第一宇宙速度的推導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)渭城區(qū)咸陽周陵中學(xué)王勝利

1、第一宇宙速度的推導(dǎo)一、教學(xué)目標(biāo)1、了解第一宇宙速度的概念2、會推導(dǎo)第一宇宙速度，并通過推導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力二、教學(xué)內(nèi)容剖析1、 本節(jié)課的地位和作用： 本節(jié)內(nèi)容主要飛出地球去是滬科班必修2第5章第4節(jié)，重點(diǎn)了解第一宇宙速度的概念，會推導(dǎo)第一宇宙速度，并通過推導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力通過本節(jié)學(xué)習(xí)了解如下知識：(1)第一宇宙速度:物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度,數(shù)值上V1=7.9km/s。(2)會推導(dǎo)第一宇宙速度V=或V=，第一宇宙速度推導(dǎo)的應(yīng)用2、本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)：對第一宇宙速度的推導(dǎo)過程和方法，了解第一宇宙速度推導(dǎo)的應(yīng)用。3、本節(jié)課教學(xué)難點(diǎn)：對第一宇宙速度的推導(dǎo)過程

2、和方法，了解第一宇宙速度推導(dǎo)的應(yīng)用。三、 學(xué)情分析:學(xué)生已掌握了運(yùn)動(dòng)的合成與分解、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)等章節(jié)的理論。并在本章之前學(xué)習(xí)了天體的運(yùn)動(dòng)，和萬有引力定律的知識，能運(yùn)用萬有引力定律揭示一些天體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。學(xué)生可以類比行星運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)原理自己分析人造衛(wèi)星的規(guī)律。另外學(xué)生也可以利用前面的知識和對宇宙奧秘的好奇心來探索人造衛(wèi)星的發(fā)射了解第一宇宙速度。學(xué)生可以通過聯(lián)想上一章所學(xué)的對平拋物體的運(yùn)動(dòng)的處理方法來探究牛頓的思考，以地心為參考系平拋出去的物體從空間運(yùn)動(dòng)效果上可分解為指向地心的自由落體運(yùn)動(dòng)和繞地心的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。而這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)都是變速度運(yùn)動(dòng)，它們都需要一個(gè)指向地心的力來維持它們各自的運(yùn)動(dòng)狀

3、態(tài)。因此萬有引力就有要改變兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的效果，即要既要產(chǎn)生自由落體加速度又要產(chǎn)生向加速度。當(dāng)萬有引力只能提供向心力時(shí)，自由落體加速度就變成零，這樣平拋出去的物體就落不下來了，從而得到第一宇宙速度。從萬有引力(重力)提供向心力時(shí)推導(dǎo)出第一宇宙速度 四、 教學(xué)思路與方法這節(jié)內(nèi)容是萬有引力理論的成就在生活中的應(yīng)用,與我們的生活密切相關(guān),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中感受到物理就在我們的身邊,與我們的生活時(shí)刻聯(lián)系在一起.從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)和生活、和社會聯(lián)系的思考，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，激發(fā)學(xué)生獻(xiàn)身科學(xué)的熱情，對學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀的形成起到重要的作用。課堂教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容師生互動(dòng)設(shè)計(jì)意圖備注

4、引入一、復(fù)習(xí)，牛頓關(guān)于人造衛(wèi)星提出設(shè)想二、(推導(dǎo)并計(jì)算)以多大的速度拋出這個(gè)物體，它才會繞地球表面運(yùn)動(dòng)，不會落下來?1、已知=6.67×10-11N m2/kg2 , 地球質(zhì)量M=5.98×1024kg, 地球半徑R=6400km6.4×106m，以多大的速度拋出這個(gè)物體，它才會繞地球表面運(yùn)動(dòng)，不會落下來?2、地球表面的重力加速度g=9.8 m/s2, 地球半徑R=6400km6.4×106m以多大的速度拋出這個(gè)物體，它才會繞地球表面運(yùn)動(dòng)，不會落下來?三、第一宇宙速度 （地面附近環(huán)繞速度）它是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具備的速度 v

5、1=7.9km/s第一宇宙速度推導(dǎo)啟示： （）從上面兩種推導(dǎo)，導(dǎo)出了第一宇宙速度的表達(dá)式，可得第一宇宙速度是一個(gè)定值。若要將其值計(jì)算出來，要么知道R和M,要么知道R和g。第一宇宙速度僅與中心天體有關(guān)，與衛(wèi)星無關(guān)。 （2）任何一個(gè)星體都有各自的第一宇宙速度四、第一宇宙速度推導(dǎo)的應(yīng)用【1】.關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列表述正確的是（ ）A第一宇宙速度又叫地面附近環(huán)繞速度B第一宇宙速度跟衛(wèi)星的質(zhì)量有關(guān)C第一宇宙速度跟衛(wèi)星的半徑有關(guān)D第一宇宙速度跟地球的半徑無關(guān)【2】.地球的第一宇宙速度約為8 km/s，某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6倍，半徑是地球半徑的1.5倍，則該行星.的第一宇宙速度約為（ ） A.

6、4 km/s B. 8 km/s C. 16 km/s D. 32 km/s拓展與提高某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體,經(jīng)時(shí)間t物體以速率v落回手中.已知該星球的半徑為R,求該星球上的第一宇宙速度.讓學(xué)生回憶牛頓關(guān)于人造衛(wèi)星提出設(shè)想牛頓關(guān)于人造衛(wèi)星提出設(shè)想中,以多大的速度拋出這個(gè)物體，它才會繞地球表面運(yùn)動(dòng)，不會落下來?通過設(shè)置的問題讓學(xué)生自己推導(dǎo)并計(jì)算.認(rèn)真巡查,發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)糾正.1、 解: 萬有引力提供物體作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,則2、解:在地面附近，重力提供物體作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,則先讓學(xué)生從計(jì)算的原理給出v1=7.9km/s敘述. 從而引出第一宇宙速度并引導(dǎo)注意第一宇宙速度推導(dǎo)啟示先讓

7、學(xué)生自己分析提出解決方法, 及時(shí)糾正.最后給出參考答案.【1】.選A【2】.選C拓展與提高【解析】根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得,該星球表面的重力加速度為該星球的第一宇宙速度,即為衛(wèi)星在其表面附近繞它做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度,該星球?qū)πl(wèi)星的引力（重力）提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,則mg= 該星球表面的第一宇宙速度為答案:從衛(wèi)星等物理學(xué)歷史出發(fā)開始本節(jié)課的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。讓學(xué)生親歷知識的導(dǎo)出過程，體驗(yàn)成功的樂趣是新課程的重要理念同時(shí)讓學(xué)生自己探究問題，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)機(jī)，同時(shí)也可以使他們養(yǎng)成善于運(yùn)動(dòng)知識的習(xí)慣了解第一宇宙速度的概念培養(yǎng)學(xué)生通過分析，自己找到答案的能力。提高學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力收獲交流分享1、第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具備的速度，又叫地面附近環(huán)繞速度。 2、任何一個(gè)星體都有各自的第一宇宙速度。 3、任何一個(gè)星體的第一宇宙速度都有兩種（推導(dǎo)）計(jì)算方法。學(xué)生交流本節(jié)收獲學(xué)生課后鞏固，總結(jié)本節(jié)的知識及內(nèi)容。作業(yè)作業(yè)：1、2010年10月我國將發(fā)射“嫦娥2號”探月衛(wèi)星，該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面.已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 月球半徑約為地球半徑的 地球上的第一宇宙速度約為7.9 km/s，則該探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速率約為（ ） A.0.4km