高中物理人教版必修二第六章65宇宙航行 优秀教案分析.docx

宇宙航行 教案

一、教材分析：

《宇宙航行》为高中物理人教版必修2第六章的第五节，重点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重要实例，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学知识的一个极好素材。教材不但介绍了人造卫星中的一些基本理论，更在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。学生通过行星的运动一节已经知道了行星的运动规律，因此在分析人造卫星的运动学特点和动力学特点可采取类比的方法，从而进一步理解应用万有引力定律分析天体运动的方法。因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习、研究、探索天体物理问题的理论基础。另外，学生通过对人类在宇宙航行领域中的伟大成就及我国在航天领域成就的了解，也将潜移默化地产生对航天科学的热爱，增强学生的民族自信心和自豪感。

二、教学目标

1、知识与技能

知道人造地球卫星的运行原理，会运用万有引力定律和圆周运动公式分析解答有关卫星运行的原因。

掌握三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度。

简单了解航天发展史。

理解卫星的运行速度、周期与半径的关系，了解同步卫星的特点。建立起关于各种卫星运行状况的正确图景。

2、过程与方法

经历探究人造卫星由设想变成现实的过程，体会猜想、外推的科学方法，培养学生的科学思维。

通过用万有引力定律和圆周运动的知识推导第一宇宙速度，提高学生运用所学知识分析和解决问题的能力，培养学生科学探究能力。

学习科学的思维方法培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。

3、情感态度与价值观

了解人类探索太空的过程，感受科技发展对人类进步的巨大促进作用，

通过对我国航天事业的了解，参透爱国主义教育。

关心国内外航空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。

三、教学方法：“问题-探究”教学，启发式教学，多媒体辅助教学。四、教学重点

第一宇宙速度的推导，了解第二、第三宇宙速度。

卫星运行速率与轨道半径之间的关系。五、教学难点

人造卫星运行速度与卫星发射速度的区别。

教学过程：

一、 创设情境，激发情感，引入新课利用多媒体观看各类航天卫星图片

教师：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。“嫦娥奔月”“神七问天”“神八与天宫一号对接”标志着我国掌握世界上最先进的航天技术。那么，卫星是如何上天的？是如何到达指定高度的？会掉下来吗？是什么力使卫星能绕地球飞行？本节课，我们就来学习人类如何走出地球，飞上宇宙，进行宇宙航行的。

二、新课教学

1、引导学生猜想、提出“牛顿的设想”。

教师：我们知道，地球对周围的一切物体都有引力的作用，因此我们抛出的物体会落回地面，在地面抛出一个物体，抛出的速度越大，落地点与抛出点的水平距离越大。

地球可近似看成个球体，如果抛出的速度很大，地面还能看成是水平面吗？

学生：不能？应是球面。

教师：如果不断增大抛出的速度，可能出现什么现象？

牛顿说过“没有大胆的猜测就没有伟大的发现”。在已有事实的基础上，合理外推，科学假设，是认知未知事物的一种科学方法。那么由以上事实基础，你能做出怎样的猜想呢？

学生：思考并回答。

教师：同学们今天的想法居然与牛顿当年的想法是一样的，这是牛顿在

1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中的卫星发射原理。陈述牛顿的设想：从地球上最高的山峰上将物体水平抛出，

速度越大，落地点就越远。如果没有空气阻力，抛出的速度足够大时，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。

将学生猜想与牛顿的设想作对比，做出肯定，让学生体验思考的过程带来的快乐。

2、三种宇宙速度

教师：从牛顿提出大胆的设想到第一颗人造卫星成功发射，经历了近三百年，为什么呢？因为发射卫星的速度太大了，当时人类的科技水平还不能制造这么高速的物体。那么，最少以多大的速度将物体抛出，它才会绕地球运动不会落下来？

（提示：将卫星绕地球运动近似看成匀速圆周运动）

学生自主推导：

设地球和人造卫星的质量分别为M和m，卫星到地心的距离为R，卫星的运行速度为V。

万有引力提供向心力，则：

方法一：GMm

r2

?mv2

r

v? GM?

R

6.67?10?11?5.89?1024

6.37?106

m/s?7.9km/s

方法二：mg?mv2

R

v? gR? 10m/s2?6370km?7.9km/s

教师：这就是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度，叫第一宇宙速度。它也是发射一个物体，使其成为地球卫星的最小发射速度。若以第一宇宙发射一个物体，它将在贴着地球表面的轨道做匀速圆周运动。

那么，如何使物体的速度达到