高中物理必修2第六章萬有引力與航天教案

1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 6.1 行星的運(yùn)動(dòng)知識(shí)與技能 1知道地心說和日心說的基本內(nèi)容 2知道所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上 3知道所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，且這個(gè)比值與行星的質(zhì)量無關(guān)，但與太陽的質(zhì)量有關(guān) 4理解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過程是漫長復(fù)雜的，真理是來之不易的 過程與方法 通過托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)裨秘、模糊的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法 2感悟科學(xué)

2、是人類進(jìn)步不竭的動(dòng)力教學(xué)重點(diǎn) 理解和掌握開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)好本節(jié)有利于對(duì)宇宙中行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法，并有利于對(duì)人造衛(wèi)星的學(xué)習(xí)教學(xué)難點(diǎn) 對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的理解和應(yīng)用，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)可以澄清人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí) 新課導(dǎo)入 【多媒體演示】天體運(yùn)動(dòng)的圖片瀏覽。教師：在浩瀚的宇宙中有無數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體，如月亮、地球、太陽、夜空中的星星由這些天體組成的廣袤無限的宇宙始終是我們渴望了解、不斷探索的領(lǐng)域。關(guān)于天體的運(yùn)動(dòng)，歷史上有過不同的看法. (課件投影)中國古代天文學(xué)觀 我國古代先民看到北極星常年不動(dòng)，以及北斗七星等拱極星的回轉(zhuǎn)，便以

3、為星空是圓的，就像是一只倒扣著的半球大鍋，覆整在大地上，而北極則是這蓋天的頂，又認(rèn)為地是方的，就像一張圍棋盤，此即“天圓地方”說東漢時(shí)的天文學(xué)家張衡提出“渾天”說，認(rèn)為天就像一個(gè)大雞蛋，地球就是其中的蛋黃 中國古代通常將歷法和天文了解在一起歷法注重天體運(yùn)行的長時(shí)間段的重復(fù)周期，而不注重天體在三維空間中的運(yùn)行情況與古希臘人和中世紀(jì)的歐洲人不同，中國歷法家很少關(guān)心宇宙結(jié)構(gòu)方面的討論在漢朝的大部分時(shí)期，人們滿足于這樣的假設(shè)：有人居住的世界是一小塊中心區(qū)域靠近平面大地中央，這個(gè)平面大地是一個(gè)繞著傾斜的軸旋轉(zhuǎn)的天球的直徑面天體在該天球的內(nèi)面移動(dòng)，但它們靠何種機(jī)制來進(jìn)行這種運(yùn)動(dòng)則沒有討論 中國古代有豐富的

4、天文記錄公元前第二個(gè)千年的后期，甲骨文中已記載了新星現(xiàn)象從約公元苗200年開始，在官方文件中已有關(guān)于新星的連年記載，還有流星雨、彗星、日食、太陽黑子以及異乎尋常的云、板光之類的記載，或?qū)傩堑母櫽^測(cè)的記錄這些現(xiàn)象的觀測(cè)者都使用了整理精良的大型渾天儀和其他刻度儀器，所觀測(cè)的天體位置，其精確程度毫不遜色于歐洲在第谷之前的觀測(cè) 學(xué)生閱讀后對(duì)探索宇宙產(chǎn)生興趣 師：在廣袤無垠的宇宙中有著無數(shù)大小不一、形態(tài)各異的天體如太陽、月亮、夜空中閃爍的星星吸引了人們的注意，智麓的頭腦開始探索天體運(yùn)動(dòng)的奧秘它們的運(yùn)動(dòng)是靠神的支配，還是物理規(guī)律的約束?經(jīng)過不懈的努力，科學(xué)家們對(duì)它已有初步的了解，這一節(jié)讓我們循著前人的

5、足跡學(xué)習(xí)行星運(yùn)動(dòng)的情況 新課教學(xué) 一.“地心說”和“日心說”之爭(zhēng) 討論與交流 展示問題： 請(qǐng)閱讀教材第一段 1古人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)存在哪些看法? 生：“地心說”和“日心說” 師：2什么是“地心說”?什么是“日心說”? 生：”地心說”認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，大陽、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動(dòng)， “日心說”則認(rèn)為太陽是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動(dòng)“地心說的代表人物：托勒密(古希臘)“地心說符合人們的直接經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也符合勢(shì)力強(qiáng)大的宗教神學(xué)關(guān)于地球是宇宙中心的認(rèn)識(shí)，故地心說一度占據(jù)了統(tǒng)治地位生：“日心說”戰(zhàn)勝了“地心說”，最終被接受 討論與交流 展示問題： 師：“日心說”戰(zhàn)勝了“地心說

6、”，最終真理戰(zhàn)勝了謬誤請(qǐng)同學(xué)們閱讀第64頁人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，中托勒密：地心宇宙，哥白尼：攔住了太陽，推動(dòng)了地球交流討論，找出“地心說”遭遇的尷尬和“日心說的成功之處 生：地心說所描述的天體的運(yùn)動(dòng)不僅復(fù)雜而且問題很多，如果把地球從天體運(yùn)動(dòng)的中心位置移到一個(gè)普通的、繞太陽運(yùn)動(dòng)的位置，換一個(gè)角度來考慮天體的運(yùn)動(dòng)，許多問題都可以解決，行星運(yùn)動(dòng)的描述也變得筒單了 “日心說”代表人物：哥白尼，“日心說”能更完美地解釋天體的運(yùn)動(dòng) 二、開普勒行量運(yùn)動(dòng)定律 做一做 用圖釘和細(xì)繩畫橢圓可以用一條細(xì)繩和兩圖釘來畫橢圓如圖71l所示，把白紙鎬在木板上，然后按上圖釘把細(xì)繩的兩端系在圖釘上，用一枝鉛筆緊貼著細(xì)繩滑

7、動(dòng)，使繩始終保持張緊狀態(tài)鉛筆在紙上畫出的軌跡就是橢圓，圖釘在紙上留下的痕跡叫做橢圓的焦點(diǎn)想一想，橢圓上某點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距離之和與橢圓上另一點(diǎn)到兩個(gè)焦點(diǎn)的距寓之和有什么關(guān)系? 課堂訓(xùn)練 (分四小組進(jìn)行) 師；閱讀教材第二段到最后，并閱讀第64頁人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí))中第谷：天才觀察家，開普勒：真理超出期望，投影展示以下問題： 師：1.古人認(rèn)為天體做什么運(yùn)動(dòng)? 生：古人把天體的運(yùn)動(dòng)看得十分神圣，他們認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)不同于地面物體的運(yùn)動(dòng)，天體做的是最完美、最和諧的勻逮圓周運(yùn)動(dòng) 師：2開普勒認(rèn)為行星做什么樣的運(yùn)動(dòng)?他是怎樣得出這一結(jié)論的? 生：開普勒認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)他發(fā)現(xiàn)假設(shè)行星傲勻逮圓周運(yùn)動(dòng)，計(jì)

8、算所得的數(shù)據(jù)與觀測(cè)數(shù)據(jù)不符，只有認(rèn)為行星做橢圓運(yùn)動(dòng)，才能解釋這一差別 師：3開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律哪幾個(gè)方面描述了行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的規(guī)律?具體表述是什么? 生：開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律從行星運(yùn)動(dòng)軌道，行墨運(yùn)動(dòng)的線速度變化，軌道與周期的關(guān)系三個(gè)方面揭示了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律具體表述為： 第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上 師：這一定律說明了行星運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀，不同的行星繞大陽運(yùn)行時(shí)橢圓軌道相同嗎?生：不同第二定律：對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積教師：如圖所示，行星沿著橢圓軌道運(yùn)行，太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上如果時(shí)間間隔相等，即t2-t1=t4-t3，那

9、么面積A=面積B由此可見，行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)a的速率最小，在近日點(diǎn)b的速率最大開普勒第三定律：3所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在近似計(jì)算中，可以認(rèn)為行星都以太陽為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在這種情況下，若用R代表軌道半徑，T代表公轉(zhuǎn)周期，開普勒第三定律可以用下面的公式表示：比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的恒量只與太陽有關(guān)。教師：給出太陽系九大行星平均軌道半徑和周期的數(shù)值，供學(xué)生課后驗(yàn)證。k水=3.36×1018K金=3.35×1018K地=3.31×1018K火=3.36×1018 師：這一定律發(fā)現(xiàn)了所有行星的軌

10、道的半長軸與公轉(zhuǎn)周期之間的定量關(guān)系，但是比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量，那么你能猜想出它可能跟誰有關(guān)嗎? 生：根據(jù)開普勒第三定律知：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值是一個(gè)常數(shù)k，可以猜想，這個(gè)“k”一定與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的物體有關(guān)因?yàn)槌?shù)k對(duì)于所有行星都相同，而各行星是不一樣的，故跟行星無關(guān)，而在運(yùn)動(dòng)系中除了行星就是中心天體太陽，故這一常數(shù)“k"一定與中心天體太陽有關(guān)(通過后面的學(xué)習(xí)將知道k值與太陽質(zhì)量的關(guān)系)說明：(1)開普勘定律不僅適用于行星繞大陽運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞著地球轉(zhuǎn)，不過比例式 k中的k是不同的，與中心天體有關(guān) (2)開普勒定律是總結(jié)行星運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)察結(jié)果而總

11、結(jié)歸納出來的規(guī)律它們每一條都是經(jīng)驗(yàn)定律，都是從行星運(yùn)動(dòng)所取得的資料中總結(jié)出來的規(guī)律開普勒定律只涉及運(yùn)動(dòng)學(xué)、幾何學(xué)方面的內(nèi)容。(3)由于行星的橢圓軌道都跟圓近似，在近似計(jì)算中，可以認(rèn)為，行星都以太陽為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)在這種情況下，若用。代表軌道半徑，T代表公轉(zhuǎn)周期，開普勒第三定律可以用下面的公式表示 (4)開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的確切描述，不僅使人們?cè)诮鉀Q行星的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題上有了依據(jù)，更澄清了人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)神秘、模糊的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也推動(dòng)了對(duì)天體動(dòng)力學(xué)問題的研究 課堂探究l 師：引導(dǎo)學(xué)生深入探究： 1播放行星繞橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的課件，使學(xué)生對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)有一個(gè)簡(jiǎn)單的感性認(rèn)識(shí) 2出示九大行星軌道掛圖，使學(xué)生對(duì)多

12、數(shù)行星的軌道與圓十分接近有一個(gè)感性認(rèn)識(shí) 討論與交流 師：實(shí)際上，多數(shù)行星的軌道與圓十分接近，所以在中學(xué)階段的研究中能夠按圓處理開普勒三定律適用于圓軌道時(shí)，應(yīng)該怎樣表述呢? 生：行星的圓軌道的半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等 小結(jié) 本節(jié)學(xué)習(xí)的是開苦勒行星運(yùn)動(dòng)的三定律，其中第一定律反映了行星運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓，第二定律描述了行星在近日點(diǎn)的速率最小，在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率最大，第三定律揭示了軌道半長軸與公轉(zhuǎn)周期的定量關(guān)系在近似計(jì)算中可以認(rèn)為行星都以太陽為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 板 書 設(shè) 計(jì)1地心說和日心說2第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上3第二定律：對(duì)任意一個(gè)行

13、星來說，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積4開普勒第三定律：3所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等6.4萬有引力的成就課 型新授課（1課時(shí)）1知識(shí)與技能：(1)了解地球表面物體的萬有引力兩個(gè)分力的大小關(guān)系，計(jì)算地球質(zhì)量；(2)行星繞恒星運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)的共同點(diǎn)：萬有引力作為行星、衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，會(huì)用萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量；(3)了解萬有引力定律在天文學(xué)上有重要應(yīng)用。2過程與方法：(1)培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)分析找到事物的主要因素和次要因素的一般過程和方法；(2)培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)事件的之間相似性采取類比方法分析新問題的能力與方法；(3)培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)建立模型的能

14、力與方法。3情感態(tài)度與價(jià)值觀：(1)培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)禁的科學(xué)態(tài)度和大膽探究的心理品質(zhì)；(2)體會(huì)物理學(xué)規(guī)律的簡(jiǎn)潔性和普適性，領(lǐng)略物理學(xué)的優(yōu)美。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1教學(xué)重點(diǎn)及其教學(xué)策略：重點(diǎn)：地球質(zhì)量的計(jì)算、太陽等中心天體質(zhì)量的計(jì)算教學(xué)策略：通過數(shù)據(jù)分析、類比思維、歸納總結(jié)建立模型來加深理解。2教學(xué)難點(diǎn)及其教學(xué)策略：難點(diǎn)：根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量教學(xué)策略：通過類比思維、歸納總結(jié)建立模型來加深理解。教 學(xué) 活 動(dòng)導(dǎo)入新課.萬有引力常量的測(cè)出的物理意義.答：使萬有引力定律有了其實(shí)際意義，可以求得地球的質(zhì)量等.RMGmwrF向F引萬有引力常量一經(jīng)測(cè)出，萬有引力定律對(duì)天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用，這節(jié)課

15、我們來討論萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用.新課教學(xué)一、地球質(zhì)量1、練習(xí)計(jì)算：中華一題已知：M地= m= R=求：（1）萬有引力 （2）物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力RMGmwrF向F引（3）比較可得什么結(jié)論？2、了解地球表面物體的重力與地球?qū)ξ矬w的萬有引力的關(guān)系。多媒體投影圖：物體m在緯度為的位置，萬有引力指向地心，分解為兩個(gè)分力：m隨地球自轉(zhuǎn)圍繞地軸運(yùn)動(dòng)的向心力和重力。給出數(shù)據(jù)：地球半徑R、緯度（取900）、地球自轉(zhuǎn)周期T，計(jì)算兩個(gè)分力的大小比值，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：向心力遠(yuǎn)小于重力，萬有引力大小近似等于重力。因此不考慮（忽略）地球自轉(zhuǎn)的影響，地球質(zhì)量： 二、太陽質(zhì)量應(yīng)用萬有引力可算出地球的質(zhì)量，能否算

16、出太陽的質(zhì)量多提問：行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的來源是什么？繼續(xù)提問：是否需要考慮九大行星之間的萬有引力？總結(jié)：太陽質(zhì)量遠(yuǎn)大于各個(gè)行星質(zhì)量，高中階段粗略計(jì)算，不考慮行星之間的萬有引力。設(shè)中心天體太陽質(zhì)量M，行星質(zhì)量m，軌道半徑r也是行星與太陽的距離，行星公轉(zhuǎn)角速度，公轉(zhuǎn)周期T，則太陽質(zhì)量與行星質(zhì)量m無關(guān)。提問：不同行星與太陽的距離r和繞太陽公轉(zhuǎn)的周期T都是各不相同的。但是不同行星的r、T計(jì)算出來的太陽質(zhì)量必須是一樣的！上面的公式能否保證這一點(diǎn)？同理，月亮圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)前面的推導(dǎo)我們能否計(jì)算地球的質(zhì)量？建立模型：通過圍繞天體的運(yùn)動(dòng)半徑和周期求中心天體的質(zhì)量。多媒體投影木星行星圍繞木星圓周運(yùn)

17、動(dòng)，請(qǐng)學(xué)生思考如何測(cè)量木星的質(zhì)量。三、發(fā)現(xiàn)未知天體請(qǐng)學(xué)生閱讀課本“發(fā)現(xiàn)未知天體”。多媒體投影海王星、冥王星圖片。本課小結(jié)：主要有兩個(gè)基本知識(shí)：1、地球表面，不考慮（忽略）地球自轉(zhuǎn)的影響，物體的重力近似等于重力地球質(zhì)量2、建立模型求中心天體質(zhì)量圍繞天體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為中心天體對(duì)圍繞天體的萬有引力，通過圍繞天體的運(yùn)動(dòng)半徑和周期求中心天體的質(zhì)量。中心天體質(zhì)量布置作業(yè)：書本問題與練習(xí)1-4。板書設(shè)計(jì)一、地球質(zhì)量M地球表面，不考慮（忽略）地球自轉(zhuǎn)的影響地球質(zhì)量二、太陽質(zhì)量中心天體質(zhì)量1、太陽質(zhì)量M，行星質(zhì)量m，軌道半徑r行星與太陽的距離，行星公轉(zhuǎn)角速度，公轉(zhuǎn)周期T，則太陽質(zhì)量與行星質(zhì)量m無關(guān)。2、建

18、立模型求中心天體質(zhì)量三.發(fā)現(xiàn)未知天體萬有引力對(duì)研究天體運(yùn)動(dòng)有著重要的意義.海王星、冥王星就是這樣發(fā)現(xiàn)的.請(qǐng)同學(xué)們推導(dǎo)：已知中心天體的質(zhì)量及繞其運(yùn)動(dòng)的行星的運(yùn)動(dòng)情況，在太陽系中，行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的半徑r為：根據(jù)F萬有引力=F向=,而F萬有引力=,兩式聯(lián)立得：在18世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的第七個(gè)行星天王星的運(yùn)動(dòng)軌道，總是同根據(jù)萬有引力定律計(jì)算出來的有一定偏離.當(dāng)時(shí)有人預(yù)測(cè)，肯定在其軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的新星.后來，亞當(dāng)斯和勒維列在預(yù)言位置的附近找到了這顆新星.后來，科學(xué)家利用這一原理還發(fā)現(xiàn)了許多行星的衛(wèi)星，由此可見，萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用，有極為重要的意義.四、小結(jié)（用.ppt出示）這節(jié)課我們主要掌握的知識(shí)

19、點(diǎn)是：1.萬有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用，一般有兩條思路：(1)F萬有引力=環(huán)繞體所需的向心力(2)地面（或某星球表面）的物體的重力=F萬有引力.2.了解萬有引力定律在天文學(xué)中具有的重要意義.第四節(jié)萬有引力理論的成就一、1.天體質(zhì)量的計(jì)算 (只能求出中心體的質(zhì)量)2.求某星體表面的重力加速度. (R為星體的半徑)二、發(fā)現(xiàn)未知天體：（已知中心體的質(zhì)量及環(huán)繞體的運(yùn)動(dòng)）6.5宇宙航行知識(shí)與技能 1了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí) 2知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度過程與方法 通過用萬有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1通過介紹我國在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況激發(fā)學(xué)生的

20、愛國熱情 2感知人類探索宇宙的夢(mèng)想促使學(xué)生樹立獻(xiàn)身科學(xué)的人生價(jià)值觀 教學(xué)重點(diǎn) 第一宇宙速度的推導(dǎo)教學(xué)難點(diǎn) 運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系 教 學(xué) 活 動(dòng)（一）引入新課1957年前蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，開創(chuàng)了人類航天時(shí)代的新紀(jì)元。我國在70年代發(fā)射第一顆衛(wèi)星以來，相繼發(fā)射了多顆不同種類的衛(wèi)星，掌握了衛(wèi)星回收技術(shù)和“一箭多星”技術(shù)，99年發(fā)射了“神舟”號(hào)試驗(yàn)飛船。這節(jié)課，我們要學(xué)習(xí)有關(guān)人造地球衛(wèi)星的知識(shí)。 （二）進(jìn)行新課 1、牛頓的設(shè)想（1）牛頓對(duì)人造衛(wèi)星原理的描繪。設(shè)想在高山上有一門大炮，水平發(fā)射炮彈，初速度越大，水平射程就越大，可以想象當(dāng)初速度足夠大時(shí)，這顆炮彈將不會(huì)落到地面，將和月球一

21、樣成為地球的一顆衛(wèi)星。（2）人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)原因。人造衛(wèi)星在繞地球運(yùn)行時(shí)，只受到地球?qū)λ娜f有引力作用，人造衛(wèi)星作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供。（3）人造衛(wèi)星的運(yùn)行速度。設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，軌道半徑為r，由于萬有引力提供向心力，則，可見：高軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星，線速度小。提出問題：角速度和周期與軌道半徑的關(guān)系呢？，可見：高軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星，角速度小，周期長。引入：高軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星速度小，是否發(fā)射也容易呢？這就需要看衛(wèi)星的發(fā)射速度，而不是運(yùn)行速度2、宇宙速度（1）第一宇宙速度推導(dǎo)：?jiǎn)栴}：牛頓實(shí)驗(yàn)中，炮彈至少要以多大的速度發(fā)射，才能在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？地球半徑為63

22、70km。分析：在地面附近繞地球運(yùn)行，軌道半徑即為地球半徑。由萬有引力提供向心力： ， 得：又結(jié)論：如果發(fā)射速度小于7.9km/s，炮彈將落到地面，而不能成為一顆衛(wèi)星；發(fā)射速度等于7.9km/s，它將在地面附近作勻速圓周運(yùn)動(dòng)；要發(fā)射一顆半徑大于地球半徑的人造衛(wèi)星，發(fā)射速度必須大于7.9km/s?？梢姡蚋哕壍腊l(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星要困難。意義：第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度，所以也稱為環(huán)繞速度。（2）第二宇宙速度大小。意義：使衛(wèi)星掙脫地球的束縛，成為繞太陽運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度，也稱為脫離速度。注意：發(fā)射速度大于7.9km/s，而小于11.2k

23、m/s，衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌跡為橢圓；等于或大于11.2km/s時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力，不再繞地球運(yùn)行。（3）第三宇宙速度。大?。?。意義：使衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度，也稱為逃逸速度。注意：發(fā)射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，衛(wèi)星繞太陽作橢圓運(yùn)動(dòng)，成為一顆人造行星。如果發(fā)射速度大于等于16.7km/s，衛(wèi)星將掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的空間。3、人造衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度（1）發(fā)射速度：發(fā)射速度是指衛(wèi)星在地面附近離開發(fā)射裝置的初速度，一旦發(fā)射后再無能量補(bǔ)充，要發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星，發(fā)射速度不能小于第一宇宙速度。（2）運(yùn)行速度：運(yùn)行速度指衛(wèi)星在進(jìn)入運(yùn)行軌道后

24、繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。當(dāng)衛(wèi)星“貼著”地面飛行時(shí)，運(yùn)行速度等于第一宇宙速度，當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑時(shí)，運(yùn)行速度小于第一宇宙速度。3同步衛(wèi)星所謂同步衛(wèi)星，是相對(duì)于地面靜止的，和地球具有相同周期的衛(wèi)星，T=24h，同步衛(wèi)星必須位于赤道上方距地面高h(yuǎn)處，并且h是一定的。同步衛(wèi)星也叫通訊衛(wèi)星。由得：h= （T為地球自轉(zhuǎn)周期，M、R分別為地球的質(zhì)量，半徑）。代入數(shù)值得h=。例題分析【例題1】有兩顆人造衛(wèi)星，都繞地球做勻速圓周運(yùn)行，已知它們的軌道半徑之比r1：r24：1，求這顆衛(wèi)星的：線速度之比；角速度之比；周期之比；向心加速度之比。解：由得所以由得所以由得由得【例題2】地球半徑為6400km，在

25、貼近地表附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星速度為7.9×103m/s，則周期為多大？估算地球的平均密度。解：；由 得：思考：能否發(fā)射一顆周期為80min的人造地球衛(wèi)星？（三）.夢(mèng)想成真 (展示問題) 師：探索宇宙的奧秘，奔向廣闊而遙遠(yuǎn)的太空，是人類自古以來的夢(mèng)想，那么夢(mèng)想成真了嗎?請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“夢(mèng)想成真”部分 生：1957年10月4日，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功 1961年4月12日，蘇聯(lián)空軍少校加加林進(jìn)入了“東方一號(hào)”載人飛船火箭點(diǎn)火起飛繞地球飛行一圈，歷時(shí)108min，然后重返大氣層，安全降落在地面上，鑄就了人類進(jìn)入太空的豐碑 1969年7月16日9時(shí)32分，“阿波羅11

26、號(hào)”成功登臨月球，蛾人航天技術(shù)迅速發(fā)展 1992年，中國載人航天工程正式啟動(dòng)2003年10月15日9時(shí)，我國“神舟”五號(hào)宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，把中國第一位航天員楊利偉送人太空飛船繞地球飛行14圈后，于10月16日6時(shí)23分安全降落在內(nèi)蒙古主著陸場(chǎng)這次成功發(fā)射實(shí)現(xiàn)了中華民族千年的飛天夢(mèng)想，標(biāo)志著中國成為世界上第三個(gè)能夠獨(dú)立開展載人航天活動(dòng)的國家，為進(jìn)一步的空間科學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 伴隨著“神舟五號(hào)的發(fā)射成功，中國已正式啟動(dòng)“嫦娥工程”，開始了宇宙探索的新征程（四）課堂小結(jié)人造地球衛(wèi)星的動(dòng)力學(xué)原因。宇宙速度。發(fā)射速度與運(yùn)行速度。例題分析【例題1】有兩顆人造衛(wèi)星，都繞地球做勻速圓周

27、運(yùn)行，已知它們的軌道半徑之比r1：r24：1，求這顆衛(wèi)星的：線速度之比；角速度之比；周期之比；向心加速度之比。解：由得所以由得所以由得由得【例題2】地球半徑為6400km，在貼近地表附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星速度為7.9×103m/s，則周期為多大？估算地球的平均密度。解：；由 得：思考：能否發(fā)射一顆周期為80min的人造地球衛(wèi)星？板書1、宇宙速度 7.9km/s 11.2km/s 16.7km/s 第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度，是在軌道上運(yùn)行的最大速度2、人造地球衛(wèi)星3、同步衛(wèi)星 定點(diǎn)在赤道上空，周期T、高度h、線速度v一定。T=24h h=36000km v=3.1km

28、/s4、夢(mèng)想成真（1）世界的成就（2）中國的成就§7.6經(jīng)典力學(xué)的局限性教 學(xué) 目 標(biāo)知識(shí)與技能 1知道牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍 2了解經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用 3.知道質(zhì)量與速度的關(guān)系，知道高速運(yùn)動(dòng)中必須考慮速度隨時(shí)過程與方法 通過閱讀課文體會(huì)一切科學(xué)都有自己的局限性，新的理論會(huì)不斷完善和補(bǔ)充舊的理論，人類對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)是無止境的情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過對(duì)牛頓力學(xué)適用范圍的討論，使學(xué)生知道物理中的結(jié)論和規(guī)律一般都有其適用范圍，認(rèn)識(shí)知識(shí)的變化性和無窮性，培養(yǎng)獻(xiàn)身于科學(xué)的時(shí)代精神教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍教學(xué)難點(diǎn) 高速運(yùn)動(dòng)的物體，速度和質(zhì)量之間的關(guān)系教

29、學(xué) 活 動(dòng)新課導(dǎo)入 師：自從17世紀(jì)以來，以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)不斷發(fā)晨，如：在宏觀、低速、弱引力的廣闊領(lǐng)域，包括天體力學(xué)的研究中取得了巨大的成就經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有了廣泛的應(yīng)用，如，從地面物體的運(yùn)動(dòng)到天體的運(yùn)動(dòng)，從大氣的流動(dòng)到地殼的變動(dòng)，從攔河筑壩、修建橋梁到設(shè)計(jì)各種機(jī)械；從自行車到汽車、火車、飛機(jī)等各種交通工其：從投出的籃球到發(fā)射火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船從而證明了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的正確性。但是，經(jīng)典力學(xué)也不是萬能的，像一切科學(xué)一樣，它沒有也不會(huì)窮盡一切真理，它也有自己的局限性它像一切科學(xué)理論一樣，是一部“未完成的交響曲”那么經(jīng)典力學(xué)在什么范圍內(nèi)適用呢?有怎樣的局限性 呢?這

30、節(jié)課我們就來了解這方面的知識(shí) 新課教學(xué) 一、從低速到高速 (展示問題) 師：請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“從低速到高速”部分回答低速與高速的概念、質(zhì)速關(guān)系、速度合成與兩個(gè)公設(shè) 生：低速到高速的概念，通常所見的物體的運(yùn)動(dòng)皆為低速運(yùn)動(dòng)，如行駛的汽車，發(fā)射的導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星及宇宙飛船等有些微觀粒子在一定條件下其速度可以與光速相接近，這樣的速度稱為高速 質(zhì)速關(guān)系是：在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不變的，但愛因斯坦的狹義相對(duì)論指出，物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大，即 其中Db為靜止質(zhì)量，m是物體速度為v時(shí)的質(zhì)量，c是真空中的光速 例如：(1)v08c時(shí)，物體的質(zhì)量約增大到靜止質(zhì)量的17倍，這時(shí)經(jīng)典力學(xué)就不再適用了 (2)如

31、地球以v30kms的速度繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，m=l 010 lOlmo，它的質(zhì)量增大十分微小，可以忽略不計(jì) 速度合成與兩個(gè)公設(shè)一條河流中的水以相對(duì)河岸的速度v水岸流動(dòng)，河中的船以相對(duì)于河水的速度v船水順流而下在經(jīng)典力學(xué)中，船相對(duì)于岸的速度即為v船岸=v船水+v水岸 經(jīng)驗(yàn)告訴我們，這簡(jiǎn)直是天經(jīng)地義的但是，仔細(xì)一看，這個(gè)關(guān)系式涉及兩個(gè)不同的慣性參考系，而速度總是與位移(空間長度)及時(shí)間間隔的測(cè)量相了解在牛頓看來，位移和時(shí)間的測(cè)量與參考系無關(guān)，正是在這種時(shí)空的觀念下，上式才成立然而，相對(duì)論認(rèn)為，同一過程的位移和時(shí)間的測(cè)量在不同的參考系中是不同的，因而上式不能成立，經(jīng)典力學(xué)也就不再適用了 (1)相對(duì)性原理：

32、物理規(guī)律在一切慣性參考系中都具有相同的形式 (2)光速不變?cè)恚涸谝磺袘T性參考系中，測(cè)量到的真空中的光速都一樣 師：經(jīng)典力學(xué)是適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體還是適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體呢? 生：適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體 師：閱讀教材科學(xué)漫步部分，體會(huì)時(shí)間和空間是什么 生：時(shí)間與空間并沒有講清時(shí)間與空間的問題，只是提出問題，激勵(lì)我們對(duì)未來的探索 二、從宏觀到微觀 師：請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“從宏觀到微觀”部分，并說明經(jīng)典力學(xué)是適用于宏觀物體還是微觀物體。 生：19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，人們相繼發(fā)現(xiàn)了電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子，發(fā)現(xiàn)它們不僅具有粒子性，面且具有波動(dòng)性，它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不能用經(jīng)典力學(xué)描述 20世紀(jì)20年代，建立

33、了量子力學(xué)，它能夠正確地描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性，并在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中發(fā)揮了重要作用 經(jīng)典力學(xué)一般不適用于微觀粒子 師：相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，是否表示經(jīng)典力學(xué)失去了意義? 生：相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，說明人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)更加廣泛和深入，而不表示經(jīng)典力學(xué)失去了意義它只是使人們認(rèn)識(shí)到經(jīng)典力學(xué)有它的適用范圍：只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)，只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界。 三，從弱引力到強(qiáng)引力 (展示問題) 師：請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“從弱引力到強(qiáng)引力”部分，并回答問題：何為弱引力?何為強(qiáng)引力? 生：萬有引力屬于弱引力利用萬有引力定律可以解釋天體的運(yùn)動(dòng)，并預(yù)言和發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星，首次把天上的

34、星體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與地面物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律統(tǒng)一起來 愛因斯坦引力理論表明，當(dāng)天體半徑減小到一定程度時(shí)(太陽的引力半徑為3 km，地球的引力半徑為1 m)，天體間的引力就趨于無窮大 討論與交流) (展示問題) (1)實(shí)際的天文觀測(cè)，行星的運(yùn)行軌道并不是嚴(yán)格閉合的，它們的近日點(diǎn)在不斷地旋進(jìn)經(jīng)典力學(xué)的解釋令人滿意嗎?用什么理論來圓滿地進(jìn)行了解釋?(投影) 生：按牛頓的萬有引力定律推算，行星的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是一些橢圓或圓，行星沿著這些橢圓或圓做周期性運(yùn)動(dòng)，與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果不符經(jīng)典力學(xué)也能作出一些解釋，但是，水星旋進(jìn)的實(shí)際觀測(cè)值比經(jīng)典力學(xué)的預(yù)言值多經(jīng)典力學(xué)的解釋不能令人滿意 愛因斯坦根據(jù)廣義相對(duì)論計(jì)算出水星近日點(diǎn)的旋進(jìn)還

35、應(yīng)有43的附加值，同時(shí)還預(yù)言了光線在經(jīng)過大質(zhì)量的星體附近時(shí)，如經(jīng)過太陽附近時(shí)會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象并且都被觀測(cè)證實(shí) (2)何為天體的引力半徑? 生：假定一個(gè)球形天體的質(zhì)量不變，并通過壓縮減小它的半徑，天體表面上的引力將會(huì)增加，當(dāng)引力趨于無窮大時(shí)，被壓縮天體半徑接近的值“引力半徑” 只要天體的實(shí)際半徑遠(yuǎn)大于它們的引力半徑，那么愛因斯坦和牛頓的理論計(jì)算出的力的差異并不很大但當(dāng)天體的實(shí)際半徑接近引力半徑時(shí)，這種差異將急劇增大這就是說，在強(qiáng)引力的情況下，牛頓的萬有引力理論將不再適用 對(duì)于這樣的科學(xué)發(fā)展過程，英國劇作家蕭伯納曾詼諧地說，科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤”這種調(diào)佩倒也不失為一種幽默的表述 (3)歷史上的科學(xué)

36、成就與新的科學(xué)成就的關(guān)系是什么? 生：歷史上的科學(xué)成就不會(huì)被新的科學(xué)成就所否定，而是作為某些條件下的局部情形，被包括在新的科學(xué)成就之中如：當(dāng)物體的速度遠(yuǎn)小于光速c(3X108ms)時(shí)，相對(duì)論與經(jīng)典理論的結(jié)論沒有區(qū)別；當(dāng)另一個(gè)重要常數(shù)即“普朗克常數(shù)”h(663X10-34Js)可以忽略不計(jì)時(shí)量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別相對(duì)論和量子力學(xué)都沒有否定過去的科學(xué)，面只認(rèn)為過去 的科學(xué)是自己在一定條件下的特殊情形 (例11以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)，在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有哪些應(yīng)用? 參考答案：經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用經(jīng)典力學(xué)與天文學(xué)相結(jié)合建立了天體力學(xué)；經(jīng)典力學(xué)和工程實(shí)際相結(jié)合

37、，建立了應(yīng)用力學(xué)，如水利學(xué)，材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等從地面上各種物體的運(yùn)動(dòng)到天體的運(yùn)動(dòng)：從大氣的流動(dòng)到地殼的變動(dòng)：從攔柯筑壩、修建橋梁到設(shè)計(jì)各種機(jī)械；從自行車到汽車、火車、飛機(jī)等現(xiàn)代交通工具的運(yùn)動(dòng)，從投出籃球到發(fā)射導(dǎo)彈、衛(wèi)星、宇宙飛船等等，所有這些都服從經(jīng)典力學(xué)規(guī)律 (例2)以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么? 參考答案：經(jīng)典力學(xué)只適用于解決低速運(yùn)動(dòng)問題，不能用來處理高速運(yùn)動(dòng)問題，經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子：經(jīng)典力學(xué)只適用于解決弱引力問題，不能用來處理強(qiáng)引力問題 小結(jié) 本節(jié)學(xué)習(xí)了經(jīng)典力學(xué)的局限性： (1)從低速到高速：在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量m是不隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的，

38、而狹義相對(duì)論指出，質(zhì)量要隨著物體的運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大即 (2)從宏觀到微觀：相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，并不說明經(jīng)典力學(xué)失去了意義只說明它有一定的適用范圍：只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)；只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界 (3)從弱引力到強(qiáng)引力：相對(duì)論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別相對(duì)論與量子力學(xué)都沒有否定過去的科學(xué)，而只是認(rèn)為科學(xué)在一定條件下有其特殊性經(jīng)典力學(xué)只適用于弱引力，不適用于強(qiáng)引力 學(xué) 生 活 動(dòng)板 書 設(shè) 計(jì)6經(jīng)典力學(xué)的局限性 一、從低速到高速 經(jīng)典力學(xué)只適用于低速運(yùn)動(dòng) 二、從宏觀到微觀 經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體 三、從弱引力到強(qiáng)引力 萬有引力定律只適用于弱引力6.2 3太陽

39、與行星間的引力、萬有引力定律知識(shí)與技能1理解太陽與行星間引力的存在2能根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽與行星間的引力表達(dá)式3了解萬有引力定律得出的思路和過程，理解萬有引力定律的含義，掌握萬有引力定律的公式；4知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律。過程與方法1通過推導(dǎo)太陽與行星間的引力公式，體會(huì)邏輯推理在物理學(xué)中的重要性2體會(huì)推導(dǎo)過程中的數(shù)量關(guān)系情感、態(tài)度與價(jià)值觀 感受太陽與行星間的引力關(guān)系，從而體會(huì)大自然的奧秘教學(xué)重點(diǎn) 據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽與行星間的引力公式，記住推導(dǎo)出的引力公式教學(xué)難點(diǎn) 太陽與行星間的引力公式的推導(dǎo)過程(一) 引入新課提問：請(qǐng)

40、同學(xué)們從運(yùn)動(dòng)的描述角度思考，開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的物理意義？開普勒在1609和1619年發(fā)表了行星運(yùn)動(dòng)的三個(gè)定律，解決了描述行星運(yùn)動(dòng)的問題，但好奇的人們，面向天穹，深情地叩問：是什么力量支配著行星繞著太陽做如此和諧而有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)呢？(第一定律揭示了描述行星運(yùn)動(dòng)的參考系、及其運(yùn)動(dòng)軌跡；第二定律揭示了行星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過不同位置的快慢情況，近日點(diǎn)附近速度大，遠(yuǎn)日點(diǎn)附近速度?。坏谌桑航沂玖瞬煌行请m然橢圓軌道和環(huán)繞周期不同，但由于中心天體相同，所以共同遵循軌道半長軸的三次方與周期的二次方比值相同的規(guī)律) （以下的三定律只用課件打出）開普勒第一定律也叫橢圓軌道定律，它的具體內(nèi)容是：所有行星分別在

41、大小不同的軌道上圍繞太陽運(yùn)動(dòng)。太陽在這些橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。他的這條定律否定了行星軌道為圓形的理論 開普勒在確定地球運(yùn)行軌道時(shí)發(fā)現(xiàn)，若將地球繞太陽運(yùn)行的軌道分為若干小段，每一段與太陽的連線在相等的時(shí)間間隔內(nèi)掃過相等的面積。開普勒把這一結(jié)果推廣到其他行星，就得到了開普勒第二定律：對(duì)任意行星來說，他與太陽的連線（稱為徑矢）在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。開普勒第三定律的具體表述是:行星繞太陽運(yùn)動(dòng)軌道半長軸a的立方與運(yùn)動(dòng)周期的平方成正比（看課件的對(duì)應(yīng)圖片）問題及歸納A行星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)是否需要力？這個(gè)力是什么力提供的？這個(gè)力是多大？太陽對(duì)行星的引力，大小跟太陽與行星間的距離有什么關(guān)系嗎？B行星的實(shí)際運(yùn)

42、動(dòng)是橢圓運(yùn)動(dòng)，但我們還不知道求出橢圓運(yùn)動(dòng)加速度的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，我們現(xiàn)在怎么辦？把它簡(jiǎn)化為什么運(yùn)動(dòng)呢？C既然把行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為圓周運(yùn)動(dòng)。那么行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎？為什么？ 以上的過程歸納為：行星做曲線運(yùn)動(dòng)必受到力的作用把行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步簡(jiǎn)化為勻速圓周運(yùn)動(dòng)教師：既然行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓，即為曲線運(yùn)動(dòng)，那么肯定有一個(gè)力要來維持這個(gè)運(yùn)動(dòng)，那么這個(gè)力是由什么來提供的呢？我們跟隨著科學(xué)家們一起去研究討論這個(gè)問題。（二） 萬有引力定律1、 人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律原因認(rèn)識(shí)的過程教師：略微介紹十七世紀(jì)前以及伽俐略，開普勒，笛卡兒的觀點(diǎn)。17世紀(jì)前：行星理所應(yīng)當(dāng)

43、的做這種完美的圓周運(yùn)動(dòng) 伽利略：一切物體都有合并的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)導(dǎo)致物體做圓周運(yùn)動(dòng)。  開普勒：受到了來自太陽的類似與磁力的作用。 笛卡兒：在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)作用在行星上，使得行星繞太陽運(yùn)動(dòng)。 教師：到牛頓這個(gè)時(shí)代的時(shí)候，科學(xué)家們對(duì)這個(gè)問題有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，例如胡克、哈雷等，他們認(rèn)為行星繞地球運(yùn)動(dòng)受到太陽對(duì)它的引力，甚至證明了行星軌道如果為圓形，引力的大小跟太陽距離的二次方成反比，但無法證明在橢圓軌道下，引力也遵循這個(gè)規(guī)律。 牛頓在前人的基礎(chǔ)上，證明了如果太陽和行星的引力與距離的二次方成反比，則行星的軌跡是橢圓，并且闡述了普遍意義下的萬有引力定律。 教師：接下來我們就跟隨牛頓先生一起去研究這個(gè)萬有引力定律。由于行星運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道很接近與圓形軌道，所以我們把它理想化為一個(gè)圓形軌道，這樣就簡(jiǎn)化了問題，易于我們?cè)诂F(xiàn)有認(rèn)知水平上來接受。2、萬有引力定律(1)定律的推導(dǎo)如果行星的運(yùn)動(dòng)軌道是圓，則行星將作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件可知，行星必然要受到一個(gè)引力。牛頓認(rèn)為這是太陽對(duì)行星的引力，那