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1、万有引力与航天万有引力与航天万有引力与航天一、新旧教材的比较一、新旧教材的比较1、2002年版物理教学大纲年版物理教学大纲“必修加必修加选修选修”中该内容和要求：中该内容和要求：万有引力定律（万有引力定律（B）人造地球卫星（人造地球卫星（A）宇宙速度（宇宙速度（A）牛顿力学适用范围（牛顿力学适用范围（A）2、2003年版物理课程标准年版物理课程标准 通过有关事实了解万有引力定律的发觉通过有关事实了解万有引力定律的发觉过程。知道万有引力定律。相识发觉万过程。知道万有引力定律。相识发觉万有引力定律的重要意义。体会科学定律有引力定律的重要意义。体会科学定律对人类探究未知世界的作用。对人类探究未知世界
2、的作用。会计算人造卫星的环绕速度。知道其次会计算人造卫星的环绕速度。知道其次宇宙速度和第三宇宙速度。宇宙速度和第三宇宙速度。初步了解经典时空观和相对论时空观，初步了解经典时空观和相对论时空观，知道相对论的建立对人类相识世界的影知道相对论的建立对人类相识世界的影响。响。初步了解微观世界中的量子化现象，知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更特点，道宏观物体和微观粒子的能量变更特点，体会量子论的建立深化了人们对于物质体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的相识。世界的相识。通过实例，了解经典力学的发展历程和通过实例，了解经典力学的发展历程和宏大成就，体会经典力学创立的价值
3、与宏大成就，体会经典力学创立的价值与意义，相识经典力学的适用范围和局限意义，相识经典力学的适用范围和局限性。性。体会科学探讨方法对人们相识自然的重体会科学探讨方法对人们相识自然的重要作用。举例说明物理学的进展对于自要作用。举例说明物理学的进展对于自然科学的促进作用。然科学的促进作用。3、教材变更的分析、教材变更的分析（1 1）学问内容增加，学问的拓展空间增大；）学问内容增加，学问的拓展空间增大；（2 2）陈陈述述方方式式变变更更，从从学学问问描描述述转转化化为为问问题题探究；以多种栏目设置，打开科普视窗；探究；以多种栏目设置，打开科普视窗；（3 3）重重视视学学问问的的形形成成过过程程，以以提
4、提高高学学生生科科学学思维实力思维实力 （4 4）重重视视科科学学方方法法、科科学学精精神神、人人文文精精神神的的渗透。渗透。二、教材分析与教学建议二、教材分析与教学建议 第一节第一节 行星的运动行星的运动 1 1、教材性质与地位、教材性质与地位（1 1）起始教材对全章起引领性）起始教材对全章起引领性的作用。的作用。（2 2）为万有引力定律的学习）为万有引力定律的学习起铺垫性的作用。起铺垫性的作用。（3 3）学问容较少，但包含着的）学问容较少，但包含着的科学史料特殊丰富。科学史料特殊丰富。（4 4）教材是从运动学的角度描）教材是从运动学的角度描述天体运动的述天体运动的 。2、教学方法的选择、教
5、学方法的选择以问题探究与故事讲解相结合的方式组织课堂教以问题探究与故事讲解相结合的方式组织课堂教学学 。3 3、探究点的设置、探究点的设置（1 1）探究地心说与日心说争论的焦点。）探究地心说与日心说争论的焦点。（2 2）探究开普勒行星运动定律建立的过程。）探究开普勒行星运动定律建立的过程。（3 3）探究椭圆轨道特征。）探究椭圆轨道特征。（4 4）探究开普勒行星运动定律的物理意义。）探究开普勒行星运动定律的物理意义。3 3、宇宙模型的构建与发展、宇宙模型的构建与发展3、宇宙模型的历史发展过程：宇宙模型的历史发展过程：其次节其次节 太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力1、教材性质与地位、教材性质与
6、地位（1)属于科学过程教化的素材属于科学过程教化的素材；（2)是探究性比较强的教学内容；是探究性比较强的教学内容；（3)是从动力学角度来探讨的；是从动力学角度来探讨的；（4）是一种演绎推理的结构。）是一种演绎推理的结构。2、探究过程的设计、探究过程的设计(是本章的重要内容是本章的重要内容)问问题题的的提提出出：是是什什么么缘缘由由使使行行星星围围绕绕太太阳阳运运动动？猜猜想想与与假假设设：太太阳阳对对行行星星的的引引力力 F F应应当当与与行行星星到太阳的距离到太阳的距离r r有关。有关。简化模型：行星轨道依据简化模型：行星轨道依据“圆圆”来处理。来处理。演演绎绎与与推推理理：依依据据牛牛顿顿
7、其其次次定定律律和和开开普普勒勒定定律律进行计算进行计算 。结结论论的的得得出出 ：引引力力大大小小跟跟行行星星到到太太阳阳距距离离的的二次方成反比二次方成反比 第第3 3节节 万有引力定律万有引力定律1 1、教材性质与地位、教材性质与地位（1 1）是对上一节教学内容的进一步外推，）是对上一节教学内容的进一步外推，是下一节教材学习的基础，是本章的重点是下一节教材学习的基础，是本章的重点学问；学问；（2 2）是猜想、假设与验证相结合的教学内）是猜想、假设与验证相结合的教学内容；容；（3 3）是一种演绎思维与归纳思维相结合的）是一种演绎思维与归纳思维相结合的推理结构；推理结构；（4 4）教材的立意
8、还在于物理理论必需接受）教材的立意还在于物理理论必需接受实践与试验的检验。实践与试验的检验。2、教学过程的设计、教学过程的设计（1 1）万有引力的猜想。）万有引力的猜想。（2 2）万有引力的检验。）万有引力的检验。（3 3）万有引力定律的得出。）万有引力定律的得出。（4 4）万有引力定律的检验。）万有引力定律的检验。第第4 4节节 万有引力理论的成就万有引力理论的成就1 1、教材性质与地位、教材性质与地位（1 1）是属于应用性学问的教学内容；）是属于应用性学问的教学内容；（2 2）是使万有引力定律在应用中得到）是使万有引力定律在应用中得到进一步检验；进一步检验；（3 3）是使学生演绎思维实力得
9、到进一）是使学生演绎思维实力得到进一步训练；步训练；（4 4）教材的立意使学生感受用物理理）教材的立意使学生感受用物理理论探究未知世界的科学魅力，激发探论探究未知世界的科学魅力，激发探究未知世界爱好。究未知世界爱好。2、教学过程的设计、教学过程的设计 设计的核心问题是分析万有引力设计的核心问题是分析万有引力供应向心力。供应向心力。（1 1）试验室称量地球的质量）试验室称量地球的质量（2 2）计算天体的质量）计算天体的质量（3 3）预见并发觉未知行星。）预见并发觉未知行星。（4 4）补充：冥王星为何出局。）补充：冥王星为何出局。第五节第五节 宇宙航行宇宙航行1 1、教材性质与作用、教材性质与作用
10、（1 1）介绍万有引力的实践性成就，万有）介绍万有引力的实践性成就，万有引力理论使人类实现引力理论使人类实现“飞天飞天”幻想；幻想；（2 2）是航天部分的重要学问；）是航天部分的重要学问；（3 3）重点理解第一宇宙速度；）重点理解第一宇宙速度；（4 4）激发学生科学献身精神；）激发学生科学献身精神；（5 5）拓展学生科普学问。）拓展学生科普学问。2、教学过程的设计、教学过程的设计 其学问上的核心问题还是分析万有引力供应向心力。（1）宇宙速度：引导学生推导第一宇宙速度，知道其次宇宙速度和第三宇宙速度物理意义，区分环绕速度与放射速度；（2）在“幻想成真”栏目里，简述人类航天事业的发展史；（3）在“
11、科学闲逛”栏目里，介绍黑洞概念；（4）在“STS”栏目里，着重于展示航天事业与人类生活的关系。（5）补充有关“地球同步卫星”的定量计算和分析了解太阳同步极地轨道气象卫星等。太阳同步轨道和极轨道应用卫星太阳同步轨道和极轨道应用卫星航天器和空间应用系统航天器和空间应用系统 第六节第六节 经典力学的局限性经典力学的局限性1 1、教材性质与作用、教材性质与作用（1 1）是是全全章章的的终终结结性性教教材材，属属于于介介绍绍性质的教材性质的教材；托勒玫想象地球处在宇宙中心，哥白尼则设想太阳处托勒玫想象地球处在宇宙中心，哥白尼则设想太阳处在中心，牛顿第一个用一个定律说明全部星体运动，爱在中心，牛顿第一个用
12、一个定律说明全部星体运动，爱因斯坦则用几何学的时空体系说明星体的运动。因斯坦则用几何学的时空体系说明星体的运动。教材性质与作用教材性质与作用（2 2）使使学学生生正正确确相相识识物物理理学学理理论论的的发发展与适用范围；展与适用范围；（3 3）引领学生思索科学的价值观；）引领学生思索科学的价值观；（4 4）教教材材的的立立意意使使学学生生了了解解近近代代物物理理学问。学问。2、教学过程的设计、教学过程的设计设计的思路依据物理学理论在三个领域的发展过程进行。设计的思路依据物理学理论在三个领域的发展过程进行。（1 1）从低速到高速的探讨中，介绍爱因斯坦的狭义相对）从低速到高速的探讨中，介绍爱因斯坦
13、的狭义相对论学问；论学问；（2 2）在）在“科学闲逛科学闲逛”栏目里，介绍时间、空间都与运栏目里，介绍时间、空间都与运动状态有关；动状态有关；（3 3）在宏观与微观的介绍中，使学生知道量子力学能够）在宏观与微观的介绍中，使学生知道量子力学能够正确地描述微观粒子运动规律；正确地描述微观粒子运动规律；（4 4）在）在“弱引力到强引力弱引力到强引力”栏目中，引导学生了解爱栏目中，引导学生了解爱因斯坦广义相对论；因斯坦广义相对论；（5 5）补充：简洁介绍）补充：简洁介绍“宇宙大爆炸宇宙大爆炸”模型建立，宇宙微模型建立，宇宙微波背景与波背景与20062006年诺贝尔物理学奖；年诺贝尔物理学奖；（6 6）在）在“科学踪迹科学踪迹”栏目里，引导学生领悟牛顿的科栏目里，引导学生领悟牛顿的科学精神、科学思想、科学思维方法。学精神、科学思想、科学思维方法。宇宙学是一个特殊激烈人心和活跃的学科。宇宙学是一个特殊激烈人心和活跃的学科。我们为何在此？我们从何而来？我们为何在此？我们从何而来？感谢感谢