第七章 万有引力与航天.ppt

万有引力与航天1.新、旧教材章节结构对比
万有引力定律（B）
人造地球卫星（A）
宇宙速度（A）
牛顿力学适用范围（A）2003年版《物理课程标准》初步了解微观世界中的量子化现象，知道宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
通过实例，了解经典力学的发展历程和伟大成就，体会经典力学创立的价值与意义，认识经典力学的适用范围和局限性。
体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用。举例说明物理学的进展对于自然科学的促进作用。3.对具体教材的分析开普勒行星运动定律为万有引力规律的发现做出了什么贡献？
根据开普勒行星运动第三定律和匀速圆周运动公式，可以推导出：
太阳对行星的引力。（m为行星质量、r为行星运动半径）
(2)增进科学与生活、社会的联系(3)注重科学文化、科学精神的熏陶●使学生了解物理学作为科学和技术的基础、对促进人类物质创新和社会发展的作用。二、教材分析与教学建议2、教学方法的选择4、宇宙模型的历史发展过程“科学足迹”叙述了人类认识行星运动的历史，把科学与历史、科学与艺术、科学与社会，以及科学发展与思想解放等几方面很好地结合起来了，寓意很深，应该引导学生反复阅读。第二节太阳与行星间的引力2、探究过程的设计(是本章的重要内容)第3节万有引力定律2、教学过程的设计第4节万有引力理论的成就2、教学过程的设计本节的教学思路与过去大致相同。与过去不同的是，在第一小节最后，本书引用了马克·吐温的话：“根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！”这话虽然出自一位外行人之口，却道出了科学发现的精髓。
本节结尾引用的冯·劳厄的话，以及最后关于太阳系边界的富于感情的话，激励学生去进一步探索宇宙的奥秘。不要求分析重力随纬度变化的原因
例：假如地球自转速度增大,关于物体重力的下列说法中不正确的是()
A．放在赤道地面上的物体的万有引力不变
B．放在两极地面上的物体的重力不变
C．赤道上的物体重力减小
D．放在两极地面上的物体的重力增大
例：已知地球质量大约是M=6.0×1024kg，地球半径为R=6370km，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2．万有引力恒量G=6.67×10－11m3/kg·s2。求：
（1）地球表面上质量为10kg物体受到的万有引力？
（2）地球表面上质量为10kg物体受到的重力？
（3）比较万有引力和重力的大小，你能解释两者之间差异的原因所在吗？
例：某星球可视为球体，其自转周期为T，在它的两极处，用弹簧秤测得某物体重为P，在它的赤道上，用弹簧秤测得同一物体重为0.9P，求：
（1）星球的平均密度是多少？
（2）若该星球的自转速度越来越大，则当自转角速度ω为多少时，其表面上的物体会“漂浮”起来？
（本质是建立的模型是重力与万有引力相等，不要求进一步精细化）
第五节宇宙航行2、教学过程的设计（3）在“科学漫步”栏目里，介绍黑洞概念；写法与过去有所不同。第一，它明确提出在黑洞问题上经典力学与实际情况是不一致的；第二，它介绍了黑洞探测的最新成果；特别是第三，它的最后一句话非常有哲理地回答了“人们为什么研究黑洞”，以及为什么要研究自然这样一个十分深刻的问题。
（4）在“STS”栏目里，着重于展示航天事业与人类生活的关系。
（5）补充有关“地球同步卫星”的定量计算和分析．了解太阳同步极地轨道气象卫星等。例：1998年1月发射的“月球勘探者号”空间探测器，运用最新科技手段对月球进行近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定等方面取得了最新成果。探测器在一些环形山中发现了质量密集区，当飞越这些质量密集区时，通过地面的大口径射电望远镜观察，“月球勘探者号”的轨道参数发生了微小变化，这些变化是（）
A．半径变小B．半径变大
C．速率变大D．速率变小
（模型不清,不再是匀速圆周运动了——等效圆）
例：两颗星球，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点为圆心做稳定的匀速圆周运动，这样的运行天体称为“双星”系统，若双星相距为L，双星质量分别为m1与m2，m1的绕行半径为多少？则它们的周期各为多少？

(双星问题的本质,不要求分析与计算两个物体联结在一起做圆周运动的问题)
会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题例：2005年10月12日我国“神州”六号载人飞船在酒泉载人航天发射场发射升空，飞船在轨飞行约115个小时，环绕地球77圈后，于10月17日安全返回主着陆场。这次发射是人类探索太空历史上的又一次重要成就。已知飞船在太空中运行的轨道是一个椭圆，椭圆的一个焦点是地球的球心，如图所示，飞船在飞行中是无动力飞行，只受到地球的引力作用，则在飞船从轨道的P点沿箭头方向运行到Q点的过程中，以下说法中正确的有（）
A．飞船的速度逐渐增大
B．飞船的速度逐渐减小
C．引力对飞船做正功
D．飞船的机械能