八年级物理第七章教案五篇

八年级物理第七章教案1

万有引力与航天

(一)知识网络

托勒密：地心说

人类对行 哥白尼：日心说

星运动规 开普勒 第一定律(轨道定律)

行星 第二定律(面积定律)

律的认识 第三定律(周期定律)

运动定律

万有引力定律的发现

万有引力定律的内容

万有引力定律 F=G

引力常数的测定

万有引力定律 称量地球质量M=

万有引力 的理论成就 M=

与航天 计算天体质量 r=R,M=

M=

人造地球卫星 M=

宇宙航行 G = m

mr

ma

第一宇宙速度7.9km/s

三个宇宙速度 第二宇宙速度11.2km/s

地三宇宙速度16.7km/s

宇宙航行的成就

(二)、重点内容讲解

计算重力加速度

1 在地球表面附近的重力加速度，在忽略地球自转的情况下，可用万有引力定律来计算。

G=G =6.67- - =9.8(m/ )=9.8N/kg

即在地球表面附近，物体的重力加速度g=9.8m/ 。这一结果表明，在重力作用下，物体加速度大小与物体质量无关。

2 即算地球上空距地面h处的重力加速度g’。有万有引力定律可得：

g’= 又g= ，∴ = ，∴g’= g

3 计算任意天体表面的重力加速度g’。有万有引力定律得：

g’= (M’为星球质量，R’卫星球的半径)，又g= ，

∴ = 。

星体运行的基本公式

在宇宙空间，行星和卫星运行所需的向心力，均来自于中心天体的万有引力。因此万有引力即为行星或卫星作圆周运动的向心力。因此可的以下几个基本公式。

1 向心力的六个基本公式，设中心天体的质量为M，行星(或卫星)的圆轨道半径为r，则向心力可以表示为： =G =ma=m =mr =mr =mr =m v。

2 五个比例关系。利用上述计算关系，可以导出与r相应的比例关系。

向心力： =G ，F∝ ;

向心加速度：a=G , a∝ ;

线速度：v= ，v∝ ;

角速度： = ， ∝ ;

周期：T=2 ，T∝ 。

3 v与 的关系。在r一定时，v=r ,v∝ ;在r变化时，如卫星绕一螺旋轨道远离或靠近中心天体时，r不断变化，v、 也随之变化。根据，v∝ 和 ∝ ，这时v与 为非线性关系，而不是正比关系。

一个重要物理常量的意义

根据万有引力定律和牛顿第二定律可得：G =mr ∴ .这实际上是开普勒第三定律。它表明 是一个与行星无关的物理量，它仅仅取决于中心天体的质量。在实际做题时，它具有重要的物理意义和广泛的应用。它同样适用于人造卫星的运动，在处理人造卫星问题时，只要围绕同一星球运转的卫星，均可使用该公式。

估算中心天体的质量和密度

1 中心天体的质量，根据万有引力定律和向心力表达式可得：G =mr ，∴M=

2 中心天体的密度

方法一：中心天体的密度表达式ρ= ，V= (R为中心天体的半径)，根据前面M的表达式可得：ρ= 。当r=R即行星或卫星沿中心天体表面运行时，ρ= 。此时表面只要用一个计时工具，测出行星或卫星绕中心天体表面附近运行一周的时间，周期T，就可简捷的估算出中心天体的平均密度。

方法二：由g= ,M= 进行估算，ρ= ，∴ρ=

(三)常考模型规律示例总结

1. 对万有引力定律的理解

(1)万有引力定律：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，两物体间引力的方向沿着二者的连线。

(2)公式表示：F= 。

(3)引力常量G：①适用于任何两物体。

②意义：它在数值上等于两个质量都是1kg的物体(可看成质点)相距1m时的相互作用力。

③G的通常取值为G=6。67×10-11Nm2/kg2。是英国物理学家卡文迪许用实验测得。

(4)适用条件：①万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算。当两物体间的距离远大于每个物体的尺寸时，物体可看成质点，直接使用万有引力定律计算。

②当两物体是质量均匀分布的球体时，它们间的引力也可以直接用公式计算，但式中的r是指两球心间的距离。

③当所研究物体不能看成质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出两个物体上每个质点与另一物体上所有质点的万有引力，然后求合力。(此方法仅给学生提供一种思路)

(5)万有引力具有以下三个特性：

①普遍性：万有引力是普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体(大到天体小到微观粒子)间的相互吸引力，它是自然界的物体间的基本相互作用之一。

②相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律。

③宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义，在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力可以忽略不计。

〖例1〗设地球的质量为M，地球的半径为R，物体的质量为m，关于物体与地球间的万有引力的说法，正确的是：

A、地球对物体的引力大于物体对地球的引力。

物体距地面的高度为h时，物体与地球间的万有引力为F= 。

物体放在地心处，因r=0，所受引力无穷大。

D、物体离地面的高度为R时，则引力为F=

〖答案〗D

〖总结〗(1)矫揉造作配地球之间的吸引是相互的，由牛顿第三定律，物体对地球与地球对物体的引力大小相等。

(2)F= 。中的r是两相互作用的物体质心间的距离，不能误认为是两物体表面间的距离。

(3)F= 适用于两个质点间的相互作用，如果把物体放在地心处，显然地球已不能看为质点，故选项C的推理是错误的。

〖变式训练1〗对于万有引力定律的数学表达式F= ，下列说法正确的是：

A、公式中G为引力常数，是人为规定的。

B、r趋近于零时，万有引力趋于无穷大。

C、m1、m2之间的引力总是大小相等，与m1、m2的质量是否相等无关。

D、m1、m2之间的万有引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力。

〖答案〗C

2. 计算中心天体的质量

解决天体运动问题，通常把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动，处在圆心的天体称作中心天体，绕中心天体运动的天体称作运动天体，运动天体做匀速圆周运动所需的向心力由中心天体对运动天体的万有引力来提供。

式中M为中心天体的质量,Sm为运动天体的质量,a为运动天体的向心加速度,ω为运动天体的角速度,T为运动天体的周期,r为运动天体的轨道半径.

(1)天体质量的估算

通过测量天体或卫星运行的周期T及轨道半径r,把天体或卫星的运动看作匀速圆周运动.根据万有引力提供向心力,有 ,得

注意:用万有引力定律计算求得的质量M是位于圆心的天体质量(一般是质量相对较大的天体),而不是绕它做圆周运动的行星或卫星的m,二者不能混淆.

用上述方法求得了天体的质量M后,如果知道天体的半径R,利用天体的体积 ,进而还可求得天体的密度. 如果卫星在天体表面运行,则r=R,则上式可简化为

规律总结:

掌握测天体质量的原理,行星(或卫星)绕天体做匀速圆周运动的向心力是由万有引力来提供的.

物体在天体表面受到的重力也等于万有引力.

注意挖掘题中的隐含条件:飞船靠近星球表面运行,运行半径等于星球半径.

(2)行星运行的速度、周期随轨道半径的变化规律

研究行星(或卫星)运动的一般方法为：把行星(或卫星)运动当做匀速圆周运动，向心力来源于万有引力，即：

根据问题的实际情况选用恰当的公式进行计算，必要时还须考虑物体在天体表面所受的万有引力等于重力，即

(3)利用万有引力定律发现海王星和冥王星

〖例2〗已知月球绕地球运动周期T和轨道半径r，地球半径为R求(1)地球的质量?(2)地球的平均密度?

〖思路分析〗

设月球质量为m，月球绕地球做匀速圆周运动，

则： ，

(2)地球平均密度为

答案： ;

总结：①已知运动天体周期T和轨道半径r，利用万有引力定律求中心天体的质量。

②求中心天体的密度时，求体积应用中心天体的半径R来计算。

〖变式训练2〗人类发射的空间探测器进入某行星的引力范围后，绕该行星做匀速圆周运动，已知该行星的半径为R，探测器运行轨道在其表面上空高为h处，运行周期为T。

(1)该行星的质量和平均密度?(2)探测器靠近行星表面飞行时，测得运行周期为T1，则行星平均密度为多少?

答案：(1) ; (2)

3. 地球的同步卫星(通讯卫星)

同步卫星：相对地球静止，跟地球自转同步的卫星叫做同步卫星，周期T=24h，同步卫星又叫做通讯卫星。

同步卫星必定点于赤道正上方，且离地高度h，运行速率v是确定的。

设地球质量为 ，地球的半径为 ，卫星的质量为 ，根据牛顿第二定律

设地球表面的重力加速度 ，则

以上两式联立解得：

同步卫星距离地面的高度为

同步卫星的运行方向与地球自转方向相同

注意：赤道上随地球做圆周运动的物体与绕地球表面做圆周运动的卫星的区别

在有的问题中，涉及到地球表面赤道上的物体和地球卫星的比较，地球赤道上的物体随地球自转做圆周运动的圆心与近地卫星的圆心都在地心，而且两者做匀速圆周运动的半径均可看作为地球的R，因此，有些同学就把两者混为一谈，实际上两者有着非常显著的区别。

地球上的物体随地球自转做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供，但由于地球自转角速度不大，万有引力并没有全部充当向心力，向心力只占万有引力的一小部分，万有引力的另一分力是我们通常所说的物体所受的重力(请同学们思考：若地球自转角速度逐渐变大，将会出现什么现象?)而围绕地球表面做匀速圆周运动的卫星，万有引力全部充当向心力。

赤道上的物体随地球自转做匀速圆周运动时由于与地球保持相对静止，因此它做圆周运动的周期应与地球自转的周期相同，即24小时，其向心加速度

;而绕地球表面运行的近地卫星，其线速度即我们所说的第一宇宙速度，

它的周期可以由下式求出：

求得 ，代入地球的半径R与质量，可求出地球近地卫星绕地球的运行周期T约为84min，此值远小于地球自转周期，而向心加速度 远大于自转时向心加速度。

已知地球的半径为R=6400km，地球表面附近的重力加速度 ，若发射一颗地球的同步卫星，使它在赤道上空运转，其高度和速度应为多大?

：设同步卫星的质量为m，离地面的高度的高度为h，速度为v，周期为T，地球的质量为M。同步卫星的周期等于地球自转的周期。

①

②

由①②两式得

又因为 ③

由①③两式得

：

：此题利用在地面上 和在轨道上 两式联立解题。

下面关于同步卫星的说法正确的是( )

A .同步卫星和地球自转同步，卫星的高度和速率都被确定

B .同步卫星的角速度虽然已被确定，但高度和速率可以选择，高度增加，速率增大;高度降低，速率减小

C .我国发射的第一颗人造地球卫星的周期是114分钟，比同步卫星的周期短，所以第一颗人造地球卫星离地面的高度比同步卫星低

D .同步卫星的速率比我国发射的第一颗人造卫星的速率小

：ACD

八年级物理第七章教案2

八年级物理第七章教案3

教学设计思路：

本节课要求学生会计算人造卫星的环绕速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度.本节是第五节，万有引力定律、圆周运动、天体运动都已经讲过，从知识上讲学生运用牛顿第二定律直接推导出卫星的速度并不是一件困难的事情.实际上学生遇到卫星问题时总是感到困难和无从下手.究其根源是因为学生对地球、卫星的空间关系不清楚，学生无法从自己站立的一个小小的角落体会巨大空间中发生的事情.因此，用各种视频、课件和图片帮助学生建立空间的概念是十分必要的，有了空间的图景，对问题的认识和思考就有了依托.所以，本节课我使用了大量的图片和视频来模拟、展示，让学生有比较深刻的感性认识.

设计理念

通过对前几节知识的学习，学生对曲线运动的特点、万有引力定律已有一定的了解.在此基础上，教师通过设计问题情境，引导学生探究，获得新知识.重视科学跟生活、跟社会的联系，让学生体会物理学就在身边.体会生活质量与物理学的依存关系，体会科学是迷人的、是改变世界的神奇之手.

学情分析：

尽管学生对天体运动的知识储备不足，猜想可能缺乏科学性，语言表达也许欠妥，但只要学习始终参与到学习情境中，激活思维，大胆猜想，敢于表达，学生就能得到发展和提高.

教学目标 ：

一、知识与能力

了解人造卫星的发射与运行原理，知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.

了解人造卫星的运行原理，认识万有引力定律对科学发展所起的作用，培养学生科学服务于人类的意识.

二、途径与方法

学习科学的思维方法，发展思维的独立性，提高发散思维能力、分析推理能力和语言表达能力.

三、情感态度与价值观

在主动学习、合作探究的过程中，体验愉悦的学习氛围，在探究中不断获得美的感受不断进步.

学习科学，热爱科学，增强民族自信心和自豪感.

教学准备：

多媒体电脑及图片.

教学重点难点：

重点：

1.第一宇宙速度的推导.

2.运行速率与轨道半径之间的关系

难点：

沿椭圆轨道运行的卫星按照圆周运动处理，卫星的环绕速度是最小发射速度.

教学过程：

八年级物理第七章教案4

一、教学目标

1、知道平抛运动的特点是：初速度方向为水平，只在竖直方向受重力作用，运动轨迹是抛物线。

2、理解平抛运动是匀变速运动，其加速度为g

3、理解平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动，并且这两个运动互不影响。

4、会用平抛运动的规律解答有关问题。

二、重点难点

重点：平抛运动的特点和规律。

难点：对平抛运动的两个分运动的理解。

三、教学方法：

实验观察、推理归纳

四、教学用具：

平抛运动演示仪、多媒体及课件

五、教学过程

引入：粉笔头从桌面边缘水平飞出，观察粉笔头在空中做什么运动,这种运动具有什么特点，本节课我们就来学习这个问题。

(一)平抛运动

1、定义：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动，叫做平抛运动。

举例：用力打一下桌上的小球，使它以一定的水平初速度离开桌面，小球所做的运动就是平抛运动，并且我们看见它做的是曲线运动。

分析：平抛运动为什么是曲线运动?(因为物体受到与速度方向成角度的重力作用)

2、平抛运动的特点

(1)从受力情况看：

竖直的重力与速度方向有夹角，作曲线运动。

b.水平方向不受外力作用，是匀速运动，速度为V0。

c. 竖直方向受重力作用，没有初速度，加速度为重力加速度g，是自由落体运动。

总结：做平抛运动的物体，在水平方向上由于不受力，将做匀速直线运动;在竖直方向上物体的初速度为0，且只受到重力作用，物体做自由落体运动。加速度等于g

(二)、实验验证：

【演示实验】用小锤打击弹性金属片时，A球向水平方向飞出，做平抛运动，而同时B球被松开，做自由落体运动。

现象： 越用力打击金属片，A球的水平速度也越大;无论A球的初速度多大，它总是与B球同时落地。

(2)、用课件模拟课本图5—16的实验。

结果分析：平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，水平方向的速度大小

并不影响平抛物体在竖直方向上的运动。而水平分运动是匀速的，且不受竖直方向的运动的影响。

(3)、利用频闪照相更精细地研究平抛运动，其照片如课本图5—17所示

可以看出，两球在竖直方向上，经过相等的时间，落到相同的高度，即在竖直方向上都是自由落体运动;在水平方向上可以看出，通过相等的时间前进的距离相同，既水平分运动是匀速的。由此说明平抛运动的两个分运动是同时、独立进行的，竖直方向的运动与水平方向的运动互不影响。

(三)、平抛运动的规律

1、抛出后t 秒末的速度

以抛出点为坐标原点，水平方向为x轴(正方向和初速度v0的方向相同)，竖直方向为y轴，正方向向下，则

水平分速度：Vx=V0

竖直分速度：Vy=gt

合速度：

2、平抛运动的物体在任一时刻t的位置坐标

以抛出点为坐标原点，水平方向为x轴(正方向和初速度v0的方向相同)，竖直方向为y轴，正方向向下，则

水平位移：x=V0t

竖直位移：

合位移：

运用该公式我们可以求得物体在任意时刻的坐标并找到物体所在的位置，然后用平滑曲线把这些点连起来，就得到平抛运动的轨迹，这个轨迹是一条抛物线。

(四)例题分析

例1.如图(结合课件)，树枝上的一只松鼠看到一个猎人正用枪对准它，为了逃脱即将来临的厄运，它想让自己落到地面上逃走。但是就在它掉离树枝的瞬间子弹恰好射出枪口，问松鼠能逃脱厄运吗?

答：不能。因子弹和松鼠在竖直方向都是自由落体运动，竖直方向的位移总是相同的，所以只要在子弹的射程内，就一定能射中松鼠，松鼠在劫难逃。

例2.一艘敌舰正以V1=12m/s的速度逃跑，飞机在320m高空以V2=105m/s的速度同向追击。为击中敌舰，应提前投弹。求飞机投弹时，沿水平方向它与敌舰之间的距离多大?若投弹后飞机仍以原速度飞行，在炸弹击中敌舰时，飞机与敌舰的位置关系如何?

解：用多媒体模拟题目所述的物理情景

让学生对照课本上的例题解答——书写解题过程。

飞机投弹时，沿水平方向它与敌舰之间的距离位744m，由于飞机和炸弹在水平方向的速度相等，所以在炸弹击中敌舰时飞机在敌舰正上方。

(五)、课堂练习

1、讨论：练习三(1)(2)(3)

2、从高空水平方向飞行的飞机上，每隔1分钟投一包货物，则空中下落的许多包货物和飞机的连线是

A.倾斜直线 B.竖直直线 C.平滑曲线 D.抛物线

【B】

-3、平抛一物体，当抛出1秒后它的速度与水平方向成45o角，落地时速度方向与水平方向成60o角。( g取10 m/s2 )

(1)求物体的初速度;

(2)物体下落的高度。( 答案：v0=10m/s h=15m )

(五)、课堂小结

本节课我们学习了

1、什么是平抛运动

2、平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动

3、平抛运动的规律

六、课外作业：

八年级物理第七章教案5

教学目标

知识目标：

1、知道机械运动

2、知道参照物，知道运动和静止的相对性.

3、知道匀速直线运动.

能力目标：

1、观察实验能力：能从生活中观察到物体机械运动的实例.

2、思维能力：判断和分析机械运动，结合参照物的知识分析运动和静止的情况.

3、解决实际问题的能力：解释、判断自然界中的运动现象.

情感目标：

1、辩证唯物主义运动观的教育.

2、培养学生科技意识，热爱科学、崇尚科学的思想.

3、利用地球同步卫星的教学渗透爱国主义教育.

教材分析

教材从实例中引出了物体运动的问题，并称物体位置的变化为机械运动，再推广到自然界的实例中.参照物的概念也是由实例引出，并联系实际分析生活和自然界中的实例，要求学生会联系实际判断已知参照物的情况下物体的运动情况和由运动情况分析所选的参照物.在此基础上，感性的分析了匀速直线运动，并说明物理学研究问题的一种方法，即从简单的问题入手，逐渐深化，最后分析我国发射的地球同步卫星并思考一些问题.

教法建议

尽量不加深课本上的内容，而应当多联系实际，提高学生自主学习能力和由实践中学习的习惯，加深一些物理学习方法的体会.

通过讨论引入新课，引导学生思考问题，并直接界定物理学中的机械运动，对于运动和静止的相对性的学习，应当提出问题，学生讨论，并由此引出参照物的概念，关于参照物的问题要由学生列举实例，学生分析，教师可以做评价，最后总结分析的一般方法.在本内容的教学中可以使用适当的媒体资料，例如可以用课本的配套录像带"运动的相对性"并回答本节的练习.

匀速直线运动的教学，观察和分析课本上的实例，说明这是近似的匀速直线运动，由学生思考生活和自然界中近似的匀速直线运动，加深学生对匀速直线运动的感性认识，在此基础上给出定义.定义中只须讲清快慢不变，不宜引入速度的概念.

教学设计示例

教学单元分析

本节教学重点是参照物的教学，关于参照物要求能够由运动情况分析所选择的参照物和知道参照物判断物体的运动情况.

教学过程分析

一，机械运动

讨论引入新课，学生阅读教材的内容和提供的参考资料，阅读问题是：什么叫机械运动;举例说明自然界中的机械运动;课桌、房屋是否做机械运动，为什么;能举出绝对不动的例子吗.

对学生列举的示例可以进行分析，注意讲解的问题：我们把物体位置的变化叫做机械运动;宇宙是运动的，其中的所以物体都是运动的.

二，参照物

说明日常生活中对一些现象的解释，并进一步引出了参照物的概念，讲解时注意的问题是：通过实例分析，说明不同的人对运动的描述不同，其原因是他们对运动描述所选择的标准不同，我们把被选作标准的物体叫做参照物.

由学生列举实例说明当选不同的参照物时，同一物体的运动的情况，并深入分析选其他参照物时的运动特点.

分析两类实例：已知参照物，判断物体的运动情况;根据描述的运动情况判断选择的参照物.由学生的具体情况可以教师提供参考示例学生分析，也可以发挥学生的创造性，由学生组成小组，自行设计问题，讨论，由教师评价.提供一些参考示例：“每天的日起日落这句话是以什么做参照物的”、“地球同步卫星总是静止在地球的某处上空，这是以什么做参照物”、“以太阳做参照物，地球同步通信卫星的运动情况怎样”、“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”这句歌词中前半句和后半句中所选的参照物各是什么”等.

三，匀速直线运动

观察一些实例，可以提供录相和视频文件、图片让学生思考这些运动的特点，对于基础较好的学生，可以由他们发现其中的共性，总结出匀速直线运动的特点.讲解时，要注意匀速解释成快慢不变，而不要引出速度的概念，使学生形成对匀速的感性认识，并说明匀速直线运动是最简单的机械运动，而物理研究问题是从最简单的问题入手的.

对于想想议议中的问题，可以提供学生自然科学中的图片资料，对于基础较好的学生可以在课前就布置查阅资料的预习内容，要求查找关于我国卫星发射的情况和卫星运动的资料.

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