高中物理人教版第六章萬有引力與航天宇宙航行 全國優(yōu)質(zhì)課

第六章第五節(jié)宇宙航行教學設計設計思想本節(jié)內(nèi)容是萬有引力定律應用的重點內(nèi)容，是勻速圓周運動和萬有引力定律的結(jié)合。在宇宙速度的教學部分，教師合理的為學生搭建臺階，學生建立物理模型應用已知的圓周運動和萬有引力定律推導人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度，培養(yǎng)學生解決物理問題的能力。高一年級的學生學習興趣濃厚，但是學習上比較有依賴性，本節(jié)課程除了宇宙速度部分需要老師的引導，大部分都可以讓學生參與課堂教學中進行自學互學，這正是一個培養(yǎng)學生學習方法的好機會。學生通過搜集、整理、匯報的形式完成這一部分的學習，真正成為課堂的主體，培養(yǎng)自學能力的同時，增強了同學間的合作互助能力。教學目標知識與技能：了解人造地球衛(wèi)星的最初構(gòu)想知道三個宇宙速度的含義和數(shù)值，會推倒第一宇宙速度掌握人造地球衛(wèi)星的處理方法,會求軌道半徑、角速度、線速度、周期。了解人類發(fā)展對航天事業(yè)的貢獻過程與方法：通過萬有引力定律推導第一宇宙速度，培養(yǎng)學生運用知識解決問題的能力。通過人造衛(wèi)星的加速度、速度、角速度、周期跟軌道半徑的關(guān)系的討論，進一步理解衛(wèi)星的有關(guān)規(guī)律。通過學生自己搜集報告航天事業(yè)及相關(guān)科學的過程，補充學生相關(guān)知識同時培養(yǎng)學生自學和應用網(wǎng)絡資源的能力。情感態(tài)度與價值觀：通過介紹和多媒體展示牛頓對于人造地球衛(wèi)星的最初構(gòu)想，使學生體驗科學探索的過程。通過介紹我國在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況，激發(fā)學生的愛國熱情。感知人類探索宇宙的夢想，促使學生樹立獻身科學的人生價值觀。教學重點第一宇宙速度的推導和理解教學難點第一宇宙速度的推導；環(huán)繞速度與發(fā)射速度的區(qū)分教學資源教材、網(wǎng)絡教法設計教師啟發(fā)引導輔助以多媒體演示，學生閱讀、網(wǎng)絡自學，交流學習成果。教學過程教師活動學生活動設計意圖一、導入新課提問1：在高山上用不同的水平初速度拋出一個物體，不計空氣阻力，它們的落地點相同嗎？（搜集學生答案，并引導）提問2：你來猜想，隨著拋出物體速度的增大，物體的運動情形會發(fā)生什么樣的變化呢？總結(jié)，并用多媒體模擬.如果地面上空有一個相對于地面靜止的物體，它只受重力的作用，那么它就做自由落體運動，如果物體在空中具有一定的初速度，且初速度的方向與重力的方向垂直，那么它將做平拋運動，牛頓曾設想過：從高山上用不同的水平速度拋出物體，速度一次比一次大，落地點也一次比一次離山腳遠，如果沒有空氣阻力，當速度足夠大時，物體就永遠不會落到地面上來，它將圍繞地球旋轉(zhuǎn)，成為一顆繞地球運動的人造地球衛(wèi)星，簡稱人造衛(wèi)星。二、新課教學1、通過圖片展示及解說，使學生對人造衛(wèi)星有一個感性認識。2、提問：如果忽略空氣的阻力，地球的質(zhì)量為M，環(huán)繞地球作勻速圓周運動的人造衛(wèi)星的質(zhì)量為m，它到地心的距離為r，那么它的飛行速度應該是多少？3、總結(jié)討論結(jié)果：1）萬有引力充當向心力，得出：2）解釋結(jié)論中每個物理量的意義。4、提問：（1）運行速度與衛(wèi)星的質(zhì)量的關(guān)系。（2）從表達式中得出運行速度與哪些物理量有關(guān)。（3）討論加速度、速度、角速度、周期跟軌道半徑的關(guān)系5、邊問邊引導學生得出：如果衛(wèi)星在“地面附近”飛行，可以用地球半徑R代表衛(wèi)星到地心的距離r。從而得出第一宇宙速度的概念和數(shù)值。6、強調(diào)第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度，是最大的環(huán)繞速度。7、教師可啟發(fā)，除了第一宇宙速度，有沒有第二、第三宇宙速度呢？介紹第二宇宙速度是衛(wèi)星掙脫地球束縛的最小發(fā)射速度，第三宇宙速度是衛(wèi)星掙脫太陽束縛的最小發(fā)射速度。8、提前讓學生利用課余時間搜集航天事業(yè)的相關(guān)資料，在課堂上展示，老師補充，并對部分現(xiàn)象加以簡單的理論解釋。回答：它們的落地點不同，速度越大，落地點離山腳越遠。學生猜想并交流想法。學生根據(jù)圓周運動的規(guī)律和萬有引力定律計算衛(wèi)星的運行速度。并進行相關(guān)討論。討論回答。討論回答。學生自由發(fā)揮，展示各自素材。以學過的平拋運動知識引入到人造地球衛(wèi)星知識的學習，不但使學生了解科學探索的過程，更讓學生體會到尖端科學的最初設想都是從已知的簡單科學知識出發(fā)的。激發(fā)學生對基礎(chǔ)知識的興趣，增強學生對科學探索的信心。復習圓周運動及萬有引力的應用，增強學生的探索能力。建立學生清晰的物理分析思路。學生常常對環(huán)繞速度與發(fā)射速度不區(qū)分，因此對這部分的強調(diào)十分必要。合理利用網(wǎng)絡資源，提高學生的自學能力?，F(xiàn)在的學生對于這部分知識都有一定的了解，在他們展現(xiàn)其自身才能的同時可以達到知識的共享，促進學生的溝通與合作。板書設計