行星、恒星、星系和宇宙

教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
　　了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的幾個(gè)主要天體層次；

能力目標(biāo)
　　通過(guò)萬(wàn)有引力定律在這些星系中的應(yīng)用，使學(xué)生了解地球、太陽(yáng)系、銀河系等的運(yùn)行；

情感目標(biāo)
　　了解宇宙大爆炸理論是解釋宇宙起源的一種學(xué)說(shuō)，引導(dǎo)學(xué)生去探索神秘的宇宙.

 

教學(xué)設(shè)計(jì)方案
教學(xué)重點(diǎn)：應(yīng)用萬(wàn)有引力定律

教學(xué)難點(diǎn)：天文學(xué)知識(shí)

教學(xué)方法：自學(xué)與講授

教學(xué)用具：多媒體和計(jì)算機(jī)

教學(xué)過(guò)程：

問(wèn)題：教師用計(jì)算機(jī)展示圖片：

　　1、圍繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的星是什么星？誰(shuí)提供的向心力？

　　回答：是地球的衛(wèi)星，是地球與衛(wèi)星間的萬(wàn)有引力提供的．

　　這是第一層．（地球的衛(wèi)星包括月亮，地球是行星）

　　教師用計(jì)算機(jī)展示圖片：

　　2、太陽(yáng)系中有幾大行星在繞太陽(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)？是誰(shuí)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(wàn)有引力定律找到的，太陽(yáng)是恒星．）

　　教師用計(jì)算機(jī)展示圖片：

　　3、太陽(yáng)系又在什么范圍內(nèi)呢？

　　回答：在銀河系．

　　4、請(qǐng)學(xué)生解決下列問(wèn)題：

　　典型例題1：在研究宇宙發(fā)展演變的理論中，有一種學(xué)說(shuō)叫做“宇宙膨脹說(shuō)”，這種學(xué)說(shuō)認(rèn)為萬(wàn)有引力恒量G在緩慢地減�。�根據(jù)這一理論，在很久很久以前，太陽(yáng)系中地球的公轉(zhuǎn)情況與現(xiàn)在相比：
　A、公轉(zhuǎn)半徑 變大　　B、公轉(zhuǎn)周期 變小

　　C、公轉(zhuǎn)速率 變大　　D、公轉(zhuǎn)角速度 變大

　　解：根據(jù)“宇宙膨脹說(shuō)”，宇宙是由一個(gè)大爆炸的火球開(kāi)始形成的，大爆炸后各星球即以不同的速度向外運(yùn)動(dòng)，這種學(xué)說(shuō)認(rèn)為地球離太陽(yáng)的距離逐漸增加，即公轉(zhuǎn)半徑逐漸增大，A答案錯(cuò)誤．又因?yàn)榈厍蛞蕴��?yáng)為中心作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

　　由牛頓第二定律得：



　　解得：

　　當(dāng) 減小時(shí)， 增加時(shí)，公轉(zhuǎn)速度逐漸減�。�

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

　　求：

　　1、“黑洞”的質(zhì)量．

　　2、試計(jì)算黑洞的最大半徑．

　　解：

　　1、由萬(wàn)有引力定律得：



　　解得： =3.6×10³⁵kg

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

　　得：

　　解得： =５.３×10⁸m

布置作業(yè)：

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