文档介绍：南京市 《万有引力与航天》 《机械能守恒定律》 集体备课
《万有引力与航天》
《万有引力与航天》是中学物理教学的理想章节。一方面,教学难度、考试难度不大,另一方面,是对学生进行科学思想教育和物理文化渗透的良好载体。所以,教学中,要多开发适合学生口味的外围产品,如小故事、小插曲、有深度的名人名言、适当的哲学思考等。
总之,通过本章教学,我们要展现牛顿力学的神奇、引发学生对牛顿的个人崇拜,以达到在新的高考政策下吸引更多的最优秀人才选秀物理的目的。
《行星的运动》
重点介绍托勒密——哥白尼——开普勒三种理论中体现出的两次思想解放。
地心说到日心说:人类的认识超越了自身,从以地球(自己)为中心到以太阳为中心,是世界观的一次飞跃;科学战胜了宗教,是哲学观的一次飞跃。
圆轨道到椭圆轨道:否定了人们心中最完美的圆,是理智战胜了情感;坚守第谷的观测数据,质疑几乎被神话的哥白尼,展现了不惧权威的勇气;从太阳中心说到宇宙无中心,是世界观的又一次飞跃。
对传统的不断超越,实质是辩证唯物思想的不断胜利。
德布罗意:“我们是波!”
《太阳与行星间的引力》《万有引力定律》
一、注重让学生体验科学思维过程
猜想:太阳与行星间引力与天体间距离有关。
模型:将椭圆简化成圆(牛顿是用椭圆推导)
推演:由牛顿第二定律和开普勒定律导出
牛顿第三定律:导出行星对太阳的引力大小
由天体地位的平等性:导出引力大小
二、注重展现科学精神(实践的检验)
1、只是太阳与行星间的引力,需要推广检验:“月—地检验”,证明太阳与行星间,地球、物体、月球间的引力是同一性质的力。
2、这还不算“万有”。决定性检验:“卡文迪许扭秤实验”。测定引力恒量G的意义不仅在于G是力学中最重要的恒量,还在于为人们提供了一种验证万有引力定律的方法,任意不同的物体都能测出相同的G,证明了万有引力定律的普适性。
《万有引力理论的成就》《宇宙航行》
1、注意帮助学生树立轨道意识
轨道的同一性:同一轨道上所有天体的运行参数(v、ω、T、a)全都相同;轨道的连续性。
掌握了连续性,才能理解量子化;树立了轨道意识,才能体会量子力学抛弃轨道概念的思想解放意义。
2、注意帮助学生树立物理量的意识 符号只是物理量的表示方法,更重要的是物理量的含义,同一符号可以表示不同的物理量。 本章中最典型的就是R:质心间的距离;天体轨道的半长轴;天体半径。 只有在卫星绕球状天体贴地飞行时,三个R的数值才相等。
3、成就介绍,使学生体验科学的魅力,引发向往
发现海王星的故事(教材上的介绍还不够戏剧性)。
嫦娥工程:“嫦娥一号”探月卫星的发射、变轨、入轨、撞击。
北斗工程:中国独立发展的具有交互功能的全球卫星定位导航系统(内含3颗同步卫星)。
神秘的黑洞:黑洞的视半径计算,黑洞的演化。
劳厄:“没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道计算那样,如此有力地树立起人们对年轻的物理学家的尊敬。从此以后,这门自然科学成了巨大的精神王国······”(教材第40页)
我们要的不仅是尊敬,而是学生的崇拜!
《经典力学的局限性》
1、简述经典物理学历史成就(先扬后抑)
以牛顿、麦克斯韦为代表的物理学大师共同建立的经典物理学先后开创了人类历史上的蒸汽时代和电气化时代,上天入地无所不能,被几乎所有的人(包括绝大多数物理学家)认为是永恒的真理。
自然和自然的法则在黑暗中隐藏;上帝说,让牛顿去吧!于是一切都被照亮。
——蒲柏(英国诗人)
自然和自然的法则在黑暗中隐藏;上帝说,让牛顿去吧!于是一切都被照亮。
魔鬼说,让爱因斯坦去吧!于是一切又回到黑暗中。
介绍经典物理学的三大局限领域:高速,微观,强引力。而对三大领域的研究和突破,催生了和经典物理学同样伟大的相对论和量子力学。