萬有引力與航天教材分析及幾點建議(必修二模塊第六章).ppt

萬有引力與航天教材分析及幾點建議 （必修二模塊 第六章 ）,蘭州市集體大備課,主講：五十五中 裴發(fā)舉,知識主線：,天上人間,1通過有關(guān)事實了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程。知道萬有引力定律。認識發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義，體會科學定律對人類探索未知世界的作用 . 2會計算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度 3初步了解經(jīng)典時空觀和相對論時空觀，知道相對論對人類認識世界的影響。 4初步了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象，知道宏觀物體和微觀粒子能量變化的特點，體會量子論的建立深化了人類對于物質(zhì)世界的認識 5通過實例，了解經(jīng)典力學的發(fā)展歷程和偉大成就，體會經(jīng)典力學創(chuàng)立的價值與意義，認識經(jīng)典力學的適用范圍和局限性,一、課程目標,二、新、舊教材對比及分析,新教材大體繼承了原教材的知識線索，知識要求沒有大的變化。 新教材在“行星的運動”與“萬有引力定律”之間增加一節(jié)課文“太陽與行星間的引力”，旨在放緩萬有引力定律發(fā)現(xiàn)歷程的展現(xiàn)，為學生學習萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定更充分的知識基礎(chǔ)； “經(jīng)典力學的局限性”是共同必修模塊的最后一節(jié)課，在“萬有引力理論的成就”后面，用“經(jīng)典力學的局限性”來作為必修教材牛頓力學的結(jié)尾，是對學生所學經(jīng)典力學的一次總結(jié)。,三、新教材的特點,新教材充分展現(xiàn)萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，發(fā)展學生的科學思維能力：萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程猶如一部壯麗的科學史詩，它歌頌了前輩科學家的科學精神，也發(fā)現(xiàn)了科學發(fā)展過程中科學家們富有創(chuàng)造而有嚴謹?shù)目茖W思想，是發(fā)展學生思維能力難得的好材料。教科書在尊重歷史事實的前提下，通過一些邏輯思維的鋪墊，讓學生以自己現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)處身于歷史的背景下，經(jīng)歷一次自己發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程。,注重科學文化教育 科學意識、科學精神、科學價值觀等都是在科學發(fā)展的過程中形成的。牛頓時代的科學家們圍繞萬有引力的研究，經(jīng)歷了大量曲折頑強而又閃爍智慧的科學實踐。這些科學發(fā)展過程中的事例都是實現(xiàn)“情感、態(tài)度、價值觀”目標的好材料。,增進科學與生活、社會的聯(lián)系,正確評價經(jīng)典力學 教科書肯定了經(jīng)典力學的巨大成就，同時從三個方面介紹了經(jīng)典力學的局限性，讓學生知道科學成就總是在不斷發(fā)展的。但一個新的科學理論的建立并不意味著原有科學理論的推翻，而是原有科學理論在一定條件下成為新理論的一部分，科學理論的普適性總是相對的，科學是在不斷探索更廣泛適用的理論中得到發(fā)展。,四、課時建議,第一節(jié) 行星的運動 （1學時） 第二節(jié) 太陽與行星間的引力 （1學時） 第三節(jié) 萬有引力定律 （1學時） 第四節(jié) 萬有引力理論的成就 （2學時） 第五節(jié) 宇宙航行 （2學時） 第六節(jié) 經(jīng)典力學的局限性 （1學時）,教學建議,第一節(jié) 行星的運動 教材分析與教學建議 本節(jié)內(nèi)容對全章的教學起著引領(lǐng)性的作用，同時又為本章的重點內(nèi)容萬有引力定律的學習起一個鋪墊性的作用。本節(jié)內(nèi)容特點：知識容量較少，但包括的科學史料十分豐富。因此本節(jié)的教學設(shè)計應(yīng)立足于對學生進行科學精神、科學思想方法的教育。讓學生在科學家關(guān)于天體運動的研究歷史中感悟科學家求真、求簡的科學思想方法和科學精神-不僅要讓學生了解知識的結(jié)論，而且要讓學生了解知識結(jié)論得到的過程。,遠古人們就夢想飛出地球探索星空的奧秘。嫦娥奔月是廣為留傳的民間神話，體現(xiàn)了人類了解自然奧秘的渴望。,第二節(jié) 太陽與行星間的引力,舊教材：推導萬有引力定律的過程較粗，不太符合循序漸進的原則 新教材：“太陽與行星間的引力”獨立出來研究天體間的作用力，然后再利用一個課時研究萬有引力定律，把天上、地上聯(lián)系起來，天體間的萬有引力規(guī)律的推導更調(diào)理清晰，每一步的推導目的更明確，難度分散，使月地檢驗（在下一節(jié)）有充足的時間落實，并且使學生對物理知識的發(fā)展過程認識得更清晰。,二、教材分析：從行星運動規(guī)律到萬有引力定律的建立過程，是本章的重要內(nèi)容，是極好的科學過程教育素材，在行星運動規(guī)律與萬有引力定律兩節(jié)內(nèi)容之間安排本節(jié)內(nèi)容，是為了更突出發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的這個科學過程。如果說上一節(jié)內(nèi)容是從運動學角度來描述行星運動的話，那么本節(jié)內(nèi)容就是從動力學的角度來研究行星的運動。研究過程是一個依據(jù)已有規(guī)律進行的演繹推理過程。這節(jié)內(nèi)容與下一節(jié)內(nèi)容結(jié)合起來，應(yīng)該說是一個比較完整的探究過程。從問題的提出、猜想與假設(shè)、結(jié)論的得出、檢驗論證等，是一次很好的探究性學習過程。,問題設(shè)置: 1、行星繞太陽作勻速圓周運動，寫出行星需要的向心力表達式，并說明式中符號的物理意義。 2、行星運動的線速度v與周期T的關(guān)系式如何？為何要消去v？寫出要消去v后的向心力表達式 3、如何應(yīng)用開普勒第三定律消去周期T？為何要消去周期T？ 4、寫出引力F與距離r的比例式，說明比例式的意義,新教材的編寫，具有很強的邏輯關(guān)系，在教學過程中，要注意引力的關(guān)系式的推導不是公式的羅列，一定要讓學生搞清為什么用這個公式而不用那個公式；在推導過程中，用了哪些方面的知識（牛頓第二定律、牛頓第三定律、開普勒第三定律）？在使用牛頓第二定律中，屬于哪個方面的應(yīng)用（已知物體的運動情況，判斷物體的受力情況）？,第三節(jié) 萬有引力定律,一、教材分析與教學建議 本節(jié)內(nèi)容是對上一節(jié)教學內(nèi)容的進一步外推，是下一節(jié)內(nèi)容學習的基礎(chǔ)；是猜想、假設(shè)、與驗證相結(jié)合的教學內(nèi)容；是一種演繹思維與歸納思維相結(jié)合的推理知識建構(gòu)結(jié)構(gòu)。其立意還在于物理理論還必須接受實踐的檢驗。,“月-地檢驗 ” 在牛頓時代，重力加速度g、地球半徑R，月-地的距離(月球軌道半徑)r、月球的公轉(zhuǎn)周期T都能精確的測定，已知r=38108m，T=27.3天，g=9.8m/s2， r=60R,=0.0027m/s2,如果地球?qū)υ虑虻牧εc地球?qū)μO果的力同樣遵從“平方反比”律， 那么， 物體在地面附近受到的 ，則有 檢驗 a=0.0027m/s2 通過創(chuàng)設(shè)情景，引導學生定量計算，用無可辯駁的事實證明猜想的正確性，增強學生的理性認識。,第四節(jié) 萬有引力理論的成就,一、教材分析: 本節(jié)教學要求學生體會萬有引力定律經(jīng)受實踐的檢驗，取得了很大的成功；理解萬有引力定律巨大作用和價值，對它在科學史上所產(chǎn)生的重大影響無論怎樣估計都不是過分的。通過本節(jié)的學習，重點使學生深刻體會科學定律對人類探索未知世界的作用,激起學生對科學探究的興趣，培養(yǎng)熱愛科學的情感。本節(jié)分三個板塊：實驗室稱量地球質(zhì)量；計算天體質(zhì)量；發(fā)現(xiàn)未知天體。,一、教材分析: 1.本節(jié)屬于航天部分的重要知識，介紹萬有引力的重要成就。使學生知道是萬有引力理論使人類實現(xiàn)“飛天”夢想。教科書簡述了人類航天事業(yè)的發(fā)展，特別列舉了成功發(fā)射的人造地球衛(wèi)星的幾個實例，使學生通過展示人類在宇宙航行領(lǐng)域中的偉大成就，激發(fā)學生學習物理的熱情通過介紹我國在航天方面的成就，激發(fā)學生的愛國熱情，增強民族自信心和自豪感。感知人類探索宇宙的夢想，促使學生樹立獻身科學的人生觀和價值觀。本節(jié)既介紹航天成就，又談到人類為此付出的代價。全文最后以愛因斯坦的名言“一個人最完美和最強烈的情感來自面對不解之謎”