高中物理 第六章 万有引力与航天 6.3 万有引力定律导学案 新人教版必修2(2021年整理)

高中物理必修2（新人教版）全册复习教学案（强烈推荐）

内容简介：包括第五章曲线运动、第六章万有引力与航天和第七章机械能守恒定律，具体可以分为，知识网络、高考常考点的分析和指导和常考模型规律示例总结，是高一高三复习比较好的资料。

第五章 曲线运动

（一）、知识网络

（二）重点内容讲解

1、物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动，曲线运动的条件可从两个角度来理解：（1）从运动学角度来理解；物体的加速度方向不在同一条直线上；（2）从动力学角度来理解：物体所受合力的方向与物体的速度方向不在一条直线上。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，曲线运动是一种变速运动。

曲线运动是一种复杂的运动，为了简化解题过程引入了运动的合成与分解。一个复杂的运动可根据运动的实际效果按正交分解或按平行四边形定则进行分解。合运动与分运动是等效替代关系，它们具有独立性和等时性的特点。运动的合成是运动分解的逆运算，同样遵循平等四边形定则。

2、平抛运动

平抛运动具有水平初速度且只受重力作用，是匀变速曲线运动。研究平抛运动的方法是利用运曲线运动 曲线运动的条件：物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上

研究曲线运动的基本方法：运动的合成与分解

两种特殊的曲线运动曲线运动 运动性质：匀变速曲线运动

规律：

vx=v0 xyvvtan 平抛运动

x=v0t

y=gt2/2 xytan

匀速圆周运动 运动性质：变速运动

描述匀速圆周运动的几个物理量：

rvTtTrvtlv;2,;2,

向心力：rTmrvmmrFn222)2(

向心加速度：rTrvran222)2( 动的合成与分解，将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。其运动规律为：（1）水平方向：ax=0，vx=v0，x= v0t。

（2）竖直方向：ay=g，vy=gt，y= gt2/2。

（3）合运动：a=g，22yxtvvv，22yxs。vt与v0方向夹角为θ，tanθ= gt/ v0，s与x方向夹角为α，tanα= gt/ 2v0。

6.5 《宇宙航行》学案

【课标要求】

1．了解人造卫星的有关知识。

2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。

3．理解卫星的运行速度与轨道半径的关系。

【重点难点】

1． 第一宇宙速度的推导。

2．运行速率与轨道半径之间的关系。

【课前预习】

1.牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点

。如果速度足够大，物体就

，它将绕地球运动，成为

。

2.第一宇宙速度大小为

，也叫

速度。第二宇宙速度大小为

，也叫

速度。第三宇宙速度大小为 ，也叫 速度。第一宇宙速度，是发射卫星的________速度，同时也是卫星绕地球做匀速圆周运动时的________速度。

3 .①世界上第一颗人造卫星是1957年10月4日在 发射成功的，卫星质量为 kg，绕地球飞行一圈需要的时间为 。

②世界上第一艘载人飞船是1961年4月12日在 发送成功，飞船绕地球一圈历时 。

③世界上第一艘登月飞船是1969年7月16日9时32分在 发送成功进入月球轨道； 飞船在月球表面着陆； 宇航员登上月球。

④中国第一艘载人航天飞船在2003年10月15日9时在 发送成功的，飞船绕地球 圈后，于 安全降落在 主着陆场。 成为中国登上太空的第一人。

[探究与生成]

[问题1] 人造卫星

[教师点拨]

1.在地面上抛出的物体，由于受到地球引力的作用，所以最终都要落回到地面. 由平抛物体的运动规律知：x=v0t…………………..①，t=gh2 ……………………….②。联立①、②可得：x=v0gh2，即物体飞行的水平距离和初速度v0及竖直高度h有关，在竖直高度相同的情况下，水平距离的大小只与初速度v0有关，水平初速度越大，飞行的越远.

6.5 宇宙航行

授课年级 高一 课题 §６.５ 宇宙航行 课程类型 新授课

课程导学目标 目标解读 1.了解人造地球卫星的最初构想。

2.会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。

3.知道三个宇宙速度的含义和数值,会推导第一宇宙速度。

4. 了解人类及我国取得的航天成就。

学法指导 学生已对平抛运动、曲线运动的特点、万有引力定律已有一定的了解。在此基础上，通过教师合理诱导，按照迁移规律科学地设计问题情境，促进学生探究，获得新知。

课程导学建议 重点难点 第一宇宙速度的推导过程和方法,以及研究天体运动的基本思路与方法。

教学建议 解决卫星的运动问题,其依据都是万有引力提供向心力,列出相应的方程,就可得出向心加速度、线速度、角速度、周期跟轨道半径的关系。通过例题和练习,帮助学生掌握这一基本方法。对于卫星运行的轨道,要引导学生根据万有引力提供向心力,说明无论卫星绕地球运动的圆轨道在哪个平面内,圆轨道的圆心都是地心。

课前

准备 ppt课件、 有关卫星发射和在轨运行的视频资料、微课等。研读教材，估计学生自主学习过程中可能出现的问题和疑难点，在导学案的基础上根据本班学生学习情况进行二次备课。

导 学 过 程 设 计

程序设计 学习内容 教师行为 学生行为 媒体运用

第一层级

研读教材 指导学生学会使用双色笔，确保每一位学生处于预习状态。 通读教材，作必要的标注，梳理出本节内容的大致知识体系。 PPT课件呈现学习目标

完成学案 巡视学生自主学习的进展，学生填写学案的情况。 尽可能多得独立完成学案内容，至少完成第一层级的内容。

结对交流收集问题 指导、倾听部分学生的交流，初步得出学生预习的效果情况。对火箭就学案中基础学习交流的内容与结对学习的同学交流。对火的发射和运行情况学生可能缺乏了解。 箭的发射和运行情况展开讨论。

第二层级

小组讨论

小组展示

补充质疑

教师点评 主题1

计算第一宇宙速度 （１）展示牛顿的设想并播放模拟动画，引导学生思考当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来。它将围绕地球旋转，成为一颗永远绕地球运动的人造地球卫星。

1 6 经典力学的局限性

学习目标

1.了解经典力学的发展历程和伟大成就.

2.认识经典力学的局限性和适用范围.

3.初步了解微观和高速世界中的奇妙现象.

4.了解相对论、量子力学和经典力学的关系.

考试要求

学考

选考

a a

一、从低速到高速

1.经典力学的基础是牛顿运动定律，牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就.

2.狭义相对论阐述的是物体以接近光的速度运动时所遵从的规律.

3.在经典力学中，物体的质量是不变的，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而增大，即m＝m01－v2c2，两者在速度远小于光速的条件下是统一的.

4.经典力学认为位移和时间的测量与参考系无关，相对论认为，同一过程的位移和时间的测量与参考系有关，在不同的参考系中测量结果不同.

二、从宏观到微观

1.电子、质子、中子等微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波动性，它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明，而量子力学能够正确地描述微观粒子的运动规律.

2.经典力学的适用范围：只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界.

三、从弱引力到强引力

1915年，爱因斯坦创立了广义相对论，这是一种新的时空与引力的理论.在强引力的情况下，牛顿的引力理论不再适用.

判断下列说法的正误.

(1)洲际导弹的速度有时可达到6 000 m/s，此速度在相对论中属于高速.(×)

(2)质量是物体的固有属性，任何时候都不会变.(×)

(3)对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增大而增大.(√)

(4)对于宏观物体的低速运动问题，相对论、量子力学与经典力学是一致的.(√) 2 (5)光线经过任何物体附近时都是沿直线传播的.(×)

一、从低速到高速

1.地球绕太阳公转的速度是3×104 m/s，设在美国伊利诺斯州费米实验室的圆形粒子加速器可以把电子加速到0.999 999 999 987倍光速的速度，请思考：