萬有引力與航天教材分析及幾點(diǎn)建議(必修二模塊第六章).ppt

萬有引力與航天教材分析及幾點(diǎn)建議 （必修二模塊 第六章 ）,蘭州市集體大備課,主講：五十五中 裴發(fā)舉,知識主線：,天上人間,1通過有關(guān)事實(shí)了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程。知道萬有引力定律。認(rèn)識發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義，體會(huì)科學(xué)定律對人類探索未知世界的作用 . 2會(huì)計(jì)算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度 3初步了解經(jīng)典時(shí)空觀和相對論時(shí)空觀，知道相對論對人類認(rèn)識世界的影響。 4初步了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象，知道宏觀物體和微觀粒子能量變化的特點(diǎn)，體會(huì)量子論的建立深化了人類對于物質(zhì)世界的認(rèn)識 5通過實(shí)例，了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就，體會(huì)經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立的價(jià)值與意義，認(rèn)識經(jīng)典力學(xué)的適用范圍和局限性,一、課程目標(biāo),二、新、舊教材對比及分析,新教材大體繼承了原教材的知識線索，知識要求沒有大的變化。 新教材在“行星的運(yùn)動(dòng)”與“萬有引力定律”之間增加一節(jié)課文“太陽與行星間的引力”，旨在放緩萬有引力定律發(fā)現(xiàn)歷程的展現(xiàn)，為學(xué)生學(xué)習(xí)萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定更充分的知識基礎(chǔ)； “經(jīng)典力學(xué)的局限性”是共同必修模塊的最后一節(jié)課，在“萬有引力理論的成就”后面，用“經(jīng)典力學(xué)的局限性”來作為必修教材牛頓力學(xué)的結(jié)尾，是對學(xué)生所學(xué)經(jīng)典力學(xué)的一次總結(jié)。,三、新教材的特點(diǎn),新教材充分展現(xiàn)萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力：萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程猶如一部壯麗的科學(xué)史詩，它歌頌了前輩科學(xué)家的科學(xué)精神，也發(fā)現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展過程中科學(xué)家們富有創(chuàng)造而有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思想，是發(fā)展學(xué)生思維能力難得的好材料。教科書在尊重歷史事實(shí)的前提下，通過一些邏輯思維的鋪墊，讓學(xué)生以自己現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)處身于歷史的背景下，經(jīng)歷一次自己發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程。,注重科學(xué)文化教育 科學(xué)意識、科學(xué)精神、科學(xué)價(jià)值觀等都是在科學(xué)發(fā)展的過程中形成的。牛頓時(shí)代的科學(xué)家們圍繞萬有引力的研究，經(jīng)歷了大量曲折頑強(qiáng)而又閃爍智慧的科學(xué)實(shí)踐。這些科學(xué)發(fā)展過程中的事例都是實(shí)現(xiàn)“情感、態(tài)度、價(jià)值觀”目標(biāo)的好材料。,增進(jìn)科學(xué)與生活、社會(huì)的聯(lián)系,正確評價(jià)經(jīng)典力學(xué) 教科書肯定了經(jīng)典力學(xué)的巨大成就，同時(shí)從三個(gè)方面介紹了經(jīng)典力學(xué)的局限性，讓學(xué)生知道科學(xué)成就總是在不斷發(fā)展的。但一個(gè)新的科學(xué)理論的建立并不意味著原有科學(xué)理論的推翻，而是原有科學(xué)理論在一定條件下成為新理論的一部分，科學(xué)理論的普適性總是相對的，科學(xué)是在不斷探索更廣泛適用的理論中得到發(fā)展。,四、課時(shí)建議,第一節(jié) 行星的運(yùn)動(dòng) （1學(xué)時(shí)） 第二節(jié) 太陽與行星間的引力 （1學(xué)時(shí)） 第三節(jié) 萬有引力定律 （1學(xué)時(shí)） 第四節(jié) 萬有引力理論的成就 （2學(xué)時(shí)） 第五節(jié) 宇宙航行 （2學(xué)時(shí)） 第六節(jié) 經(jīng)典力學(xué)的局限性 （1學(xué)時(shí)）,教學(xué)建議,第一節(jié) 行星的運(yùn)動(dòng) 教材分析與教學(xué)建議 本節(jié)內(nèi)容對全章的教學(xué)起著引領(lǐng)性的作用，同時(shí)又為本章的重點(diǎn)內(nèi)容萬有引力定律的學(xué)習(xí)起一個(gè)鋪墊性的作用。本節(jié)內(nèi)容特點(diǎn)：知識容量較少，但包括的科學(xué)史料十分豐富。因此本節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)立足于對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神、科學(xué)思想方法的教育。讓學(xué)生在科學(xué)家關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)的研究歷史中感悟科學(xué)家求真、求簡的科學(xué)思想方法和科學(xué)精神-不僅要讓學(xué)生了解知識的結(jié)論，而且要讓學(xué)生了解知識結(jié)論得到的過程。,遠(yuǎn)古人們就夢想飛出地球探索星空的奧秘。嫦娥奔月是廣為留傳的民間神話，體現(xiàn)了人類了解自然奧秘的渴望。,第二節(jié) 太陽與行星間的引力,舊教材：推導(dǎo)萬有引力定律的過程較粗，不太符合循序漸進(jìn)的原則 新教材：“太陽與行星間的引力”獨(dú)立出來研究天體間的作用力，然后再利用一個(gè)課時(shí)研究萬有引力定律，把天上、地上聯(lián)系起來，天體間的萬有引力規(guī)律的推導(dǎo)更調(diào)理清晰，每一步的推導(dǎo)目的更明確，難度分散，使月地檢驗(yàn)（在下一節(jié)）有充足的時(shí)間落實(shí)，并且使學(xué)生對物理知識的發(fā)展過程認(rèn)識得更清晰。,二、教材分析：從行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律到萬有引力定律的建立過程，是本章的重要內(nèi)容，是極好的科學(xué)過程教育素材，在行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律與萬有引力定律兩節(jié)內(nèi)容之間安排本節(jié)內(nèi)容，是為了更突出發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的這個(gè)科學(xué)過程。如果說上一節(jié)內(nèi)容是從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度來描述行星運(yùn)動(dòng)的話，那么本節(jié)內(nèi)容就是從動(dòng)力學(xué)的角度來研究行星的運(yùn)動(dòng)。研究過程是一個(gè)依據(jù)已有規(guī)律進(jìn)行的演繹推理過程。這節(jié)內(nèi)容與下一節(jié)內(nèi)容結(jié)合起來，應(yīng)該說是一個(gè)比較完整的探究過程。從問題的提出、猜想與假設(shè)、結(jié)論的得出、檢驗(yàn)論證等，是一次很好的探究性學(xué)習(xí)過程。,問題設(shè)置: 1、行星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，寫出行星需要的向心力表達(dá)式，并說明式中符號的物理意義。 2、行星運(yùn)動(dòng)的線速度v與周期T的關(guān)系式如何？為何要消去v？寫出要消去v后的向心力表達(dá)式 3、如何應(yīng)用開普勒第三定律消去周期T？為何要消去周期T？ 4、寫出引力F與距離r的比例式，說明比例式的意義,新教材的編寫，具有很強(qiáng)的邏輯關(guān)系，在教學(xué)過程中，要注意引力的關(guān)系式的推導(dǎo)不是公式的羅列，一定要讓學(xué)生搞清為什么用這個(gè)公式而不用那個(gè)公式；在推導(dǎo)過程中，用了哪些方面的知識（牛頓第二定律、牛頓第三定律、開普勒第三定律）？在使用牛頓第二定律中，屬于哪個(gè)方面的應(yīng)用（已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，判斷物體的受力情況）？,第三節(jié) 萬有引力定律,一、教材分析與教學(xué)建議 本節(jié)內(nèi)容是對上一節(jié)教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一步外推，是下一節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)；是猜想、假設(shè)、與驗(yàn)證相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容；是一種演繹思維與歸納思維相結(jié)合的推理知識建構(gòu)結(jié)構(gòu)。其立意還在于物理理論還必須接受實(shí)踐的檢驗(yàn)。,“月-地檢驗(yàn) ” 在牛頓時(shí)代，重力加速度g、地球半徑R，月-地的距離(月球軌道半徑)r、月球的公轉(zhuǎn)周期T都能精確的測定，已知r=38108m，T=27.3天，g=9.8m/s2， r=60R,=0.0027m/s2,如果地球?qū)υ虑虻牧εc地球?qū)μO果的力同樣遵從“平方反比”律， 那么， 物體在地面附近受到的 ，則有 檢驗(yàn) a=0.0027m/s2 通過創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)學(xué)生定量計(jì)算，用無可辯駁的事實(shí)證明猜想的正確性，增強(qiáng)學(xué)生的理性認(rèn)識。,第四節(jié) 萬有引力理論的成就,一、教材分析: 本節(jié)教學(xué)要求學(xué)生體會(huì)萬有引力定律經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn)，取得了很大的成功；理解萬有引力定律巨大作用和價(jià)值，對它在科學(xué)史上所產(chǎn)生的重大影響無論怎樣估計(jì)都不是過分的。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，重點(diǎn)使學(xué)生深刻體會(huì)科學(xué)定律對人類探索未知世界的作用,激起學(xué)生對科學(xué)探究的興趣，培養(yǎng)熱愛科學(xué)的情感。本節(jié)分三個(gè)板塊：實(shí)驗(yàn)室稱量地球質(zhì)量；計(jì)算天體質(zhì)量；發(fā)現(xiàn)未知天體。,一、教材分析: 1.本節(jié)屬于航天部分的重要知識，介紹萬有引力的重要成就。使學(xué)生知道是萬有引力理論使人類實(shí)現(xiàn)“飛天”夢想。教科書簡述了人類航天事業(yè)的發(fā)展，特別列舉了成功發(fā)射的人造地球衛(wèi)星的幾個(gè)實(shí)例，使學(xué)生通過展示人類在宇宙航行領(lǐng)域中的偉大成就，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情通過介紹我國在航天方面的成就，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。感知人類探索宇宙的夢想，促使學(xué)生樹立獻(xiàn)身科學(xué)的人生觀和價(jià)值觀。本節(jié)既介紹航天成就，又談到人類為此付出的代價(jià)。全文最后以愛因斯坦的名言“一個(gè)人最完美和最強(qiáng)烈的情感來自面對不解之謎”