《宇宙航行》教学设计方案.docx

宇宙航行教学设计方案一、说教材本节选自高中物理人教版必修二第六章节5节宇宙航行。属于航天部分的重要知识，介绍万有引力近况成就。首先对宇宙航行进行理论分析，尊重历史上牛顿的设想，从已知的平抛运动开始，当平抛物体的初速度足够大时，物体就不会落回地面，成为一颗人造地球卫星，从而实现宇宙航行。二、说学情学生已学习了牛顿运动定律，圆周运动等章节的知识。学生可以利用这些知识来探究人造卫星的发射及宇宙速度。学生可以通过联想上一章所学的对平抛物体的运动的处理方法来探究牛顿的思考，即当万有引力正好提供向心力时，这样平抛出去的物体就落不下来了，从而得到第一宇宙速度。再根据圆周运动的知识可知道速度再大一些会做栯圆运动或摆脱地球对它的约束，这样，人们就可以到更远的地方去探索宇宙的奥秘了，从而使学生了解第二宇宙速度和第三宇宙速度的物理含义。三、说教学目标、知识与技能1、了解人造地球卫星的最初构想。2、会推导第一宇宙速度，知道三个宇宙速度的含义。3、通过实例，了解人类对太空的探索历程。过程与方法1、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。2、通过将卫星围绕地球的运动简化围绕地球做匀速圆周运动，培养学生构建物理模型的能力。情感态度与价值观1、通过对我国航天事业发展的了解，进行爱国主义的教育。2、关心国内外航天事业的发展现状与趋势，有将科学技术服务于人类的意识。四、说教学重点和难点重点：第一宇宙速度的推导。难点：1、线速度、角速度、加速度、周期与轨道半径的关系。2、人造地球卫星的环绕速度与发射速度的区别。五、说教学方法问题式教学法，先学后教以学定教教学法，启发探究式教学法。六、说教学过程（一）创设情景 激情导入（5分钟）去年6月16日18时37分我国用自制火箭把神舟九号飞船送入太空，实现了多人多天的飞天梦想并和天宫一号在太空中两次对接，世人瞩目，国人自豪，航天英雄景海鹏、刘旺、刘洋是我们学习的榜样。那么，神洲九号飞船为什么能够成为绕地球飞行的人造卫星呢？它的运行原理是什么?它有哪些运动规律呢？这是我们本节课要探究的问题。（二）先学后教 以学定教（1）人造地球卫星（10分钟）第一部分自学题1、在地面抛出的物体为什么要落回地面？由于受到地球引力的作用，所以最终要落回地面。2、月球也要受到地球引力的作用，为什么月亮不会落到地面上来？由于月球在绕地球沿近使圆周的轨道运转，此时月球受到的地球引力用来提供绕地球运转的向心力，不会落到地面上来？3、物体做平抛运动时，飞行的距离与飞行水平初速度有何关系？由平抛物体运动规律可知：x=v0t= v0 ，即x与v0及h关，在h相同的情况下，水平距离x的大小只与初速度v0有关。即v0越大，物体飞得越远。4、若抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样? 当平抛的v0足够大时，物体飞行距离也很大，由于地球是一圆球体，故物体将不会再落回地面，它将绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星。【承上启下】展示：牛顿根据平抛知识所描绘的一幅人造地球卫星原理图。 他没有看到他的设想得以实现。今天，我们的科学家把牛顿的设想变成了现实。（2）宇宙速度（20分钟）第二部分自学题1、卫星绕地球运转时做匀速圆周运动所需向心力由什么力提供。 F31=F心（万有引力提供向心力）2、设地球和卫星的质量分别为M和m，卫星到地心的距离为r，卫星运行的速度表达式？ 由F31=F心得：G =m 即 3、已知地球半径R=6.37106m 地球质量M=5.891024kg，若卫星绕地球表面做匀速圆周运动，其运行速度多大？4、若卫星的运行半径r=4R，则运动速度比7.9km/s大还是小？应为多大？ r V ,约为3.95km/s5、卫星在r=4R轨道上运行时速度为3.95km/s，比7.9km/s速度小，而从地面上发射这颗卫星的速度比7.9km/s是大还是小呢？ （1）若发射速度小于7.9km/s时,飞行器落回地面。 （2）当发射速度等于7.9km/s时,飞行器绕地球飞行。 （3）当发射速度大于7.9km/s时,卫星做离心运动6、什么叫第一宇宙速度？第二宇宙速度？第三宇宙速度？三个宇宙速度（三）当堂训练（10分钟）设地球和卫星的质量分别为M和m，卫星到地心的距离为R，问：（1）卫星运行的角速度多大？（2）卫星运行的周期为多少？（3）卫星运行的加速度多大？（四）课后思考题（1）能否发射一颗周期为24h的人造地球卫星？（2）神九升空、入轨、着陆三个阶段中航天员有何感觉？卫星：万有引力提供向心力，宇宙速度第一宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度宇宙航行宇宙航行附板书设计七、说教学反思1、探究宇宙的奥秘，奔向遥远的太空，自古以来就是人类的梦想，本节揭开人类实现飞天梦想的理论，学生好奇心强，因此导入新课时用了神九飞天一段视频激发学生学习热情。2、本节属于航天部分的重要知识，介绍万有引力的实践性成就，理论性较强，所以主要采取问题式教学法，让学生先学后教，问题层层深入，逻辑性强，运算量较大，学生应用数学解决物理问题的能力要求较高。3、在教学设计中突出发挥学生的主体作用，课堂中通过设疑、先学、启发引导这样一条主线，激发鼓励学生大胆思