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万有引力与航天 一、新旧教材的比较 1、2002年版《物理教学大纲》“必修加选修”中该内容和要求： 万有引力定律（B） 人造地球卫星（A） 宇宙速度（A） 牛顿力学适用范围（A） 2、2003年版《物理课程标准》 通过有关事实了解万有引力定律的发现过程。知道万有引力定律。认识发现万有引力定律的重要意义。体会科学定律对人类探索未知世界的作用。 会计算人造卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。 初步了解经典时空观和相对论时空观，知道相对论的建立对人类认识世界的影响。 初步了解微观世界中的量子化现象，知道宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。 通过实例，了解经典力学的发展历程和伟大成就，体会经典力学创立的价值与意义，认识经典力学的适用范围和局限性。 体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用。举例说明物理学的进展对于自然科学的促进作用。 3、教材变化的分析 （1）知识内容增加，知识的拓展空间增大； （2）陈述方式变化，从知识描述转化为问题探究；以多种栏目设置，打开科普视窗； （3）重视知识的形成过程，以提高学生科学思维能力 （4）重视科学方法、科学精神、人文精神的渗透。 二、教材分析与教学建议 第一节 行星的运动 1、教材性质与地位 （1）起始教材对全章起引领性的作用。 （2 ）为万有引力定律的学习起铺垫性的作用。 （3）知识容较少，但包含着的科学史料十分丰富。 （4）教材是从运动学的角度描述天体运动的 。 2、教学方法的选择 以问题探究与故事讲解相结合的方式组织课堂教学 。 3、探究点的设置 （1）探究地心说与日心说争论的焦点。 （2）探究开普勒行星运动定律建立的过程。 （3）探究椭圆轨道特征。 （4）探究开普勒行星运动定律的物理意义。 3、宇宙模型的构建与发展 3、宇宙模型的历史发展过程： 第二节 太阳与行星间的引力 1、教材性质与地位 （1)属于科学过程教育的素材 ； （2)是探究性比较强的教学内容； （3)是从动力学角度来研究的； （4）是一种演绎推理的结构。 2、探究过程的设计(是本章的重要内容 ) 问题的提出：是什么原因使行星围绕太阳运动？ 猜想与假设：太阳对行星的引力 F应该与行星到太阳的距离r有关。 简化模型：行星轨道按照“圆”来处理。 演绎与推理：根据牛顿第二定律和开普勒定律进行计算 。 结论的得出 ：引力大小跟行星到太阳距离的二次方成反比…… 第3节 万有引力定律 1、教材性质与地位 （1）是对上一节教学内容的进一步外推，是下一节教材学习的基础，是本章的重点知识； （2）是猜想、假设与验证相结合的教学内容； （3）是一种演绎思维与归纳思维相结合的推理结构； （4）教材的立意还在于物理理论必须接受实践与实验的检验。 2、教学过程的设计 （1）万有引力的猜想。 （2）万有引力的检验。 （3）万有引力定律的得出。 （4）万有引力定律的检验。 第4节 万有引力理论的成就 1、教材性质与地位 （1）是属于应用性知识的教学内容； （2）是使万有引力定律在应用中得到进一步检验； （3）是使学生演绎思维能力得到进一步训练； （4）教材的立意使学生感受用物理理论探索未知世界的科学魅力，激发探究未知世界兴趣。 2、教学过程的设计 设计的核心问题是分析万有引力提供向心力。 （1）实验室称量地球的质量． （2）计算天体的质量 （3）预见并发现未知行星。 （4）补充：冥王星为何出局。 第五节 宇宙航行 1、教材性质与作用 （1）介绍万有引力的实践性成就，万有引力理论使人类实现“飞天”梦想； （2）是航天部分的重要知识； （3）重点理解第一宇宙速度； （4）激发学生科学献身精神； （5）拓展学生科普知识。 ? 2、教学过程的设计 其知识上的核心问题还是分析万有引力提供向心力。 （1）宇宙速度：引导学生推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度物理意义，区别环绕速度与发射速度； （2）在“梦想成真” 栏目里，简述人类航天事业的发展史； （3）在“科学漫步”栏目里，介绍黑洞概念 ； （4）在“STS”栏目里，着重于展示航天事业与人类生活的关系。 （5）补充有关“地球同步卫星”的定量计算和分析．了解太阳同步极地轨道气象卫星等。 太阳同步轨道和极轨道应用卫星 航天器和空间应用系统 第六节 经典力学的局限性 1、教材性质与作用 （1）是全章的终结性教材，属于介绍性质的教材； 托勒玫想象地球处在宇宙中心，哥白尼则设想太阳处在中心，牛顿第一个用一个定律解释所有星体运动，爱因斯坦则用几何学的时空体系解释星体的运动。 教材性质与作用 （2）使学生正确认识物理学理论的发展与适用范围； （3