高中物理-萬有引力定律單元復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

共6頁第6頁新人教版高中物理必修二教學(xué)設(shè)計(jì)萬有引力與航天單元復(fù)習(xí)教案新課標(biāo)要求1、理解萬有引力定律的內(nèi)容和公式。2、掌握萬有引力定律的適用條件。3、了解萬有引力的“三性”，即：①普遍性②相互性③宏觀性4、掌握對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的分析。復(fù)習(xí)重點(diǎn)萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)問題中的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)宇宙速度、人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)教學(xué)方法：復(fù)習(xí)提問、講練結(jié)合。教學(xué)過程（一）投影全章知識(shí)脈絡(luò)，構(gòu)建知識(shí)體系1、行星的運(yùn)動(dòng)2、萬有引力定律內(nèi)容及應(yīng)用3、人造衛(wèi)星及宇宙速度（二）本章要點(diǎn)綜述1、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即：比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量。例1.某恒星有兩顆行星，它們繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑之比是1：2，則它們運(yùn)轉(zhuǎn)的周期之比為多少？2、萬有引力定律（1）萬有引力定律的內(nèi)容。自然界中的任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比、與它們之間距離r的二次方成反比。（2）萬有引力定律公式：，（3）萬有引力定律適用于一切物體，但用公式計(jì)算時(shí)，注意有一定的適用條件。3、萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用。（1）基本方法：①把天體的運(yùn)動(dòng)看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供：②在忽略天體自轉(zhuǎn)影響時(shí)，天體表面的重力加速度：，R為天體半徑。（2）天體質(zhì)量，密度的估算。測(cè)出環(huán)繞天體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r，周期為T，由得被環(huán)繞天體的質(zhì)量為，密度為，R為被環(huán)繞天體的半徑。當(dāng)環(huán)繞天體在被環(huán)繞天體的表面運(yùn)行時(shí)，r＝R，則例2利用下列哪組數(shù)據(jù)可以計(jì)算出地球的質(zhì)量（ACD）A.地球半徑R和地球表面的重力加速度gB.衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T和地球半徑RC.衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和角速度ωD.衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度V和周期T（3）環(huán)繞天體的繞行速度，角速度、周期與半徑的關(guān)系。①由得∴r越大，v越?、谟傻谩鄏越大，越?、塾傻谩鄏越大，T越大（4）三種宇宙速度①第一宇宙速度（地面附近的環(huán)繞速度）：v1=7.9km/s，人造衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度。②第二宇宙速度（地面附近的逃逸速度）：v2=11.2km/s，使物體掙脫地球束縛，在地面附近的最小發(fā)射速度。③第三宇宙速度：v3=16.7km/s，使物體掙脫太陽引力束縛，在地面附近的最小發(fā)射速度。④同步衛(wèi)星的特點(diǎn)例3設(shè)地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星距赤道地面的高度為h，質(zhì)量為m，試求此衛(wèi)星處在同步軌道上運(yùn)行時(shí)與處在赤道地面上“靜止”時(shí)的： (1)線速度之比．(2)向心加速度之比．(3)所需向心力之比．（三）針對(duì)訓(xùn)練1.某行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，忽略其他行星對(duì)它的引力作用，當(dāng)它從近日點(diǎn)a向遠(yuǎn)日點(diǎn)b運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是（）A速度變小B速度表大C加速度變小D加速度變大2.如圖1所示，a為地面上的待發(fā)射衛(wèi)星，b為近地圓軌道衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星．三顆衛(wèi)星質(zhì)量相同．三顆衛(wèi)星的線速度分別為va、vb、vc，角速度分別為ωa、ωb、ωc，周期分別為Ta、Tb、Tc，向心力分別為Fa、Fb、Fc，則()A．ωa＝ωc<ωb B．Fa＝Fc<FbC．va＝vc<vb D．Ta＝Tc>Tb 已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。（1）推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式；（2）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距離地面的高度為h,求衛(wèi)星的運(yùn)行周期T。參考答案1.AC2.AD3.學(xué)情分析1.學(xué)生基礎(chǔ)一般，本部分內(nèi)容分兩課時(shí)進(jìn)行.第一課時(shí)對(duì)知識(shí)歸納，部分重點(diǎn)題型講解；第二課時(shí)為重點(diǎn)題型講解和習(xí)題課，通過這兩節(jié)課的復(fù)習(xí)讓學(xué)生對(duì)萬有引力定律與航天之間的關(guān)系有更為深刻的認(rèn)識(shí)。2.學(xué)生對(duì)萬有引力定律的理解有些模糊，尤其是涉及到天體的運(yùn)動(dòng)問題時(shí)，易忽略天體間的距離與軌道半徑與天體半徑之間的聯(lián)系.3.學(xué)生對(duì)處理天體的運(yùn)動(dòng)還有欠缺，在例題講解后加以針對(duì)訓(xùn)練.4.學(xué)生應(yīng)用萬有引力定律解題的思路有點(diǎn)混亂，不知道該用那些條件，不該用那些條件。效果分析（測(cè)評(píng)練習(xí)）答對(duì)人數(shù)為28人，正答率為37.4％，本題考查了衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，涉及的物理量比較多，相對(duì)來說難以分析，正答率較低。答對(duì)人數(shù)為45人，正答率為76.2％，本題考查了萬有引力提供向心力，大部分同學(xué)掌握的較好。答對(duì)人數(shù)為48人，正答率為81.2％，對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律掌握較好。答對(duì)人數(shù)為50人，正答率為84.7％，對(duì)開普勒第三定律的運(yùn)用，掌握的很好。答對(duì)人數(shù)為48人，正答率為78.5％，對(duì)基本規(guī)律的應(yīng)用掌握的不夠熟練。答對(duì)人數(shù)為30人，正答率為40.8％，本題考查了萬有引力定律的理解，說明學(xué)生掌握的不夠好。答對(duì)人數(shù)為24人，正答率為32.6％，考查了萬有引力與重力的關(guān)系，但由于物理量太多，又要用密度表示質(zhì)量，學(xué)生綜合能力跟不上。答對(duì)人數(shù)為49人，正答率為83.1％，考查了萬有引力提供向心力，學(xué)生掌握的較好。答對(duì)人數(shù)為50人，正答率為84.7％，本題考查了人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，學(xué)生掌握較好。答對(duì)人數(shù)為46人，正答率為77％，本題考查衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，學(xué)生基本知識(shí)掌握的還算可以，但是運(yùn)算能力跟不上。我認(rèn)為這份評(píng)測(cè)練習(xí)達(dá)到的效果還是很好的。1、知識(shí)涵蓋面比較全，基本上把這節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)、重難點(diǎn)能加以訓(xùn)練。2、難易適中，能充分體現(xiàn)出學(xué)生的掌握程度。對(duì)基礎(chǔ)的知識(shí)掌握的還可以?？偟膩碚f，這份訓(xùn)練還是比較成功的。教材分析新教材基本承載了原教材的知識(shí)線索，在關(guān)于“萬有引力與航天”方面的知識(shí)要求沒有大的變化。新教材在“行星的運(yùn)動(dòng)”與“萬有引力定律”之間加了“太陽與行星間的引力”，旨在放緩萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程的展現(xiàn)，為學(xué)生學(xué)習(xí)萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了更好的知識(shí)基礎(chǔ)?！敖?jīng)典力學(xué)的局限性”是共同必修模塊的最后一節(jié)課，在“萬有引力定律理論的成就”后面，用經(jīng)典力學(xué)的局限性來作為必修教材力學(xué)的結(jié)尾，是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)典力學(xué)的一次總結(jié)。萬有引力定律測(cè)評(píng)練習(xí)一、選擇題1、地球半徑為R，在距球心r處(r＞R)有一同步衛(wèi)星.另有一半徑為2R的星球A，在距球心3r處也有一同步衛(wèi)星，它的周期是48h，那么A星球平均密度與地球平均密度的比值為（）A．9∶32B．3∶8C．27∶32D．27∶162、質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星，在半徑為r的圓軌道上繞地球運(yùn)行時(shí)，其線速度為v，角速度為ω，取地球質(zhì)量為M，當(dāng)這顆人造地球衛(wèi)星的軌道半徑為2r的圓軌道上繞地球運(yùn)行時(shí)，則（）A．根據(jù)公式v=，可知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度將減小到B．根據(jù)公式F=m，可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的C．根據(jù)公式ω=，可知衛(wèi)星的角速度將減小到D．根據(jù)F=G，可知衛(wèi)星的向心力減小為原來的3、2015年12月10日，我國成功將中星1C衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道。如圖所示是某衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)的示意圖，已知地球半徑為R，地球表面重力加速度g，衛(wèi)星遠(yuǎn)地點(diǎn)P距地心O的距離為3R，則（）A、衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度小于B、衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的速度最小C、衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度小于D、衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)加速，衛(wèi)星有可能再次經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)4、地球和火星繞太陽公轉(zhuǎn)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，忽略行星自轉(zhuǎn)影響。根據(jù)下表，火星和地球相比（）行星星體半徑/m星體質(zhì)量/kg公轉(zhuǎn)軌道半徑/m地球6．4×1066．0×10241．5×1011火星3．4×1066．4×10232．3×1011A．火星的公轉(zhuǎn)周期較大B．火星公轉(zhuǎn)的向心加速度較大C．火星表面的重力加速度較小D．火星的第一宇宙速度較大二、填空題5、有兩顆人造衛(wèi)星，它們的質(zhì)量之比，軌道半徑之比，則它們所受向心力大小之比；它們的運(yùn)行速率之比；它們的向心加速大小之比；它們的周期之比。6、如圖所示，陰影區(qū)域是質(zhì)量為M、半徑為R的球體挖去一個(gè)小圓球后的剩余部分，所挖去的小圓球的球心和大球球心間的距離是，小球的半徑是，則球體剩余部分對(duì)球體外離球心O距離為2R、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P的引力為．7、如圖所示，O為地球球心，A為地球表面上的點(diǎn)，B為O、A連線間的點(diǎn)，AB=d，將地球視為質(zhì)量分布均勻的球體，半徑為R．設(shè)想挖掉以B為圓心，以為半徑的球．若忽略地球自轉(zhuǎn)，則挖出球體后A點(diǎn)的重力加速度與挖去球體前的重力加速度之比為．8、火星探測(cè)衛(wèi)星繞火星飛行．衛(wèi)星飛行周期為T，衛(wèi)星軌道距火星表面的高度為h，萬有引力常數(shù)為G，火星半徑為R，則火星的密度為．三、計(jì)算題9、有一質(zhì)量為m的人造衛(wèi)星，在離地面為h的高空做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為M，萬有引力常量為G．求：（1）衛(wèi)星運(yùn)行的速度（2）推導(dǎo)地球表面的重力加速度g的表達(dá)式．10、“伽利略”木星探測(cè)器，從1989年10月進(jìn)入太空起，歷經(jīng)6年，行程37億千米，終于到達(dá)木星周圍．已知探測(cè)器在半徑為r的軌道上繞木星運(yùn)行的周期為T，木星的半徑為R，萬有引力常量為G，求：（1）探測(cè)器的運(yùn)行速率v（2）木星的質(zhì)量M．（3）木星的第一宇宙速度．參考答案1.C2.AD3.ABD4.AC5.；；；6.7.8.9.【答案】（1）衛(wèi)星運(yùn)行的速度是．（2）地球表面的重力加速度g的表達(dá)式是．【解析】【考點(diǎn)】人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系【分析】根據(jù)萬有引力定律公式求出地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力大?。Y(jié)合萬有引力提供向心力求出衛(wèi)星的線速度．根據(jù)地球表面的物體萬有引力等于重力求解重力加速度g的表達(dá)式．【解答】解：（1）人造衛(wèi)星在離地面為h的高空做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，得（2）根據(jù)地球表面的物體萬有引力等于重力，得答：（1）衛(wèi)星運(yùn)行的速度是．（2）地球表面的重力加速度g的表達(dá)式是．10.【答案】（1）探測(cè)器的運(yùn)行速率是；（2）木星的質(zhì)量M是；（3）木星的第一宇宙速度是．【解答】解：（1）由半徑與周期、線速度的關(guān)系可得探測(cè)器的線速度：v=，（2）探測(cè)器在圓形軌道上運(yùn)行時(shí)，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：G=所以：M=（3）設(shè)木星的第一宇宙速度為：v0，由萬有引力提供向心力得：G=m′，解得：v0=v=答：（1）探測(cè)器的運(yùn)行速率是；（2）木星的質(zhì)量M是；（3）木星的第一宇宙速度是．教學(xué)反思根據(jù)上一節(jié)課學(xué)生的放映情況，結(jié)合學(xué)習(xí)委員的建議，本堂課的教學(xué)內(nèi)