2019-2020年高中物理 5.4物理学—人类文明进步的阶梯 学案 粤教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 5.4物理学人类文明进步的阶梯 学案 粤教版必修2【学习目标】知识与技能：1、了解物理学与自然科学其他领域的关系，知道物理学的研究成果和研究方法对自然科学的影响和促进作用。2、了解物理学对现代科学技术发展的推动，体会物理学的巨大影响和作用。3、了解物理学对人类社会文明发展的推动，体验物理学对人类社会生活的影响过程与方法：1、举例说明物理学的研究成果和方法对自然科学其他领域的影响和作用，体会物理学对自然科学发展所起的重要作用2、列举物理学理论转化为高新技术成果的具体实例，体会物理学对科学技术的推动 情感、态度与价值观： 1、通过了解人类借助自然科学认识世界，改造世界，创造美好生活的“事迹” ，激发对前人的敬仰，对科学的兴趣和对理想的憧憬 2、通过呈现物理学对推动人类社会文明的进步，更深刻感犟物理学的价值促进情感的迁移和人性的完善，进而无限地热爱“物理世界”【学习重点】1、物理学的进展是人类思维进步的阶梯。2、展示物理学成果和方法对其它学科的影响，体现物理学的博大精深。【知识要点】物理学对人类文明的影响可以从三个方面把握理解.1.物理学是基础自然科学.物理学的研究成果和研究方法直接应用于化学、生物、地理、气象等自然科学，大大加速了自然科学的发展和分化独立，甚至形成了新的独立学科或分支学科.如天体物理学、空间物理学、地球物理学、流体力学、生物物理、物理化学、量子化学等等，使人们更全面地探索、认识自然界的规律.2.物理学几乎是一切工程科学的基础.物理学的成就直接发展了各种各样的工程技术，形成了今天门类齐全、多样的工业体系.今天的许多高新技术也仍然是以物理学的研究成果为基础的.这些工程技术的发展应用，极大地提高了社会生产力水平，改变了人类的生活、生产方式，创造了辉煌的物质文明.比如，机械、建筑科学就是经典力学原理的实际运用.今天的电力、电子工业是电磁学发展的结果，光学特别是激光技术使得光纤通信、互联网、激光医学等蓬勃发展，在万有引力定律基础上发展起来的航天技术使得人类的足迹不断地向宇宙深处延伸.3.物理学在自身的发展进步中积累的思想方法是人类思想领域的瑰宝.这些思想方法和物理学的研究成就一道在改善人们的生产、生活条件的同时，也改变着人们的思维方式，指引着人们破除迷信、消除愚昧、尊重客观事实、尊重科学，不断追求真、善、美，推动人类文明的车轮滚滚向前.人类社会历史上的几次工业革命都是以物理学的重大成果为基础的.牛顿力学、热学的发展导致了第一次工业革命，使人类进入蒸汽机时代，解放了人的体力.电磁技术的突破性成就迎来了第二次工业革命，人类进入了电气化时代.量子理论、相对论使得核物理学取得重大突破，引发了第三次工业革命，人类进入了原子能时代.物理学的基础性、技术性、思想性使之成为推动人类文明进步的重要力量.【典型例题】 一、例题评析【例1】、作为中国人应该认识一些我们自己的物理学家，比如被称为“中国原子之父”的科学家是（ ）A、钱学森 B、钱三强 C、钱伟长 D、邓稼先【分析】：20世纪中期，许多当年在国际上享有声誉的物理学家回到祖国，并为国家的建设作出了重大贡献，以下四位便是他们中的杰出代表。钱学森，1934年毕业于上海交通大学。1935年赴美留学，1938年在加利福尼亚理工学院著名专家冯卡门的指导下获得博士学位。1943年，他与马林纳合作完成的研究报告远程火箭的评论与初步分析，为美国40年代研制成功地对地导弹和探空火箭奠定了理论基础。此后，钱学森又在超高速及跨音速空气动力学、薄壳稳定理论方面对航空工程理论有许多开创性的贡献。他和卡门一起提出的高速音速流动理论，为飞行器克服音障和热障提供了依据，以他和卡门名字命名的卡门钱学森公式成为空气动力计算上的权威公式，并被用于高亚音速飞机的气动设计。由于他对火箭技术理论卓有建树，并于1949年提出核火箭的功能设想，因而在当时被公认为火箭技术方面的权威学者。钱伟长，1935年毕业于清华大学物理系，1942年在加拿大多伦多大学获得应用数学博士学位。他在科学理论和工程技术上都有许多开创性的成就，他的一些学术理论分别被国际学术界誉为“钱伟长方程”和“钱伟长法”，迄今已出版20余部学术专著，在国内外发表200余篇学术论文。钱伟长先生从1946年起任清华大学教授，从教半个世纪，1983年起在上海从事教育活动至今已20年。钱三强，1936年毕业于清华大学物理系，后赴法国巴黎大学居里实验室和法兰西学院原子核化学实验室从事原子核物理研究工作，获博士学位，1946年获法国科学院享利德巴微物理学奖金。1948年回国，历任清华大学物理系教授，中国科学院原子能所所长，中国科学院副院长，中国物理学会理事长，1992年逝世。中国原子能事业的开拓者和奠基人之一，为第一颗原子弹和氢弹的研制成功作出重要贡献，为氢弹研制作了理论准备。邓稼先，1945年毕业于西南联合大学。1950年获美国普度大学物理学博士学位。中国核工业部研究员。1958年以来组织领导开展了爆轰物理、流体力学、状态方程、中子输运等基础理论研究，对原子弹的物理过程进行了大量模拟计算和分析，从而迈开了中国独立研究设计核武器的第一步。领导完成了中国第一颗原子弹的理念方案并参与指导核试验前的爆轰模拟试验。组织领导了氢弹设计原理、选定技术途径的研究，组织领导并亲自参与了1967年中国第一颗氢弹的研制与试验工作。通过以上资料，我们可看出，答案应该是B。【例2】、以下高新技术与物理学密不可分的是（ ） A、空间技术 B、现代通信技术 C、激光技术 D、现代医疗技术【分析】：空间技术、现代通信技术、激光技术这里从略，对现代医疗技术，比如核磁共振技术（CT），X光透视，B超，各种治疗仪和疾病检验设备等，都与物理学密不可分，故选A、B、C、D。【达标训练】 1下列说法符合史实的是( )A牛顿发现了行星的运动规律B开普勒发现了万有引力定律C卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量D牛顿发现了海王星和冥王星2. 下列说法正确的是（ ）A. 第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度B. 第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度C. 如果需要，地球同步通讯卫星可以定点在地球上空的任何一点D. 地球同步通讯卫星的轨道可以是圆的也可以是椭圆的3. 关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（ ）A. 轨道半径越大，速度越小，周期越长B. 轨道半径越大，速度越大，周期越短C. 轨道半径越大，速度越大，周期越长D. 轨道半径越小，速度越小，周期越长4同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星（ ） A它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同值B它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的C它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值D它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的5、科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”由以上信息可以确定：（ ）A.这颗行星的公转周期与地球相等 B这颗行星的半径等于地球的半径C.这颗行星的密度等于地球的密度 D这颗行星上同样存在着生命6.若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力恒量为G，则由此可求出（ ）A.某行星的质量 B.太阳的质量C.某行星的密度 D.太阳的密度7.2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，命名为MCG63015，由于黑洞的强大引力，周围物质大量掉入黑洞，假定银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心匀速运转，下列哪一组数据可估算该黑洞的质量（ ）A.地球绕太阳公转的周期和速度 w.w.w.c.o.mB.太阳的质量和运行速度C.太阳质量和到MCG63015的距离D.太阳运行速度和到MCG63015的距离 8两行星A、B各有一颗卫星a和b ，卫星的圆轨道接近各自行星表面，如果两行星质量之比MA：MB=p，两行星半径之比RA：RBq则两个卫星周期之比Ta：Tb为 ( )AB.C. D. 9一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船原来的线速度是v1，周期是T1，假设在某时刻它向后喷气做加速运动后，进入新轨道做匀速圆周运动，运动的线速度是v2，周期是T2，则（ ）Av1v2，T1T2Bv1v2，T1T2Cv1v2，T1T2 Dv1v2，T1T2图110如图1所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则（ ） Ab所需向心力最小 Bb、c周期相等，且大于a的周期 Cb、c的向心加速度相等，且大于a的向心加速度Db、c的线速度大小相等，且小于a的线速度11.关于开普勒行星运动的公式k，以下理解正确的是（ ）A.k是一个与行星无关的常量B.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的长半轴为R月，周期为T月，则C.T表示行星运动的自转周期D.T表示行星运动的公转周期12地球同步卫星到地心的距离r可由r3=求出.已知式中a的单位是m，b的单位是s，c的单位是m/s2，则（ ）Aa是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度Ba是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度Ca是赤道周长，b是地球自转的周期，c是同步卫星的加速度Da是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度13两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为12，两行星半径之w.w.w.c.o.m比为21 ，则（ ）A两行星密度之比为41 B两行星质量之比为161 C两行星表面处重力加速度之比为81 D两卫星的速率之比为4114两颗人造卫星A、B的质量之比mAmB=12，轨道半径之比rArB=13，某一时刻它们的连线通过地心，则此时它们的线速度之比vAvB= ，向心加速度之比aAaB= ，向心力之比FAFB= 。15.地球绕太阳运行的半长轴为1.51011 m，周期为365 天；月球绕地球运行的轨道半长轴为3.82108m，周期为27.3 天，则对于绕太阳运行的行星，R3T2的值为_m3s2；对于绕地球运行的物体，则R3T2_ m3/s2.16右图中，有两颗人造地球卫星围绕地球运动，它们运行的轨道可能是_,不可能是_.17.（10分）宇航员驾驶一飞船在靠近某行星表面附近的圆形轨道上运行，已知飞船运行的周期为T，行星的平均密度为。试证明（万有引力恒量G为已知，是恒量）18.（12分）神舟五号载人飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度h=342km的圆形轨道。已知地球半径，地面处的重力加速度。试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T的公式（用h、R、g表示），然后计算周期的数值（保留两位有效数字）。【达标训练参考答案】12345678910111213CBADABDABABDADADACD14. ；9：1；9：2 15. 3.41018；1.01013 16. ； .17.解：设行星半径为R、质量为M，飞船在靠近行星表面附近的轨道上运行时，有w.w.w.c.o.m即 （6分）又行星密度 （2分） 将代入得 证毕（2分）18.解：设地球质量为M，飞船质量为m，速度为v，圆轨道的半径为r，由万有引力和牛顿第二定律，有 代入数值，得 2分【反思】收 获 疑问