2019-2020高中物理第三章万有引力定律及其应用核心素养评价案例课件粤教版必修2 15页

核心素养评价案例 第三章 【 核心素养 · 样题示范 】 情境　我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后 , 与已经在轨运行的“天宫二号”空间实验室成功对接形成组合体。假设组合体在距地面高度为 h 的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动 , 已知地球质量为 M 、组合体质量为 m 、地球的半径为 R 、地球表面处重力加速度为 g, 且不考虑地球自转的影响。 设问 (1) 求地球对该组合体万有引力 F 的大小 ( 用 m,g 、 R 和 h 表示 ) 。 (2) 求该组合体运行的线速度 v 的大小。 (3) 在太空失重的环境中 , 可以做很多有趣的实验 , 你认为在“天宫二号”空间实验室中可进行哪些物理小实验 ? 请写出 1 个实验。 【 解析 】 (1) 由万有引力定律可得 : F= = ① 在地球的表面为 :mg= ② 所以 :F= ③ (2) 根据组合体绕地球运行 , 万有引力做向心力可得 : = ④ 所以 , 运行线速度为 :v= ⑤ 联立②⑤得 :v=R · ⑥ (3) 实验 : 测物体的质量实验方案 : 利用力传感器测出 物体受到的合外力 F, 由加速度传感器测出物体运动 的加速度 a, 根据牛顿第二定律可得 :m= 答案 : (1) 　 (2)R · (3) 见解析 【 案例评析 · 素养任务 】 【 素养及质量水平评析 】 设问 (1): 科学思维 —— 水平 2 能在熟悉的“高空圆轨道”的转动情境中 , 应用所学过的常见的万有引力提供向心力模型。 设问 (2): 科学思维 —— 水平 3 能在熟悉的问题情境中根据万有引力提供向心力 , 选用所学过的恰当的两个过程模型 —— 匀速圆周运动和黄金代换 , 通过推理 , 获得结论。 设问 (3): 科学探究 —— 水平 2 科学态度与责任 —— 水平 3 能对常见的“失重环境”问题进行分析 , 提出问题。根据已有的科学探究方案和基本的器材获得数据。形成较强地学习和研究物理的兴趣 , 提升社会责任感。 【 素养达成任务要求 】 设问 (1): 任务 1:“ 组合体”做匀速圆周运动时 , 由什么力提供向心力 ? 提示 : 万有引力提供向心力。 任务 2: 地球表面物体所受的重力与万有引力有什么关系 ? 提示 : 相等。 设问 (2): 任务 : 组合体和地球之间的作用力遵循的物理规律是什么 ? 提示 : 万有引力定律。 设问 (3): 任务 1: 失重状态下 , 物体的受力有什么特点 ? 提示 : 物体所受的重力完全用来提供其做圆周运动的向心力。 任务 2: 在失重状态下 , 适合做哪些实验 ? 提示 : 适合做与物体间相互作用有关的实验 , 与重力有关的物理学实验 : 如自由落体运动、平抛运动等不能实现。