高中物理-宇宙航行雙星問題教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

5節(jié)宇宙航行一、教學(xué)目標(biāo)確立的依（一）課標(biāo)分課標(biāo)要求會計(jì)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。課標(biāo)分析課課程標(biāo)準(zhǔn)第一個行為動詞是“計(jì)算屬于知識技能目標(biāo)里的解”的層次，通過對萬有引力定律的認(rèn)識，讓學(xué)生自己動手推導(dǎo)出雙星運(yùn)動的特點(diǎn)。第二個行為動詞是“知道屬于知識技能標(biāo)標(biāo)里“了解”的層次，通過閱讀課本及課下搜集資料，讓學(xué)生知第二宇宙速度和第三宇宙速度的數(shù)值及物理意義。第三個行為動（二）教材分教材地位和作用“雙星問題”屬于人教版—普通高中《物理》教材·必2—第六萬有引力定律為基礎(chǔ)主要復(fù)習(xí)了了萬有引力定律的成就分析了題一步學(xué)習(xí)研究天體物理問題的理論基礎(chǔ)內(nèi)內(nèi)容結(jié)構(gòu)思思想方法重重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn)：雙星運(yùn)動過程中各個物理量的比較及計(jì)難點(diǎn)：對雙星系統(tǒng)問題的分析思路的靈活運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生的建能力不不同版本教材比較在魯科版的教材萬有引力定律”的內(nèi)容在必修二的第五章（三）學(xué)情分地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星的學(xué)習(xí)使得學(xué)生在分析天體問題上有了一定的比較感興趣，主觀和客觀上都為這節(jié)課的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。中心天體運(yùn)動這一類型的問題，雙星模型對他們來講比較偏新穎，二、教學(xué)目通過觀看雙星的視頻使學(xué)生對雙星運(yùn)動有初步的認(rèn)識，通過對雙星特點(diǎn)的總結(jié)和分析，體會各物理量的關(guān)系，使學(xué)生能夠獨(dú)立推三、教學(xué)方四、教學(xué)活動設(shè)計(jì)（一）復(fù)習(xí)回1、萬有引力定律的內(nèi)2、解決天體問題的兩類基本思（二）引入：創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新雙星模型天文學(xué)上把兩個相距較近由于彼此的引力作用而沿各的軌道互相環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的恒星系統(tǒng)稱為“雙星”系統(tǒng)觀看雙星視（三）雙星系球1和星2繞其連線上O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，星球1的質(zhì)量為距離為r2,當(dāng)星1轉(zhuǎn)到位置A時星2轉(zhuǎn)到位置B。思考什么力提供星1和星2的向心力？它們的角速度有何關(guān)系雙星做圓周運(yùn)動的半徑r1、r2與質(zhì)量m1、m2的關(guān)系（推導(dǎo)）向心力大 角速 軌道半徑與質(zhì)量 【達(dá)標(biāo)檢測天文學(xué)上把兩個相距較近由于彼此的引力作用而沿各自的軌道運(yùn)動，則()A.兩子星的線速度的大小一定相等B. C.兩子星受到的向心力的大小一定相等D.兩子星的向心加速度的大的星體S1S2構(gòu)成兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一定點(diǎn)C做勻速圓周運(yùn)動由于天文觀察測得其運(yùn)動周期為CS1到點(diǎn)的距離為r1，S1S2的距離r，已知引力常量G.C 2 2 2BC ．4pr(r-r1BC

．4p

．4p2（四）知識類列判斷正確的是（A．兩人的線速度相同，約為1m/sB．兩人的角速度相同，為1rad/s2、兩個質(zhì)量分別是m1m2的光滑小球套在光滑水平桿上，用長為L的細(xì)線連接，水平桿隨框架以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動，兩球在桿上相對靜止如圖所示求兩球離轉(zhuǎn)動中心的距離R1和R2及細(xì)線的拉力通常可忽略其他星體對它們的引力作用已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式:其中一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個頂點(diǎn)上并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行.設(shè)每個星體的質(zhì)量均為假設(shè)這種形式下星體的運(yùn)動周期為,則星?A （六）知識總結(jié)（小組討論自主總結(jié)一、要明確雙星中兩顆子星做勻速圓周運(yùn)動的向心力來雙星中兩顆子星相互繞著旋轉(zhuǎn)可看作勻速圓周運(yùn)動，其向心力由兩運(yùn)動的向心力大小是相等的，利用萬有引力定律可以求得其大小。二、要明確雙星中兩顆子星勻速圓周運(yùn)動的運(yùn)動參量的關(guān)系的，角速度也是相等的，所以線速度與兩子星的軌道半徑成正比。三、要明確兩子星圓周運(yùn)動的動力學(xué)關(guān)系。G

M =M

=M物體

11r1M 2= 2=M物體 （七）板書設(shè)

22r2第六章萬有引力與航5宙航一、雙星系雙星模型天文學(xué)上把兩個相距較近由于彼此的引力作用而沿各的軌道互相環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的恒星系統(tǒng)稱為“雙星”系統(tǒng)總結(jié)：雙星特向心力大 角速 軌道半徑與質(zhì)量 二、知識類相似模三、思考討四、知識總（八）課后作1、月球與地球質(zhì)量之比約為1：80，有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng)他們都圍繞月球連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動據(jù)此觀點(diǎn)，可知月球與地球繞O運(yùn)動生物線速度大小之比約為（） C. 星體S1和S2構(gòu)成，兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一定點(diǎn)C勻速圓周運(yùn)動。由于文觀察測得其運(yùn)動周期為T，S1到C點(diǎn)的距離為r1，S1和S2的距離為r，已知引力常量為G。由此可求出S2的質(zhì)量為（）（2 2

2 2

D．3、雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動的周期為T,經(jīng)過一段時間演化后，兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎則此時圓周運(yùn)動的周期為（） k kn k星體的質(zhì)量都是M，兩者相距L，它們正圍繞兩者連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動。計(jì)算該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動周期T計(jì)算。5、天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星.雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍.利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動特征可推算出它們的總質(zhì)量.已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動,周期均為T的距離為r（萬有引力常量為G）（九）課外閱天狼伴星(天狼B)析學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中對萬有引力定心天體運(yùn)動這一類型的問題雙星模型對他們來講比較偏新穎效果分本本節(jié)課共設(shè)置了三個教學(xué)目標(biāo)，分別是從達(dá)成效果上看從達(dá)成效果上看3、在對本節(jié)知識的總結(jié)上，再次采用小組討論，個別展示的方式教材分11、教材地位和作用“雙星問題“雙星問題”屬于人教版—普通高中《物理》教材·必問進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究天體物理問題的理論基礎(chǔ)本節(jié)課屬于航天部分的重要知識，主要通過學(xué)生對雙星問題的分析，發(fā)學(xué)生的思考，進(jìn)一步加深對本節(jié)課的認(rèn)識重點(diǎn)：雙星運(yùn)動過程中各個物理量的比較及計(jì)5、不同版本教材比較評測練1、月球與地球質(zhì)量之比約為1：80，有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng)他們都圍繞月球連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動據(jù)此觀點(diǎn)，可知月球與地球繞O運(yùn)動生物線速度大之比約為 C. 星體S1和S2構(gòu)成，兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一定點(diǎn)C勻速圓周運(yùn)動。由于文觀察測得其運(yùn)動周期為T，S1到C點(diǎn)的距離為r1，S1和S2的距離為r，已知引力常量為G。由此可求出S2的質(zhì)量為（）2222

23423 p234232222

22222 222

B．

C．

D．3 n2k3 kn2 kn kn3、雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動的周期為T,經(jīng)過一段時間演化后，兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋兩星之間的3 n2k3 kn2 kn kn星體間的距離一般雙星系統(tǒng)距離其它星體很遠(yuǎn)可以當(dāng)做孤立系星體的質(zhì)量都是M，兩者相距L，它們正圍繞兩者連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動。計(jì)算該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動周期T計(jì)算。5、天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星.雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍.利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動特征可推算出它們的總質(zhì)量.已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動,周期均為T的距離為r（萬有引力常量為G）課后反本節(jié)課在教學(xué)環(huán)節(jié)的處理上采用在教師引導(dǎo)下學(xué)生自主思考與小組討論相結(jié)合的方式，這種處理方式會有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：通過學(xué)生自主性的提高，激發(fā)學(xué)生興趣。本節(jié)課的內(nèi)容與生活注重知識的積累和模型的建立。在雙星的特點(diǎn)總結(jié)出來之后，課堂