萬有引力與航天.ppt

萬有引力與航天,萬有引力與航天,一、新舊教材的比較,1、2002年版物理教學大綱“必修加選修”中該內容和要求： 萬有引力定律（B） 人造地球衛(wèi)星（A） 宇宙速度（A） 牛頓力學適用范圍（A）,2、2003年版物理課程標準,通過有關事實了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程。知道萬有引力定律。認識發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義。體會科學定律對人類探索未知世界的作用。 會計算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。 初步了解經(jīng)典時空觀和相對論時空觀，知道相對論的建立對人類認識世界的影響。,初步了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象，知道宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點，體會量子論的建立深化了人們對于物質世界的認識。 通過實例，了解經(jīng)典力學的發(fā)展歷程和偉大成就，體會經(jīng)典力學創(chuàng)立的價值與意義，認識經(jīng)典力學的適用范圍和局限性。 體會科學研究方法對人們認識自然的重要作用。舉例說明物理學的進展對于自然科學的促進作用。,3、教材變化的分析,（1）知識內容增加，知識的拓展空間增大； （2）陳述方式變化，從知識描述轉化為問題探究；以多種欄目設置，打開科普視窗； （3）重視知識的形成過程，以提高學生科學思維能力 （4）重視科學方法、科學精神、人文精神的滲透。,二、教材分析與教學建議,第一節(jié) 行星的運動 1、教材性質與地位 （1）起始教材對全章起引領性的作用。 （2 ）為萬有引力定律的學習起鋪墊性的作用。 （3）知識容較少，但包含著的科學史料十分豐富。 （4）教材是從運動學的角度描述天體運動的 。,2、教學方法的選擇,以問題探究與故事講解相結合的方式組織課堂教學 。 3、探究點的設置 （1）探究地心說與日心說爭論的焦點。 （2）探究開普勒行星運動定律建立的過程。 （3）探究橢圓軌道特征。 （4）探究開普勒行星運動定律的物理意義。 3、宇宙模型的構建與發(fā)展,3、宇宙模型的歷史發(fā)展過程：,第二節(jié) 太陽與行星間的引力,1、教材性質與地位 （1)屬于科學過程教育的素材 ； （2)是探究性比較強的教學內容； （3)是從動力學角度來研究的； （4）是一種演繹推理的結構。,2、探究過程的設計(是本章的重要內容 ),問題的提出：是什么原因使行星圍繞太陽運動？ 猜想與假設：太陽對行星的引力 F應該與行星到太陽的距離r有關。 簡化模型：行星軌道按照“圓”來處理。 演繹與推理：根據(jù)牛頓第二定律和開普勒定律進行計算 。 結論的得出 ：引力大小跟行星到太陽距離的二次方成反比,第3節(jié) 萬有引力定律,1、教材性質與地位 （1）是對上一節(jié)教學內容的進一步外推，是下一節(jié)教材學習的基礎，是本章的重點知識； （2）是猜想、假設與驗證相結合的教學內容； （3）是一種演繹思維與歸納思維相結合的推理結構； （4）教材的立意還在于物理理論必須接受實踐與實驗的檢驗。,2、教學過程的設計,（1）萬有引力的猜想。 （2）萬有引力的檢驗。 （3）萬有引力定律的得出。 （4）萬有引力定律的檢驗。,第4節(jié) 萬有引力理論的成就,1、教材性質與地位 （1）是屬于應用性知識的教學內容； （2）是使萬有引力定律在應用中得到進一步檢驗； （3）是使學生演繹思維能力得到進一步訓練； （4）教材的立意使學生感受用物理理論探索未知世界的科學魅力，激發(fā)探究未知世界興趣。,2、教學過程的設計,設計的核心問題是分析萬有引力提供向心力。 （1）實驗室稱量地球的質量 （2）計算天體的質量 （3）預見并發(fā)現(xiàn)未知行星。 （4）補充：冥王星為何出局。,第五節(jié) 宇宙航行,1、教材性質與作用 （1）介紹萬有引力的實踐性成就，萬有引力理論使人類實現(xiàn)“飛天”夢想； （2）是航天部分的重要知識； （3）重點理解第一宇宙速度； （4）激發(fā)學生科學獻身精神； （5）拓展學生科普知識。,2、教學過程的設計,其知識上的核心問題還是分析萬有引力提供向心力。 （1）宇宙速度：引導學生推導第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度物理意義，區(qū)別環(huán)繞速度與發(fā)射速度； （2）在“夢想成真” 欄目里，簡述人類航天事業(yè)的發(fā)展史； （3）在“科學漫步”欄目里，介紹黑洞概念 ； （4）在“STS”欄目里，著重于展示航天事業(yè)與人類生活的關系。 （5）補充有關“地球同步衛(wèi)星”的定量計算和分析了解太陽同步極地軌道氣象衛(wèi)星等。,太陽同步軌道和極軌道應用衛(wèi)星,航天器和空間應用系統(tǒng),第六節(jié) 經(jīng)典力學的局限性,1、教材性質與作用 （1）是全章的終結性教材，屬于介紹性質的教材；,托勒玫想象地球處在宇宙中心，哥白尼則設想太陽處在中心，牛頓第一個用一個定律解釋所有星體運動，愛因斯坦則用幾何學的時空體系解釋星體的運動。,教材性質與作用,（2）使學生正確認識物理學理論的發(fā)展與適用范圍； （3）引領學生思考科學的價值觀； （4）教材的立意使學生了解近代物理知識。,2、教學過程的設計,設計的思路按照物理學理論在三個領域的發(fā)展過程進行。 （1）從低速到高速的討論中，介紹愛因斯坦的狹義相對論知識； （2）在“科學漫步” 欄目里，介紹時間、空間都與運動狀態(tài)有關； （3）在宏觀與微觀的介紹中，使學生知道量子力學能夠正確地描述微觀粒子運動規(guī)律； （4）在“弱引力到強引力” 欄目中，引導學生了解愛因斯坦廣義相對論； （5）補充：簡單介