行星、恒星、星系和宇宙

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：

　　當 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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