高一物理教案：《行星、恒星、星系和宇宙》教学设计.docx

高一物理教案：行星、恒星、星系和宇宙教学设计高一物理教案：行星的运动教学设计 高一物理教案：行星的运动教学设计 教学目标 学问目标 通过学习物理学史的学问，使学生了解地心说(托勒密)和日心说(哥白尼)分别以不同的参照物视察天体运动的观点;通过学习开普勒对行星运动的描述，了解牛顿是通过总结前人的阅历的基础上提出了万有引力定律. 实力目标 通过学生的阅读使学生知道开普勒对行星运动的描述; 情感目标 使学生在了解地心说和日心说两种不同的观点，也使学生懂得科学的道路并不是平坦的光明大道，也是要通过斗争，甚至会付诞生命的代价; 说明： 1、日心、地心学说及两者之间的争辩有很多内容可向学生介绍，教材为了简洁明白地简述开普勒关于行星运动的规律，没有过多地叙述这些内容.教学中可依据学生的实际状况加以补充. 2、这一节的教学除向学生介绍日心、地心学说之争外，还要留意向学生说明古时候人们总是认为天体做匀速圆周运动是由于它遵循的运动规律与地面上物体运动的规律不同. 3.学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律做铺垫，因此教材中没有过重地讲解并描述开普勒的三大定律，而是将三大定律的内容综合在一起加以说明，节后也没有支配练习.希望老师能合理地支配这一节的教学. 教学建议 教材分析 本节教材首先让学生在上课前打算大量的资料并进行阅读，如：第谷在1572年时发觉在仙后座中有一颗很亮的新星，从今连续十几个月视察这颗星从光明到消逝的过程，并用仪器定位确证是恒星(后称第谷星，是银河系一颗超新星)，打破了历来“恒星不变”的学说.伽利略开创了以试验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学.为推翻以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、变更与加深人类对物质运动和宇宙的科学相识而奋斗了一生，因此被誉为“近代科学之父”.开普勒幼年时期的不幸，通过自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作.这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发觉的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神. 教法建议 详细授课中老师可以用故事的形式讲解并描述.也可通过放资料片和图片的形式讲解并描述.也可大胆的让学生进行发言. 在讲授“日心说”和“地心说”时，先不要否定“地心说”，让学生了解托勒密奇妙的说明，同时让学生明白哥白尼的理论推翻了统治人类长达一千余年的地球是宇宙中心的“地心说”理论，为宣扬和捍卫这一学说，意大利的思想家布鲁诺惨遭烧死，伽利略也为此受到残酷迫害.不必给结论，让学生自行得出结论. 典型例题 关于开普勒的三大定律 例1月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多少高度，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在无空中不动一样. 分析：月球和人造地球卫星都在环绕地球运动，依据开普勒第三定律，它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的. 解：设人造地球卫星运行半径为R，周期为T，依据开普勒第三定律有： 同理设月球轨道半径为 ，周期为 ，也有： 由以上两式可得： 在赤道平面内离地面高度： km 点评：随地球一起转动，就似乎停留在天空中的卫星，通常称之为定点卫星.它们离地面的高度是一个确定的值，不能随意变动。 利用月相求解月球公转周期 例2 若近似认为月球绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内，且都为正圆.又知这两种转动同向，如图所示，月相改变的周期为29.5天(图是相继两次满月，月、地、日相对位置示意图). 解：月球公转(2+ )用了29.5天. 故转过2只用 天. 由地球公转知 . 所以 =27.3天. 例3 如图所示，A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是哪个?( ) A.B、C的线速度相等，且大于A的线速度 B.B、C的周期相等，且大于A的周期 C.B、C的向心加速度相等，且大于A的向心加速度 D.若C的速率增大可追上同一轨道上的B 分析：由卫星线速度公式 可以推断出 ，因而选项A是错误的. 由卫星运行周期公式 ，可以推断出 ，故选项B是正确的. 卫星的向心加速度是万有引力作用于卫星上产生的，由 ，可知 ， 因而选项C是错误的. 若使卫星C速率增大，则必定会导致卫星C偏离原轨道，它不行能追上卫星B，故D也是错误的. 解：本题正确选项为B。 点评：由于人造地球卫星在轨道上运行时，所须要的向心力是由万有引力供应的，若由于某种缘由，使卫星的速度增大。则所须要的向心力也必定会增加，而万有引力在轨道不变的时候，是不行能增加的，这样卫星由于所须要的向心力大于外界所供应的向心力而会作离心运动。 探究活动 1、视察月亮的运动现象. 2、视察日出现象. 高一物理教案：人造卫星 宇宙速度教学设计 高一物理教案：人造卫星 宇宙速度教学设计 教学目标 学问目标： 1、通过对行星绕恒星的运动及卫星绕行星的运动的探讨，使学生初步驾驭探讨此类问题的基本方法：万有引力作为圆周运动的向心力; 2、使学生对人造卫星的放射、运行等状况有初步了解，使多数学生在头脑中建立起较正确的图景; 实力目标 通过学习万有引力定律在天文学上的应用，通过解世界和中国的航天事业的发展，了解世界上第一颗人造卫星、第一个宇宙飞船、第一个宇航员的学问，了解中国的神州一号、神州二号、神州三号的放射与回收，增加学生的爱国主义热忱. 情感目标 通过学习万有引力定律在天文学上的应用，使学生真实感受到用自己所学的物理学问能解决天体问题，能解决实际问题，增加学生学习物理的热忱 教学建议 本节的教学过程中在加强应用万有引力定律的同时，还应注意卫星的放射过程.请老师留意下列几个问题. 一、天体运动和人造卫星运动模型 二、地球同步卫星 三、卫星运行速度与轨道 卫星从放射升空到正常运行的连续过程，一般可分为几个阶段，每个阶段对应不同的轨道.例如放射轨道、转移轨道、运行轨道、同步轨道、返回轨道等.有些卫星的放射并不是干脆到达运行轨道，而须要多次变轨.例如地球同步卫星就是先放射到近地的圆轨道上，再变为椭圆形转移轨道，最终在椭圆形轨道的远地点变为同步轨道.因此放射过程需多级火箭推动. 教学设计方案 教学重点：万有引力定律的应用 教学难点：人造地球卫星的放射 教学方法：探讨法 教学用具：多媒体和计算机 教学过程： 一、人造卫星的运动 问题： 1、地球绕太阳作什么运动? 回答：近似看成匀速圆周运动. 2、谁供应了向心力? 回答：地球与太阳间的万有引力. 3、人造卫星绕地球作什么运动? 回答：近似看成匀速圆周运动. 4、谁供应了向心力? 回答：卫星与地球间的万有引力. 请学生思索探讨下列问题： 例题1、依据观测，在土星外围有一个模糊不清的光环，试用力学方法判定土星的光环原委是与土星相连的连续物，还是绕土星运转的小卫星群? 分别请学生提出自己的方案并加以说明： 1、假如是连续物则：这些物体作匀速圆周运动的线速度与半径成正比， 2、假如是卫星则：这些物体作匀速圆周运动的线速度与半径的平方根成反比， 这个题可以让学生充分探讨. 二、人造卫星的放射 问题：1、卫星是用什么放射升空的? 回答：三级火箭 2、卫星是怎样用火箭放射升空的? 学生可以探讨并发表自己的观点. 下面我们来看一道题目： 例题2、1999年11月21日，我国“神州”号宇宙飞船胜利放射并收回，这是我国航天史上重要的里程碑.新型“长征”运载火箭，将重达8.4t的飞船向上送至近地轨道1，飞船与火箭分别后，在轨道1上以速度7.2km/s绕地球作匀速圆周运动.试回答下列问题： (1)依据课文内容结合例题(2)(3)(4)问画出图示. (2)轨道1离地的高度约为： A、8000km B、1600km C、6400km D、42000km 解：由万有引力定律得： 解得： =1600km 故选(B) (3)飞船在轨道1上运行几周后，在 点开启发动机短时间向外喷射高速气体使飞船加速，关闭发动机后飞船沿椭圆轨道2运行，到达 点开启发动机再次使飞船加速，使飞船速率符合圆轨道3的要求，进入轨道3后绕地球作圆周运动，利用同样的方法使飞船离地球越来越远，飞船在轨道2上从 点到 点过程中，速率将如何改变? 解：由万有引力定律得： 解得： 所以飞船在轨道2上从 点到 点过程中，速率将减小. (4)飞船在轨道1、2、3上正常运行时： 飞船在轨道1上的速率与轨道3上的速率哪个大?为什么? 回答：轨道1上的速率大. 飞船在轨道1上经过 点的加速度与飞船在轨道2上经过 点的加速度哪个大?为什么? 回答：一样大 飞船在轨道1上经过 点的加速度与飞船在轨道3上经过 点的加速度哪个大?为什么? 回答：轨道1上的加速度大. 探究活动 收集资料。组织学生编写相关论文。 1、世界第一颗人造卫星到中国的第一颗人造卫星的历史过程。 2、我国的人造卫星现在在天空中翱翔的有多少颗及它们的周期。 高一物理教案：超重和失重教学设计 高一物理教案：超重和失重教学设计 教学目标 1、学问目标： (1)知道什么是超重和失重. (2)知道产生超重和失重的条件. 2、实力目标：视察实力、对学问的迁移实力 3、情感目标：培育学生学习爱好，开阔视野. 教学建议 教材分析 本节通过对运动的升降机中测力计的示数改变，探讨了什么是超重现象、失重现象以及完全失重现象，并指出了它们的产生条件. 教法分析 1、通过实例让学生分清“实重”和“视重”.从而建立超重和失重的概念.同时相识到物体的重力大小是不会随运动状态改变而改变的. 2、依据力和运动的关系明确给出超重和失重的产生条件. 3、借助试验和课件建立感性相识，协助理解;与实际生活紧密联系，激发学习爱好. 教学设计示例 教学重点：超重和失重的概念及产生条件. 教学难点：视重和实重的区分. 示例： (一)什么是超重和失重 视频：台秤称物体视重. 问题：1、物体的实际重力改变了没有?2、台秤的视数改变了没有?怎样变的?3、物体的重力和台秤的视数反映的力从性质上说有什么不同? 通过学生的视察和探讨引出(分析时要建立如课本所示的模型)： 实重：即物体的实际重力，它不随物体运动状态改变而改变的. 视重：指物体对支持物的压力或悬挂它的物体的拉力，它随物体运动状态改变而改变. 超重：视重大于实重的现象. 失重：视重小于实重的现象. 完全失重：视重等于零的现象. (二)超重和失重的产生条件 分析典型例题1，总结出物体超重还是失重仅与其运动的加速度方向有关，而与其运动方向无关. 超重产生条件：物体存在竖直向上的加速度.设物体向上的加速度为 ，则该物体的视重大小为 . 失重产生条件：物体存在竖直向下的加速度.设物体向下的加速度为 ，则该物体的视重大小为 .当 时， =0，出现完全失重现象. 当物体运动加速度 =0时，视重等于实重，即物体对水平面的压力或悬绳对物体的拉力大小等于物体的重力. 为了加强感性相识，供应课件：完全失重现象.(也可作该试验) 探究活动 题目：做一个关于失重或超重的试验装置(或设计一个小试验) (提示：用火柴盒和发光二极管演示完全失重现象) 组织：自愿结组. 方式：展示、竞赛，评出优胜奖. 评价：培育学生动手实力和学习爱好. 高一物理教案：重力教学设计 高一物理教案：重力教学设计 教学目标 学问目标 1、相识重力产生的条件， 2、知道重力的三要素：理解重心的概念. 3、会计算重力的大小. 实力目标 1、通过本节课的学习，会分析各个物体的重心. 2、联系实际，重力的三要素在实际中的运用，熬炼学生的视察分析实力. 教学建议 一、重点难点分析： 1、本节重点是：重力的实质(万有引力). 2、本章的难点是：重心的确定. 二、基本学问技能： 1、基本概念： 重力：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力; 重力的三要素：作用点(重心);方向(竖直向下);大小(G = mg); 2、重心的确定 质量分布匀称的规则几何形态的物体的重心在几何中心上;质量分布不匀称的物体，重心的位置不仅跟物体质量的分布有关，还与物体的形态有关. 教法建议 一、有关重力大小讲解的教法建议 在介绍重力时，除了明确指出：物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比，教学中还须要补充溢验测量重力的方法，重力的大小可以用测力计测得，可以向学生们展示几种测力计，如弹簧测力计、牵引测力计、压力测力计等等. 另外让学生区分重力、重量的概念. 二、有关重力方向讲解的教法建议 介绍重力方向时要明确重垂线的方向为竖直方向(不是垂直方向)，重力的方向为竖直向下，与水平面相互垂直的方向为竖直方向(静止的水面为水平方向)，同时也要留意：不能把重力的方向说成指向地心的方向. 关于重心和质心的区分的有关内容老师可以参考扩展资料中的重心和质心. 三、有关重心位置讲解的教法建议 在讲解如何确定物体重心的位置时，可以讲解悬挂法测量匀称薄板的重心.同时让学生探讨理解.对于重心位置的确定，老师可以让学生分析身边的物体的重心的确定，如课本的重心的确定，沙漏的重心确定，另外也可以通过数学方法来计算物体的重心，如折尺的重心的确定. 有些老师在讲解该部分内容的时候，往往将物体的平衡内容(教材在第四章中进行了介绍)也对学生说明，也就是重心的稳度问题，建议在讲解时要留意让学生理解探讨的方法，在图片资料中我们为大家供应了双圆锥(圆锥上滚)的图片，老师可以参考运用. 重力 教学方法 提问引导法 、讲解法 教学过程 一、复习提问 1、提问：什么是力?力的三要素是什么? 2、提问：我们用什么方法来表示力?详细说明? 3、提问： 力的作用效果是什么? 二、新课教学 (一)重力 通过水会自动由高向低流淌、树叶的飘落等等自然现象提出： 问题：什么是重力?它是怎样产生的? 回答：重力：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力.重力产生的缘由：由于地球的吸引而产生. 老师总结说明： 1、地球上物体受到重力，施力者是地球.只要在地球的引力范围之内，物体都会受到地球的重力作用. (1)、地球上的一切物体都受重力作用. (2)、重力的施力物体是地球. 问题：同一个物体，在下列状况下，所受重力的方向各是怎样的? 老师出示几种不怜悯况下的物体(水平地面上静止的物体、斜面上静止的物体、正在运动的物体等等)让学生探讨重力的方向. 共同探讨之后，老师说明并总结： 2、重力的方向：重力的方向总是竖直向下.无论物体是静止的还是运动的，无论物体运动状态如何，重力的方向总是竖直向下. 3、重心：重力在物体上的作用点.质量匀称的规则物体的重心在其几何中心(老师出示各种形态物体的重心).质量不匀称的物体重心，跟形态、质量分布有关.对于质量分布不匀称、形态不规则的薄板重心位置可以通过悬挂法得到(老师可以演示该试验，同时让学生进行探讨)，另外重心的位置可以 不再物体上(如图). 4、重力大小： 5、重力的测量：重力的测量用弹簧秤. 问题3：地球对地面上的物体有力的作用，物体对地球是否有力的作用?老师进而提出：我们通常在探讨物体受到重力作用，并不提出施力物体地球，相对于物体受到地球施加的重力作用，同样，地球也要受到物体对它的吸引作用.(老师可以通过实例讲解，要强调物体受到的重力不等于物体与地球之间的万有引力) (二)、让学生阅读有关万有引力的文章 (三)、通过练习、让学生加深本课学问的理解. 6、课堂小结 探究活动 课题1 题目：采纳悬挂法求得物体重心位置 内容：采纳悬挂法得到某一不规则形态(质量分布不匀称)薄板的重心位置。写出试验报告。 课题2： 题目：用计算法求解某些物体的重心 内容：参考“探究活动”中所给的“质心与重心的求解”内容，对一些特别形态物体的重心进行计算求解，利用初中所学的杠杆原理分析，写出专题性小论文。 1、求下列各物体的质心位置. (1)如图(a)所示，有一串珍宝，每颗间距均为a，共n颗，其质量依次为 . (2)如图(b)所示，质量分布匀称的三角板. (3)如图(c)所示，匀质圆板，被挖去的小圆与大圆内切. 答案： (1)答案：悬点下方 处.解题思路：以悬挂点原点，竖直向下为x轴正方向，应用坐标法有： . (2)解题思路：把 分成与AB边平行的几份，如图，当 时，每一份的质心都在其中点上，则 质心定在AB边中线CD上，同理也在BC边中线AE上，板ABC的质心在其几何重心上. (3)解题思路：将负质量与坐标法结合起来求解：设圆板面积密度为 ，则大圆板质量 ，小圆板质量 ，再以O点为原点， 方向为x轴正方向，应用坐标法得 ，其质心在C点左侧 处. 2、如图所示，有两个相同的匀质实心球，半径为R，重量为G，A、B球分别为将它们挖去半径为 和 的小球后剩余的部分，匀质杆重量为 ，长度 ，试求系统的重心位置. 答案：C点左侧0.53R处.解题思路：以C点为原点，cb方向为x轴正方向，结合坐标法与负质量法求解. 第18页 共18页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页