高中物理必修2《万有引力与航天》同步辅导教案-新课标.doc

用心爱心专心

第七章万有引力与航天
教学建议：
1、课时分配建议：第一单元1行星的运动（1学时）
2太阳与行星间的引力（1学时）
3万有引力定律（2学时）
第二单元4万有引力理论的成就（2学时）
5宇宙航行 （1学时）
第三单元6经典力学的局限性（1学时）
2、教学建议：（1）再现万有引力定律的发现过程，进行物理学史和科学方法的教育
（2）引导学生关注航天事业与我们生活和社会的联系，并观看相关的录像资料，阅读相关的新闻和材料，让学生体会到物理学就在我们身边。
（3）正确评价经典力学，让学生知道科学成就在不断发展，一个新的科学理论的建立并不意味着原有科学理论的推翻，而是原有科学理论在一定条件下成为新理论的一种局部情况，从这个角度看，科学结论的普适性总是相对的，科学就在探索更广泛适用的理论中得到发展。
（4）通过神州六号的发射成功对学生进行爱国主义教育
教学目标：1、理解开普勒三定律
2、熟练掌握万有引力定律及其在天体运动中的应用
3、熟练掌握万有引力定律在人造地球卫星发射、运行中的应用
4、了解三个宇宙速度
教学重点：万有引力定律在天体运动中的应用、人造卫星的发射和运动及航天活动
教学难点：天体运动的综合性分析与计算
课程标准要求：
通过有关事实了解万有引力定律的发现过程。知道万有引力定律。认识发现万有引力定律的重要意义，体会科学定律对人类探索未知世界的作用。
会计算人造卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。
初步了解经典时空观和相对论时空观，知道相对论对人类认识世界的影响。
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类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。
第一节行星的运动
探索：自学尝试解决下列问题
毛泽东的著名诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”中的“坐地日行八万里”和“巡天遥看一千河”分别指什么意思？
“坐地日行八万里这”充分说明了地球是运动的而不是静止的，地心说是错误的。“巡天遥看一千河”说明了人们在随地球转动过程中看到的壮丽璀璨的星系如此的繁多。
开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是______，太阳处在椭圆的一个_____上。
椭圆焦点
开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过________。
相等的面积
开普勒第三定律：所有行星的轨道的__________跟__________的比值都相等。
轨道的半长轴它的公转周期的二次方
在中学阶段多数行星的轨道能否按圆处理，若按圆处理则开普勒三定律又该如何表述？
多数大行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心
对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度（或线速度）不变，即行星做匀速圆周运动
所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等
要点归纳：
1、对开普勒定律的认识：
（1）从空间分布上看：行星的轨道都是椭圆，所有椭圆有一个共同的焦点，太阳就在此焦点上。因此第一定律又叫椭圆轨道定律。如图7-1-1所示
（2）从速度大小看：行星靠近太阳时速度大，远离太阳时速度小。第二定律又叫面积定律。如图7-1-2所示
（3）对的认识：图7-1-3中，半长轴是AB间距离的一半，不能认为R等于太阳到B点的距离；T是公转周期，不能误认为是自转周期。
行星
太阳
图7-1-1
图7-1-2
图7-1-3
R
AB
C

D
2、在以后的计算中，我们都把行星的轨道近似为圆，把卫星的运行轨道也近似为圆，这样就使问题简化。则在上述情况中，的表达式中，R则是圆的半径。
3、比例系数K是一个与行星质量无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，K值不相同。
4、卫星绕地球运转，地球绕太阳运转遵循相同的运动规律。

例题探究与解答
例1、16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本理论，这四个论点目前看存在的缺陷是（）
宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动
地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动。
天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象。
与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多。
解析：所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；行星在椭圆轨道上运动的周期Ｔ和轨道半长轴满足恒量，故所有行星实际并不是在做匀速圆周运动，整个宇宙是在不停运动的。
答案：ＡＢＣ
说明：天文学家开普勒在整理了第