高中物理-宇宙航行教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

PAGE1PAGE宇宙航行導(dǎo)學(xué)案一、復(fù)習(xí)鞏固1、（1）天體運(yùn)動(dòng)近似看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力。即

=

=

=

，這是解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的核心思路。（2）忽略地球自轉(zhuǎn)影響，地表附近物體的重力等于物體所受萬(wàn)有引力。即

=

，所以

=

，我們稱為黃金代換式。2、設(shè)質(zhì)量為m的天體繞另一個(gè)質(zhì)量為M的中心天體做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，則其線速度可表示為；角速度可表示為；周期可表示為；向心加速度可表示為；當(dāng)r增大時(shí)，V，ω，T，a。【針對(duì)練習(xí)】地球半徑為R，一顆衛(wèi)星在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球表面處的重力加速度為g，萬(wàn)有引力常量為G．求：

（1）衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期；（2）地球的密度．二、自主學(xué)習(xí)1、宇宙速度（1）、16世紀(jì)牛頓就曾思考過(guò)這樣一個(gè)問(wèn)題：從地球的高山上將物體水平拋出，速度越大，落地點(diǎn)就。如果拋出的速度足夠大，物體就不再落回地面，它將運(yùn)動(dòng)，成為一顆?！镜湫屠}】設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，求以多大的速度發(fā)射這個(gè)物體，物體就剛好不落回地面，成為一顆繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星呢？請(qǐng)你用萬(wàn)有引力的有關(guān)知識(shí)把它算出來(lái)，要求寫(xiě)出計(jì)算步驟和結(jié)果。（M=R=）?！拘〗Y(jié)】這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)所需的向心力是由提供的，近地衛(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，根據(jù)牛頓第二定律得方程：，可解出v1=_____km/s。叫做第一宇宙速度。【拓展】第一宇宙速度的另一種推導(dǎo)方法：在地面附近，萬(wàn)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。（2）、第二宇宙速度，大?。骸Ｒ饬x：使衛(wèi)星掙脫的束縛，成為繞運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度，也稱為脫離速度。第三宇宙速度，大小：。意義：使衛(wèi)星掙脫束縛的最小發(fā)射速度，也稱為逃逸速度?！拘〗Y(jié)】發(fā)射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌跡不是圓，而是橢圓；發(fā)射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，衛(wèi)星繞太陽(yáng)作橢圓運(yùn)動(dòng)，成為一顆人造行星；如果發(fā)射速度大于等于16.7km/s，衛(wèi)星將掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的空間?！菊n內(nèi)探究】1、人類發(fā)射的人造地球衛(wèi)星已經(jīng)有幾千顆了，這些衛(wèi)星運(yùn)行的快慢不同，那么衛(wèi)星運(yùn)行的快慢與什么因素有關(guān)呢？2、人造衛(wèi)星的發(fā)射速度和運(yùn)行速度（1）發(fā)射速度：（2）環(huán)繞速度：（3）第一宇宙速度是最大發(fā)射速度還是最小的發(fā)射速度？是最大的運(yùn)行速度還是最小的運(yùn)行速度？【當(dāng)堂檢測(cè)】1、若人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則離地面越遠(yuǎn)的衛(wèi)星

（

）

A．所受的萬(wàn)有引力越小

B．運(yùn)行的角速度越大

C．運(yùn)行的線速度越小

D．運(yùn)行的周期越小

2、人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其速度是下列的（

）

A．一定等于7.9

km/s

B．等于或小于7.9

km/s

C．一定大于7.9

km/s

D．介于7.9～11.2

km/s之間3、某行星質(zhì)量為地球質(zhì)量的1/3，半徑為地球半徑的3倍，則此行星的第一宇宙速度約為地球第一宇宙速度的（

）

A．9倍

B．1/3

C．3倍

D．1/94、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．宇宙航行學(xué)情分析：從知識(shí)層面來(lái)看，在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)了平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，具備了

解決宇宙航行問(wèn)題的知識(shí)基礎(chǔ)。另外，通過(guò)本章前四節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容

及其在天文學(xué)上的應(yīng)用也有了初步的認(rèn)識(shí)，但對(duì)人造地球衛(wèi)星的原理尚不清楚，對(duì)人類航天事業(yè)的發(fā)展也需要進(jìn)一步的了解。

從學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)及思維規(guī)律來(lái)看，高一學(xué)生的思維方式尚處在由初中形象思維為主向高中抽象思維為主過(guò)渡的階段，容易接受表象的知識(shí)，但對(duì)知識(shí)體系的條理性掌握、對(duì)易混淆知識(shí)的辨別能力還有所欠缺。所以，本節(jié)課的重點(diǎn)是對(duì)人造地球衛(wèi)星原理的理解和第一宇宙速度的推導(dǎo)。難點(diǎn)在于對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行速度與衛(wèi)星發(fā)射速度的區(qū)別，以及對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行規(guī)律的理解。宇宙航行課堂效果分析本節(jié)課開(kāi)始，通過(guò)中國(guó)實(shí)現(xiàn)飛天夢(mèng)的歷程引出了宇宙航行這個(gè)問(wèn)題，對(duì)于各種與生活密切相關(guān)的衛(wèi)星，學(xué)生很感興趣，而我則告訴他們學(xué)習(xí)了這節(jié)課我們就能知道衛(wèi)星發(fā)射的原理，學(xué)生對(duì)新學(xué)知識(shí)充滿期待。通過(guò)牛頓的猜想也提示同學(xué)們這個(gè)問(wèn)題的思路應(yīng)該是怎樣的，學(xué)習(xí)怎樣去提出一個(gè)問(wèn)題，整節(jié)課采用問(wèn)題引導(dǎo)式，老師提出一個(gè)問(wèn)題，如“物體的初速度多大時(shí)，不會(huì)落回地面，能成為一顆人造衛(wèi)星呢？”，由學(xué)生小組討論或者獨(dú)立思考來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，從而掌握這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，這樣對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)經(jīng)過(guò)思考得來(lái)的結(jié)論更容易掌握。通過(guò)學(xué)生在黑板上展示，也讓學(xué)生發(fā)揮了自己的能力。另外，采用類比的方法來(lái)突破

“衛(wèi)星運(yùn)行”這一教學(xué)難點(diǎn)，效果也較為明顯，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。宇宙航行教材分析：“宇宙航行”位于人教版--普通高中物理教材·必修2-第六章“萬(wàn)有引力與航天”的第五小節(jié)，本節(jié)課重點(diǎn)講述了人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)原因和人造衛(wèi)星的速度問(wèn)題。人造衛(wèi)星是萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例，為學(xué)生以后深入學(xué)習(xí)研究天體物理問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)，而且本節(jié)課與社會(huì)生活有著密切的聯(lián)系，如氣象衛(wèi)星與天氣預(yù)報(bào)，衛(wèi)星定位系統(tǒng)與自動(dòng)導(dǎo)航汽車等，更值得大家矚目的是：我國(guó)在近幾年年相繼成功發(fā)射了“神舟號(hào)”系列宇宙飛船，圓了國(guó)人盼望已久的飛天之夢(mèng)，為以后進(jìn)一步的科學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因此本節(jié)課具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義和科研價(jià)值。

人造衛(wèi)星是圓周運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力定律等知識(shí)在天文學(xué)上應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例，也是學(xué)生學(xué)習(xí)、了解現(xiàn)代科技知識(shí)的一個(gè)極好素材。通過(guò)對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅可以對(duì)萬(wàn)有引力定律有個(gè)更深入的認(rèn)識(shí)，對(duì)宇宙航行有一個(gè)更系統(tǒng)的了解，還可以幫助學(xué)生鞏固前面所學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)航天科學(xué)的熱愛(ài)和興趣。

1、人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其速度是下列的（

）

A．一定等于7.9

km/s

B．等于或小于7.9

km/s

C．一定大于7.9

km/s

D．介于7.9～11.2

km/s之間【答案】B2、某行星質(zhì)量為地球質(zhì)量的1/3，半徑為地球半徑的3倍，則此行星的第一宇宙速度約為地球第一宇宙速度的（

）

A．9倍

B．1/3

C．3倍

D．1/9【答案】B3、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，則該星球上的第一宇宙速度為：（）A.QUOTEvR2tvR2tB.QUOTEvRtvRtC.QUOTE2vRt2vRtD.QUOTEvRt2vRt2【答案】C4、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．宇宙航行課后反思本節(jié)課開(kāi)始，通過(guò)中國(guó)實(shí)現(xiàn)飛天夢(mèng)的歷程引出了宇宙航行這個(gè)問(wèn)題，對(duì)于各種與生活密切相關(guān)的衛(wèi)星，學(xué)生很感興趣，而我則告訴他們學(xué)習(xí)了這節(jié)課我們就能知道衛(wèi)星發(fā)射的原理，學(xué)生對(duì)新學(xué)知識(shí)充滿期待。通過(guò)牛頓的猜想也提示同學(xué)們這個(gè)問(wèn)題的思路應(yīng)該是怎樣的，學(xué)習(xí)怎樣去提出一個(gè)問(wèn)題，整節(jié)課采用問(wèn)題引導(dǎo)式，老師提出一個(gè)問(wèn)題，如“物體的初速度多大時(shí)，不會(huì)落回地面，能成為一顆人造衛(wèi)星呢？”，由學(xué)生小組討論或者獨(dú)立思考來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，從而掌握這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，這樣對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)經(jīng)過(guò)思考得來(lái)的結(jié)論更容易掌握。另外，采用類比的方法來(lái)突破

“衛(wèi)星運(yùn)行”這一教學(xué)難點(diǎn)，效果也較為明顯，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。我覺(jué)得自己還有很多不足之處。首先教學(xué)語(yǔ)言不夠精簡(jiǎn)，講課語(yǔ)調(diào)較為平緩。其次教學(xué)改革力度還不夠大，學(xué)生還沒(méi)有完全養(yǎng)成自主，探究，合作性學(xué)習(xí)的習(xí)慣。有些課堂，作為年輕老師來(lái)說(shuō)，還是駕馭不住，在語(yǔ)言的精煉，板書(shū)規(guī)范上都還有很大的上升空間。

針對(duì)以上問(wèn)題，自己總結(jié)了一下幾點(diǎn)措施，以供實(shí)踐。

借住作業(yè)，考試等成績(jī)多找學(xué)生談話，進(jìn)行感情投資。尤其是出現(xiàn)物理弱科的同學(xué)，及早和他們進(jìn)行溝通，防止出現(xiàn)逃避甚至放棄物理的現(xiàn)象。

繼續(xù)抓好集體備課，多像經(jīng)驗(yàn)豐富的老師請(qǐng)教，多聽(tīng)聽(tīng)他們上的課，取長(zhǎng)補(bǔ)短。及時(shí)做好教學(xué)反思，提高自己的專業(yè)化水平。

多與學(xué)生交流，了解學(xué)情，才會(huì)做到因材施教。提高自己的表達(dá)能力，語(yǔ)言做到準(zhǔn)確精煉。

宇宙航行課標(biāo)分析：課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求是：會(huì)計(jì)算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。這就要求學(xué)生應(yīng)該知道什么是環(huán)繞速度，會(huì)通過(guò)公式計(jì)算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度，知道為什么人造衛(wèi)星不會(huì)從天上掉下來(lái)。學(xué)生還應(yīng)該知道什么是第二宇宙速度和第三宇宙速度，什么情況下衛(wèi)星達(dá)到第二宇宙速度