2《第五節(jié)宇宙航行》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的內(nèi)容是人教版必修2第六章《萬(wàn)有引力與航天》的第五節(jié)《宇宙航行》。主要內(nèi)容是利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算宇宙速度，了解人類的航天歷程。二、學(xué)生分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了萬(wàn)有引力的定律，并能初步利用萬(wàn)有引力定律的公式求引力或一些速度，但學(xué)生的推理和運(yùn)算能力較差，加上本章書的公式運(yùn)用較為靈活，故學(xué)生對(duì)此有一定的畏難心理。三、設(shè)計(jì)思想針對(duì)本節(jié)課和學(xué)生的特點(diǎn)，本節(jié)課采用的模式可以用下圖表示：師生歸納得出共識(shí)學(xué)生質(zhì)疑教師答疑師生歸納得出共識(shí)學(xué)生質(zhì)疑教師答疑學(xué)生獨(dú)立或小組討論設(shè)定的探究?jī)?nèi)容教師提出探究問(wèn)題師生課堂交互活動(dòng)教師通過(guò)主題資源提供師生課堂交互活動(dòng)教師通過(guò)主題資源提供詳盡的探究指導(dǎo)和軟件強(qiáng)化強(qiáng)化訓(xùn)練教師通過(guò)主題資源提供交互性強(qiáng)的的習(xí)題以及答案或提示教師通過(guò)主題資源提供交互性強(qiáng)的的習(xí)題以及答案或提示本課的主要設(shè)計(jì)思想是采用信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)計(jì)各種交互性強(qiáng)，能夠激發(fā)學(xué)生興趣的主題資源，其中包括主題導(dǎo)入、同步練習(xí)（其中設(shè)有交互性很強(qiáng)的習(xí)題）、實(shí)戰(zhàn)演練（其中設(shè)有能及時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反饋的小測(cè)，并能對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)和建議）、課外拓展等。并采用學(xué)生交流互動(dòng)為主導(dǎo)，教師作為學(xué)習(xí)的輔助者的課堂教學(xué)模式。希望能借此調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究的主觀能動(dòng)性，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和探究精神。四、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)和能力目標(biāo)1．了解人造地球衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)和航天發(fā)展史。2．知道三個(gè)宇宙速度的含義和數(shù)值，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。3．理解衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。（二）過(guò)程與方法目標(biāo)1．在學(xué)習(xí)牛頓對(duì)衛(wèi)星發(fā)射的思考過(guò)程的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索能力；培養(yǎng)學(xué)生在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如何構(gòu)建物理模型的能力。2．通過(guò)對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系的討論，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)1．通過(guò)展示人類在宇宙航行領(lǐng)域中的偉大成就，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。2．通過(guò)介紹我國(guó)在航天方面的成就，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)熱情，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。3．感知人類探索宇宙的夢(mèng)想，促使學(xué)生樹立獻(xiàn)身科學(xué)的人生觀和價(jià)值觀。五、教學(xué)重點(diǎn)1．第一宇宙速度的推導(dǎo)。2．衛(wèi)星運(yùn)行的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。六、教學(xué)難點(diǎn)

衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度的關(guān)系。七、教學(xué)過(guò)程：教師活動(dòng)教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)引入新課

展示視頻和圖片

1957

年

10

月

4

日，前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，從而開創(chuàng)了人類航天的新紀(jì)元．

1961

年

4

月

12

日，前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一艘“東方號(hào)”載人飛船，尤里

·

加加林成為第一位航天員，揭開了人類進(jìn)入太空的序幕．

人類進(jìn)入了航天時(shí)代．這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)人造地球衛(wèi)星方面的基本知識(shí)．

看屏幕聽講解§

6.5

宇宙航行進(jìn)行新課

問(wèn)：離地面一定高度的物體以一定的初速度水平射出，由于重力作用，物體將做平拋運(yùn)動(dòng)，即最終要落回地面．但如果射出的速度增大，會(huì)發(fā)生什么情況呢？思考演示牛頓設(shè)想原理圖

人造地球衛(wèi)星

由于拋出速度不同，物體的落點(diǎn)也不同．當(dāng)拋出速度達(dá)到一定大小，物體就不會(huì)落回地面，而是在引力作用下繞地球旋轉(zhuǎn)，成為繞地球運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星．

那么，速度多大時(shí)，物體將不會(huì)落回地面而成為繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星呢？

觀察、分析引導(dǎo)學(xué)生討論展示課件并講解二、宇宙速度

【板書】

1.

第一宇宙速度

(

環(huán)繞速度

)

v1＝

7.9km/s請(qǐng)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，推導(dǎo)第一宇宙速度的另一種表達(dá)式：

推導(dǎo)：地面附近重力提供向心力，

所以

將

R＝6.37×106m

,

g＝

9.8m/s2代入，求出第一宇宙速度仍為

7.9km

/s．

如果人造地球衛(wèi)星進(jìn)入軌道的水平速度大于

7.9km

/s，而小于

11.2km

/s，它繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道就不是圓，而是橢圓．當(dāng)物體的速度等于或大于

11.2km

/s

時(shí)，物體就可以掙脫地球引力的束縛，成為繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星．所以，

11.2km

/s

是衛(wèi)星脫離地球的速度，這個(gè)速度叫作第二宇宙速度，也稱脫離速度速．

【板書】

2.

第二宇宙速度（脫離速度）

v2＝

11.2km

/s達(dá)到第二宇宙速度的物體要受太陽(yáng)引力的束縛，要使物體掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間去，必須使它的速度等于或大于

16.7km

/s，這個(gè)速度叫作第三宇宙速度，也稱逃逸速度．【板書】

3.

第三宇宙速度（逃逸速度）

v3＝

16.7km/s【板書】4地球同步衛(wèi)星．人造地球衛(wèi)星的種類很多，有一種特別的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星

（

1

）同步衛(wèi)星的高度是確定的：

h＝

36000

km．

（

2

）理解同步衛(wèi)星“同步”的意義．（

3

）探究同步衛(wèi)星的位置．

2．觀看視頻：同步衛(wèi)星的軌道以及同步衛(wèi)星的發(fā)射討論并推導(dǎo)說(shuō)明特點(diǎn)

了解衛(wèi)星的發(fā)射和回收視頻和圖片鞏固練習(xí)

1、若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6倍，半徑是地球的1.5倍，則此行星的第一宇宙速度約為：（）A、16km/s B、32km/s C、4km/s D、2km/s2、同步衛(wèi)星離地心的距離為，運(yùn)行速度為，加速度，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度第一宇宙速度為，地球的半徑為，則（）A．B．c．D．3、

一顆在圓形軌道上運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星，軌道半徑為

r，它的線速度大小為

v，問(wèn)

:

當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑增大到

2r

時(shí)，它的線速度是多大？重力變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？

4、

天文臺(tái)測(cè)得一顆衛(wèi)星沿半徑為

R

的圓形軌道繞某行星轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為

T，求衛(wèi)星的向心加速度和行星的質(zhì)量。課堂總結(jié)與反思本節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)，始終以學(xué)生為主體，精心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，促進(jìn)學(xué)生大膽猜想，獨(dú)立思維，探索研究，經(jīng)歷、體驗(yàn)與牛頓研究人造衛(wèi)星發(fā)射原理相似的“再發(fā)現(xiàn)”過(guò)程。但是本節(jié)也反映出學(xué)生的數(shù)學(xué)推理能力較差，建立物理模型解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)較弱八、學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)表（課后填寫，并記入學(xué)科學(xué)生成長(zhǎng)記錄檔案）評(píng)價(jià)項(xiàng)目指標(biāo)權(quán)重自評(píng)他評(píng)師評(píng)平均分知識(shí)與技能小測(cè)成績(jī)×60％60過(guò)程和方法1、通過(guò)自主思考和討論與交流，認(rèn)識(shí)計(jì)算天體的質(zhì)量的思路和方法。52、主動(dòng)經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，能體會(huì)科學(xué)探究需要極大的毅力和勇氣53、充分體會(huì)到科學(xué)理論對(duì)未知世界探索的知道作用。54、會(huì)結(jié)合萬(wàn)有引力定律和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，求解衛(wèi)星問(wèn)題。5情感態(tài)度與價(jià)值觀1、能和諧與同學(xué)們合作探究52、大膽地發(fā)表自己的意見和看法53、能認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的重要意義54、知道科學(xué)定律對(duì)人類探索未知世界的作用。5教師簽名總分（共100分）小組同學(xué)簽名等級(jí)（分A、B、C、D四等）學(xué)情分析學(xué)生在解答例題過(guò)程中暴露出的問(wèn)題大體有：（1）不列原始方程，而是直接把課本上推導(dǎo)出的結(jié)果寫出來(lái)，然后代入數(shù)值求解，因此，在此要特別強(qiáng)調(diào)列出原始方程，變形推導(dǎo)后再代入數(shù)值求解。（2）數(shù)學(xué)計(jì)算錯(cuò)誤，由此可知學(xué)生代數(shù)式運(yùn)算能力不夠。所以在此應(yīng)特別要求學(xué)生細(xì)致認(rèn)真計(jì)算結(jié)果，并點(diǎn)撥關(guān)于該類計(jì)算的方法。（3）學(xué)生在解答時(shí)，不畫情景示意圖，導(dǎo)致亂用字母而出錯(cuò)。在本章中字母混淆是學(xué)生常見的錯(cuò)誤，而畫出情景示意圖并標(biāo)出相應(yīng)字母，是解決的最有效方法，例如：R，r分別表示天體的半徑和軌道半徑；M，m分別表示中心天體的質(zhì)量和環(huán)繞天體的質(zhì)量。效果分析應(yīng)用萬(wàn)有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度，以及衛(wèi)星運(yùn)行的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系相關(guān)的計(jì)算問(wèn)題是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。本節(jié)課我是以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主體設(shè)計(jì)的，教師僅起問(wèn)題的設(shè)置、課堂節(jié)奏的控制、點(diǎn)評(píng)、引導(dǎo)總結(jié)規(guī)律等作用。學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)課本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，解答討論問(wèn)題的過(guò)程，體會(huì)解決問(wèn)題的方法，體會(huì)萬(wàn)有引力定律的成就和應(yīng)用，從而很好的達(dá)成目標(biāo)，使全體學(xué)生的潛力得到很大限度的挖掘，并通過(guò)例題和練習(xí)題對(duì)知識(shí)進(jìn)行鞏固，課堂教學(xué)中充分體現(xiàn)師生平等、教學(xué)民主的思想，師生信息交流暢通，情感交流融洽，合作和諧，配合默契，教與學(xué)的氣氛達(dá)到最優(yōu)化，課堂教學(xué)效果達(dá)到最大化。教材分析（1）通過(guò)對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)可以對(duì)此前已學(xué)萬(wàn)有引力定律起到復(fù)習(xí)鞏固，加深理解的作用；（2）作為中學(xué)唯一涉及并用以討論天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的萬(wàn)有引力定律,被物理教學(xué)大綱和考試說(shuō)明列為教學(xué)及考核的重點(diǎn)內(nèi)容之一。誠(chéng)然,萬(wàn)有引力定律這一章的知識(shí)點(diǎn)并不多。但是,需要用這個(gè)定律處理的習(xí)題題型多、綜合性強(qiáng),物理量多，學(xué)生處理這類問(wèn)題時(shí)普遍感到困難。（3）本節(jié)課以新課程改革理念為指導(dǎo)。課堂的生命性，物理學(xué)的生命性為出發(fā)點(diǎn)。在實(shí)施中，雖然是以教師為主導(dǎo)進(jìn)行介紹和啟發(fā)，但學(xué)生并不是消極被動(dòng)的接受，學(xué)生始終在自由的生長(zhǎng)，在自主的生成屬于自己的知識(shí)。評(píng)測(cè)練習(xí)1、若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6倍，半徑是地球的1.5倍，則此行星的第一宇宙速度約為：（）A、16km/s B、32km/s C、4km/s D、2km/s2、同步衛(wèi)星離地心的距離為，運(yùn)行速度為，加速度，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度第一宇宙速度為，地球的半徑為，則（）A．B．c．D．3、

一顆在圓形軌道上運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星，軌道半徑為

r，它的線速度大小為

v，問(wèn)

:

當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑增大到

2r

時(shí)，它的線速度是多大？重力變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍？

4、

天文臺(tái)測(cè)得一顆衛(wèi)星沿半徑為

R

的圓形軌道繞某行星轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為

T，求衛(wèi)星的向心加速度和行星的質(zhì)量。課后反思本節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)，始終以學(xué)生為主體，精心設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，，促進(jìn)學(xué)生大膽猜想，獨(dú)立思維，探索研究，經(jīng)歷、體驗(yàn)與牛頓研究人造衛(wèi)星發(fā)射原理相似的“再發(fā)現(xiàn)”過(guò)程。以下是本人在這次課中的幾點(diǎn)體會(huì)：eq\o\ac(○,1)集體的力量是強(qiáng)大的，本次從準(zhǔn)備到磨課到正式上課的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)反反復(fù)復(fù)的修改，本組的老師提供了很多寶貴的意見，才使得我的學(xué)案一步步的精細(xì)，課件一步步的精簡(jiǎn)，語(yǔ)言表達(dá)一步步的準(zhǔn)確，有很多東西是我自己沒有想到和考慮到的。eq\o\ac(○,2)要上好一堂課，真不是一件容易的事，不僅要花時(shí)間，關(guān)鍵還是要用心。用心去備課，用心去查找資料，虛心學(xué)習(xí)，認(rèn)真鉆研，每試完一堂課，都要認(rèn)真分析不足之處，還有什么值得改進(jìn)的地方。即便這樣反復(fù)了幾次，最后正式上完課后，我還是覺得有一些不滿意的地方，認(rèn)為本應(yīng)該做得更好，還有一些不完美的地方。教無(wú)止境，只要善于發(fā)現(xiàn)，用心去鉆研，一定會(huì)做得更好。課標(biāo)分析本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)分為：（一）知識(shí)和能力目標(biāo)1．了解人造地球衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)和航天發(fā)展史。2．知道三個(gè)宇宙速度的含義和數(shù)值，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。3．理解衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。（二）過(guò)