2016-2017学年高中物理必修二学案(29份)

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2016-2017学年高中物理人教版必修2学案打包 Word版含解析
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 1+2 追寻守恒量——能量 功 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第六章 1 行星的运动 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第六章 2-3 太阳与行星间的引力 万有引力定律 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第六章 4 万有引力理论的成就 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第六章 5 宇宙航行 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第六章 6 习题课:天体运动 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第六章 7 经典力学的局限性 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第六章 万有引力与航天 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 10 机械能守恒定律 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 11 习题课:机械能守恒定律 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 12 实验:验证机械能守恒定律 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 13 能量守恒定律与能源 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 3 功率 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 4 习题课:功、功率 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 5 重力势能 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 6 探究弹性势能的表达式 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 7 实验:探究功与速度变化的关系 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 8 动能和动能定理 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 9 习题课:动能定理 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第七章 机械能守恒定律 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第五章 1 曲线运动 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第五章 2 习题课:曲线运动 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第五章 3 平抛运动 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第五章 4 实验:研究平抛运动 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第五章 5 圆周运动 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第五章 6 向心加速度 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第五章 7 向心力 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第五章 8 生活中的圆周运动 Word版含解析.docx
2016-2017学年高中物理人教版必修2学案:第五章 曲线运动 Word版含解析.docx
  学案2 太阳与行星间的引力
  学案3 万有引力定律
  [学习目标定位] 1.知道行星绕太阳运动的原因是太阳对行星有吸引力.2.能根据开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式,体会逻辑推理在物理学中的重要性.3.知道地球上的重物下落运动与天体运动的统一性.4.理解万有引力定律,会用万有引力定律分析简单问题.
  一、太阳与行星间的引力
  1.模型简化:行星以太阳为圆心做匀速圆周运动,太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力.
  2.太阳对行星的引力:F=mv2r=m2πrT2•1r=4π2mrT2,利用开普勒第三定律r3T2=k,消去周期T可得F∝mr2.
  3.行星对太阳的引力:太阳与行星的地位相同,因此行星对太阳的引力和太阳对行星的引力规律相同,即F′∝Mr2.
  4.太阳与行星间的引力:根据牛顿第三定律F=F′,又由于F∝mr2、F′∝mr2,则有F∝Mmr2,写成等式有F=GMmr2.式中G为比例系数.
  二、月—地检验
  1.月—地检验的基本思想是如果重力和星体间的引力是同一性质的力,都与距离的二次方成反比,那么,由于月心到地心的距离约为地球半径的60倍,所以月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该大约是它在地面附近下落时的加速度的1602.
  2.根据观察得到的月球绕地球运转周期T及半径r,月球的向心加速度可由a=4π2rT2算出.
  3.计算结果与猜想符合很好,即地面物体受地球引力与地球对月球的引力遵从相同的规律.
  三、万有引力定律
  1.内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比.
  2.表达式:F=Gm1m2r2
  式中质量的单位用kg,距离的单位用m,力的单位用N,G是比例系数,叫做引力常量,适用于任何两个物体.
  3.引力常量
  在万有引力定律发现100多年后,由卡文迪许用扭秤实验测定出引力常量.G=6.67×10-11 N•m2/kg2.引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的最早证据.
  一、太阳与行星间的引力
  [问题设计]
  若行星的质量为m,行星到太阳的距离为r,行星运行周期为T.则行星需要的向心力的大小如何表示?
  答案 行星需要的向心力F=4π2mrT2
  [要点提炼]
  1.两个理想化模型
  在公式F=GMmr2的推导过程中,我们用到了两个理想化模型
  (1)将行星的椭圆运动看成匀速圆周运动.
  (2)将天体看成质点,且质量集中在球心上.
  2.推导过程:
  二、月—地检验
  [问题设计]
  月—地检验的验证原理是怎样的?
  答案 假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力,同样遵从“平方反比”的规律,那么,由于月球轨道半径约为地球半径(苹果到地心的距离)的60倍,所以月学案1 行星的运动
  [学习目标定位] 1.了解地心说和日心说两种不同的观点.2.理解开普勒行星运动三定律,并能初步运用开普勒行星运动定律解决一些简单问题.
  一、两种对立的学说
  1.地心说:地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动.
  2.日心说:太阳是宇宙的中心,是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动.
  3.局限性:都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动.但开普勒计算所得数据和丹麦天文学家第谷的观测数据不符.
  二、开普勒行星运动定律
  1.第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在这些椭圆的一个焦点上.
  2.第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积.
  3.第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等.其表达式为a3T2=k,其中a是椭圆轨道的半长轴,T是行星绕太阳公转的周期,k是一个对所有行星都相同的常量.
  一、地心说和日心说
  [问题设计]
  我们经常看到太阳自地球东方升起,又落到地球西方,也就是说,我们看到的现象似乎是太阳绕地球转,这正是古代人们对天体运动存在的一种看法——地心说,你知道古代人们对天体运动还存在什么观点吗?
  答案 日心说,即认为太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动.
  [要点提炼]
  1.地心说
  (1)地球是宇宙的中心,是静止不动的;(2)太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动;(3)地心说的代表人物是古希腊科学家托勒密.
  2.日心说
  (1)宇宙的中心是太阳,所有行星都绕太阳做匀速圆周运动;(2)地球是绕太阳旋转的行星,月球是绕地球旋转的卫星,它绕地球做匀速圆周运动,同时还跟地球一起绕太阳旋转;(3)天体不动,因为地球每天自西向东自转一周,造成天体每天东升西落的现象;(4)日心说的代表人物是哥白尼.
  二、开普勒行星运动定律
  [问题设计]
  1.古人认为天体做什么运动?开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的?
  答案 古人认为天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动.开普勒认为行星做椭圆运动.他发现假设行星做匀速圆周运动,计算所得的数据与观测数据不符,只有认为行星做椭圆运动,才能解释这种差别.
  2.开普勒行星运动定律在哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律?
  答案 从行星运动轨道、行星运动的线速度变化以及轨道与周期的关系三方面揭示了行星运动的规律.
  [要点提炼]
  对开普勒三定律的理解
  1.开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕地球的运动.
  2.由开普勒第二定律知:当离太阳比较近时,行星运行的速度比较快,而离太阳比较远时,行星运行的速度比较慢.
  3.在开普勒第三定律中,所有行星绕太阳转动的k值均相同;但对不同的天体系统k值不相同.k值的大小由系统的中心天体决定.
  三、中学阶段对天体运动的处理方法
  由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近,因此,在中学阶段的研究中可以按圆轨道处理,开普勒三定律就可以这样表述:
  1.行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在圆心;
  学案4 万有引力理论的成就
  [学习目标定位] 1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用.2.理解“计算天体质量”的基本思路.3.掌握运用万有引力定律和圆周运动知识分析天体运动问题的思路.
  一、计算天体的质量
  1.地球质量的计算
  利用地球表面的物体,不考虑地球自转的影响,则mg=GMmR2,所以M=gR2G,由于g、R已经测出,因此可计算出地球的质量.
  2.太阳质量的计算
  行星围绕太阳的运动可以看成是匀速圆周运动,其向心力由太阳对行星的引力提供,因此有GMmr2=mr4π2T2,测出行星的公转周期T和它与太阳的距离r,就可以算出太阳的质量M=4π2r3GT2.
  3.其他行星质量的计算
  与计算太阳质量类似,若已知卫星绕行星运动的周期T和卫星与行星之间的距离r,可计算行星的质量M,公式是M=4π2r3GT2.
  二、发现未知天体
  1.海王星的发现
  英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶,根据天王星的观测资料,各自独立地利用万有引力定律计算出天王星轨道外面“新”行星的轨道.1846年9月23日晚,德国的伽勒在勒维耶预言的位置发现了这颗行星——海王星.
  2.其他天体的发现:近100年来,人们在海王星的轨道之外又发现了冥王星、阋神星等几个较大的天体.
  一、“称量”地球质量
  [问题设计]
  1.卡文迪许在实验室测量出了引力常量G的值,从而“称量”出了地球的质量,你知道他是怎样“称量”地球质量的吗?
  答案 若忽略地球自转的影响,在地球表面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力,即mg=GMmR2,所以有M=gR2G,只要测出G,便可“称量”地球的质量.
  2.设地面附近的重力加速度g=9.8 m/s2,地球半径R=6.4×106 m,引力常量G=6.67×10-11 N•m2/kg2,试估算地球的质量.
  答案 M=gR2G=9.8×6.4×10626.67×10-11 kg≈6.0×1024 kg
  [要点提炼]
  1.地球质量的计算
  在地面上,忽略地球自转的影响,由mg=GMmR2可以求得地球的质量:M=gR2G.
  2.其他星球质量的计算
  若已知天体的半径R和天体表面的重力加速度g,与地球质量的计算方法类似,即可计算出此天体的质量M=gR2G.
  二、计算天体的质量和密度
  [问题设计]
  1.我们知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力是由它们之间的万有引力提供的,如果我们要“称量”出太阳的质量,应该知道哪些条件?
  答案 由GMmr2=4π2T2mr知M=4π2r3GT2,由此可知需要知道某行星的公转周期T和它与太阳的距离r.
  2.天体质量及半径求出后,如何得到天体的平均密度?
  答案 知道天体的半径,则可由ρ=MV得到天体的密度

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