1、第5頁(yè) 共5頁(yè)宇宙速度物理教案宇宙速度教學(xué)設(shè)計(jì)文自jsfw8一、教材分析p 1.知識(shí)特點(diǎn):教材針對(duì)高一學(xué)生的根底和承受才能,重點(diǎn)突出了“宇宙速度”的教學(xué),并強(qiáng)調(diào)邏輯的嚴(yán)密性。2.知識(shí)地位:人造衛(wèi)星是萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例,是人類征服自然的見(jiàn)證,表達(dá)了知識(shí)的力量,是學(xué)生學(xué)習(xí)理解現(xiàn)代科技知識(shí)的一個(gè)極好素材。教材不但介紹了人造衛(wèi)星中一些根本理論,更是在其中浸透了很多研究實(shí)際物理問(wèn)題的物理方法。因此,本節(jié)課是“萬(wàn)有引力定律”中的重點(diǎn)內(nèi)容,是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究天體物理問(wèn)題的理論根底。二、教學(xué)目的知識(shí)目的:理解人造衛(wèi)星的開(kāi)展歷史;知道人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行原理,會(huì)運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)公式分

2、析p 解答有關(guān)衛(wèi)星運(yùn)行的原因;掌握三個(gè)宇宙速度,會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度;能用所學(xué)知識(shí)求解衛(wèi)星根本問(wèn)題。才能目的:培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究才能;浸透物理方法教育,培養(yǎng)學(xué)生在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí),如何忽略次要因素,抓住主要因素,抽象出物理模型的才能;培養(yǎng)學(xué)生歸納、分析p 和推導(dǎo)才能。情感目的:介紹我國(guó)航天事業(yè)的開(kāi)展現(xiàn)狀,激發(fā)學(xué)生的求知欲和民族自豪感,培養(yǎng)愛(ài)國(guó)熱情。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1重點(diǎn);(1)人造衛(wèi)星的運(yùn)行原理(2)第一宇宙速度的推導(dǎo);(3)衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),各物理量的關(guān)系。2難點(diǎn);人造衛(wèi)星運(yùn)行速度與發(fā)射速度的區(qū)別;3疑點(diǎn);黑洞真的存在嗎?四、教學(xué)方法啟發(fā)式教學(xué)、多媒體輔助教學(xué)。1教師;通過(guò)多媒體將抽象的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)

3、直觀展示,加強(qiáng)學(xué)生的理解,并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)展分析p ,最后對(duì)學(xué)生的結(jié)論進(jìn)展補(bǔ)充和總結(jié)。2.學(xué)生:通過(guò)觀察,分析p 原理,并主動(dòng)參與得出自己的觀點(diǎn),并用練習(xí)加強(qiáng)結(jié)論的理解。五、教學(xué)準(zhǔn)備:多媒體課件制作,六、教學(xué)流程引言人造衛(wèi)星開(kāi)展歷史人造衛(wèi)星運(yùn)行原理衛(wèi)星各個(gè)物理量與半徑的關(guān)系第一宇宙速度的推導(dǎo)發(fā)射速度與運(yùn)行速度的區(qū)別第二宇宙速度與第三宇宙速度七:教學(xué)過(guò)程(一)引課(牛頓的衛(wèi)星遐想)1.歷史:蘇聯(lián)在1957年10月4日成功發(fā)射了世界第一顆人造地球衛(wèi)星。美國(guó)我國(guó)航天事業(yè)2.分類:天文學(xué)衛(wèi)星通信衛(wèi)星地球觀察衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星偵查衛(wèi)星空間衛(wèi)星3.過(guò)度:_年2月10日一家美國(guó)公司的商業(yè)衛(wèi)星在與一顆已報(bào)廢的俄羅斯軍用

4、衛(wèi)星發(fā)生的碰撞中遭到破壞。(二)人造地球衛(wèi)星1.拋物演示實(shí)驗(yàn):學(xué)生觀察落地點(diǎn)的變化,落地點(diǎn)為什么會(huì)變化?2.牛頓的考慮與設(shè)想:拋出的速度v越大時(shí),落地點(diǎn)越遠(yuǎn),速度不斷增大,將會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果?牛頓根據(jù)自己的設(shè)想草擬了一幅極富創(chuàng)意的人造衛(wèi)星原理圖。牛頓的設(shè)想由于受技術(shù)條件的限制,物體不可能到達(dá)這樣的速度,但他的思想啟發(fā)了后人,在太空探究中立了頭功。引出人造地球衛(wèi)星(簡(jiǎn)稱人造衛(wèi)星)的概念。(三)宇宙速度問(wèn)題的提出:地球近似看成圓,那么人造衛(wèi)星環(huán)繞地球旋轉(zhuǎn)時(shí)做的是什么運(yùn)動(dòng)?人造衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由誰(shuí)提供?公式推導(dǎo):假設(shè)地球質(zhì)量M,衛(wèi)星質(zhì)量為m,衛(wèi)星到地心的間隔 為r,衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的速度為v。根據(jù)萬(wàn)

5、有引力和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生分析p 、研究,并自己獨(dú)立求出衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)速度:公式拓展(學(xué)生自我推導(dǎo))角速度衛(wèi)星運(yùn)行周期公式分析p :不同的人造地球衛(wèi)星,G、M是恒量,r是變量。人造衛(wèi)星離地面越高,衛(wèi)星環(huán)繞地球的運(yùn)動(dòng)線速度、角速度越小,周期T越大。學(xué)生考慮:將衛(wèi)星送入低軌道和送入高軌道哪一個(gè)更容易?為什么?所需要的發(fā)射速度,哪一個(gè)更大?為什么?發(fā)射速度和衛(wèi)星繞地旋轉(zhuǎn)的速度是不是同一速度?發(fā)射速度大說(shuō)明什么?衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)速度大又說(shuō)明什么?近地軌道衛(wèi)星分析p 方法:方法1:啟發(fā):靠近地面時(shí),r的值近似等于多少?rR(地球半徑)=6.37106mG=6.6710-11N.m2/kg2M地=5.891024k

6、g提問(wèn):近地軌道衛(wèi)星的周期是多少?學(xué)生上臺(tái)求解:T=23.14=85分鐘再問(wèn):能否發(fā)射一顆周期為80分鐘的衛(wèi)星?為什么?讓學(xué)生討論、分析p ,叫學(xué)生答復(fù),得出結(jié)果:不能方法2:啟發(fā):靠近地面時(shí),r的值近似等于R地。萬(wàn)有引力學(xué)生文自jsfw8宇宙速度教學(xué)設(shè)計(jì)文自jsfw8分析p 出mg由=mg=v1=將數(shù)據(jù)代入求解v=v1=7.9km/s是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度,叫第一宇宙速度。學(xué)生考慮:我們剛研究過(guò),當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑越大時(shí),衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)時(shí)的速度越小,衛(wèi)星發(fā)射時(shí)越難,送入軌道需要消耗的能量越多,發(fā)射的速度必須越大,由此我們可以得出要將人造衛(wèi)星送入軌道運(yùn)行速度必須

7、大于多少?學(xué)生分析p 得出v7.9km/s引導(dǎo):發(fā)射速度越大,人造衛(wèi)星就進(jìn)入更高的軌道,當(dāng)速度大到某一值時(shí),衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力,不再繞地球運(yùn)動(dòng)我們把這個(gè)速度叫第二宇宙速度,它的大小為v2=11.2km/s。同時(shí)分析p 飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間,速度必須等于或大小16.7km/s,這個(gè)速度叫第三宇宙速度。(四)知識(shí)穩(wěn)固例1一位同學(xué)根據(jù)向心力公式F=,假設(shè)人造衛(wèi)星質(zhì)量m不變,當(dāng)軌道半徑r增大2倍時(shí),人造衛(wèi)星需要的向心力減小為原來(lái)的。另一位同學(xué)根據(jù)衛(wèi)星的向心力繞地球行,由公式F=G推斷,當(dāng)r增大2倍時(shí),人造衛(wèi)星需要的向心力減小為原來(lái)的,哪位同學(xué)的說(shuō)法對(duì)?說(shuō)錯(cuò)的錯(cuò)在哪里?例2地球同步衛(wèi)星是相對(duì)于地面靜止的和地球具有一樣