人造衛(wèi)星宇宙速度教學(xué)設(shè)計(jì)人教版(優(yōu)秀教案)

1、人造衛(wèi)星宇宙速度教學(xué)案例課程分析：高一物理第六章第五節(jié)人造衛(wèi)星宇宙速度重點(diǎn)講述了人造衛(wèi)星的發(fā)射原 理，推導(dǎo)了第一宇宙速度，介紹了三個(gè)宇宙速度的含義。本節(jié)內(nèi)容是萬有引力定律在天體運(yùn) 動(dòng)中的具體運(yùn)用，是航天科學(xué)技術(shù)理論基礎(chǔ)。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的思維方法，探究人造衛(wèi)星 的發(fā)射原理，進(jìn)行知識(shí)的正向遷移，順利、流暢地推導(dǎo)第一宇宙速度，有助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā) 散思維、邏輯思維，發(fā)展分析推理的能力。另外，學(xué)生通過對人造衛(wèi)星、宇宙速度的了解， 也將潛移默化地產(chǎn)生對航天科學(xué)的熱愛，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。學(xué)情分析：本班學(xué)生熱愛科學(xué)，學(xué)習(xí)積極性較高。師生關(guān)系和諧融洽，課堂氣氛活躍， 敢于交流、討論，發(fā)表自己的觀點(diǎn)、看法

2、。通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已對曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、萬有引力定律已有一定的了解。在此基礎(chǔ) 上，通過教師合理誘導(dǎo)，按照遷移規(guī)律科學(xué)地設(shè)計(jì)問題情境，促進(jìn)學(xué)生探究，獲得新知。盡管學(xué)生對天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)儲(chǔ)備不足，猜想可能缺乏科學(xué)性，表達(dá)也許欠妥。但只要始 終參與到學(xué)習(xí)情境中，五官體驗(yàn)激活思維，大膽猜想，敢于表達(dá)，就都能獲得發(fā)展和提高。學(xué)習(xí)目標(biāo)：、理解人造衛(wèi)星發(fā)射原理，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度，了解三個(gè)宇宙速度的含義。 學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法，發(fā)展思維的獨(dú)立性，提高發(fā)散思維能力、分析推理能力和合理表達(dá)的 能力。、在主動(dòng)學(xué)習(xí)合作探究過程中，體驗(yàn)和諧、流暢、民主、愉悅的學(xué)習(xí)情境，在滿懷熱 望的探究中不斷獲得美的感受和成功進(jìn)步。、

3、迸發(fā)學(xué)習(xí)科學(xué)，熱愛科學(xué)的激情，油然產(chǎn)生民 族自信心和自豪感。設(shè)計(jì)理念：學(xué)科課程教學(xué)活動(dòng)中，以學(xué)生為主體，教師順其自然，尊重學(xué)生的身心發(fā)展 和認(rèn)知規(guī)律，適時(shí)誘導(dǎo)、點(diǎn)撥，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、品德三維一體的全面發(fā)展，這是極樸 實(shí)的原則和真理。本節(jié)課的難點(diǎn)在學(xué)生對人造衛(wèi)星原理的理解。因此教學(xué)設(shè)計(jì)上擬采用理論探究法：從學(xué) 生已知的“拋體初速度越大，飛得越遠(yuǎn)”這一舊知入手，通過教師的誘導(dǎo)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的情意， 創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生提出猜想：“若初速度足夠大，又如何？”交流討論、探究、獨(dú)立思 維，從而豁然開朗的“解疑”，獲得若速度足夠大，萬有引力提供物體的向心力，物體就得 圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從而成為人造衛(wèi)

4、星這一新知，完成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的正向遷移。然后進(jìn) 一步探究和思維，順利地完成第一宇宙速度的推導(dǎo)，了解三個(gè)宇宙速度的不同含義，認(rèn)識(shí)客 觀世界的規(guī)律，并加強(qiáng)遷移與應(yīng)用。在教學(xué)中激發(fā)學(xué)生求知欲，激發(fā)學(xué)生解決問題的強(qiáng)烈愿望，是實(shí)現(xiàn)學(xué)生主體地位、促進(jìn) 學(xué)生獨(dú)立思考的關(guān)鍵之所在。因此在整個(gè)教學(xué)過程中，教師應(yīng)始終飽含情意，創(chuàng)設(shè)一個(gè)又一 個(gè)教學(xué)情境，因勢利導(dǎo)，激勵(lì)啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)體驗(yàn)，始終處于探索、研究、思維的氛圍，在情 趣中進(jìn)行學(xué)習(xí)，在愉悅中克服思維障礙，在滿懷熱望中步入科學(xué)的殿堂，領(lǐng)略和感悟善美的 和諧統(tǒng)一。課時(shí)安排為一節(jié)課。教學(xué)過程及簡要實(shí)錄：一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)情意：、教師導(dǎo)入：每個(gè)人都有著愿望或夢想。就像畫面中

5、的小女孩，仰望美麗燦爛的蒼穹， 一定浮想聯(lián)翩。也許還曾夢想著插上翅膀，飛向天空。其實(shí)，做著飛天之夢的人，從古到今， 又何止萬千？我國古代的萬戶就是其中一個(gè)，他曾經(jīng)將自己用枚火箭捆綁，嘗試飛天，不幸 點(diǎn)火后火箭爆炸，萬戶為此犧牲了。然而，一次次的失敗并沒有阻止人類進(jìn)行太空探索的活 動(dòng)。終于，人類第一顆人造衛(wèi)星于年月日從前蘇聯(lián)升空，中國也于年發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星。特別是去年月日至日，中國第一次實(shí)現(xiàn)載入航天，宇航員楊利偉乘坐“神舟五號(hào)”繞地飛行圈，順利返回，圓了中國人盼望已久的飛天之夢，這是每一個(gè)中國人的驕傲和自豪！、適時(shí)設(shè)疑：那么人類是怎樣把物體發(fā)射出去，送入太空的呢？、出示課題：人造衛(wèi)星，宇宙速

6、度二、觀察思考，合作探究：（一）誘導(dǎo)觀察：、展示在高山上以不同初速度拋出同一物體得到的四條軌跡。、教師設(shè)疑：觀察和比較這四條軌跡，你能發(fā)現(xiàn)什么？（實(shí)錄：學(xué)生開始觀察、思考、交流、討論后陸續(xù)有學(xué)生發(fā)言。有的說，這四條軌跡都是曲線；有的說，初速度越大，物體落得越遠(yuǎn)。教師提問：“為什么都落回了地面？”學(xué)生回答：“因?yàn)槭艿饺f有引力，有的說是重力的作用。”學(xué)生在愉快的觀察、思考中獲得了成功的滿足）。、師生小結(jié)：得出兩個(gè)結(jié)論：物體由于地球引力的作用均落回地面。物體的初速度越大，飛得越遠(yuǎn)。（二）積極思維，大膽猜想、教師設(shè)疑：從剛才的四條軌跡圖，你還能聯(lián)想到什么？（實(shí)錄：“一石激起千層浪”。教師提問之后，學(xué)生

7、思維活躍，交流討論聲漸大，有的發(fā)言說：想到了坐著飛船，遨游太空。有的說：想到了速度大了，物體將做離心運(yùn)動(dòng)。有的說：可能飛出太陽系。有的說：物體還有可能圍繞地球繞轉(zhuǎn)。 教師肯定學(xué)生大膽的猜想和假設(shè)， 贊揚(yáng)某同學(xué)的設(shè)想與牛頓設(shè)想相符。 ）、課件展示牛頓設(shè)想：忽略空氣阻力的影響，當(dāng)拋出物體的初速度足夠大時(shí)，物體就永遠(yuǎn)不會(huì)落到地面上來，它將圍繞地球繞轉(zhuǎn)。、教師追問：牛頓設(shè)想的運(yùn)動(dòng)可能嗎？（實(shí)錄：學(xué)生在教師設(shè)計(jì)的問題情境中進(jìn)一步思考、討論、爭辯，氣氛越來越熱烈，有的還爭得面紅耳赤。有的說：物體還是會(huì)落回地面，因?yàn)樗冀K擺脫不了地球引力。有的反對：月亮、人造衛(wèi)星能繞地球飛行，不是照樣沒落回地面嗎？有的補(bǔ)充

8、：像物體能做圓周運(yùn)動(dòng)，它可以將引力變成圓周運(yùn)動(dòng)的問心力，物體不會(huì)掉下來。教師肯定學(xué)生列舉月亮、人造衛(wèi)星等實(shí)例，能從實(shí)際出發(fā)證明物體的初速度足夠大時(shí)，物體確實(shí)能不落回地面，而是繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，教師也肯定學(xué)生能用圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)從已知理論的角度證明這種可能性。從而引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的思維方法。）、師生小結(jié)：牛頓設(shè)想的運(yùn)動(dòng)是完全可能的。當(dāng)拋出物體的初速度足夠大時(shí)，物體將圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，成為一顆人造地球衛(wèi)星，簡稱人造衛(wèi)星。（出示標(biāo)題一：人造衛(wèi)星）人造衛(wèi)星所需的向心力由地球的萬有引力提供。（三）精心研究，合理推導(dǎo)：、設(shè)疑：要有足夠大的速度，才能使拋出的物體成為人造衛(wèi)星，那么這個(gè)速度多大呢？出示標(biāo)題二：宇

9、宙速度。導(dǎo)向第二個(gè)研究內(nèi)容。、出示探究內(nèi)容和已知條件：已知地球和人造衛(wèi)星質(zhì)量分別為和，衛(wèi)星到地心的距離為 , 求衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)相速度。、設(shè)疑：解題的思路和方法是什么？（實(shí)錄：教師強(qiáng)調(diào)學(xué)生不急于解題，先看清已知條件，理清思緒，找出解題的思路，引導(dǎo)學(xué)生自己得出結(jié)論： 人造衛(wèi)星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由地球的萬有引力提供。）、推導(dǎo)衛(wèi)星運(yùn)行速度公式：（實(shí)錄：學(xué)生在正確的解題思路引導(dǎo)下，變形后得出。讓一個(gè)學(xué)生上黑板推導(dǎo)。教師在學(xué)生中觀察指導(dǎo)答疑，大多數(shù)學(xué)生能推導(dǎo)得出公式，完成舊知的遷移構(gòu)建，課件再現(xiàn)推導(dǎo)過程，幫助全體學(xué)生達(dá)標(biāo)。）、理性分析，感性感知：學(xué)生在教師的引導(dǎo)下得出：衛(wèi)星運(yùn)行速度與軌道

10、半徑的平方根成反比。、計(jì)算第一宇宙速度：師生共同合作，借助課件，代入數(shù)據(jù)，得出第一宇宙速度。并簡 要說明其意義。四、聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用遷移：設(shè)問：從牛頓提出設(shè)想到第一顆人造衛(wèi)星上天，歷時(shí)近三百年，這是為什么？（實(shí)錄： 學(xué)生交流、討論，有的發(fā)言說：當(dāng)時(shí)不知道這速度有多大。有的說：第一宇宙速度太快了， 技術(shù)落后，不能達(dá)到。教師肯定學(xué)生回答的正確性。）五、閱讀了解，獨(dú)立思維 ：、設(shè)疑：當(dāng)衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度，衛(wèi)星又會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？（實(shí)錄：學(xué)生獨(dú) 立思考，發(fā)言，有的說：會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)。有的說：脫離地球引力，飛向天空。有的說：飛出 在太陽系。教師始終微笑，不作反駁。布置：至于到底會(huì)有哪些可能呢？請學(xué)生

11、看書。）、學(xué)生閱讀：學(xué)生通過閱讀了解，當(dāng)衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度的三種可能。并 由教師引導(dǎo)得出第二、第三宇宙速度的含義。六、練習(xí)反饋：題：神舟五號(hào)載人飛船在繞地球飛行的第圈進(jìn)行變軌，由原來的橢圓軌道變?yōu)榫嗟?面高度的圓形軌道。已知地球半徑X,地面處的重力加速度。試導(dǎo)出飛船在上述圓軌道上運(yùn) 行的周期的公式（用、表示），然后計(jì)算周期的數(shù)值（保留兩位有效數(shù)字）。、教師用展示飛船變軌的過程；、學(xué)生獨(dú)立思考，并推導(dǎo)周期的公式；、教師檢查，然后師生共同評價(jià)、指出問題。使學(xué)生學(xué)以致用，掌握正確的解題思路和 方法。（實(shí)錄：學(xué)生能較好地運(yùn)用萬有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)解決問題。）七、拓展延伸：、師生共同小

12、結(jié)，把握重點(diǎn)：人造衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，是由萬有引 力提供。、拓展：將天體運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道近似為圓。則所有環(huán)繞天體圍繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng)的 向心力，均由中心天體的萬有引力提供。八、激勵(lì)情意，課外探究：浩瀚的宇宙就像一座豐富的寶藏，吸引著人類的目光，激勵(lì)人們?nèi)ヌ剿髌洳┐蠛蜕衩?。目前，開發(fā)太空資源，開創(chuàng)空間產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)太空居住籌造福人類 之舉，已逐漸成為航天活動(dòng)的主旋律。想了解更多的航天知識(shí)嗎？想在航天方面發(fā)揮自己的 能力嗎？請閱讀相關(guān)書目，上網(wǎng)去找相關(guān)資料，廣泛的收集航天科學(xué)知識(shí)，努力學(xué)習(xí)將來你 一定能實(shí)現(xiàn)夢想。、課外探究參考題：人造衛(wèi)星的種類和資料。同步衛(wèi)星的含義及特點(diǎn)。課后反思：本

13、堂課教學(xué)活動(dòng)中，能始終以學(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，調(diào)動(dòng)學(xué)生 情意，及時(shí)把握憤俳時(shí)機(jī)，啟發(fā)、誘導(dǎo)、點(diǎn)撥，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)與牛頓原始研究人造衛(wèi)星發(fā)射原理相似的“再發(fā)現(xiàn)”過程。合作交流的過程中推導(dǎo)第一宇宙速度，了解三個(gè)宇宙速度的含義。學(xué)生始終處于情境當(dāng) 中，自覺體驗(yàn)，思維感悟，質(zhì)疑解題，獲得了知識(shí)、能力的發(fā)展。教學(xué)過程中教師始終具有親切的態(tài)度，飽滿的熱情，循循善誘，誘思交融使整個(gè)教學(xué)系 統(tǒng)沉浸在一種民主、平等、和諧、積極的心理當(dāng)中，在融洽的人際關(guān)系交往中，學(xué)生得到尊 重、理解、促進(jìn)、個(gè)性心理得到健康發(fā)展，師生共同獲得真、善、美的愉悅體驗(yàn)和感受，使 教師樂教，學(xué)生樂學(xué)。然學(xué)無止境，教也無涯，教學(xué)中也存在許多不足：如學(xué)生發(fā)言和板演的不妥之處沒有及 時(shí)適當(dāng)?shù)刂赋鰜?，憤俳情境的?chuàng)設(shè)和點(diǎn)撥不夠到位，反饋應(yīng)用缺乏層次性，不能適應(yīng)不同程 度的學(xué)生，對學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)不夠等。學(xué)習(xí)是一件增長知識(shí)的工作，在茫茫的學(xué)海中，或許我們困苦過，在艱難的競爭中，或許我們疲勞過，在失敗的陰影中，或許我們失望過。但我們發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)在慢慢的增長，從啞啞學(xué)語的嬰所到無所不能的青年時(shí)，這種奇妙而巨大的變化怎能不讓我們感到驕傲而自豪呢？當(dāng)我們在學(xué)習(xí)中遇到困難而艱難的戰(zhàn)勝時(shí)，當(dāng)我們在漫長的奮斗后成功時(shí)