高一物理学案(万有引力部分).docVIP

第6章 万有引力定律(学案) 本章总体分析 本章是牛顿运动定律和圆周运动规律在天文和人造卫星上的应用。 一、本章知识结构； 二、本章知识可以分成两个单元： 第一单元；（第一节、第二节、第三节）讲述万有引力定律和引力常量的测量。 第二单元：（第四节、第五节）讲述万有引力定律在天文学中的应用和人造卫星。 第1节行星的运动 （一）知识与技能 1．知道地心说和日心说的基本内容． 2．知道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． 3．知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关． 4．理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的 （二）过程与方法 通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解 （三）情感、态度与价值观 1．澄清对天体运动裨秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法． 2．感悟科学是人类进步不竭的动力． 1．什么是地心说？什么是日心说？ “地心说”认为 是宇宙的中心，是静止不动的，大阳、月亮以及其他行星都绕地球运动， “日心说”则认为太阳是 不动的，地球和其他行星都绕太阳运动． “地心说’的代表人物： (古希腊)．“地心说’符合人们的直接经验，同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识，故地心说一度占据了统治地位．“日心说”战胜了“地心说”，最终被接受． “日心说”代表人物： ，“日心说”能更完美地解释天体的运动． 2．开普勒第一定律内容是什么？ 3．开普勒第二定律内容是什么？ 4．开普勒第三定律内容是什么？ 一、地心说与日心说： 地心说 日心说 基本观点 地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都围绕地球运动。 认为太阳是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳匀速圆周运动。 代表人物 古希腊学者；托勒密 波兰天文学家：哥白尼 特点 比较符合人们的日常经验，同时符合宗教神学关于地球是宇宙中心的说法，所以地心说统治了人们很长时间。 许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单。 缺点 在描述天体运动上遇到困难。 把太阳当作宇宙的中心，实际上太阳仅是太阳系的中心天体，而不是宇宙的中心；沿用了行星在圆形轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念，实际上行星的轨道是椭圆，行星的运动也不是匀速的。 二、开普勒第一定律 [做一做]：用一条细绳和两个图钉来画椭圆。1 [想一想]：椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距离之和有什么关系？ [说一说]：开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 。 三、开普勒第二定律 [说一说]：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在 扫过相等的 。 [思考与讨论]：当行星离太阳比较近的时候，运行的速度比较 ，而行星离太阳比较远的时候，运行的速度比较 。 四、开普勒第三定律 [说一说]：所有行星的椭圆轨道的半长轴的 跟公转周期的 比值都相等。用公式来表示： 。 [思考与讨论]：比值k对太阳的不同行星来说一样吗？k与行星 ，而与 有关。对绕地球运动的卫星来说，k与卫星 ，而与 有关。 开普勒三定律的重大意义： （1）开普勒三定律以极其简明的结论代替了以往解决天体问题的庞杂系统，使得计算行星的轨道半径和它们的位置工作大大简化。 （2）开普勒三定律的发现为经典天文学奠定了基础，并导致数十年后万有引力定律的发现。 [说一说]：实际上，多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，这时开普勒行星运动三定律可表述为： 1．行星绕太阳运动的轨道十分接近 ，太阳处在 。 2．对某一个行星来说，它绕太阳运动的线速度大小（或角速度）不变，即做 运动。 3．所有行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r的 跟它公转周期T的 的比值都 。即 。 〖例1〗理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。关于开普勒第三定律公式，下列说法中正确的是（ ） A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越