万有引力与航天.ppt

万有引力与航天,万有引力与航天,一、新旧教材的比较,1、2002年版物理教学大纲“必修加选修”中该内容和要求： 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）,2、2003年版物理课程标准,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，知道相对论的建立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、教材变化的分析,（1）知识内容增加，知识的拓展空间增大； （2）陈述方式变化，从知识描述转化为问题探究；以多种栏目设置，打开科普视窗； （3）重视知识的形成过程，以提高学生科学思维能力 （4）重视科学方法、科学精神、人文精神的渗透。,二、教材分析与教学建议,第一节 行星的运动 1、教材性质与地位 （1）起始教材对全章起引领性的作用。 （2 ）为万有引力定律的学习起铺垫性的作用。 （3）知识容较少，但包含着的科学史料十分丰富。 （4）教材是从运动学的角度描述天体运动的 。,2、教学方法的选择,以问题探究与故事讲解相结合的方式组织课堂教学 。 3、探究点的设置 （1）探究地心说与日心说争论的焦点。 （2）探究开普勒行星运动定律建立的过程。 （3）探究椭圆轨道特征。 （4）探究开普勒行星运动定律的物理意义。 3、宇宙模型的构建与发展,3、宇宙模型的历史发展过程：,第二节 太阳与行星间的引力,1、教材性质与地位 （1)属于科学过程教育的素材 ； （2)是探究性比较强的教学内容； （3)是从动力学角度来研究的； （4）是一种演绎推理的结构。,2、探究过程的设计(是本章的重要内容 ),问题的提出：是什么原因使行星围绕太阳运动？ 猜想与假设：太阳对行星的引力 F应该与行星到太阳的距离r有关。 简化模型：行星轨道按照“圆”来处理。 演绎与推理：根据牛顿第二定律和开普勒定律进行计算 。 结论的得出 ：引力大小跟行星到太阳距离的二次方成反比,第3节 万有引力定律,1、教材性质与地位 （1）是对上一节教学内容的进一步外推，是下一节教材学习的基础，是本章的重点知识； （2）是猜想、假设与验证相结合的教学内容； （3）是一种演绎思维与归纳思维相结合的推理结构； （4）教材的立意还在于物理理论必须接受实践与实验的检验。,2、教学过程的设计,（1）万有引力的猜想。 （2）万有引力的检验。 （3）万有引力定律的得出。 （4）万有引力定律的检验。,第4节 万有引力理论的成就,1、教材性质与地位 （1）是属于应用性知识的教学内容； （2）是使万有引力定律在应用中得到进一步检验； （3）是使学生演绎思维能力得到进一步训练； （4）教材的立意使学生感受用物理理论探索未知世界的科学魅力，激发探究未知世界兴趣。,2、教学过程的设计,设计的核心问题是分析万有引力提供向心力。 （1）实验室称量地球的质量 （2）计算天体的质量 （3）预见并发现未知行星。 （4）补充：冥王星为何出局。,第五节 宇宙航行,1、教材性质与作用 （1）介绍万有引力的实践性成就，万有引力理论使人类实现“飞天”梦想； （2）是航天部分的重要知识； （3）重点理解第一宇宙速度； （4）激发学生科学献身精神； （5）拓展学生科普知识。,2、教学过程的设计,其知识上的核心问题还是分析万有引力提供向心力。 （1）宇宙速度：引导学生推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度物理意义，区别环绕速度与发射速度； （2）在“梦想成真” 栏目里，简述人类航天事业的发展史； （3）在“科学漫步”栏目里，介绍黑洞概念 ； （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。,太阳同步轨道和极轨道应用卫星,航天器和空间应用系统,第六节 经典力学的局限性,1、教材性质与作用 （1）是全章的终结性教材，属于介绍性质的教材；,托勒玫想象地球处在宇宙中心，哥白尼则设想太阳处在中心，牛顿第一个用一个定律解释所有星体运动，爱因斯坦则用几何学的时空体系解释星体的运动。,教材性质与作用,（2）使学生正确认识物理学理论的发展与适用范围； （3）引领学生思考科学的价值观； （4）教材的立意使学生了解近代物理知识。,2、教学过程的设计,设计的思路按照物理学理论在三个领域的发展过程进行。 （1）从低速到高速的讨论中，介绍爱因斯坦的狭义相对论知识； （2）在“科学漫步” 栏目里，介绍时间、空间都与运动状态有关； （3）在宏观与微观的介绍中，使学生知道量子力学能够正确地描述微观粒子运动规律； （4）在“弱引力到强引力” 栏目中，引导学生了解爱因斯坦广义相对论； （5）补充：简单介