教材物理必修2

1、教材物理必修2宇宙航行教学设计学习目标知识与技能1、 了解发射一颗人造卫星的简单过程及航天发展史。2、 掌握人造卫星的运行参数（线速度、角速度、周期）的计算，及其与轨道半径的关系。3、 掌握第一宇宙速度的理论推理过程并了解第二宇宙速度、第三宇宙速度及各自的含义和数值。4.、使学生学会从实际问题中提取物理模型并从理论层次解决问题，最终追求理论回归实际。过程与方法1、 通过观看视频片段了解我国航天史的发展简史及卫星的简要发射过程。2、 以问题链的形式来引导学生理论上探究人造卫星的发射、提取适当的物理模型及求解人造卫星运行参数与轨道的关系。3、 学生讲述展示自己查阅的关于钱学森的事迹故事和资料，知道

2、钱学森老爷爷对我国的航天航空事业做出的伟大贡献，感受钱学森的至死不渝的爱国情怀和炎黄子孙的责任感。从而引入本节课的课题：宇宙航行人造卫星的发射。情感态度与价值观1、通过展示人类在宇宙航行领域中的伟大成就，激发学生学习物理的热情。2、通过介绍我国在航天方面的成就，激发学生的爱国热情，增强民族自信心和自豪感。3、感知人类探索宇宙的梦想，促使学生树立献身科学的人生观和价值观。学生分析在平抛运动、 圆周运动、 万有引力定律的学习基础上， 学生已经有了必要的解决问题的工具，同时也具有了将实际问题理论化的初步应用能力去学习这节宇宙航行教材分析本节主要讲解人造卫星的发射原理、三个宇宙速度的含义和数值，并且定

3、量的推导了人造卫星的线速度与人造卫星的轨道半径的的关系表达式，进而计算得到第一宇宙速度的数值。同时人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是人类应用知识征服自然的见证，是理论应用于实际解决未知问题的最好体现，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材，可以培养学生的探索精神与爱国热情，也可以培养学生的科学的世界观价值观。教学重点1第一宇宙速度的理解及推导2卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系教学难点第一宇宙速度理解与推导教学方法问题探究法、讲授法、讨论法、学案导学法、多媒体影像辅助教学法教学准备多媒体课件、学生自主学习学案、课前学生查阅关于钱学森的资料任务课时安排1 课时教学理

4、念将课堂交给学生， 老师些许引导， 让学生自主协作解决问题， 充分体现学习过程中的学生的主导地位，老师的辅导地位，培养可以独立思考，自主动手学习的学生教学策略对于已有一定理论知识基础和应用能力的学生，教师可以设计学案以问题链的方式引导学生用理论解决实际问题， 使学生通过问题链的形式知道知识是如何得来的， 并辅助其他多种教学方法。教学过程新课引入学生汇报展示自己查阅的关于钱学森的事迹故事和资料，从而引入本节课的课题：宇宙航行人造卫星的发射。并以多媒体的方式展示我国航天事业的发展简要过程和部分图片。人造卫星宇航员在月球表面我国未来空间实验室宇宙速度问题一：宇宙航行早期科学的萌芽思想是什么？什么是人

5、造地球卫星？老师：在远古时代我国就有家喻户晓的“嫦娥奔月”的传说，但这已经无法考证。那么人类真正从什么时候才有了宇宙航行的科学思想的？学生活动：在老师的要求下学生可以凭借个人了解的一些知识和现象猜测如何实现太空航行。然后完成学案问题，获得知识。分解问题：1、如果站在地球的表面水平抛出一个物体,如何使物体飞离地球不再回到地球的表面？老师活动：提示问题“如果平抛初速度太大，我们还可以把地球看做是水平面吗？”学生活动：阅读课本、相互讨论、数学运算归纳结论： 要想实现宇宙航行， 物体必须可以逃离地球表面， 这样要求物体必须获得一个足够大的初速度。这个足够大的速度我们可以认为是物体可以脱离地球表面的最小

6、发射速度。2、 离开地球表面的物体最后又做什么运动？师生互动：老师提示一些引导性的简单问题，学生思考，相互讨论归纳结论：离开地球表面的物体，在万有引力的作用下，绕着地球做环绕运动。这样的物体我们可以叫做 人造地球卫星 。（指出牛顿设想）3、 物体的发射速度的大小与卫星最后距离地面的高度有什么定性的关系？学生活动：相互讨论、查阅资料、猜想归纳结论：发射速度越大卫星最后的运行圆周轨道离地面的最大高度越高，所以在以最小发射速度发射的卫星的运行轨道离地面最低，轨道近似在地球的表面，即绕地球表面做圆周运动，最小发射速度为此时的圆周运动的运行速度（线速度） 。此速度物理学上称为第一宇宙速度。问题二：那么人

7、造卫星的运行速度与其轨道半径有什么关系了？定量的表达式该如何推导？问题分解：1、 提取什么样的理论物理模型进行定量计算？学生活动：相互讨论，查阅资料课本（老师可以提示注意卫星的运动轨迹、行星运动定律）归纳结论：认为卫星做以地球球心为圆心的近似的匀速圆周运动，并由卫星与地球间的相互作用的万有引力提供向心力。2、 人造地球卫星的线速度 (环绕速度、运行速度 )、角速度、周期与地球轨道半径的定量关系如何？学生活动：学生动笔理论推导计算，学生代表上黑板演练推理过程，其他学生自行演算GmMm2GMGMT24 2 r 3r 2rr，rr 3 ，GM或者G mM2GM ， G mMm 2rGMm，r 2rr

8、r 2r 3G mMm 224 2 r 3r Tr 2TGMGM结果展示：线速度rGM角速度3r4 2 r 3周期 TGM得出结论：轨道半径越低，卫星的运行速度越快，角速度度越大，周期越小。卫星有最大的绕行速度 (又名线速度或者 环绕速度 )。问题三：什么是第一宇宙速度？学生活动：整理前面的结论得出结论： 发射一颗人造地球卫星的 最小发射速度 ，或一颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时的最大线速度（ 最大环绕速度 ），我们把这一速度称为第一宇宙速度学生活动：计算第一宇宙速度的大小。老师可以提示：即是当环绕半径恰好等于地球半经的最大环绕速度为第一宇宙速度。演算过程：G mM2GM 代入数值可得：

9、GMm7.9km/sr地2r地r地r地补充第一宇宙速度的另一推导演算过程：2mg地mg地 r地 代入数值可得：g地 r地7.9km/sr地问题四：当地球表面的物体发射速度至少达到7.9km/s 时，物体才有可能脱离地球表面，在地球引力的作用下环绕地球做环绕运动。那么如果发射速度在此基础上变大又会出现什么现象了？学生活动：查阅课本资料、整理讨论结果归纳结论：1 第二宇宙速度当抛出物体的速度继续增大，地球引力将不足以为其做圆周运动提供向心力，物体将会脱离地球引力，离开地球。这个速度为 v=112km/s 。我们把 v=112km/s 叫做第二宇宙速度。 如果发射速度大于第一宇宙速度， 而小于第二宇宙速度， 它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。2第三宇宙速度物体脱离地球引力的束缚后，还会受到太阳引力的束缚。若抛出的速度足够大，物体还将脱离太阳引力的束缚，飞向太阳系之外的宇宙空间。这个速度 v=167vkm/s 。这个速度叫做第三宇宙速度。梦想成真表格的形式， 学生自学课本资料， 了解人类对太空迈进历程， 知道这一过程中的成功与失败，了解人类探索科学过程的艰辛， 并再一次感受钱学森为中国的航天事业所作出的重大贡献和他的那种爱国情怀，培养学生的