第一篇：行星、恒星、星系和宇宙（共）

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《第六章 行星、恒星、星系和宇宙》教案設(shè)計(jì)

一、教案背景

1，面向?qū)W生：高中

2，學(xué)科：物理 2，課時(shí)：2

二、教學(xué)課題

1．了解行星、恒星、星系等概念，知道宇宙中的幾個(gè)主要天體層次。

2．了解宇宙大爆炸理論。

三、教材分析

本節(jié)內(nèi)容按教材的編排屬選學(xué)內(nèi)容．在本節(jié)中重點(diǎn)介紹了有關(guān)行星、恒星和星系等概念，通過對(duì)這些概念的學(xué)習(xí)，使我們對(duì)宇宙的幾個(gè)主要天體的層次有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)．同時(shí)在萬有引力的基礎(chǔ)上，了解宇宙大爆炸理論．對(duì)宇宙的形成有一個(gè)科學(xué)的、客觀的、正確的認(rèn)識(shí)．對(duì)于宇宙大爆炸理論，應(yīng)注意向?qū)W生說明，它是現(xiàn)階段解釋宇宙演變較為成功的理論，但仍有許多問題有待進(jìn)一步研究，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生探究知識(shí)的積極性。

四、教學(xué)方法

講授法與引導(dǎo)探索法。

五、教學(xué)重點(diǎn)

1、宇宙中的主要天體層次。

2、掌握解信息題的方法。

六、難點(diǎn)

宇宙大爆炸理論

七、教學(xué)過程

（一）引入新課

1．什么是恒星、行星、衛(wèi)星？

2．古代人們?cè)鯓诱J(rèn)識(shí)恒星的運(yùn)動(dòng)？

3．哪顆恒星離我們最近？

4．宇宙中除太陽系外是否還有其他的行星系統(tǒng)？

5．什么叫星系？

6．比星系更大的天體系統(tǒng)是什么？

7．什么是宇宙？

宇宙中存在著大小不一，各種各樣的天體，人們?cè)谔剿饔钪鎶W秘的過程中碰到了各種各樣的問題。如，天體究竟有多少？宇宙有多大？宇宙是怎樣發(fā)生、演化和發(fā)展的？等等，這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)天體、宇宙的知識(shí)。

（二）進(jìn)行新課

我們生活的地球與月球構(gòu)成地—月系統(tǒng)，太陽與地球等九大行星構(gòu)成太陽系，太陽系和其他恒星系統(tǒng)組成銀河系，銀河系與河外星系組成星系團(tuán)、超星系團(tuán)。這樣由小到大不同層次的天體系統(tǒng)構(gòu)成了宇宙。

1、行星和恒星

（1）恒星：像太陽一樣，由熾熱氣體組成，能自己發(fā)熱發(fā)光的近似球體的天體叫恒星。

【百度百科】詳細(xì)了解恒星

http://baike.baidu.com/view/1538.htm 【百度圖片】直觀了解恒星演化

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%BA%E3%D0%C7&in=28150&cl=2&lm=-1&pn=0&rn=1&di=45387149865&ln=2000&fr=&fm=result&fmq=***53_R&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2

古人認(rèn)識(shí)恒星是靜止不動(dòng)的，所以稱為“恒”星，其實(shí)恒星也是在運(yùn)動(dòng)的，如太陽以2.46×108年的周期，繞銀河系中心轉(zhuǎn)動(dòng)。恒星一般質(zhì)量很大，具有強(qiáng)大的吸引力，能吸引較小的天體繞它運(yùn)動(dòng)。

（2）行星：沿橢圓軌道繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的天體。如地球、火星等。行星表面溫度較低，本身不發(fā)光，銀河系中大約有10％的恒星可能有自己的行星系統(tǒng)，在其他星系中，是否有類似地球，存在地外生命的行星呢？這是一個(gè)十分誘人的問題。

【百度百科】詳細(xì)了解行星

http://baike.baidu.com/view/22572.htm 【百度圖片】直觀了解行星

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%D0%D0%D0%C7&in=25649&cl=2&lm=-1&pn=34&rn=1&di=40287889455&ln=1999&fr=&fm=result&fmq=***15_R&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2（3）衛(wèi)星：繞行星轉(zhuǎn)動(dòng)的星體。如地球的衛(wèi)星——月亮，木星的衛(wèi)星——4顆“伽利略衛(wèi)星”等。

【百度百科】詳細(xì)了解衛(wèi)星

http://baike.baidu.com/view/22556.html?tp=0_11 【百度圖片】直觀了解衛(wèi)星

1、天然天體

【百度圖片】木星的衛(wèi)星

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%C4%BE%D0%C7%CE%C0%CB%C4&in=18725&cl=2&lm=-1&pn=22&rn=1&di=65620455990&ln=2000&fr=&fm=bk&fmq=***31_R&ic=0&s=&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%C4%BE%D0%C7%CE%C0%CB%C4&in=30991&cl=2&lm=-1&pn=26&rn=1&di=76609127085&ln=2000&fr=&fm=bk&fmq=***31_R&ic=0&s=&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2

2、人造天體

【百度圖片】中國第一顆人造衛(wèi)星

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%C8%CB%D4%EC%CE%C0%D0%C7&in=6973&cl=2&lm=-1&pn=6&rn=1&di=8263120155&ln=1966&fr=bk&fm=bk&fmq=***96_R&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2

【百度圖片】天宮一號(hào)與神八對(duì)接

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%CC%EC%B9%AC%D2%BB%BA%C5%D3%EB%C9%F1%B0%CB%B6%D4%BD%D3&in=24752&cl=2&lm=-1&pn=17&rn=1&di=116069585628&ln=1297&fr=bk&fm=rs4&fmq=***18_R&ic=&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=2

【百度圖片】中國人造衛(wèi)星

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%D6%D0%B9%FA%C8%CB%D4%EC%CE%C0%D0%C7&in=952&cl=2&lm=-1&pn=0&rn=1&di=101408343345&ln=1977&fr=bk&fm=bk&fmq=***65_R&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2 【百度圖片】人造氣象衛(wèi)星

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%CE%C0%D0%C7&in=14539&cl=2&lm=-1&pn=42&rn=1&di=5507434350&ln=2000&fr=bk&fm=bk&fmq=***25_R&ic=&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=

（4）太陽系：

太陽與地球等九大行星構(gòu)成太陽系，太陽系中只有太陽一顆恒星，而太陽系外卻有無數(shù)顆恒星，其實(shí)恒星才是宇宙中主要的天體。夜晚，我們看到天空中的點(diǎn)點(diǎn)繁星，除了5顆行星外，都是像太陽一樣的恒星。銀河系中大約有1011顆像太陽一樣的恒星，銀河系中有1022顆。

【百度百科】了解太陽系

http://baike.baidu.com/view/5290.htm 【百度圖片】直觀了解太陽系 太陽系

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%CC%AB%D1%F4%CF%B5&in=26243&cl=2&lm=-1&pn=17&rn=1&di=8931443235&ln=2000&fr=bk&fm=bk&fmq=***81_R&ic=&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=#pn17&-1&di8931443235&objURLhttp%3A%2F%2Fmedia.openedu.com.cn%2Fmedia_file%2Fnetcourse%2Fasx%2Fkxyjs%2Fpublic%2F01xkxz%2Fxkxz_05%2F006_clip_image001.jpg&fromURLhttp%3A%2F%2Fmedia.openedu.com.cn%2Fmedia_file%2Fnetcourse%2Fasx%2Fkxyjs%2Fpublic%2F01xkxz%2Fxkxz_05%2F006.html&W500&H205

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%CC%AB%D1%F4%CF%B5&in=5905&cl=2&lm=-1&pn=188&rn=1&di=***0&ln=2000&fr=bk&fm=bk&fmq=***81_R&ic=&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=#pn188&-1&di***0&objURLhttp%3A%2F%2Fzlg.kepu.gov.cn%2Fzlg%2Ftyx%2Fxiaoxin%2Fimages%2Fz%2Fsolarsystem.jpg&fromURLhttp%3A%2F%2Fzlg.kepu.gov.cn%2Fzlg%2Ftyx%2Fxiaoxin%2Ft2.htm&W1023&H572

2、星系和宇宙（1）星系： 【百度百科】星系

http://baike.baidu.com/view/8851.html?tp=0_11

最簡(jiǎn)單的恒星系統(tǒng)是兩顆互相繞轉(zhuǎn)的雙星，當(dāng)在一起繞轉(zhuǎn)的恒星數(shù)目超過10顆時(shí)，稱為星團(tuán)。無數(shù)的恒星、雙星星團(tuán)組成更高層次的系統(tǒng)——星系。目前已觀測(cè)到的星系有10億個(gè)，銀河系是其中之一，銀河系以外的其他星系統(tǒng)稱為河外星系。肉眼能見到的最近的河外星系是距銀河系16.9萬光年的大麥哲倫星系。

【百度圖片】星系 仙女座星系

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%D0%C7%CF%B5%CD%BC&in=5106&cl=2&lm=-1&pn=15&rn=1&di=97113744240&ln=1213&fr=bk&fm=rs1&fmq=***00_R&ic=&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=2

銀河系

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%D2%F8%BA%D3%CF%B5&in=24969&cl=2&lm=-1&pn=12&rn=1&di=57090933498&ln=2000&fr=bk&fm=rs1&fmq=***43_R&ic=&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=2

（2）星系團(tuán)、超星系團(tuán)：

星系也像恒星一樣的相互聚集，組成更高層次的系統(tǒng)——星系團(tuán)，超星系團(tuán)。目前已觀測(cè)到的星系團(tuán)有2700個(gè)，離我們最近的星系團(tuán)是處女座星系團(tuán)，約6000萬光年。

【百度百科】星系團(tuán)

http://baike.baidu.com/view/174457.htm 【百度圖片】星系團(tuán)

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%D0%C7%CF%B5%CD%C5&in=16113&cl=2&lm=-1&pn=3&rn=1&di=59087086755&ln=2000&fr=bk&fm=bk&fmq=***18_R&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2

【百度百科】超星系團(tuán)

http://baike.baidu.com/view/57083.htm 【百度圖片】超星系團(tuán)

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%B3%AC%D0%C7%CF%B5%CD%C5&in=4628&cl=2&lm=-1&pn=0&rn=1&di=29689072920&ln=1002&fr=bk&fm=bk&fmq=***31_R&ic=&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=

（3）宇宙：由小到大，不同層次的天體世界組成宇宙。【百度視頻】宇宙與人

http://video.baidu.com/s?f=1001&id=72739&url=http://&word=%D3%EE%D6%E6%D3%EB%C8%CB&fr=mi_mov

【百度百科】宇宙

http://baike.baidu.com/view/2496.htm ①宇宙的尺度（參照課本“各種天體層次表”）。

在探索宇宙奧秘中，有兩個(gè)有趣的問題：一是宇宙如果是無限的，天空中有無數(shù)顆恒星，為什么還有晝夜之分？二是宇宙是有限的，那么宇宙的中心在哪里？同學(xué)們可以通過課外查閱資料去研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們的宇宙視野不斷擴(kuò)大，宇宙是無限的，沒有邊緣和形狀，也沒有中心。

②宇宙大爆炸理論

【百度百科】大爆炸宇宙理論

http://baike.baidu.com/view/32721.htm

大約在200億年前，宇宙是由一個(gè)密度極大，溫度極高的原始火球爆炸而產(chǎn)生的。以后，宇宙不斷膨脹，溫度越來越低，才開始有了簡(jiǎn)單的元素，逐漸形成星系、微生物、生命等。現(xiàn)代觀測(cè)表明，除了銀河系附近的幾個(gè)星系之外，幾乎所有的星系都在遠(yuǎn)離銀河系，而且遠(yuǎn)離的速度與距離成正比。這說明宇宙在膨脹。

③宇宙的未來

由于萬有引力作用，宇宙中的每個(gè)星系都受到其他星系的引力影響，這種引力限制宇宙的膨脹，同時(shí)，由于宇宙在不斷膨脹，星系間的引力在不斷減小，因而限制作用也減小，最后的可能性似乎有兩個(gè)：①引力足夠強(qiáng)，使宇宙膨脹減慢、停止，最后收縮。②膨脹加快，由于星系間距離增大，引力不再起主要作用，宇宙一直膨脹下去。

宇宙將如何演化下去？還有很多課題有待于探索和研究。

（三）例題分析 【例題1】天文觀測(cè)表明，幾乎所有遠(yuǎn)處的恒星（或星系）都在以各自的速度背離我們而運(yùn)動(dòng)，離我們?cè)竭h(yuǎn)的星體，背離我們運(yùn)動(dòng)的速度（退行速度）越大，也就是說宇宙在膨脹，不同星體的退行速度v和它們離我們的距離成正比，即v＝Hr，式中H為哈勃常數(shù)。為了解釋上述現(xiàn)象，有人提出一種理論，認(rèn)為宇宙是從一個(gè)大爆炸的火球開始形成的，假設(shè)大爆炸后各星體即以不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng)，并設(shè)想我們就位于其中心，則速度越大的星體現(xiàn)在離我們?cè)竭h(yuǎn)，這一結(jié)果與上述天文觀察一致。

由上述理論和觀測(cè)結(jié)果可估算宇宙的年齡T，其計(jì)算式為T＝，若H＝3×10－2m/(s·光年)，由此可估算宇宙的年齡為 年。分析：因?yàn)榇蟊ê蟾餍求w勻速地離中心而去，我們?nèi)∽钸h(yuǎn)的星體為研究對(duì)

r1象，它勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間即為宇宙的年齡，則T?max??1010年。

vmaxH【例題2】中子星是由密集的中子組成的星體，具有極大的密度，通過觀察已知某中子星的自轉(zhuǎn)角速度??60?rad/s，該中子星并沒有因?yàn)樽赞D(zhuǎn)而解體，根據(jù)這些事實(shí)人們可以推知中子星的密度，試寫出中子星的密度最小值的表達(dá)式為??，計(jì)算出該中子星的密度至少為。（保留二位有效數(shù)字，假設(shè)中子通過萬有引力結(jié)合成球狀晶體）。

分析：中子剛好沒有因?yàn)樽赞D(zhuǎn)而解體，中子星密度最小，此時(shí)，萬有引力提供向心力。

M?2R33?2Mm2G2?m?R ∴????

4RV?R3G4?G3代入數(shù)據(jù)得：??1.3?1014kg/m3

讓我們以兩代物理學(xué)家對(duì)宇宙的評(píng)述結(jié)束我們關(guān)于宇宙的討論吧。

愛因斯坦說過；“宇宙間最不可理解的事物就是：宇宙是可以理解的?！?當(dāng)代的大物理學(xué)家溫伯格在他的名著《最初三分鐘》一書中寫道：“了解宇宙的努力是那些為數(shù)甚少的事物之一，這些事物使人類的生命從笑劇的水平提高一點(diǎn)，而賦予它一些悲劇的韻味?！?/p>

板書設(shè)計(jì)；

八、教學(xué)反思

1、宇宙是一個(gè)令人神往的未知世界，對(duì)宇宙的了解我們差的還很遠(yuǎn)，對(duì)它更深入的了解還有待于我們這一代去探索．愛因斯坦說過“宇宙間最不可理解的事物就是：宇宙是可以理解的?！毕嘈磐瑢W(xué)們一定可以使愛因斯坦的夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)。

2、宇宙充滿奧秘，未知，學(xué)生興趣很濃，抓住學(xué)生的好奇心與求知欲是本節(jié)課的關(guān)鍵。

第二篇：行星、恒星、星系和宇宙高中一年級(jí)教案

知識(shí)目標(biāo)

了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的幾個(gè)主要天體層次；

能力目標(biāo)

通過萬有引力定律在這些星系中的應(yīng)用，使學(xué)生了解地球、太陽系、銀河系等的運(yùn)行；

情感目標(biāo)

了解宇宙大爆炸理論是解釋宇宙起源的一種學(xué)說，引導(dǎo)學(xué)生去探索神秘的宇宙.教學(xué)設(shè)計(jì)方案

教學(xué)重點(diǎn)：應(yīng)用萬有引力定律

教學(xué)難點(diǎn)：天文學(xué)知識(shí)

教學(xué)方法：自學(xué)與講授

教學(xué)用具：多媒體和計(jì)算機(jī)

教學(xué)過程：

問題：教師用計(jì)算機(jī)展示圖片：

1、圍繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的星是什么星？誰提供的向心力？

回答：是地球的衛(wèi)星，是地球與衛(wèi)星間的萬有引力提供的．

這是第一層．（地球的衛(wèi)星包括月亮，地球是行星）

教師用計(jì)算機(jī)展示圖片：

2、太陽系中有幾大行星在繞太陽作勻速圓周運(yùn)動(dòng)？是誰提供的向心力？

回答：有九大行星，它們依次是：水星、金星、地球、火星、土星、木星、天王星、海王星、冥王星．

（其中海王星和冥王星都是用萬有引力定律找到的，太陽是恒星．）

教師用計(jì)算機(jī)展示圖片：

3、太陽系又在什么范圍內(nèi)呢？

回答：在銀河系．

4、請(qǐng)學(xué)生解決下列問題：

典型例題1：在研究宇宙發(fā)展演變的理論中，有一種學(xué)說叫做“宇宙膨脹說”，這種學(xué)說認(rèn)為萬有引力恒量g在緩慢地減?。鶕?jù)這一理論，在很久很久以前，太陽系中地球的公轉(zhuǎn)情況與現(xiàn)在相比：

a、公轉(zhuǎn)半徑 變大

b、公轉(zhuǎn)周期 變小

c、公轉(zhuǎn)速率 變大

d、公轉(zhuǎn)角速度 變大

解：根據(jù)“宇宙膨脹說”，宇宙是由一個(gè)大爆炸的火球開始形成的，大爆炸后各星球即以不同的速度向外運(yùn)動(dòng)，這種學(xué)說認(rèn)為地球離太陽的距離逐漸增加，即公轉(zhuǎn)半徑逐漸增大，a答案錯(cuò)誤．又因?yàn)榈厍蛞蕴枮橹行淖鲃蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：

解得：

當(dāng) 減小時(shí)，增加時(shí)，公轉(zhuǎn)速度逐漸減?。?/p>

由公式 又知t逐漸增加，故正確答案為b、c．

典型例題2：天文學(xué)家根據(jù)天文觀察宣布了下列研究成果：銀河系中心可能存在一個(gè)大黑洞，距黑洞60億千米的星體以2000km/s的速度繞其旋轉(zhuǎn)；接近黑洞的所有物質(zhì)，即使速度等于光速也被黑洞吸入．

求：

1、“黑洞”的質(zhì)量．

2、試計(jì)算黑洞的最大半徑．

解：

1、由萬有引力定律得：

解得： =3.6×1035kg

2、由題目：接近黑洞的所有物質(zhì)，即使速度等于光速也被黑洞吸入．而脫離速度等于其環(huán)繞黑洞運(yùn)行的第一宇宙速度的 倍．

得：

解得： =５.３×108m

布置作業(yè)：

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第三篇：行星、恒星、星系和宇宙物理教案

教學(xué)重點(diǎn)：應(yīng)用萬有引力定律 教學(xué)難點(diǎn)：天文學(xué)知識(shí) 教學(xué)方法：自學(xué)與講授 教學(xué)用具：多媒體和計(jì)算機(jī) 教學(xué)過程：

問題：教師用計(jì)算機(jī)展示圖片：

1、圍繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的星是什么星？誰提供的向心力？

回答：是地球的衛(wèi)星，是地球與衛(wèi)星間的萬有引力提供的．

這是第一層．（地球的衛(wèi)星包括月亮，地球是行星）

教師用計(jì)算機(jī)展示圖片：

2、太陽系中有幾大行星在繞太陽作勻速圓周運(yùn)動(dòng)？是誰提供的向心力？

回答：有九大行星，它們依次是：水星、金星、地球、火星、土星、木星、天王星、海王星、冥王星．

（其中海王星和冥王星都是用萬有引力定律找到的，太陽是恒星．）

教師用計(jì)算機(jī)展示圖片：

3、太陽系又在什么范圍內(nèi)呢？

回答：在銀河系．

4、請(qǐng)學(xué)生解決下列問題：

典型例題1：在研究宇宙發(fā)展演變的理論中，有一種學(xué)說叫做“宇宙膨脹說”，這種學(xué)說認(rèn)為萬有引力恒量g在緩慢地減?。鶕?jù)這一理論，在很久很久以前，太陽系中地球的公轉(zhuǎn)情況與現(xiàn)在相比：

a、公轉(zhuǎn)半徑 變大

b、公轉(zhuǎn)周期 變小

c、公轉(zhuǎn)速率 變大

d、公轉(zhuǎn)角速度 變大

解：根據(jù)“宇宙膨脹說”，宇宙是由一個(gè)大爆炸的火球開始形成的，大爆炸后各星球即以不同的速度向外運(yùn)動(dòng)，這種學(xué)說認(rèn)為地球離太陽的距離逐漸增加，即公轉(zhuǎn)半徑逐漸增大，a答案錯(cuò)誤．又因?yàn)榈厍蛞蕴枮橹行淖鲃蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：

解得：

當(dāng) 減小時(shí)，增加時(shí)，公轉(zhuǎn)速度逐漸減?。?/p>

由公式 又知t逐漸增加，故正確答案為b、c．

典型例題2：天文學(xué)家根據(jù)天文觀察宣布了下列研究成果：銀河系中心可能存在一個(gè)大黑洞，距黑洞60億千米的星體以2000km/s的速度繞其旋轉(zhuǎn)；接近黑洞的所有物質(zhì)，即使速度等于光速也被黑洞吸入．

求：

1、“黑洞”的質(zhì)量．

2、試計(jì)算黑洞的最大半徑．

解：

1、由萬有引力定律得：

解得： =3.6×1035kg

2、由題目：接近黑洞的所有物質(zhì)，即使速度等于光速也被黑洞吸入．而脫離速度等于其環(huán)繞黑洞運(yùn)行的第一宇宙速度的 倍．

得：

解得： =５.３×108m 布置作業(yè)：

第四篇：粒子和宇宙教案

粒子和宇宙教案 新人教版選修3-5 粒子和宇宙 ★新課標(biāo)要求

（一）知識(shí)與技能

1．了解構(gòu)成物質(zhì)的“基本粒子”及粒子物理的發(fā)展史 2．初步了解宇宙的演化過程及宇宙與粒子的和諧統(tǒng)一

（二）過程與方法

1．感知人類（科學(xué)家）探究宇宙奧秘的過程和方法 2．能夠突破傳統(tǒng)思維重新認(rèn)識(shí)客觀物質(zhì)世界

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1．讓學(xué)生真正感受到自然的和諧統(tǒng)一并深知?jiǎng)?chuàng)建和諧社會(huì)的必要性。2．培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神?！锝虒W(xué)重點(diǎn)

了解構(gòu)成物質(zhì)的粒子和宇宙演化過程 ★教學(xué)難點(diǎn)

各種微觀粒子模型的理解 ★教學(xué)方法

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流?！锝虒W(xué)用具：

1．Internet網(wǎng)絡(luò)素材、報(bào)刊雜志、影視媒體等。

2．多媒體教學(xué)設(shè)備一套：可供實(shí)物投影、放像、課件（基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）播放等?！镎n時(shí)安排 1 課時(shí) ★教學(xué)過程

（一）引入新課

教師：宇宙的起源一直是天文學(xué)中困難而又有啟發(fā)性的問題。宇宙學(xué)中大爆炸論的基本觀點(diǎn)是宇宙正在膨脹，要了解宇宙更早期的情況，我們必須研究組成物質(zhì)的基本粒子。問題：現(xiàn)在我們所知的構(gòu)成物體的最小微粒是什么？

學(xué)生：構(gòu)成物體的最小微粒為“原子”（不可再分）。

點(diǎn)評(píng)：從宇宙的起源角度去引起對(duì)物質(zhì)構(gòu)的粒子的了解，激發(fā)學(xué)生的興趣，積極回答。教師：其實(shí)直到19世紀(jì)末，人們都認(rèn)為原子是組成物質(zhì)不可分的最小微粒。20世紀(jì)初人們發(fā)現(xiàn)了電子，并認(rèn)為原子并不是不可以再分，而且提出了原子結(jié)構(gòu)模型的研究。問題：現(xiàn)在我們認(rèn)為原子是什么結(jié)構(gòu)模型，由什么組成？

學(xué)生回憶并回答：現(xiàn)在我們認(rèn)為原子是核式結(jié)構(gòu)，說明原子可再分，原子核由質(zhì)子與中子構(gòu)成。點(diǎn)評(píng)：引起學(xué)生回憶舊知識(shí)并鞏固知識(shí)。

（二）進(jìn)行新課

1．“基本”粒子 “不” 基本 教師：1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，1911年盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)。繼而我們發(fā)現(xiàn)了光子，并認(rèn)為“光子、電子、質(zhì)子、中子”是組成物質(zhì)的不可再分的粒子，所以把它們叫“基本粒子”。那么隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展“它們”還是不是真正意義上的“基本”粒子呢？ 學(xué)生思考并驚奇。點(diǎn)評(píng)：因?yàn)閷W(xué)生所能了解的最小粒子只有這些，所以這節(jié)課引起了學(xué)生的興趣。（可以不按教材順序介紹，接著介紹新粒子的發(fā)現(xiàn)）2．發(fā)現(xiàn)新粒子

教師：20世紀(jì)30年代以來，人們對(duì)宇宙線的研究中發(fā)現(xiàn)了一些新的粒子。請(qǐng)學(xué)生看教材（103頁“發(fā)現(xiàn)新粒子”）思考下面的問題：

（1）從宇宙線中發(fā)現(xiàn)了哪些粒子？這些粒子有什么特點(diǎn)？（2）通過科學(xué)核物理實(shí)驗(yàn)又發(fā)現(xiàn)了哪些粒子？（3）什么是反粒子？

（4）現(xiàn)在可以將粒子分為哪幾類？ 在老師的引導(dǎo)下學(xué)生帶著問題閱讀教材。學(xué)生回答：

（1）1932年發(fā)現(xiàn)正電子；1937年發(fā)現(xiàn)μ子；1947年發(fā)現(xiàn)K介子與π介子（2）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了許多反粒子，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的粒子多達(dá)400多種。

（3）許多粒子都存在著質(zhì)量與它相同而電荷及其他一些物理性質(zhì)相反的粒子，叫做反粒子。（4）按粒子與各種相互作用的關(guān)系，可分為三大類：強(qiáng)子、輕子和媒介子。教師（講授評(píng)析）：

強(qiáng)子：是參與強(qiáng)相互作用的粒子。（強(qiáng)子又分為介子和重子）輕子：輕子是不參與強(qiáng)相互作用的粒子。媒介子：傳遞各種相互作用的粒子。學(xué)生舉例： 強(qiáng)子：質(zhì)子、中子? 輕子：電子、電子中微子 媒介子：光子、膠子? 點(diǎn)評(píng)：激發(fā)學(xué)生了解相關(guān)知識(shí)，更進(jìn)一步了解這個(gè)世界。比較三類粒子，讓學(xué)生形成直觀的認(rèn)識(shí)，知道三類粒子的主要作用。3．夸克模型

問：上述粒子是不是最小單位，有沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)呢？ 請(qǐng)學(xué)生看教材（第104頁“夸克模型”）

學(xué)生：在老師的引導(dǎo)下學(xué)生帶著問題閱讀教材。

教師：1964年提出夸克模型，認(rèn)為強(qiáng)子由更基本的成分組成，這種成分叫做夸克（quark）?？淇四Ｐ徒?jīng)過幾十年的發(fā)展，已被多數(shù)物理學(xué)家接受。那么，現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為夸克有哪幾種？有什么特征？ 學(xué)生回答：

（1）上夸克、下夸克、奇異夸克、粲夸克、底夸克、頂夸克。?（2）夸克帶電荷為元電荷的21?3或3倍

點(diǎn)評(píng)：提示學(xué)生現(xiàn)代科學(xué)不僅發(fā)現(xiàn)6種夸克而且發(fā)現(xiàn)了反夸克存在的證據(jù)。使學(xué)生知道知識(shí)的學(xué)習(xí)和科學(xué)的探究是無止境的。

教師（提示）：科學(xué)家們還未捕捉到自由的夸克?？淇瞬荒芤宰杂傻臓顟B(tài)單個(gè)出現(xiàn)，這種性質(zhì)稱為夸克的“禁閉”。能否解放被禁閉的夸克，是物理學(xué)發(fā)展面臨的一個(gè)重大課題。

夸克模型的提出是物理學(xué)發(fā)展中的一個(gè)重大突破，它指出電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分?jǐn)?shù)電荷。而另一方面也說明科學(xué)正由于一個(gè)一個(gè)的突破才使得科學(xué)得到進(jìn)一步的發(fā)展。

第五篇：《宇宙和微觀世界》教學(xué)設(shè)計(jì)

《宇宙和微觀世界》教學(xué)設(shè)計(jì)

阿克蘇市第八中學(xué)雒少華

作品類別：教學(xué)設(shè)計(jì)

作者：雒少華

單位：阿克蘇市第八中學(xué)

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