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1、普通高中课程标准实验教科书物理必修 第六章万有引力与航天 5、宇宙航行教学设计 姓名： 曾伟 性别：男 职称：中学高级教师 学历：大学本科 工作单位：宿州市大店中学 通讯地址：宿州市大店中学 电话： 13955782468 邮箱： 1192525946 qq. Com 邮编： 234112 案例 名称 第六章第五节宇宙航行 教材 内容 分析 本节知识核心内容是牛顿运动定律与万有引力在圆周 运动条件下的综合应用，介绍万有引力的实践成就。重点部 分是第一宇宙速度的推导过程，讲述了人造卫星的发射原 理，并介绍了第二、第三宇宙速度。教材中还简要介绍了人 类在探索宇宙奥秘过程中所做的一些重要事件，以及我
2、国在 航天事业中的一些成就，介绍人造卫星中一些基本理论。 学情 分析 学生已学过平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等 基本理论，具备了解决问题的基本工具。 学生在生活中很少接触航天技术的相关内容，学生对航 天的相关知识有着极大的好奇心和浓厚的学习兴趣，这是本 节课的关键所在。 教学 策略 选择 本节课在教学设计上采用：教师创设教学情景教师设 疑学生思考讨论教师启发引导学生交流讨论师生 共同总结。 在教学过程中，学生独立思考、小组合作探究，小组之 间对抗质疑，提高学生的学习能力。 教师尽可能多地给学生提供思考的空间和展示的舞台。 三 维 目 标 知 识 与 技 能 （1）能够解释地球人造卫星的
3、运行原理； （2）会运用万有引力定律和圆周运动公式分析解答有关卫 星运行的原因； （3）会推导第一宇宙速度，记住三个宇宙速度； （4）记住同步卫星的周期、线速度、角速度、高度、轨道 平面； 过 程 与 方 法 （1）通过运用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生 运用所学知识解决实际问题的能力； （2）通过航天事业的发展史说明物理学的重大贡献。 情 感 态 度 价 值 观 （1）介绍我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱 科学的激情，增强民族自信心和自豪感； （2）感知人类探索宇宙的梦想，促使学生树立献身科学的 人生价值观。 教学 重点 （1）第一宇宙速度的推导； （2）人造卫星的环绕速度
4、与卫星发射速度的区别； （3）卫星做圆周运动时，各物理量的关系； 教学 难点 （1）人造卫星的环绕速度与卫星发射速度的区别； （2）卫星做圆周运动时，各物理量的关系。 教学 方法 创设教学情境，学生探究式讨论式 教学 资源 多媒体课件、小球 课时 安排 1 课时 教学流程图 情景引入仰望星空，引发思考 提出问题抛物实验，思考物体成为卫星的条件 宇宙速度 古代中国的飞天梦想 牛顿人造卫星发射原理 智力快车 卫星线速度、 角速度、周期与轨道半径的关系 动画展示牛顿卫星发射原 第一宇宙速度的推导及其理解 梦想成真 观看我国航天成就图片及嫦娥奔月视频 合作探究 研究同步卫星的相关信息 自我评价 交流学
5、习心得，尝试课堂小结 课外活动 第二宇宙速度、第三宇宙速度介绍 课下写一篇有关航天类的小短文 观看哥伦比亚航天员的照片及其视频 教学 过程 教师活动学生活动 设计 意图 情景 引入 仰望星空，面对浩翰的宇宙， 星罗夜空，熠熠生辉，日行天宇， 辚辚东西，探索宇宙奥秘是人类永 恒的渴望，飞天梦想已经成为千古 佳话。今天我们将要进行了一场高 能的太空之旅。一起来研究宇 宙航行。 观看星空图片 和相关视频 激发学 生求知 欲望 提出 问题 1、抛出去的石头会落向地面， 为什么卫星发射出去后不落回地面 呢？ 2、物体要想成为卫星的条件 是什么呢？ 猜想、讨论、 交流 从地面 上的平 抛运动 到天空 中的
6、卫 星运动 便于学 生理解 宇 宙 速 度 1、讲述古代中国人的猜想用大 炮把人射到太空； 2、动画展示牛顿人造卫星发射原理 图。引入宇宙速度的概念。 3、问题探究用两种方法计算以 多大的速度抛出这个物体，它才会 绕地球表面运动，不会落下来？ 4、建立模型天体做匀速圆周运 动的处理方法 思路：万有引力提供匀速圆周运动 所需要的向心力 r T mrm r mv r Mm G 2 2 2 2 2 4 5、第一宇宙速度的计算 r v m r GMm 2 2 r GM v 6、介绍第二宇宙速度、第三宇宙并 动画进行展示三种宇宙 7、问题探究 （1）将卫星送入低轨道和送入高轨 道哪一个更容易？为什么？
7、（2）哪一个所需要的发射速度更 大？为什么？ （3）发射速度和卫星绕地球旋转的 速度是不是同一速度？ 思考讨论计算 人造卫星在地 面附近绕地球 做匀速圆周运 动时半径最小 速度最大， v1=7.9km/s 叫第一宇宙速 度（环绕速度） 第 二 宇 宙 速 v2=11.2km/s。 第三宇宙速度 v3=16.7km/s 小组合作探究 激发学 生学习 兴趣 培养学 生的合 作探究 能力 智 力 快 车 人造卫星运行的线速度、角速度、 周期、向心加速度等与什么因素有 关呢？ r v m r GMm 2 2 r GM v r v 1 rm r GMm2 2 3 r GM 3 1 r r T m r G
8、Mm 2 2 2 4 GM r T 3 2 3 rT ma r GMm 22 r GM a 2 1 r a 小组展示分析归 纳总结 体验成 功的快 感 合 作 探 究 组织学生合作探究同步卫星向心力 来源、轨道平面以及如何处理同步 卫星的线速度、角速度、周期、离 地高度。 小组合作 对抗质疑 学以致 用 梦 想 成 真 1、展示宇航员在月球上的足迹图片 和哥伦比亚号航天员的照片及其相 关视频。 2 介绍我国在航天事业中取得的伟 大成效，欣赏东方红一号、嫦娥一 号月球探测器、神舟五号、六号、 七号播放嫦娥一号奔月的视频。 3、发出挑战下一个登上月球的 人是谁呢？ 观看视频及相 关图片 激起学 生
9、研究 的兴趣。 自我 评价 请简要概述自己在这节课自己 所学习的内容，并对自己在本节课 的学习表现进行一个评价。 交流学 习心得 课外 活动 小组通过查阅有关资料共同完成以下问题： （1）人造卫星的种类及发射和运行的特点； （2）我国的航天发展史。 （3）完成一篇关于航天类的小论文 延伸学 习 板 书 设 计 5 宇宙航行 一、宇宙速度 1、第一宇宙速度（环绕速度） （1）v1=7.9km/s (2)是地面发射卫星时所需的最小发射速度。 2、第二宇宙速度（脱离速度） v2=11.2km/s，是脱离地球成为人造行星的最小发 射速度。 3、第三宇宙速度（逃逸速度） v3=16.7km/s，是逃出太
10、阳系成为星际飞船的最小 发射速度。 4、卫星线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道 半径的关系 r v 1 、 3 1 r 、 3 rT、 2 1 r a 二、梦想成真 设 计 反 思 本节课的教学设计具有以下几个特点： 1、拓展教材内容，扩大教学容量。 本节课的内容对学生具有很大的吸引力，教学中讨论了地 球卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关 系。在研究“宇宙速度” 时引入了“发射速度” 与“环绕速度” 的区别，结合“嫦娥一号”的发射讨论变轨问题，拓展了教学 内容。 2、倡导自主学习，培养学习能力 采取让学生进行探究，最大限度地提高学生学习的积极 性。学生通过自己的努力解决了问题，获得了成功，增强了学 生的学习成就感。 3、改变教学方式，解放老师 采用探究式、 讨论式教学方法， 让学生在老师的指导下互 助合作，主动获得知识。
