万有引力与航天.ppt

万有引力与航天万有引力与航天万有引力与航天1.一、新旧教材的比一、新旧教材的比较较1、2002年版物理教学大年版物理教学大纲纲“必修加必修加选选修修”中中该该内容和要求：内容和要求：万有引力定律（万有引力定律（B）人造地球人造地球卫卫星（星（A）宇宙速度（宇宙速度（A）牛牛顿顿力学适用范力学适用范围围（A）2.2、2003年版物理年版物理课课程程标标准准 通通过过有关事有关事实实了解万有引力定律的了解万有引力定律的发现发现过过程。知道万有引力定律。程。知道万有引力定律。认识发现认识发现万万有引力定律的重要意有引力定律的重要意义义。体会科学定律。体会科学定律对对人人类类探索未知世界的作用。探索未知世界的作用。会会计计算人造算人造卫卫星的星的环绕环绕速度。知道第二速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。宇宙速度和第三宇宙速度。初步了解初步了解经经典典时时空空观观和相和相对论时对论时空空观观，知道相知道相对论对论的建立的建立对对人人类认识类认识世界的影世界的影响。响。3.初步了解微初步了解微观观世界中的量子化世界中的量子化现现象，知象，知道宏道宏观观物体和微物体和微观观粒子的能量粒子的能量变变化特点，化特点，体会量子体会量子论论的建立深化了人的建立深化了人们对们对于物于物质质世界的世界的认识认识。通通过实过实例，了解例，了解经经典力学的典力学的发发展展历历程和程和伟伟大成就，体会大成就，体会经经典力学典力学创创立的价立的价值值与与意意义义，认识经认识经典力学的适用范典力学的适用范围围和局限和局限性。性。体会科学研究方法体会科学研究方法对对人人们认识们认识自然的重自然的重要作用。要作用。举举例例说说明物理学的明物理学的进进展展对对于自于自然科学的促然科学的促进进作用。作用。4.3、教材、教材变变化的分析化的分析（1 1）知）知识识内容增加，知内容增加，知识识的拓展空的拓展空间间增大；增大；（2 2）陈陈述述方方式式变变化化，从从知知识识描描述述转转化化为为问问题题探究；以多种探究；以多种栏栏目目设设置，打开科普置，打开科普视视窗；窗；（3 3）重重视视知知识识的的形形成成过过程程，以以提提高高学学生生科科学学思思维维能力能力 （4 4）重重视视科科学学方方法法、科科学学精精神神、人人文文精精神神的的渗透。渗透。5.二、教材分析与教学建二、教材分析与教学建议议 第一第一节节 行星的运行星的运动动 1、教材性、教材性质质与地位与地位（1 1）起始教材）起始教材对对全章起引全章起引领领性的作用。性的作用。（2 2）为为万有引力定律的学万有引力定律的学习习起起铺垫铺垫性的性的作用。作用。（3 3）知）知识识容容较较少，但包含着的科学史料十少，但包含着的科学史料十分丰富。分丰富。（4）教材是从运教材是从运动动学的角度描述天体运学的角度描述天体运动动的的。6.2、教学方法的、教学方法的选择选择以以问题问题探究与故事探究与故事讲讲解相解相结结合的方式合的方式组织课组织课堂教堂教学学 。3、探究点的、探究点的设设置置（1 1）探究地心）探究地心说说与日心与日心说说争争论论的焦点。的焦点。（2 2）探究开普勒行星运）探究开普勒行星运动动定律建立的定律建立的过过程。程。（3 3）探究）探究椭圆轨椭圆轨道特征。道特征。（4 4）探究开普勒行星运）探究开普勒行星运动动定律的物理意定律的物理意义义。3、宇宙模型的构建与、宇宙模型的构建与发发展展7.3、宇宙模型的宇宙模型的历历史史发发展展过过程：程：8.第二第二节节 太阳与行星太阳与行星间间的引力的引力1、教材性、教材性质质与地位与地位（1)1)属于科学属于科学过过程教育的素材程教育的素材 ；（2)2)是探究性比是探究性比较较强强的教学内容；的教学内容；（3)3)是从是从动动力学角度来研究的；力学角度来研究的；（4 4）是一种演）是一种演绎绎推理的推理的结结构。构。9.2、探究、探究过过程的程的设计设计(是本章的重要内容是本章的重要内容)问问题题的的提提出出：是是什什么么原原因因使使行行星星围围绕绕太太阳阳运运动动？猜猜想想与与假假设设：太太阳阳对对行行星星的的引引力力 F F应应该该与与行行星星到太阳的距离到太阳的距离r r有关。有关。简简化模型：化模型：行星行星轨轨道按照道按照“圆圆”来来处处理。理。演演绎绎与与推推理理：根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律和和开开普普勒勒定定律律进进行行计计算算 。结结论论的的得得出出 ：引引力力大大小小跟跟行行星星到到太太阳阳距距离离的的二二次方成反比次方成反比 10.第第3 3节节 万有引力定律万有引力定律1 1、教材性、教材性质质与地位与地位（1 1）是是对对上上一一节节教教学学内内容容的的进进一一步步外外推推，是是下下一一节节教教材材学学习习的的基基础础，是是本本章章的的重重点点知知识识；（2 2）是是猜猜想想、假假设设与与验验证证相相结结合合的的教教学学内内容；容；（3 3）是是一一种种演演绎绎思思维维与与归归纳纳思思维维相相结结合合的的推理推理结结构；构；（4 4）教材的立意）教材的立意还还在于物理理在于物理理论论必必须须接受接受实实践与践与实验实验的的检验检验。11.2、教学、教学过过程的程的设计设计（1 1）万有引力的猜想。）万有引力的猜想。（2 2）万有引力的）万有引力的检验检验。（3 3）万有引力定律的得出。）万有引力定律的得出。（4 4）万有引力定律的）万有引力定律的检验检验。12.第第4 4节节 万有引力理万有引力理论论的成就的成就1 1、教材性、教材性质质与地位与地位（1 1）是属于）是属于应应用性知用性知识识的教学内容；的教学内容；（2 2）是是使使万万有有引引力力定定律律在在应应用用中中得得到到进进一一步步检验检验；（3 3）是是使使学学生生演演绎绎思思维维能能力力得得到到进进一一步步训训练练；（4 4）教材的立意使学生感受用物理理）教材的立意使学生感受用物理理论论探探索未知世界的科学魅力，激索未知世界的科学魅力，激发发探究未知世探究未知世界界兴兴趣。趣。13.2、教学、教学过过程的程的设计设计 设计设计的核心的核心问题问题是分析万有引力是分析万有引力提供向心力。提供向心力。（1 1）实验实验室称量地球的室称量地球的质质量量（2 2）计计算天体的算天体的质质量量（3 3）预见预见并并发现发现未知行星。未知行星。（4 4）补补充：冥王星充：冥王星为为何出局。何出局。14.第五第五节节 宇宙航行宇宙航行1 1、教材性、教材性质质与作用与作用（1 1）介介绍绍万万有有引引力力的的实实践践性性成成就就，万万有有引力理引力理论论使人使人类实现类实现“飞飞天天”梦想；梦想；（2 2）是航天部分的重要知）是航天部分的重要知识识；（3 3）重点理解第一宇宙速度；）重点理解第一宇宙速度；（4 4）激）激发发学生科学献身精神；学生科学献身精神；（5 5）拓展学生科普知）拓展学生科普知识识。15.2、教学、教学过过程的程的设计设计 其知其知识识上的核心上的核心问题还问题还是分析万有引力提供向是分析万有引力提供向心力。心力。（1 1）宇宇宙宙速速度度：引引导导学学生生推推导导第第一一宇宇宙宙速速度度，知知道道第第二二宇宇宙宙速速度度和和第第三三宇宇宙宙速速度度物物理理意意义义，区区别别环绕环绕速度与速度与发发射速度；射速度；（2 2）在在“梦梦想想成成真真”栏栏目目里里，简简述述人人类类航航天天事事业业的的发发展史；展史；（3 3）在）在“科学漫步科学漫步”栏栏目里，介目里，介绍绍黑洞概念黑洞概念 ；（4 4）在在“STS”“STS”栏栏目目里里，着着重重于于展展示示航航天天事事业业与与人人类类生活的关系。生活的关系。（5 5）补补充有关充有关“地球同步地球同步卫卫星星”的定量的定量计计算和分算和分析了解太阳同步极地析了解太阳同步极地轨轨道气象道气象卫卫星等。星等。16.太阳同步太阳同步轨轨道和极道和极轨轨道道应应用用卫卫星星17.航天器和空航天器和空间应间应用系用系统统 18.第六第六节节 经经典力学的局限性典力学的局限性1 1、教材性、教材性质质与作用与作用（1 1）是是全全章章的的终终结结性性教教材材，属属于于介介绍绍性性质质的教材的教材；19.托勒玫想象地球托勒玫想象地球处处在宇宙中心，哥白尼在宇宙中心，哥白尼则设则设想太阳想太阳处处在中心，牛在中心，牛顿顿第一个用一个定律解第一个用一个定律解释释所有星体运所有星体运动动，爱爱因斯坦因斯坦则则用几何学的用几何学的时时空体系解空体系解释释星体的运星体的运动动。20.教材性教材性质质与作用与作用（2 2）使使学学生生正正确确认认识识物物理理学学理理论论的的发发展与适用范展与适用范围围；（3 3）引引领领学生思考科学的价学生思考科学的价值观值观；（4 4）教材的立意使学生了解近代物理）教材的立意使学生了解近代物理知知识识。21.2、教学、教学过过程的程的设计设计设计设计的思路按照物理学理的思路按照物理学理论论在三个在三个领领域的域的发发展展过过程程进进行。行。（1 1）从低速到高速的）从低速到高速的讨论讨论中，介中，介绍爱绍爱因斯坦的狭因斯坦的狭义义相相对对论论知知识识；（2 2）在在“科科学学漫漫步步”栏栏目目里里，介介绍绍时时间间、空空间间都都与与运运动动状状态态有关；有关；（3 3）在在宏宏观观与与微微观观的的介介绍绍中中，使使学学生生知知道道量量子子力力学学能能够够正确地描述微正确地描述微观观粒子运粒子运动规动规律；律；（4 4）在在“弱弱引引力力到到强强引引力力”栏栏目目中中，引引导导学学生生了了解解爱爱因斯坦广因斯坦广义义相相对论对论；（5 5）补补充：充：简单简单介介绍绍“宇宙大爆炸宇宙大爆炸”模型建立，宇宙微模型建立，宇宙微波背景与波背景与20062006年年诺贝诺贝尔尔物理学物理学奖奖；（6 6）在）在“科学足迹科学足迹”栏栏目里，引目里，引导导学生学生领领悟牛悟牛顿顿的科的科学精神、科学思想、科学思学精神、科学思想、科学思维维方法。方法。22.宇宙学是一个非常激宇宙学是一个非常激动动人心和活人心和活跃跃的的学科。我学科。我们为们为何在此？我何在此？我们们从何而来？从何而来？谢谢谢谢23.