6.5《宇宙航行》教案.docVIP

6.5 《宇宙航行教案　　一、设计思想　　本节讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度，并介绍了第二、第三宇宙速度。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技知识的一个极好素材。因此教学设计上采用理论探究法，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　　二、教学目标　　（一）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。　　（二）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　　（三）情感、态度与价值观　　1、通过介绍我国在卫星发射方面的成就，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。　　三、教学重点　　第一宇宙速度的推导　　四、教学　　启发探究、合作讨论、讲授　　、教学过程　　引入新课　　展示图片　　牛顿的设想　　 　 【问题1】 若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会怎样? 　　我们知道，在地面上将一个物体水平抛出，若抛出时速度越大，则落地点距抛出点的水平距离越大。如果抛出速度很大时，我们还能将地面看作平面吗？（不能）　　 早在16世纪道的牛顿就曾思考过这个问题。（播放卫星发射原理动画，并向学生分析）　　从山顶上将物体水平抛出，速度越大，落地点就越远。如果抛出的速度足够大，物体就不在落回地面，它将绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。　　宇宙速度　　1.第一宇宙速度　　2】以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？ 首先引导学生 【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运行的线速度. 引导学生分析讨论，并用不同的方法计算（要求学生带入数据计算，训练学生的估算能力），教师巡视指导，并挑选在黑板上向大家展示： 【探究二 】 若已知：地球表面的重力加速度g= ,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.　　引导学生分析讨论，并用不同的方法计算（要求学生带入数据计算，训练学生的估算能力），教师巡视指导，并挑选在黑板上向大家展示：引导学生分析理解这就是在地面附近发射卫星的最小发射速度，低于这个速度，卫星将会掉下来；等于这个速度，物体在地面附近做匀速圆周运动，我们把这个速度叫做第一宇宙速度。　　 注意：不同的天体的第一宇宙速度不同 如果发射速度大于第一宇宙速度，结果会怎样呢？（引出第二宇宙速度）　　 2．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=11.2km/s。我们把v=11.2km/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。　　3．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=16.7km/s。这个速度叫做第三宇宙速度。　　3】卫星运动的线速度、角速度和周期与轨道半径的关系呢？ 引导学生进行理论推导： 可见：v、ω、T 与 r 为 一 一对应关系 高轨道上运行的卫星，线速度小、角速度小，周期长 【例2】( BC ) A、速度越小，周期越小  B、速度越小，加速度越小 C、加速度越小,周期越大  D、角速度越小,加速度越大 【问题4】将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易？ 虽然“R大，V小”，但这里V指运行速度，而非发射速度。 因为向轨道发射卫星，火箭要克服地球引力对它做的功。轨道越高，要克服引力做功也多，发射速度越大。 ★人造地球卫星发射速度与运行速度 11.2 km/sV发射 ≥7.9km/s V运行 第一宇宙速度是最小的发射速度,也是最大的运行速度 （三）梦想成真　　播放我国神舟号宇宙飞船的发射历程和取得的巨大成就，激发学生的民族自豪感和爱国热情。　　尽管人类已经跨入太空，登上月球，但是，相对于宇宙之宏大，地球和月亮不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃；相对于宇宙之久长，人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕。宇宙留给人们的思考和疑问深邃而广阔。宇宙有没有边界？有没有起始和终结？地外文明在哪里？这些都是留给大家待以解决的问题。　　,为我国的