本節(jié)主要是應(yīng)用規(guī)律解決實際問題，問題的成功解決不僅從另一個角度說明萬有引力定律經(jīng)受了更多的檢驗，也說明萬有引力定律的巨大價值，以及認識科學(xué)定律對人類探索未知世界的作用。牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，是在其后百余年間，由于不斷被科學(xué)實驗所證實，才逐漸得到普遍承認的。
新教材將原來的小標題“‘科學(xué)真是迷人’”改為“‘稱量’地球的質(zhì)量”，既合文意，又與其他小標題協(xié)調(diào)一致。其要解決的問題是怎樣“稱量”地球的質(zhì)量?這對于學(xué)生來說既是一個具有挑戰(zhàn)性的問題，也是一個學(xué)生能運用所學(xué)的知識和方法可以解決的實際問題，新教材著力通過問題引導(dǎo)讓學(xué)生完成模型建構(gòu)和問題解決。
計算天體的質(zhì)量的思路與前面計算地球質(zhì)量的思路不同，它是綜合萬有引力定律與牛頓第二定律解決問題的。新教材通過問題:“能用‘稱量’地球質(zhì)量的方法‘稱量’太陽嗎?怎樣才能得到太陽的質(zhì)量?”引導(dǎo)學(xué)生自主探究。
預(yù)見并發(fā)現(xiàn)未知行星，是體現(xiàn)萬有引力理論威力和價值的最生動例證。雖然學(xué)生無法進行定量計算，新教材通過問題:“是天文觀測數(shù)據(jù)不準確?是萬有引力定律的準確性有問題?是天王星軌道外面還有一顆未發(fā)現(xiàn)的行星?……”引導(dǎo)學(xué)生思考和進行定性分析。
【教學(xué)目標】
【課堂探究】
主題探究一 天體質(zhì)量和密度的計算
1.天體質(zhì)量的計算
（1）重力加速度法（自力更生法）
已知天體（如地球）的半徑R及其表面的重力加速度
mg＝Geq \f(Mm,R2)（忽略天體自轉(zhuǎn)），可以得出：天體(如地球)質(zhì)量：M＝eq \f(gR2,G)
（2）環(huán)繞法（借助外援法）
借助環(huán)繞天體，可以求出中心天體質(zhì)量，環(huán)繞天體質(zhì)量被約去（不可求）
已知環(huán)繞天體的線速度和半徑
已知環(huán)繞天體的角速度和半徑
已知環(huán)繞天體的周期T和半徑
已知環(huán)繞天體的線速度和角速度
已知環(huán)繞天體的線速度和周期T
2.天體密度的計算
若已知可以求出質(zhì)量的天體的半徑R，則該天體的體積，
由此可求出天體的密度
比如：①自力更生法求出了天體質(zhì)量M＝eq \f(gR2,G)，則密度
②借助外援法中已知環(huán)繞天體的周期T和半徑，求出了中心天體質(zhì)量，
則密度，當環(huán)繞中心天體表面運行時，衛(wèi)星的軌道半徑可認為等于中心天體半徑R，則
典型例題：學(xué)習指導(dǎo)59頁素養(yǎng)訓(xùn)練1、2
練習：配套檢測卷128頁第4、7題
【板書設(shè)計】
【課后作業(yè)】
A層基礎(chǔ)篇：教材課后習題1-3
B層提升篇：配套檢測卷1-7和配套檢測卷9
第三節(jié) 萬有引力理論的成就（第二課時）
【教學(xué)目標】
【課堂探究】
主題探究一 發(fā)現(xiàn)未知天體 預(yù)言哈雷彗星回歸
學(xué)生活動：閱讀頁，完成學(xué)習指導(dǎo)自學(xué)新教材第三欄目的內(nèi)容
物理學(xué)史：
主題探究二 天體運動的分析與計算
基本分析思路
行星繞恒星（或衛(wèi)星繞行星）的運動可看做勻速圓周運動，向心力由中心天體的萬有引力提供。
兩個重要關(guān)系
（1）基本關(guān)系：
（2）黃金代換：
注意：①與可以相互替代
②強調(diào)式中的物理意義
③引導(dǎo)：證明過程
證明：在天體表面物體的重力等于萬有引力，，可得
天體的運動參量與軌道半徑的關(guān)系分析
典型例題：典例2
注意：學(xué)習指導(dǎo)60頁易錯警示
練習：素養(yǎng)訓(xùn)練3、4
典例：①訓(xùn)練新素養(yǎng)一： 引導(dǎo)學(xué)生解釋
②訓(xùn)練新素養(yǎng)二（1） 注意：，可以進一步計算半徑
③訓(xùn)練新素養(yǎng)二（2） 注意：“黃金代換”的熟練應(yīng)用
【課后作業(yè)】
A層基礎(chǔ)篇：作業(yè)本：教材課后習題4
B層提升篇：配套檢測卷 8、10、11、12
【板書設(shè)計】
海王星的發(fā)現(xiàn)、哈雷彗星回歸
天體運動的分析
（1）基本分析思路
（2）兩個重要關(guān)系
①基本關(guān)系
②黃金代換
（3）天體的運動參量與軌道半徑 的關(guān)系分析
主題探究
素養(yǎng)提升
自力更生法求解天體質(zhì)量和密度
理解重力與萬有引力關(guān)系
知道重力與萬有引力相等的適用條件
借助外援法求解天體質(zhì)量和密度
（1）知道已知什么條件可以求出天體的質(zhì)量和密度
（2）會利用兩種方法估算天體質(zhì)量和密度
“自力更生法”
“借助外援法”
情景
已知天體(如地球)的半徑R和天體(如地球)表面的重力加速度g
行星或衛(wèi)星繞中心天體做勻速圓周運動
思路
物體的重力近似等于天體(如地球)與物體間的萬有引力：mg＝Geq \f(Mm,R2)
行星或衛(wèi)星受到的萬有引力充當向心力：Geq \f(Mm,r2)＝m(eq \f(2π,T))2r(或Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(v2,r))(或Geq \f(Mm,r2)＝mω2r)
天體質(zhì)量
天體(如地球)質(zhì)量：M＝eq \f(gR2,G)
中心天體質(zhì)量：M＝eq \f(4π2r3,GT2)(M＝eq \f(rv2,G)或M＝eq \f(r3ω2,G))
天體密度
ρ＝eq \f(M,\f(4,3)πR3)＝eq \f(3g,4πRG)
ρ＝eq \f(M,\f(4,3)πR3)＝eq \f(3πr3,GT2R3)(以T為例)
說明
利用mg＝eq \f(GMm,R2)求M是忽略了天體自轉(zhuǎn)，且g為天體表面的重力加速度
由F引＝F向求M，求得的是中心天體的質(zhì)量，而不是做圓周運動的天體質(zhì)量
主題探究
素養(yǎng)提升
發(fā)現(xiàn)未知天體 預(yù)言哈雷彗星回歸
理解萬有引力定律在天文學(xué)上重要應(yīng)用：發(fā)現(xiàn)未知天體、預(yù)言哈雷彗星的回歸。
天體運動的分析與計算
（1）能將天體問題轉(zhuǎn)換成勻速圓周運動模型，理解向心力由中心天體的萬有引力提供這一基本思路；
（2）理解天體運動的兩個重要關(guān)系

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