研究性学习报告 
研究性学习的课题：天体运动
研究人员组成：王x 刘x 王x 庄xx 赵xx 杜xx 苏x
研究课题提出背景：
《万有引力定律》一章以介绍物理学史为主，内容与人们实际生活联系不大，学生对天体运动方面的内容也普遍感到陌生和抽象，教材中也缺少可供学生动手的实验，如果采用传统的教学模式，往往以教师讲授为主，学生成为被动的接受者，不宜提高学生的学习主动性和学习兴趣。
然而，本章却蕴含了丰富地开展研究性学习的素材，教材中出现的科学家和科学事件为学生的课题研究提供了广阔空间，而科学家们追求真理的献身精神也为德育渗透提供了很好的舞台。
研究课题的目的和意义：
1、培养了学生收集信息和处理信息的能力。
互联网作为本研究活动的重要载体，通过本次活动，提高了学生利用互联网获取知识的能力，同时也培养了学生使用Powerpoint、Word及Frontpage等应用软件处理资料的能力。
2、培养了学生的科学精神和思想道德素质
本章中哥白尼、布鲁诺、伽利略、开普勒等科学家追求真理的感人事迹极大的震撼了学生的心灵。科学家们为撼卫真理甚至献身科学的精神深深地感染了学生，对培养学生实事求是的科学态度，树立正确的确人生观和价值观都具有深刻的意义.
3、培养了爱国主义和民族忧患意识。
活动中通过对中国航天历史的了解，特别是神州号飞船的成功发射，极大地鼓舞同学们，加深了学生对祖国的热爱。同时，通过中国与世界航天事业的比较，也唤起了同学们的民族忧患意识。
4、培养了学生与人合作的团队精神。
本章中介绍的第谷和开普勒的合作，亚当斯、勒维烈和加勒的合作，哈雷和牛顿的合作，都使学生意识到现代科技的发展不是某一个科学家孤军奋战的结果，而是群体合作探索的结果。同样，在研究过程中各小组成员之间，各小组之间，既有分工又有合作，整个的研究过程充满了合作的氛围，这都极大培养了学生之间的合作团队精神
研究课题的步骤：
1、分工查找资料。
2、观看天体运动的图片、电影、以及一些故事。
3、运用所学知识解释一些天体现象。
4、通过请教老师和所学知识计算有关天体简单问题。
5、总结研究过程并完成研究报告。
研究过程的成果展示：
天体，是宇宙间各种星体的通称。太阳系中的天体包括太阳、行星、卫星、彗星、流星以及行星际微小天体等。银河系中的天体有恒星、星团、星云以及星际物质等。河外星系是和银河系同样庞大的天体。还有近年利用最新观测手段发现的红外源、射电源、X射线源、γ射线源等。以上都属于自然天体。而人造卫星、宇宙火箭、宇宙飞船、空间探测器、空间实验室等都是人造天体。
天体运动常有的公式：GM=gR*R GMm/R=ma（向心力）
练习试题：
1、晴天晚上，人能看见卫星的条件是卫星被太阳照着且在人的视野之内。一个可看成漫反射体的人造地球卫星的圆形轨道与赤道共面，卫星自西向东运动。春分期间太阳垂直射向赤道，赤道上某处的人在日落后8小时时在西边的地平线附近恰能看到它，之后极快地变暗而看不到了。已知地球的半径
，地面上的重力加速度为
，估算：（答案要求精确到两位有效数字）
（1）卫星轨道离地面的高度。
（2）卫星的速度
解：从北极沿地轴往下看的地球俯视图如图所示，设卫星离地高h，Q点日落后8小时时能看到它反射的阳光。日落8小时Q点转过的角度设为θ
（1）
轨道高
（2）因为卫星轨道半径
根据万有引力定律，引力与距离的平方成反比
卫星轨道处的重力加速度
2.发射地球同步卫星时，可认为先将卫星发射至距地面高度为h1的圆形轨道上，在卫星经过A点时点火（喷气发动机工作）实施变轨进入椭圆轨道，椭圆轨道的近地点为A，远地点为B.在卫星沿椭圆轨道运动经过B点再次点火实施变轨，将卫星送入同步轨道（远地点B在同步轨道上），如图所示.两次点火过程都使卫星沿切线方向加速，并且点火时间很短.已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，求：
⑴卫星在近地圆形轨道运行接近A点时的加速度大小；
⑵卫星同步轨道距地面的高度.
、⑴
⑵
3.设某双星中A、B两星的质量分别为 m 和 3m，两星间距为L，在相互间万有引力的作用下，绕它们连线上的某点O转动，则O点距B星的距离是多大？它们运动的周期为多少？
解：设O点距B星的距离为x，双星运动的周期为T，由万有引力提供向心力．
对于B星：G
= 3mx(
)2 对于A星：G
= m(L-x) (
)2 ∴ 
= 3 即 x = 
L ∴ T =πL
4 .宇宙中某星体每隔4.4×10-4 s就向地球发出一次电磁波脉冲．有人曾经乐观地认为，这是外星人向我们地球人发出的联络信号，而天文学家否定了这种观点，认为该星体上有一个能连续发出电磁波的发射源，由于星体围绕自转轴高速旋转，才使得地球上接收到的电磁波是不连续的．试估算该星体的最小密度．（结果保留两位有效数字）
注：星体的最小密度是保持星体表面物体不脱离星体
.解：接收电磁波脉冲的间隔时间即是该星体自转的最大周期
星体表面物体不脱离星体时满足：
G
= mR(
)2 而M=
πR3ρ ∴ρ= 
代入已知数据得：ρ=7.3×1017kg/m3
5.已知物体从地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v2=
，其中G、m、R分别是引力常量、地球的质量和半径。已知G=6.67×10-11N·m2/kg2，c=2.9979×108 m/s。求下列问题：（1）逃逸速度大于真空中光速的天体叫作黑洞，设某黑洞的质量等于太阳的质量m=1.98×1030 kg，求它的可能最大半径；（2）在目前天文观测范围内，物质的平均密度为10-27 kg/m3，如果认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c，因此任何物体都不能脱离宇宙，问宇宙的半径至少多大？
.解（1）任何天体均存在其所对应的逃逸速度v2=
，其中m、R为天体的质量和半径。黑洞，其逃逸速度大于真空中的光速 ，即v2＞c，R＜
＝
m＝2.94×103 m，即质量为1.98×1030 kg的黑洞的最大半径为2.94×103 m.（2）把宇宙视为普通天体，则其质量m=ρ·V=ρ·
πR3－-----①其中R 为宇宙的半径，ρ为宇宙的密度，则宇宙的逃逸速度为v2=
------②由于宇宙密度使得其逃逸速度大于光速c，即v2＞c-------③则由以上三式可得R=4.01×1026 m，合4.24×1010光年。即宇宙的最小半径
研究总结：通过对天体运动的进一步研究，让我们整个团队的组员对天体运动有了新的认识、对星体的运转有了更大的好奇心。这次研究也让我们体会到团结的力量！对以后的学习更增添了一份信心！
物理研究性学习课题结题报告
研究性学习课题结题报告
生活中的静电防止及应用
课题结题报告
兰州市第xx中学高二（3）班
课题组成员：朱xx、曹xx、颜x、王x、彭x、闫x
指导教师 ： 蒋xx
结题时间 ：20xx年12月
"生活中的静电防止及应用"
课题结题报告
执 笔：朱xx、曹xx
兰州市第xxx中学高二三班
指导教师 ： 蒋xx
第一部分、研究本课题的目的和意义
一、研究的缘由、目的和意义
在干燥和多风的秋天，在日常生活中，我们常常会碰到这种现象：晚上脱衣服睡觉时，黑暗中常听到噼啪的声响，而且伴有蓝光，见面握手时，手指刚一接触到对方，会突然感到指尖针刺般刺痛，令人大惊失色；早上起来梳头时，头发会经常"飘"起来，越理越乱，拉门把手、开水龙头时都会"触电"，时常发出"啪、啪"的声响，这就是发生在人体的静电，上述的几种现象就是体内静电对外"放电"的结果。
用塑料梳子梳理干燥的头发，头发会随着梳子飘动;在干燥的季节脱毛衣时，会听到啪啪声;在干燥的季节用手去触摸门的金属把手，会有触电的感觉;阴云密布的天空，常常有雷电产生
这些生活中的静电现象，每一个四年级的学生可能都经历过。他们知道其中的一些现象是静电现象，但绝大多数学生没有对静电现象进行过深人的探究。本课将为学生探究生活中的静电现象提供一些简单而有效的活动。在一课时内要让学生对静电现象进行全面的认识是不可能的，所以学生对静电现象的认识只能是初步的、概括的。这些活动将帮助学生初步认识电的本质，是学生学习其他电的知识的基础。
关键词：静电 尖端放电
第二部分、研究过程
一、课题研究的方法：
1、书店查询法
地点：兰州市图书馆
2、上网查询法
主要查询的是：
1．了解静电的产生，知道尖端放电的原理。
2．通过了解静电和避静电方法，认识静电的危害。
3．了解人类应用静电和防止静电的事例。
二、课题研究的步骤：
1、准备阶段：全体组员先共同商讨书店查询的地点、内容、查询
目的、怎样查询和分工情况，再规划出开题报告和结题报告怎样写，还有
网上查询的内容。
2、书店查询资料阶段：通过本次课题研究的目的来查询有关生活中的
静电防止及应用有价值的相关资料
3、资料的分析整理阶段：把查阅的资料在计算机上整理打印。
4、实验
生活中有很多静电现象，通过摩擦等方式可以使物体带电。带同种电荷的物体相互排斥，带异种电荷的物体相互吸引。电荷在电路中持续流动起来可以产生电流，发展探究身边科学现象的兴趣。
(二)实验说明：主要是让学生对电的本质有一个初步的认识，感受到电并不神秘，它就存在于我们身边，为学生后面学习电的其他知识打下基础。 第一部分:体验静电现象
静电现象对于学生来说并不陌生，首先通过观察用梳过干燥头发的塑料梳子去接近碎纸屑和观察用梳过干燥头发的梳子再去接近头发，即带静电的物体可以吸引轻巧物体，两个带不同种类电荷的物体会互相吸引。这些生活中常见的静电现象，能让学生感受到静电的存在。多数学生对这样的现象能解释为是由于静电的作用，或者能进一步解释到梳子和头发摩擦产生了静电。学生的这些认识是我们期望的。
接下来是学生交流他们所知道的静电现象。向学生介绍一些静电现象。列举"冬季里，女孩在摘掉毛线帽的瞬间，头发竖立起来""在科技馆，一个长发女孩用手触摸静电起电机的金属球，头发竖立""闪电"三种静电现象。还可以使学生感受到静电现象存在于我们周围。
第二部分:不一样的电荷
物质是由原子或分子构成的，原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子组成的。原子核所带正电荷数量与周围电子所带负电荷的数量一样多，所以物质表现为电中性。当物体受到外力作用(如摩擦)时，一些被原子核束缚得不那么紧的电子会转移到另一个物体上，于是失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。例如，当我们用塑料梳子梳理头发时，梳子带负电荷，头发就带上了正电荷，这些电荷静止在物体上就产生了静电现象。由于学生尚不具备对这些知识的理解能力，以资料的形式呈现，对静电的知识做了简单的介绍。这里其实是完成了从学生对静电现象的原始认识到对静电现象进行科学解释的过程。接下来通过对两个实验的观察，并根据观察到的现象进行推理活动，帮助学生认识电荷之间的相互作用:同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
活动一:用充气的气球和头发摩擦后分开，再用经过摩擦的气球的一侧去靠近头发，观察有什么现象发生。
活动二:将两个充气气球分别系在约1米长的木尺上，并让它们紧挨着挂起来。用羊毛制品分别摩擦两个气球相互接触的部位，观察有什么现象发生。
通过对上面两个实验中观察到的现象的整理和分析，帮助学生认识电荷之间的相互作用。整理和分析的步骤如下。
(1)假设气球和羊毛制品摩擦后，气球带负电荷，当用气球再去接触头发时，能观察到什么现象?头发可能带什么电荷?
(2)两个都和羊毛制品摩擦后的气球，当它们相互靠近后，能观察到什么现象?
教科书上的图清楚地反应了以上的分析过程。
两个摩擦后的物体，有时相互吸引，有时相互排斥，这时学生将能够进行解释，即当两个物体带不同电荷时就相互吸引，当两个物体带相同电荷时就相互排斥。