宇宙航行教案.docx

1、宇宙航行教案宇宙航行教学设计一、 教学课题 人民教育出版社高中物理必修2第六章“万有引力与航天”第五节“宇宙航行”二、 教学对象 迎河中学高一5班（40人）三、 教材分析 本节主要内容是：第一宇宙速度的推导(了解第二、第三宇宙速度);卫星的运行规律；太空航行的发展史。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个重要实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科学知识的一个极好素材。教材虽然只介绍了根据牛顿的设想推导第一宇宙速度的方法及太空航行发展史，但却在其中渗透了发射人造卫星的相关知识，卫星运行的规律，以及很多研究实际问题的物理方法。因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的

2、重点内容，是学生进一步学习、研究、探索天体物理问题的理论基础。另外，学生通过对人类在宇宙航行领域中的伟大成就及我国在航天领域成就的了解，也将潜移默化地产生对航天科学的热爱，增强学生的民族自信心和自豪感。（1）教学目标： 根据全面提高学生素质的总体目标与物理新课标要求和本节教材内容特征，我确定本节的学习目标如下：1、知识和技能目标：（1）能够用万有引力定律和圆周运动的知识推导第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度及其意义。（2）理解卫星的运行速度、周期与半径的关系，了解同步卫星的特点。建立起关于各种卫星运行状况的正确图景。2、过程与方法目标：（1）经历探究人造卫星由设想变成现实的过程，体会猜想、外

3、推的科学方法，培养学生的科学思维。（2）通过用万有引力定律和圆周运动的知识推导第一宇宙速度，提高学生运用所学知识分析和解决问题的能力，培养学生科学探究能力。（3）通过对卫星运动规律的研究，培养学生归纳、分析、推导及表达能力。3、情感态度价值观目标：（1）了解人类探索太空的过程，感受科技发展对人类进步的巨大促进作用，通过对我国航天事业的了解，参透爱国主义教育。（2）感知人类探索宇宙的梦想及巨大成就，激发学生学习物理的热情，促使学生树立献身科学的人生观和价值观。（3）认识到天体运动问题实质是牛顿第二定律的应用，能对已有知识进行组织和归类，学会构建知识体系。（二）教学重点： （1）第一宇宙速度的推导

4、，了解第二、第三宇宙速度。 （2）卫星运行规律。4、学情分析： （一）思维基础：初中便开始接触探究方法，且高一学生知识面广，思路较宽，可以很容易的在教师引导下进行探究学习。但天体运动的抽象也给学生的学习带来很大困难。 （二）知识储备：学生在第五章第二节中已经学习了“平抛运动”，知道平抛运动的特点，因此能很容易理解牛顿的猜想，另外通过“行星的运动”一节已经知道了行星的运动规律，因此在分析人造卫星的运动学特点和动力学特点可采取类比的方法，从而进一步理解应用万有引力定律分析天体运动的方法。 （三）教学难点：人造卫星运行速度与卫星发射速度的区别五、教学设计思路以学生为主体，促进学生知识、能力、品德三维

5、一体的全面发展，这是本教案设计的基本理念。学生已学过平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等基本理论，具备了解决问题的基本工具。因此教案设计上采用“问题-探究”法，在设计中突出发挥学生的主体作用，课堂中通过设疑思考启发引导这样一条主线，激发鼓励学生的大胆思考、积极参与，让学生通过自己的分析研究来掌握获取相关的知识和方法。（一）教学方法：“问题-探究”教学，启发式教学，多媒体辅助教学（二）学法：查找资料、大胆猜想、在教师引导下分析推导（三）教学准备：多媒体（课件、视频、图片）、小石头、黑板、六、教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图新课引入展示嫦娥奔月，万户飞天的图片播放神州七号点火视频片段

6、感受图片及视频传递给我们的信息使学生感受到飞天一直是人们的梦想，如今梦想真的实现了，引出课题新课教学1、引导学生猜想、提出“牛顿的设想”：教师设问：为什么抛出去的石子落回地面，而“抛”出去的卫星却没有落回？教师总结学生的猜想，陈述牛顿的设想2、推导第一宇宙速度：教师设问：那么至少以多大的速度抛出才能使它永远不再落回地面，成为人造地球卫星呢？（教师提示：将卫星绕地球运动近似看成匀速圆周运动） 教师介绍第二宇宙速度和第三宇宙速度3、介绍卫星运行规律：教师：课件展示不同用途人造卫星图片，并介绍，这些卫星是用火箭发射到一定高度再绕地球运行的。提问：将卫星送入低轨道和高轨道所需的速度哪一个更大？哪一个更

7、容易？卫星在不同轨道绕地球运动的速度又怎样算？它与卫星的发射速度是同一个速度吗？教师总结：发射速度、运行速度的概念；向高轨、低轨发射卫星的难易；卫星运行的速度、周期只由轨道半径决定等，并解释原因。教师补充：第一宇宙速度是最小的发射速度，最大的运行速度。课件展示习题：让学生根据题目条件估算地球同步卫星距地面的高度4、介绍人类航天发展史：让学生阅读课本内容，并通过之前的网络查阅，汇报人类航天发展史的标志性事件教师：介绍我国的探月计划，并播放嫦娥二号发射的3D视频思考与讨论，根据教师提示，很容易利用平抛运动的特点大胆猜想。认真听讲自主推导：设地球和人造卫星的质量分别为M和m，卫星到地心的距离为R，卫

8、星的运行速度为。万有引力提供向心力， 代入数据得=7.9km/s 认真听讲思考与讨论：根据教师提示可以推导出不同轨道卫星的运行速度、周期和轨道半径的关系：认真听讲，努力理解根据教师引导，列表达式：引力提供向心力：总结并回答认真欣赏视频让学生充分感受“没有大胆的猜测就没有伟大的发现”使学生因自己的猜想和牛顿当年一样而自豪，提高学生的学习兴趣根据前面学习过的知识，在教师的引导下学生可以自行推导，体现了“教师主导，学生主体”的教学理念第二、三宇宙速度只要求了解发射速度与运行速度的区别是学生比较难理解的地方,但可以根据教师引导做些力所能及的事.让学生体验学以致用的快乐使学生了解人类探索太空的过程，感受

9、科技发展对人类进步的巨大促进作用，通过对我国航天事业的了解，参透爱国主义教育。让学生感同身受的体验激动人心的时刻，激发爱国主义情感【板书设计】 宇宙航行一、牛顿的设想二、宇宙速度 第一宇宙速度：V1=7.9km/s（1、近地卫星的环绕速度；2、最小发射速度，最大运行速度） 第二宇宙速度： V2=11.2km/s，卫星挣脱地球引力束缚所需的发射速度 第三宇宙速度： V3=16.7km/s，卫星挣脱太阳引力束缚所需的发射速度3、卫星的运行规律 4、梦想成真：了解了人类的航天发展史。【课堂小结】 本节课我们学习了如何用万有引力定律来研究卫星的运动问题，深化了对万有引力提供向心力这一研究天体运动的基本

10、方法的掌握，知道三种宇宙速度的含义，了解了卫星发射与运行的情况及人类航天事业的发展史。【作业布置】 (1)P44问题与练习：1、3 (2)阅读教科书上P42的科学漫步“黑洞”及P43中STS“航天事业改变着人类生活”。(3)上网查阅：人造卫星的种类及同步卫星的含义和特点【教学反思】 本节课能始终以学生为主体精心设计学习活动，充分利用好网络资源创设教学情境，调动学生的学习兴趣，及时把握时机，提问、启发、诱导、点拨，激发鼓励学生积极参与，大胆猜想，合作交流，探索研究，经历体验了牛顿研究人造卫星发射原理相似的“再发现”过程，引导学生自主推导了第一宇宙速度，并了解三种宇宙速度的含义。关于卫星的运动规律也大胆交给学生探讨，在教师的层层设问中，学生自己分析体会人造卫星的运行特点。整节课学生都处于问题情境当中，在协作、会话交流过程中逐个解决需要学习的问题，最终圆满完成教学任务，学生在轻松愉快的氛围中结束课程。但由于教学时间的限制及教学定位的问题，本节课没有就变轨问题进行探讨，有待在后继课程中解决。