高中物理人教版第六章万有引力与航天宇宙航行 全国优质课

第六章第五节宇宙航行教学设计设计思想本节内容是万有引力定律应用的重点内容，是匀速圆周运动和万有引力定律的结合。在宇宙速度的教学部分，教师合理的为学生搭建台阶，学生建立物理模型应用已知的圆周运动和万有引力定律推导人造卫星的环绕速度，培养学生解决物理问题的能力。高一年级的学生学习兴趣浓厚，但是学习上比较有依赖性，本节课程除了宇宙速度部分需要老师的引导，大部分都可以让学生参与课堂教学中进行自学互学，这正是一个培养学生学习方法的好机会。学生通过搜集、整理、汇报的形式完成这一部分的学习，真正成为课堂的主体，培养自学能力的同时，增强了同学间的合作互助能力。教学目标知识与技能：了解人造地球卫星的最初构想知道三个宇宙速度的含义和数值，会推倒第一宇宙速度掌握人造地球卫星的处理方法,会求轨道半径、角速度、线速度、周期。了解人类发展对航天事业的贡献过程与方法：通过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。通过人造卫星的加速度、速度、角速度、周期跟轨道半径的关系的讨论，进一步理解卫星的有关规律。通过学生自己搜集报告航天事业及相关科学的过程，补充学生相关知识同时培养学生自学和应用网络资源的能力。情感态度与价值观：通过介绍和多媒体展示牛顿对于人造地球卫星的最初构想，使学生体验科学探索的过程。通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情。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。教学重点第一宇宙速度的推导和理解教学难点第一宇宙速度的推导；环绕速度与发射速度的区分教学资源教材、网络教法设计教师启发引导辅助以多媒体演示，学生阅读、网络自学，交流学习成果。教学过程教师活动学生活动设计意图一、导入新课提问1：在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？（搜集学生答案，并引导）提问2：你来猜想，随着抛出物体速度的增大，物体的运动情形会发生什么样的变化呢？总结，并用多媒体模拟.如果地面上空有一个相对于地面静止的物体，它只受重力的作用，那么它就做自由落体运动，如果物体在空中具有一定的初速度，且初速度的方向与重力的方向垂直，那么它将做平抛运动，牛顿曾设想过：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也一次比一次离山脚远，如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。二、新课教学1、通过图片展示及解说，使学生对人造卫星有一个感性认识。2、提问：如果忽略空气的阻力，地球的质量为M，环绕地球作匀速圆周运动的人造卫星的质量为m，它到地心的距离为r，那么它的飞行速度应该是多少？3、总结讨论结果：1）万有引力充当向心力，得出：2）解释结论中每个物理量的意义。4、提问：（1）运行速度与卫星的质量的关系。（2）从表达式中得出运行速度与哪些物理量有关。（3）讨论加速度、速度、角速度、周期跟轨道半径的关系5、边问边引导学生得出：如果卫星在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离r。从而得出第一宇宙速度的概念和数值。6、强调第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的环绕速度。7、教师可启发，除了第一宇宙速度，有没有第二、第三宇宙速度呢？介绍第二宇宙速度是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度，第三宇宙速度是卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度。8、提前让学生利用课余时间搜集航天事业的相关资料，在课堂上展示，老师补充，并对部分现象加以简单的理论解释。回答：它们的落地点不同，速度越大，落地点离山脚越远。学生猜想并交流想法。学生根据圆周运动的规律和万有引力定律计算卫星的运行速度。并进行相关讨论。讨论回答。讨论回答。学生自由发挥，展示各自素材。以学过的平抛运动知识引入到人造地球卫星知识的学习，不但使学生了解科学探索的过程，更让学生体会到尖端科学的最初设想都是从已知的简单科学知识出发的。激发学生对基础知识的兴趣，增强学生对科学探索的信心。复习圆周运动及万有引力的应用，增强学生的探索能力。建立学生清晰的物理分析思路。学生常常对环绕速度与发射速度不区分，因此对这部分的强调十分必要。合理利用网络资源，提高学生的自学能力。现在的学生对于这部分知识都有一定的了解，在他们展现其自身才能的同时可以达到知识的共享，促进学生的沟通与合作。板书设计