高一下册物理教案:万有引力与航天3篇

高一下册物理教案:万有引力与航天

高一下册物理教案:万有引力与航天精选3篇(一)

教学目标:

1. 了解万有引力的概念和公式。

2. 掌握利用万有引力公式计算物体之间的引力。

3. 了解航天的概念和发展历程。

4. 了解地球的运动对航天活动的影响。

5. 了解航天技术在科学研究、天气预测、通信、导航等方面的应用。

教学重点:

1. 万有引力的概念和公式。

2. 利用万有引力公式计算物体之间的引力。

教学难点:

1. 了解航天技术在科学研究、天气预测、通信、导航等方面的应用。

教学准备:

1. 教师准备课件、投影仪等教学工具。

2. 提前准备实验材料、器材。

教学过程:

一、导入(5分钟)

1. 向学生提问:你们知道什么是万有引力吗?它对我们日常生活有什么影响?

2. 请学生回答问题,并引导他们思考万有引力在地球运动、人类航天活动等方面产生的影响。

二、讲解万有引力概念和公式(10分钟)

1. 通过讲解PPT或黑板,向学生解释万有引力的概念和公式:F = G * (m1 * m2) / r^2,其中F为两物体之间的引力,G为万有引力常量,m1和m2为两物体的质量,r 为两物体之间的距离。

2. 解释公式中各个参数的含义和单位。

三、计算物体之间的引力(15分钟)

1. 给学生提供2个物体的质量和距离信息,让他们利用万有引力公式计算两物体之间的引力。

2. 引导学生进行计算,并检查计算结果。

四、讲解航天的概念和发展历程(10分钟)

1. 通过讲解PPT或黑板,向学生介绍航天的概念和发展历程。

2. 引导学生了解人类航天活动的起源、发展和未来发展趋势。

五、讲解地球运动对航天活动的影响(10分钟)

1. 通过讲解PPT或黑板,向学生解释地球自转、公转对航天活动的影响。

2. 引导学生了解地球自转产生的地球形状扁球、地球公转产生的季节变化等对航天活动的影响。

六、讲解航天技术的应用(10分钟)

1. 通过讲解PPT或黑板,向学生介绍航天技术在科学研究、天气预测、通信、导航等方面的应用。

2. 引导学生思考航天技术的发展对人类社会的意义和影响。

七、小结(5分钟)

1. 回顾本节课学习的内容,向学生提问巩固知识点。

2. 对学生进行思考训练和知识巩固。

八、课堂练习与实验(15分钟)

1. 学生进行课堂练习巩固所学知识。

2. 进行与万有引力和航天相关的实验,如计算物体之间的引力、制作和发射火箭等。

高一下册物理教案:万有引力与航天精选3篇(二)

教学目标:

1. 理解功的定义及其在物理中的作用;

2. 掌握计算功的方法;

3. 能够应用功的概念解决实际问题。

教学重点:

1. 功的定义及其计算方法;

2. 通过具体例题让学生理解功的概念及其应用。

教学难点:

能够灵活运用功的概念解决实际问题。

教学准备:

物理教学PPT、实验器材、教科书、练习题等。

教学过程:

一、导入(5分钟)

通过一个实例引入,例如:小明用力推开一扇门时,他对门做了功吗?为什么?

二、讲授(15分钟)

1. 功的定义

- 通过导入问题引导学生思考,让他们自己总结功的定义。

- 提供正式定义:当力作用于物体并沿着物体的运动方向作用时,力对物体做的功等于力的大小与物体运动距离的乘积。

2. 计算功的方法

- 根据功的定义,引导学生总结计算功的方法。

- 提供功的计算公式:功 = 力×距离× cosθ

- 解释公式中的各个符号的意义,特别是力的方向与移动方向之间的夹角。

三、实验演示(15分钟)

通过一个简单的实验演示,让学生亲自进行测量力和距离,并计算功的值。

四、巩固练习(15分钟)

1. 合作讨论练习题,提高学生对功的计算方法的理解和掌握。

2. 提供一些实际问题,让学生运用功的概念解决问题,如某物体受到一个斜向上的力,求力的分解后产生的水平力对物体的功。

五、拓展延伸(10分钟)

引导学生思考,功与能量之间的关系。通过简单的例子,让学生理解功与能量的转化。

六、小结(5分钟)

对本节课的重点内容进行小结,并让学生自主回答一些提问。

七、作业布置(2分钟)

布置相关的课后作业,包括基础练习题和拓展问题。

教学反思:

本次课通过问题引导、实验演示和练习题等多种教学方法,让学生掌握了功的概念及其计算方法,并能够应用于解决实际问题。但在实际教学中还需更注重学生的思考与探索,提高他们的学习兴趣和主动性。

高一下册物理教案:万有引力与航天精选3篇(三)

教学目标:

1. 理解功率的定义和单位。

2. 掌握功率的计算方法。

3. 能够分析和解决与功率相关的问题。

教学重点:

1. 功率的概念和计算方法。

2. 运用功率的知识解决实际问题。

教学难点:

1. 理解功率与能量转化的关系。

2. 运用功率的计算方法解决问题。

教学准备:

1. 课件或黑板。

2. 教材。

3. 尺子、表盘、计时器等实验器材。

教学过程:

一、导入(5分钟)

1. 通过实例引导学生思考,如摩托车和汽车在同一时间内爬同一段坡,速度不一样,

为什么功率也不一样?

2. 引导学生回忆并总结功的概念。

二、概念讲解(10分钟)

1. 让学生根据前期引导的思考结果,得出功率的定义:功率是指单位时间内所作的功。

2. 讲解功率的单位:瓦特(W)。

3. 引导学生回忆公式:功率=做功/时间,从而进一步解释功率的意义。

三、计算方法(15分钟)

1. 列举一些典型的功率计算问题,如计算通过某个点的电流功率、电灯的功率等。

2. 分步讲解计算方法,并解答学生的疑问。

3. 给学生一些练习题,让他们巩固和掌握计算方法。

四、实验探究(15分钟)

1. 介绍一组实验,如让学生测量不同时间内电灯的亮度,并记录下来。

2. 引导学生思考亮度与功率的关系,并进一步说明功率与能量转化的关系。

3. 让学生根据实验数据计算电灯的功率,并比较不同灯泡的功率。

五、应用拓展(10分钟)

1. 引导学生思考功率的应用领域,如机械运动、电路中的功率等。

2. 引导学生解决一些与功率相关的实际问题,如汽车加速、机械运动中的功率损失等。

六、小结与提高(5分钟)

1. 总结本节课的内容,强调功率的定义和计算方法。

2. 提醒学生在日常生活中要注意一些与功率有关的现象,并加强对功率的理解和应用。

教学拓展:

1. 让学生结合实例自主探究功率的概念和计算方法。

2. 引导学生对功率与能量转化的关系进行更深入的思考和研究。

(部编版)2020学年高中物理第六章万有引力与航天1行星的运动教学案必修387

1 行星的运动 [学习目标] 1.了解地心说与日心说的主要内容和代表人物.2.知道人类对行星运动的认识过程.3.理解并应用开普勒三个定律分析一些简单问题. 一、两种对立的学说 1.地心说 (1)地球是宇宙的中心,是静止不动的; (2)太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动; (3)地心说的代表人物是古希腊科学家托勒密. 2.日心说 (1)太阳是宇宙的中心,是静止不动的,所有行星都绕太阳做匀速圆周运动; (2)地球是绕太阳旋转的行星;月球是绕地球旋转的卫星,它绕地球做匀速圆周运动,同时还跟地球一起绕太阳旋转; (3)太阳静止不动,因为地球每天自西向东自转一周,造成太阳每天东升西落的现象; (4)日心说的代表人物是哥白尼. 3.局限性 都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动,但计算所得的数据和丹麦天文学家第谷的观测数据不符. 二、开普勒三定律 1.第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上. 2.第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积. 3.第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等.其表达式为a 3 T 2=k ,其中a 是椭圆轨道的半长轴,T 是行星绕太阳公转的周期,k 是一个与行星无关(填“有关”或“无关”)的常量. [即学即用] 1.判断下列说法的正误. (1)太阳是整个宇宙的中心,其他天体都绕太阳运动.(×) (2)太阳系中所有行星都绕太阳做匀速圆周运动.(×) (3)太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动,且它们到太阳的距离各不相同.(√) (4)太阳系中越是离太阳远的行星,运行周期就越大.(√) (5)围绕太阳运动的各行星的速率是不变的.(×) (6)在中学阶段可近似认为地球围绕太阳做匀速圆周运动.(√)

高中物理《万有引力与航天》优质课教案、教学设计

又已知地球的半径为R,试估算地球的质量。(引力常量G 已知)本探究点较为简单,时间用的比较少,主要是学生自己课下完成。 1、万有引力与重力之间的关系 通过一个例题来检验学生的学习效果。 问题1:不考虑地球自转,在地球表面处物体所受重力与万 有引力满足什么样的关系? 2、推导:距星体表面高度h 处轨道重力加速度。 3、我们还可以设计出什么样的情景来求地球表面的重 力加速度g?至少写出两个改编情景? 2、环绕天体法 例2、一飞行探测器在半径为R 的某天体上空离该天体表面 高为h 的圆形轨道上绕天体飞行,环绕n 周飞行时间为t,求:该天体的质量。(引力常量G 已知)通过例题2 让学生总结求天体质量的第二种方法,同时,学会拓展,求其它星球的质量方法,给半径如何求密度? 拓展:计算天体的密度

若将星体看成球体,求该星体的密度还需那些公式? 情境3:如果一飞行器环绕某星球表面飞行,运动周期为 T,试估算星球的平均密度. 总结: 学生总结,老师补充。探究点二、卫星运行参数分析 1、人造卫星的运行规律 问题1、一卫星围绕地球做匀圆周运动,写出所有万有引力提供向心力的表达式学生推导卫星半径增大各个物理量如何变化,并通过例题3 来进行巩固。 问题2、根据表达式,推导描述圆周运动的物理量与半径 r 的关系式 总结规律: 例题3:卫星A、B 的运行方向相同,其中B 为近地卫星,某时 刻,两卫星相距最近(O、B、A 在同一直线上),已知地球半径为 R,卫星A 离地心O 的距离是卫星B 离地心的距离的4 倍,地球 表面重力加速度为g,则( ) 通过题来巩固 A.卫星A、B 的运行周期的比值为= B.卫星A、B 的运行线速度大小的比值为= C.卫星A、B 的运行加速度的比值为= D.卫星A、B 至少经过时间t=,两者再次相距最近

万有引力与航天教案

万有引力与航天 教学目标: 知识与技能 1.了解地心说与日心说的发展历程。 2.知道开普勒行星运动定律。 3.了解开普勒定律中的k值大小只与中心天体有关 过程与方法: 通过介绍几位科学家对行星的研究,让学生了解两种学说的发展历程,认识观察的重要性。 情感、态度与价值观: 通过学习,让学生体会科学家实事求是的科学态度,敢于坚持真理、勇于探索的科学精神。 教学重点与难点:理解和掌握开普勒行星运动定律及其应用;认识椭圆轨道的运动特点。教学过程: 一、行星的运动 天体的运动存在着地心说和日心说两种对立的观点,首先给同学们简单介绍关于这两种学说的发展史。 1.地心说 让学生简单叙述关于地心说的观点(介绍地心说的发展) 地心说的基本观点: ①地球是球体。②地球是静止不动的,而且处于宇宙的中心。③所有日月星辰都围绕地 球转动。 介绍到本轮与均轮时简单讲解关于这两种概念的引入原因,即地心说与日心说关于参考系选取问题: 2.日心说 (让学生描述日心说的内容)介绍日心说发展中几位重要的科学家。 ①哥白尼(简单介绍哥白尼及其相关学说) 提出了太阳中心说,认为:地球不是宇宙的中心,太阳是宇宙的中心,行星都绕太阳运转;地球是围绕太阳运转的一颗普通行星,本身在自转着;月球是地球的卫星,地球带着月球绕日运行;行星在太阳系中的排列次序是土、木、火、地、金、水,它们的绕日周期分别是30年、12年、2年、1年、9月、88天。 ②布鲁诺

布鲁诺坚持宣扬日心说,他认为,宇宙无论是在空间和时间上都是无限的。地球不是宇宙的中心,太阳也不是宇宙的中心,太阳是太阳系的中心,整个宇宙没有中心也没有界限。 ③ 第谷 杰出的观测家,他将前人对天体位置的误差减少到2分,为哥白尼的学说提供了关键支持。 ④ 开普勒 开普勒在前人的结果上进一步进行了研究,他与第谷的观测结果与8分的角度偏差,从而使他认为这8分的误差是因为行星的运动并非是圆周运动。他对第谷的观测数据进行了大量的计算,经过多年的计算发现了开普勒三大定律:轨道定律、面积定律、周期定律。 ⑤伽利略 1609年,伽利略把自制的望远镜指向了天空,发现了月球上的山脉和环形山;发现银河是由许许多多的恒星构成的;次年发现了木星的四颗卫星。后来他又发现了金星的相位,说明行星也和地球一样,是被太阳照亮的。这些发现为哥白尼的日心说提供了有力的证据。 ⑥牛顿 他将哥白尼、第谷、开普勒和伽利略的杰出成就与不懈努力统一建构起来,形成完整的体系。1666年牛顿就发现了万有引力定律。他证明了作轨道运动的物体如果遵从开普勒三定律,必然受到万有引力作用,反之亦然;他还提供了非常可靠的观测数据,用以说明行星绕太阳的运动,以及卫星绕行星的运动都符合开普勒第三定律; 日心说的观点:地球是球形的;地球在运动,并且24小时自转一周。太阳是不动的,而且在宇宙中心,地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动。 二、开普勒行星运动定律 1、三大定律 先简单介绍椭圆的形成轨迹、半长轴、半短轴及焦点。 开普勒第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。 (让学生发现与日心说中的某些观点不同;注意,太阳不是椭圆的中心,所有行星的轨道不同,但轨道的焦点是重合的) 开普勒第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。 (介绍远日点与近日点,比较两处的速度大小。) 开普勒第三定律:所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 3 2a k T (a 是半长轴、T 为周期、k 为常数) 可见,k 的大小与行星本身无关而只与中心天体有关。 2、中学阶段对行星的近似化研究 行星运行轨道近似看成圆来处理,近似后的开普勒三大定律; ① 行星绕太阳的运动十分接近圆,太阳处在圆心。 ② 对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)不变,即行星做匀速 圆周运动。 ③ 所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 三、太阳与行星间的引力 随着开普勒定律的提出,人们开始思考行星绕太阳运动的原因。在前面的学习中知道只要速度发生变化,无论大小还是方向变化,必定会有力。那么,行星绕太阳做椭圆运动,需要一个指向圆心的力,即太阳队行星的引力。 1、太阳对行星的引力

高中物理万有引力与航天教案(新人教版必修2)

新人教版高中物理必修二同步教案 第六章万有引力与航天 第七节向心力 【教学目标】 (一)知识与技能 1、理解向心力的概念。 2、知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含义,并能用来进行计算。 3、知道在变速圆周运动中,可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。 (二)过程与方法 通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关,并理解公式的含义。 (三)情感、态度与价值观 1、在实验中,培养动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能 力。 2、感受成功的快乐,体会实验的意义,激发学习物理的兴趣。【教学重点】 明确向心力的意义、作用、公式及其变形。 【教学难点】 如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。 【教学课时】

1课时 【教学过程】 (一)引入新课 教师活动:前面两节课,我们学习、研究了圆周运动的运动学 特征,知道了如何描述圆周运动。这节课我们再来 学习物体做圆周运动的动力学特征――向心力。 (二)进行新课 1、向心力 教师活动:指导学生阅读教材 “向心力”部分,思考并回答以 下问题: 1、举出几个物体做圆周运动的实例,说明这些物体为 什么不沿直线飞去。 2、用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表 达式。 学生活动:认真阅读教材,列举并分析实例,体会向心力的作 用效果,并根据牛顿第二定律推导出匀速圆周运动 的向心力表达式。学生代表发表自己的见解。 教师活动:倾听学生回答,帮助学生分析实例,引导学生解决 疑难,回答学生可能提出的问题。 投影向心力表达式:r v m F n 2=或2ωmr F n = 点评:激发学生的思维,充分调动学习的积极性。通过学生发表见解,培养学生语言表达能力和分析问题的能力。

新教材高中物理第4章万有引力定律及航天第3节人类对太空的不懈探索教案1鲁科版

第3节人类对太空的不懈探索 本节展示了人类科学探索过程的曲折与艰辛,重点突出牛顿发现万有引力定律对物理学第一次大综合的重要意义,最后介绍了人类应用物理规律在探索太空中取得的伟大成就,是对学生进行科学思想、科学精神和科学态度教育的好素材。 【物理观念】了解“地心说”和“日心说”的内容及意义;了解开普勒行星运动定律的建立过程。 【科学思维】通过了解“人类对宇宙的探索”过程,体会学习科学家实事求是、尊重客观规律、不迷信权威、敢于坚持真理的科学态度和科学精神。 【科学探究】认识发现万有引力定律的过程和重要意义,以及科学定律对人类探索未知世界的作用。 【科学态度与责任】了解“地心说”和“日心说”的内容及意义。 【教学重点】体会万有引力定律对科学研究的价值,体会科学家实事求是、尊重客观规律、不迷信权威、敢于坚持真理的科学态度和科学精神。 【教学难点】将一些天体的运动抽象成匀速圆周运动模型进行分析和推理。 【新课讲授】 阅读思考: 1.古代人们对天体运动存在哪些观点? 2.什么是“地心说”,什么是“日心说”? 3.两种学说争论的结果是什么? 毕达哥拉斯:认为宇宙中所有天体的形状都是球形。 亚里士多德:地球在宇宙的中心静止不动,其他星体绕地球转动。 阿波罗尼奥斯:行星沿某一圆周运动,该圆周的圆心沿另个一圆周绕地球运动。

一、地心说 托勒密于公元二世纪,提出了自己的宇宙结构学说,即“地心说”。地心说认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮及其他的行星都绕地球运动。 二、日心说 哥白尼在16世纪提出了日心说. 日心说认为太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动. 1543 年哥白尼的《天体运行论》出版,书中详细描述了日心说理论 【两种学说的对立结果】 “日心说”战胜了“地心说”,最终真理战胜了谬误。在《人类对行星运动规律的认识》中知道托勒密:地心宇宙,哥白尼:拦住了太阳,推动了地球。交流讨论,找出“地心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处。 “日心说”代表人物:哥白尼,“日心说”可以简洁地描述行星的运动,并能更清楚的解释更多天文现象。 3、日心说的进一步完善 天才观察者:第谷·布拉赫

高中物理_万有引力与航天教学设计学情分析教材分析课后反思

(三)学情分析 经过高二的学习之后,学生对万有引力定律及其应用有了一定的认识,但由于时间较长,学生不仅在知识上有所遗忘,更重要的是规律的生疏和方法经验的缺失、遗忘,致使学生对这部分知识又成陌路。所以在一轮复习时,回顾知识,用一些做过的问题作为引子,唤醒学生记忆,并在此基础上有针对性地加强经验、方法、模型的小结(针对考试),可更有效地提升做题的效率。 (四)教学目标 1、知识与技能 (1)复习回顾《万有引力》。 (2)小结回顾归纳万有引力定律在实际中的应用及典型模型,指出各类问题解决的方法思路。提高学生做题的技巧和能力。

(3)通过适量练习,小结方法经验,指出需要注意的事项。提高解题技巧和估算能力。 2、过程与方法 (1)能够应用万有引力定律解决简单的引力计算问题。 (2)掌握计算天体质量与密度方法。 (3)掌握天体运动规律与宇宙速度的概念。 3、情感、态度与价值观 (1)航空与航天,是多少优秀中华儿女的梦想,通过学习掌握万有引力定律及其应用,促使学生热爱航空航天事业,激发学生的深厚兴趣,为我国航空航天事业贡献力量。 (2)通过本单元教学,可以培养学生热爱生活的态度和实事求是的精神,培养学生唯物史观和探索宇宙兴趣和爱好。 (五)教学重难点 教学重点:万有引力在天体运动中的应用 教学难点:万有引力与重力的关系应用 (六)教学方法 1、小结归纳、难点透析; 2、例题归类、方法点拨; 3、联系实际、激发兴趣。(七)教学手段 1、多媒体呈现主要内容和主要过程; 2、板书内容要点和演练过程。 (八)教学过程 一复习回顾基本知识 【知识储备】 1、开普勒行星运动第一定律:____________________________________. 第二定律:_________________________________________________. 第三定律:___________________________________________________. 2 、有两个质量均匀分布的小球,质量分别为M和m,半径为r,两球间距离也为r,则 两球之间的万有引力为________。 3、向心力计算公式F =___________ F =___________ F=_____________。 二用嫦娥奔月引入我们都有飞天的梦想,激发学生学习兴趣引入课题。

万有引力与航天

万有引力与航天 一、开普勒行星运动定律 开普勒第一定律,也称椭圆定律;也称轨道定律:每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在椭圆的一个焦点中; 普勒第二定律,也称面积定律:在相等时间内,太阳和运动中的行星的连线(向量半径)所扫过的面积都是相等的。 开普勒第三定律,也称周期定律:是指绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星,其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量。 例1 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知( ) A.太阳位于木星运行轨道的中心 B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 答案:C 解析:太阳位于木星运行椭圆轨道的一个焦点上,选项A错误。

由于火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,火星和木星绕太阳运行速度的大小变化,选项B错误。根据开普勒行星运动定律可知,火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方,选项C正确。相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积,选项D错误。 例2(2013高考上海物理卷)若两颗人造地球卫星的周期之比为T1∶T2=2∶1,则它们的轨道半径之比R1∶R2=,向心加速度之比a1∶a2=。 答案:∶11∶2 解析:由开普勒定律,R1∶R2=∶=∶1.由牛顿第二定律,G=ma,向心加速度之比a1∶a2=R22∶R12=1∶2。 二、万有引力定律 宇宙间的一切物体都是相互吸引的,引力的大小跟它们的质量的乘积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比。万有引力适用于可以看作质点的物体之间的相互作用,质量分布均匀的球体可以视为质量集中于球心的质点。万有引力定律是自然界普适定律之一。 例1 目前,在地球周围有许多人造地球卫星绕它运转,其中一些卫星的轨道可近似为圆,且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径变小的过程中,只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用,则下列判断正确的是() A.卫星的动能逐渐减小

【精选】高中物理第六章万有引力与航天第5节宇宙航行教案新人教版必修2

5.宇宙航行 三维目标 知识与技能 1.了解人造卫星的有关知识; 2.知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度。 过程与方法 通过用万有引力定律推导第一宇宙速度,培养学生运用知识解决问题的能力。 情感、态度与价值观 1.通过介绍我国在卫星发射方面的情况,激发学生的爱国热情; 2.感知人类探索宇宙的梦想.促使学生树立献身科学的人生价值观。 教学重点 第一宇宙速度的推导。 教学难点 运行速率与轨道半径之间对应的关系。 教学方法 探究、讲授、讨论、练习。 教具准备 多媒体课件 教学过程 [新课导入] 1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星,开创了人类航天时代的新纪元。我国在70年代发射第一颗卫星以来,相继发射了多颗不同种类的卫星,掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术,1999年发射了“神舟”号试验飞船。 随着现代科学技术的发展,我们对人造卫星已有所了解,那么地面上的物体在什么条件下才能成为人造卫星呢?人造卫星的轨道半径和它的运动速率之间有什么关系呢?这节课,我们要学习有关人造地球卫星的知识。 [新课教学] 一、人造地球卫星 1.牛顿的设想 在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体,不计空气阻力,它们的落地点相同吗? 它们的落地点不同,速度越大,落地点离山脚越远。因为在同一座高山上抛出,它们在空中运动的时间相同,速度大的水平位移大,所以落地点也较远。 假设被抛出物体的速度足够大,物体的运动情形又如何呢? 如果地面上空有一个相对于地面静止的物体,它只受重力的作用,那么 它就做自由落体运动,如果物体在空中具有一定的初速度,且初速度的方向 与重力的方向垂直,那么它将做平抛运动,牛顿曾设想过:从高山上用不同 的水平速度抛出物体,速度一次比一次大,落地点也一次比一次离山脚远, 如果没有空气阻力,当速度足够大时,物体就永远不会落到地面上来,它将围绕地球旋转,成为一颗绕地球运动的人造地球卫星,简称人造卫星。 2.人造地球卫星 (1)人造地球卫星 从地面抛出的物体,在地球引力的作用下绕地球旋转,就成为绕地球运动的人造卫星。 (2)人造地球卫星必须满足的条件

高中物理第六章万有引力与航天第2节太阳与行星间的引力教案新人教版必修2(2021年整理)

高中物理第六章万有引力与航天第2节太阳与行星间的引力教案新人教版必修2 编辑整理: 尊敬的读者朋友们: 这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理第六章万有引力与航天第2节太阳与行星间的引力教案新人教版必修2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。 本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为高中物理第六章万有引力与航天第2节太阳与行星间的引力教案新人教版必修2的全部内容。

2.太阳与行星间的引力 三维目标 知识与技能 1.理解太阳与行星间引力的存在; 2.能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式。 过程与方法 1.通过推导太阳与行星间的引力公式,体会逻辑推理在物理学中的重要性; 2.体会推导过程中的数量关系。 情感、态度与价值观 感受太阳与行星间的引力关系,从而体会大自然的奥秘。 教学重点 据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式,记住推导出的引力公式。 教学难点 太阳与行星间的引力公式的推导过程. 教学方法 探究、讲授、讨论、练习. 教具准备 多媒体课件。 教学过程 [新课导入] 请同学们从运动的描述角度思考,开普勒行星运动定律的物理意义? 第一定律揭示了描述行星运动的参考系及其运动轨迹;第二定律揭

示了行星在椭圆轨道上运动经过不同位置的快慢情况;第三定律揭示了不同行星虽然椭圆轨道和环绕周期不同,但由于中心天体相同,所以共同遵循轨道半长轴的三次方与周期的二次方比值相同的规律. 开普勒定律发现之后,人们开始更深入地思考:是什么原因使行星绕太阳运动?伽利略、开普勒以及法国数学家笛卡儿(René Descartes,1596-1650)都提出过自己的解释.牛顿时代的科学家,如胡克、哈雷等对这一问题的认识更进一步。胡克等人认为,行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力,甚至证明了如果行星的轨道是圆形的,它所受引力的大小跟行星到太阳距离的二次方成反比。但是我们现在关于运动的清晰概念是在他们以后由牛顿建立的。他们没有这些概念,无法深入研究。 牛顿在前人对惯性研究的基础上,开始思考“物体怎样才会不沿直线运动”这一问题。他的回答是:以任何方式改变速度(包括改变速度的方向)都需要力。这就是说,使行星沿圆或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点的力,这个力应该就是太阳对它的引力。于是,牛顿利用他的运动定律把行星的向心加速度与太阳对它的引力联系起来了。 不仅如此,牛顿还认为,这种引力存在于所有物体之间,从而阐述了普遍意义下的万有引力定律。 这一节和下一节,我们将追寻牛顿的足迹,用自己的手和脑,重新“发现”万有引力定律。为了简化问题,我们把行星的轨道当做圆来处理。 [新课教学] 人类对行星运动规律原因认识的过程 略微介绍十七世纪前以及伽俐略,开普勒,笛卡儿的观点。 17世纪前:行星理所应当的做这种完美的圆周运动 伽利略:一切物体都有合并的趋势,这种趋势导致物体做圆周运动。 开普勒:受到了来自太阳的类似与磁力的作用. 笛卡儿:在行星的周围有旋转的物质作用在行星上,使得行星绕太阳运动. 到牛顿这个时代的时候,科学家们对这个问题有了更进一步的认识,例如胡克、哈雷等,他们认为行星绕地球运动受到太阳对它的引力,甚至证明了行星轨道如果为圆形,引力的大小跟太阳距离的二次方成反比,但无法证明在椭圆轨道下,引力也遵循这个规律。 牛顿在前人的基础上,证明了如果太阳和行星的引力与距离的二次方成反比,则行星的轨迹是椭圆,并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。接下来我们就跟随牛顿先生一起去研究这个万有引力定律。

高考物理一轮复习 第5章 万有引力与航天教案 新人教版

第14讲 万有引力定律及其应用 教学目标 1. 了解万有引力定律的发现过程,知道万有引力定律. 2. 知道第二宇宙速度和第三宇宙速度,会计算天体的质量和人造卫星的环绕速度. 重点:运用万有引力定律解决天体模型 难点:了解各种天体模型,知道它们的区别 知识梳理 一、开普勒行星运动定律 1. 开普勒第一定律(轨道定律):所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上。 2. 开普勒第二定律(面积定律):对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过的相等的面积。(近日点速率最大,远日点速率最小) 3. 开普勒第三定律(周期定律):所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等。 即 2 23 4G M K T a π==(M 为中心天体质量)K 是一个与行星无关的常量,仅 与中心天体有关 二、万有引力定律 1. 定律内容:宇宙间的一切物体都是相互吸引的,两个物体间的引力大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比。 2. 表达式:F=GmM/r 2 G 为万有力恒量:G=6.67×10-11 N·m 2 /kg 。 说明: (1)公式适用于质点间的相互作用。当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小 时,物体可视为质点。 (2)质量分布均匀的球体可视为质点,r 是两球心间的距离。 地球对物体的引力是物体具有重力的根本原因.但重力又不完全等于引力.这是因为地球在不停地自转,地球上的一切物体都随着地球自转而绕地轴做匀速圆周运动,这2ωr m f =, 就需要向心力.这个向心力的方向是垂直指向地轴的,它的大小是式中的r 是物体与地轴的距离,ω是地球自转的角速度.这个向心力来自哪里?只能来自地球对物体的引力F ,它是引力F 的一个分力如右图,引力F 的另一个分力才是物 体的重力mg . 在不同纬度的地方,物体做匀速圆周运动的角速度ω相同,而圆周 的半径r 不同,这个半径在赤道处最大,在两极最小(等于零).纬度为α处的物体随地球自转所需的向心力 α ωcos 2R m f = (R 为地球半 径),由公式可见,随着纬度升高,向心力将减小,在两极处Rcos α=0,f =0.作为引力的另一个分量,即重力则随纬度升高而增大.在赤道上,物体的重力等于引力与向心力之差.即.2 R Mm G mg =.在两极,引力就是重力.但由于地球的角速度很小,仅为10-5 rad /s 数量级,所以mg 与F 的差别并不很大. 在不考虑地球自转的条件下,地球表面物体的重力.R Mm G mg 2=这是一个很有用的结论. 从图1中还可以看出重力mg 一般并不指向地心,只有在南北两极和赤道上重力mg 才能向地心. 同样,根据万有引力定律知道,在同一纬度,物体的重力和重力加速度g 的数值,还随着物体离地面高度的增加而减小. 若不考虑地球自转,地球表面处有.2R Mm G mg =,可以得出地球表面处的重力加速度.2 R M G g =. 在距地表高度为h 的高空处,万有引力引起的重力加速度为g ',由牛顿第二定律可得: 2 )(h R Mm G g m +=' 即g h R R h R M G g 2 2 2) ()(+=+=' 如果在h =R处,则g '=g/4.在月球轨道处,由于r =60R,所以重力加速度g '= g/3600. 重力加速度随高度增加而减小这一结论对其他星球也适用. 二、万有定律的应用 1. 讨论重力加速度g 随离地面高度h 的变化情况: 物体的重力近似为地球对物体的引力,即2 )(h R Mm G mg +=。所以重 力加速度2 )(h R M G g +=,可见,g 随h 的增大而减小。 2. 算中心天体的质量的基本思路: (1)从环绕天体出发:通过观测环绕天体运动的周期T 和轨道半径r;就可以求出中心天体的质量M (2)从中心天体本身出发:只要知道中心天体的表面重力加速度g 和半径R 就可以求出中心天体的质量M 。 3. 解卫星的有关问题:在高考试题中,应用万有引力定律解题的知识常集中于两点: 一是天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力。即 222 22T r 4m r m r v m ma r Mm G π=ω===向 二是地球对物体的万有引力近似等于物体的重力,即mg R Mm G =2 从而得出2 gR GM = (黄金代换,不考虑地球自转) 4. 卫星:相对地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星。 ①定高:h=36000km ②定速:v=3.08km/s ③定周期:=24h ④定轨道:赤道平面 5. 万有引力定律在天文学上的应用主要是万有引力提供星体做圆周运动的向心力.人造地球卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系 ①由r v m r Mm G 2 2=得r GM v = r 越大,v 越小 ②由2 2 ωmr r Mm G =得 3r GM =ω r 越大,ω越小 ③由r T m r Mm G 2 2 24π=得GM r T 3 24π= r 越大,T 越大 行星和卫星的运动可近似视为匀速圆周运动,而万有引力是行星、卫星作匀速圆周运动的向心力。 6. 三种宇宙速度 第一宇宙速度(环绕速度):由mg=mv 2/R=GMm/R 2 得: V= 3109.7RG R G M ⨯==Km/s V 1 =7.9km/s ,是人造地球卫星长轴 短轴

万有引力与航天教案

7.1 行星的运动 知识与技能 1. 知道地心说和日心说的基本内容。 2. 知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。 3.知道所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,且这个比值与行星的质量无关,但与太阳的质量有关。 4.理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,真理是来之不易的。 过程与方法 1.通过托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识,了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。 情感态度与价值观 1. 澄清对天体运动神秘、模糊的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法。 2.感悟科学是人类进步不竭的动力。 教学重点 1. 理解和掌握开普勒行星运动定律,认识行星的运动。学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法,并有利于对人造卫星的学习。 教学难点 1.对开普勒行星运动定律的理解和应用,通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识。 教学过程 新课教学 引入: 7.2太阳与行星间的引力 7.3万有引力定律 知识与技能 1.理解太阳与行星间存在引力 2.能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式2r Mm G F 3.理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律 4.理解地面上物体所受的重力与天体间的引力是同一性质的力,即服从平方反比定律的万有引力 过程与方法 1.通过推导太阳与行星间的引力公式,体会逻辑推理在物理学中的重要性 2.体会推导过程中的数量关系 情感态度与价值观

1.感受太阳与行星间的引力关系,从而体会大自然的奥秘 2.通过学习认识和借鉴科学的实验方法,充实自己的头脑,更好地去认识世界,建立科 学的价值观 教学重点 1.根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式,记住推导出的引力公式 2.在研究具体问题时,如何选取参考系 3.质点概念的理解 教学难点 1.太阳与行星间的引力公式推导过程 2.什么情况下可以把物体看作质点 教具 多媒体视频 课时安排 1课时 教学过程 开普勒定律发现之后,人们便开始更深入的思考:行星为什么这样运动? 这节课我们“追寻着牛顿的足迹”,用自己的手和脑,重新“发现”万有引力定律。 一. 太阳对行星的引力 为了简化问题,行星的轨道按圆来处理,请猜想太阳与行星的引力与什么因数有关 研究的问题中,只有太阳、行星,那么他们之间的引力可能与太阳的质量、行星的质量、他们之间的距离以及行星与太阳之间的媒介物有关,还可能与太阳与行星的形状、大小有关。太阳与行星的是否可以看作质点?太阳与行星之间是真空,对太阳与行星的引力有无影响? 讨论小结:太阳与行星之间的引力应该与行星到太阳的距离、太阳的质量、行星的质量有关。我们先研究太阳对行星的引力,这样只研究引力与行星的质量以及太阳与行星之间的距离的关系。那么,F 与r 的定量关系是什么? 阅读教材:太阳对行星的引力部分。 让学生回答如何来进行理论分析 :根据开普勒行星运动定律,行星以太阳为圆心做匀速圆周运动,由太阳对行星的引力提供向心力。 (1) 向心力等于F= r mv 2 (2) 天文观测到行星周期T ,则v=22T r π代入上式得F=224T mr π (3) 根据开普勒第三定律k T a =23代入上式得224r m k F π= (4) 上式中k 24π对太阳系中任何行星都相同,因而F 与2r m 成正比,既F 2r m ∝ 结论:太阳对不同行星的引力与行星的质量成正比,与太阳与行星间的距离的二次方成反比。

高一下册物理教案:万有引力与航天

高一下册物理教案:万有引力与航天万有引力与航天 (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) 律的理解第三定律(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/ 。这个结果表明,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。所以万有引力即为行星或卫星作圆周运动的向心力。所以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,则向心力能够表示为:=G =ma=m =mr =mr =mr =m v。 2 五个比例关系。利用上述计算关系,能够导出与r相对应的比例关系。 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持续变化,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

高中物理必修万有引力与航天教案

6.1 行星的运动 知识与技能 1.知道地心说和日心说的基本内容. 2.知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上. 3.知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,且这个比值与行星的质量无关,但与太阳的质量有关. 4.理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,真理是来之不易的. 过程与方法 通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识,了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解. 情感、态度与价值观 1.澄清对天体运动裨秘、模糊的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法. 2.感悟科学是人类进步不竭的动力. 教学重点 理解和掌握开普勒行星运动定律,认识行星的运动.学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法,并有利于对人造卫星的学习. 教学难点 对开普勒行星运动定律的理解和应用,通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识. [新课导入] 【多媒体演示】天体运动的图片浏览。 教师:在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体,如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。关于天体的运动,历史上有过不同的看法.

(课件投影)中国古代天文学观 我国古代先民看到北极星常年不动,以及北斗七星等拱极星的回转,便以为星空是圆的,就像是一只倒扣着的半球大锅,覆整在大地上,而北极则是这盖天的顶,又认为地是方的,就像一张围棋盘,此即“天圆地方”说.东汉时的天文学家张衡提出“浑天”说,认为天就像一个大鸡蛋,地球就是其中的蛋黄. 中国古代通常将历法和天文联系在一起.历法注重天体运行的长时间段的重复周期,而不注重天体在三维空间中的运行情况.与古希腊人和中世纪的欧洲人不同,中国历法家很少关心宇宙结构方面的讨论.在汉朝的大部分时期,人们满足于这样的假设:有人居住的世界是一小块中心区域.靠近平面大地中央,这个平面大地是一个绕着倾斜的轴旋转的天球的直径面.天体在该天球的内面移动,但它们靠何种机制来进行这种运动则没有讨论.中国古代有丰富的天文记录.公元前第二个千年的后期,甲骨文中已记载了新星现象.从约公元苗200年开始,在官方文件中已有关于新星的连年记载,还有流星雨、彗星、日食、太阳黑子以及异乎寻常的云、板光之类的记载,或对蕾星的跟踪观测的记录.这些现象的观测者都使用了制作精良的大型浑天仪和其他刻度仪器,所观测的天体位置,其精确程度毫不逊色于欧洲在第谷之前的观测. 学生阅读后对探索宇宙产生兴趣. 师:在广袤无垠的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体.如太阳、月亮、夜空中闪烁的星星……吸引了人们的注意,智麓的头脑开始探索天体运动的奥秘.它们的运动是靠神的支配,还是物理规律的约束?经过不懈的努力,科学家们对它已有初步的了解,这一节让我们循着前人的足迹学习行星运动的情况. [新课教学] 一.“地心说”和“日心说”之争 [讨论与交流] 展示问题:

高中物理必修二《万有引力与航天》精品教案(全章整理)

高中物理必修二《万有引力与航天》精品 教案(全章整理) 行星运动的规律是由德国天文学家___发现的,他在对天文观测数据的分析中,总结出了三条行星运动定律。 1、椭圆轨道定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上,而不是在圆心上,这个定律的发现,是人类认识宇宙的一个重大突破。 2、面积速度定律 行星在椭圆轨道上的运动速度是不均匀的,但它在任意一段时间内所扫过的面积都是相等的。这个定律揭示了行星运动的速度和轨道的形状之间的关系,是对行星运动规律的一种深刻认识。 3、调和定律 ___发现了一个有趣的规律,就是行星公转周期的平方与行星到太阳平均距离的立方成正比。这个定律揭示了行星运动规律中,周期和轨道大小之间的关系,是对宇宙运动规律的一次重大发现。 三、行星运动的认识过程

人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,真理是来之不易的。从古至今,人们对行星运动的认识经历了地心说、___说、调和说等不同阶段,这些学说的提出和推翻,推动了人类认识宇宙的历史进程。 四、研究本节的意义 学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法,并有利于对人造卫星的研究。通过本节的研究,能够更好地理解宇宙的奥秘,感悟科学是人类进步不竭的动力。 1.剔除格式错误和有问题的段落。 2.改写每段话,使其更加通顺、简洁。 ___对___长期天文观察的结果进行了创造性的研究与思考。他最初想用___的太阳系模型来解释火星的运行轨道,但与___的观测结果有8分的误差。因此,他摒弃了天体匀速圆周运动的观点,从实际观测结果中寻找原则,并建立了开普勒定律,对行星的运动作出了更科学、更精确的描述,回答了“天体怎 样运动?”的问题。

第六章万有引力与航天教案

第六章万有引力及航天 第一节行星的运动 从古到今,人类不仅创作了关于星空的神话、史诗,也在孜孜不倦地探索日月星辰的运动奥秘.所谓“斗转星移”,从古希腊科学家托勒密的地心说、波兰天文学家哥白尼的日心说到丹麦天文学家第谷的观测资料和德国天文学家开普勒的三大定律,人们终于认识到了行星运动的规律. 1.了解地心说和日心说的基本内容及其代表人物. 2.知道人类对行星运动的认识过程是漫长的,了解对天体运动正确认识的重要性.3.理解开普勒三定律,知道其科学价值,了解第三定律中k值的大小只及中心天体有关. 4.了解处理行星运动问题的基本思路,体会科学家的科学态度和科学精神. 一、两种学说 二、开普勒行星运动定律

星无关的常量 三、开普勒行星运动定律的实际应用 1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在圆心. 2.对某一行星来说,它绕太阳转动的角速度(或线速度)大小不变,即行星做匀速圆周运动. 3.所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方比值都相等. 行星运动的模型 一、模型特点 1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在圆心. 2.对某一行星,它绕太阳运动的角速度(或环绕速度大小)不变,行星做匀速圆周运动. 3.所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值相同.若用r 表示轨道 半径,T 表示公转周期,则r 3 T 2=k. 二、典例剖析 飞船沿半径为r 的圆周绕地球运动,其周期为T ,如果飞船要返回地面,可在轨道上的某一点A 处,将速率降低到适当数值,从而使飞船沿着地心为焦点的特殊椭圆轨道运动,椭圆和地球表面在B 点相切,如图所示.如果地球半径为r 0,求飞船由A 点到B 点所需的时间. 解析:由开普勒第三定律知,飞船绕地球做圆周(半长轴和半短轴相等的特殊椭圆)运动时,其轨道半径的三次方跟周期的平方的比值,等于飞船绕地球沿椭圆轨道运动时其半长 轴的三次方跟周期平方的比值.飞船椭圆轨道的半长轴为r +r 02 ,设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T′,则有r 3T 2=(r +r 0)38T ′2 .而飞船从A 到B 点所需的时间为:t =T ′2=28⎝⎛⎭⎫1+r 0r 32·T. 答案:28 ⎝⎛⎭⎫1+r 0r 32·T 第二、三节 太阳及行星间的引力 万有引力定律

第七章 万有引力与宇宙航行 教案- 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

《第七章万有引力与宇宙航行》教案 学情分析 最近几十年中国航天事业高速发展,创造了一个又一个世界奇迹,让国人自豪,让民族骄傲。从1970年中国第一颗人造地球卫星东方红一号发射成功,到2019年长征五号重型火箭再一次发射成功,中国人正一步一步奔向太空,各项航天工程有序推进。学生通过各种媒体耳熟能详,神舟载人飞船、嫦娥探月工程、天空实验室、北斗卫星导航系统、风云系列气象卫星······这一系列辉煌成就都已载入中国航天史册,为本章的学习铺垫好了家国情怀的情感基础,增强了学生的责任感和国家认同感,每一节的学习都为学生打开了一扇通往太空的大门,学生怀揣着对地球之外的宇宙世界无与伦比的期待,开启本章的学习。 一、认知基础 高中之前,学生知道一些地心说、日心说等相关史实,对一些伟大的物理学家也有些了解,像牛顿、开普勒等,包括牛顿与苹果树的故事。 在本章之前,学生在必修1中学习过自由落体加速度g,知道自由落体加速度也叫重力加速度,海拔高度越高g越小,地球表面不同纬度g略有差异。但是,学生并不知道自由落体加速度为什么不是定值,且有进一步探究的愿望。通过对自由落体运动的学习,学生可以测定自由落体加速度,这为“地—月检验”和“称量”地球质量的学习奠定好了基础。学生对重力有了一定的了解,知道重力的方向是竖直向下,但是却不清楚为什么重力的方向不指向地心。在正确的认知下,学生带着一些疑问急需通过这一章的学习去解决。

在本章之前,学生在必修2中已经学会了如何描述圆周运动,建立起了一些基本物理概念,例如:线速度、角速度、周期、向心加速度、向心力等,掌握了圆周运动向心力表达式以及匀速圆周运动的方法,具备了推导太阳与行星间引力的知识基础。学生对离心运动和近心运动及产生条件有了一定的认识,为研究人造地球卫星的多次变轨后达到预定轨道做好了知识储备。本章在分析双星问题时,结合花样滑冰运动员在冰面上手拉手匀速圆周运动,学生能进一步加深对向心力表达式中半径r的理解。在生活中的圆周运动部分,通过学习汽车过拱形桥的失重现象,将地球看作一个巨大拱形桥,介绍了航天器中失重现象。但是,学生对航天器中失重现象为什么是完全失重,也只是初步认识,需要本章进一步学习,深化理解,提升认知。 学生在高中地理《宇宙中的地球》一章中,学习了“地球为什么会存在生命”。从地理学科的角度分析了存在生命的外部条件是安全和稳定,安全是指太阳系中八大行星“各行其道”,轨道具有共面性、近圆性、同向性;存在生命的内部条件是日地距离适中、自转和公转周期适中、质量和体积适中。地理中这部分内容与开普勒第一定律、高中阶段行星轨道按照圆轨道近似处理、赤道处的临界问题等存在交叉融合,能促进学生理解本章内容。 2012年神舟九号和天宫一号交会对接,宇航员刘洋做了几个演示实验:动力学方法测质量、单摆运动、水膜水球的演示,这些实验学生有些能理解,有些

相关主题
相关文档
最新文档