重庆市开县中学高中物理 6.4 万有引力理论的成就学案 新人教版必修2

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时间:2014-03-20

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课题名称 6.4万有引力的理论成就 课时数 1课时 课型 问题解决课 课程标准 学习目标 1、通过结构化预习完成问题导读单,知道万有引力定律的内容,知道万有引力定律在天文学上的重要应用。 2、会用万有引力定律计算天体质量。 3、运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法,体会科学定律的意义,同时强调书写格式,必须写原始方程,禁止写导出式,不能边带数字边计算。 4、体会万有引力定律在天文学上的重要应用。 5、通过测量天体的质量、预测未知天体的学习活动,体会科学研 究方法 对人类认识自然的重要性,体会万有引力定律对人类探索和认识未知世界的作用。 6、 通过对天体规律的认识 ,了解科学发展的曲折性,感悟科学是人类进步的动力。 重点难点 重点:运用万有引力定律计算中心天体质量。 难点:在具体天体运动中应用万有引力定律解决问题。 学习过程 评价任务(内容、问题、试题) 想学会学学习活动(方式、行为、策略) 情景导入 “9•11”恐怖事件发生后,美国 为了找到本•拉登的藏身地点,使用了先进的侦察卫星.据报道:美国将多颗最先进的KH11、KH12“锁眼”系列照相侦察卫星调集到中亚地区上空,“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球沿椭圆轨道运动,近地点265 km(指卫星离地的最近距离)、远地点650km(指卫?星离地面的最远距离),质量1 3.6 t—18.2 t,这些照相侦察卫星上装有先进的CCD数字照相机,能 够分辨出地面上0.1 m大小的目标,并自动地将照片转给地 面接收站及指挥中心.由开普勒定律知道:如果卫星绕地球做圆周运动的圆轨道半径跟椭圆轨道的半长轴相等,那么,卫星沿圆轨道运动的周期 跟卫星沿椭圆轨道运动的 周期相同. 学习本节内容后,我们就可由上述数据估算这些“锁眼”系列侦察卫星绕地球运动 的周期. 一、“科学真是迷人” 【呈现问题】 1、 著名文学家马克吐温曾满怀激情的说:“科 学真是迷人,根据零星的事实,添加一点儿猜想,竟能获得那么多收获。”对此你是如何理解的? 2、设地面附近的重力加速度g=9.8 m/s2 ,地球半径R=6.4×106 m 引力常量G=6.67× 10—11 N•m•kg—2估算地球的质量为多大? 二、计算天体质量 【呈现问题】 【问题1】应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么? 【问题2】求解天体质量的方法依据是什么? 提示:运用向心力公式和万有引力公式 【问题3】天体实际做什么运动?而我们通常可认为做什么运动? 【问题4】描述运动圆周运动有哪些量? 【问题5】根据环绕天体的运动情况求解向心加速度 有几种求法? 【问题6】应用天体运动的动力学方程——万有引力 充当向心力求出天体质量有几种表达式?各是什么? 各有什么特点? 【问题7】应用此方法能否求出环绕天体的质量? 【提炼升华】 三、发现未知天体 【呈现问题】 【问题1】应用万有引力定律可估算天体质量,在天文学上还有何应用? 【问题2】应用万有引力定律发现了那些行星? 【提炼升华】 海王星就是应用万 有引力定律发现的 【多媒体展示】“锁眼”系列照相侦察卫星。 以此提醒 学生,物理知识来源于生活。 【学生讨论】 学生思考后讨论 【学生展讲】 在地球表面,mg= , 只要测出 G来,便可“称量”地球的质量. M= kg =6.0×1024 kg. 【学生讨论】 学生思考后讨论 【学生展讲】 【学生讨论】 学生思考后讨论 【学生展讲】 【学生讨论】 学生思考后讨论 【学生展讲】 【学 生讨论】 学生思考后讨论 【学生展讲】

课题名称 6.5宇宙航行 6.6经典力学的局限性 课时数 2课时 课型 问 题解决课 课程标准 学习目标 1、通过实例感受万有引力定律在天文学上的重要应用。 2、会用万有引力定律计算天体质量。 3、通过学习初步感知经典力学的局限性 4、通过航天事业的发展史说明物理学的发展对于自然科学的促进作用。 5、通过万有引、力定律推导第一宇宙速度,培养学生运用知识解决问题的能力。 6、 经历科学家建立相对论和粒子论的思维探索过程,认识科学家思维的意义 7、 7、通过航天事业的了解,进行爱国主义教育。 8、关心国内外航空航天事业的发展现状与趋势。 9、了解科学理论的相对性,通过时间与空间的问题激励学生对未来的探索。 重点难点 重点:推导第一宇宙速度,了解第二、第三宇宙速度;了解经典力学的局限性。 难点:运行速率与半径之间的关系;了解相对论、量子力学与经典力学的关系。 学习过程 评价任务(内容、问题、试题) 学习活动(方式、行为策略) 导入新课 1957年10月4日, 苏联用三级火箭发射了世界上的第一颗人造地球卫星——“旅行者”1号,人类开始迈入航天时代。 人类 步入太空得益于物理学中的万有引力定律的贡 献,它不仅解决了天上行星的运行问题,也为人们开辟了上 天的理论之路。 2003年10月15日,“神舟 ”5号飞船载着中国第一位航天员杨利伟成功升空,标志着我国进入了载人航天时代。 2007年10月24日“嫦娥一号卫星”奔月而去。 【呈现问题】 结合登月航线讨论:为什么飞船能围绕地球旋转?飞船在什么情况下能挣脱地球的束缚? 一、宇宙速度 背景:牛顿提出一个著名的思想实验:从高山顶水平抛出一个铅球,当抛出速度足够大时,铅球将环绕地球运动,成为一个“小月亮” 【呈现问题】 【问题1】抛出的石头会落地,为什么卫星、月亮没有落下来? 【问题2】卫星、月亮没有落下来必须具备什么条件? 【问题3】平抛物体的速度逐渐增大,物体的落点如何变化? 【问题4】速度达 到一定值后,物体能否落回地面? 【问题5】若不能,此速度必须满足什么条件? 【问题6】若此速度再增大,又会出现什么现象? 【问题7】此抛出的物体速度增大到何种程度才能绕地球做圆周运动? 【提炼升华】 【第一宇宙速度】 ⑴推导: 问题:牛顿实验中,炮弹 至少要以多大的速度发射,才能在地面附近绕 地球做匀速圆周运动?地球半径为6370km。 分析:在地面附近绕地球运行,轨道半径即为地球半径。由万有引力提供向心力: , 得: 又∵ ∴ 结论:如果发射速度小于7.9km/s,炮弹将落到地面,而不能成为一颗卫星;发射速度等于7.9km/s,它将在地面附近作匀速圆周运动;要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星,发射速度必须大于7.9km/s。可见,向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。 ⑵意义:第 一宇宙速度是人造卫星在地 面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度,所以也称为环绕速度。 【第二宇宙速度】 大小 。 意义:使卫星挣脱地球的束缚,成为绕太阳运行的人造行星的最 小发射速度,也称为脱离速度。 注意:发射速度大于7.9km/s,而小于11.2km/s,卫星绕地球运动的轨迹为椭圆;等于或大于11.2km/s时,卫星就会脱离地球的引力,不再绕地球运行。 【第三宇宙速度】 大小: 。 意义:使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度,也称为逃逸速度。 注意:发射速度大于11.2km/s,而小于16.7km/s,卫星绕太阳作椭圆运动,成为一颗人造行星。如果发射速度大于等于16.7km/s,卫星将挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的空间。 二、飞 出地球 三、从低速到高速 【呈现问题】 【问题1】在经典力学和狭义相对论中,物体的质量有何不同? 【问题2】狭义相对论中,物体的质量的表达式是怎样的? 【问题3】在经典力学和狭义相对论中,位移和时间的测量在不同参考系中有何区别? 四、从宏观到微观 【呈现问题】 经典力学的适用范围是什么? 五、从弱引力到强引力 【呈现问题】 【问题1】经典力学与行星轨道的矛盾是什么? 【问题2】经典力学与行星轨道的矛盾说明 了什么? 【问题3】归纳牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异。 【问题4】经典力学和相对论及量子力学的关系如何? 【多媒体展示】播放“神舟”5号发射升空的视频剪辑录像。 【多媒体展示】学生观看录像,了解航天器发射升空的过程变化。 【小组内互动】小组合作讨论。 【小组展讲】 【小组展示】向心加速度的公式推 导过程 【小组讨论】 【合作探究】 小组合作推导第一宇宙速度 【合作交流】 展示推导过程 学生阅读教材“梦想成真”部分。

重庆市双江中学高中物理上期周考题 新人教版必修2

类别:高二 > 物理 > 新人教版 > 必修2 > 重庆 > 试题 > 精品

时间:2010-11-24

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双江中学高二上期周考题14.关于布朗运动,下列说法中正确的是()A.布朗运动是微观粒子的运动,牛顿运动定律不再适用B.布朗运动是液体分子无规则运动的反映C.强烈的阳光射入较暗的房间内,在光束中可看到有悬浮在空气中的微尘不停地做无规则运动,这也是一种布朗运动D.因为布朗运动的 激烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫做热运动15.从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量()A.氧气的密度和阿伏加德罗常数B.氧气分子的体积和氧气的密度C.氧气分子的质量和阿伏加德罗常数D.氧气分子的体积和氧气分子的质量16.一列向x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示,A、B、C分别是x=0、x=1m和x=2m处的三个质点。已知该波周期为4s,则()A.对质点A来说,在第1s内回复力对它做正功B.对质点A来说,在第1s内回复力对它做负功C.对质点B和C来说,在第1s内回复力对它们做功相同D.对质点A和C来说,在第1s内回复力对它们做功不相同

一、选择题(每小题至少一个正确答案,每题5分,共60分)1. 假如我们已制成可供实用的超导材料,那么可用这种材料来制作A.电炉丝 B.导线 C.标准电阻 D.保险丝2. 灯泡中灯丝断了,将灯丝搭起来可以再用,则以下判断正确的是A.比原来更亮 B.比原来更暗C.灯丝中电流将比原来的大 D.灯丝中电流将比原来的小3. 平行板电容器的电容变大了,可能原因是A.两极板正对面积变大了 B.两板间距离变小了C.两板间电压升高了 D.两板所带电量增加了4. 某部分电路两端电压为U,电流强度为I,这部分电路的电阻为R,则A.这部分电路消耗的电功率一定为B.这部分电路消耗的电功率一定为C.这部分电路中R、U、I一定满足D.这部分电路产热功率有可能小于UI

重庆市南开中学09-10学年高二物理10月月考新人教版必修2

类别:高二 > 物理 > 新人教版 > 必修2 > 重庆 > 试题 > 精品

时间:2009-11-04

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重庆市南开中学09-10学年高二物理10月月考新人教版必修2

2019高考物理系列模型之过程模型 专题01 匀变速运动模型学案

类别:高三 > 物理 > 不分版本 > 不分版别 > 不限地区 > 学案

时间:2018-11-17

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2019高考物理系列模型之过程模型 专题01 匀变速运动模型学案

2019高考物理系列模型之过程模型 专题02 追赶模型学案

类别:高三 > 物理 > 不分版本 > 不分版别 > 不限地区 > 学案

时间:2018-11-17

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2019高考物理系列模型之过程模型 专题02 追赶模型学案

2019高考物理系列模型之过程模型 专题03(类)抛体运动模型(1)学案

类别:高三 > 物理 > 不分版本 > 不分版别 > 不限地区 > 学案

时间:2018-11-17

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2019高考物理系列模型之过程模型 专题03(类)抛体运动模型(1)学案

2019高考物理系列模型之过程模型 专题04(类)抛体运动模型(2)学案

2019高考物理系列模型之过程模型 专题05 平抛与障碍模型学案

类别:高三 > 物理 > 不分版本 > 不分版别 > 不限地区 > 学案

时间:2018-11-17

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2019高考物理系列模型之过程模型 专题05 平抛与障碍模型学案

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