高中物理人教版必修二第六章6.5宇宙航行教學(xué)設(shè)計(jì).doc

6.5 宇宙航行【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1.知道三個(gè)宇宙速度的含義和數(shù)值。2.第一宇宙速度的理解二、過(guò)程與方法1.了解人造地球衛(wèi)星的最初夢(mèng)想。2.第一宇宙速度的推導(dǎo)過(guò)程。3.會(huì)解決涉及人造地球衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的較簡(jiǎn)單的問(wèn)題。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1.體會(huì)萬(wàn)有引力定律在航天事業(yè)發(fā)展中的重要作用，產(chǎn)生探究的成就感；2.感受人類對(duì)客觀世界不斷探究的精神和情感，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，認(rèn)識(shí)到掌握物理規(guī)律的價(jià)值；3.滲透“學(xué)以致用”的思想，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情?！窘滩姆治觥恐攸c(diǎn)：宇宙速度的含義及數(shù)值難點(diǎn)：1.第一宇宙速度的推導(dǎo)及理解2.人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)問(wèn)題及各量關(guān)系3.設(shè)計(jì)問(wèn)題梯度，篩選教學(xué)資源，設(shè)計(jì)典型練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生探究，控制討論交流時(shí)間是本節(jié)的難點(diǎn)?！緦W(xué)情】學(xué)生知道人造地球衛(wèi)星，上一章已學(xué)習(xí)了向心力的相關(guān)知識(shí)，這一章學(xué)習(xí)了萬(wàn)有引力定律，本節(jié)知識(shí)學(xué)生易于接受?！窘谭ā繉W(xué)生自主討論、探究，教師結(jié)合多媒體課件講解點(diǎn)撥、分析、比較。【教學(xué)手段】計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)，PPT課件、學(xué)習(xí)提綱、視頻播放【課型】新授課 【課時(shí)】 1【教學(xué)過(guò)程】<復(fù)習(xí)提問(wèn)>（教師）這一章我們學(xué)習(xí)了萬(wàn)有引力定律，用萬(wàn)有引力定律解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題有兩種方法，首先，我們來(lái)復(fù)習(xí)一下。（出示幻燈片）（生答）F引 = Fn F引 = 重力<新課引入>（教師）接下來(lái)，我們來(lái)看一段視頻（出示幻燈片）科技發(fā)展到現(xiàn)在，人類已經(jīng)逐漸揭開(kāi)了太空的神秘面紗，剛才大家看到的是我國(guó)嫦娥一號(hào)發(fā)射的全過(guò)程，那么，衛(wèi)星如何上天？如何到達(dá)指定的高度或位置？有很多的問(wèn)題是大家想弄明白的。本節(jié)課我們利用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)對(duì)宇宙航行作一個(gè)初步的了解。（教師）先來(lái)了解本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。（出示幻燈片）（生讀）<新授課>（教師）思考:物體怎樣才能成為繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的人造衛(wèi)星呢？大家來(lái)說(shuō)說(shuō)你們的想法牛頓的想法和大家一樣，牛頓也曾經(jīng)對(duì)人造衛(wèi)星的發(fā)射原理做出了描繪:（教師）下面一起來(lái)體驗(yàn)一下（出示幻燈片）牛頓的拋體運(yùn)動(dòng)圖（邊演示邊分析）牛頓就曾設(shè)想, 從高山上用不同的水平速度拋出物體,速度一次比一次大,則落點(diǎn)一次比一次遠(yuǎn),如不計(jì)空氣的阻力,當(dāng)速度足夠大時(shí), 物體就永遠(yuǎn)不會(huì)落到地面上來(lái),而圍繞地球旋轉(zhuǎn),成為一顆人造（地球）衛(wèi)星了。接下來(lái)我們就來(lái)計(jì)算一下，人造衛(wèi)星的發(fā)射速度至少多大？把衛(wèi)星發(fā)射到越高的軌道，需要的發(fā)射速度越大，所以我們要研究的是在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星（近地衛(wèi)星）的發(fā)射速度，由于在地面附近，所以其發(fā)射速度等于其做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度的大小。我們把這個(gè)速度稱做第一宇宙速度。（出示幻燈片，生讀）一.宇宙速度1.第一宇宙速度（環(huán)繞速度）定義：人造地球衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度。（師）由以上分析可知，第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，我們用什么方法能求出這個(gè)速度？（生探究，討論，回答，教師點(diǎn)評(píng)，總結(jié)，幻燈片展示）推導(dǎo)<方法一>設(shè)地球質(zhì)量為M，近地衛(wèi)星質(zhì)量為m，軌道半徑r即為地球半徑R ，則由<方法二>由于萬(wàn)有引力等于物體的重力，所以大?。篤1 = 7.9 km/s如果7.9km/s<V發(fā)射<11.2km/s，那么它繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道就不是圓，而是橢圓。2.第二宇宙速度（逃逸速度） 定義：物體能克服地球的引力束縛，永遠(yuǎn)離開(kāi)地球的最小發(fā)射速度大?。篤2=11.2km/s3.第三宇宙速度定義：物體能掙脫太陽(yáng)引力的束縛而飛到太陽(yáng)系以外的最小發(fā)射速度大小：V3=16.7km/s【知識(shí)拓展】（教師）我們要理解清楚幾個(gè)問(wèn)題。注意 區(qū)分發(fā)射速度與運(yùn)行速度。運(yùn)行速度：指衛(wèi)星在軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的線速度。衛(wèi)星軌道越高，r越大，V運(yùn)行越小發(fā)射速度：指被發(fā)射物在地面附近離開(kāi)發(fā)射裝置時(shí)的速度。由于衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程中要克服地球引力，所以,軌道越高，所需發(fā)射速度越大，而運(yùn)行速度越小。<課堂練習(xí)>來(lái)看一個(gè)練習(xí)（生討論作答，教師分析給出答案）1.關(guān)于第一宇宙速度，下列說(shuō)法中正確的是（ AC ）A.它是人造地球衛(wèi)星在近地圓形軌道上的運(yùn)行速度B.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度C.它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度D.人造地球衛(wèi)星的實(shí)際運(yùn)行速度都大于第一宇宙速度實(shí)際上，所有衛(wèi)星 V發(fā)射 7.9km/s V運(yùn)行 7.9km/s第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，最大運(yùn)行速度，是近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度。（師）不同軌道上的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)情況又是怎樣的呢？下面我們繼續(xù)來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題。二.人造衛(wèi)星的an、V、T與r的關(guān)系（師）誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)要用那些公式來(lái)推導(dǎo)？ 1.比例關(guān)系2.定性分析 r，an、V、，T（看下圖來(lái)體會(huì)一下不同軌道衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)情況）<課堂練習(xí)>（師）（幻燈片展示）誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)分別是什么關(guān)系？（生答）（師）（幻燈片展示）與m無(wú)關(guān)2.以下人造衛(wèi)星的線速度、周期、角速度的大小關(guān)系?v1 > v2 = v3 > v4 T1 < T2 = T3 < T4 1>2=3>43. 做圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來(lái)的2倍，仍然做圓周運(yùn)動(dòng)，則（ CD ）A. 衛(wèi)星的環(huán)繞線速度將增大到原來(lái)的2倍B. 衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來(lái)的1/2C. 地球提供的向心力將減小到原來(lái)的1/4D. 衛(wèi)星的環(huán)繞線速度將減小到原來(lái)的 （誰(shuí)來(lái)分析一下這道題）r改變，各量都改變（師）宇宙上空發(fā)射了各種各樣的衛(wèi)星人類探索太空的夢(mèng)想終于實(shí)現(xiàn)，讓我們一起來(lái)分享探索太空的喜悅，同時(shí)體會(huì)其中的艱辛。（幻燈片展示）三.夢(mèng)想成真- 世界航天和中國(guó)航天現(xiàn)在我們頭頂上有很多各種各樣的人造衛(wèi)星，我國(guó)也擁有了世界上最先進(jìn)的航天技術(shù)，先后成功發(fā)射了神州五號(hào)、六號(hào)、七號(hào)、八號(hào)航天飛船，今年將計(jì)劃發(fā)射神州九號(hào)和十號(hào)宇宙飛船，我們期待在探索太空的道路上，能看到咱們同學(xué)的身影。<課堂小結(jié)> （師） 這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了：1.宇宙速度 近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度第一宇宙速度7.9km/s 最小發(fā)射速度 最大運(yùn)行速度第二宇宙速度11.2km/s，第二宇宙速度是第一宇宙速度的 倍 第三宇宙速度16.7km/s。2.人造地球衛(wèi)星 r,an ,V,T ，與衛(wèi)星質(zhì)量無(wú)關(guān)（學(xué)生整理筆記，鞏固知識(shí)）（師）（出示幻燈片）下面來(lái)考考大家（生分組討論做答）<能力提升>1.人造地球衛(wèi)星的最小周期是 84.6 min能否發(fā)射一顆周期為80分鐘的人造衛(wèi)星？2.兩顆人造地球衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的周期之比TA:TB1：8，則軌道半徑和運(yùn)動(dòng)速率之比分別為RA：RB 1:4 ，VA：VB 2:1 【課后練習(xí)】 自6.5【板書(shū)設(shè)計(jì)】（一板）1.宇宙速度 近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度V1=7.9km/s 最小發(fā)射速度 最大運(yùn)行速度V2=11.2km/s，V3=16.7km/s。 練習(xí)3（生板）（二板）2.人造地球衛(wèi)星 r,an ,V,T【教后反思】（一）成功之處：本節(jié)課的授課過(guò)程中，從最基本的知識(shí)入手，用真實(shí)的身邊事和現(xiàn)象解讀物理知識(shí)和規(guī)律，由易到難，由定性分析到定量計(jì)算，講練結(jié)合，由于探討的問(wèn)題比較有針對(duì)性且接近生活，學(xué)生比較感興趣；通過(guò)演示、分組討論、講解，探究宇宙航行的相關(guān)知識(shí)，較好的幫助學(xué)生理清了知識(shí)、思維上的疑難點(diǎn)；整節(jié)課較好地體現(xiàn)了教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者、指導(dǎo)者和合作者的角色定位，課堂氣氛較好；由于課前做了充分的準(zhǔn)備工作，無(wú)論在授課的環(huán)節(jié)上還是授課過(guò)程中都比較順利地完成了教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了最初的教學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)學(xué)生的能力達(dá)到了有效地提升。（二）不足之處：當(dāng)然，在真正的授課過(guò)程中我也同時(shí)的發(fā)現(xiàn)了一些不足：課堂上學(xué)生的氣氛不如平時(shí)活躍，可能是因?yàn)檫^(guò)于緊張?jiān)斐傻?。同時(shí)，可能是學(xué)生剛接觸復(fù)雜的公式變換整理和定量計(jì)算，所以學(xué)生的反應(yīng)有些慢，在做第三組小練習(xí)時(shí)，學(xué)生顯得有些吃力。學(xué)生缺乏更多的鍛煉機(jī)會(huì) ，要克服不放心的觀念，堅(jiān)持讓學(xué)生多說(shuō)，多動(dòng)手，多動(dòng)腦，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。