万有引力与航天教材分析及教法建议

本章通过介绍人类对行星运动规律的认识过程和牛顿建立万有引力定律的过程是对学生进行“过程与方法”“情感态度与价值观”教育的好教材。
充分展现万有引力定律发现的科学过程，发展学生的科学思维能力
增进科学与生活、社会的联系。
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二.教材意图分析
5.注重科学文化、科学精神、人文精神的熏陶
●领略前辈科学家不屈不饶的探索精神和一丝不苟的科学态度
补充：冥王星为何出局
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设计的核心问题是分析万有引力提供向心力。 ．
2、教学设计
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；
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本节是航天部分的重要知识；
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三个宇宙速度重点理解第一宇宙速度；
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通过我国航天事业的发展介绍激发学生科学献身精神； 同时又拓展了学生科普知识。
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第五节 宇宙航行
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；
在“梦想成真” 栏目里，简述人类航天事业的发展史；
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在“科学漫步”栏目里，介绍黑洞概念 ；
在“STS”栏目里，着重于展示航天事业与人类生活的关系。
各种航天器的介绍，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。
四、教科书关于发现万有引力定律的线索和思路
开普勒行星运动定律为万有引力规律的发现做出了什么贡献？ 根据普勒行星运动第三定律和匀速圆周运动公式，可以推导出： 太阳对行星的引力 。 （ m为行星质量、r为行星运动半径 ）
那么，行星对太阳的引力有什么规律？ 根据牛顿第三定律可以分析出：。 （M为太阳质量）
●开阔学生的视野，激励对未知的探索（黑洞）
●认识科学总是在探索更广泛适用的理论中发展
●体会名人名言的哲理
开普勒、牛顿、爱因斯坦、霍金，马克·吐温、萧伯纳、梁启超
6.正确评价经典力学，能够让学生知道科学成就总是不断发展的，一个新的科学理论的建立并不意味着原有科学理论的推翻，而是原有科学理论在一定条件下成为新理论的一部分
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本节结论性的知识较少，但包含着的科学史料十分丰富。
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教材是从运动学的角度描述天体运动的 。
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第一节 行星的运动
四、教材分析与教法建议
教学设计
以问题探究与史料讲解相结合的方式组织课堂教学 。
探究地心说与日心说争论的焦点
探究开普勒行星运动定律建立的过程。
探究椭圆轨道特征
探究开普勒行星运动定律的物理意义
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高考要求
三. 课时分配建议(共11课时共计四周)
1.行星的运动
1课时
2 太阳与行星间的引力
1+1课时
3 万有引力定律
4 万有引力理论的成就
2+1课时
5 宇宙航行
2+1课时
6 经典力学的局限性
1课时
复习评估
1课时
这一节是起始教材对全章起引领性的作用。
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为万有引力定律的学习起铺垫性的作用。
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设计的思路按照物理学理论在三个领域的发展过程进行。
2、教学设计
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教材的立意是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。
本节是属于应用性知识的教学内容；
使万有引力定律在应用中得到进一步检验；
通过教学使学生演绎思维能力得到进一步训练；
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第4节 万有引力理论的成就
实验室称量地球的质量
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计算天体的质量
预见并发现未知行星
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2、教学设计
第六节 经典力学的局限性
本节是全章的终结性教材，属于介绍性质的教材；目的使学生正确认识物理学理论的发展与适用范围；引领学生思考科学的价值观;教材的立意是使学生了解近代物理知识
从低速到高速的讨论中，介绍爱因斯坦的狭义相对论知识；
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在“科学漫步” 栏目里，介绍时间、空间都与运动状态有关；
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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；
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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；
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补充：简单介绍“宇宙大爆炸”模型建立，宇宙微波背景与2006年诺贝尔物理学奖；
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在“科学足迹” 栏目里，引导学生领悟牛顿的科学精神、科学思想、科学思的重要内容 )
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…… 合理外推：（猜想）地球对月球的力，地球对地面上物体的力、太阳对行星的力可能出于同一本源 万有引力的检验：月-地检验 得出结论：万有引力定律的得出 万有引力定律最早证据（卡文迪许扭秤实验）
太阳与行星间的相互引力有什么规律？ 由于以上F和的大小是相等的，所以：
星体间相互引力规律适用于地球上的物体吗？ 牛顿进行了月－地检验：说明天上和地下的物体都遵从以下相同的规律： ，这就是万有引力定律。公式中的G为引力常量。
引力常量G的值等于多少？ 卡文迪许在实验室测出了G的值，这使得万有引力的定量计算成为可能，我们能据此计算出星体质量
淄博七中 高一物理组
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第七章万有引力与航天教材分析及教法建议
第七章 万有引力与航天
行星的运动
太阳与行星间的引力
万有引力定律
万有引力理论的成就
宇宙航行
经典力学的局限性
一.课程标准内容
本章教材是应用牛顿运动定律对曲线运动的研究。牛顿运用其运动定律研究天体运动并结合开普勒定律建立了万有引力定律。