宇宙航行教学设计.doc

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1、《宇宙航行》教学设计教学目标（一）知识和能力 　　1．了解人造地球卫星的有关知识和航天发展史。 　　2．知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。 　　3．理解卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。（二）过程与方法 　　1．在学习牛顿对卫星发射的思考过程的同时，培养学生科学探索能力；培养学生在处理实际问题时，如何构建物理模型的能力。 　　2．通过对卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系的讨论，培养学生运用知识分析解决实际问题的能力。（三）情感态度与价值观 　　1．通过展示人类在宇宙航行领域中的伟大成

2、就，激发学生学习物理的热情。 　　2．通过介绍我国在航天方面的成就，激发学生的爱国热情，增强民族自信心和自豪感。教学重点 　　1．第一宇宙速度的推导。　2．卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。教学难点 　　卫星的发射速度与运行速度的关系。教学方法 　　探究、讲授、讨论。教学过程教学环节教师活动学生活动教学意图引入（展示视频片断，教师讲述）人类一直梦想能够在天空中遨游，古代就有人尝试用各种方法飞向天空，但均以失败告终，伴随着科技的发展，现代人类终于实现了梦想。那么，现代人成功的奥秘在哪里呢？通过本节课的学习，你

3、们能否找到答案呢？观看视频引导学生思考，激发学生兴趣。新课教学（一）宇宙速度1．人造卫星原理（1）．牛顿对人造地球卫星原理的描绘提问：怎样才能使得一个物体绕着地球做圆周运动？在高山上物体作平抛运动的初速度越大，落地点高山脚越远，当抛出速度足够大时，物体就不会落到地面上，成为绕地球旋转的人造地球卫星．（展示人造卫星发射原理动画视频）问题：人造地球卫星绕地球运行的动力学原因是什么？（2）．人造地球卫星绕地球运行的动力学原因地球给人造地球卫星的万有引力提供了它绕地球作匀速圆周运动所需的向心力．学生思考讨论回答并总结观看并思考让

4、学生了解人造地球卫星的最初构想和人造地球卫星的发射原理为第一宇宙速度的教学作好铺垫。2．宇宙速度探究：以多大的速度发射这个物体，物体就刚好不落回地面，成为一颗绕地球表面做匀速圆周运动的卫星呢？（1）．第一宇宙速度①推导：设地球和卫星的质量分别为和m，卫星到地心的距离为卫星的运行速度为v，由于卫星做圆周运动由万有引力提供向心力得第一宇宙速度（环绕速度）：km/s②意义：它是人造卫星地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度．③如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；等于这个速度卫星刚好能在地球表面

5、附近作匀速圆周运动；如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s（第二宇宙速度），卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心就成为椭圆轨道的一个焦点．（2）第二宇宙速度（脱离速度）：①意义：使卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度．②如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点．（3）第三宇宙速度（逃逸速度）：①意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．②如果人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太阳的公转方向发射时，就可以摆

6、脱地球和太阳引力的束缚而邀游太空了．学生板演，教师纠偏突出难点，使学生会推导第一宇宙速度通过思考学习，使学生真切感受到用自己所学的物理知识能解决天体问题，能解决实际问题，增强学生学习物理的热情3、卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。 　　探究：目前为止，人类发射的人造地球卫星已经有几千颗了，这些卫星运行的快慢不同，那么卫星运行的快慢与什么因素有关呢？学生思考与合作探究掌握卫星运行的规律。 我们将不同轨道上的卫星绕地球运动都看成是匀速圆周运动，则有 　　 　　可得：          　　结论：线速度、角速度、

7、周期都与卫星的质量无关，仅由轨道半径决定。 　　当卫星环绕地球表面运行时，轨道半径最小为地球半径（r=R），此时线速度最大为7．9km/s。，角速度最大，周期最小。 　4、人造卫星的发射速度与运行速度 　　（播放嫦娥一号发射的模拟视频。） 　　1．发射速度 　　发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。 　　2．运行速度 　　运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星

8、的轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。提问：人造卫星的发射速度与运行速度之间有什么关系？解答：人造卫星的发射速度与运行速度之间的大小关系是：学生通过视频了解卫星发射的全过程思考、讨论与交流激发兴趣的同时，了解发射速度和运行速度。使学生加深对第一宇宙速度的确切理解认清发射速度与运行速度的关系，突破难点。（