《第三章、萬有引力定律及其應(yīng)用》復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì)

1、學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載 10-11 學(xué)年下學(xué)期 二師附中高一物理第三章、萬有引力定律及其應(yīng)用復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì) 授課人：杜康 授課時(shí)間： 2011 年 4 月 7 日 一、教材分析 從內(nèi)容性質(zhì)與地位上看本章是圓周運(yùn)動(dòng)的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，是對(duì)第二章 圓周運(yùn)動(dòng)所涉及的基本概 念和規(guī)律在理解和應(yīng)用上的進(jìn)一步加深。從教材編寫要求和體系看，全章講述了萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程及其在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，其中萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的具體應(yīng)用是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)。這章書的特點(diǎn)是綜合、抽象、物理量間邏輯關(guān)系復(fù)雜，對(duì)學(xué)習(xí)者數(shù)理結(jié)合能力、邏輯思維能力要求比較高。通過這章書可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的數(shù)理結(jié)合能力和邏輯思維能力，提高學(xué)生學(xué)

2、習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感態(tài)度。 二、學(xué)情分析 通過這一章書的教學(xué)實(shí)踐看，本章內(nèi)容比較接近生活學(xué)生比較感興趣，但是萬有引力定律的應(yīng)用學(xué)生感到難理解。導(dǎo)致難點(diǎn)形成的原因有兩個(gè)：一是學(xué)生基礎(chǔ)較弱，但本章所涉及描述天體做圓周運(yùn)動(dòng)的物理量間邏輯關(guān)系復(fù)雜，如向心力、萬有引力、向心加速度、線速度、角速度、周期、軌道半徑，這些物理量間相互關(guān)系學(xué)生學(xué)習(xí)起來很煩惱；二是天體運(yùn)動(dòng)的模型較為抽象，構(gòu)建天體繞行模型時(shí)學(xué)生比較難理解。 為了消除學(xué)生學(xué)習(xí)的恐懼感，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，本節(jié)復(fù)習(xí)課通過學(xué)案引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本章書學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，在習(xí)題中滲透“在忽略天體自轉(zhuǎn)的情況下星體表面的重力等于萬有引力”和“天體的

3、繞行運(yùn)動(dòng)近似認(rèn)為是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)”這兩個(gè)解題思路，從而降低學(xué)習(xí)的難度，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生總結(jié)歸納的能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣。 三、三維教學(xué)目標(biāo) 1、 知識(shí)與技能 1）、歸納本章基本知識(shí)，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)； 2）、能綜合運(yùn)用萬有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)解決具體天體運(yùn)動(dòng)的問題； 3）、提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析、解決問題的能力。 2、過程與方法 1）、通過知識(shí)點(diǎn)的梳理，培養(yǎng)歸納總結(jié)、建立模型的能力與方法； 2）、通過運(yùn)用萬有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)解決具體天體運(yùn)動(dòng)的問題，掌握采取類比法分析新問題的能力與方法。 3、 情感態(tài)度與價(jià)值觀 培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和善于探索的思維品質(zhì)。 四、重點(diǎn)難點(diǎn) 1、教學(xué)重點(diǎn) 1）、歸納本章基本

4、知識(shí)，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)； 2）、綜合運(yùn)用萬有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)解決具體天體運(yùn)動(dòng)的問題； 2、教學(xué)難點(diǎn) 綜合運(yùn)用萬有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)解決具體天體運(yùn)動(dòng)的問題。 五、課時(shí)安排 1 課時(shí) 六、教具： 多媒體課件 學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載 七、教學(xué)過程 環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 說明 1、萬有引力定律 重 點(diǎn) 知 識(shí) 梳 理 F萬 G萬 m1 m2 ， G 6.67 10 11 N m2 / kg 2 r 2 這部分內(nèi) 2、萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用 容由學(xué)生 （ 1）、基本思路和方法（比較法） ： 課前完成， 、在忽略天體自轉(zhuǎn)影響時(shí)，近似認(rèn)為在天體表面的重力等于萬有引力 。 培養(yǎng)學(xué)生 、把天體的運(yùn)動(dòng)近似看成

5、勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供。 總結(jié)歸納 （ 2）、中心天體質(zhì)量，密度的估算。 的能力和 2 學(xué)習(xí)習(xí)慣。 Mm m 2 測(cè)出環(huán)繞天體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 r，周期為 T，由 G萬 2 r r T 課堂上，重 得被環(huán)繞天體的質(zhì)量為 M 4 2 r 3 M 3 r 3 點(diǎn)回顧萬 G萬 T 2 ，密度為 V G萬T 2R3 ，R 為被環(huán)繞 有引力定 天體的半徑。當(dāng)環(huán)繞天體在被環(huán)繞天體的表面運(yùn)行時(shí)， r R，則 3 2 。 律應(yīng)用的 GT 兩個(gè)思路、 （ 3）環(huán)繞天體的繞行速度， 角速度、加速度、周期與半徑的關(guān)系 （重點(diǎn)復(fù)習(xí)） 。 衛(wèi) 星 運(yùn) 行 、由 G萬 Mm 2 G萬 M 的規(guī)律、以

6、 m v 得 v ， r 越大， v 越小 r 2 r r 及第一宇 、由 G萬 Mm m 2 r 得 G萬 M 宙速度。并 ， r 越大， 越小 r 2 r 3 以兩個(gè)思 、由 G萬 Mm ma向 得 a向 G萬M 路為主線 2 ， r 越大， a向 越小 r 2 r 展開本章 Mm 4 2 4 2r 3 書得復(fù)習(xí)。 、由 G萬 2 m 2 r 得 T G萬 M ， r 越大， T 越大 r T 結(jié)論：衛(wèi)星繞同一中心天體運(yùn)行時(shí)， v、 、 a向、 T 由軌道半徑唯一決定， 而且除了周期 T 隨軌道半徑的增大而增大之外，其它三個(gè)物理量都是隨半徑的增 大而增大而減小。 學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載 （

7、4）、三種宇宙速度（發(fā)射速度） 、第一宇宙速度（環(huán)繞速度） ： v1 7.9km / s ，人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，衛(wèi) 星在軌道穩(wěn)定運(yùn)行的最大運(yùn)行速度。 、第二宇宙速度（脫離速度） ： v2 11.2km / s ，使物體掙脫地球引力束縛的最 小發(fā)射速度。 、第三宇宙速度（逃逸速度） ： v3 16.7km / s，使物體掙脫太陽引力束縛的最 小發(fā)射速度。 5）、同步衛(wèi)星：三定（定速、定高、定軌） 相對(duì)于地面靜止，定點(diǎn)在赤道正上方與地球自轉(zhuǎn)有相同的周期。 知識(shí)點(diǎn)：環(huán)繞天體的繞行速度，角速度、加速度、周期與半徑的關(guān)系。 1、現(xiàn)有兩顆繞地球勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星 A 和 B，它們的軌道半徑分別

8、為 rA 和 r B。如果 rA r B，則（ BCD ） 1、2 主要是從定性的 鞏固 練習(xí) 1 A 、衛(wèi)星 A 的運(yùn)動(dòng)周期比衛(wèi)星 B 的運(yùn)動(dòng)周期大 B、衛(wèi)星 A 線速度的大小比衛(wèi)星 B 的線速度大 C、衛(wèi)星 A 的角速度比衛(wèi)星 B 的角速度大 D、衛(wèi)星 A 加速度的大小比衛(wèi)星 B 的大 2、 如圖 21 所示， a、b、c 是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn) 動(dòng)的 3 顆衛(wèi)星，下列說法正確的是： ( D ) A 、 b、 c 的線速度大小相等，且大于 a 的線速度的大??； B、b、c 的向心加速度大小相等， 且大于 a 的向心加速度； C、c 加速可追上同一軌道上的 b，b 減速可等候同一軌道

9、上的 c； D、 a 衛(wèi)星由于某原因，軌道半徑緩慢減小，其線速度將增大。 a 地球 c 圖 21 角度去理 解衛(wèi)星的 運(yùn)行規(guī)律， 第 3 題定量分析衛(wèi)星 b 的運(yùn)行規(guī) 律，同時(shí)也 加深學(xué)生 對(duì)萬有引力定律中距離 r 的理 3、地球的半徑為 R，地面的重力加速度為 g，某衛(wèi)星距離地面的高度也為 R，設(shè) 解。 衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的有（ A ） 2gR 由淺入深， g 循序漸進(jìn)， A 、衛(wèi)星的線速度為 B、衛(wèi)星的角速度為 2 4R g 2R 通過簡單 C、衛(wèi)星的加速度為 D 、衛(wèi)星的周期為 2 的計(jì)算，突 2 g 破難點(diǎn) 學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載 5、某星球的質(zhì)量是地球的 8 倍，半徑是地

10、球的 4 倍，已知地球表面的 2 2 重力加速度為 gg 10m10m/ss，地球的第一宇宙速度為 8Km/s,求： 鞏固 g1 5m / s2 ） （1） 星球表面自由落體的加速度多大？（ 練習(xí) 2km / s ） （2） 該星球的第一宇宙速度多大？（ 8 2分析：（ 1）、在忽略天體自轉(zhuǎn)影響時(shí)，近似認(rèn)為在天體 表面 的重力等于萬有引力 2）、對(duì)第一宇宙速度的理解，則繞星體表面運(yùn)行的衛(wèi)星，軌道半徑與中心 天體半徑相等。 學(xué) 法 一種模型 ：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型 兩個(gè)思路 ：、在忽略天體自轉(zhuǎn)影響時(shí)，近似認(rèn)為在 天體表面 的重力等于萬有引 指 導(dǎo) 力 。、把天體的運(yùn)動(dòng)近似看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向

11、心力由萬有引力提供。 一種方法 ：比較法（類比法） 作為例題 講解進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)：掌握解決萬用引力定律兩種方法的同時(shí)了解類比法解決新問題的方法。 通過例題 和聯(lián)系引 導(dǎo)學(xué)生總 結(jié)方法 鞏固 練習(xí) 3 小 結(jié) 6、某星球的質(zhì)量約為地球的 9 倍，星球半徑為地球半徑的一半，若從地球上高 h 處平拋一物體，射程為 60m，則在該星球上，從同樣的高度，以同樣的初速度平 讓學(xué)生自 拋一物體，射程應(yīng)為多少？（地球表面重力加速度為 2 主完成，討 g 10m / s ） 2h 論交流，從 學(xué)法指導(dǎo)：（1）、由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí) 有 x v0 ，當(dāng)初速度和下落高度一樣 而掌握學(xué) g 習(xí)方法 的情況下， 射程由重力加速度絕對(duì)， 則將問題轉(zhuǎn)化為比較重力加速度； （ 2）、在星球 表面 附近近似認(rèn)為重力與萬有引力相等，利用上一題的方法求解。 1、 萬有引力定律 m1 m2 11 2 2 F萬 G萬 r 2 ， G 6.67 10 N m / kg 。 2、 萬有引力定律應(yīng)用的兩個(gè)方法（思路） 、在