宇宙航行教案

PAGEPAGE3-6.5宇宙航行★新課標(biāo)要求（一）知識與技能1、了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識。2、知道三個宇宙速度的含義，會推導(dǎo)第一宇宙速度。（二）過程與方法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（三）情感、態(tài)度與價值觀1、通過介紹我國在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。2、感知人類探索宇宙的夢想，促使學(xué)生樹立獻(xiàn)身科學(xué)的人生價值觀?！锝虒W(xué)重點(diǎn)第一宇宙速度的推導(dǎo)★教學(xué)難點(diǎn)運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系★教學(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果?！锝虒W(xué)工具有關(guān)練習(xí)題的投影片、計算機(jī)、投影儀等多媒體教學(xué)設(shè)備★教學(xué)過程（一）引入新課教師活動：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了萬有引力的成就?，F(xiàn)在請同學(xué)們回憶下列問題：1、萬有引力定律在天文學(xué)上有何應(yīng)用？2、如何應(yīng)用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量？能否計算環(huán)繞天體的質(zhì)量？學(xué)生活動：經(jīng)過思考，回答上述問題：1、應(yīng)用萬有引力定律可以估算天體的質(zhì)量；可以來發(fā)現(xiàn)未知天體。2、應(yīng)用萬有引力定律求解天體質(zhì)量時，萬有引力充當(dāng)向心力，結(jié)合圓周運(yùn)動向心加速度的三種表述方式可得三種形式的方程，即G ①G=mω2·r ②G=m ③教師活動：點(diǎn)評、總結(jié)現(xiàn)在我們頭頂上有很多的人造衛(wèi)星，它們的發(fā)射離不開萬有引力定律。衛(wèi)星如何上天？如何到達(dá)指定的高度或位置？上去后會掉下來嗎……本節(jié)課我們利用萬有引力定律和圓周運(yùn)動的知識對宇宙航行作一個初步的了解與研究。（二）進(jìn)行新課1、宇宙速度教師活動：請同學(xué)們閱讀課文第一自然段，同時思考下列問題［投影出示］：1、在地面拋出的物體為什么要落回地面？2、什么叫人造地球衛(wèi)星？學(xué)生活動：閱讀課文，從課文中找出相應(yīng)的答案。1、在地面上拋出的物體，由于受到地球引力的作用，所以最終都要落回到地面。2、如果在地面上拋出一個物體時的速度足夠大，那么它將不再落回地面，而成為一個繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，這個物體此時就可認(rèn)為是一顆人造地球衛(wèi)星。教師活動：引導(dǎo)學(xué)生深入探究1、月球也要受到地球引力的作用，為什么月亮不會落到地面上來？2、物體做平拋運(yùn)動時，飛行的距離與飛行的水平初速度有何關(guān)系?3、若拋出物體的水平初速度足夠大，物體將會怎樣？學(xué)生活動：分組討論，得出結(jié)論。1、由于月球在繞地球沿近似圓周的軌道運(yùn)轉(zhuǎn)，此時月球受到的地球的引力（即重力），用來充當(dāng)繞地運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力，故而月球并不會落到地面上來。2、由平拋物體的運(yùn)動規(guī)律知：x=v0t ①h= ②聯(lián)立①、②可得：x=v0即物體飛行的水平距離和初速度v0及豎直高度h有關(guān)，在豎直高度相同的情況下，水平距離的大小只與初速度v0有關(guān)，水平初速度越大，飛行的越遠(yuǎn)。3、當(dāng)平拋的水平初速度足夠大時，物體飛行的距離也很大，由于地球是一圓球體，故物體將不能再落回地面，而成為一顆繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。教師活動：總結(jié)、點(diǎn)評。課件演示《人造衛(wèi)星發(fā)射原理圖》：平拋物體的速度逐漸增大，飛行距離也跟著增大，當(dāng)速度足夠大時，成為一顆繞地運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。牛頓曾依據(jù)平拋現(xiàn)象猜想了衛(wèi)星的發(fā)射原理，但他沒有看到他的猜想得以實(shí)現(xiàn)。今天，我們的科學(xué)家們把牛頓的猜想變成了現(xiàn)實(shí)。教師活動：［過渡語］從上面學(xué)習(xí)可知，當(dāng)平拋物體的初速度足夠大時就可成為衛(wèi)星。那么，大到什么程度就叫足夠大了呢？下面我們來討論這一個問題。請同學(xué)們閱讀教材有關(guān)內(nèi)容，同時考慮下面幾個問題［投影出示］：1.衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的動力學(xué)方程是什么？2.為什么向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射要困難？3.什么叫第一宇宙速度？什么叫第二宇宙速度？什么叫第三宇宙速度？學(xué)生活動：閱讀課文，找出相應(yīng)答案。1、衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時做勻速圓周運(yùn)動，此時的動力學(xué)方程是：G2、向高軌道發(fā)射衛(wèi)星時，火箭須克服地球?qū)λ囊Χ龈嗟墓Γ瑢鸺囊蟾咭恍?，所以比較困難。3、人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動時所必須具有的速度叫第一宇宙速度。人造衛(wèi)星繞地球做橢圓軌道運(yùn)動時所具有的最大運(yùn)轉(zhuǎn)速度叫第二宇宙速度。人造衛(wèi)星掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙中去時，所必須具有的速度叫第三宇宙速度。教師活動：引導(dǎo)學(xué)生深入探究1、衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的最小半徑是多少？2、結(jié)合衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的動力學(xué)方程，推導(dǎo)第一宇宙速度。學(xué)生活動：分組討論，得出答案。1、衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的最小半徑近似等于地球的半徑，即在地球表面繞地運(yùn)轉(zhuǎn)。2、由萬有引力定律和牛頓第二定律，得：G=m①由于萬有引力近似等于物體的重力，得：G=mg②由①、②兩式得v=代入數(shù)據(jù)得v=7.9km/s教師活動：總結(jié)、點(diǎn)評。課件演示《三個宇宙速度》2、夢想成真教師活動：引導(dǎo)學(xué)生閱讀有關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生了解人類在探索宇宙的奧秘中已經(jīng)取得的輝煌成就，體會我國在征服宇宙太空的過程中所取得的偉大成就，培養(yǎng)學(xué)生的愛國熱情和愿為科學(xué)獻(xiàn)身的精神。視頻展示：我國載人飛船“神州五號”升空實(shí)況。學(xué)生活動：閱讀課本，發(fā)表感想。（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。點(diǎn)評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。（四）實(shí)例探究［例］從地球發(fā)出的光訊號垂直于地面發(fā)射，訊號到達(dá)月球表面時正好能垂直射向水平月