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1、学习好资料 欢迎下载 万有引力定律的应用教学设计 08级物理教育武琳 教学目标：知识与技能：1、会用万有引力定律计算天体的质量，了解称量地球质量、计算太阳质量的基本思路。2、了解可以利用万有引力定律对未知天体进行预测。2、知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。4、分析人造卫星的运动规律，并能用所学知识求解卫星基本问题。过程与方法：1、培养学生科学推理、探索能力；2、培养学生在处理实际问题时，如何 构建物理模型的能力 3、学习科学的思维方法培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。情感态度与价值观：通过介绍世界及我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪
2、感。教学重点:1、会用万有引力定律计算天体的质量。2、会推导第一宇宙速度。3、分析人造卫星的运动规律，并能用所学知识求解卫星基本问题。教学难点：分析人造卫星的运动规律，并能用所学知识求解卫星基本问题。教学方式：演示、讲授、合作交流 教学手段：多媒体、课件 教学过程设计：一、新课导入：以提问的方式回顾上节课所学的知识（万有引力定律的内容，方向，表达式），引导学生思考行星在围绕中心天体做匀速圆周运动时，所受的向心力有谁来提供（万有引力定律），得出万有引力和向心力相等的公式，由此点出这个公式是我们研究天体运动的核心，我们科研工作者也根据这个公式取得的了不起的成就。通过课件展示对天体的研究成果，以此激
3、发学生的学习兴趣！进而引出今天的新课内容。学习好资料 欢迎下载 二、讲授新课 1、测量天体的质量和密度 先引导学生思考如何利用万有引力定律测出地球的质量。方法一：月球围绕地球做匀速圆周运动，我们知道万有引力提供向心力。即：对于我们，月球的周期及地月之间的距离是容易测量的，所以选择公式 通过公式计算的 方法二：引导学生思考还可以用其他方法测量。在地球附近的物体受到的重力与物体所受到的万有引力相等。得：，有此种方法测出地球的质量和密度。引导学生，既然地球的质量可以测量，其他天体的质量也可以测量。并总结方法。例题：把地球绕太阳公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为 1.51011km，已知引力常量 G
4、=6.671011 Nm2/kg2，则可估算出太阳的质量约为 -kg。解】地球绕太阳运转周期:T=365246060=3.15107s，地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供 2、预测未知天体 学生通过阅读课本，简单介绍。3、人造地球卫星和宇宙速度 22222(2)2(mvmmrfrTrmGmrMr222()MmGmrrT2 324 rMGT23343MMVGTR33232222234()rMGTmMGMrVGTmrRrT222()MmGmrrT23211 302117244 3.14(1.5 10)2 106.67 10(3.2 10)rMkgGT 体的质量了解称量地球质量计算太阳质
5、量的基本思路了解可以利用万有引力定律对未知天体进行预测知道三个宇宙速度的含义和数值会推导第一宇宙速度分析人造卫星的运动规律并能用所学知识求解卫星基本问题过程与方法培养学和推导及合理表达能力情感态度与价值观通过介绍世界及我国航天事业的发展现状激发学习科学热科学的激情增强民族自信心和自豪感教学重点会用万有引力定律计算天体的质量会推导第一宇宙速度分析人造卫星的运动规律并能用授合作交流教学手段多媒体课件教学过程设计一新课导入以提问的方式回顾上节课所学的知识万有引力定律的内容方向表达式引导学生思考行星在围绕中心天体做匀速圆周运动时所受的向心力有谁来提供万有引力定律得出万有引力学习好资料 欢迎下载 引导学
6、生思考地面上的物体满足怎样的条件才能成为地球卫星。介绍最早对卫星研究的是牛顿，并简单介绍牛顿的猜想，在相同的高度物体做平抛运动，速度越大，水平方向位移越大。当初速度达到一定速度事，物体围绕地球做匀速圆周运动。（同时播放动画）。引导学生思考，此时物体作圆周运动的向心力由万有引力提供，得：点出该速度就是宇宙第一速度，及物体速度达到第一宇宙速度时，可成为地球的卫星。进一步认识人造卫星：提问：我们可以用那些物理量描述人造卫星的运动规律。（角速度、线速度、周期）这些物理量与卫星运动轨道半径有什么关系呢？引导学生推导,行星运动过程中，万有引力提供向心力。即：通过以上关系由学生自己总结关系.。【例题】人造卫
7、星的天线偶然折断，天线将做：A.自由落体运动 B.平抛运动 C.远离地球飞向太空 D.继续和卫星一起沿轨道运转 介绍宇宙速度：第一宇宙速度：解释第一宇宙速度人造卫星的最小发射速度与最大运行速度 发射速度是指卫星在地面附近离开发射火箭的初速度。假若卫星发射后不再补充能 量，那么要发射一颗人造地球卫星，其发射速度就不能小于第一宇宙速度。运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面22mrrGMm3r GM222T4mrrGMmGM r 2T32112vm mGmGmvrrr1124166 67 105 89 107 96 37 10././.Gmvm skm sRMm
8、vGmrr22GMvr体的质量了解称量地球质量计算太阳质量的基本思路了解可以利用万有引力定律对未知天体进行预测知道三个宇宙速度的含义和数值会推导第一宇宙速度分析人造卫星的运动规律并能用所学知识求解卫星基本问题过程与方法培养学和推导及合理表达能力情感态度与价值观通过介绍世界及我国航天事业的发展现状激发学习科学热科学的激情增强民族自信心和自豪感教学重点会用万有引力定律计算天体的质量会推导第一宇宙速度分析人造卫星的运动规律并能用授合作交流教学手段多媒体课件教学过程设计一新课导入以提问的方式回顾上节课所学的知识万有引力定律的内容方向表达式引导学生思考行星在围绕中心天体做匀速圆周运动时所受的向心力有谁来
9、提供万有引力定律得出万有引力学习好资料 欢迎下载 飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。第二宇宙速度：使物体挣脱地球束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为“脱离速度”。V2=11.2km/s 第三宇宙速度：使物体挣脱太阳的引力束缚的最小发射速度，也称为“逃逸速度”。V3=16.7km/s 最后通过图片形象展示：介绍同步卫星：简单介绍什么是同步卫星，即：这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的速度相同，所以从地面上看，它总在某地的正上方，因此叫同步卫星。这种卫星一般用于通讯，又叫同步通讯卫星。参照图片 通过观查图片提问：同步卫星的
10、特点。1、同步卫星与地面相对静止，与地球自转同步，周期为 24h。2、同步卫星运行方向与地球自转的方向相同。3、同步卫星定点在赤道上方，离地的高度、运行的速率是唯一确定的。提问：能否发射一颗定点在诸城正上方的同步卫星？解释：若在诸城上空上空真有一颗同步卫星，那么这颗卫星轨道平面的中心应是地轴上的某点,而不是地心,其需要的向心力也指向这一点。而地球所能够提供的引力只能指向地心，体的质量了解称量地球质量计算太阳质量的基本思路了解可以利用万有引力定律对未知天体进行预测知道三个宇宙速度的含义和数值会推导第一宇宙速度分析人造卫星的运动规律并能用所学知识求解卫星基本问题过程与方法培养学和推导及合理表达能力
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12、在卫星方便的研究成果 三、课堂小节（学生自己总结，老师补充。）依据：1、计算天体质量 2、预测未知天体 3、宇宙速度与人造卫星 mRGMThhRTmhRMmG7322222106.34)(4)(mgrMmGmaTmrmrrvmrMmGn22222)2(体的质量了解称量地球质量计算太阳质量的基本思路了解可以利用万有引力定律对未知天体进行预测知道三个宇宙速度的含义和数值会推导第一宇宙速度分析人造卫星的运动规律并能用所学知识求解卫星基本问题过程与方法培养学和推导及合理表达能力情感态度与价值观通过介绍世界及我国航天事业的发展现状激发学习科学热科学的激情增强民族自信心和自豪感教学重点会用万有引力定律计算天体的质量会推导第一宇宙速度分析人造卫星的运动规律并能用授合作交流教学手段多媒体课件教学过程设计一新课导入以提问的方式回顾上节课所学的知识万有引力定律的内容方向表达式引导学生思考行星在围绕中心天体做匀速圆周运动时所受的向心力有谁来提供万有引力定律得出万有引力