高中万有引力教材介绍.docVIP

普通高中课程标准实验教科书物理教材介绍·必修2（第六章 万有引力与航天） ? 1．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。 ? 2．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。 ? 3．初步了解经典时空观和相对论时空观，知道相对论对人类认识世界的影响。 ? 4．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类对于物质世界的认识。 ? 5．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，认识经典力学的实用范围和局限性。 ? 6．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。 ? 一、本章教材概述 ? 从知识结构上看，本章教材是牛顿运动定律对曲线运动应用的继续。牛顿应用牛顿运动定律研究天体运动的规律，结合开普勒定律建立了伟大的万有引力定律。牛顿运动定律和万有引力定律构成了牛顿力学的核心内容。 ? 人类对行星运动规律的认识过程和牛顿建立万有引力定律的过程是对学生进行“过程与方法”、“情感态度与价值观”教育的难得的好材料。本章教材首先详细地介绍了托勒密的地心说、哥白尼的日心说、第谷·布拉赫的观测和开普勒行星运动定律，形象地、生动地体现了坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度、科学精神和科学思维方法。第2节把行星运动轨道简化为圆，应用牛顿运动定律和开普勒行星运动定律导出太阳与行星间的引力。第3节阐述牛顿进一步放眼宇宙建立了适用于自然界中任何两个物体间的万有引力定律，分析说明万有引力定律和引力恒量的意义。教材接着阐述万有引力定律对天体运动的应用和宇宙航行的应用。最后，概括阐述了经典力学（牛顿力学）的局限性，指出只适用于低速、宏观、弱引力的情况。 ? 在编写本章时还有以下思考： ? 1．充分展现万有引力定律发现的科学过程，发展学生的科学思维能力 ? 万有引力定律的发现过程犹如一部壮丽的科学史诗，它歌颂了前辈科学家的科学精神，也展现了科学发展过程中科学家们富有创造而又严谨的科学思维，是发展学生思维能力难得的好材料，本章充分利用这些材料发展学生的科学思维能力。教科书在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，让学生以自己现有的知识基础处身于历史的背景下，经历一次自己“发现”万有引力定律的过程。教科书关于发现万有引力定律的线索和思路如下： ? ? 2．注重科学文化教育 ? 科学意识、科学精神、科学价值观等都是在科学发展过程中形成的。牛顿时代的科学家围绕着万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践，这些科学发展过程中的事例都是实现“情感、态度与价值观”目标的好材料，教科书在组织内容时，重视科学文化对学生的熏陶作用。 ? 第一节课文中“人类对行星运动规律的认识”一文，通过对托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等科学家关于行星运动规律研究的介绍，领略到前辈科学家们对自然奥秘不屈不挠探索的精神和对待科学研究一丝不苟的态度，感悟到科学的结论总是在顽强曲折的科学实践中悄悄地来临。 ? 教科书通过从牛顿时空观到爱因斯坦时空观之间的“漫步”，通过两个世纪以来科学家们对“黑洞”的猜测，开阔学生的视野，激发学生的求知欲，激励学生对未来的探索。 ? 在“牛顿的科学生涯”一文中，教科书引用了牛顿的名言：“……我不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为比别人找到一块更光滑、更美丽的卵石和贝壳而感到高兴，而在我前面的真理的海洋，却完全是个谜。教科书还引用了爱因斯坦的话：“一个人最完美和最强烈的情感来自面对不解之谜。”在“黑洞”一文中，当代著名宇宙学家霍金自问到：“为什么人们要攀登珠穆朗玛峰？因为它就在那里。”这些都是名家们对科学不懈追求的动力的解释，是名家们朴实的科学价值观的体现，对学生科学价值观的形成起到重要作用。 ? 3．增进科学与生活、社会的联系 ? 人们常常认为万有引力似乎跟现实生活、人类社会难有联系，认为航天活动是一项高精尖的事业，与自己的距离较远。其实，只要我们去认真关注，科学跟生活、跟社会的联系是紧密的，航天正在改变着我们的日常生活和社会。教科书“STS”栏目“航天事业改变着人类生活”列举了诸多航天跟人类生活相关的事例，从气象卫星到天气预报，从卫星定位系统到自动导航的汽车，从地球资源卫星到我国西部开发整体规划，从军事卫星到现代防务，从失重现象到微重力实验室，从太空辐射到太空育种，等等。它引导学生进行科学跟生活、跟社会联系的思考，当学生收看到电视台天气预报的卫星云图时，让学生体会到物理学就在我们的身边。 ? 4．正确评价经典力学 ? “经典力学的局限性”实际上是对经典力学的总结。教科书首先肯定了经典力学的巨大成就，然后从低速到高速、宏观到微观、