高中物理-万有引力定律单元复习教学设计学情分析教材分析课后反思

共6页第6页新人教版高中物理必修二教学设计万有引力与航天单元复习教案新课标要求1、理解万有引力定律的内容和公式。2、掌握万有引力定律的适用条件。3、了解万有引力的“三性”，即：①普遍性②相互性③宏观性4、掌握对天体运动的分析。复习重点万有引力定律在天体运动问题中的应用教学难点宇宙速度、人造卫星的运动教学方法：复习提问、讲练结合。教学过程（一）投影全章知识脉络，构建知识体系1、行星的运动2、万有引力定律内容及应用3、人造卫星及宇宙速度（二）本章要点综述1、开普勒行星运动定律第一定律：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。第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。即：比值k是一个与行星无关的常量。例1.某恒星有两颗行星，它们绕恒星运转的轨道半径之比是1：2，则它们运转的周期之比为多少？2、万有引力定律（1）万有引力定律的内容。自然界中的任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比。（2）万有引力定律公式：，（3）万有引力定律适用于一切物体，但用公式计算时，注意有一定的适用条件。3、万有引力定律在天文学上的应用。（1）基本方法：①把天体的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供：②在忽略天体自转影响时，天体表面的重力加速度：，R为天体半径。（2）天体质量，密度的估算。测出环绕天体作匀速圆周运动的半径r，周期为T，由得被环绕天体的质量为，密度为，R为被环绕天体的半径。当环绕天体在被环绕天体的表面运行时，r＝R，则例2利用下列哪组数据可以计算出地球的质量（ACD）A.地球半径R和地球表面的重力加速度gB.卫星绕地球运动的周期T和地球半径RC.卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度ωD.卫星绕地球运动的线速度V和周期T（3）环绕天体的绕行速度，角速度、周期与半径的关系。①由得∴r越大，v越小②由得∴r越大，越小③由得∴r越大，T越大（4）三种宇宙速度①第一宇宙速度（地面附近的环绕速度）：v1=7.9km/s，人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动的速度。②第二宇宙速度（地面附近的逃逸速度）：v2=11.2km/s，使物体挣脱地球束缚，在地面附近的最小发射速度。③第三宇宙速度：v3=16.7km/s，使物体挣脱太阳引力束缚，在地面附近的最小发射速度。④同步卫星的特点例3设地球半径为R，地球自转周期为T，地球同步卫星距赤道地面的高度为h，质量为m，试求此卫星处在同步轨道上运行时与处在赤道地面上“静止”时的： (1)线速度之比．(2)向心加速度之比．(3)所需向心力之比．（三）针对训练1.某行星绕太阳运动的轨迹如图所示，忽略其他行星对它的引力作用，当它从近日点a向远日点b运动的过程中，下列说法正确的是（）A速度变小B速度表大C加速度变小D加速度变大2.如图1所示，a为地面上的待发射卫星，b为近地圆轨道卫星，c为地球同步卫星．三颗卫星质量相同．三颗卫星的线速度分别为va、vb、vc，角速度分别为ωa、ωb、ωc，周期分别为Ta、Tb、Tc，向心力分别为Fa、Fb、Fc，则()A．ωa＝ωc<ωb B．Fa＝Fc<FbC．va＝vc<vb D．Ta＝Tc>Tb 已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。（1）推导第一宇宙速度v1的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面的高度为h,求卫星的运行周期T。参考答案1.AC2.AD3.学情分析1.学生基础一般，本部分内容分两课时进行.第一课时对知识归纳，部分重点题型讲解；第二课时为重点题型讲解和习题课，通过这两节课的复习让学生对万有引力定律与航天之间的关系有更为深刻的认识。2.学生对万有引力定律的理解有些模糊，尤其是涉及到天体的运动问题时，易忽略天体间的距离与轨道半径与天体半径之间的联系.3.学生对处理天体的运动还有欠缺，在例题讲解后加以针对训练.4.学生应用万有引力定律解题的思路有点混乱，不知道该用那些条件，不该用那些条件。效果分析（测评练习）答对人数为28人，正答率为37.4％，本题考查了卫星的运动规律，涉及的物理量比较多，相对来说难以分析，正答率较低。答对人数为45人，正答率为76.2％，本题考查了万有引力提供向心力，大部分同学掌握的较好。答对人数为48人，正答率为81.2％，对行星的运动规律掌握较好。答对人数为50人，正答率为84.7％，对开普勒第三定律的运用，掌握的很好。答对人数为48人，正答率为78.5％，对基本规律的应用掌握的不够熟练。答对人数为30人，正答率为40.8％，本题考查了万有引力定律的理解，说明学生掌握的不够好。答对人数为24人，正答率为32.6％，考查了万有引力与重力的关系，但由于物理量太多，又要用密度表示质量，学生综合能力跟不上。答对人数为49人，正答率为83.1％，考查了万有引力提供向心力，学生掌握的较好。答对人数为50人，正答率为84.7％，本题考查了人造卫星的运动规律，学生掌握较好。答对人数为46人，正答率为77％，本题考查卫星的运动规律，学生基本知识掌握的还算可以，但是运算能力跟不上。我认为这份评测练习达到的效果还是很好的。1、知识涵盖面比较全，基本上把这节课的知识点、重难点能加以训练。2、难易适中，能充分体现出学生的掌握程度。对基础的知识掌握的还可以。总的来说，这份训练还是比较成功的。教材分析新教材基本承载了原教材的知识线索，在关于“万有引力与航天”方面的知识要求没有大的变化。新教材在“行星的运动”与“万有引力定律”之间加了“太阳与行星间的引力”，旨在放缓万有引力定律的发现历程的展现，为学生学习万有引力定律的发现奠定了更好的知识基础。“经典力学的局限性”是共同必修模块的最后一节课，在“万有引力定律理论的成就”后面，用经典力学的局限性来作为必修教材力学的结尾，是对学生学习经典力学的一次总结。万有引力定律测评练习一、选择题1、地球半径为R，在距球心r处(r＞R)有一同步卫星.另有一半径为2R的星球A，在距球心3r处也有一同步卫星，它的周期是48h，那么A星球平均密度与地球平均密度的比值为（）A．9∶32B．3∶8C．27∶32D．27∶162、质量为m的人造地球卫星，在半径为r的圆轨道上绕地球运行时，其线速度为v，角速度为ω，取地球质量为M，当这颗人造地球卫星的轨道半径为2r的圆轨道上绕地球运行时，则（）A．根据公式v=，可知卫星运动的线速度将减小到B．根据公式F=m，可知卫星所需的向心力将减小到原来的C．根据公式ω=，可知卫星的角速度将减小到D．根据F=G，可知卫星的向心力减小为原来的3、2015年12月10日，我国成功将中星1C卫星发射升空，卫星顺利进入预定转移轨道。如图所示是某卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图，已知地球半径为R，地球表面重力加速度g，卫星远地点P距地心O的距离为3R，则（）A、卫星在远地点的速度小于B、卫星经过远地点时的速度最小C、卫星经过远地点时的加速度小于D、卫星经过远地点时加速，卫星有可能再次经过远地点4、地球和火星绕太阳公转可视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比（）行星星体半径/m星体质量/kg公转轨道半径/m地球6．4×1066．0×10241．5×1011火星3．4×1066．4×10232．3×1011A．火星的公转周期较大B．火星公转的向心加速度较大C．火星表面的重力加速度较小D．火星的第一宇宙速度较大二、填空题5、有两颗人造卫星，它们的质量之比，轨道半径之比，则它们所受向心力大小之比；它们的运行速率之比；它们的向心加速大小之比；它们的周期之比。6、如图所示，阴影区域是质量为M、半径为R的球体挖去一个小圆球后的剩余部分，所挖去的小圆球的球心和大球球心间的距离是，小球的半径是，则球体剩余部分对球体外离球心O距离为2R、质量为m的质点P的引力为．7、如图所示，O为地球球心，A为地球表面上的点，B为O、A连线间的点，AB=d，将地球视为质量分布均匀的球体，半径为R．设想挖掉以B为圆心，以为半径的球．若忽略地球自转，则挖出球体后A点的重力加速度与挖去球体前的重力加速度之比为．8、火星探测卫星绕火星飞行．卫星飞行周期为T，卫星轨道距火星表面的高度为h，万有引力常数为G，火星半径为R，则火星的密度为．三、计算题9、有一质量为m的人造卫星，在离地面为h的高空做匀速圆周运动．已知地球半径为R，地球质量为M，万有引力常量为G．求：（1）卫星运行的速度（2）推导地球表面的重力加速度g的表达式．10、“伽利略”木星探测器，从1989年10月进入太空起，历经6年，行程37亿千米，终于到达木星周围．已知探测器在半径为r的轨道上绕木星运行的周期为T，木星的半径为R，万有引力常量为G，求：（1）探测器的运行速率v（2）木星的质量M．（3）木星的第一宇宙速度．参考答案1.C2.AD3.ABD4.AC5.；；；6.7.8.9.【答案】（1）卫星运行的速度是．（2）地球表面的重力加速度g的表达式是．【解析】【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】根据万有引力定律公式求出地球对卫星的万有引力大小．结合万有引力提供向心力求出卫星的线速度．根据地球表面的物体万有引力等于重力求解重力加速度g的表达式．【解答】解：（1）人造卫星在离地面为h的高空做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，得（2）根据地球表面的物体万有引力等于重力，得答：（1）卫星运行的速度是．（2）地球表面的重力加速度g的表达式是．10.【答案】（1）探测器的运行速率是；（2）木星的质量M是；（3）木星的第一宇宙速度是．【解答】解：（1）由半径与周期、线速度的关系可得探测器的线速度：v=，（2）探测器在圆形轨道上运行时，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=所以：M=（3）设木星的第一宇宙速度为：v0，由万有引力提供向心力得：G=m′，解得：v0=v=答：（1）探测器的运行速率是；（2）木星的质量M是；（3）木星的第一宇宙速度是．教学反思根据上一节课学生的放映情况，结合学习委员的建议，本堂课的教学内