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教学案例：
上传: 廖水金 &&&&更新时间： 9:18:49
教学案例： 高一物理第六章第五节
课程标准分析 &&&&&本节主要安排了宇宙速度、人造地球卫星、宇宙航天器等内容，介绍人们在应用万有引力定律研究天体运动的基础上，实现人类的航天梦想，为科学研究、人类生活服务方面做出了巨大的贡献。
三维教学目标 1、知识与技能 （1）了解人造卫星的有关知识； （2）知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。 2、过程与方法：通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力。 3、情感、态度与价值观 （1）通过介绍我国在卫星发射方面的情况．激发学生的爱国热情； （2）感知人类探索宇宙的梦想．促使学生树立献身科学的人生价值观。 教学重点：第一宇宙速度的推导。 教学难点：运行速率与轨道半径之间的关系。 教学方法：探究、讲授、讨论、练习 教具准备：多媒体课件 三、教学过程： 第五节&&&&宇宙航行 （一）导入新课 观看视频：嫦娥二号发射升天过程 1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了人类航天时代的新纪元。我国在70年代发射第一颗卫星以来，相继发射了多颗不同种类的卫星，掌握了卫星回收技术和&一箭多星&技术，1999年发射了&神舟&号试验飞船。这节课，我们要学习有关人造地球卫星的知识。 （二）进行新课 1、牛顿的设想 （1）牛顿对人造卫星原理的描绘。 设想在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，初速度越大，水平射程就越大，可以想象当初速度足够大时，这颗炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为地球的一颗卫星。 （2）人造卫星绕地球运行的动力学原因。 人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。 （3）人造卫星的运行速度。 设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，由于万有引力提供向心力，则， ∴，可见：高轨道上运行的卫星，线速度小。提出问题：角速度和周期与轨道半径的关系呢？ ，&&&&& 可见：高轨道上运行的卫星，角速度小，周期长。引入：高轨道上运行的卫星速度小，是否发射也容易呢？这就需要看卫星的发射速度，而不是运行速度。 2、宇宙速度 （1）第一宇宙速度 分组探究:第一宇宙速度的推导 思考：①求第一宇宙速度的条件是什么 ②求第一宇宙速度的公式是什么？&&& 探究一：若已知地球的质量为&&&&&&&&&&&&&&&半径R=6400km，引力常量G= 探究：物体在地球表面附近做匀速圆周运动的线速度（第一宇宙速度）及周期 探究二：若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2和地球的半径R=6400km 探究：物体在地球表面附近做匀速圆周运动的线速度（第一宇宙速度）及周期 探究一解答： 探究二解答：&& 分析：在地面附近绕地球运行，轨道半径即为地球半径。由万有引力提供向心力：&得：&&&&又∵&&&&&∴ =&84.6min 结论：如果发射速度小于7.9km/s，炮弹将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于7.9km/s，它将在地面附近作匀速圆周运动；要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7.9km/s。可见，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。 意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，所以也称为环绕速度。 T：速度在v=7.9km/s的基础上继续增大，物体做什么样的运动呢？ 第二宇宙速度是多少？它的意义是什么？ （2）第二宇宙速度：大小 意义：使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。 注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆；等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。 （3）第三宇宙速度：大小。 意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。 注意：发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星绕太阳作椭圆运动，成为一颗人造行星。如果发射速度大于等于16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。 3、人造卫星的发射速度与运行速度 （1）发射速度： 发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。 （2）运行速度： 运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当卫星&贴着&地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。 （3）同步卫星 所谓同步卫星，是相对于地面静止的，和地球具有相同周期的卫星，T=24h，同步卫星必须位于赤道上方距地面高h处，并且h是一定的。同步卫星也叫通讯卫星。 由得：h=&&（T为地球自转周期，M、R分别为地球的质量，半径）。代入数值得h=。 例题分析： 例题1：有两颗人造卫星，都绕地球做匀速圆周运行，已知它们的轨道半径之比r1：r2＝4：1，求：（1）这颗卫星的线速度之比；（2）角速度之比；（3）周期之比；（4）向心加速度之比？ 解：（1）由得，所以 （2）由得，所以 （3）由得 （4）由得 例题2：地球半径为6400km，在贴近地表附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星速度为7.9&103m/s，则周期为多大？估算地球的平均密度。 解：（1）； （2）由，得； 思考：能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星？ 4.梦想成真 师：探索宇宙的奥秘，奔向广阔而遥远的太空，是人类自古以来的梦想，那么梦想成真了吗？请同学们阅读教材&梦想成真&部分。 生：日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功。 &&&&日，苏联空军少校加加林进入了&东方一号&载人飞船，火箭点火起飞绕地球飞行一圈，历时108min，然后重返大气层，安全降落在地面上，铸就了人类进入太空的丰碑。 &&&&日9时32分，&阿波罗11号&成功登临月球，蛾人航天技术迅速发展。 &&&&1992年，中国载人航天工程正式启动，日9时，我国&神舟&五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送人太空，飞船绕地球飞行14圈后，于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场。这次成功发射实现了中华民族千年的飞天梦想，标志着中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家，为进一步的空间科学研究奠定了坚实的基础。伴随着&神舟&五号的发射成功，中国已正式启动&嫦娥工程&，开始了宇宙探索的新征程。 四、教学反思 1、执教者反思 本节课的教学活动始终以学生为主体设计学习活动，没有让学生机械的记忆，而且给学生主动探索、自主学习的空间，通过学生的思考、观察、讨论，激发学生的学习兴趣，使学生由被动接受知识转化为主动的获取知识，让学生体会学会如何学习。学生已经学过平抛运动、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。在教学设计中突出发挥学生的主体作用，课堂上通过设疑&&思考&&启发&&引导这样一条主线，激励学生大胆思考、积极参与，让学生通过自己的分析研究来掌握相关的知识和方法。 2、本组听课者评价 毛勇军：从内容上看，本节课为万有引力理论的应用方面的成就，是航天航空部分的重要内容，该课需要学生理解万有引力是航天方面的重要理论。由于本节课要用到牛顿运动定律，万有引力定律和圆周运动的知识，所以对学生的综合应用能力要求较高。这就要要求教师能较好的引导学生启发学生。从教学教程来看，教师首先放映了嫦娥二号发射的实录，这就激发了学生探索知识的渴望。接下来就是从理论上分析，由于以前所学的平抛运动是把地面看成水平，这就容易让学生产生一个惯性，在任何情况下都把地面看成水平面。教师在教学过程中，为了减少惯性的误导，就用动画演示了地面在什么情况下看成水平，什么情况下不能，最终让学生从直观上了解平抛的延伸。有了这个基础，再让学生通过自己的活动来理解第一宇宙速度的推导和意义，然后通过随堂提问了解学生对知识的掌握程度，这样就有针对性的讲解。接下来又通过探究活动让学生知道宇宙速度的另一表达方法。对于第二宇宙速度和第三宇宙观速度，略作介绍，不是重点，所以教师没在这个问题过多地讲解。接下来的探究活动让学生了解了卫星一些情况，最后阶段是介绍了我国在航天领域作出重要贡献的科学家一些事迹。这样整堂课在结构上就很紧凑，内容详略得当，并合理地应用了多种教学手段，取得很好的效果。 课堂改进：本节课最后的内容是介绍人物，可以用动画的形式放出来，让字一行行出现，类似电视剧后面那样的效果，这样字体就可大一点，看起来就不会太吃力。 周校长：&&宇宙航行&&一课的讨论: &&&1.课题的引入很好。通过播放常娥二号卫星发射的录像,能激发学生的强烈的求知欲和学习本节知识的浓厚兴趣,为本节的教学奠定了良好基础。 &&&2.由平抛物体过渡到地球卫星很自然,设计合理。设计了由平抛物体到地球卫星的动画,使学生理解&要使物体变为地球卫星,需要一个最小的发射速度&显得容易多了。 &&&3.第一宇宙速度的推导中的思考题和探究题安排得很好。使学生什么是第一宇宙速度很有帮助,而且印象会更深刻;对第一宇宙速度表达式的来龙去脉更为清楚,避免了死记数值。 &&&4.探究三安排得很好。通过学生自已推导卫星的速度表达式和周期表达式,进而得到半径越大速度越小.周期越大,使学生理解更透,也避免与发射速度混淆,动画的演示印象就更深了。 &&&5.本节课结束时介绍我国航天发展史,起着前后呼应的作用,能激发学生的爱国热情和培养对科学追求的精神。 &&&6.对于&分组探究&落实还不够到位,沒有合作交流。 &&&7.关于宇宙占用时间略偏多了点,能挤出点再进行一两个课堂练习就更好。 &
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