优秀教案系列
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第七章复习
教学分析
教学分析
教学目标
1.通过物理学史,了解万有引力定律的发现过程。
2.知道万有引力定律及发现万有引力定律的重要意义。
3.会计算人造卫星的环绕速度,了解三种宇宙速度,并学会推导第一宇宙速度。
4.了解相对论时空观与牛顿力学的成就和局限性。
教学重难点
1.万有引力定律及其发现万有引力定律的成就。
2.万有引力定律在宇宙航行中的应用。
教学方法
讲授法、小组讨论法
课时安排
1课时
教学准备
多媒体辅助教学、学案等
教学
教学设计
教学环节
教学过程
设计意图
一、情境设置,
课堂引入
情境问题设置
1.“科学真是迷人”,我们可以称量地球的质量
2.太空中的人造卫星运转视频
引出本节课的复习内容
情境激趣,引入课题。
二、自主复习,
知识再现
(一)基础知识回顾
解决问题的两类思路:(1)地球表面附近物体所受的万有引力近似等于重力;
(2)万有引力提供向心力,公式涉及线速度、角速度、周期等基本公式。
自测题组
1.思考判断
(1)所有行星绕太阳运转的周期都是相等的。()
(2)月球绕地球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力提供的。()
(3)利用地球绕太阳转动,可求地球的质量。()
(4)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10km/s。()
(5)科学家在观测双星系统时,同样可以用万有引力定律来分析。()
答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√
2.两个质量均匀的球体,相距r,它们之间的万有引力为1×10-8N,若它们的质量、距离都增加为原来的两倍,则它们之间的万有引力为()
A.4×10-8N B.1×10-8N
C.2×10-8N D.8×10-8N
答案:B
3.2020年中国发射了火星探测器,探测器发射升空后首先绕太阳转动一段时间再调整轨道飞向火星。火星探测器的发射速度()
A.等于7.9km/s
B.大于16.7km/s
C.大于7.9km/s且小于11.2km/s
D.大于11.2km/s且小于16.7km/s
答案:D
(二)易错问题讨论
1.天体运动中易混概念的比较:两个半径——天体半径和卫星运行轨道半径。
2.三种速度——运行速度、发射速度和宇宙速度。
3.两种周期——自转周期和公转周期。
通过教师提问学生思考回答,引导学生完善基础知识体系,并能够改正自己存在的问题。
三、归纳提升,
知网建构
通过思维导图建构核心知识网络。
续表
教学环节
教学过程
设计意图
四、合作探究,
疑难突破
一、重点问题提炼
1.解决万有引力的两种思路
(1)地球表面附近物体的重力近似等于万有引力,分析不同高度的重力加速度及不同星球的重力加速度的比值,还可以求地球的质量。
GMmR
(2)万有引力提供向心力,向心力表达式中含线速度、角速度、周期等的关系,利用这些关系可以求出中心天体的质量及密度等。
GMmr2=ma=mv2r=mr
a=GMr2v=GMrω=
试着画出人造卫星的轨道,说明你所画的卫星轨道的特点。若有一颗卫星相对地球静止,你能形象地描述它的轨道特点吗?
人造卫星的轨道:卫星绕地球做匀速圆周运动时,由地球对它的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合,而这样的轨道有多种,其中比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通过两极点上空的极地轨道。当然也存在着与赤道平面呈某一角度的圆轨道。如图所示。
2.地球静止卫星
(1)概念:相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星,叫作地球静止卫星。
(2)特点
①确定的转动方向:和地球自转方向一致。
②确定的周期:和地球自转周期相同,即T=24h。
③确定的角速度:等于地球自转的角速度。
④确定的轨道平面:所有的静止卫星都在赤道的正上方,其轨道平面必须与赤道平面重合。
⑤确定的高度:离地面高度不变(3.6×104km)。
⑥确定的环绕速率:线速度大小一定(3.1×103m/s)。
二、疑难问题剖析
“嫦娥一号”发射、环绕、脱离、被月球俘获、绕月飞行等一系列过程的线速度、角速度、周期等必须符合科学实际,不能出现科学性错误。利用万有引力定律解决卫星发射问题,明确第一宇宙速度的推导方法及应用,以及天体环绕、变轨问题等相关问题。
方法一:r≈RGMmR2=mv2Rv=GMR
方法二:万有引力近似
等于卫星重力mg=mv2Rv=