第一篇：《萬(wàn)有引力與航天》教學(xué)反思

物理教學(xué)的過(guò)程要有科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性、條理性。在日常教學(xué)中要遵循這一原則，但有時(shí)我們自認(rèn)為給學(xué)生講清楚了，但在學(xué)生的理解總是顯的似是而非模棱兩可，看似懂了，實(shí)際上卻是錯(cuò)的。這需要老師對(duì)學(xué)生撥開(kāi)迷霧，尋找光明的道路。在物理教學(xué)過(guò)程中，我最近就遇到了這樣的問(wèn)題。

在必修②第六章萬(wàn)有引力定律與航天的教學(xué)中，學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律、天體的運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)。對(duì)于這些運(yùn)動(dòng)，我們都可近似認(rèn)為是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是前面一章勻速圓周運(yùn)動(dòng)的延續(xù)。研究圓周運(yùn)動(dòng)的重點(diǎn)是知道向心力的來(lái)源。某一天體圍繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力由萬(wàn)有引力提供，這一點(diǎn)是這章教學(xué)中的主線。而在第五節(jié)宇宙航行教學(xué)中推導(dǎo)第一宇宙速度時(shí)：設(shè)地球的質(zhì)量m，衛(wèi)星的質(zhì)量m，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)速度v，衛(wèi)星的軌道半徑為r，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有：得，對(duì)于地面附近的人造衛(wèi)星，可近似認(rèn)為到軌道半徑等于地球半徑，即r=R，將地球質(zhì)量m=5.98ⅹ1024kg和地球半徑R=6.4ⅹ106m帶入解得V=7.9km/s，這就是人造衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，稱為第一宇宙速度，也稱為環(huán)繞速度。

在課堂教學(xué)中，我根據(jù)以上分析后，問(wèn)學(xué)生懂了沒(méi)有？他們都都說(shuō)懂了。為了鞏固知識(shí)，要求學(xué)生完成課堂練習(xí)：現(xiàn)代宇宙學(xué)理論告訴我們，恒星在演變的過(guò)程中，會(huì)形成一種密度很大的天體，成為白矮星或中子星，1m3的中子星物質(zhì)的質(zhì)量為1.5×1017kg。若某一中子星半徑為10km，求此中子星的第一宇宙速度？

大約5分鐘后，我叫了學(xué)生到黑板上演算，其他的學(xué)生在下面演算，課時(shí)發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生無(wú)從下手。還有一些學(xué)生寫(xiě)了一堆公式，不著邊際。為什么有這種情況？我反思自己教學(xué)中存在的問(wèn)題：首先，目標(biāo)落實(shí)不到位。沒(méi)有充分體會(huì)體現(xiàn)新課程的三維目標(biāo)。其次，教學(xué)過(guò)于死板，缺少讓學(xué)生參與的機(jī)會(huì)，總是自己講的多，學(xué)生參與的少。第三，不能根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，由于學(xué)生缺乏空間想象能力、知識(shí)遷移的能力，如果不設(shè)置梯子，讓學(xué)生們?nèi)ヅ?，怎能不摔跟頭？對(duì)于新知識(shí)應(yīng)該循序漸進(jìn)，由簡(jiǎn)入繁。

第二篇：萬(wàn)有引力與航天

《萬(wàn)有引力與航天》復(fù)習(xí)練習(xí)

一、選擇題

1、由于通訊和廣播等方面的需要，許多國(guó)家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的（）

A.質(zhì)量可以不同B.軌道半徑可以不同

C.軌道平面可以不同D.速率可以不同

2、地球繞太陽(yáng)的軌道可以認(rèn)為是圓，已知地球的半徑為R，地球赤道表面的重力加速度為g，地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的周期為T(mén)，從太陽(yáng)發(fā)出的光經(jīng)過(guò)時(shí)間t0到達(dá)地球，光在真空中的傳播速度為c.根據(jù)以上條件可推算太陽(yáng)質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為（）

4π2c2t24π2c3t3gR2T24π2gR2TA.B.C.D.TRgTRgct4πct003、2011年9月29日晚21時(shí)16分，我國(guó)將首個(gè)目標(biāo)飛行器“天宮

一號(hào)”發(fā)射升空，它將在兩年內(nèi)分別與“神舟八號(hào)”“神舟九

號(hào)”“神舟十號(hào)”飛船對(duì)接，從而建立我國(guó)第一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室.假如

“神舟八號(hào)”與“天宮一號(hào)”對(duì)接前所處的軌道如圖甲所示，圖乙

是它們?cè)谲壍郎霞磳?duì)接時(shí)的模擬圖.當(dāng)它們處于圖甲所示的軌道

運(yùn)行時(shí)（此時(shí)的軌道均視做圓形軌道），下列說(shuō)法正確的是（）

A.“神舟八號(hào)”的運(yùn)行線速度比“天宮一號(hào)”的運(yùn)行線速度大

B.“神舟八號(hào)”的線速度可能大于7.9km/s

C.“神舟八號(hào)”的運(yùn)行周期比“天宮一號(hào)”的運(yùn)行周期長(zhǎng)

D.“神舟八號(hào)”通過(guò)制動(dòng)減速變軌后可實(shí)現(xiàn)與“天宮一號(hào)”對(duì)接

4、我國(guó)發(fā)射的“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”在對(duì)接前，“天宮一號(hào)”的運(yùn)行軌道高度為350km，“神舟八號(hào)”的運(yùn)行軌道高度為343km.它們的運(yùn)行軌道均視為圓周，則（）

A.“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”速度大

B.“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”周期大

C.“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”角速度大

D.“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”加速度大

5、如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶.假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽(yáng)的引力，并繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).下列說(shuō)法正確的是（）

A.太陽(yáng)對(duì)各小行星的引力相同

B.各小行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期均小于一年

C.小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度值大于外側(cè)小行星的向心加

速度值

D.小行星帶內(nèi)各小行星圓周運(yùn)動(dòng)的線速度值大于地球公轉(zhuǎn)的線速度值6、2012年6月18日14時(shí)許，在完成捕獲、緩沖、拉近和鎖緊程序后，“神舟九號(hào)”與“天宮一號(hào)”緊緊相牽，中國(guó)首次載人交會(huì)對(duì)接取得圓滿成功.對(duì)接完成、兩飛行器形成穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的組合體后，航天員于17時(shí)22分進(jìn)入“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器.“神舟九號(hào)”飛船發(fā)射前約20天，“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器從350km軌道上開(kāi)始降軌，進(jìn)入高度約為343千米的近圓對(duì)接軌道，建立載人環(huán)境，等待與飛船交會(huì)對(duì)接.根據(jù)以上信息，若認(rèn)為它們對(duì)接前、后穩(wěn)定飛行時(shí)均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）

A.“天宮一號(hào)”在350km軌道上飛行的速度比第一宇宙速度大

B.“天宮一號(hào)”在350km軌道上飛行的動(dòng)能比在343km對(duì)接軌道上的小

C.“天宮一號(hào)”在350km軌道上飛行的周期比在343km對(duì)接軌道上的小

D.“天宮一號(hào)”在350km軌道上飛行的向心加速度比在343km對(duì)接軌道上的大

7、宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用.設(shè)四星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量均為m，半徑均為R，四顆星穩(wěn)定分布在邊長(zhǎng)為a的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上.已知萬(wàn)有引力常量為G，關(guān)于四星系統(tǒng)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（忽略星體自轉(zhuǎn)）（）

aA.四顆星圍繞正方形對(duì)角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B.四顆星的軌道半徑均為

2mC.四顆星表面的重力加速度均為GD.四顆星的周期均為R2a（4＋2）Gm8、2011年11月29日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭，成功地將第9顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空軌道.“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)將由5顆靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成（如圖所示），30顆非靜止軌道衛(wèi)星中有27顆是中軌道衛(wèi)星，中軌道衛(wèi)星平均分布在傾角為55°的三個(gè)平面上，軌道高度約21500km，靜止軌道衛(wèi)星的高度約為36000km，地球半徑約為6400km.?279≈0.53，下列關(guān)于北斗導(dǎo)航?42

43衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是（）

A.靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度比中軌道衛(wèi)星的向心加速度大

B.靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星的線速度均大于地球的第一宇宙速度

C.中軌道衛(wèi)星的周期約為12.7h

D.地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的向心加速度比靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大

9、美國(guó)宇航局在2011年12月5日宣布，他們?cè)谔?yáng)系外發(fā)現(xiàn)了一顆類似地球的、可適合人類居住的行星—“開(kāi)普勒－22b”，該行星環(huán)繞一顆類似于太陽(yáng)的恒星運(yùn)動(dòng)的周期為290天，它距離地球約600光年，體積是地球的2.4倍.已知萬(wàn)有引力常量和地球表面的重力加速度，假定該行星環(huán)繞這顆類似于太陽(yáng)的恒星運(yùn)動(dòng)的軌跡為圓軌道，根據(jù)以上信息，下列推理中正確的是（）

A.若已知該行星的軌道半徑，可求出該行星所受的萬(wàn)有引力

B.若已知該行星的軌道半徑，可求出類似于太陽(yáng)的恒星的密度

C.若該行星的密度與地球的密度相等，可求出該行星表面的重力加速度

D.根據(jù)地球的公轉(zhuǎn)周期與軌道半徑，可求出該行星的軌道半徑

10、北京時(shí)間2011年9月29日晚21時(shí)16分，在中國(guó)西北戈壁酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心“長(zhǎng)征二號(hào)FT1”運(yùn)載火箭成功將中國(guó)全新研制的首個(gè)目標(biāo)飛行器“天宮一號(hào)”發(fā)射升空，為建設(shè)探索太空的前哨——永久載人空間站邁出關(guān)鍵一步．如圖所示，“天宮一號(hào)”由入軌時(shí)的橢圓軌道在遠(yuǎn)地點(diǎn)N處經(jīng)變軌進(jìn)入近圓軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中M點(diǎn)是近地

點(diǎn)，N點(diǎn)是兩軌道的切點(diǎn)，則下列關(guān)于“天宮一號(hào)”的說(shuō)法正確的是()

A.在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的速度大于經(jīng)過(guò)M點(diǎn)的速度

B.在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期

C.在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的加速度大于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的加速度

D.在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的動(dòng)能大于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的動(dòng)能

1111g，則火星表面的重力10

2加速度約為()

A.0.2gB.0.4gC.2.5gD.5g12、已知引力常量為G，根據(jù)下列哪些數(shù)據(jù)不可以計(jì)算出地球的質(zhì)量()

A.人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的速度和周期B.地球表面的重力加速度及地球自身的半徑

C.第一宇宙速度與地球的半徑

D.地球公轉(zhuǎn)的周期和日地之間的距離

二、計(jì)算題13、2008年9月25日21時(shí)10分，“神舟七號(hào)”飛船成功發(fā)射，共飛行2天20小時(shí)27分鐘，繞地球飛行45圈后，于9月28日17時(shí)37分安全著陸.航天員翟志剛穿著“飛天”艙外航天服，在劉伯明的配合下，成功完成了空間出艙活動(dòng)，進(jìn)行了太空行走.出艙活動(dòng)結(jié)束后，釋放了伴飛衛(wèi)星，并圍繞軌道艙進(jìn)行伴飛實(shí)驗(yàn).“神舟七號(hào)”由“長(zhǎng)征—2F”運(yùn)載火箭將其送入近地點(diǎn)為A、遠(yuǎn)地點(diǎn)為B的橢圓軌道上，實(shí)施變軌后，進(jìn)入預(yù)定圓軌道，其簡(jiǎn)化的模擬軌道如圖所示.假設(shè)近地點(diǎn)A距地面高度為h，飛船在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用的時(shí)間為t，地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，試求：

（1）飛船在近地點(diǎn)A的加速度大小aA；

（2）飛船在預(yù)定圓軌道上飛行速度v的大小.14、“神舟七號(hào)”宇宙飛船發(fā)射時(shí)，在飛船控制中心的大屏幕上有一幅衛(wèi)星運(yùn)行軌跡圖，如圖所示，它記錄了“神舟七號(hào)”飛船在地球表面垂直投影的位置變化.圖中表示在一段時(shí)間內(nèi)飛船繞地球圓周飛行四圏，依次飛經(jīng)中國(guó)和太平洋地區(qū)的四條軌跡①、②、③、④，圖中分別標(biāo)出了各地點(diǎn)的經(jīng)緯度（如：在軌跡①通過(guò)赤道時(shí)的經(jīng)度為西經(jīng)157.5°，繞行一圈后軌跡②再次經(jīng)過(guò)赤道時(shí)經(jīng)度為180°??）.（1）計(jì)算“神舟七號(hào)”宇宙飛船的運(yùn)行周期；

（2）若地球半徑為R，飛船的運(yùn)行周期為T(mén)，地球表面處的重力加速度為g，求飛船離地面的高度

H.15、宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌?/p>

星體對(duì)它們的引力作用.已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種形式是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)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(gè)星體的質(zhì)量均為m.（1）試求第一種形式下，星體運(yùn)動(dòng)的線速度和周期；

（2）假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周期相同，第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少？

16、如圖所示裝置可用來(lái)測(cè)量飛行器的加速度．矩形箱內(nèi)上、下兩壁固定有可以測(cè)力的傳感器P、Q，滑塊C穿在矩形箱內(nèi)一固定的光滑細(xì)桿上，且能自由滑動(dòng)，兩根完全相同的輕彈簧A、B一端固定在滑塊C上，另一端分別與傳感器P、Q相連接．現(xiàn)將該裝置固定在火箭上，火箭點(diǎn)火前，傳感器P在上、Q在下，且PQ連線在同一豎直線上，此時(shí)P、Q傳給測(cè)控中心的示數(shù)均為 1.0N；

R火箭點(diǎn)火后豎直向上加速飛到離地面距離為的D處時(shí)(R是地球的半徑)，Q傳回地面的示數(shù)為9

1.2N，g取 10m/s2，求：

(1)滑塊的質(zhì)量；

(2)滑塊C在D處所受重力大小及火箭在D處的加速度大小．

第三篇：第六章萬(wàn)有引力與航天

新課標(biāo)第六章萬(wàn)有引力與航天練習(xí)

1．(2009·廣東高考)宇宙飛船在半徑為R1的軌道上運(yùn)行，變軌后的半徑為R2，R1＞R2，宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后宇宙飛船的()

A．線速度變小B．角速度變小C．周期變大D．向心加速度變大

2．(2009·重慶高考)據(jù)報(bào)道“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”繞月飛行器的圓形工作軌道距月球表面分別約為200 km和100 km，運(yùn)行速率分別為v1和v2.那么，v1和v2的比值為(月球半徑取1700 km)()

19A.B.1819C.1818181919

3．(2010·汕頭模擬)有一宇宙飛船到了某行星上(該行星沒(méi)有自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))，以速度v接近行星赤道表面勻速飛行，測(cè)出運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，已知引力常量為G，則可得()

πvT3πA．該行星的半徑為B 2GT

2vC．無(wú)法測(cè)出該行星的質(zhì)量D．該行星表面的重力加速度為 T

4．據(jù)報(bào)道，美國(guó)和俄羅斯的兩顆衛(wèi)星于2009年2月1日在太空相撞，相撞地點(diǎn)位于西伯利亞上空500英里(約805公里)．相撞衛(wèi)星的碎片形成太空垃圾，并在衛(wèi)星軌道附近繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，國(guó)際空間站的軌道在相撞事故地點(diǎn)下方270英里(434公里)．若把兩顆衛(wèi)星和國(guó)際空間站的軌道都看做圓形軌道，上述報(bào)道的事故中以下說(shuō)法正確的是()

A．這兩顆相撞衛(wèi)星在同一軌道上

B．這兩顆相撞衛(wèi)星的周期、向心加速度大小一定相等

C．兩相撞衛(wèi)星的運(yùn)行速度均大于國(guó)際空間站的速度

D．兩相撞衛(wèi)星的運(yùn)行周期均小于國(guó)際空間站的運(yùn)行周期

115．火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的和g，則火星表面的重力加速度約為（）102

A．0.2gB．0.4gC．2.5gD．5g

6．(2009·福建高考)“嫦娥一號(hào)”月球探測(cè)器在環(huán)繞月球運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)探測(cè)器運(yùn)行的軌道

半徑為r，運(yùn)行速率為v，當(dāng)探測(cè)器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時(shí)()

A．r、v 都將略為減小B．r、v都將保持不變

C．r將略為減小，v將略為增大D．r將略為增大，v將略為減小

7．(2009·山東高考)2008年9月25日至28日，我國(guó)成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載人航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙．飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343千米處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘．下列判斷正確的是()

A．飛船變軌前后的機(jī)械能相等

B．飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)

C．飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角速度小于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度

D．飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度

8.2009年10月，美國(guó)的“半人馬座”火箭以9000 km的時(shí)速撞向月球，原先設(shè)想應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生高達(dá)10 km的塵埃，而實(shí)際撞擊揚(yáng)起的塵埃高度只有1.6 km.若航天飛行控制中心測(cè)得火箭在離月球表面176 km的圓軌道上運(yùn)行的周期為T(mén)1＝125 min.火箭變軌后，在近月(高度不計(jì))圓軌道上運(yùn)行的周期為T(mén)2＝107.8 min，且塵埃在空中只受月球的引力，則可以估算出()

A.月球半徑RB.月球表面重力加速度g

C.空中塵埃存在的時(shí)間D.引力常量G

9.(2010·蘭州模擬)蕩秋千是大家喜愛(ài)的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng).隨著科技迅速發(fā)展，將來(lái)的某一天，同學(xué)們也會(huì)在其他星球上享受蕩秋千的樂(lè)趣.假設(shè)你當(dāng)時(shí)所在星球的質(zhì)量為M，半徑為R，可將人視為質(zhì)點(diǎn)，秋千質(zhì)量不計(jì)、擺長(zhǎng)不變、擺角小于90°，引力常量為G.那么：

(1)該星球表面附近時(shí)重力加速度g星等于多少？

(2)若經(jīng)過(guò)最低位置的速度為v0，你能上升的最大高度是多少？

第四篇：第六章 萬(wàn)有引力與航天單元備課教案

第六章

萬(wàn)有引力與航天

單元教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能

1.能根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星間的引力表達(dá)式；

2.了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程，理解萬(wàn)有引力定律的含義，掌握萬(wàn)有引力定律的公式；

3.了解地球表面物體的萬(wàn)有引力兩個(gè)分力的大小關(guān)系，計(jì)算地球質(zhì)量；

4.行星繞恒星運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)的共同點(diǎn)：萬(wàn)有引力作為行星、衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量；了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上有重要應(yīng)用。

5.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)；知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。6.知道牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍；了解經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用；

過(guò)程與方法：

1.通過(guò)托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開(kāi)普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解。通過(guò)推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間的引力公式，體會(huì)邏輯推理在物理學(xué)中的重要性；

2.培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)分析找到事物的主要因素和次要因素的一般過(guò)程和方法；培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)事件的之間相似性采取類比方法分析新問(wèn)題的能力與方法；培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)建立模型的能力與方法。

3.通過(guò)用萬(wàn)有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1.澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)裨秘、模糊的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法。2.感悟科學(xué)是人類進(jìn)步不竭的動(dòng)力。感受太陽(yáng)與行星間的引力關(guān)系，從而體會(huì)大自然的奧秘。培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)禁的科學(xué)態(tài)度和大膽探究的心理品質(zhì)；體會(huì)物理學(xué)規(guī)律的簡(jiǎn)潔性和普適性，領(lǐng)略物理學(xué)的優(yōu)美。

3.通過(guò)介紹我國(guó)在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況．激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情；感知人類探索宇宙的夢(mèng)想．促使學(xué)生樹(shù)立獻(xiàn)身科學(xué)的人生價(jià)值觀。通過(guò)對(duì)牛頓力學(xué)適用范圍的討論，使學(xué)生知道物理中的結(jié)論和規(guī)律一般都有其適用范圍，認(rèn)識(shí)知識(shí)的變化性和無(wú)窮性，培養(yǎng)獻(xiàn)身于科學(xué)的時(shí)代精神。

教學(xué)重點(diǎn)：

1.理解和掌握開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)。學(xué)好本節(jié)有利于對(duì)宇宙中行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法，并有利于對(duì)人造衛(wèi)星的學(xué)習(xí)。

2.根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星間的引力公式，記住推導(dǎo)出的引力公式。3.地球質(zhì)量的計(jì)算、太陽(yáng)等中心天體質(zhì)量的計(jì)算。4第一宇宙速度的推導(dǎo)。5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍。

教學(xué)難點(diǎn)：

1.對(duì)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用，通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)可以澄清人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)。

2.太陽(yáng)與行星間的引力公式的推導(dǎo)過(guò)程，根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量。運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系。

3.高速運(yùn)動(dòng)的物體，速度和質(zhì)量之間的關(guān)系。

單元課時(shí)安排

6.1行星的運(yùn)動(dòng)

6.2太陽(yáng)與行星間的引力

6.3萬(wàn)有引力定律

6.4萬(wàn)有引力的成就

6.5宇宙航行

6.6經(jīng)典力學(xué)的局限性

學(xué)情分析：

1課時(shí) 1課時(shí) 2課時(shí) 2課時(shí) 2課時(shí) 1課時(shí)

第五篇：高一物理必修2萬(wàn)有引力與航天教案

高一物理必修2萬(wàn)有引力與航天教案

第一節(jié)行星的運(yùn)動(dòng) 【教學(xué)目標(biāo)】 知識(shí)與技能

1、知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容。

2、知道所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。

3、知道所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個(gè)比值與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，但與太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān)。

4、理解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，真理是來(lái)之不易的。過(guò)程與方法

通過(guò)托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開(kāi)普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解。

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1、澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘模糊的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法。

2、感悟科學(xué)是人類進(jìn)步不竭的動(dòng)力。【教學(xué)重點(diǎn)】

開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律 【教學(xué)難點(diǎn)】

對(duì)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用 【教學(xué)課時(shí)】 1課時(shí)

【探究學(xué)習(xí)】

一、人類認(rèn)識(shí)天體運(yùn)動(dòng)的歷史

1、“地心說(shuō)”的內(nèi)容及代表人物：

2、“日心說(shuō)”的內(nèi)容及代表人物：

二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容 開(kāi)普勒第一定律：。

開(kāi)普勒第二定律：。

開(kāi)普勒第三定律：

。即：

在高中階段的學(xué)習(xí)中，多數(shù)行星運(yùn)動(dòng)的軌道能夠按圓來(lái)處理。引入新課

多媒體演示：天體運(yùn)動(dòng)的圖片瀏覽。

在浩瀚的宇宙中有無(wú)數(shù)大小不

一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽(yáng)、夜空中的星星……由這些天體組成的廣袤無(wú)限的宇宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領(lǐng)域。人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的，歷史上有過(guò)不同的看法，科學(xué)家對(duì)此進(jìn)行了不懈的探索，通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，將使我們正確地認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)。

新課講解

一、古代對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí) 問(wèn)1：．古人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)存在哪些看法? “地心說(shuō)”和“日心說(shuō)”． 問(wèn)2．什么是“地心說(shuō)”?什么是“日心說(shuō)”'? “地心說(shuō)”認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，大陽(yáng)、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)，“日心說(shuō)”則認(rèn)為太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)．

“地心說(shuō)'的代表人物：托勒密(古希臘)．”地心說(shuō)'符合人們的直接經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也符合勢(shì)力強(qiáng)大的宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的認(rèn)識(shí)，故地心說(shuō)一度占據(jù)了統(tǒng)治地位．

問(wèn)3：“日心說(shuō)”戰(zhàn)勝了“地心說(shuō)”，請(qǐng)閱讀第《人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)》，找出“地心說(shuō)”遭遇的尷尬和“日心說(shuō)'的成功之處．

地心說(shuō)所描述的天體的運(yùn)動(dòng)不僅復(fù)雜而且問(wèn)題很多，如果把地球從天體運(yùn)動(dòng)的中心位置移到一個(gè)普通的、繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的位置，換一個(gè)角度來(lái)考慮天體的運(yùn)動(dòng)，許多問(wèn)題都可以解決，行星運(yùn)動(dòng)的描述也變得筒單了．

”日心說(shuō)“代表人物：哥白尼，”日心說(shuō)“能更完美地解釋天體的運(yùn)動(dòng)．

二、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律

問(wèn)1：古人認(rèn)為天體做什么運(yùn)動(dòng)? 古人把天體的運(yùn)動(dòng)看得十分神圣，他們認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)不同于地面物體的運(yùn)動(dòng)，天體做的是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．

問(wèn)2：開(kāi)普勒認(rèn)為行星做什么樣的運(yùn)動(dòng)?他是怎樣得出這一結(jié)論的? 開(kāi)普勒認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)．他發(fā)現(xiàn)假設(shè)行星傲勻逮圓周運(yùn)動(dòng)，計(jì)算所得的數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)不符，只有認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)，才能解釋這一差別．

問(wèn)3：開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律哪幾個(gè)方面描述了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?具體表述是什么? 開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律從行星運(yùn)動(dòng)軌道，行星運(yùn)動(dòng)的線速度變化，軌道與周期的關(guān)系三個(gè)方面揭示了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．

（多媒體播放行星繞橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的課件）開(kāi)普勒第一定律：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．

問(wèn)4：這一定律說(shuō)明了行星運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀，不同的行星繞大陽(yáng)運(yùn)行時(shí)橢圓軌道相同嗎? 不同．

[教材做一做] 可以用一條細(xì)繩和兩圖釘來(lái)畫(huà)橢圓．如圖7．1-l所示，把白紙鎬在木板上，然后按上圖釘．把細(xì)繩的兩端系在圖釘上，用一枝鉛筆緊貼著細(xì)繩滑動(dòng)，使繩始終保持張緊狀態(tài)．鉛筆在紙上畫(huà)出的軌跡就是橢圓，圖釘在紙上留下的痕跡叫做橢圓的焦點(diǎn)．

想一想，橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和有什么關(guān)系? 開(kāi)普勒第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積．

問(wèn)5：如圖7.1-2所示，行星沿著橢圓軌道運(yùn)行，太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率與在近日點(diǎn)的速率誰(shuí)大？

因?yàn)橄嗟葧r(shí)間內(nèi)面積相等，所以近日點(diǎn)速率大。開(kāi)普勒第三定律：所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等．（如圖7．1-l）（投影九大行星軌道圖或見(jiàn)教材頁(yè)圖7.1-3）

問(wèn)6：由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在中學(xué)階段研究中按圓處理，開(kāi)普勒三定律適用于圓軌道時(shí)，應(yīng)該怎樣表述呢?

1、多數(shù)大行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌道半徑十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心上。

2、對(duì)某一行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度）不變。

3、所有行星的軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等． 若用R代表軌道半徑，T代表公轉(zhuǎn)周期，開(kāi)普勒第三定律可以用下面的公式表示：

比值k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的恒量。

參考資料：給出太陽(yáng)系九大行星平均軌道半徑和周期的數(shù)值，供課后驗(yàn)證。問(wèn)7：這一定律發(fā)現(xiàn)了所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期之間的定量關(guān)系，比值k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量，你能猜想出它可能跟誰(shuí)有關(guān)嗎根據(jù)開(kāi)普勒第三定律知：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值是一個(gè)常數(shù)k，可以猜想，這個(gè)”k“一定與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的物體有關(guān)．因?yàn)槌?shù)k對(duì)于所有行星都相同，而各行星是不一樣的，故跟行星無(wú)關(guān)，而在運(yùn)動(dòng)系中除了行星就是中心天體--太陽(yáng)，故這一常數(shù)”k“一定與中心天體--太陽(yáng)有關(guān)．

說(shuō)明：開(kāi)普勘定律不僅適用于行星繞大陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞著地球轉(zhuǎn)，K是一個(gè)與行星質(zhì)量無(wú)關(guān)的常量，但不是恒量，在不同的星系中，K值不相同。K與中心天體有關(guān)。

【課堂訓(xùn)練】

例1關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)以下說(shuō)法正確的是（）A．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng) B．行星軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)，公轉(zhuǎn)周期就越長(zhǎng) C．水星軌道的半長(zhǎng)軸最短，公轉(zhuǎn)周期就最長(zhǎng) D．冥王星離太陽(yáng)”最遠(yuǎn)"，公轉(zhuǎn)周期就最長(zhǎng) 2.為什么說(shuō)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)? 分析：由開(kāi)普勒第三定律可知，a越大，T越大，故BD正確，C錯(cuò)誤；式中的T是公轉(zhuǎn)周期而非自轉(zhuǎn)周期，故A錯(cuò)。

答案：BD 例2已知木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期的12倍。則木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸為地球公轉(zhuǎn)軌道半長(zhǎng)軸的倍。

思維入門(mén)指導(dǎo)：木星和地球均為繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星，可利用開(kāi)普勒第三定律直接求解。本題考查開(kāi)普勒第三定律的應(yīng)用。

解：由開(kāi)普勒第三定律可知： 對(duì)地球：對(duì)木星 所以 點(diǎn)撥：在利用開(kāi)普勒第三定律解題時(shí)，應(yīng)注意它們的比值中的k是一個(gè)與行星運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的常量。

例3已知地球繞太陽(yáng)作橢圓運(yùn)動(dòng)。在地球遠(yuǎn)離太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其速率越來(lái)越小，試判斷地球所受向心力如何變化。若此向心力突然消失，則地球運(yùn)動(dòng)情況將如何？

思維入門(mén)指導(dǎo)：行星的運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)，因此本節(jié)知識(shí)常常和曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)相綜合。

解：由于地球在遠(yuǎn)離太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其速率減小，據(jù)牛頓第二定律有，由開(kāi)普勒第二定律知，地球在遠(yuǎn)離太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中角速度（單位時(shí)間內(nèi)地球與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的角度）也減小，故向心力減小。若此向心力突然消失，則地球?qū)⒀剀壍赖那芯€方向做離心運(yùn)動(dòng)。

點(diǎn)撥：地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)雖然并非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但向心力公式仍適用。任一時(shí)刻，地球的速度方向均沿橢圓的切線方向。

【課堂小結(jié)】

教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫(xiě)下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。

點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

教師要放開(kāi)，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。

本節(jié)學(xué)習(xí)的是開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)的三定律，其中第一定律反映了行星運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓，第二定律描述了行星在近日點(diǎn)的速率最小，在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率最大，第三定律揭示了軌道半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期的定量關(guān)系．在近似計(jì)算中可以認(rèn)為行星都以太陽(yáng)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。