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(xué)的發(fā)展過程猶如一部壯麗的科學(xué)史詩，它歌頌了前輩科學(xué)家的科學(xué)精神，也展現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展過程中科學(xué)家們富有創(chuàng)造而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，是發(fā)展學(xué)生思維能力的好材料。本章教科書在尊重歷史事實(shí)的前提下，通過一些邏輯思維的鋪墊，盡可能讓學(xué)生以自己現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)處身于歷史的背景下，經(jīng)歷自己“發(fā)現(xiàn)”天體運(yùn)行規(guī)律的過程，以充分利用這些材料發(fā)展學(xué)生的科學(xué)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(xué)大綱物理教學(xué)大綱》“必修加選修”中該內(nèi)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(xué)適用范圍（A）（原教材放在“牛頓運(yùn)動定律”一章）2、20032003年版年版《物理課程標(biāo)準(zhǔn)物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中該內(nèi)容和要求：經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性（1）通過有關(guān)事實(shí)了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程。知道萬有引力定律。認(rèn)識發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義。體會科學(xué)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(shí)，說明科學(xué)定律對人類認(rèn)識未知世界的作用。（2）會計(jì)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(jīng)典時空觀和相對論時空觀，知道相對論的建立對人類認(rèn)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(diǎn)，體會量子論的建立深化了人們對于物質(zhì)世界的認(rèn)識。（5）通過實(shí)例，了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就，體會經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立的價值與意義，認(rèn)識經(jīng)典力學(xué)的適用范圍和局限性。例2：

4、了解經(jīng)典力學(xué)對航天技術(shù)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)。例3：了解重物下落與天體運(yùn)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(xué)發(fā)展所起的重要作用。（6）體會科學(xué)研究方法對人們認(rèn)識自然的重要作用。舉例說明物理學(xué)的進(jìn)展對于自然科學(xué)的促進(jìn)作用。3、教材變化的分析、教材變化的分析（1）知識內(nèi)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(zhuǎn)化為問題探究；以多種欄目設(shè)置，打開科普視窗；（3）重視知識的形成過程，以提高學(xué)生科學(xué)思維能力；（4）重視科學(xué)方

5、法、科學(xué)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(zhì)與地位（1）是屬于應(yīng)用性知識的教學(xué)內(nèi)容；（2）是使萬有引力定律在應(yīng)用中得到進(jìn)一步檢驗(yàn)；（3）是使學(xué)生演繹思維能力得到進(jìn)一步訓(xùn)練；（4）教材的立意使學(xué)生感受用物理理論探索未知世界的科學(xué)魅力，激發(fā)探究未知世界興趣。2、教學(xué)過程的設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)的核心問題是分析萬有引力提供向心力。（1）實(shí)驗(yàn)室稱量地球的質(zhì)量（2）計(jì)算天體的質(zhì)量（3）預(yù)見并發(fā)現(xiàn)未知行星。（4）

6、補(bǔ)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(zhì)與作用（1）介紹萬有引力的實(shí)踐性成就，萬有引力理論使人類實(shí)現(xiàn)“飛天”夢想；（2）是屬于航天部分的重要知識；（3）重點(diǎn)理解第一宇宙速度；（4）激發(fā)學(xué)生科學(xué)獻(xiàn)身精神；（5）拓展學(xué)生科普知識。2、教學(xué)過程的設(shè)計(jì)：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(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)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(xué)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(xué)家對于黑洞的理論研究以及黑洞的最新研究和觀測結(jié)果，并明確指出在黑洞問題上經(jīng)典力學(xué)不適用目的是給學(xué)生打開一扇科學(xué)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(guān)系。（5）補(bǔ)充有關(guān)“地球同步衛(wèi)星”的定量計(jì)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(jīng)典力學(xué)的局限性經(jīng)典力學(xué)的局限性1、教材性質(zhì)與

8、作用（1）是全章的終結(jié)性教材，屬于介紹性質(zhì)的教材；（2）使學(xué)生正確認(rèn)識物理學(xué)理論的發(fā)展與適用范圍；（3）引領(lǐng)學(xué)生思考科學(xué)的價值觀；（4）教材的立意使學(xué)生了解近代物理知識。2、教學(xué)過程的設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)的思路按照物理學(xué)理論在三個領(lǐng)域的發(fā)展過程進(jìn)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(xué)漫步”欄目里，介紹時間、空間都與運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)；（3）在宏觀與微觀的介紹中，使學(xué)生知道量子力學(xué)能夠正確地描述微觀粒子運(yùn)動規(guī)律；（4