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• 本章“三维教学目标”:
人类对行星运动规律的认识 过程和牛顿建立万有引力定律的 过程，是对学生进行“知识与技 能”、“过程和方法”、“情感、 态度与价值观” 教育的最好材料。
本章教材概述：
• 本章教材首先详细地介绍了托勒密的地心说，哥白尼的 日心说 ， 弟谷.布拉赫的观察 和开普勒行星的运动规律。 形象生动地体现了科学家们坚持真理，勇于创新和实事求 是的科学态度，科学精神和科学思维方法，第2节把行星 的运动轨道简化为圆，应用牛顿运动定律和开普勒行星运 动规律，导出太阳与行星间引力F=GMm/r2。第3节阐述 牛顿进一步放眼宇宙建立了适用于自然界中任何两个物体 间的万有引力定律.分析说明万有引力定律和引力常量的 意义.教材接着阐述了万有引力定律对天体运动的研究和 在宇宙航行上的应用.最后,概括阐述了经典力学(牛顿力学) 的局限性.指出经典力学的适用范围，只适用于“低速、 宏观、弱引力”的情况。
2.太阳与行星 间的引力
教学目标:
(1)知道行星绕太阳运动的原因,知道太阳与行 星 间存在着引力. (2)知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来 源.
(3)知道太阳与行星引力的方向和表达式,知道 牛顿定律在推导太阳与行星间引力时的作用. (4)领会将不易测量的物理量转化为易测量物理 量的方法.
本节教材分析：
第六章 万有引 力与航天
同煤一中 罗林海
本章教材内容: 1 、行星的运动 2 、太阳与行星间的引力 3 、万有引力定律 4 、万有引力理论的成就 5 、宇宙航行 6 、经典力学的局限性
本章教材分析：
本章教材安排在同学们学习了牛顿运动 定律和曲线运动的基础上，学习《万有引 力与航天》。 • 从知识结构来看：本章教材是应用牛顿 运动定律对曲线运动的研究。 • 牛顿应用其运动定律研究天体运动并结 合开普勒定律建立了伟大的万有引力定律。 • 牛顿运动定律和万有引力定律构成了牛 顿力学的核心内容。
• 4.万有引力定律的检验.
引力常量G的重要意义:如果没有G的测出,则 万有引力定律在许多问题的应用受到限制.正是由 于卡文迪许测出了万有引力常量,才使得万有引力 定律在天文学的发展上起了重要作用.
3.万有引力定律
通过学习让学生明确:
1.事物的偶然性和必然性的关系.
2.真理具有相对性,科学理论必须 接受实践的检验,科学理论也是发展的.
4.万有引力理论的成就
教学目标: (1)了解万有引力定律在天文学上的 重要应用. (2)会用万有引力定律计算天体质量, 了解“称量地球质量”“计算太阳质 量”的基本思路. (3)认识万有引力定律的科学成就,体 会科学思想方法.
4.万有引力理论的成就
• 教材分析：
• 本节教学要求学生体会万有引力定律经 受了实践的检验，取得了很大的成功，显 示了万有引力理论的巨大威力。通过本节 的学习，要使学生深刻体会科学定律对人 类探索未知世界的作用。激发学生对科学 探究的兴趣。培养热爱科学的情感。
教材分析：
• 本节属于航天部分重要知识， 介绍万有引力的实践成就。要 求学生知道是万有引力使人类 实现“飞天”梦想。重点理解 第一宇宙速度，激发学生科学 献身精神，本节知识内容的核 心是牛顿运动定律与万有引力 定律在圆周运动条件下的综• • • • 教材建议： 1、课本上人造地球卫星是如何 发射的？ 2、两个速度公式区别和联系 3、最大环绕速度和最小发射速度 4、人造地球卫星最小周期的计算 5、计算人类第一颗人造地球卫星轨道半径、 距地面的高度以及角速度大小？ • 6、介绍我国载人航天工程 。提高民族自 豪感，激励学生科学探究的志趣
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从行星运动规律到万有引力 定律的建立过程，是本章的重 要内容。从问题的提出、猜想 与假设、演绎与推理、结论的 得出、检验论证等是一次极好 的完整的科学探究过程。
2.太阳与行星 间的引力
教学建议: 教学过程可以按以下方式展开。 1.问题的提出：为什么行星绕着太阳运动? 2.猜想和假设： 圆形轨道 F∝ 1/r2
1.行星的运动
教材分析:
本节内容的突出特点：知识容量较少， 但包含的科学史料十分丰富。因此，本节 教学设计上应立足于对学生进行科学精神 和科学思维方法的教育。让学生在科学家 关于天体运动问题的研究历史上，感悟科 学家求真、求简的科学思想方法和科学精 神。
人类对天体运动规律的认识过程: 托勒密(地心说) 哥白尼(日心说)
弟谷.布拉赫(观察 ) 开普 勒(计算) 开普勒行星运动定律（结论）
• 教学建议： 问题:1.地心说的基本观点? 2.日心说的基本观点? 3.地心说和日心说争论的焦点 是什么? 4.为什么日心说最终能战胜地 心说?
提问：为什么行星运动轨道是椭圆而不 是圆形？
开普勒行星运动定律：
• 1.所有行星绕太阳运动的轨道都 是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦 点上。 • 2.对任意一个行星来说，它与太 阳的连线在相等的时间内扫过相 等的面积。 • 3.所有行星的轨道的半长轴的三 次方跟它的公转周期的二次方的 比值都相等。
6.经典力学的局限性
教学目标:
(1)了解经典力学的发展里程和伟大成就.
(2)认识经典力学的局限性和使用范围. (3)初步了解微观和高速世界中的奇妙现象. (4)了解相对论.量子论的建立对人类深入认 识客观世界的作用,知道物理学改变人们世 界观的作用.
教材分析
• 本节从低速与高速、宏观与微观、弱引力 到强引力三个方面介绍了经典力学的局限 性。这三个方面的具体内容都不要求学生 掌握，但是学过本节之后，学生会知道， 尽管前面已经体会到了万有引力的辉煌成 就，但是任何真理都具有相对性，在新的 领域还有新的规律等待我们去发现。
3.万有引力定律
教学目标:
(1)了解万有引力定律发现的思路和过程,知道地球上的重物 下落与天体运动的统一性. (2)知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力,知道 万有引力的使用范围. (3)会用万有引力定律解决简单的引力问题,知道万有引力定 律公式中r的物理意义,了解引力常量G的测定在科学历史上 的重大意义. (4)了解万有引力定律发现的意义,体会在科学规律发现过程 中猜想与求证的重要性
6.经典力学的局限性
• • • • 教材建议： 1、从低速到高速 2、从宏观到微观 3、从弱引力到强引力
谢谢！
教学建议：
• 向学生提出问题： • （1）科学为什么真是迷人？ • （2）你能称量出我们居住的地球 的质量是多少吗？ • （3）如何利用我们学过的知识计 算地球的质量？ • （4）任意天体质量的计算有哪些 方法？ • （5）万有引力理论还有哪些成就？
5.宇宙航天
教学目标:
(1)了解人造地球卫星的最初构想. (2)会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问 题. (3)知道三个宇宙速度的含义和数值,会推导第 一宇宙速度. (4)感受人类对客观世界不断探究的精神和情感.
1.行星的运动
教学目标: (1)了解人类对行星运动规律的认识历程 (2)了解观察的方法在认识行星运动规律中 的作用 (3)知道开普勒行星运动定律的科学价值,了 解开普勒第三定律中k值的大小只与中心天 体有关. (4)体会科学家实事求是.尊重客观事实.不迷 信权威.敢于坚持真理和勇于探索的科学态 度和科学精神,体会对描述自然追求和谐是 科学研究的动力之一
3.万有引力定律
教材分析:
1.万有引力的猜想
“天上”的力和“人间”的力可能出于同一本源.建 议在教学中，通过启发式的设问，使牛顿的想法能够激 发学生的兴趣与想像力，引发学生提出更多的问题 2.万有引力的检验. 月—地检验 可以让学生做以下计算：已知：r月地 =3.8×108m,T月=27.3天，g=9.8m/s2，求：a月/g=? 用数据说明上述设想的正确性，牛顿的大胆设想经 受了事实的检验。至此，平方反比律已经扩展到太阳与 行星间、地球与月球间、地球与地面物体间。它们真的 都遵从相同的规律。
3.万有引力定律的得出. 牛顿作了更大胆地设想，任意 两个物体之间都存在这样的力？很 可能，因为一般物体的质量比天体 的质量小得多，我们不易觉察，于 是上述结论被推广到宇宙中的一切 物体之间。今天，我们谈及万有引 力定律，似乎早已是老生常谈，但 是牛顿当时的魄力、胆识和惊人的 想像力实在让我们佩服！
3.简化模型 ： 椭圆到圆的处理.
4.演绎与推理： 根据牛顿第二定律和开普 勒定律 F∝ m/r2 5.牛顿第三定律 ： F’ ∝ M/r2
6.根据行星和太阳地位平等性：太阳和行星 间引力大小F∝Mm/r2 F=GMm/r2
教材编写目的:
• 1.尊重牛顿发现万有引力定律的历史 阶段性 • 2.体现科学探究精神. • 3.通过演绎推理得出的结果;推广到一 般意义的规律,在科学上是十分严肃的 一件事情,它需要经过时间和实验的检 验.
中学阶段按圆轨道处理：
• 1. 行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太 阳处在圆心。 • 2.对某一个行星来说，它绕太阳做圆周运动 的角速度（或线速度）不变，即行星做匀 速圆周运动 • 3.所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转 周期的二次方的比值都相等。
建议课堂上补充以下内容：
• 1、复习什么是恒星、行星、卫星以及它们 如何运行？ • 2、复习什么是公转、自转？地球公转周期 为1年，自转周期为1天。月球公转周期为 27.3天。同步卫星公转周期为1天。 • 3、开普勒行星运动定律不仅适合于行星的 运动，同时也适合于卫星的运动。 • 4、古代科学家对行星的研究方法，只能通 过观察测量的方法，不能用实验研究的方 法。