1、廣州市物理高一教研活動(dòng)資料第三章 萬(wàn)有引力定律難點(diǎn)突破廣州越秀外國(guó)語(yǔ)學(xué)校 謝肖霞一、廣東高考模式改變前后的對(duì)比1、2006年-2011年高考物理試題萬(wàn)有引力定律部分（2006年第17題）宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用。已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為 R 的圓軌道上運(yùn)行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行。設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為m。 （1）試求第一種形式下，星體運(yùn)動(dòng)的線速度和周期。 （2）假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周

2、期相同，第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少（2007年第16題）土星周圍有許多大小不等的巖石顆粒，其繞土星的運(yùn)動(dòng)可視為圓周運(yùn)動(dòng)。其中有兩個(gè)巖石顆粒A和B與土星中心距離分別位rA=8.0104km和rB=1.2105km。忽略所有巖石顆粒間的相互作用。（結(jié)果可用根式表示）（1）求巖石顆粒A和B的線速度之比。（2）求巖石顆粒A和B的周期之比。（3）土星探測(cè)器上有一物體，在地球上重為10N，推算出他在距土星中心3.2105km處受到土星的引力為0.38N。已知地球半徑為6.4103km，請(qǐng)估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的多少倍？解：（本題考查考生對(duì)天體運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解,考查理解能力、推理能力和應(yīng)用數(shù)

3、學(xué)處理物理問(wèn)題的能力.）解:（1）設(shè)土星質(zhì)量為M0,顆粒質(zhì)量為m,顆粒距土星中心距離為r,線速度為v,根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律: 解得:。對(duì)于A、B兩顆粒分別有: 和，得: （2）設(shè)顆粒繞土星作圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén),則: 對(duì)于A、B兩顆粒分別有: 和 得: （3）設(shè)地球質(zhì)量為M,地球半徑為r0,地球上物體的重力可視為萬(wàn)有引力,探測(cè)器上物體質(zhì)量為m0,在地球表面重力為G0,距土星中心r0/=km處的引力為G0,根據(jù)萬(wàn)有引力定律: 由得： (倍) （2008年第12題）圖是“嫦娥一號(hào)奔月”示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過(guò)自帶的小型火箭多次變軌，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開(kāi)展對(duì)

4、月球的探測(cè)，下列說(shuō)法正確的是A發(fā)射“嫦娥一號(hào)”的速度必須達(dá)到第三宇宙速度B在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)C衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比D在繞圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力答案：C（2009年第5題）發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)星以一定的速度送入預(yù)定軌道，發(fā)射場(chǎng)一般選擇在盡可能靠近赤道的地方，如圖2這樣選址的優(yōu)點(diǎn)是，在赤道附近A地球的引力較大 B地球自轉(zhuǎn)線速度較C重力加速度較大 D地球自轉(zhuǎn)角速度較大答案：B（2010年第20題）答案：BD（2011年第20題）已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G，有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是（

5、 ）A、衛(wèi)星距地面的高度為 B、衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C、衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為D、衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度答案：BD2、難度降低了從2007-2011年的試題我們可以看到萬(wàn)有引力定律考試的絕對(duì)難度降低了。3、題型改變了X科從2005-2007年都以計(jì)算題的形式出現(xiàn)，2008-2011年以選擇題的形式出現(xiàn)。4、生源變化了 去年全省61萬(wàn)考生，選擇理科的學(xué)生29萬(wàn)人。有的學(xué)校原來(lái)只有幾個(gè)人十幾個(gè)人選物理，現(xiàn)在有兩個(gè)班三個(gè)班的學(xué)生選理科。也就是說(shuō)現(xiàn)在高一的學(xué)生將來(lái)有三分之一到二分之一的學(xué)生學(xué)物理，所以學(xué)好必修模塊的基礎(chǔ)知識(shí)就顯得很重要了。學(xué)物理的學(xué)生人數(shù)變多了，生

6、源的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大變化，很多老師會(huì)感覺(jué)到學(xué)生的物理思維差了、計(jì)算能力差了、厭學(xué)的學(xué)生多了。既然我們的教學(xué)對(duì)象改變了，我們的教學(xué)方式也要有相應(yīng)的改變。這點(diǎn)應(yīng)該值得大家去深思。5、2011年高考的典型錯(cuò)誤：錯(cuò)選A有25.66%：衛(wèi)星距地面的高度誤認(rèn)為是衛(wèi)星的軌道半徑。錯(cuò)選C有25.77%：誤認(rèn)為地球的半徑是萬(wàn)有引力公式里兩個(gè)物體之間的距離。從這些典型的錯(cuò)誤里我們可以看出，學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固。還有就是我們高三的復(fù)習(xí)一定要回歸課本,A答案是課本資料活頁(yè)的內(nèi)容。二、得分率2008年第12題:0.892009年第5題：0.792010年第20題：0.682011年第20題：0.49得分率為什么逐年

7、降低呢？特別是2010年，基礎(chǔ)的題目為什么得分率不高？這從另外的側(cè)面反映出生源變化對(duì)高考的影響。2010年和2011年萬(wàn)有引力定律試題在當(dāng)年的選擇題的得分率都是最低，個(gè)人認(rèn)為：1、 這部分的知識(shí)離學(xué)生的生活比較遠(yuǎn)，學(xué)生感覺(jué)陌生，造成一定的畏難情緒。2、 這部分的公式較多，學(xué)生反映記不住，在最后階段沒(méi)有辦法面面俱到的情況下會(huì)首先選擇放棄這部分知識(shí)?？荚嚂r(shí)間比較緊，三科合卷學(xué)生的思維轉(zhuǎn)換有難度。3、 學(xué)生最怕做2011年這種只給出字母推導(dǎo)結(jié)論的題目，往往審題不清，推導(dǎo)的過(guò)程中容易出錯(cuò)。三、萬(wàn)有引力定律教學(xué)建議通過(guò)上面對(duì)前幾年的考題分析后，我們?cè)谌f(wàn)有引力定律部分的教學(xué)中需要注意：第一、要重視物理學(xué)史

8、部分的內(nèi)容，可以采用學(xué)案導(dǎo)學(xué)的方式讓學(xué)生回家上網(wǎng)查找相關(guān)的知識(shí)，課堂上可以采用知識(shí)競(jìng)賽的形式進(jìn)行這部分的教學(xué)。第二、這部分的教學(xué)可以上網(wǎng)搜索“神州八號(hào)飛船”發(fā)射、“天宮一號(hào)”的發(fā)射等視頻給學(xué)生看，創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生感受到這部分知識(shí)離我們的生活也很近、多點(diǎn)形象的感知，讓學(xué)生克服陌生感、克服畏難情緒。第三、要教會(huì)學(xué)生抓住和推導(dǎo)出其它的式子，在理解中推導(dǎo)和記憶會(huì)記得牢。第四、抓住萬(wàn)有引力定律解題的兩個(gè)思路。1、本章的重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：1、萬(wàn)有引力定律及其建立過(guò)程。2、人造衛(wèi)星環(huán)繞速度和天體的質(zhì)量的計(jì)算。難點(diǎn)：1、萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。2、如何突破難點(diǎn)：一、萬(wàn)有引力定律的建立過(guò)程的教學(xué)設(shè)計(jì) 建議在教學(xué)中

9、，通過(guò)啟發(fā)式的設(shè)問(wèn)，激發(fā)學(xué)生的興趣與想像力，體會(huì)科學(xué)家們實(shí)事求是的態(tài)度、勇于探索的科學(xué)精神推動(dòng)了認(rèn)識(shí)發(fā)展。 （一） 人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程 （二）追尋牛頓的足跡萬(wàn)有引力思考的過(guò)程 蘋(píng)果為什么會(huì)落地？受重力作用相對(duì)地面靜止月球?yàn)槭裁床宦涞?？若月球不受?它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)若月球受重力，但沒(méi)有切向速度 月球?qū)⒙涞卦虑蚴艿厍虻囊?向心力 月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)蘋(píng)果也可能不落地蘋(píng)果繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)受重力作用，水平拋出的速度足夠大 猜想蘋(píng)果所受的重力和月球所受的引力可能是同一性質(zhì)的力 這個(gè)引力是行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)所需要的向心力重力和天體之間的引力可能是同一性質(zhì)的力猜想（三）月地檢驗(yàn) ：這個(gè)大膽的想法如何由事實(shí)檢驗(yàn)？ 用數(shù)據(jù)說(shuō)明上述設(shè)想的正確性，牛頓的大膽設(shè)想經(jīng)受了事實(shí)的檢驗(yàn)。至此，平方反比律已經(jīng)擴(kuò)展到太陽(yáng)與行星間、地球與月球間、地球