1、 “一师一优课”教学设计 第六章 第五节 宇宙航行 大安一中 程 毅设计思想 本节内容是万有引力定律应用的重点内容，是匀速圆周运动和万有引力定律的结合。在宇宙速度的教学部分，教师合理的为学生搭建台阶，学生建立物理模型应用已知的圆周运动和万有引力定律推导人造卫星的环绕速度，培养学生解决物理问题的能力。高一年级的学生学习兴趣浓厚，但是学习上比较有依赖性，本节课程除了宇宙速度部分需要老师的引导，大部分都可以让学生参与课堂教学中进行自学互学，这正是一个培养学生学习方法的好机会。学生通过搜集、整理、汇报的形式完成这一部分的学习，真正成为课堂的主体，培养自学能力的同时，增强了同学间的合作互助能力。教学目标
2、1 知识与技能： (1).了解人造卫星的最初构想。 (2).会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题 (3).知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。2过程与方法： (1)学习牛顿关于人造地球卫星的设想的推理方法 (2)学会推导第一宇宙速度的两种方法3情感态度与价值观： (1)培养学生的科学探索精神。 (2)激发学生热爱科学的热情。教学重点第一宇宙速度的推导和理解教学难点第一宇宙速度的推导；环绕速度与发射速度的区分教学资源教材、网络教法设计教师启发引导辅助以多媒体演示，学生阅读、网络自学，交流学习成果。教学过程教师活动学生活动设计意图教学过程教学过程教学过程 教学过程一复习提问：（1
3、） 万有引力定律的表达式？（2） 向心力的表达式？（3）平抛的水平位移跟什么因素有关？二导入新课探索宇宙的奥秘，奔向广阔而遥远的太空是人类自古以来的梦想。20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空这一全新活动领域。梦想成真。你们想探索宇宙吗？新课教学：教学目标一：感受人类对客观世界不断探索的 精神和情感梦想成真（国际航天领域重大成就）出示图片：1.第一颗人造卫星 2.第一次步入太空 3.第一次登月 4.哥伦比亚号图片中国的航天成就：出示图片： 1.中国第一颗人造卫星2. 第一艘载人飞船3. 第一颗探月卫星教学目标二：了解人造地球卫星的最初构想问题1：怎样才能把物体发射上天空，且不会落回地面？（结
4、合已有理论知识）牛顿设想：并用多媒体模拟.牛顿曾设想过：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，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。目标2：会推导第一宇宙速度,知道三 个宇宙速度的含义和数值问题2:人造卫星的发射速度至少达到多少才能绕地球做稳定的圆周运动 ?例题：推导第一宇宙速度：设地球的质量为M， 绕地球做匀速圆周运动的近地飞行器的质量为m，它到地心的距离为r.求飞行器的速度为v，r近似为地球半径R.G为引力常量由：概念辨析:发射速度和运行速度1、 发射速度：是
5、指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。宇宙速度均指发射速度第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度2、 运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。目标检测1：若有一颗行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的（ C ） 目标检测2：宇航员在某一星球上以速度 竖直上抛一物体，经t时间落回手中，已知地球的半径为R，星球的半径是地球的一半，那么至少要用多大的速度沿星球表面抛出物体，它才能不再落会星球表面? 如果发射速度大于第一宇宙速度呢2、第二宇宙速度：(逃逸速度 挣脱地球引力束缚) 3、第三宇宙速度：（脱离速度
6、-挣脱太阳引力束缚）目标3：会解决涉及人造地球卫星运动较简单的问题思考:哪条轨道可能是人造卫星的运行轨道？总结：轨道圆的圆心必须是地心。提问：（1）运行速度与卫星的质量的关系。（2）从表达式中得出运行速度与哪些物理量有关。（3）讨论加速度、速度、角速度、周期跟轨道半径的关系强调:第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的环绕速度。目标检测3：人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运行的轨道半径会慢慢减小，在半径缓慢变化过程中，卫星的运动还可以近似看做匀速圆周运动，当它在较大轨道半径 上运行时线速度为 ，周期为 ，后来在较小的轨道半径 上运行时线速度为 ，周期为 ， 则它们的关系是（ C
7、 ） 目标检测4：两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量不相等，轨道半径之比r1:r2=1:4,则它们的(1)线速度大小之比 v1:v2= (2)周期之比 T1:T2 = 目标检测5：赤道上随地球自转的物体A，赤道上空的近地卫星B，地球的同步卫星C，它们的运动都可以视为匀速圆周运动，分别用a、v、T、表示它们的向心加速度、线速度、周期和角速度，下列判断正确的是（ B ）小结：学通过这节课的学习，你在知识、方法-有什么收获？还想知道什么？作业：课内： 三维练习册57,58页课外： 科学漫步：黑洞STS :航天事业改变着人类的生活回答问题无数探索者用汗水和生命铺设了人类通往宇宙的道路19
8、70年我国第一颗人造卫星“东方红1号”升空，开创了中国航天史的新纪元。2003年神舟五号第一位航天员杨利伟送入太空。从“万户飞天”到载人飞船,这次成功的发射实现了中华民族千年的飞天梦想。从“嫦娥奔月”到“玉兔号”学生讨论:（搜集学生答案，并引导）学生猜想并交流想法。在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？学生根据圆周运动的规律和万有引力定律计算卫星的运行速度。并进行相关讨论。讨论回答。讨论回答。审题后学生说出第一宇宙速度的求法并解答。审题后学生说出第一宇宙速度的求法并解答。如何求加速度。学生讨论：V1=7.9km/s地球11.2km/sv7.9km/sV2=1
9、1.2km/sV3=16.7km/s11.2km/sv7.9km/s人造卫星的运动规律从线速度，角速度，周期，加速度讨论，学生归纳：学生讨论回答，学生可能按照卫星运动规律来分析，这是易错点，地面上的物体合力不是万有引力。结束语: 为我国能拥有独立的卫星导航通讯技术、载人航天技术、月球探测技术而骄傲，这是我们国家富强与文明的标志，也是我们实现中国梦的地方。 航天之路还在继续，还有很多技术需要突破，全球织网之路还未完成，需要更多的人投身到这一事业当中，为建设更强大的中国而努力！温故知新，为本节课内容的学习做好铺垫4分钟激发学习兴趣以学过的平抛运动知识引入到人造地球卫星知识的学习，不但使学生了解科学
10、探索的过程，更让学生体会到尖端科学的最初设想都是从已知的简单科学知识出发的。激发学生对基础知识的兴趣，增强学生对科学探索的信心。5分钟5分钟建立学生清晰的物理分析思路。培养学生分析能力，培养学生严谨的物理科学素养。4分钟复习圆周运动及万有引力的应用，增强学生的探索能力现在的学生对于这部分知识都有一定的了解，在他们展现其自身才能的同时可以达到知识的共享，促进学生的沟通与合作。3分钟学生常常对环绕速度与发射速度不区分，因此对这部分的强调十分必要。3分钟训练第一种方法求第一宇宙速度的求法，4分钟训练第一宇宙速度的第二种求法。6分钟培养学生分析能力，培养学生严谨的物理科学素养。培养学生的概括能力，记忆口诀：一定而四定高轨低速 长周期3分钟培养学生自主学习、合作学习、解决问题的能力和合作互助的精神。4分钟引导学生学以致用，易混易错点强调到位。2分钟(1)培养学生的科学探索精神。(2)激发学生热爱科学的热情。2分钟板书设计第六章 第五节 宇宙航行一、人造卫星的构想二、三个宇宙速度第一宇宙速度：1、推导（两种方法） 2、概念第二宇宙速度和第三宇宙速度1、第二宇宙速度的数值和概念2、第三宇宙速度的数值和概念三、人造卫星的运动规律
