老師帶著推導更能調動學生思維，更方便發現學生的問題。對相關學史的介紹，舊教材是在推導之前，新教材安排在推導之后。安排在后，更能突出本節的重點。教學過程教師活動學生活動設計意圖1.復習提問:展示行星繞太陽運行軌道.同時提問.(1)開普勒發現行星運動規律的內容?電腦投影(2)為什么行星圍繞太陽運動?教師邊演示邊提問：實驗演示：細線拉小球在水平面做圓周運動.提問：為什么球作圓周運動?如果細線突然斷了，小球將如何運動？教師講解:牛頓思考物體怎樣才不會沿直線運動,必需需要力.既然行星一直做圓周運動，那是不是也有一種力來實現呢？而這種力不同于繩子的拉力，它是無形的，是神秘的引力.牛頓的猜想:這些問題其實也是牛頓從猜測開始思考的關于引力的問題。從牛頓的名著《自然哲學的數學原理》中可以看到他是這樣思考的：在地面上很高的地方，重力并沒有明顯地減弱，那么把重力作用的高度逐漸延伸到月球軌道上，月球仍受重力的作用，可能就是這個重力使月亮保持圍繞地球的軌道運動。牛頓的結論是：月亮圍繞地球運動，受到的是地球對它的引力。而且這個力和下落的蘋果受到的力是同種性質的力，都是地球對它們的引力，并進一步證明了行星圍繞太陽運動的向心力也是太陽對行星的引力。2.推導太陽對行星的有引力(1)一個簡化：把行星圍繞太陽的運動軌道近似看成是圓。（推導的立足點）(2)設行星的質量m,行星圍繞太陽運行,行星到太陽距離為r,行星向心力表達式?式中的v用天文觀測很難直接得到，但行星公轉周期容易測量，（新教材的說法很好）它們之間的關系是：，代入上式可得到：(3)教師提問:由開普勒第三定律可知，是個常量，則得出結論什么樣的結論?.3.行星對太陽的引力教師提問:行星對太陽的引力與什么有關?牛頓認為，這個引力與行星的質量成正比，也應和太陽的質量成正比和距離成反比。（牛頓認為應該如此，而不是牛頓第三定律的必然結果，所以這是個合理推論，其正確性需要驗證）.如果用表示太陽的質量有教師提問:太陽與行星間的引力綜合以上兩個結論那么有：，寫成等式有，G是一個常量，對任何行星都是相同的。引力的方向沿二者的連線.4.結論:太陽與行星間的引力（1）公式表示：（2）引力常量G,與太陽行星無關.4.回顧人們探索的歷史歷史人們長期探索的問題．在開普勒的時代，出現了對天體運動的動力學解釋。如：伽利略認為一切物體都有合并的趨勢，這種趨勢導致物體做圓周運動；開普勒認為，行星繞太陽運動，一定是受到來自太陽的類似于磁力的作用；笛卡兒又認為行星運動是因為在行星周圍有旋轉的物質作用在行星上，在牛頓時代，對天體運動的認識更進一步。胡克、哈雷認為行星繞太陽運動是因為受到了太陽對它的引力，甚至證明了行星的軌道是圓形的。行星受到的引力大小跟它到太陽的距離的二次方成反比。但是這種力為什么會形成橢圓軌道，卻沒能從理論上得到證明。在前人研究的基礎上，牛頓站在巨人的肩膀上，提出了行星運動規律的根本原因——引力5.課堂小結請同學們思考，今天我們通過什么方法、得到了什么定律？有什么收獲？（學生回答）課外拓展：教師播放：“模擬地球圍繞太陽轉、月亮圍繞地球轉”的動畫教師提問：看完之后，能提出什么問題？學生討論：充分發散思考，提出問題和猜想，答案不一定統一，引發學生在課后繼續自行探究。思考回答.繩拉球拉力充當向心力..小球做勻速直線運動.學生板演：其他學生獨立推導。.因為行星繞太陽的運動是勻速圓周運動，所以太陽對行星的引力F是提供行星做圓周運動的向心力，即：．太陽對行星的引力跟行星的質量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比。學生思考根據牛頓第三定律，行星與太陽間的吸引力是相互作用的，是大小相等、性質相同的力（一對反作用力）。討論設計驗證方案承前啟后由圓周運動得出行星與太陽之間存在引力.萬有引力的推導.學生探究發現過程.學