2024-2025學(xué)年高中物理第六章萬(wàn)有引力與航天5宇宙航行教案新人教版必修2

PAGE1-第六章第五節(jié)宇宙航行設(shè)計(jì)思想本節(jié)內(nèi)容是萬(wàn)有引力定律應(yīng)用的重點(diǎn)內(nèi)容，是勻速圓周運(yùn)動(dòng)和萬(wàn)有引力定律的結(jié)合。在宇宙速度的教學(xué)部分，老師合理的為學(xué)生搭建臺(tái)階，學(xué)生建立物理模型應(yīng)用已知的圓周運(yùn)動(dòng)和萬(wàn)有引力定律推導(dǎo)人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度，培育學(xué)生解決物理問(wèn)題的實(shí)力。高一年級(jí)的學(xué)生學(xué)習(xí)愛(ài)好深厚，但是學(xué)習(xí)上比較有依靠性，本節(jié)課程除了宇宙速度部分須要老師的引導(dǎo)，大部分都可以讓學(xué)生參加課堂教學(xué)中進(jìn)行自學(xué)互學(xué)，這正是一個(gè)培育學(xué)生學(xué)習(xí)方法的好機(jī)會(huì)。學(xué)生通過(guò)搜集、整理、匯報(bào)的形式完成這一部分的學(xué)習(xí)，真正成為課堂的主體，培育自學(xué)實(shí)力的同時(shí)，增加了同學(xué)間的合作互助實(shí)力。教學(xué)目標(biāo)學(xué)問(wèn)與技能：(1).了解人造衛(wèi)星的最初構(gòu)想。(2).會(huì)解決涉及人造地球衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的較簡(jiǎn)潔的問(wèn)題(3).知道三個(gè)宇宙速度的含義和數(shù)值，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。2．過(guò)程與方法：(1)學(xué)習(xí)牛頓關(guān)于人造地球衛(wèi)星的設(shè)想的推理方法(2)學(xué)會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度的兩種方法3．情感看法與價(jià)值觀：(1)培育學(xué)生的科學(xué)探究精神。(2)激發(fā)學(xué)生酷愛(ài)科學(xué)的熱忱。教學(xué)重點(diǎn)第一宇宙速度的推導(dǎo)和理解教學(xué)難點(diǎn)第一宇宙速度的推導(dǎo)；環(huán)繞速度與放射速度的區(qū)分教學(xué)資源教材、網(wǎng)絡(luò)教法設(shè)計(jì)老師啟發(fā)引導(dǎo)協(xié)助以多媒體演示，學(xué)生閱讀、網(wǎng)絡(luò)自學(xué)，溝通學(xué)習(xí)成果。教學(xué)過(guò)程老師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程一．復(fù)習(xí)提問(wèn)：萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式？向心力的表達(dá)式？（3）平拋的水平位移跟什么因素有關(guān)？二．導(dǎo)入新課探究宇宙的奇妙，奔向廣袤而遙遠(yuǎn)的太空是人類自古以來(lái)的幻想。20世紀(jì)人類最宏大的創(chuàng)舉之一是開(kāi)拓了太空這一全新活動(dòng)領(lǐng)域?；孟氤烧?。你們想探究宇宙嗎？新課教學(xué)：教學(xué)目標(biāo)一：感受人類對(duì)客觀世界不斷探究的精神和情感幻想成真（國(guó)際航天領(lǐng)域重大成就）出示圖片：1.第一顆人造衛(wèi)星2.第一次步入太空3.第一次登月4.哥倫比亞號(hào)圖片中國(guó)的航天成就：出示圖片：1.中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星第一艘載人飛船第一顆探月衛(wèi)星教學(xué)目標(biāo)二：了解人造地球衛(wèi)星的最初構(gòu)想問(wèn)題1：怎樣才能把物體放射上天空，且不會(huì)落回地面？（結(jié)合已有理論學(xué)問(wèn)）牛頓設(shè)想：并用多媒體模擬.牛頓曾設(shè)想過(guò)：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(diǎn)也一次比一次離山腳遠(yuǎn)，假如沒(méi)有空氣阻力，當(dāng)速度足夠大時(shí)，物體就恒久不會(huì)落到地面上來(lái)，它將圍繞地球旋轉(zhuǎn)，成為一顆繞地球運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，簡(jiǎn)稱人造衛(wèi)星。目標(biāo)2：會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度,知道三個(gè)宇宙速度的含義和數(shù)值問(wèn)題2:人造衛(wèi)星的放射速度至少達(dá)到多少才能繞地球做穩(wěn)定的圓周運(yùn)動(dòng)?例題：推導(dǎo)第一宇宙速度：設(shè)地球的質(zhì)量為M，繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的近地飛行器的質(zhì)量為m，它到地心的距離為r.求飛行器的速度為v，r近似為地球半徑R.G為引力常量由：概念辨析:放射速度和運(yùn)行速度放射速度：是指被放射物在地面旁邊離開(kāi)放射裝置時(shí)的速度。①宇宙速度均指放射速度②第一宇宙速度為在地面放射衛(wèi)星的最小速度，也是環(huán)繞地球運(yùn)行的最大速度運(yùn)行速度：是指衛(wèi)星進(jìn)入軌道后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度。目標(biāo)檢測(cè)1：若有一顆行星，其質(zhì)量為地球的p倍，半徑為地球的q倍，則該行星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的（C）目標(biāo)檢測(cè)2：宇航員在某一星球上以速度豎直上拋一物體，經(jīng)t時(shí)間落回手中，已知地球的半徑為R，星球的半徑是地球的一半，那么至少要用多大的速度沿星球表面拋出物體，它才能不再落會(huì)星球表面?假如放射速度大于第一宇宙速度呢2、其次宇宙速度：

(逃逸速度—擺脫地球引力束縛)3、第三宇宙速度：（脫離速度-擺脫太陽(yáng)引力束縛）目標(biāo)3：會(huì)解決涉及人造地球衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)較簡(jiǎn)潔的問(wèn)題思索:哪條軌道可能是人造衛(wèi)星的運(yùn)行軌道？總結(jié)：軌道圓的圓心必需是地心。提問(wèn)：（1）運(yùn)行速度與衛(wèi)星的質(zhì)量的關(guān)系。（2）從表達(dá)式中得出運(yùn)行速度與哪些物理量有關(guān)。（3）探討加速度、速度、角速度、周期跟軌道半徑的關(guān)系強(qiáng)調(diào):第一宇宙速度是最小的放射速度，是最大的環(huán)繞速度。目標(biāo)檢測(cè)3：人造衛(wèi)星在運(yùn)行中因受高空淡薄空氣的阻力作用，繞地球運(yùn)行的軌道半徑會(huì)漸漸減小，在半徑緩慢變更過(guò)程中，衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)還可以近似看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它在較大軌道半徑上運(yùn)行時(shí)線速度為，周期為，后來(lái)在較小的軌道半徑上運(yùn)行時(shí)線速度為，周期為，則它們的關(guān)系是（C）目標(biāo)檢測(cè)4：兩顆人造地球衛(wèi)星，都在圓形軌道上運(yùn)行，它們的質(zhì)量不相等，軌道半徑之比r1:r2=1:4,則它們的(1)線速度大小之比v1:v2=(2)周期之比T1:T2=目標(biāo)檢測(cè)5：赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體A，赤道上空的近地衛(wèi)星B，地球的同步衛(wèi)星C，它們的運(yùn)動(dòng)都可以視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，分別用a、v、T、ω表示它們的向心加速度、線速度、周期和角速度，下列推斷正確的是（B）小結(jié)：學(xué)通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你在學(xué)問(wèn)、方法有什么收獲？還想知道什么？作業(yè)：課內(nèi)：三維練習(xí)冊(cè)57,58頁(yè)課外：科學(xué)閑逛：黑洞STS:航天事業(yè)變更著人類的生活回答問(wèn)題多數(shù)探究者用汗水和生命鋪設(shè)了人類通往宇宙的道路1970年我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星“東方紅1號(hào)”升空，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)航天史的新紀(jì)元。2003年神舟五號(hào)第一位航天員楊利偉送入太空。從“萬(wàn)戶飛天”到載人飛船,這次勝利的放射實(shí)現(xiàn)了中華民族千年的飛天幻想。從“嫦娥奔月”到“玉兔號(hào)”學(xué)生探討:（搜集學(xué)生答案，并引導(dǎo)）學(xué)生猜想并溝通想法。在高山上用不同的水平初速度拋出一個(gè)物體，不計(jì)空氣阻力，它們的落地點(diǎn)相同嗎？學(xué)生依據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和萬(wàn)有引力定律計(jì)算衛(wèi)星的運(yùn)行速度。并進(jìn)行相關(guān)探討。探討回答。探討回答。審題后學(xué)生說(shuō)出第一宇宙速度的求法并解答。審題后學(xué)生說(shuō)出第一宇宙速度的求法并解答。如何求加速度。學(xué)生探討： V1=7.9km/s地球11.2km/s>v>7.9km/sV2=11.2km/sV3=16.7km/s11.2km/s>v>7.9km/s11.2km/s>v>7.9km/s人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從線速度，角速度，周期，加速度探討，學(xué)生歸納：

學(xué)生探討回答，學(xué)生可能依據(jù)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)分析，這是易錯(cuò)點(diǎn)，地面上的物體合力不是萬(wàn)有引力。結(jié)束語(yǔ):為我國(guó)能擁有獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航通訊技術(shù)、載人航天技術(shù)、月球探測(cè)技術(shù)而傲慢，這是我們國(guó)家富強(qiáng)與文明的標(biāo)記，也是我們實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)的地方。航天之路還在接著，還有許多技術(shù)須要突破，全球織網(wǎng)之路還未完成，須要更多的人投身到這一事業(yè)當(dāng)中，為建設(shè)更強(qiáng)大的中國(guó)而努力！溫故知新，為本節(jié)課內(nèi)容的學(xué)習(xí)做好鋪墊4分鐘激發(fā)學(xué)習(xí)愛(ài)好以學(xué)過(guò)的平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)引入到人造地球衛(wèi)星學(xué)問(wèn)的學(xué)習(xí)，不但使學(xué)生了解科學(xué)探究的過(guò)程，更讓學(xué)生體會(huì)到尖端科學(xué)的最初設(shè)想都是從已知的簡(jiǎn)潔科學(xué)學(xué)問(wèn)動(dòng)身的。激發(fā)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)的愛(ài)好，增加學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的信念。5分鐘5分鐘建立學(xué)生清楚的物理分析思路。培育學(xué)生分析實(shí)力，培育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢砜茖W(xué)素養(yǎng)。4分鐘復(fù)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)及萬(wàn)有引力的應(yīng)用，增加學(xué)生的探究實(shí)力現(xiàn)在的學(xué)生對(duì)于這部分學(xué)問(wèn)都有肯定的了解，在他們呈現(xiàn)其自身才能的同時(shí)可以達(dá)到學(xué)問(wèn)的共享，促進(jìn)學(xué)生的溝通與合作。3分鐘學(xué)生經(jīng)常對(duì)環(huán)繞速度與放射速度不區(qū)分，因此對(duì)這部分的強(qiáng)調(diào)非常必要。3分鐘訓(xùn)練第一種方法求第一宇宙速度的求法，4分鐘訓(xùn)練第一宇宙速度的其次種求法。6分鐘培育學(xué)生分析實(shí)力，培育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢砜茖W(xué)素養(yǎng)。培育學(xué)生的概括實(shí)力，記憶口訣：肯定而四定高軌低速長(zhǎng)周期3分鐘培育學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、解決問(wèn)題的實(shí)力和合作互助的