万有引力定律应用

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1、万有引力定律的应用——第一宇宙速度教学设计授课班级__高一2__授课教师__张昭欢__授课时间：2008-4-30周三课程分析：本节课是在学习了圆周运动与万有引力定律之后的一节应用课，主要内容是利用万有引力定律指导发射人造卫星和计算宇宙速度。本节教材重点讲述了人造地球卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度，应使学生确切地理解，第一宇宙速度是卫星轨道半径等于地球半径时，即卫星在地面附近，环绕地球做匀速圆周运动的速度，当轨道半径r大地球半径时，卫星绕地球做匀速圆周运动的速度变小.因此，在教学中应让学生用万有引力定律

2、对天体运动进行探究，采用启发式教学，要求学生知道人造卫星为什么不会从天上掉下来，会用公式计算人造卫星的环绕速度，知道卫星的第二宇宙速度和第三宇宙速度及达到这两个速度的的条件。重点:1、第一宇宙速度的推导；2、运行速率与轨道半径之间的关系。难点:运行速率与轨道半径之间的关系.学情分析:学生已经学习了万有引力的定律，并能初步利用万有引力定律的公式求引力或一些的比例运算，但学生的推理和运算能力较差，加上本章书的公式运用较为灵活，故学生对此有一定的畏难心理。课程目标：⑴、利用万有引力定律探究第一宇宙速度以及探究运

3、行速率与半径的关系，使学生真切感受到用自己所学的物理知识能解决天体的实际问题，激发学生学习的热情。⑵、了解人造卫星，会计算人造卫星的环绕速度。⑶、知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。设计理念：本节课主要设计思想是借助一个“平台”、通过两个“转换”、解决两个“速度”，一个“平台”是指借助“嫦娥一号”这一平台；引导学生把发射速度转换为求环绕速度，把椭圆轨道转换为圆轨道，使天体问题归为圆周运动的向心力问题；从而帮助学生解决第一宇宙速度和环绕速度两个速度问题，并推广到月球和其它的星球。为此，本节课的采用能够激发学生兴趣

4、的资源、媒体素材等以充分发挥教师的引导作用，以思考讨论、同步练习、课外拓展等实现其主体地位；并采用学生交流互动为主导，教师作为学习的辅助者的课堂教学模式；希望能借此调动学生自主学习探究的主观能动性，从而提高学生的科学素养和探究精神。教学媒体：视频、动画、ppt课件教学过程设计：一、引入5分1、我们每个人从能够望星空开始，就认识月亮，知道了月亮的阴晴圆缺，从传说中感受月亮的神秘，从诗人的笔下体会月光之美。2、随着07年10月24日下午6点5分4秒，“嫦娥一号”成功发射升空，揭开了中国人探索太空的序幕。——播放

5、动画。第5页共5页3、有没有想到“嫦娥一号”是怎样飞上太空的呢？为什么能够地经历漫长的15天一百多万公里的飞行到月球呢？其间要经历几个关键步骤？4、——从”嫦娥一号”的“发射→变轨→绕月”三方面展开，利用万有引力规律分析这三个过程的物理量。二、新课㈠、发射——计算v1，1、提出问题，在地面上抛出的物体为什么要落回地面？引导学生讨论：由于受到地球引力的作用，所以最终会落到地面。2、深入探究：月球也要受到地球引力的作用，为什么月亮不会落到地面上来？3、学生分小组讨论：⑴、得到月球受到的地球的引力，用来充当绕地球

6、运转的向心力，故而月球并不会落到地面上。⑵、如果抛出的物体的速度足够大，物体飞行的距离也很大，由于地球是一圆球体，故物体将不能再落回地面，而成为一颗绕地球运转的人造卫星。4、牛顿在揭示了万有引力的规律后，又描绘出了人造卫星的原理：从高山上用不同的水平抛出物体，速度越大，就抛得越远，当速度足够大时，物体就永远不会落回地面，成为绕地球转动的人造卫星。——卫星原理动画。5、设疑：教师进一步提出：牛顿虽然提出了美好的设想，但他并没有回答将物体以多大的速度抛出，才能使它沿地球表面飞行，成为地球卫星。谁能回答这个问题？

7、请同学们思考如何计算这个速度。——小组讨论，6、启发：不能直接求发射速度，能否转换思维，求出卫星在天上飞的速度呢？问1：卫星环绕地球做什么运动？问2：作匀速圆周运动需要什么条件问3：那么向心力由什么提供呢？问4：那么可以根据此可以列一个什么关系式呀？提出任务：同学们分组讨论总结出求环绕速度的方法7、⑴、首先要弄清楚：要求这个速度，我们已经知道的并可能被利用的数据有哪些？（让学生自己寻找已知条件）——n预测：学生的回答可能这样：知道G、g、M地、R地、r月、T卫、T月、v等；⑵、教师进一步引导，根据大家所给的

8、已知条件，可以联想到与之有关的什么公式？⑶、如果学生只提出其中的一种或两种求法，教师可以启发学生得到各种计算方法。⑷、可以根据学生给的：，解方程得：，r是什么量？r最小等于多少？当h很小时，卫星贴近地球表面运行，r≈R，。此时，第5页共5页⑸、让学生用不同的公式计算速度。代入数据算出速度为7.9km/s。这个速度称为第一宇宙速度,也称为环绕速度。8、v1=7.9km/s，这个速度到底有多大，学生没有感性认识，可以