高中物理宇宙航行教案人教新课标版必修2.doc

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1、《5宇宙航行》教案一、教学目标：1．知识与技能：(1)了解人造卫星的有关知识，（2)知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度（3）会解决涉及人造地球卫星运动的简单问题（4）通过实例了解人类对太空的探索历程。2．过程与方法：(1)通过航天事业的发展史，说明物理学的发展对于自然科学的促进作用(2)通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力3．情感态度与价值观：(1)通过对我国航天事业发展的了解，进行爱国主义教育(2)关心国内外航空事业的发展现状与趋势，有将科学技术服务于人类的意

2、识。二、重点难点：1．教学重点：会推导第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度2．教学难点：人造地球卫星的轨道特点、运行特点及对同步卫星的理解三、教学方法：以启发式教学为指导思想，采用以问题为中心的课堂教学模式，结合多媒体辅助教学。四、主要教学活动：新课引入：（幻灯片展示图片）浩瀚的宇宙、闪烁的星空，一直牵引着人类无限的遐想。遨游太空是炎黄子孙们很久以来的梦想。在中国古代，流传着“嫦娥奔月”“玉兔捣药”，以及“鲲鹏展翅”“九天揽月”的传说。炎黄子孙们用他们富有激情的超凡的想象力，简单地刻绘着炎黄飞天梦。

3、现在梦圆了，神舟五号成功飞天，让我们激动地告诉全世界：千年梦，今朝圆了！神舟六号安全返回，让我们自豪地告诉全世界：千年梦，今朝再圆！嫦娥一号顺利升空，让我们骄傲地告诉全世界：千年梦，今朝又圆！杨利伟飞向太空，翟志刚太空漫步，那是我们国人的骄傲和自豪，今天我们也来一次《宇宙航行》之旅，进一步探究宇宙的奥妙，同学们你们准备好了吗？课前预习：1.行星运动向心力的来源和关系式？2.v、w、T与轨道半径r的关系新课教学问题进一步深化问题1：小球从同一高度做平抛运动，随初速度的增大，轨迹将如何变化？问题2地球是

4、个球体，如果抛出速度很大时，我们还能将地面看作平面吗？（不能）问题3如果速度继续一直增大，会出现什么情况呢？教师：牛顿曾说过：“没有大胆的猜测就不可能作出伟大的发现。”在已有事实的基础上，合理地外推、科学地假设，是认识未知事物的一种科学的方法。由以上事实基础，你能作出怎样的猜想呢？学生：思考并回答。教师：将学生的回答与牛顿的设想作对比，作出肯定，使学生体验思考的快乐。牛顿的设想：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就

5、永远不会落到地面上来。它将围绕地球旋转，成为一颗永远绕地球运动的人造地球卫星。（幻灯片展示学生的猜测和牛顿的卫星发射设想图并用多媒体动画模拟简易发射过） 演示“牛顿关于人造卫星的设想”Flash课件。引入宇宙速度发射速度v运动情况v﹤7.9km/s物体落回地面v=7.9km/s物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动7.9km/s﹤v﹤11.2km/s物体绕地球运转，运动轨迹是椭圆。11.2km/s≦v﹤16.7km/s物体绕太阳运动16.7km/s≦v物体飞出太阳系教师讲述三个宇宙速度，进一步提问：第一

6、宇宙速度如何导出的呢？推导：地球半径为R=6.37×106m，质量为M=6.0×1024kg，地面附近的重力加速度为g=9.8m/s2，万有引力常量为G=6.67×10-11N·m2/kg2，则靠近地面运转的人造地球卫星环绕速度?引导学生建模，分析。基本思路1:万有引力提供向心力。基本思路2：重力提供向心力进一步加深讨论——不同天体的第一宇宙速度相同吗？练习：已知地球是月球质量的81倍，地球半径为月球半径的3.8倍，在地球表面上发射卫星，至少需要7.9km/s的速度，求在月球上发射一颗环绕月球表面运

7、行的飞行物至少需要多大的速度？1.74km/s过度小结：教师：实际上卫星并不是在地表水平发射的，而是用火箭送到一定高度的轨道后，再沿以地心为圆心的圆周的切线运行的。(多媒体展示：)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，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度、进入运动轨道；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。所以，第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度，也是卫星绕地球做圆周运动的最大速度。3、人造地球卫星问题1：卫星的轨道圆心在哪儿？—

8、—讲述卫星的分类。卫星的分类：(多媒体课件展示不同国家的卫星)问题2：比较两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径不同,比较它们的向心加速度an、线速度v、角速度ω、周期T。为简单起见，如果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，请同学们利用已学的知识，探究卫星绕地球的运行速度、周期与轨道半径的关系。学生3分析：  abc师生总结：卫星的运行快慢与其本身质量无关，仅由轨道半径决定。轨道半径越大，运行速度越小；轨道半径越小，运行速度越