宇宙航行教学设计

1、宇宙航行?教学设计一教材分析人教版必修二第六章第五节 ?宇宙航行? 重点讲述了人造卫星的发射原理， 推导了第一宇宙速度，介绍了三个宇宙速度的含义。本节内容是万有引力定律 在天体运动中的具体运用，是航天科学技术理论根底。引导学生运用科学的思 维方法，探究人造卫星的发射原理，进行知识的正向迁移，顺利、流畅地推导 第一宇宙速度，有助于培养学生的发散思维、逻辑思维和分析推理的能力。另 外，学生通过对人造卫星、宇宙速度的了解，也将潜移默化地产生对航天科学 的热爱，增强民族自信心和自豪感。二学情分析通过前面的学习，学生已对 平抛运动、 曲线运动的特点、万有引力定律已 有一定的了解。在此根底上，通过教师合理

2、诱导，按照迁移规律科学地设计问 题情境，促进学生探究，获得新知。尽管学生对天体运动的知识储藏缺乏，猜 想可能缺乏科学性，表达也许欠妥。但只要始终参与到学习情境中，五官体验 激活思维，大胆猜测，敢于表达，就都能获得开展和提高。三教学目标一知识与技能 1通过观察思考、合作探究使学生知道人造地球卫星的 发射 原理； 2通过阅读、合理诱导与精心研究使学生掌握三个宇宙速度，学会推导 第一宇宙速度的两个求解公式；3通过公式分析、练习反应使学生掌握用万有引力定律和圆周运动知识 求解有关卫星运动的根本问题。二过程与方法 1通过对人造卫星的发射原理和第一宇宙速度公式推导的学习，使学生 经历科学探究、分析、归纳的

3、思维过程；2教育学生在处理实际问题时，如何忽略次要因素，抓住主要因素，抽 象出物理模型。从而对学生进行物理研究方法的培养。三情感态度与价值观 1在主动学习合作探究过程中，体验和谐、流畅、民主、愉悦的学习情 境，在满怀热望的探究中不断获得美的感受和成功的喜悦。2介绍我国航天事业的开展现状，激发学生的求知欲和热爱科学的激情， 增强民族自信心和自豪感，培养爱国热情。四教学重点1人造卫星的发射原理，第一宇宙速度的推导； 2卫星做圆周运动时，各运动量与轨道半径 r 的关系。五教学难点1卫星做圆周运动时，各运动量与轨道半径 r 的关系；2人造卫星的运行速度与卫星发射速度的区别。六教学准备多媒体课件、投影仪

4、、电脑七教学方法启发探究式教学、多媒体辅助教学。八设计思想1教学主线设计 本节课是应用课，学生已学过平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等 根本理论，具备了解决问题的根本工具。所以在设计中突出发挥学生的主体作 用。课堂中通过设疑一思考一启发一引导这样一条主线，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。2教学媒体设计 通过多媒体课件，创设情境，激发求知欲望；增强感性认识，将抽象变得 具体，帮助学生认识科学的本质及内涵。并利用课件板书相关内容，增大课堂 容量。九课时安排 一节课十教学过程一创设情境，激发情 感1多媒体演示“神舟六号宇宙飞船发射、运行、返

5、回视频剪辑。播 放同时可向学生介绍、讲解有关宇宙飞船发射、运行、返回等过程中的一些知 识。2教师导入：将音量调小，与课件播放同步 自古以来飞天一直是全人类的梦想，人类也为此做出了不懈的追求和巨大 的牺牲。我国古代的万户就是其中一个，他曾经将自己用 47 枚火箭捆绑，尝 试飞天，不幸点火后火箭爆炸，万户为此牺牲了。然而，一次次的失败并没有 阻止人类进行太空探索的活动。终于，人类第一颗人造卫星于 1957年 10月 4 日从前苏联升空， 中国也于 1970年发射了第一颗人造卫星。 特别是 2003年 10 月 15 日至 16 日，中国第一次实现载入航天，宇航员杨利伟乘坐“神舟五号 绕地飞行 14

6、 圈，顺利返回，圆了中国人盼望已久的飞天之梦。 2005年 10 月 12 日，我国“神舟六号又将两名宇航员费俊龙、聂海胜送入太空，绕地飞行 近五天五夜成功返回，实现了新的突破。所有这些都是每一个中国人的骄傲和 自豪！3适时设疑：那么人类是怎样把物体发射出去，送入太空的呢？ 让学生开始思考及交流4出示课题：?宇宙航行?。 教师设问，引领学生进入学习活动中。二观察思考，合作探究1. 诱导观察：1课件动画展示：在某一平台上先后以不同水平速度抛出小球。2教师设疑：观察和比拟这四条轨迹，你能发现什么？3师生小结：得出两个结论，并在课件上出示： 物体由于地球引力的作用均落回地面。 物体的初速度越大，飞得

7、越远。2放飞思维，大胆猜测： 教师设疑：从刚刚的四条轨迹图中，你还能联想到什么？ 课件展示牛顿设想，并用动画动态演示：忽略空气阻力的影响，当抛出物体的初速度足够大时，物体就永远不会落 到地面上来，它将围绕地球运转。 教师追问：牛顿的设想可能吗？引导学生进一步思维 师生小结：牛顿设想的运动是完全可能的。当物体的初速度足够大时， 物体将围绕地球做匀速圆周运动，成为一颗人造地球卫星，简称人造卫星。出示标题一：人造卫星一人造卫星所需的向心力由地球的万有引力提 供。三精心研究，合理推导1 设疑：要有足够大的速度，才能使抛出的物体成为人造卫星，那么这 个速度多大呢？出示标题二：宇宙速度导向第二个研究内容。

8、2课件出示探究内容和条件：地球和人造卫星质量分别为 M和m卫星到地心的距离为r,求卫星绕 地球做圆周运动的速度v。3 设疑：解题的思路和方法是什么？教师强调学生不急于解题，先看清条件，找出解题思路，弓I导学生 自己得出：应该用人造卫星围绕地球做圆周运动的向心力由地球的万有引力提 供来求解。4推导卫星运行速度公式：根据万有引力和圆周运动规律，引导学生分析、研究，并自己独立求出 卫星运行速度请两名学生上黑板推导。教师在学生中观察指导答疑，并就黑板上学生 的推导过程引导全班同学进行评价，之后课件再现推导过程，帮助全体学生达 标。GMmmv2v gmr2rvr公式拓展学生自我推导，课件再现推导过程v=

9、3 rv3r角速度 3 =GMr3、=23 一TT=卫星运行周期T=2冗卩H GM5引导学生对公式进行分析：设疑：不同的人造地球卫星，其线速度大小、角速度大小、周期与什么因 素有关？有什么样的关系？学生思考讨论交流得出结论，并在课件上出示：不同的人造地球卫星，其线速度大小、角速度大小、周期均与轨道半径 r 有关。人造卫星离地面越高，卫星环绕地球运动的线速度、角速度越小，周期 T 越大。师生共同合作，借助课件，代入数据，得出第一宇宙速度 v1=/s 。并简要 说明其意义。 v1=/s 是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具 有的速度，叫第一宇宙速度。设疑：将卫星送入低轨道和送入高轨道哪

10、一个更容易？为什么？ 所需要的发射速度，哪一个更大？为什么 ？ 在低轨道和高轨道运行的两颗地球卫星哪一个运行速度大？引导学生从做功的角度，结合卫星的运行速度公式，思考分析： 当卫星的轨道半径越大时，卫星绕地球的运行速度越小，送入轨道需要消 耗的能量越多，卫星发射时越难，发射速度必须越大，由此我们可以得出要将 人造卫星送入轨道发射速度必须大于多少？学生分析得出v > /S6阅读了解，独立思考： 学生通过阅读，了解卫星的运行速度大于第一宇宙速度的三种可能。并由 教师引导得出第二、第三宇宙速度。 课件展示第二、第三宇宙速度的值及含义。 课件动态展示在第一宇宙速度及在此根底上卫星发射速度不断增大

11、的过程中，运动轨迹由围绕地球运动的圆周f椭圆f偏心率逐渐变小的椭圆f 挣脱地球引力围绕太阳运动T飞出太阳系的变化过程。四联系实际，促进迁移 1释疑前后照应：从牛顿提出设想到第一颗人造卫星上天，历时近 三百年，这是为什么？学生交流、讨论 : 当时技术落后，不能到达。教师肯 定学生答复的正确性。2世界航天史和中国航天史课件动态展示：先进行手动播放按钮 在日历两侧，播放完一遍后，再将动画设定为自动播放。播放过程中可要求 学生注意我国在航空、航天领域所取得的一些巨大成绩，同时也应实事求是地 看到目前我国与传统航天大国美国、俄罗斯之间仍存在较大的差距，从而进一 步激发学生学习科学，热爱科学的激情。五练习

12、反应，拓展延伸例题 1：“2003年 10月 15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，把我国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行 14 圈后，于10月16日六时23分平安降落在内蒙古主着陆场。 x 1024xi03km。1 学生独立思考，计算周期 T的大小并推导出高度与地球质量、半径、 周期等物理量之间的关系公式，代入相关数据进行计算得到结果。2 教师检查，然后师生共同评价、指出问题。使学生学以致用，掌握正 确的解题思路和方法。例题2:利用所学知识，推导第一宇宙速度另一表达式Vi=、gR请两名学生上黑板推导。教师在学生中观察指导答疑，并就黑板上学生的 推导过程引导全班同学进行评价，之后课件再现推导过程，帮助全体学生达标六情感谢励，课外探究1 教师结束语：浩瀚的宇宙就像一座丰富的宝藏，吸引着人类的目光，鼓励人们去探索其 博大和神秘。目前，开发太空资源，开创空间产业，实现太空居住，已逐渐成 为航天活动的主旋律。您想了解更多的航天知识吗？想在航天方面发挥自己的 能力吗？请阅读相关书目，上网收集有关航天科学知识。只要我们努力学习， 就一定能实现自己