万有引力定律在天文学上的应用教案与高中学习方法经典集锦

物理固然有复杂性的一面，但是只要我们抓住物理的特点，掌握正确的学习方法，这门学科就一定好的，下面给大家分享一些关于高一物理的备考方法，希望对大家有所帮助。

万有引力定律在天文学上的应用教案与高中学习方法经典集锦 1

教学目标

知识目标

1、使学生能应用万有引力定律解决天体问题：

2、通过万有引力定律计算天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度等;

3、通过应用万有引力定律使学生能在头脑中建立一个清晰的解决天体问题的图景：卫星作圆周运动的向心力是两行星间的万有引力提供的。

能力目标

1、通过万有引力定律在天文学上的应用使学生能熟练的掌握万有引力定律;

情感目标

1、通过万有引力定律在天文学上的应用使学生感受到自己能应用所学物理知识解决实际问题—天体运动。

教学建议

应用万有引力定律解决天体问题主要解决的是：天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度天文学的初步知识等。教师在备课时应了解下列问题：

1、天体表面的重力加速度是由天体的质量和半径决定的.

2、地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系：物体随地球的自转所需的向心力，是由地球对物体引力的一个分力提供的，引力的另一个分力才是通常所说的物体受到的重力.(相关内容可以参考扩展资料)

万有引力定律在天文学上的应用教学设计

教学重点：万有引力定律的应用

教学难点：地球重力加速度问题

教学方法：讨论法

教学用具：计算机

教学过程：

一、地球重力加速度

问题一：在地球上是赤道的重力加速度大还是两极的加速度大?

这个问题让学生充分讨论：

1、有的学生认为：地球上的加速度是不变化的.

2、有的学生认为：两极的重力加速度大.

3、也有的的学生认为：赤道的重力加速度大.

出现以上问题是因为：学生可能没有考虑到地球是椭球形的，也有不记得公式的等.

教师板书并讲解：

在质量为 、半径为 的地球表面上，如果忽略地球自转的影响，质量为 的物体的重力加速度 ，可以认为是由地球对它的万有引力产生的.由万有引力定律和牛顿第二定律有：

则该天体表面的重力加速度为：

由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径决定的.而又因为地球是椭球的赤道的半径大，两极的半径小，所以赤道上的重力加速度小，两极的重力加速度大.也可让学生发挥得：离地球表面的距离越大，重力加速度越小.

问题二：有1kg的物体在北京的重力大还是在上海的重力大?

这个问题有学生回答

问题三：

1、地球在作什么运动?人造地球卫星在作什么运动?

通过展示图片为学生建立清晰的图景.

2、作匀速圆周运动的向心力是谁提供的?

回答：地球与卫星间的万有引力即由牛顿第二定律得：

3、由以上可求出什么?

①卫星绕地球的线速度：

②卫星绕地球的周期：

③卫星绕地球的角速度：

教师可带领学生分析上面的公式得：

当轨道半径不变时，则卫星的周期不变、卫星的线速度不变、卫星的角速度也不变.

当卫星的角速度不变时，则卫星的轨道半径不变.

课堂练习：

1、假设火星和地球都是球体，火星的质量 和地球质量 .之比 ，火星的半径 和地球半径 之比 ，那么离火星表面 高处的重力加速度 和离地球表面 高处的重力加速度 . 之比等于多少?

解：因物体的重力来自万有引力，所以：

则该天体表面的重力加速度为：

所以：

2、若在相距甚远的两颗行星 和 的表面附近，各发射一颗卫星 和 ，测得卫星 绕行星 的周期为 ，卫星 绕行星 的周期为 ，求这两颗行星密度之比 是多大?

解：设运动半径为 ，行星质量为 ，卫星质量为 .

由万有引力定律得：

解得：

所以：

3、某星球的质量约为地球的的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高 处平抛一物体，射程为60米，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为：

A、10米 B、15米 C、90米 D、360米

解得：(A)

布置作业：

探究活动

组织学生收集资料，编写相关论文，可以参考下列题目：

1、月球有自转吗?(针对这一问题，学生会很容易回答出来，但是关于月球的自转情况却不一定很清楚，教师可以加以引伸，比如月球自转周期，为什么我们看不到月球的另一面?)

2、观察月亮

有条件的让学生观察月亮以及星体，收集相关资料，练习地理天文知识编写小论文.

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要重视观察和实验物理知识来源于实践，特别是来源于观察和实验。要认真观察物理现象，分析物理现象产生的条件和原因。要认真做好物理学生实验，学会使用仪器和处理数据，了解用实验研究问题的基本方法。要通过观察和实验，有意识地提高自己的观察能力和实验能力。

要重在理解学好物理，应该对所学的知识有确切的理解，弄清其中的道理。物理知识是在分析物理现象的基础上经过抽象、概括得来的，或者是经过推理得来的。获得知识，要有一个科学思维的过程。不重视这个过程，头脑里只剩下一些干巴巴的公式和条文，就不能真正理解知识，思维也得不到训练。要重在理解，有意识地提高自己的科学思维能力。

要学会运用知识学到的知识，要善于运用到实际中去。不注意知识的运用，你得到的知识还是死的，不丰满的，而且不能在运用中学会分析问题的方法。要在不断的运用中，扩展和加深自己的知识，学会对具体问题具体分析，提高分析和解决问题的能力。

要做好练习做练习是学习物理知识的一个环节，是运用知识的一个方面。每做一题，务求真正弄懂，务求有所收获。下面是我国物理学家严济慈先生的一段话，希望同学们能记住他的教诲。

万有引力定律在天文学上的应用教案与高中学习方法经典集锦 3

【一】

考点1：从受力确定运动情况

牛顿第二定律的内容是F=ma，这个公式搭建起了力与运动之间的关系。

我们可以通过对物体进行受力分析，研究其合外力，在通过牛顿第二定律F=ma，求出物体的加速度，进而分析物体的运动情况。

比如，求解物体在某个时刻的位移大小，速度大小，等等。

考点2：从运动情况确定受力

同样，我们也可以从运动学角度出发，通过题中的已知条件，结合匀变速直线运动的知识及公式，求解出物体的加速度a，进而再通过受力分析，来求解出某个力的大小。

比如，我们已知斜面上某物体在运动，已知某些运动条件，来求解摩擦力的大小，进而求解滑动摩擦系数μ。

您可以结合高一物理必修一的目录，来查看更多物理考点的解析。我们对考点的解析与教材目录一致，更加的简洁，也更加注重解题规律的分析与解题技巧的探究。

牛顿运动定律的基本解题步骤

(1)明确研究对象。可以以某一个物体为对象，也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为mi，对应的加速度为ai，则有：F合=m1a1+m2a2+m3a3+……+mnan对此结论的证明：分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律：∑F1=m1a1，∑F2=m2a2，……∑Fn=mnan，将以上各式等号左、右分别相加，左边所有力中，凡属于系统内力的，总是成对出现并且大小相等方向相反的，其矢量和必为零，所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和，即合外力F合。

(2)对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况(包括速度、加速度)，并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。

(3)若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则(或三角形定则)解题;若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题(注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度)。

(4)当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。另外解题中要注意临界条件的分析。凡是题目中出现“刚好”、“恰好”等字样的，往往要利用临界条件。所谓“临界”，就是物体处于两种不同的状态之间，可以认为它同时具有两种状态下的所有性质。在列方程时，要充分利用这种两重性。

【二】

考点1：共点力的平衡条件

平衡状态的定义：

如果一个物体在力的作用下保持静止或者匀速直线运动的状态，我们就说这个物体处于平衡状态。

平衡状态的条件：

在共点力作用下，物体的平衡条件是合力为零。

考点2：超重和失重

超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。

失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。

考点3：从动力学看自由落体运动

物体做自由落体运动的条件是：

1，物体是从静止开始下落的，即运动的初速度为零。

2，运动过程中它只受到重力的作用。

【同步练习题】

1.物体在共点力作用下，下列说法中正确的是()

A.物体的速度在某一时刻等于零时，物体就一定处于平衡状态

.物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态

C.物体所受合外力为零时，就一定处于平衡状态

D.物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态

解析：本题考查对平衡状态的判断，处于平衡状态的物体从运动形式上是处于静止或匀速直线运动状态，从受力上看，物体所受合外力为零.某一时刻速度为零的物体，受力不一定为零，故不一定处于平衡状态，A错误;物体相对另一物体静止时，该物体不一定静止，如当另一物体做变速运动时，该物体也做变速运动，此时物体处于非平衡状态，故B错误;C选项符合平衡条件的判断，为正确选项;物体做匀加速运动，所受合外力不为零，所以不是平衡状态，故D错误，选C.

答案：C

2.为了测量A、B两物体之间的滑动摩擦力，某同学设计了如图所示四个实验方案.在实验操作过程中，当测力计读数稳定时，认为其读数即为滑动摩擦力的大小，则测力计测得的滑动摩擦力最准确的方案是()

解析：A与B选项很难保证物体A匀速运动，D选项中测力计示数为F与摩擦力的合力，选C.

答案：C

3.一运送救灾物资的直升飞机沿水平方向匀速飞行.已知物资的总质量为m，吊运物资的悬索与竖直方向成θ角.设物资所受的空气阻力为Ff，悬索对物资的拉力为F，重力加速度为g，则()

A.Ff=mgsinθB.Ff=mgtanθ

C.F=mgcosθD.F=mgtanθ

解析：救灾物资匀速飞行，受力平衡，它受到向下的重力mg，向右的阻力Ff和沿细绳斜向上的拉力，可得Ff=mgtanθ，B项正确.

答案：B

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1、预习

高中物理与初中有差异较大，无论是从知识要求的深度和广度，还是课堂的容量上，都需要我们在上课之前对所学内容有所了解。因此，在每次上课前，花一定时间(时间长度没有限制)将课堂上所学的知识预先浏览一下，熟悉课堂上所要学习的知识，明确课堂的重点，找出自己理解上的难点，从而做到有的放矢地去听课;另外，也能培养自学能力和独立思考能力。

2、上课

上课是获取知识的重要环节，也是学习的中心环节。上课时应该注意三个问题：

(1)主动听课

在教学活动中，应以教师为主导学生为主体，学生才是学习的“主人”，如果学生能够根据老师讲课的程序积极主动地思考，在理解基础知识的基础上，对难点和重点进行推理性的思维和接受，以主动的态度去听课，积极地进行思考，努力参与到老师的课堂教学中去，那么，学习效率一定会很高。

(2)注意课堂要点

要听好课，我们应善于抓课堂的要点，上课时，我们应有意识地去注意老师讲课的重点内容。有经验的老师，总是将主要精力放在突出重点、突破难点上，进行到重要的地方，或放慢速度，重点强调;或板书纲目，仔细讲解等;对于难点，就需要我们在预习时做到心中有数，到时候注意专心听讲。总之，我们要做到“会听课”。

(3)做到听课和做笔记两不误

有的同学一上课就不停的记不停的写，结果一节课下来一点都没有听到，不知道这节课老师讲了些什么?那么，应该如何处理好听课和做笔记的关系呢?我认为，上课时，应该把主要精力放在听课上，而不是做笔记上，笔记中要记的内容应该是：课堂重点、课堂难点、课堂疑点、补充结论或例题等课本上没有的内容，并不是教师的所有板书内容。总之，我们应该有摘要、有重点地记。有的同学从来就不做笔记，这也不好，特别是对于高中物理学习是不利的。因为我们的记忆是有限的，老师讲的内容转瞬即逝，我们对知识的记忆随时间延长会逐渐遗忘，没有做笔记我们以后复习有些内容就找不到。

3、复习

有的同学只要老师一布置了作业就会马上去做，觉得完成了作业，就完成了学习任务，就掌握了知识，结果是一边做作业，一边翻课本、笔记，到头来知识没有掌握。如果能够静下心来将每课堂课所学的内容进行认真思考、回顾，在此基础上再去完成作业就会起到事半功倍的效果。心理学研究表明：知识在学习最初的两三天内遗忘是最快的，也是最多的，所以，我们只有对知识进行及时的复习才能减少遗忘达到巩固知识的目的。

4、作业

在复习的基础上，我们再做作业。做作业的目的有两个：一是巩固课堂所学的内容;二是运用课上所学来知识解决一些具体的实际问题。因此，做作业时，应该认真对待，独立完成，积极思考，注意总结。应该明确“做题的目的是提高对知识的掌握水平”，切忌“为了做题而做题”。

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(1)实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。作为填空题，数值、单位、方向或正负号都应填全面;作为作图题：①对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。②对电学实物图，则电表量程、正负极性，电流表内、外接法，变阻器接法，滑动触头位置都应考虑周全。③对光路图不能漏箭头，要正确使用虚、实线，各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位;实物连接图一定要先画出电路图(仪器位置要对应);各种作图及连线要先用铅笔(有利于修改)，最后用黑色签字笔涂黑。

(2)常规实验题：主要考查课本实验，几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析，解答常规实验题时，这种题目考得比较细，要在细、实、全上下足功夫。

(3)设计型实验重在考查实验的原理。要求同学们能审清题意，明确实验目的，应用迁移能力，联想相关实验原理。一定要强调四性(科学性、安全性、准确性、简便性)，如在设计电学实验时，要把安全性放在第一位，同时还要尽可能减小实验的误差，避免出现大量程测量小数值的情况。