教学设计 完整版：飞出地球去

飞出地球去教学设计【教学目标】一、知识与技能1.了解人造卫星的有关知识，分析人造卫星的运动规律。

2.掌握三个宇宙速度的物理意义。3.简单了解航天发展史，卫星升空、绕行、回落过程中的运动状态。4.能用所学知识求解卫星基本问题。会解决同步卫星的有关问题。二、过程与方法

1.培养学生科学推理、探索能力；2.培养学生在处理实际问题时，如何

构建物理模型的能力；

3.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。

三、情感态度与价值观介绍世界及我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。【教学重难点】重点：

1.第一宇宙速度的推导；2.同步卫星的运行周期和轨道。难点：1.卫星的运行速度与发射速度的区别；2.同步卫星的轨道。【教学方式】演示、讲授、合作交流。【教学手段】多媒体设备、自制物理课件。【教学过程与教学资源设计】第一小节：新课引入教师：（ppt关于嫦娥奔月，万户，宇宙苍穹的图片）有一个传说凄惨而美丽，有一个假设大胆但无知，有一种追求几代人一直在继续……学生：欣赏图片。教师：仰望星空，浩瀚的宇宙苍穹给人以无限遐想，千百年来，人类一直向往能插上翅膀飞出地球，去探索宇宙的奥秘，李白的“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”是怎样的一种豪情？到今天这一梦想实现了吗？学生：实现了。

利用多媒体播放神州七号上天的情景，在轻松的环境中引入新课。

（激起学生兴趣）第二小节：人造卫星规律的探究Flash动画播放牛顿的设想，启迪学生发射卫星必须达到一定的发射速度；直观感受绕地球环绕的情形。教师引导：我们抛一物体怎样才能抛的远？讨论：依据平抛运动学生知道：速度越大，越远，那速度足够大，又有什么现象？学生探讨：统一结论：不落回地球。教师总结：这时由于有引力在，卫星想落回地面，但有一定的速度又落不回地面就形成了卫星？

学生思考：人造地球卫星和“东方号”载人飞船绕地球做什么运动？做匀速圆周运动需要什么力？根据上面问题我们可以得到什么样的表达式，根据得到的环绕速度的表达式，地球卫星的运行速率，角速度，周期和轨道半径有什么关系?，学生作答（略）第三小节：宇宙速度过渡：物体需要多大的发射速度，才能刚好贴着地面转？教师出示问题，学生思考问题一已知：地球的质量M=×1024kg,半径R=6400km,引力常量G=×1011N·m2/kg-2,如何求近地飞行的环绕速度？问题二已知：地球的质量M=×1024kg,半径R=6400km,引力常量G=×1011N·m2/kg-2,如何求近地飞行的环绕速度？得出第一宇宙速度7．9km/s

1．第一宇宙速度7．9km/s定义：人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度。点拨：1.从上面两种推导，导出了第一宇宙速度的表达式，可得第一宇宙速度是一个定值。若要将其值计算出来，要么知道R和M,要么知道R和g。第一宇宙速度仅与中心天体有关，与卫星无关。2.任何一个星体都有各自的第一宇宙速度。3.第一宇宙速度是地球卫星最大的绕行速度，地球卫星的最小发射速度。思考：发射什么样的卫星最容易？学生讨论

统一结论：高轨道发射卫星比低轨道发射卫星困难，原因是高轨道发射卫星时火箭要克服地球对它的引力做更多的功。以第一宇宙速度发射卫星时其刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；进入半径越大的轨道，所需要的发射V越大。思考：这与刚才得出的半径越大的轨道，所需要的运行速度V越小矛盾吗？讨论：人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念。（1）发射速度所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道。要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行。如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。（2）运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度。根据可知，人造卫星距地面越高（即轨道半径r越大），运行速度越小。实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际运行速度一定小于发射速度。介绍；（板书）运行速度

指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度。发射速度

指被发射物体离开地面时的水平初速度。类比得出：（板书）2．第二宇宙速度（脱离速度）：①意义：使卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。②如果人造天体的速度大于11．2km/s而小于16．7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点。（板书）3．第三宇宙速度（逃逸速度）：①意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。②如果人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太阳的公转方向发射时，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而邀游太空了。这个速度目前能做到吗？教师介绍以第三速度发射的探测器，先驱者一号。教师小结：只有你想不到的，没有你做不到的。

随着科学技术的发展，我们探测太空的脚步会越走越快，越走越远。也许有一天我们也能到其它星球旅游定居。但是今天我们就必须掌握一些必备知识。也就是我们这节课的重点。课堂练习一关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是（）A．第一宇宙速度又叫环绕速度B．第一宇宙速度又叫脱离速度C．第一宇宙速度跟地球的质量无关D．第一宇宙速度跟地球的半径无关第四小节地球同步卫星学生思考：“同步”的含义是指什么?举例说明什么是地球同步卫星?地球同步卫星的轨道有何特点?能不能确定?让学生互相交流，总结出正确答案，师点拨引导总结：1.所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它在轨道上跟着地球自转，同步地做匀速圆周运动，它的周期：T＝24h2.所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上，即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星离地面高度为定值教师播放同步卫星视频，直观体验同步卫星的运转第五小节卫星的超重、失重播放卫星发射、运行、回收阶段视频视频，联系运动学知识思考卫星发射、运行、回收阶段分别做什么运动，物体处于什么状态？师引导学生分析，总结课堂练习二对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法正确的是（）A．人造地球卫星的实际绕行速率一定大于7．9km/sB．从卫星上释放的物体将作平抛运动C．在卫星上可以用天平称物体的质量D．我国第一颗人造地球卫星（周期是6．84×103s）离地面高度比地球同步卫星离地面高度小第六小节梦想成真，展望未来展示中外航天成就，使学生以我国取得的成就而自豪，但要认识到与美，俄等国家的差距，感觉任重道远。课堂小结：一、宇宙速度第一宇宙速度：v＝／s是卫星发射的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。第二宇宙速度：v＝／s，是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度。第三宇宙速度: