教學(xué)設(shè)計(jì)《宇宙航行》

1、全省中學(xué)物理教師教學(xué)大賽教學(xué)設(shè)計(jì)參賽作品課題名稱：宇宙航行教師姓名：楊 超工作單位：哈爾濱73中學(xué) 2011年4月6日6.5 宇宙航行一、課前準(zhǔn)備1. 多媒體課件，衛(wèi)星環(huán)繞視頻，牛頓的人造衛(wèi)星設(shè)想flash.2. 學(xué)生準(zhǔn)備關(guān)于航天史的材料和未來的各個(gè)國家航天計(jì)劃.二、教學(xué)目標(biāo) 知識與技能 1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識.2.知道三個(gè)宇宙速度的含義，會推導(dǎo)第一宇宙速度.3.通過實(shí)例，了解人類對太空的探索歷程.過程與方法1.能通過航天事業(yè)的發(fā)展史說明物理學(xué)的發(fā)展對于自然科學(xué)的促進(jìn)作用.2.通過用萬有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力.情感態(tài)度與價(jià)值觀1.通過對我國航天事業(yè)發(fā)展的了

2、解，進(jìn)行愛國主義的教育.2.關(guān)心國內(nèi)外航空航天事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，有將科學(xué)技術(shù)服務(wù)于人類的意識.三、教學(xué)重點(diǎn)會推導(dǎo)第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度.四、教學(xué)難點(diǎn)環(huán)繞速度與發(fā)射速度的區(qū)別.五、教學(xué)過程1、情景導(dǎo)入 阿波羅飛船載人登月和返回地球的軌道示意圖 插入衛(wèi)星圖片 通過設(shè)問“衛(wèi)星是如何發(fā)射出去的”引出課題2、推出新課通過一個(gè)故事：世界上第一個(gè)試圖乘坐火箭升空的“航天員”萬戶通過flash演示引發(fā)學(xué)生思考“萬戶為什么這樣的下場”最早研究人造衛(wèi)星問題的是牛頓，他設(shè)想了這樣一個(gè)問題：在地面某一高處平拋個(gè)物體，物體將沿拋物線落回地面。物體初速度越大，飛行距離越遠(yuǎn)?？紤]到地球是圓形的，應(yīng)該是這樣

3、的圖景：(多媒體展示)設(shè)問：當(dāng)平拋的物體速度達(dá)到多大時(shí)將成為人造衛(wèi)星。來引出宇宙速度：3、 宇宙速度 設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，衛(wèi)星到地心的距離為r，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為v，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得：.應(yīng)用近地條件rR（R為地球半徑），取R=6 400 km,M=6×1024 kg，則：v=7.9 km/s.這個(gè)速度稱為第一宇宙速度。（環(huán)繞速度）第一宇宙速度的另一種推導(dǎo)：在地面附近，萬有引力近似等于重力，此力提供衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.（地球半徑R、地面重力加速度g已知）預(yù)期猜想 由mg=得v= km/s=7.9 km/s說明：在地面上的物體及地面附近的物體（

4、包含近地衛(wèi)星），在通常情況下都認(rèn)為mg=.4、發(fā)射速度和環(huán)繞速度設(shè)置問題： 剛才我們分析衛(wèi)星繞地球運(yùn)行時(shí)得到一個(gè)結(jié)論：衛(wèi)星軌道離地球越遠(yuǎn)，其運(yùn)動(dòng)速度越小.環(huán)繞速度從地面把衛(wèi)星送到高軌道要比送到低軌道的速到要大，這個(gè)速度與環(huán)繞速度不用，是把衛(wèi)星離開地面的初速度.發(fā)射速度學(xué)生總結(jié)：第一宇宙速度是發(fā)射地球衛(wèi)星的最小速度，是衛(wèi)星地球運(yùn)行的最大速度。提出猜想：如果物體發(fā)射的速度更大，達(dá)到或超過11.2km/s時(shí)，物體將能夠擺脫地球引力的束縛，成為繞太陽運(yùn)動(dòng)的行星或飛到其他行星上去。11.2km/s這個(gè)速度稱為第二宇宙速度。（脫離速度）提出猜想：如果物體的發(fā)射速度再大，達(dá)到或超過16.7km/s時(shí)，物體將

5、能夠擺脫太陽引力的束縛，飛到太陽系外。16.7km/s這個(gè)速度稱為第三宇宙速度。（逃逸速度）5、 夢想成真 展示學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間整理歸納的關(guān)于航天的成就，預(yù)期其中會包含1.是誰真正為人類邁向太空提供了科學(xué)思想？2.世界上第一顆人造地球衛(wèi)星是哪個(gè)國家發(fā)射的？3.最先登上月球的是哪國人？4.中國載人航天工程是哪一年正式啟動(dòng)的？5.中國第一個(gè)被送入太空的航天員是誰？了解中國和其他國家一樣，在此之前探索宇宙的道路已經(jīng)歷了艱難的跋涉，且已取得了巨大成就.激發(fā)學(xué)生愛國主義情感。六、課堂訓(xùn)練1、關(guān)于第一宇宙速度，下列說法正確的是（ ）A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B.它是近地圓軌道上人造地球衛(wèi)星的

6、運(yùn)行速度C.它是使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓軌道的最小發(fā)射速度D.它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度答案：BC2、我們設(shè)想，如果地球是個(gè)理想的球體，沿地球的南北方向修一條平直的閉合高速公路，一輛性能很好的汽車在這條高速公路上可以一直加速下去，并且忽略空氣阻力，那么這輛汽車的最終速度（ ）A.無法預(yù)測 B.與飛機(jī)速度相當(dāng)C.小于“神舟五號”宇宙飛船的速度 D.可以達(dá)到7.9 km/s3、如圖所示，a、b、c是環(huán)繞地球圓形軌道上運(yùn)行的3顆人造衛(wèi)星，它們的質(zhì)量關(guān)系是ma=mb<mc，則（ ）A.b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度B.b、c的周期相等，且小于a的周期C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D.b所需向心力最小七、課堂小結(jié)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了如何用萬有引力定律來研究天體運(yùn)動(dòng)的問題；掌握了萬有引力是向心力這一研究天體運(yùn)動(dòng)的基本方法；了解了衛(wèi)星的發(fā)射與運(yùn)行的一些情況；分析了發(fā)射速度和環(huán)繞速度的不同；知道了第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度，是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度。同時(shí)通過知道了第二宇宙速度和第三宇宙速度的大小。知道了國內(nèi)外航空航天事業(yè)的