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物理教案-行星、恒星、星系和宇宙

物理教案-行星、恒星、星系和宇宙

教學目標 
知識目標
了解行星、恒星和星系等概念,知道宇宙的幾個主要天體層次;

能力目標
通過萬有引力定律在這些星系中的應用,使學生了解地球、太陽系、銀河系等的運行;

情感目標
了解宇宙大爆炸理論是解釋宇宙起源的一種學說,引導學生去探索神秘的宇宙.

 

教學設計方案
教學重點:應用萬有引力定律

教學難點 :天文學知識

教學方法:自學與講授

教學用具:多媒體和計算機

教學過程 

問題:教師用計算機展示圖片:

1、圍繞地球作勻速圓周運動的星是什么星?誰提供的向心力?

回答:是地球的衛星,是地球與衛星間的萬有引力提供的.

這是第一層.(地球的衛星包括月亮,地球是行星)

教師用計算機展示圖片:

2、太陽系中有幾大行星在繞太陽作勻速圓周運動?是誰提供的向心力?

回答:有九大行星,它們依次是:水星、金星、地球、火星、土星、木星、天王星、海王星、冥王星.

(其中海王星和冥王星都是用萬有引力定律找到的,太陽是恒星.)

教師用計算機展示圖片:

3、太陽系又在什么范圍內呢?

回答:在銀河系.

4、請學生解決下列問題:

典型例題1:在研究宇宙發展演變的理論中,有一種學說叫做“宇宙膨脹說”,這種學說認為萬有引力恒量G在緩慢地減小.根據這一理論,在很久很久以前,太陽系中地球的公轉情況與現在相比:
A、公轉半徑 變大 B、公轉周期 變小

C、公轉速率 變大 D、公轉角速度 變大

解:根據“宇宙膨脹說”,宇宙是由一個大爆炸的火球開始形成的,大爆炸后各星球即以不同的速度向外運動,這種學說認為地球離太陽的距離逐漸增加,即公轉半徑逐漸增大,A答案錯誤.又因為地球以太陽為中心作勻速圓周運動,

由牛頓第二定律得:

解得: 

減小時, 增加時,公轉速度逐漸減小.

由公式  又知T逐漸增加,故正確答案為B、C.

典型例題2:天文學家根據天文觀察宣布了下列研究成果:銀河系中心可能存在一個大黑洞,距黑洞60億千米的星體以2000km/s的速度繞其旋轉;接近黑洞的所有物質,即使速度等于光速也被黑洞吸入.

求:

1、“黑洞”的質量.

2、試計算黑洞的最大半徑.

解:

1、由萬有引力定律得:

 

解得: =3.6×1035kg

2、由題目:接近黑洞的所有物質,即使速度等于光速也被黑洞吸入.而脫離速度等于其環繞黑洞運行的第一宇宙速度的 倍.

得:

解得: =5.3×108m

布置作業 :

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