第七章万有引力与航天教材分析及教法建议
万有引力与航天教材分析及教法建议
本章通过介绍人类对行星运动规律的认识过程和牛顿建立万有引力定律的过程是对学生进行“过程与方法”“情感态度与价值观”教育的好教材。
充分展现万有引力定律发现的科学过程，发展学生的科学思维能力
增进科学与生活、社会的联系。
3
2
1
4
二.教材意图分析
5.注重科学文化、科学精神、人文精神的熏陶
●领略前辈科学家不屈不饶的探索精神和一丝不苟的科学态度
补充：冥王星为何出局
05
设计的核心问题是分析万有引力提供向心力。 ．
2、教学设计
介绍万有引力的实践性成就，万有引力理论使人类实现“飞天”梦想；
01
本节是航天部分的重要知识；
02
三个宇宙速度重点理解第一宇宙速度；
03
通过我国航天事业的发展介绍激发学生科学献身精神； 同时又拓展了学生科普知识。
04
第五节 宇宙航行
宇宙速度：引导学生推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度物理意义，区别环绕速度与发射速度；
在“梦想成真” 栏目里，简述人类航天事业的发展史；
02
在“科学漫步”栏目里，介绍黑洞概念 ；
在“STS”栏目里，着重于展示航天事业与人类生活的关系。
各种航天器的介绍，补充有关“地球同步卫星”的定量计算和分析．了解太阳同步极地轨道气象卫星等。
四、教科书关于发现万有引力定律的线索和思路
开普勒行星运动定律为万有引力规律的发现做出了什么贡献？ 根据普勒行星运动第三定律和匀速圆周运动公式，可以推导出： 太阳对行星的引力 。 （ m为行星质量、r为行星运动半径 ）
那么，行星对太阳的引力有什么规律？ 根据牛顿第三定律可以分析出：。 （M为太阳质量）
●开阔学生的视野，激励对未知的探索（黑洞）
万有引力与航天教材分析及教法建议
（M为太阳质量）
太阳与行星间的相互引力有什么规律？
由于以上F和的大小是相等的，所以： F mM 2
r
星体间相互引力规律适用于地球上的物体吗？
牛顿进行了月－地检验：说明天上和地下的物体都遵从以下相同的规律： mM ，这就是万有引力定律。公式中的G为引力常量。室测出了G的值，这使得万有引力的定量计算成为可能，我们能据此 计算出星体质量
高考要求
• • • • • 万有引力定律：二级要求 环绕速度： 二级要求 第二宇宙速度和第三宇宙速度：一级要求 经典时空观和相对论时空观： 一级要求 一般出选择题：例如2011年全国卷19.卫星电话信 号需要通地球同步卫星传送。如果你与同学在地 面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接 收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数 据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105m/s） • A.0.1s B..25s C.0.5s D.1s
第七章万有引力与航天教材分 析及教法建议
淄博七中 高一物理组
第七章 1 2 行星的运动
万有引力与航天
太阳与行星间的引力
3
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万有引力定律
万有引力理论的成就
5
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宇宙航行
经典力学的局限性
一.课程标准内容
1.通过有关事实了解万有引力定律的发现过程.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.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 3.初步了解经典时空观和相对论时空观,知道相对论对人类认识 世界的影响 4.初步了解微观世界中的量子化现象,知道宏观物体和微观粒子 的能量变化特点,体会量子论的建立深化了人类对于物质世界 的认识 5.通过实例,了解经典力学的发展历程和伟大成就,体会经典力学 创立的价值与意义,认识经典力学的使用范围和局限性 6.体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用.举例说明物理 学的进展对于自然科学的促进作用.
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
万有引力与航天（复习课）复习目标知识与技能1、了解万有引力定律在天文学上的应用2、会用万有引力定律计算天体的质量和密度（两种方法）3、会用万有引力定律结合圆周运动知识分析双星或多星系统相关问题4、能应用万有引力定律及其它知识认识并分析卫星各类问题5、掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法过程与方法通过求解太阳、地球的质量及各类卫星相关问题，培养学生理论联系实际的运用能力情感态度与价值观通过介绍用万有引力定律发现未知天体的过程，使学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辨证唯物主义观点教学重点1、强化四种本部分必须掌握的运动模型2、应用四种模型分析解决各类问题教学难点1、自转模型及应用2、卫星变轨问题课时安排1课时教学方法讲授法讨论法教学过程一、引入教师活动：1、本部分内容高考分析（考点分布、考点考试频率）2、针对高频考点提炼模型（公转、自转、双星与椭圆轨道模型）（同时强化重点知识体系）二、讲解情景一：四颗地球卫星a、b、c、d的排列位置如图所示,其中a是静止在地球赤道上还未发射的卫星,b是近地轨道卫星,c是地球同步卫星,d是月球,已知地球半径R，同步卫星轨道半径r,地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为V1，万有引力常量为G,地球自转周期为T.问题1：卫星绕地球做圆周运动，圆心在哪一位置，请用G、M、轨道半径r，表示卫星的线速度v,角速度ω,周期T，向心加速度a n。
问题2：设近地卫星轨道半径为R，试求a与b的线速度之比，向心加速度之比。
（用R、r表示）问题3：请用题干中的已知量表示a、b、c的重力加速度与向心加速度。
（用G、M、R、r、g表示）问题4：在上述情景中，可用哪些量来表示地球质量和密度？（用G、T、R、r、V表示）问题5：若某一时刻，b、c相距最近，从此时开始计时，b、c相距最近和最远需经多长时间？(若T b和T 已知)问题6：地月系统可看作双星系统，设地球和月球质量分别为M、m，地月距离为L,试求地球、月球的轨道半径之比，线速度之比，向心加速度之比，请用已知量表示地球、月球的周期和轨道半径。
第七章万有引力与宇宙航行【思维导图+考点通关】(解析版)
第七章万有引力与宇宙航行一、思维导图二、考点通关考点1行星的运动开普勒第一定律(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否定了行星圆形轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳准确的位置 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面积相等描述了行星在其轨道上运行时，线速度的大小不断变化。
解决了行星绕太阳运动的速度大小问题 开普勒第三定律(周期定律)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都相等⎝⎛⎭⎫a 3T 2＝k表明了行星公转周期与轨道半长轴间的关系，椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长；反之，其公转周期越短2．行星运动的近似处理实际上，行星的轨道与圆十分接近，在中学阶段的研究中我们可按圆轨道处理。
这样就可以说：(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，它绕太阳做圆周运动的角速度(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r 的三次方跟它的公转周期T 的二次方的比值都相等，即r 3T 2＝k 。
注：处理行星绕太阳(恒星)的运动问题时，根据题意判断行星轨道是需要按椭圆轨道处理，还是按圆轨道处理，当题中说法是轨道半径时，则可按圆轨道处理。
【典例1】“墨子号”是由中国自主研制的世界上第一颗空间量子科学实验卫星，标志着中国在量子通信技术方面走在了世界前列；其运行轨道为如图所示的绕地球E 运动的椭圆轨道，地球E 位于椭圆的一个焦点上。
轨道上标记了墨子卫星经过相等时间间隔⎝⎛⎭⎫Δt ＝T 14，T 为轨道周期的位置。
则下列说法正确的是( )A ．面积S 1>S 2B．卫星在轨道A点的速度小于其在B点的速度C．T2＝Ca3，其中C为常数，a为椭圆半长轴D．T2＝C′b3，其中C′为常数，b为椭圆半短轴【答案】C【解析】根据开普勒第二定律可知，卫星与地球的连线在相同时间内扫过的面积相等，故面积S1＝S2，A错误；根据开普勒第二定律，卫星在A点、B点经过很短的时间Δt，卫星与地球连线扫过的面积S A＝S B，由于时间Δt很短，则这两个图形均可看作扇形，则12v AΔt·r A＝12v BΔt·r B，且知r A<r B，则v A>v B，B错误；根据开普勒第三定律：所有行星轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等，即a3T2＝k，整理可得T2＝1k a3＝Ca3，其中C＝1k，为常数，a为椭圆半长轴，故C正确，D错误。
《万有引力与航天》教学建议 清华附中 孟卫东2011.3.9
天体质量 的计算 发现未 知天体 宇宙航行 、、、
天体运动 复杂 简单
开普勒 三定律 牛顿运 动定律
万有引力常量的测定 卡文迪许扭秤
教科书的线索
神奇的行星运动（行星的逆行），第谷的观测数据
↓
开普勒行星运动定律
↓
太阳对行星的引力
↓
行星对太阳的引力（作用力与反作用力）
↓
太阳与行星之间的引力
一.天体究竟做怎样的运动——“地心说”和“日心 说” 1.地心说：托勒密(90-168)Claudius Peolemy
—— 在古代，以希腊亚里士多德为代表，
认为地球是宇宙的中心。其它天体则以
地球为中心，在不停地运动。这种观点， 就是“地心说”。公元二世纪，天文学 家托勒密，把当时天文学知识总结成宇 宙的地心体系，发展完善了“地心说”， 描绘了一个复杂的天体运动图象。
拓展要求
• ⑥利用万有引力理论理解同步卫星的特点； • ⑦利用万有引力理论理解双星系统的动力学规 律； • ⑧利用课本46页《科学漫步-黑洞》了解黑洞。
由知识结构看本章的地位
人类对行星规 律的认识 “地心说“和”日心说” 轨道定律 面积定律 周期定律
开普勒行星运动定律
推理、发现过程 内容、公式、意义
挑战性 选择性 基础性 因材施教
• • • • •
一、课程标准内容； 二、考试说明要求； 三、课时分配建议； 四、教学设计和教学建议； 五、教材分析与教学建议。
一、课程标准内容
1.通过有关事实了解万有引力定律的发现过程.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.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 3.初步了解经典时空观和相对论时空观,知道相对论对人类认识世界 的影响 4.初步了解微观世界中的量子化现象,知道宏观物体和微观粒子的能 量变化特点,体会量子论的建立深化了人类对于物质世界的认识 5.通过实例,了解经典力学的发展历程和伟大成就,体会经典力学创 立的价值与意义,认识经典力学的使用范围和局限性 6.体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用.举例说明物理学的 进展对于自然科学的促进作用.
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________。
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
万有引力与航天（复习课）复习目标知识与技能1、了解万有引力定律在天文学上的应用2、会用万有引力定律计算天体的质量和密度（两种方法）3、会用万有引力定律结合圆周运动知识分析双星或多星系统相关问题4、能应用万有引力定律及其它知识认识并分析卫星各类问题5、掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法过程与方法通过求解太阳、地球的质量及各类卫星相关问题，培养学生理论联系实际的运用能力情感态度与价值观通过介绍用万有引力定律发现未知天体的过程，使学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辨证唯物主义观点教学重点1、强化四种本部分必须掌握的运动模型2、应用四种模型分析解决各类问题教学难点1、自转模型及应用2、卫星变轨问题课时安排1课时教学方法讲授法讨论法教学过程一、引入教师活动：1、本部分内容高考分析（考点分布、考点考试频率）2、针对高频考点提炼模型（公转、自转、双星与椭圆轨道模型）（同时强化重点知识体系）二、讲解情景一：四颗地球卫星a、b、c、d的排列位置如图所示,其中a是静止在地球赤道上还未发射的卫星,b是近地轨道卫星,c是地球同步卫星,d是月球,已知地球半径R，同步卫星轨道半径r,地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为V1，万有引力常量为G,地球自转周期为T.问题1：卫星绕地球做圆周运动，圆心在哪一位置，请用G、M、轨道半径r，表示卫星的线速度v,角速度ω,周期T，向心加速度a n。
问题2：设近地卫星轨道半径为R，试求a与b的线速度之比，向心加速度之比。
（用R、r表示）问题3：请用题干中的已知量表示a、b、c的重力加速度与向心加速度。
（用G、M、R、r、g表示）问题4：在上述情景中，可用哪些量来表示地球质量和密度？（用G、T、R、r、V表示）问题5：若某一时刻，b、c相距最近，从此时开始计时，b、c相距最近和最远需经多长时间？(若T b和T 已知)问题6：地月系统可看作双星系统，设地球和月球质量分别为M、m，地月距离为L,试求地球、月球的轨道半径之比，线速度之比，向心加速度之比，请用已知量表示地球、月球的周期和轨道半径。
《万有引力与航天》单元教学设计
《万有引力与航天》单元教学设计《《万有引力与航天》单元教学设计》这是优秀的教学设计文章，希望可以对您的学习工作中带来帮助！一、内容分析1、课程标准(1)通过有关事实了解万有引力定律的发现过程，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)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。
(3)初步了解经典时空观和相对论时空观，知道相对论对人类认识世界的影响。
(4)初步了解微观世界中的量子化现象，知道宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
(5)通过实例，了解经典力学的发展历程和伟大成就，体会经典力学创立的价值与意义，认识经典力学的适用范围和局限性。
(6)体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用，举例说明物理学的进展对于自然科学的促进作用。
2、本单元在教材中的地位，作用及主要内容本章主要知识是万有引力定律及其在天体运动中的应用，重点是的宇宙速度，卫星线速度，角速度周期等的计算比较，本章是匀速圆周运动，牛顿定律的进一步应用在高考中占一定的分数，除知识外，本章内容是对学生进行过程，方法，情感态度与价值观教育的好机会。
让学生充分体会人类对行星运动规律的认识过程和牛顿建立万有引力定律的过程，让学生充分体验托勒密哥白尼第谷开普勒布鲁斯弱。
伽利略等物理学家坚持真理，勇于创新和实事求是的科学态度，科学精神和科学思维方法。
让学生充分感知航天活动是一项高顶尖的事业，正改变着我们的生活及正确评价。
二、教学目标，知识与技能(1)知道开普勒行星运动三定律，了解开普勒第三定律中K值的大小只与中心天体有关，了解开普勒行星运动三定律的发现过程。
(2)能根据开普勒行星运动定律和牛顿定律，推导出太阳与行星间的引力表达式，了解万有引力定律的发现过程。
(3)知道万有引力定律，知道半径的物理意义，引力常数的大小和意义。
(4)了解万有引力定律在天文学上的重要应用，会用万有引力定律计算天体质量等问题，理解并运用万有引力定律，处理天气问题的思路和方法。
高一物理《万有引力与航天》(教案)
万有引力与航天万有引力定律【教材分析】万有引力定律的发现过程犹如一部壮丽的科学史诗，它歌颂了前辈科学家的科学精神，也展现了科学发展过程中科学家们富有创造性而又严谨的科学思维，是发展学生思维能力难得的好材料，本节课内容充分利用这些材料发展学生的科学思维能力。
教科书在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，让学生以自己现有的知识基础身于历史的背景下，经历一次“发现”万有引力的过程：6.26.3从上述物理学史进程中，可以看出《万有引力定律》这节内容是对上两节课教学内容的进一步推演,同时也是下节课教学内容的基础，是本章的教学重点之一，在高中物理中占有比较重要地位。
【教学目标】一、知识与技能1.了解“月—地”检验的理论推导过程，知道重物下落和天体运动的统一性。
2.理解万有引力定律的含义以及适用范围并会用万有引力定律公式解决简单的引力计算问题。
二、过程与方法在万有引力定律建立过程的学习中，学习发现问题、提出问题、猜想假设与理论论证的物理方法。
三、情感态度与价值观通过万有引力定律发现过程的学习，让学生体会物理规律对人类认识世界的作用。
【教学重点】万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是学生理解的难点，所以要根据学生反映，调节讲解速度及方法。
【教学难点】由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识，又无法进行演示实验，故应加强举例。
【高考分析】本章内容在高考中属于必考内容，出题形式为一个4分的选择题，虽然分值较小，但是考查内容为本章的所有重要知识点，本节课内容是为后面打下基础，为必考内容。
教学中应加以强调重要性。
【教学方法】科学探究法、启发诱导法、归纳总结法。
【教具】多媒体教学【教学过程】（一）引入新课在上一节我们经历了太阳与行星间引力的探究过程，学习了发现问题、提出问题、猜想假设、推理论证等思想方法。
我们推导出了太阳与行星间的引力规律，即2rMm G F =。
知道了行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳。
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
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()A．卫星A、B的运行周期的比值为T AT B＝41B．卫星A、B的运行线速度大小的比值为v Av B＝12C．卫星A、B的运行加速度的比值为a Aa B＝14D．卫星A、B至少经过时间t＝16π7Rg，两者再次相距最近总结：例4、如图所示是我国发射的“嫦娥三号”卫星被月球俘获的示意图，“嫦娥三号”卫星先绕月球沿椭圆轨道Ⅲ运动，在P点经两次制动后最终沿月球表面的圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动，已知圆轨道半径为r，椭圆Ⅲ的半长轴为4r，卫星沿圆轨道Ⅰ运行的周期为T，则下列说法中正确的是()A．“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅱ上运行的机械能大于在轨道Ⅲ上通过题来巩固学情分析本学年所带班级成绩较好，物理的学习也比较让人满意。
对万有引力与航天的接受能力相对来说比较好一点，但总来说，学生对于圆周运动的认识还不是很深刻，同时对圆周运动的认识局限性也很大，仅仅认为地面上的物体在满足圆周运动规律的时候做圆周运动，天体运动的神秘性使学生并没有直观的感受和想象力。
我们国家是航天大国、航天强国。
对学生更要进行爱国主义的教育，激发学生的学习热情。
由于学生学习过本章后，对万有引力有关内容有了初步的了解，这时的学生已经认识到了天体运动的大致模型，但是对于相关的计算，以及特殊卫星和天体的认识不到位。
这是本节课需要加强的，同时，需要建立起学生的知识网络。
以及纠正学生的一些错误观念，拓宽学生对一些常见天文现象的认识。
尤其是我们国家在航天事业上在国际上处于领先地位，因此更应该培养学生们的这种为国奉献的精神。
效果分析在学习万有引力与航天的过程中，学生具备了一定的知识基础，因此章末复习中要注重让学生形成知识网络，同时巩固学生的计算能力。
在本科的设计过程中，我注重对学生知识生成性的培养，同时鼓励学生大胆尝试、团队合作等充分调动学生学习的积极性。
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• 7.科学探究贯穿于整个课程 • 教学中的科学探究是课程理念的体现 • 提出问题、猜想与假设、设计实验、进行 实验、分析与论证、评估、交流与合作
6.改变学生的学习方式 教材的不同写法代表了不同的教学理念 演示实验只写做法，不写将要出现的现象， 更不写结论。目的：鼓励学生 ――细心观察、独立思考、同伴交流、师生 互动 ――改变学习方法
2、教学设计
设计的思路按照物理学理论在三个领域的发展过程进行。 （1）从低速到高速的讨论中，介绍爱因斯坦的狭义相 对论知识； （2）在“科学漫步” 栏目里，介绍时间、空间都与运 动状态有关； （3）在宏观与微观的介绍中，使学生知道量子力学能 够正确地描述微观粒子运动规律； （4）在“弱引力到强引力” 栏目中，引导学生了解爱 因斯坦广义相对论； （5）补充：简单介绍“宇宙大爆炸”模型建立，宇宙 微波背景与2006年诺贝尔物理学奖； （6）在“科学足迹” 栏目里，引导学生领悟牛顿的科 学精神、科学思想、科学思维方法。
这节是对上一节教学内容的进一步外推，是 下一节教材学习的基础，是本章的重点知 识； 内容的教学采用猜想、假设与验证相结合, 将演绎推理与归纳相结合;使学生体会到物 理理论必须接受实践与实验的检验。
2、教学设计
万有引力的猜想 万有引力的检验 万有引力定律的得出 万有引力定律的检验
第4节 万有引力理论的成就
根据牛顿第三定律可以分析出：。 M F
r
2
（M为太阳质量）
太阳与行星间的相互引力有什么规律？
由于以上F和的大小是相等的，所以： F mM 2
r
星体间相互引力规律适用于地球上的物体吗？
牛顿进行了月－地检验：说明天上和地下的物体都遵从以下相同的规律： mM ，这就是万有引力定律。公式中的G为引力常量。 F＝G
七.教学要求的把握
1.不必涉及船速小于水速时渡船位移最小的 问题。 2.不必涉及需要用余弦定理解决的问题。
3.有关平抛运动与斜面结合的问题不作要求。 4.不要求计算斜抛运动的射程与射高问题。
5.不宜过多和过难涉及圆周运动中的运动学 问题，尤其是转动中的追及问题。 6.不宜将推导向心加速度公式作为检测或考 核内容。 7.不要求分析变速圆周运动中有切向加速度 时分析向心力的情形。 8.不要求定量分析和计算在竖直平面圆周运 动中除最高点和最低点以外的各点的受力情 况，切向分力和法向分力只用来定性分析。
●开阔学生的视野，激励对未知的探索（黑洞）
●认识科学总是在探索更广泛适用的理论中发展 ●体会名人名言的哲理 开普勒、牛顿、爱因斯坦、霍金， 马克· 吐温、萧伯纳、梁启超
三.第七章课时分配建议(共7课时)
1.行星的运动
2 太阳与行星间的引力 3 万有引力定律 4 万有引力理论的成就
1课时
1课时 1课时 1课时
•
9.避免进入误区
• 不可能对知识要求做出刚性的解释 • “刚性的解释”： • 是否要求计算、所用公式能否变形、综合应用时解题过程不能超过几 步…… • 例： • 《课程标准》10页要求 “知道万有引力定律”，而在6 页关于行 为动词的说明中，“知道”与“计算”不是同一层次的要求。 • 有人由此得出结论：对于万有引力定律不要求计算（？） • 于是说课标应该修改万有引力定律要求的表述，或者修改行为动词的 解释。 • 另一方面 • 如果“知道”层次排除计算，13页“知道胡克定律”该怎么办？ • 然而 • 如果“知道”层次都要求计算，47页“知道电子云”该怎么办？ • 结论 • 课标给出的“知道”、“理解”等要求是相对的 • 教师要有足够的能力根据知识在物理学中的地位、高中学生的基础和 学习能力等几方面的因素，做出正确处理。 • 几十年来的中国中学物理教育史证明 • 1. 在教学大纲、课程标准中用文字来限制知识与习题难度的企图是做 不到的。 • 2. 纠缠于考试题在“纲内”、“纲外”使我们迷失方向
第七章万有引力与航天教材分 析及教法建• • •
一.课程标准内容 二.新旧教材章节结构比较 三.教材变化的意图分析 四.第七章课时分配建议(共7课时) 五.教学设计及教法建议
• 六.教学注意事项 • 七.教学要求的把握
一.课程标准内容
1.通过有关事实了解万有引力定律的发现过程.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.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 3.初步了解经典时空观和相对论时空观,知道相对论对人类认 识世界的影响 4.初步了解微观世界中的量子化现象,知道宏观物体和微观粒 子的能量变化特点,体会量子论的建立深化了人类对于物 质世界的认识 5.通过实例,了解经典力学的发展历程和伟大成就,体会经典 力学创立的价值与意义,认识经典力学的使用范围和局限 性 6.体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用.举例说明物 理学的进展对于自然科学的促进作用.
二.新、旧教材章节结构对比
新 原
第七章
万有引力与航天
第六章 一、行星的运动
万有引力定律
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行星的运动
太阳与行星间的引力 万有引力定律 万有引力理论的成就 宇宙航行
二、万有引力定律
三、引力常量的测定
四、万有引力定律在天文学上的应用 五、人造卫星 宇宙速度
6 ； 经典力学的局限性
六、行星、恒星、星系和宇宙
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引力常量G的值等于多少？
卡文迪许在实验室测出了G的值，这使得万有引力的定量计算成为可能，我们能据此 计算出星体质量
5. 陈述方式变化、从知识描述转
化为问题探究，以多种栏目 设置、打开科普视窗。增进 科学与生活、社会的联系
6.注重科学文化、科学精神、人文精神的熏陶
●领略前辈科学家不屈不饶的探索精神和一丝不苟的 科学态度
第五节 宇宙航行
介绍万有引力的实践性成就，万有引力理论使 人类实现“飞天”梦想； 本节是航天部分的重要知识； 三个宇宙速度重点理解第一宇宙速度； 通过我国航天事业的发展介绍激发学生科学献 身精神； 同时又拓展了学生科普知识。
2、教学设计
其知识上的核心问题还是分析万有引力提供 向心力。 （1）宇宙速度：引导学生推导第一宇宙速度，知 道第二宇宙速度和第三宇宙速度物理意义，区别 环绕速度与发射速度； （2）在“梦想成真” 栏目里，简述人类航天事 业的发展史； （3）在“科学漫步”栏目里，介绍黑洞概念 ； （4）在“STS”栏目里，着重于展示航天事业与人 类生活的关系。 （5）补充有关“地球同步卫星”的定量计算和分 析．了解太阳同步极地轨道气象卫星等。
• 问题的提出：是什么原因使行星围绕太阳运动？ • 猜想与假设：太阳对行星的引力 F 应该与行星到 太阳的距离r有关。 • 简化模型：行星轨道按照“圆”来处理。 • 演绎与推理：根据牛顿第二定律和开普勒定律进 行计算 。 • 结论的得出 ：引力大小跟行星到太阳距离的二次 方成反比……
第3节
万有引力定律
本节是属于应用性知识的教学内容； 使万有引力定律在应用中得到进一步检验； 通过教学使学生演绎思维能力得到进一步 训练； 教材的立意是使学生感受用物理理论探索 未知世界的科学魅力，激发探究未知世界 兴趣。
2、教学设计
设计的核心问题是分析万有引力提供向心力。
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实验室称量地球的质量 计算天体的质量 预见并发现未知行星 补充：冥王星为何出局
4.充分展现万有引力定律发现的科 学过程，重视知识的形成过程， 以提高学生思维能力
开普勒行星运动定律为万有引力规律的发现做出了什么贡献？
根据普勒行星运动第三定律和匀速圆周运动公式，可以推导出： 太阳对行星的引力 。 F m （ m为行星质量、r为行星运动半径 ）
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那么，行星对太阳的引力有什么规律？
5 宇宙航行
6 经典力学的局限性 复习评估
1课时
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四、教材分析与教法建议 第一节 行星的运动
这一节是起始教材对全章起引领性的作用。 为万有引力定律的学习起铺垫性的作用。 本节结论性的知识较少，但包含着的科学 史料十分丰富。 教材是从运动学的角度描述天体运动的 。
教学设计
• 以问题探究与史料讲解相结合的方式组织课堂 教学 。
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三.教材变化及意图分析
1.新教材大体继承了原教材的知识线索，在关于 “万有引力与航天”方面的知识要求没有大的变 化。 2.新教材在“行星的运动”与“万有引力定律”之 间增加一节课文“太阳与行星间的引力”，旨在 放缓万有引力定律发现历程的展现，为学生学习 万有引力定律的发现奠定更充分的知识基础 3.“经典力学的局限性”是共同必修模块的最后一节 课，在“万有引力理论的成就”后面，用“经典 力学的局限性”来作为必修教材力学的结尾，是 对学生所学经典力学的一次总结。
探究地心说与日心说争论的焦点
探究开普勒行星运动定律建立的过程。
探究椭圆轨道特征
探究开普勒行星运动定律的物理意义
3、宇宙模型的历史发展过程：
第二节 太阳与行星间的引力
本节属于科学过程教育的素材 ； 是探究性比较强的教学内容； 教材是从动力学角度来研究的； 知识的逻辑结构是一种演绎推理的结构。
2、探究设计(是本章的重要内容 )
• 5.重视学生体验---观念和意识是很难通过集中灌 输来形成的 • 新课程的各种体验性活动有利于实践意识的形成 • 实践活动：按图制作飞镖，抛出后观察飞镖飞行 方向的变化和落地时插入泥土的方向。 • 我国航天事业的巨大成就介绍会激发学生积极的 情感体验,有利于形成科学的世界观和价值观 • 6.经典力学的成就及局限性的介绍使学生意识到 理论的发展是辨证的,人类对自然界的探索是永无 止境的.
引用高考试题（特别是各种试卷的难题） 不能很好体现教学要求； “一步到位” 的做法肯定不利于教学， 既增加了学生的负担，又做了无用功； 在命题时能够按照《教学指导意见》命题。
六.新课程教学设计特点
*重视过程与方法的教学 1。曲线运动速度方向的结论的得出通过举例、实 验、理论分析、概括形成，有利于学生形成科学 的思维方式 2。探究平抛运动的规律是探究性实验。注重体现 抛体运动的普遍规律；不仅仅是平抛运动的解题 方法；注重跟数学学科的横向联系，把数学中的 学习内容及其术语跟物理学融合起来 3。向心加速度的教学设计，采用理论、实验、体 验相结合的教学按排 4.利用物理学史充分展示万有引力定律的建立过程