第七章 《萬有引力與航天》講座提綱

1、1第七章第七章《萬有引力與航天萬有引力與航天》講座提座提綱宇宙學的發(fā)展過程猶如一部壯麗的科學史詩，它歌頌了前輩科學家的科學精神，也展現(xiàn)了科學發(fā)展過程中科學家們富有創(chuàng)造而又嚴謹?shù)目茖W思維，是發(fā)展學生思維能力的好材料。本章教科書在尊重歷史事實的前提下，通過一些邏輯思維的鋪墊，盡可能讓學生以自己現(xiàn)有的知識基礎處身于歷史的背景下，經歷自己“發(fā)現(xiàn)”天體運行規(guī)律的過程，以充分利用這些材料發(fā)展學生的科學思維能力。一、新舊教材的比一、新舊教材的比較1、

2、20022002年版年版《物理教學大綱物理教學大綱》“必修加選修”中該內容和要求：萬有引力定律（B）人造地球衛(wèi)星（A）宇宙速度（A）牛頓力學適用范圍（A）（原教材放在“牛頓運動定律”一章）2、20032003年版年版《物理課程標準物理課程標準》中該內容和要求：經典力學的成就與局限性（1）通過有關事實了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程。知道萬有引力定律。認識發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義。體會科學定律對人類探索未知世界的作用。例1：通過用萬有引力定律

3、發(fā)現(xiàn)未知天體的事實，說明科學定律對人類認識未知世界的作用。（2）會計算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。（3）初步了解經典時空觀和相對論時空觀，知道相對論的建立對人類認識世界的影響。（4）初步了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象，知道宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點，體會量子論的建立深化了人們對于物質世界的認識。（5）通過實例，了解經典力學的發(fā)展歷程和偉大成就，體會經典力學創(chuàng)立的價值與意義，認識經典力學的適用范圍和局限性。例2：

4、了解經典力學對航天技術發(fā)展的重大貢獻。例3：了解重物下落與天體運動的多樣性與統(tǒng)一性，知道萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)對科學發(fā)展所起的重要作用。（6）體會科學研究方法對人們認識自然的重要作用。舉例說明物理學的進展對于自然科學的促進作用。3、教材變化的分析、教材變化的分析（1）知識內容增加，知識的拓展空間增大；（2）陳述方式變化，從知識描述轉化為問題探究；以多種欄目設置，打開科普視窗；（3）重視知識的形成過程，以提高學生科學思維能力；（4）重視科學方

5、法、科學精神、人文精神的滲透。3第四節(jié)第四節(jié)萬有引力理論的成就萬有引力理論的成就1、教材性質與地位（1）是屬于應用性知識的教學內容；（2）是使萬有引力定律在應用中得到進一步檢驗；（3）是使學生演繹思維能力得到進一步訓練；（4）教材的立意使學生感受用物理理論探索未知世界的科學魅力，激發(fā)探究未知世界興趣。2、教學過程的設計：設計的核心問題是分析萬有引力提供向心力。（1）實驗室稱量地球的質量（2）計算天體的質量（3）預見并發(fā)現(xiàn)未知行星。（4）

6、補充：冥王星為何出局。第五節(jié)第五節(jié)宇宙航行宇宙航行1、教材性質與作用（1）介紹萬有引力的實踐性成就，萬有引力理論使人類實現(xiàn)“飛天”夢想；（2）是屬于航天部分的重要知識；（3）重點理解第一宇宙速度；（4）激發(fā)學生科學獻身精神；（5）拓展學生科普知識。2、教學過程的設計：其知識上的核心問題還是分析萬有引力提供向心力。（1）宇宙速度：引導學生推導第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度物理意義，區(qū)別環(huán)繞速度與發(fā)射速度；（2）在“夢想成真”

7、欄目里，簡述人類航天事業(yè)的發(fā)展史；（3）在“科學漫步”欄目里，介紹黑洞概念的起源、人們對它的種種推測，科學家對于黑洞的理論研究以及黑洞的最新研究和觀測結果，并明確指出在黑洞問題上經典力學不適用目的是給學生打開一扇科學窗口，開闊眼界，啟迪思維。（4）在“STS”欄目里，著重于展示航天事業(yè)與人類生活的關系。（5）補充有關“地球同步衛(wèi)星”的定量計算和分析了解太陽同步極地軌道氣象衛(wèi)星等。第六節(jié)第六節(jié)經典力學的局限性經典力學的局限性1、教材性質與

8、作用（1）是全章的終結性教材，屬于介紹性質的教材；（2）使學生正確認識物理學理論的發(fā)展與適用范圍；（3）引領學生思考科學的價值觀；（4）教材的立意使學生了解近代物理知識。2、教學過程的設計：設計的思路按照物理學理論在三個領域的發(fā)展過程進行。（1）從低速到高速的討論中，介紹愛因斯坦的狹義相對論知識；（2）在“科學漫步”欄目里，介紹時間、空間都與運動狀態(tài)有關；（3）在宏觀與微觀的介紹中，使學生知道量子力學能夠正確地描述微觀粒子運動規(guī)律；（4