2019-2020年高一物理《宇宙航行》教学设计教案

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1、2019-2020年高一物理《宇宙航行》教学设计教案教学目标一、知识目标1.能够用万有引力定律和牛顿第二定律推导第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度；2.理解卫星的运行速度、周期与半径的关系，了解同步卫星的特点；建立起关于各种卫星的运行状况的正确图景；二、过程与方法1.经历探究人造卫星由设想变为现实的过程，体会猜想、外推的科学方法；2.通过对卫星绕行星运动的研究，养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯；三、情感目标1.了解人类探索太空的过程，感受科技发展对人类进步的巨大促进作用，通过对我国航天事业发展史的了解，

2、激发学习兴趣，渗透爱国主义教育。2.认识到天体运动的实质是牛顿第二定律的具体应用，能对已有的知识进行组织和归类，学会构建知识体系，能从整体的角度看问题，形成对知识的整体感。教学重点1.研究天体运动的基本思路与方法；2.第一宇宙速度的推导；人造卫星的速度、周期的比较；同步卫星的特点。教学难点1.第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星环绕运行的最大速度；2.同步卫星的特点电教设计本课的教学设计中教师的主体作用表现为：积极创设问题情境、启发学生思维；学生的主体作用为：动脑、动口、动手。而电教媒体则为这一切提供丰富的信息资源和交互平台。

3、本节课电教设计含：二个课件（１：将卫星的运动与行星的运动作一类比；２：在动态变化过程中认知三种宇速；）；图片３张（配合分析宇宙速度）；录像一段（人造卫星与空间技术的发展史：使学生在物理学史中感知知识，培养创新思维、探索精神和科学的整体感。）；投影片若干（巩固练习，加大信息密度和课堂容量。）在每个环节，先用媒体让学生形成感性认知，以问题为中心，学生在观察与体验中思考，自觉地由浅入深，由感性到理性分层探索，再通过师生的讨论、分析、概括及应用，实现由感性认识上升为理性认识的飞跃。将思维的发展贯穿于知识认知的全过程，是本课的一条主线。教学

4、过程一、引入新课1.简述新闻背景———神舟号。激发学生的求知欲和民族自豪感，从而使课堂教学在一个良好的心理氛围中开始。［师］点击展示幻灯片１、２。2.由人类飞天之梦的历史引入课题。二、新授1.牛顿的设想教师：提供生活经验：１）地球对周围物体有引力作用，因此抛出的物体要落回地面。但是抛出的初速度越大，物体就会飞得越远。２）地球是球体。教师：牛顿说：“没有大胆的猜测就不可能作出伟大的发现。”你对此能作怎样的猜想？教师：将学生的回答与牛顿的设想作对比，作出肯定，使学生体验思考的快乐。陈述牛顿的设想：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度

5、一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来。它将围绕地球旋转，成为一颗永远绕地球运动的人造地球卫星。点击Flash课件说明。教师：科学是一种假设，在已有事实的基础上合理外推，科学地假设，是认识未知事物的一种科学的方法。教师：物体从受到重力，而不掉下来，这一点跟用绳系住一个物体恰好经过最高点，重力提供向心力的情况相似。2、三种宇宙速度为什么物理大师牛顿关于卫星的设想提出后很长时间未能实现呢？是因为发射卫星所需的速度太大了，当时人类科技的水平还产生不了这样大的速度。在地面发

6、射卫星需要的最小速度值为7.9km/s，这个速度是怎么计算出来的呢？解法一：学生1：（板书）设地球和人造地球卫星的质量分别为m'和m,卫星到地心的距离是r，卫星的环绕速度为v： 解法二：教师：在地面附近绕地球做匀速圆周运动的卫星的向心力，就是地球对卫星的万有引力,此时万有引力的大小与重力的关系是什么?教师：你能根据这一关系，从另一角度求这个速度吗？学生2：（板书）：这就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，叫第一宇宙速度。第一宇宙速度是发射一个物体，使其成为地球卫星的最小速度。若以第一宇宙速度发射一个物体，物体

7、将在贴着地球表面的轨道上做匀速圆周运动。（说明：此值沿水平方向离开地面时一次性所需速度的理论值，实际值要复杂些。不利的一面是大气阻力；有利的一面是地球的自转。）若求火星的第一宇宙速度，如何求？进一步理解表达式的内涵。当人造地球卫星进入地球附近的轨道速度大于7.9km/s,而小于11.2km/s时它绕地球运动的轨迹就不再是圆，而是椭圆.，且卫星做变速率的运动。如果物体发射的速度更大，达到或超过11.2km/s时，物体将能够摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造小行星。11.2km/s这个速度称为第二宇宙速度。也叫脱离速度。如果物体

8、的发射速度再大，达到或超过16.7km/s时，物体将能够摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外。16.7km/s这个速度称为第三宇宙速度。也叫逃逸速度。（过渡）实际的卫星并不是在地表水平发射的，而是用火箭送到一定的高度，再沿以地心为圆心的圆周的切线运行。