物理必修二第六章万有引力与航天教案6.4

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人教版必修二第六章《万有引力与航天》单元教案4

第六章《万有引力与航天》知识提纲一、知识网络托勒密：地心说人类对行哥白尼：日心说星运动规开普勒第一定律（轨道定律）行星第二定律（面积定律）律的认识第三定律（周期定律）运动定律万有引力定律的发现万有引力定律的内容万有引力定律 F ＝G221rm m 引力常数的测定万有引力定律称量地球质量M ＝G gR 2万有引力的理论成就 M ＝2324GTr π与航天计算天体质量 r ＝R,M=2324GT R πM=GgR 2人造地球卫星 M=2324GT r π宇宙航行 G 2r Mm = m rv 2mr 2ωma第一宇宙速度7.9km/s 三个宇宙速度第二宇宙速度11.2km/s 地三宇宙速度16.7km/s二、重点内容讲解 1、计算重力加速度（1）在地球表面附近的重力加速度，在忽略地球自转的情况下，可用万有引力定律来计算。

F 引=G 2R M =6.67*1110-*2324)10*6730(10*98.5=9.8(m/2s )=9.8N/kg 即在地球表面附近，物体的重力加速度g ＝9.8m/2s 。

这一结果表明，在重力作用下，物体加速度大小与物体质量无关。

（2）即算地球上空距地面h 处的重力加速度g ’。

有万有引力定律可得：g ’＝2)(h R GM +又g ＝2R GM ，∴g g '＝22)(h R R +，∴g ’＝2)(h R R +g （3）计算任意天体表面的重力加速度g ’。

有万有引力定律得： g ’＝2''R GM （M ’为星球质量，R ’卫星球的半径），又g ＝2R GM ，∴gg '＝2)'('R R M M ∙。

注意：在地球表面物体受到地球施与的万有引力与其重力是合力与分力的关系，万有引力的另一个分量给物体提供其与地球一起自转所需要的向心力。

由于这个向心力很少，我们可以忽略，所以在地球表面的物体F 引=G 2、天体运行的基本公式在宇宙空间，行星和卫星运行所需的向心力，均来自于中心天体的万有引力。

高中物理必修二《万有引力与航天》精品教案(全章整理)

高中物理必修二《万有引力与航天》精品教案(全章整理)行星运动的规律是由德国天文学家___发现的，他在对天文观测数据的分析中，总结出了三条行星运动定律。

1、椭圆轨道定律所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，而不是在圆心上，这个定律的发现，是人类认识宇宙的一个重大突破。

2、面积速度定律行星在椭圆轨道上的运动速度是不均匀的，但它在任意一段时间内所扫过的面积都是相等的。

这个定律揭示了行星运动的速度和轨道的形状之间的关系，是对行星运动规律的一种深刻认识。

3、调和定律___发现了一个有趣的规律，就是行星公转周期的平方与行星到太阳平均距离的立方成正比。

这个定律揭示了行星运动规律中，周期和轨道大小之间的关系，是对宇宙运动规律的一次重大发现。

三、行星运动的认识过程人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。

从古至今，人们对行星运动的认识经历了地心说、___说、调和说等不同阶段，这些学说的提出和推翻，推动了人类认识宇宙的历史进程。

四、研究本节的意义学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的研究。

通过本节的研究，能够更好地理解宇宙的奥秘，感悟科学是人类进步不竭的动力。

1.剔除格式错误和有问题的段落。

2.改写每段话，使其更加通顺、简洁。

___对___长期天文观察的结果进行了创造性的研究与思考。

他最初想用___的太阳系模型来解释火星的运行轨道，但与___的观测结果有8分的误差。

因此，他摒弃了天体匀速圆周运动的观点，从实际观测结果中寻找原则，并建立了开普勒定律，对行星的运动作出了更科学、更精确的描述，回答了“天体怎样运动？”的问题。

1.开普勒第一定律：所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳位于这些椭圆的一个焦点上。

2.开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等。

3.开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨迹的半长轴的三次方与公转周期的平方的比值都相等。

人教版(新课标)高中物理必修二第六章万有引力与航天6.4万有引力理论的成就说课稿

2r 3 M
G
M
4 2r 3 GT 2
发现未知天体你知道海王星是如何被发现的吗？
海王星地貌
轨道太“古怪”
理论轨道实际轨道
笔尖下发现的行星
亚当斯[英国]
勒维列[法国]
1846年9月23日晚,由德国的伽勒在柏林天文台用望远镜在勒维列预言的位置附近发现了这颗行星——海王星
海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致。于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新星的存在。
mg G Mm r2
得M
gr 2 G
2hr2 G t2
h1gt2 g2h
2
t2
不同星球表面的力学规律相同，只是重力加速度g不同。
练一练.在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说
叫做“宇宙膨胀说”.这种学说认为万有引力常量G
在缓慢地减小，根据这一理论，在很久很久以前，
太阳系中地球的公转情况与现在相比（）
F向
F= FG
F
FG
F FG
F向
思考探究1：为什么忽略地球自转，地面上物体的重力等于地球对物体的引力？能否通过数据证明。
万有引力提供向心力：
G
Mm r2
m
2 T
2
r
G
M r
m
2
m
v r
2

G
M r
m
2
m
2r
G
Mm r2
m
2 T
2
r
v 2r M
G
思考探究2：
M 2r 3 G
4 2r 3 M GT 2
在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗新星——冥王星。

高中物理必修二第六章,《万有引力与航天》,全章教学设计,(教案)汇总

高中物理必修二第六章《万有引力与航天》全章教学设计汇总一、《行星的运动》第一课时教学设计二、《行星的运动》第二课时教学设计三、《太阳与行星间的引力》教学设计四、《万有引力定律》第一课时教学设计五、《万有引力定律》第二课时教学设计六、《万有引力理论的成就》第一课时教学设计七、《万有引力理论的成就》第二课时教学设计八、《宇宙航行》第一课时教学设计九、《宇宙航行》第二课时教学设计十、《经典力学的局限性》教学设计一、高中物理必修二第六章第一节《行星的运动》第一课时教学设计通过托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等几位科学家、人类认、开普勒行星运动定律的内容开普勒第____________________________________开普勒行星运动三定律相等时间内扫过相等的面积．所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的平方由于行星的椭圆轨道都跟圆近似，在中学阶段研究中按圆四．课堂二、高中物理必修二第六章第一节《行星的运动》第二课时教学设计对开普勒行星运动定律的理解和应用学生主体活古人对天体运动存在哪些看法二、合作交流，解读探究：圆处理，开用下面的公式表三、高中物理必修二第六章第二节《太阳与行星间的引力》教学设计、能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达活动开普勒第三定律适用于圆轨道时，是怎样表述的？、行星绕太阳作匀速圆周运动，写出行星需要的向心力表达式，并的关系式的比例式，说说”栏目中 C.四、高中物理必修二第六章第三节《万有引力定律》第一课时教学设计学实验的方法论教育。

：引导学生阅读教材，思考问题：、把太阳与行间的引力遵从的规律推广到宇宙万物之间，、万有引力定律的内容是什么？写出表达式。

、测定引力常量有何意义？却的问题进行五、高中物理必修二第六章第三节《万有引力定律》第二课时教学设计理学家【例2】地球的质量是月球质量的力的大小为F，则月球吸引地球的力的大小为所受引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡m．行星对太阳的引力和太阳对行星的引力是同一性质的力行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行关于太阳对行星的引力说法中正确的是．太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力．太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太六、高中物理必修二第六章第四节《万有引力理论的成就》第一课时教学设计、解万有引力定律在天文学上的应用运动的向心力是由万、会用已知条件求中心天体的质量。

高中物理第六章万有引力与航天6.4万有引力的成就教案必修2

6.4万有引力的成就（一）导入新课万有引力常量的测出的物理意义？（使万有引力定律有了其实际意义，可以求得地球的质量，万有引力常量一经测出，万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来讨论万有引力定律在天文学上的应用。

）RMGθ mwrF向F引（二）新课教学 1、地球质量（1）练习计算：《中华一题》已知：M 地= m= R= 求：（1）万有引力；（2）物体随地球自转的向心力；（3）比较可得什么结论？（2）了解地球表面物体的重力与地球对物体的万有引力的关系。

多媒体投影图：物体m 在纬度为θ的位置，万有引力指向地心，分解为两个分力：m 随地球自转围绕地轴运动的向心力和重力。

给出数据：地球半径R 、纬度θ（取900）、地球自转周期T ，计算两个分力的大小比值，引导学生得出结论：向心力远小于重力，万有引力大小近似等于重力。

因此不考虑（忽略）地球自转的影响，2RMmG mg =，地球质量： G gR M 2=2、太阳质量应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳的质量是多少？提问：行星做圆周运动的向心力的来源是什么？是否需要考虑九大行星之间的万有引力？总结：太阳质量远大于各个行星质量，高中阶段粗略计算，不考虑行星之间的万有引力。

设中心天体太阳质量M ，行星质量m ，轨道半径r ——也是行星与太阳的距离，行星公转角速度ω，公转周期T ，则：r T m r m r Mm G 2222⎪⎭⎫⎝⎛==πω公转周期T ，则r T m r m r Mm G 2222⎪⎭⎫ ⎝⎛==πω，太阳质量2324GT r M π=，与行星质量m 无关。

（2）建立模型求中心天体质量。

3、发现未知天体高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

高中物理必修二第六章-万有引力与航天-教案

授课班级：安排课时：6.1行星的运动三维教学目标1、学问与技能（1）知道地心说和日心说的基本内容；（2）知道全部行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上；（3）知道全部行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关；（4）理解人们对行星运动的相识过程是漫长困难的，真理是来之不易的。

2、过程与方法：过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同相识，了解人类相识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。

3、情感、看法与价值观（1）澄清对天体运动裨秘、模糊的相识，驾驭人类相识自然规律的科学方法。

（2）感悟科学是人类进步不竭的动力。

教学重点：理解和驾驭开普勒行星运动定律，相识行星的运动。

学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的相识，驾驭人类相识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习。

教学难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用，通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神奇、模糊的相识。

教学方法：探究、讲授、探讨、练习教具打算：教学过程：第一节行星的运动（一）新课导入多媒体演示：天体运动的图片阅读。

（二）新课教学1、“地心说”和“日心说”之争2、开普勒行星运动定律运第肯定律：全部行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

这肯定律说明白行星运动轨迹的形态，不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗？（不同）其次定律：对随意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。

如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上，假如时间间隔相等，即t2-t1=t4-t3，那么面积A=面积B。

由此可见，行星在远日点a 的速率最小，在近日点b的速率最大。

第三定律：全部行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。

由于行星的椭圆轨道都跟圆近似，在近似计算中，可以授课备注（教学班级的授课详细时间、老师自由调整内容、课堂教学记录等。

必修二第六章《万有引力与航天》单元教案

必修二第六章《万有引力与航天》单元教案.docx20必修二第六章万有引力与航天单元教案2.1轨道球心同面原则轨道球心同面原则，是说人造地球卫星的运行轨道平面必通过地球球心。

设想有一人造地球卫星的运行轨道不通过地心，而仅垂直于地轴，如图1所示。

则卫星将在地球对其的万有引力F的分量F2作用下绕地轴做圆周运动；同时在F的分量F1的作用下在地球赤道平面上下振动。

这样，这个卫星的运行轨道将成为螺旋线，而不是圆形轨道了，这样的轨道显然是不存在的。

图1各种人造地球卫星的运行轨道，不论是圆还是椭圆，其轨道平面一定通过地球球心，不存在轨道平面不通过地球球心的运行轨道。

但轨道平面不一定都要与赤道平面重合，目前常见的有与赤道平面重合的赤道轨道，若轨道上运行的卫星的周期与地球自转周期相同，卫星相对地面静止，这种卫星主要用于通讯；有轨道平面与赤道平面垂直且经过两极的极地轨道，卫星在绕地球圆周运行的同时还沿地球自转方向从西向东转动，其周期等于地千公转周期，所以这种轨道也称太阳同步轨道；还有轨道平面既不与赤道平面重合也不垂直的轨道的倾斜轨道。

2.轨道决定一切原则设地球质量为M半彳仝为R质量为m的人造地球卫星在距地面h高度的轨道上做圆周运动，向心加速度为A、线速度为v、角速度为、周期为To由牛顿第二定律和万有引cMm匹物.27r 口=掰aGy=m化，由基本关系式低祝（我）可以得出：/。

由此知，轨道半径随卫星运行速度的增大而减小，这一过程中引力对卫星做正功，又使卫星的速度增大；随卫星运行速度的减小而增大，这一过程中引力卫星做负功，又使卫星速度减小，直到在新的轨道lMm卢上以新的速度运行，此时又有（*）（R h）。

4.近地卫星五最原则所谓近地卫星，是指在距地面的高度远小于地球半径轨道上运行的卫星，此时Rh,hmv2得，卫星的动能为:pQq卫星势能的计算：由库X定律广及电势的定义可得点电荷Q电场中的电势为：r。

与此类似，可由万有引力定律/得地球引力场中的“引力势”Uf=G为：r。

人教版高中物理必修2第6章万有引力与航天 6-4万有引力理论的成就讲稿

第六章万有引力与航天 6.4万有引力理论的成就
阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句什么名言？
“给我一个支点，我可以撬动球。”
那给我们一个杠杆(天平)是否就可以称量地球的质量了呢？答案:不能测量巨大的天体质量显然只能采用间接的方法.
那我们又是怎么知道巨大的地球的质量呢?
卡文迪许在实验室称量出了地球的质量！
圆轨道做匀速圆周运动
近似
探究二如何测量太阳的质量
（2）地球作圆周运动的向心力是由谁来提供的？太阳对地球的引力，即F引=F向已知地球绕太阳公转的哪个物理量? 公转周期
探究二如何测量太阳的质量
（3）动力学方程——万有引力充当向心力
F引=F向即
G
Mm r2
m
2
T
2
r
从而求出太阳的质量
M
笔尖下发现的行星—海王星
发现未知天体
２、冥王星的发现
背景：海王星发现之后，经过一段时间的观测研究，天文学家们认为，就算把海王星施加给天王星的影响考虑进去，还是不能完全使天王星的计算位置与观测结果相符。不但如此，天文学家们还发现海王星的运动也不正常，因此推测，在海王星外应该还有一颗行星。1930年 3月14日，汤博发现了这颗新星——冥王星．
日地中心的距离 r＝1.5×1011 m，地球表面的重力加速度 g＝10m/s2，1年约为 3.2×107 s，试估算目前太阳的质量
M.（引力常数未知) 解：由万有引力定律和动力学知识得
GMr2m＝ m2Tπ2r
对地球表面的物体m′，有 m′g＝GmmR2′
联立两式得
M＝
4π2mr3 gR2T2
代入数据得 M＝2.0×1030 kg.

高中物理必修2_第六章万有引力与航天教案

6.1 行星的运动知识与技能1.知道地心说和日心说的基本内容.2.知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上.3.知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,且这个比值与行星的质量无关,但与太阳的质量有关.4.理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,真理是来之不易的.过程与方法通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识,了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解.情感、态度与价值观1.澄清对天体运动裨秘、模糊的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法.2.感悟科学是人类进步不竭的动力.教学重点理解和掌握开普勒行星运动定律, 认识行星的运动. 学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识, 掌握人类认识自然规律的科学方法, 并有利于对人造卫星的学习.教学难点对开普勒行星运动定律的理解和应用,通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识.[新课导入 ]【多媒体演示】天体运动的图片浏览。

教师 :在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体,如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。

关于天体的运动,历史上有过不同的看法 .(课件投影中国古代天文学观我国古代先民看到北极星常年不动,以及北斗七星等拱极星的回转,便以为星空是圆的,就像是一只倒扣着的半球大锅,覆整在大地上, 而北极则是这盖天的顶,又认为地是方的,就像一张围棋盘,此即“天圆地方”说.东汉时的天文学家张衡提出“浑天”说,认为天就像一个大鸡蛋,地球就是其中的蛋黄.中国古代通常将历法和天文联系在一起.历法注重天体运行的长时间段的重复周期,而不注重天体在三维空间中的运行情况.与古希腊人和中世纪的欧洲人不同,中国历法家很少关心宇宙结构方面的讨论.在汉朝的大部分时期,人们满足于这样的假设:有人居住的世界是一小块中心区域.靠近平面大地中央,这个平面大地是一个绕着倾斜的轴旋转的天球的直径面.天体在该天球的内面移动,但它们靠何种机制来进行这种运动则没有讨论.中国古代有丰富的天文记录.公元前第二个千年的后期,甲骨文中已记载了新星现象.从约公元苗 200年开始,在官方文件中已有关于新星的连年记载,还有流星雨、彗星、日食、太阳黑子以及异乎寻常的云、板光之类的记载,或对蕾星的跟踪观测的记录.这些现象的观测者都使用了制作精良的大型浑天仪和其他刻度仪器,所观测的天体位置,其精确程度毫不逊色于欧洲在第谷之前的观测.学生阅读后对探索宇宙产生兴趣.师:在广袤无垠的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体.如太阳、月亮、夜空中闪烁的星星……吸引了人们的注意,智麓的头脑开始探索天体运动的奥秘.它们的运动是靠神的支配,还是物理规律的约束 ? 经过不懈的努力,科学家们对它已有初步的了解,这一节让我们循着前人的足迹学习行星运动的情况.[新课教学 ]一. “地心说”和“日心说”之争[讨论与交流 ]展示问题:请阅读教材第一段1.古人对天体运动存在哪些看法 ?生:“地心说”和“日心说” .师:2.什么是“地心说” ? 什么是“日心说” ’ ?生:” 地心说” 认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,大阳、月亮以及其他行星都绕地球运动, “日心说”则认为太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动.“地心说’的代表人物:托勒密 (古希腊. “地心说’符合人们的直接经验,同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识, 故地心说一度占据了统治地位.生:“日心说”战胜了“地心说” ,最终被接受.[讨论与交流 ]展示问题:师:“日心说”战胜了“地心说” ,最终真理战胜了谬误.请同学们阅读第 64页《人类对行星运动规律的认识,中托勒密:地心宇宙,哥白尼:拦住了太阳,推动了地球.交流讨论,找出“地心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处.生:地心说所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多,如果把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的位置,换一个角度来考虑天体的运动,许多问题都可以解决,行星运动的描述也变得筒单了.“日心说”代表人物:哥白尼, “日心说”能更完美地解释天体的运动.二、开普勒行量运动定律[做一做 ]用图钉和细绳画椭圆可以用一条细绳和两图钉来画椭圆.如图 7. 1— l 所示,把白纸镐在木板上,然后按上图钉.把细绳的两端系在图钉上,用一枝铅笔紧贴着细绳滑动,使绳始终保持张紧状态.铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆,图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点.想一想,椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距寓之和有什么关系 ?[课堂训练 ](分四小组进行师;阅读教材第二段到最后,并阅读第 64页《人类对行星运动规律的认识中第谷:天才观察家,开普勒:真理超出期望,投影展示以下问题:师:1. 古人认为天体做什么运动 ?生:古人把天体的运动看得十分神圣,他们认为天体的运动不同于地面物体的运动,天体做的是最完美、最和谐的匀逮圆周运动. 师:2.开普勒认为行星做什么样的运动 ? 他是怎样得出这一结论的 ?生:开普勒认为行星做椭圆运动.他发现假设行星傲匀逮圆周运动,计算所得的数据与观测数据不符,只有认为行星做椭圆运动,才能解释这一差别.师:3.开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律 ? 具体表述是什么 ?生:开普勒行星运动定律从行星运动轨道,行墨运动的线速度变化,轨道与周期的关系三个方面揭示了行星运动的规律.具体表述为:第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上.师:这一定律说明了行星运动轨迹的形状,不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗 ?生:不同.第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积.教师 :如图所示,行星沿着椭圆轨道运行,太阳位于椭圆的一个焦点上.如果时间间隔相等,即 t 2-t 1=t4-t 3,那么面积 A=面积 B .由此可见, 行星在远日点 a 的速率最小,在近日点 b 的速率最大.开普勒第三定律:3.所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等.由于行星的椭圆轨道都跟圆近似,在近似计算中,可以认为行星都以太阳为圆心做匀速圆周运动,在这种情况下,若用 R 代表轨道半径, T 代表公转周期,开普勒第三定律可以用下面的公式表示:比值 k 是一个与行星无关的恒量.只与太阳有关。

高中物理必修2第六章万有引力与航单元教学设计

高中物理必修2第六章万有引力与航单元教学设计《高中物理必修2第六章万有引力与航单元教学设计》这是优秀的教学设计文章，希望可以对您的学习工作中带来帮助！作业内容高中物理必修2第六章万有引力与航天单元教学设计一、内容分析1、课程标准(1)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。

(2)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。

(3)初步了解经典时空观和相对论时空观，知道相对论对人类认识世界的影响。

(4)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。

(5)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。

(6)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。

2、本单元在教材中的地位，作用及主要内容本章主要知识是万有引力定律及其在天体运动中的应用，重点是的宇宙速度，卫星线速度，角速度周期等的计算比较，本章是匀速圆周运动，牛顿定律的进一步应用在高考中占一定的分数，除知识外，本章内容是对学生进行过程，方法，情感态度与价值观教育的好机会。

让学生充分体会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，让学生充分体验托勒密哥白尼第谷开普勒布鲁斯弱。

伽利略等物理学家坚持真理，勇于创新和实事求是的科学态度，科学精神和科学思维方法。

让学生充分感知航天活动是一项高顶尖的事业，正改变着我们的生活及正确评价。

二、教学目标，知识与技能(1)知道开普勒行星运动三定律，了解开普勒第三定律中K值的大小只与中心天体有关，了解开普勒行星运动三定律的发现过程。

(2)能根据开普勒行星运动定律和牛顿定律，推导出太阳与行星间的引力表达式，了解万有引力定律的发现过程。

(3)知道万有引力定律，知道半径的物理意义，引力常数的大小和意义。

高中物理必修二第六章万有引力与航天教案-(20229)

授课班级：6.1 行星的运动三维教学目标1、知识与技能（1）知道地心说和日心说的基本内容；（2）知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上；（3）知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关；（4）理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。

2、过程与方法：过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。

3、情感、态度与价值观（1）澄清对天体运动裨秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。

（2）感悟科学是人类进步不竭的动力。

教学重点：理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动。

学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习。

教学难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用，通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识。

教学方法：探究、讲授、讨论、练习教具准备：教学过程：第一节行星的运动（一）新课导入多媒体演示：天体运动的图片浏览。

（二）新课教学1、“地心说”和“日心说”之争2、开普勒行星运动定律运第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

这一定律说明了行星运动轨迹的形状，不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗？（不同）第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。

如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上，如果时间间隔相等，即 t2t1=t4t3，那么面积 A=面积 B。

由此可见，行星在远日点 a 的速率最小，在近日点 b 的速率最大。

计划课时：授课备注（教学班级的授课具体时间、教师自由调整内容、课堂教学记录等。

）第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。

第六章万有引力与航天4 万有引力理论的成就教学设计

第六章万有引力与航天4万有引力理论的成就学习目标1.通过学习未知天体的发现,了解万有引力定律在天文学上的应用.2.通过计算地球和太阳的质量掌握利用万有引力定律计算天体的质量和密度的方法.3.掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法.自主探究1.卡文迪许是如何测量地球质量的?2.人造地球卫星、月球绕地球的运动,行星绕太阳的运动的向心力是分别由谁提供的?3.如何求太阳的质量?4.海王星是如何发现的?合作探究一、称量地球的质量【创设情景1】设地面附近的重力加速度g取9.8m/s2,地球半径R=6.4×106m,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,试估算地球的质量.【拓展】1.利用以上数据能否求出地球的密度?如果能请列出公式.2.若已知月球表面的重力加速度g0和月球半径R0,求月球的质量和密度.【结论1】求天体质量的方法一:.二、计算中心天体的质量【自主探究】1.应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么?2.求解天体质量的方程依据是什么?【小组合作1】1.天体实际做何运动?而我们通常可认为做什么运动?2.描述匀速圆周运动的物理量有哪些?3.根据环绕天体的运动情况求解其向心加速度有几种求法?4.应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力求出的天体质量有几种表达式?各是什么?各有什么特点?5.应用此方法能否求出环绕天体的质量?【结论2】求天体质量的方法二:.【创设情景2】把地球绕太阳公转看作是匀速圆周运动,平均半径为1.5×1011m,已知引力常量G=6.67×1-N·m2/kg2,则可估算出太阳的质量大约是多少?(结果取一位有效数字)【拓展】1.利用以上数据能否求出太阳的密度?如果能请列出公式.2.能否用类似办法求地球质量?需要选谁为研究对象?需要知道哪些量?请列出表达式.三、发现未知天体【小组合作2】1.应用万有引力定律除可估算天体质量外,还可以在天文学上有何应用?2.应用万有引力定律发现了哪些天体?3.人们是怎样应用万有引力定律来发现未知天体的?发表你的看法.【课堂小结】1.求天体质量的两条思路:①②2.用万有引力定律研究天体运动时,将天体的运动近似地看作运动,其所需向心力都来自于.然后结合向心力公式,据题目中所给的实际情况,选择适当的形式进行研究.3.测出卫星绕天体做圆周运动的轨道半径R和周期T,由万有引力F=G=,可解得天体质量M=.若已知该天体的半径为R0,据M=ρ·,可知天体密度ρ=.这就是估算天体质量和密度的方法.如果卫星在天体表面绕天体运动,则R=R0,故ρ=.由此可知只要知道近天体表面运行的即可估算天体的密度.4.现在我们知道太阳系有八大行星,其中被称为“笔尖下发现的行星”的是.因为它是据算出来的.它的发现也更进一步地证明了万有引力定律的正确性.课堂检测1.利用下列哪组数据,可以计算出地球的质量()A.已知地球的半径R和地面的重力加速度gB.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和周期TC.已知地球半径R和卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度vD.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T2.若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动,已知其周期为T,引力常量为G,那么该行星的平均密度为()A. B. C. D.3.设地球表面的重力加速度为g0,物体在距离地心4R(R是地球半径)处,由于地球的作用产生的加速度为g,则为()A.1B.C.D.4.若已知某行星的一颗卫星绕其运转的轨道半径为R,周期为T,引力常量为G,可求得()A.该卫星的质量B.行星的质量C.该卫星的平均密度D.行星的平均密度5.地球公转的轨道半径是R1,周期是T1,月球绕地球运转的轨道半径是R2,周期是T2,则太阳质量与地球质量之比是()A. B. C. D.6.下面说法错误的是()A.海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的B.天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的C.天王星的运行轨道偏离,其原因是天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D.冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的=p,火星半径R火和7.假设火星和地球都是球体,火星质量M火和地球质量M地之比为火地地球半径R地之比为火=q,那么火星表面处的重力加速度g火和地球表面处的重力加速度g地地等于()之比火地A. B.pq2 C. D.pq8.已知月球的质量是M,半径是R,求在月球表面的物体自由下落H所用的时间.9.已知月球到地球的球心距离为r=4×108m,月亮绕地球运行的周期为30天,求地球的质量.参考答案自主探究1.根据重力加速度求天体质量,即mg=G2.地球太阳3.利用G=m()2r得M=,其中M是太阳质量,r是某行星到太阳的距离,T是该行星绕太阳公转的周期.4.利用万有引力定律计算出来的.合作探究【创设情景1】kg=6.0×1024kg由mg=G得:M=-【拓展】1.由ρ=和V=得ρ=2.由mg0=G得M0=由ρ0=和V=得ρ0=【结论1】根据重力加速度求天体质量,即mg=G【自主探究】1.根据环绕天体的运动情况,求出其向心加速度,然后根据万有引力充当向心力,进而列方程求解.2.天体之间存在着相互作用的万有引力,行星绕恒星做近似圆周运动,而物体做圆周运动时合力充当向心力,故对于天体所做的圆周运动只能是万有引力充当向心力,这也是求解中心天体质量时列方程的根源所在.【小组合作1】1.天体实际运动是沿椭圆轨道运动的,而我们通常情况下可以把它的运动轨道处理为圆形轨道,即认为天体在做匀速圆周运动.2.在研究匀速圆周运动时,为了描述其运动特征,我们引入了线速度v、角速度ω、周期T 三个物理量.3.根据环绕天体的运动状况,求解向心加速度有三种求法.即:(1)a心=(2)a心=ω2·r(3)a心=4.应用天体运动的动力学方程——万有引力充当向心力,结合圆周运动向心加速度的三种表述方式可得三种形式的方程,即(1)F引=G=F心=ma心=m,即:G=m①得:M=.(2)F引=G=F心=ma心=mω2r,即:G=mω2·r②得:M=.(3)F引=G=F心=ma心=m,即:G=m③得:M=上述三种表达式分别对应已知环绕天体的线速度v,角速度ω,周期T时求解中心天体质量的方法.5.从以上各式的推导过程可知,利用此法只能求出中心天体的质量,而不能求环绕天体的质量,因为环绕天体的质量同时出现在方程的两边,已被约掉.【结论2】根据天体的圆周运动,即其向心力由万有引力提供.【创设情景2】M=2×1030kg【拓展】1.不能,因为不知道太阳的半径2.可以选地球的一颗卫星,需要知道卫星到地球球心的距离r和卫星绕地球运动的周期T,利用G=m()2r得M=【小组合作2】1.应用万有引力定律还可以用来发现未知的天体.2.海王星、冥王星就是应用万有引力定律发现的.3.人们在长期的观察中发现天王星的实际运行轨道与应用万有引力定律计算出的轨道总存在一定的偏差,所以怀疑在天王星周围还可能存在有行星,然后应用万有引力定律,结合对天王星的观测资料,计算出了另一颗行星的轨道,后来在计算的位置观察到新的行星.万有引力定律的发现,为天文学的发展起到了积极的作用,用它可以来计算天体的质量,同时还可以来发现未知天体.【课堂小结】1.求天体质量的两条思路:①地面附近物体与地球间的万有引力约等于物体的重力,即F引=mg.②把环绕天体(或卫星)的运动看成是匀速圆周运动,即F引=F向.2.匀速圆周万有引力3.m()2R M=卫星的周期4.海王星万有引力定律课堂检测1.ABD2.D3.D4.B5.B6.B7.A8.9.5.89×1024kg。