高中物理-《萬有引力定律復習》教學設計學情分析教材分析課后反思

《萬有引力定律復習》教學設計一、設計思想針對本節(jié)課和學生的特點，本節(jié)課采用的模式可以用下圖表示：學生課前預習內容學生課前預習內容教師提出高考要求及問題學生獨立或小組討論設定的探究內容師生歸納得出共識教師通過課件整合師生課堂交互活動教師設計知識應用新情景強化訓練本課的主要設計思想是激發(fā)學生興趣，高屋建瓴的把握考綱，提綱挈領回顧知識體系，重點鮮明的攻克要點，其中包括目標（高考考試說明）導入、同步練習（其中設有交互性很強的習題）、實戰(zhàn)演練（其中設有能及時對學生的學習情況進行反饋的小測，并能對學生進行有效的評價和建議）、課外拓展等。并采用交流互動為主導，教師作為學習的輔助者的課堂教學模式。希望能借此調動學生自主學習探究的主觀能動性，從而提高學生的科學素養(yǎng)和探究精神。二、教學目標知識與技能（1）會計算天體的質量；（2）會計算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度（第一宇宙速度）；知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。（3）會分析難點——雙星多星問題過程和方法（1）通過師生討論與交流，認識計算天體的質量的思路和方法；（2）通過引導學生分析近5年高考考查科學探究的過程，體會科學探究需要尊重事實。（3）通過對考點整合的過程的展示，體會科學理論的科學價值。情感態(tài)度與價值觀（1）認識萬有引力定律及其應用的重要意義；（2）體現(xiàn)科學定律對人類探索未知世界的作用。三、教學的重點和難點重點：1、會計算天體的質量、密度和計算宇宙速度2、難點：萬有引力定律在雙星多星問題中的應用考點內容要求題型把握考情萬有引力定律及其應用萬有引力定律及其應用Ⅱ選擇、計算明熱點突出物理與現(xiàn)代科技、生產、生活的結合，特別是與現(xiàn)代航天技術的聯(lián)系會更加密切，與牛頓運動定律、機械能守恒等內容結合命題的可能性也較大。天體運動人造衛(wèi)星環(huán)繞速度Ⅱ選擇、計算第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ經典時空觀和相對論時空觀Ⅰ四、教學過程教學內容教學環(huán)節(jié)活動時間（分鐘）教學活動設計意圖教師活動學生活動一、知識回顧新課引入3展示讓我們通過課件，重溫知識點。凝聽激發(fā)學生的學習興趣教師通過課件播放、講述認真收看提出問題、激趣：要明白高考《考試說明》要求，《萬有引力定律的應用》部分內容，投影屏幕顯示課題。凝聽思考激發(fā)學生的求知欲二、高考試題回顧分析12年新課標全國·211 假設地球是一半徑為R、質量分布均勻的球體．一礦井深度為d.已知質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零．礦井底部和地面處的重力加速度大小之比A．1－eq\f(d,R)B．1＋eq\f(d,R)C．(eq\f(R－d,R))2D．(eq\f(R,R－d))2凝聽理解：質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零感性地理解衛(wèi)星的發(fā)射原理。2提問學生推導的基本思路然后投影顯示總結：地球質量M＝eq\f(4,3)πR3ρ地球表面的重力加速度g＝M′＝ρeq\f(4,3)π(R－d)3＝(eq\f(R－d,R))3M則礦井底部的重力加速度g′＝eq\f(GM′,R－d2)則礦井底部的重力加速度和地面處的重力加速度之比為eq\f(g′,g)＝eq\f(R－d,R)=1－eq\f(d,R)學生匯報回答檢查學生討論效果規(guī)范思路二、試題回顧分析13·新課標全國·2022012年6月18日，神舟九號飛船與天官一號目標發(fā)生器在離地面343km的近圓形軌道上成功進行了我國首次載人空間交會對接。對接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣。下列說法正確的是A.為實現(xiàn)對接，兩者運行速度的大小都應介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B.如不加干預，在運行一段時間后，天宮一號的動能可能會增加C.如不加干預，天宮一號的軌道高度將緩慢降低D.航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用學生分析、解釋討論總結：基本思路過程和結果歸納方法規(guī)范思路激發(fā)學生的求知欲二、五年高考試題回顧分析14·新課標Ⅰ·192太陽系各行星幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動．當?shù)厍蚯『眠\行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學稱為“行星沖日”．據(jù)報道，2014年各行星沖日時間分別是：1月6日木星沖日；4月9日火星沖日；5月11日土星沖日；8月29日海王星沖日；10月8日天王星沖日．已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示．則下列判斷正確的是()地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑(AU)1.01.55.29.51930A．各地外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B．在2015年內一定會出現(xiàn)木星沖日C．天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為土星的一半D．地外行星中，海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短討論總結：基本思路過程和結果歸納方法激發(fā)學生的求知欲規(guī)范思路培養(yǎng)學生自信性，以及邏輯推理能力、表達能力二、五年高考試題回顧分析2地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑(AU)1.01.55.29.51930周期（大約）1年2年12年30年83年164年本次沖日時間4月9日1月6日5月11日10月8日8月29日時間間隔eq\f(T行,T行－1)2年下次沖日時間2016年2015年2015年2015年2015年理解：相遇時轉過的角度之差Δθ＝2nπ，即t＝eq\f(T行T地,T行－T地)＝eq\f(T行,T行－1)激發(fā)學生的求知欲規(guī)范思路二、高考試題回顧分析2015·新課標全國Ⅰ·212我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經過一系列過程，在離月面4m高處做一次懸停(可認為是相對于月球靜止)；最后關閉發(fā)動機，探測器自由下落．已知探測器的質量約為1.3×103kg，地球質量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8m/s2.則此探測器()A．在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9m/sB．懸停時受到的反沖作用力約為2×103NC．從離開近月圓軌道到著陸這段時間內，機械能守恒D．在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度討論總結：基本思路過程和結果歸納方法規(guī)范思路培養(yǎng)學生自信性，以及邏輯推理能力、表達能力二、高考試題回顧分析2016·新課標全國Ⅰ·172利用三顆位置適當?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊。目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的倍。假設地球的自轉周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉周期的最小值約為討論總結：基本思路過程和結果歸納方法激發(fā)學生的求知欲、規(guī)范思路2萬有引力部分在這5年中，每年都考了1道選擇題，題目以天體做圓周運動(有時橢圓運動)為情景，應用萬有引力定律、圓周運動規(guī)律、牛頓運動定律、功能關系及幾何知識，進行必要的分析計算。點撥、規(guī)范思路三、重點知識攻克考點一中心天體質量估算解決天體(衛(wèi)星)運動問題的基本思路(1)在中心天體表層運動時Geq\f(Mm,R2)＝mg（黃金代換公式）凝聽了解第二、第三宇宙速度(2)萬有引力提供天體運動的向心力Geq\f(Mm,r2)＝man＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\f(4π2r,T2).凝聽過渡到下一課題三、重點知識攻克考點二第一宇宙速度的推導21：由Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v\o\al(2,1),R)2：由mg＝meq\f(v\o\al(2,1),R)得v1＝eq\r(gR)＝7.9×103m/s.第一宇宙速度是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度，也是人造衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，此時它的運行周期最短，Tmin＝2πeq\r(\f(R,g))＝5075s≈85min.衛(wèi)星的a、v、ω、T均與質量無關，只由軌道半徑和中心天體質量共同決定，所有參量的比較，最終歸結到半徑的比較討論總結：基本思路過程和結果歸納方法規(guī)范思路四、歸納創(chuàng)新2我國計劃于2020年發(fā)射火星探測器，一步實現(xiàn)“繞、落、巡”工程目標，對火星進行著陸巡視探測工作。假設該探測器經過長途跋涉成功被火星捕獲。已知探測器在距火星表面高處的圓軌道上運行的周期為，變低軌后在距火星表面高處的圓軌道上運行的周期為，已知引力常量為，根據(jù)以上信息分析能否求出(1)火星的半徑(2)火星的平均密度(3)火星表面的重力加速度(4)火星的第一宇宙速度討論總結：基本思路過程和結果歸納基本方法培養(yǎng)學生計算推理能力和知識遷移能力2提問學生學生到黑板展示匯報討論結果培養(yǎng)學生自信性，以及邏輯推理能力、表達能力2投影：基本思路：月亮繞太陽做勻速圓周運動，由萬有引力提供向心力，據(jù)可列方程求出地球的質量思路和方法：歸納：知道環(huán)繞天體離中心天體的距離r，周期T列式解方程。提出問題：如果沒有衛(wèi)星的天體怎么計算，并吩咐學生課后查資料解決此問題對照自己的思路和方法，并進行改正規(guī)范思路考點三雙星或多星模型21．雙星模型(1)同力eq\f(Gm1m2,L2)＝m1ωeq\o\al(2,1)r1＝m2ωeq\o\al(2,2)r2(2)共轉ω1＝ω2(3)間距：r1＋r2＝L.2．多星模型(1)每顆行星運行所需向心力都由其余行星對其萬有引力的合力來提供．(2)行星轉動的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等．(3)注意利用幾何知識求半徑．學生展示解題過程培養(yǎng)學生自信性，以及邏輯推理能力、表達能力雙星問題3如圖所示，質量分別為m和M的兩個星球A和B在引力作用下都繞O點做勻速圓周運動，星球A和B兩者中心之間的距離為L。已知A、B的中心和O點始終共線，A和B分別在O點的兩側。引力常量為G。求兩星球做圓周運動的周期。討論總結：基本思路過程和結果歸納方法規(guī)范思路變式訓練3在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運行的周期記為T1。但在近似處理問題時，常常認為月球是繞地心做圓周運動的，這樣算得的運行周期為T2。已知地球和月球的質量分別為5.98×1024kg和7.35×1022kg。求T2與T1兩者的平方之比。(結果保留3位小數(shù))討論總結：基本思路過程和結果歸納方法靈活運用小結1提問、提示提高總結歸納能力小測4巡視學生進行自我評價與反饋檢查學生的學習效果1查看結果按分數(shù)段舉手結束提示學生進行課后復習及拓展提高能力練習凝聽記錄因材施教地提供不同的課后作業(yè)。五、學生學習評價表（課后填寫，并記入學科學生成長記錄檔案）評價項目各項指標權重自評他評師評平均分知識與技能小測成績×60％60過程和方法1、通過自主思考和討論與交流，認識計算天體的質量的思路和方法。52、主動經歷科學探究的過程，能體會科學探究需要極大的毅力和勇氣53、充分體會到科學理論對未知世界探索的知道作用。54、會結合萬有引力定律和勻速圓周運動的知識，引出第二宇宙速度和第三宇宙速度。5情感態(tài)度與價值觀1、能和諧與同學們合作探究52、大膽地發(fā)表自己的意見和看法53、能認識發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義54、知道科學定律對人類探索未知世界的作用。5教師簽名總分（共100分）小組同學簽名等級（分A、B、C、D四等）《萬有引力定律復習》學情分析一、學生學習本節(jié)內容的知識基礎是在高一下學期開始建立，已經有了足夠的生活經驗準備，萬有引力的發(fā)展過程強調了對物理學發(fā)展歷程的展示，體現(xiàn)了學科滲透的理念。二、學生學習相關內容的難度分析1、學生已經學習了萬有引力的定律，并能初步利用萬有引力定律的公式求引力或一些的比例運算，但學生的推理和運算能力較差，加上本章書的公式運用較為靈活，故學生對此有一定的畏難心理。應用萬有引力定律，涉及到天體這個概念比較綜合、抽象物理量之間的關系比較復雜，對學生的能力思維要求比較高。通過本章節(jié)的學習可以提高學生的邏輯思維能力，對學習萬有引力不在感覺到特別困難。2、在前面的學習中學生已經知道了萬有引力的定律和開普勒三定律，以及圓周運動的規(guī)律，學生已經學會計算天體的質量；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。并能簡單的利用萬有引力定律的公式求引力或一些的比例運算。以及利用圓周運動的一些規(guī)律和公式進行簡單的推導。

3、學生已經處在高中的學習階段,已經有一定的思維能力和思考能力，但是還是處于比較低的地位，有一定的思維障礙。學生的在計算這一模塊的習題時，由于對知識規(guī)律的掌握熟練程度低，推理思維和運算能力比較差，加上本章書的公式運用較為靈活，可能對解答習題時會感到有點困難。

4、學生處在高中階段的學習，因果學習興趣占主要地位，學生會主動的思考主動地去問為什么，了解因果關系，得出解決問題的方法。教師必須利用學生的這一興趣特點，培養(yǎng)學生自主學習物理，解決問題的能力。

5、由于重力和萬有引力的關系，容易讓學生產生重力就是萬有引力的錯誤前概念，教師上課時要注意糾正學生錯誤的前概念。

本節(jié)課的學習是學生在教師的指導下，通過卡文迪許的扭成實驗證明萬有引力的正確性，綜合應用萬有引力定律和一些基本的圓周運動的知識點進行簡單的計算和掌握解萬有引力計算題時的步驟。

因此，在本節(jié)的教學中重視科學實驗探究過程，培養(yǎng)學生科學探究的能力，應該注重交給學生解題的方法和步驟，提高學生的思維能力。

《萬有引力定律復習》效果分析一、教學目標達成度高不同層次的學生均有收獲；緊緊圍繞有效和高效這一核心要求來組織和開展教學活動，及時解決了學生遇到的問題。有效整合教學內容。有效整合了教材與高考的對接，教學內容的安排切實服務于教學目標的實現(xiàn)，創(chuàng)造性地實現(xiàn)教學內容的最優(yōu)化。二、

學生是課堂的主體學生思維積極活躍，有認知沖突，有精彩觀念，有不同的問題解決方法，等等；基礎知識的掌握情況，又包括基本技能的訓練效果，同時也包括學生學習能力的培養(yǎng)和道德情感的教育等。

通過學生表情的變化、思維的速度，回答問題、練習、測試、動手操作的準確性等信息反饋，獲知教學信息的傳輸暢通。教學任務圓滿完成。

注重提升學生的公民素養(yǎng)情的基礎上，科學、精準定位知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀“三維”教學目標，實現(xiàn)“三維”教學目標的有機統(tǒng)一

三、師生交流對話充分本節(jié)課在教師的引導幫助下，全體學生的潛力得到很大限度的挖掘，智力好的學生吃得飽，中等水平的學生吸收得好，差的學生消化得了，學生人人學有所得。教學相長，形成民主和諧、相互尊重、合作探究的教學氛圍，反映出濃厚的課堂文化等。課堂教學中充分體現(xiàn)師生平等、教學民主的思想，師生信息交流暢通，情感交流融洽，合作和諧，配合默契，教與學的氣氛達到最優(yōu)化，課堂教學效果達到最大化。教師教得輕松，學生學得愉快。

《萬有引力定律復習》教材分析一、本節(jié)教學內容在整個課程教材體系中，起到拔高作用，拔高到高考考查水平。這一章的知識內容與學生在必修一和必修二第四章的知識聯(lián)系非常緊密。既有運動學也有動力學。特別是與第四章曲線運動中勻速圓周運動的知識聯(lián)系緊密。在曲線運動之后再學萬有引力定律，這樣的安排，使得知識的學習環(huán)環(huán)相扣，水到渠成。二、不同教材版本對相關教學內容的處理，到貼近高考時基本一樣，課程教材內容基本整合為三點，開普勒三定律、萬有引力定律及其成就和宇宙速度，課程教學資源的取這三點，舍棄其余瑣碎知識，三、萬有引力與航天教材內容教學的重點、難點，（一）開普勒行星運動定律開普勒第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。開普勒第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內掃過相等的面積?！局赋觥浚航拯c速度遠日點速度開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等。表達式：或k只與中心天體的質量有關（二）萬有引力定律內容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力大小與物體質量m1和m2的乘積成正比、與它們之間距離r的二次方成反比。公式：公式適用條件：①兩質點間：r為質點之間的距離②兩質量分布均勻的球體間：r為兩個球的球心距引力常量G：，是由卡文迪許通過扭秤實驗測得的。（三）萬有引力的成就測量中心天體的質量法一：在天體表面找一個物體m，不計天體自轉，萬有引力=重力（）中心天體的密度：法二：在中心天體周圍找一顆衛(wèi)星繞中心天體做圓周運動，萬有引力提供向心力（）以為例求中心天體的密度若為近地衛(wèi)星，則r=R，則2、發(fā)現(xiàn)未知天體：海王星（四）宇宙速度第一宇宙速度近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度A、推導表達式二B、第一宇宙速度既是衛(wèi)星最大的在軌速度，也是衛(wèi)星最小的發(fā)射速度第二宇宙速度第三宇宙速度四、本部分內容的教學課時分配建議(高一共11課時共計四周，高三復習一輪一周，高三二輪復習三課時)1.行星的運動1課時2

太陽與行星間的引力1+1課時3

萬有引力定律4

萬有引力理論的成就2+1課時5

宇宙航行2+1課時6

經典力學的局限性1課時復習評估1課時五、教材分析與教法建議第一節(jié)行星的運動這一節(jié)是起始教材對全章起引領性的作用。為萬有引力定律的學習起鋪墊性的作用。結論性的知識較少，但包含著的科學史料十分豐富。教材是從運動學的角度描述天體運動的。教學設計：以問題探究與史料講解相結合的方式組織課堂教學。第二節(jié)太陽與行星間的引力本節(jié)屬于科學過程教育的素材；是探究性比較強的教學內容；教材是從動力學角度來研究的；知識的邏輯結構是一種演繹推理的結構。第三節(jié)萬有引力定律1、對第二節(jié)教學內容的進一步外推，是第四節(jié)教材學習的基礎，是本章的重點知識；內容的教學采用猜想、假設與驗證相結合,將演繹推理與歸納相結合;使學生體會到物理理論必須接受實踐與實驗的檢驗。2、探究設計(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……合理外推：（猜想）地球對月球的力，地球對地面上物體的力、太陽對行星的力可能出于同一本源萬有引力的檢驗：月-地檢驗得出結論：萬有引力定律的得出萬有引力定律最早證據(jù)（卡文迪許扭秤實驗）第四節(jié)萬有引力理論的成就本節(jié)是屬于應用性知識的教學內容；使萬有引力定律在應用中得到進一步檢驗；通過教學使學生演繹思維能力得到進一步訓練；教材的立意是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。第五節(jié)宇宙航行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；本節(jié)是航天部分的重要知識；三個宇宙速度重點理解第一宇宙速度；通過我國航天事業(yè)的發(fā)展介紹激發(fā)學生科學獻身精神；同時又拓展了學生科普知識。2、教學設計（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）各種航天器的介紹，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。第六節(jié)經典力學的局限性1、本節(jié)是全章的終結性教材，屬于介紹性質的教材；目的使學生正確認識物理學理論的發(fā)展與適用范圍；引領學生思考科學的價值觀;教材的立意是使學生了解近代物理知識2、教學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：簡單介紹“宇宙大爆炸”模型建立，宇宙微波背景與2006年諾貝爾物理學獎；（6）在“科學足跡”欄目里引導學生領悟牛頓的科學精神、科學思想、科學思維方法。測評練習2013·新課標全國·202012年6月18日，神舟九號飛船與天官一號目標發(fā)生器在離地面343km的近圓形軌道上成功進行了我國首次載人空間交會對接。對接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣。下列說法正確的是A.為實現(xiàn)對接，兩者運行速度的大小都應介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B.如不加干預，在運行一段時間后，天宮一號的動能可能會增加C.如不加干預，天宮一號的軌道高度將緩慢降低D.航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用(2012·新課標全國·21) 假設地球是一半徑為R、質量分布均勻的球體．一礦井深度為d.已知質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零．礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為()A．1－eq\f(d,R)B．1＋eq\f(d,R)C．(eq\f(R－d,R))2D．(eq\f(R,R－d))2(2014·新課標Ⅰ·19)太陽系各行星幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動．當?shù)厍蚯『眠\行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學稱為“行星沖日”．據(jù)報道，2014年各行星沖日時間分別是：1月6日木星沖日；4月9日火星沖日；5月11日土星沖日；8月29日海王星沖日；10月8日天王星沖日．已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示．則下列判斷正確的是()地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑(AU)1.01.55.29.51930A．各地外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B．在2015年內一定會出現(xiàn)木星沖日C．天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為土星的一半D．地外行星中，海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短(2015·新課標全國Ⅰ·21)我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經過一系列過程，在離月面4m高處做一次懸停(可認為是相對于月球靜止)；最后關閉發(fā)動機，探測器自由下落．已知探測器的質量約為1.3×103kg，地球質量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8m/s2.則此探測器()A．在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9m/sB．懸停時受到的反沖作用力約為2×103NC．從離開近月圓軌道到著陸這段時間內，機械能守恒D．在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度(2016·新課標全國Ⅰ·17)利用三顆位置適當?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊。目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的倍。假設地球的自轉周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉周期的最小值約為（）B.C.D.

（歸納創(chuàng)新）我國計劃于2020年發(fā)射火星探測器，一步實現(xiàn)“繞、落、巡”工程目標，對火星進行著陸巡視探測工作.假設該探測器經過長途跋涉成功被火星捕獲。已知探測器在距火星表面高處的圓軌道上運行的周期為，變低軌后在距火星表面高處的圓軌道上運行的周期為，已知引力常量為，根據(jù)以上信息分析能否求出(1)火星的半徑(2)火星的平均密度(3)火星表面的重力加速度(4)火星的第一宇宙速度（雙星問題）如圖所示，質量分別為m和M的兩個星球A和B在引力作用下都繞O點做勻速圓周運動，星球A和B兩者中心之間的距離為L。已知A、B的中心和O點始終共線，A和B分別在O點的兩側。引力常量為G。求兩星球做圓周運動的周期。（變式訓練）在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運行的周期記為T1。但在近似處理問題時，常常認為月球是繞地心做圓周運動的，這樣算得的運行周期為T2。已知地球和月球的質量分別為5.98×1024kg和7.35×1022kg。求T2與T1兩者的平方之比。(結果保留3位小數(shù))參考答案：2013·新課標全國·20答案：BC解析：神舟九號飛船與天官一號目標發(fā)生器在離地面343km的近圓形軌道上實現(xiàn)交會對接，運行速度大小應小于第一宇宙速度，A選項錯誤；由于克服空氣阻力做功，能量減少，所以高度降低。由萬有引力提供向心力，得，線速度增大，動能增加，BC選項正確；航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài)，仍然受到地球的引力，引力全部提供做圓周運動的向心力，D選項錯誤。(2012·新課標全國·21) 答案A解析：地球質量M＝eq\f(4,3)πR3ρ地球表面的重力加速度g＝質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零礦井下以(R－d)為半徑的地球的質量為M′＝ρeq\f(4,3)π(R－d)3＝(eq\f(R－d,R))3M則礦井底部的重力加速度g′＝eq\f(GM′,R－d2)則礦井底部的重力加速度和地面處的重力加速度之比為eq\f(g′,g)＝eq\f(R－d,R)=1－eq\f(d,R)，選項A正確．(2014·新課標Ⅰ·19)地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑(AU)1.01.55.29.51930周期（大約）1年2年12年30年83年164年本次沖日時間4月9日1月6日5月11日10月8日8月29日時間間隔eq\f(T行,T行－1)2年下次沖日時間2016年2015年2015年2015年2015年答案BD解析：地球的軌道半徑r地＝1.0AU，公轉周期T地＝1年．由開普勒第三定律eq\f(r3,T2)＝k可知T地＝eq\r(r\o\al(3,行))年，又T火＝eq\r(1.53)年，T木＝eq\r(5.23)年，T土＝eq\r(9.53)年，T天＝eq\r(193)年，T海＝eq\r(303)年，代入上式得t>1年根據(jù)相遇時轉過的角度之差Δθ＝2nπ及ω＝eq\f(Δθ,t)可知相鄰沖日時間間隔為t，則，即t＝eq\f(T行T地,T行－T地)＝eq\f(T行,T行－1)(2015·新課標全國Ⅰ·21)答案BD解析在星球表面重力加速度g＝eq\f(GM,R2)，地球表面g＝eq\f(GM,R2)＝9.8m/s2，則月球表面g′＝eq\f(G\f(1,81)M,\f(1,3.7)R2)＝eq\f(3.7×3.7,81)×eq\f(GM,R2)≈eq\f(1,6)g，探測器重力G＝mg′＝1300×eq\f(1,6)×9.8N≈2×103N，選項B正確；探測器自由落體，末速度v＝eq\r(2g′h)≈eq\r(\f(4,3)×9.8)m/s≠8.9m/s，選項A錯誤；關閉發(fā)動機后，僅在月球引力作用下機械能守恒，而離開近月軌道后還有制動懸停，所以機械能不守恒，選項C錯誤；在近月軌道運動時萬有引力提供向心力，有eq\f(GM′m,R′2)＝eq\f(mv2,R′)，所以v＝eq\r(\f(G\f(1,81)M,\f(1,3.7)R))＝eq\r(\f(3.7GM,81R))＜eq\r(\f(GM,R))，即在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度，選項D正確．(2016·新課標全國Ⅰ·17)答案：B解析：地球自轉周期變小，衛(wèi)星同步的公轉周期也應隨之變小，由可得，則衛(wèi)星離地球的高度應變小，要實現(xiàn)三顆衛(wèi)星覆蓋全球的目的，則衛(wèi)星周期最小時，由數(shù)學幾何關系可作出右圖。由幾何關系得，衛(wèi)星的軌道半徑為由開普勒第三定律，代入題中數(shù)據(jù)，得解得

（歸納創(chuàng)新）(1)解析:由開普勒第三定律：，能求出火星半徑，(2)解析:由,由能求出火星的平均密度(3)解析:由代入和能求出火星表面的重力加速度由或能求出火星的第一宇宙速度（雙星問題）（變式訓練）解析：(1)A和B繞O點做勻速圓周運動，設A、B做圓周運動的半徑分別為r、R，則有mω2r＝Mω2R，r＋R＝L聯(lián)立解得R＝eq\f(m,M＋m)L，r＝eq\f(M,M＋m)L對A,根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得eq\f(GMm,L2)＝meq\f(M,M＋m)L解得T＝2π(2)由題意，可以將地月系統(tǒng)看成雙星系統(tǒng)，由(1)得T1＝2π若認為月球繞地心做圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得eq\f(GMm,L2)＝mL解得T2＝2π所以T2與T1的平方之比為eq\f(T22,T12)＝eq\f(M＋m,M)＝eq\f(5.98×1024＋7.35×1022,5.98×1024)＝1.012?！度f有引力定律復習》課后自我反思講完課后，我在第二天進行了一次小測驗，成績出來后發(fā)現(xiàn)全班50位學生只有26位及格。這說明在教學中有些規(guī)律我們自認為給學生以講的原理明確，條理清淅。但在學生理解時卻是表現(xiàn)的似是而非，模棱兩可。對這一節(jié)課我做了如下反思。一．課堂設計有待進一步完善1、導入不生動、過程不活躍、小結太草率。以后要以學生發(fā)展為本，根據(jù)學科性質和特點，引領學生自覺學習，科學、精準定位知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀“三維”教學目標，實現(xiàn)“三維”教學目標的有機統(tǒng)一，教學目標，培養(yǎng)學生的社會責任感；結合課程內容，自然融入優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育。2、以后要更加尊重學生的主體地