《萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用》教案與高中學(xué)習(xí)方法
《萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用》教案與高中學(xué)習(xí)方法
應(yīng)用萬有引力定律解決天體問題主要解決的是：天體的質(zhì)量、天體的密度、天體的重力加速度、天體運(yùn)行的速度天文學(xué)的初步知識(shí)等。.小編在這整理了相關(guān)資料，希望能幫助到您。
高一物理《萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用》教案
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、使學(xué)生能應(yīng)用萬有引力定律解決天體問題：
2、通過萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量、天體的密度、天體的重力加速度、天體運(yùn)行的速度等;
3、通過應(yīng)用萬有引力定律使學(xué)生能在頭腦中建立一個(gè)清晰的解決天體問題的圖景：衛(wèi)星作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是兩行星間的萬有引力提供的。
能力目標(biāo)
1、通過萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用使學(xué)生能熟練的掌握萬有引力定律;
情感目標(biāo)
1、通過萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用使學(xué)生感受到自己能應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)解決實(shí)際問題——天體運(yùn)動(dòng)。
教學(xué)建議
應(yīng)用萬有引力定律解決天體問題主要解決的是：天體的質(zhì)量、天體的密度、天體的重力加速度、天體運(yùn)行的速度天文學(xué)的初步知識(shí)等。教師在備課時(shí)應(yīng)了解下列問題：
1、天體表面的重力加速度是由天體的質(zhì)量和半徑?jīng)Q定的.
2、地球上物體的重力和地球?qū)ξ矬w的萬有引力的關(guān)系：物體隨地球的自轉(zhuǎn)所需的向心力，是由地球?qū)ξ矬w引力的一個(gè)分力提供的，引力的另一個(gè)分力才是通常所說的物體受到的重力.(相關(guān)內(nèi)容可以參考擴(kuò)展資料)
萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)重點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用
教學(xué)難點(diǎn)：地球重力加速度問題
教學(xué)方法：討論法
教學(xué)用具：計(jì)算機(jī)
教學(xué)過程：
一、地球重力加速度
問題一：在地球上是赤道的重力加速度大還是兩極的加速度大?
這個(gè)問題讓學(xué)生充分討論：
1、有的學(xué)生認(rèn)為：地球上的加速度是不變化的.
2、有的學(xué)生認(rèn)為：兩極的重力加速度大.
3、也有的的學(xué)生認(rèn)為：赤道的重力加速度大.
出現(xiàn)以上問題是因?yàn)椋簩W(xué)生可能沒有考慮到地球是橢球形的，也有不記得公式的等.
教師板書并講解：
在質(zhì)量為 、半徑為 的地球表面上，如果忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，質(zhì)量為 的物體的重力加速度 ，可以認(rèn)為是由地球?qū)λ娜f有引力產(chǎn)生的.由萬有引力定律和牛頓第二定律有：
則該天體表面的重力加速度為：
由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的質(zhì)量和半徑?jīng)Q定的.而又因?yàn)榈厍蚴菣E球的赤道的半徑大，兩極的半徑小，所以赤道上的重力加速度小，兩極的重力加速度大.也可讓學(xué)生發(fā)揮得：離地球表面的距離越大，重力加速度越小.
問題二：有1kg的物體在北京的重力大還是在上海的重力大?
這個(gè)問題有學(xué)生回答
問題三：
1、地球在作什么運(yùn)動(dòng)?人造地球衛(wèi)星在作什么運(yùn)動(dòng)?
通過展示圖片為學(xué)生建立清晰的圖景.
2、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是誰提供的?
回答：地球與衛(wèi)星間的萬有引力即由牛頓第二定律得：
3、由以上可求出什么?
?、傩l(wèi)星繞地球的線速度：
?、谛l(wèi)星繞地球的周期：
③衛(wèi)星繞地球的角速度：
教師可帶領(lǐng)學(xué)生分析上面的公式得：
當(dāng)軌道半徑不變時(shí)，則衛(wèi)星的周期不變、衛(wèi)星的線速度不變、衛(wèi)星的角速度也不變.
當(dāng)衛(wèi)星的角速度不變時(shí)，則衛(wèi)星的軌道半徑不變.
課堂練習(xí)：
1、假設(shè)火星和地球都是球體，火星的質(zhì)量 和地球質(zhì)量 .之比 ，火星的半徑 和地球半徑 之比 ，那么離火星表面 高處的重力加速度 和離地球表面 高處的重力加速度 . 之比等于多少?
解：因物體的重力來自萬有引力，所以：
則該天體表面的重力加速度為：
所以：
2、若在相距甚遠(yuǎn)的兩顆行星 和 的表面附近，各發(fā)射一顆衛(wèi)星 和 ，測(cè)得衛(wèi)星 繞行星 的周期為 ，衛(wèi)星 繞行星 的周期為 ，求這兩顆行星密度之比 是多大?
解：設(shè)運(yùn)動(dòng)半徑為 ，行星質(zhì)量為 ，衛(wèi)星質(zhì)量為 .
由萬有引力定律得：
解得：
所以：
3、某星球的質(zhì)量約為地球的的9倍，半徑約為地球的一半，若從地球上高 處平拋一物體，射程為60米，則在該星球上，從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體，射程應(yīng)為：
A、10米 B、15米 C、90米 D、360米
解得：(A)
布置作業(yè)：
探究活動(dòng)
組織學(xué)生收集資料，編寫相關(guān)論文，可以參考下列題目：
1、月球有自轉(zhuǎn)嗎?(針對(duì)這一問題，學(xué)生會(huì)很容易回答出來，但是關(guān)于月球的自轉(zhuǎn)情況卻不一定很清楚，教師可以加以引伸，比如月球自轉(zhuǎn)周期，為什么我們看不到月球的另一面?)
2、觀察月亮
有條件的讓學(xué)生觀察月亮以及星體，收集相關(guān)資料，練習(xí)地理天文知識(shí)編寫小論文.
高中物理學(xué)科五大特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法
(1)知識(shí)量增大。學(xué)科門類，高中與初中差不多，但高中的知識(shí)量比初中的大。初中物理力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)約60個(gè)，而高中力學(xué)知識(shí)點(diǎn)增為90個(gè)。
(2)理論性增強(qiáng)。這是最主要的特點(diǎn)。初中教材有些只要求初步了解，只作定性研究，而高中則要求深人理解，作定量研究，教材的抽象性和概括性大大加強(qiáng)。
(3)系統(tǒng)性增強(qiáng)。高中教材由于理論性增強(qiáng)，常以某些基礎(chǔ)理論為綱，根據(jù)一定的邏輯，把基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)結(jié)起來。構(gòu)成一個(gè)完整的知識(shí)體系。前后知識(shí)的關(guān)聯(lián)是其一個(gè)表現(xiàn)。另外，知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成是另一個(gè)表現(xiàn)，因此高中教材知識(shí)結(jié)構(gòu)化明顯升級(jí)。
(4)綜合性增強(qiáng)。學(xué)科間知識(shí)相互滲透，相互為用，加深了學(xué)習(xí)難度。如分析計(jì)算物理題，要具備數(shù)學(xué)的函數(shù)，解方程等知識(shí)技能。
(5)能力要求提高。在閱讀能力、表達(dá)能力、運(yùn)算能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Χ夹枰M(jìn)一步的提高與培養(yǎng)。
面對(duì)這些特點(diǎn)，初上高中的同學(xué)要想學(xué)好它，我總結(jié)出了4字箴言，從“勤、恒、鉆、活”上做好心理和行動(dòng)上的準(zhǔn)備。
“勤”，高中物理中有著豐富的物理現(xiàn)象和物理模型，了解這些現(xiàn)象，掌握這些物理模型需要勤思多練不斷積累。
“恒”，高中物理知識(shí)一環(huán)緊扣一環(huán)，任何一環(huán)出問題都會(huì)影響到整體，所以在學(xué)習(xí)過程中一定要持之以恒，堅(jiān)持不懈。
“鉆”，高中物理有些內(nèi)容是只可意會(huì)不可言傳的。深入鉆研細(xì)心領(lǐng)會(huì)是不可缺少的，對(duì)學(xué)習(xí)中有疑問的地方一定要想辦法弄個(gè)水落石出，不留有尾巴。
“活”，物理學(xué)得好壞關(guān)鍵在于是否能靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)。
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