六章 万有引力与航天

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1、六章万有引力与航天第六章万有引力与航天Ⅰ学习目标学习内容知识与技能过程与方法情感态度与价值观行星的运动　　1．了解人类对行星运动的认识过程　　2．知道开普勒行星运动定律的内容　　1．阅读人类对行星运动规律的认识过程，体会科学的简洁美　　2．知道行星的实际运动轨迹是椭圆，但与圆轨迹接近，体会理想化处理的方法(按圆轨道处理)　　3．了解第谷对行星活动的观察，知道观察在科学研究中的重要作用　　4．了解开普勒在研究行星运动规律时所做的工作，体会实验归纳和理论推测相结合的科学研究方法　　1．从地心说到日心说的转变，不是简单的参考系的变化，这是人类思想的一次重大解放

2、，同时可以体会科学的简单美　　2．通过开普勒等的科学活动，体会科学家们相信真理而不迷信权威的实事求是的科学态度与科学精神　　3．通过万有引力定律的发现过程，体会科学的统一美　　4．通过了解万有引力的理论成就，深刻体会科学定律对人类探索未知世界的作用，能激发学习物理的志趣，增加自信心　　太阳与行星间的引力　　1．会根据牛顿定律和圆周运动的知识推导：行星绕太阳运动所需要的向心力　　2．能够利用牛顿第三定律等推导行星对太阳的引力　　3．知道太阳与行星间引力的表达式　　4．知道G是比例系数，与太阳、行星都无关　　1．通过查阅资料、相互交流等手段了解笛卡儿、胡克、

3、哈雷、牛顿等人的工作过程，体会人类探究行星运动的动力学原因的过程和方法：如猜想和逻辑推理　　2．通过太阳与行星间引力的表达式推导，体会分析、归纳、概括等研究方法的应用　　万有引力定律　　1．知道月地检验证明了地面物体受到地球的引力与月亮受到地球的引力是同一种性质的力　　2．掌握万有引力定伴的内容　　3．知道卡文迪许首先较准确地测定了引力常量G的值　　1．通过牛顿发现万有引力定律的思维过程，体会大胆猜测、直觉，以及实践检验在科学探索中的重要意义　　2．通过"经历"万有引力定律的发现过程，体会"合理猜想－建立理论事实检验"的科学方法　　*3．通过了解卡文迪许

4、G值的测定，体会其中的物理方法："放大法"和"等效法"　　万有引力理论的成就　　1．了解测定引力常量G的意义　　2．掌握解决问题的基本思路：天体做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供　　1．知道观测人造卫星的运动，是测量地球的质量一种重要的方法　　续表学习内容知识与技能过程与方法情感态度与价值观万有引力理论的成就　　3．会计算中心天体的质量　　4．知道未知天体(天王星和海王星)的发现过程　　2．体会"预见并发现未知行星"，是万有引力理论威力的生动例证　　5．通过对人造卫星的学习，感受航天成就(科学成就)正改变着人类的生活，同时也要体会到人类为此付出的代价和

5、艰辛　　6．通过对"经典力学的局限性"的了解，体会科学探索无止境宇宙航行　　1．理解人造卫星的发射原理　　2．能独立推导第一宇宙速度的表达式　　3．知道三个宇宙速度的值，并了解其物理意义　　1．通过画草图等形式，讨论以不同的速度发射物体将会出现什么情况　　2．知道推导地球第一宇宙速度的思维和方法可以迁移到其他星球上　　经典力学的局限性　　1．初步了解经典力学、量子力学、相对论物理的基本思想和适用范围　　2．初步了解经典力学中的相对运动问题　　3．初步了解经典时空观和相对论时空观的差异　　通过近代理论与观测例证，体会理论与实践检验的关系　　Ⅱ学习指导一、本

6、章知识结构二、本章重难点分析　　1．开普勒第三定律的理解　　开普勒第三定律揭示了围绕同一中心天体运动的不同星体有同一个k值，这些不同星体的轨道半径和公转周期有一定关系．k是常量，它与运行的星体无关，与中心天体的质量有关．　　例1已知太阳系有八大行星，从距离太阳较近处依次向外排列为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，根据开普勒定律，试判断八大行星运动的周期的大小关系．　　2．对万有引力定律的一点理解　　万有引力是物质之间最广泛最基本的相互作用之一．万有引力普遍存在于物体间，与物体的性质、状态等均无关．任何物体受到另一个物体的吸引同时也反过

7、来吸引另一物体．万有引力在大质量物体间作用显著．公式适用于计算质点间作用力，以及质量分布均匀球形物体间的作用力，此时r是球心间的距离．　　3．万有引力在天文学上的应用　　(1)基本思路：理想情况下，把天体的运动看做匀速圆周运动，万有引力为其提供了向心力；根据牛顿第二定律，将万有引力的表达式和向心力的表达式联立起来．即　　　　注意：在解决问题时，要会选择恰当的向心力表达式．　　例2土星的9个卫星中最内侧的一个卫星，其轨道为圆形，轨道半径为1.59×105km，公转周期为18小时46分钟，试求土星的质量．　　(2)推导地球第一宇宙速度　　(a)推导：地球的第

8、一宇宙速度是近地卫星在环绕地球运行时的线速度，此时可以近似认为其轨道半径等于地球