人造卫星宇宙速度

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1、《人造卫星　宇宙速度》教学设计北京服装学院附中物理组　吴爱兄　　一、设计基本理念与特点 　　学科教学活动要以学生为主体，促进学生知识、技能、品德三维一体的全面发展。在本节课之前，学生已掌握了平抛运动、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。教材中把理解人造卫星的发射原理作为重点与难点，但是根据新课程的教学理念主要是培养学生分析为题解决问题的能力，而且近几年的高考也将人造卫星的运动特点分析作为重点。所以在本届课的教学设计中，笔者大胆的改变传统的教材思路，先分析人造卫星的运行特点，在解释人造卫星的发射原理。因此

2、课堂中对人造卫星的运动规律的认识主要采取：分析现象──发现规律──思考原理──解释问题的思路，对于人造卫星的发射原理主要采取：设疑→思考→启发→引导这样一条主线，在设计中突出发挥学生的主体作用，激发鼓励学生的大胆思考、积极参与，让学生通过自己的分析研究来掌握获取相关的知识和方法。 　　二、教学背景分析 　　（1）教材分析 　　《人造卫星 宇宙速度》系新课程教课版必修2第三章第4节，重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度,并介绍了第二、第三宇宙速度。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个非常重要实例，是人类征服自然的见

3、证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。学生通过行星的运动一节已经知道了行星的运动规律，因此在分析人造卫星的运动学特点，和动力学特点可采取类比的方法，近而进一步理解应用万有引力定律分析天体运动的方法。因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习、研究、探索天体物理问题的理论基础。另外，学生通过对人类在宇宙航行领域中的伟大成就及我国在航天领域成就的了解，增强学生的民族自信心和自豪感。 　　（2）学情分析

4、 　　学生已掌握了运动的合成与分解、牛顿运动定律、圆周运动等章节的理论。并在本章之前学习了天体的运动，和万有引力定律的知识，能运用万有引力定律揭示一些天体运动的特点。学生可以类比行星运动的特点原理自己分析人造卫星的规律。另外学生也可以利用前面的知识和对宇宙奥秘的好奇心来探索人造卫星的发射及宇宙速度。学生可以通过联想上一章所学的对平抛物体的运动的处理方法来探究牛顿的思考，以地心为参考系平抛出去的物体从空间运动效果上可分解为指向地心的自由落体运动和绕地心的匀速圆周运动。而这两个分运动都是变速度运动，它们都需要一个指向地心的力来维持它们

5、各自的运动状态。因此万有引力就有要改变两个运动状态的效果，即要既要产生自由落体加速度又要产生向加速度。当万有引力只能提供向心力时，自由落体加速度就变成零，这样平抛出去的物体就落不下来了，从而得到第一宇宙速度。再根据圆周运动和机械运动的知识可知道速度再大一些会做椭圆运动或摆脱地球对它的约束。这样，人们就可以到更远的地方去探索宇宙的奥秘了…… 　　（3）教学重点，难点 　　教学重点： 　　卫星运行的动力学特点规律，第一宇宙速度的推导。 　　教学难点： 　　·卫星的运行速度与发射速度的区别； 　　·第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫

6、星运行的最大速度。 　　三、教学目标 　　（一）知识与技能 　　（1）了解人造卫星的有关知识 　　（2）分析人造卫星的运动规律 　　（3）掌握三个宇宙速度的物理意义， 　　（4）会推导第一宇宙速度； 　　（5）简单了解航天发展史； 　　（6）能用所学知识求解卫星基本问题。 　　（二）过程与方法 　　（1）培养学生观察数据分析数据的能力； 　　（2）培养学生科学推理、探索能力； 　　（3）培养学生在处理实际问题时，如何 构建物理模型的能力； 　　（4）学习科学的思维方法培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。 　　（三）情感态度与价

7、值观 　　介绍世界及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。 　　【教学方式】 　　演示、讲授、合作交流。 　　【教学手段】 　　多媒体设备、清华同方物理课件。 　　四、教学过程与教学资源设计 　　第一环节：新课引入 　　教师：（ppt关于嫦娥奔月，万户，宇宙苍穹的图片） 　　有一个传说凄惨而美丽，有一个假设大胆但无知，有一种追求几代人一直在继续…… 　　学生：欣赏图片。 　　教师：仰望星空，浩瀚的宇宙苍穹给人以无限遐想，千百年来，人类一直向往能插上翅膀飞出地球，去探索宇宙的奥秘，李白的“俱怀

8、逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”是怎样的一种豪情？到今天这一梦想实现了吗？ 　　学生：实现了。（激起学生兴趣） 　　教师：世界上第一颗人造卫星的发射，揭开了人类探索宇宙的新篇章。 　　提问（1）：1．世界上第一颗人造卫星是哪一年由哪一国家发射的？