2017春沪粤版八年级物理下册第10章同步导学案10.4 飞出地球

文档2017春沪粤版八年级物理下册第10章同步导学案：10.4飞出地球一、教学内容本节课的教学内容来自2017春沪粤版八年级物理下册第10章，第4节“飞出地球”。本节内容主要包括：1.地球引力与离心力2.第一宇宙速度3.卫星轨道及其类型4.人类航天器的发射与返回过程二、教学目标1.让学生了解地球引力与离心力的概念，理解它们在航天工程中的作用。2.使学生掌握第一宇宙速度的定义及其计算方法。3.让学生了解卫星轨道的类型，以及人类航天器的发射与返回过程。三、教学难点与重点1.教学难点：地球引力与离心力的计算，第一宇宙速度的求解。2.教学重点：卫星轨道的类型，人类航天器的发射与返回过程。四、教具与学具准备1.教具：黑板、粉笔、PPT投影仪。2.学具：教材、笔记本、文具盒。五、教学过程1.实践情景引入：通过播放神舟十一号飞船发射升空的视频，引发学生对航天事业的兴趣。2.知识讲解：（1）地球引力与离心力：解释地球引力对航天器的作用，以及离心力在航天器飞行过程中的作用。（2）第一宇宙速度：介绍第一宇宙速度的定义，讲解其计算方法。（3）卫星轨道：讲解卫星轨道的类型，如圆形轨道、椭圆形轨道等。（4）航天器发射与返回：介绍航天器的发射过程，以及返回地球的过程。3.例题讲解：举例讲解地球引力与离心力的计算，第一宇宙速度的求解。4.随堂练习：设计一些练习题，让学生现场解答，巩固所学知识。5.课堂互动：邀请学生分享自己对航天事业的了解和看法，激发学生的学习兴趣。六、板书设计板书内容主要包括：1.地球引力与离心力2.第一宇宙速度3.卫星轨道类型4.航天器发射与返回过程七、作业设计1.题目一：计算地球表面物体所需的第一宇宙速度。答案：根据公式v=√(GM/R)，其中G为万有引力常数，M为地球质量，R为地球半径。2.题目二：简述卫星轨道的类型及其特点。答案：卫星轨道主要包括圆形轨道、椭圆形轨道、倾斜轨道等。圆形轨道的特点是卫星运行速度恒定，椭圆形轨道的特点是卫星在近地点和远地点的速度不同，倾斜轨道的特点是卫星轨道平面与地球赤道面不重合。八、课后反思及拓展延伸1.课后反思：本节课通过实例和练习，让学生掌握了地球引力与离心力、第一宇宙速度等知识，但在航天器返回过程的讲解上稍显不足，需要在今后的教学中加以改进。2.拓展延伸：邀请天文科普专家进行讲座，让学生深入了解航天事业的发展和未来趋势。组织学生参观航天博物馆，加深对航天器的认识。开展航天科技竞赛，激发学生的创新意识和实践能力。重点和难点解析：第一宇宙速度的求解第一宇宙速度是航天工程中的一个重要概念，它指的是在不考虑大气阻力的情况下，卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动所需的最小速度。求解第一宇宙速度对于理解和设计航天器轨道具有重要意义。我们需要掌握第一宇宙速度的计算公式：\[v=\sqrt{\frac{GM}{R}}\]其中，\(G\)是万有引力常数，\(M\)是地球的质量，\(R\)是地球的半径。1.万有引力定律：牛顿提出了万有引力定律，指出任意两个物体都存在相互吸引的力，这个力与两个物体的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。数学表达式为：\[F=G\frac{m_1m_2}{r^2}\]其中，\(F\)是两个物体之间的引力，\(G\)是万有引力常数，\(m_1\)和\(m_2\)是两个物体的质量，\(r\)是它们之间的距离。2.圆周运动的向心力：物体做圆周运动时，需要一个指向圆心的力，这个力称为向心力。向心力的大小与物体的质量、速度和圆周半径有关，数学表达式为：\[F_c=m\frac{v^2}{R}\]其中，\(F_c\)是向心力，\(m\)是物体的质量，\(v\)是物体的速度，\(R\)是圆周半径。3.等效原理：在地球表面附近，卫星受到的万有引力可以看作是提供它做圆周运动的向心力。因此，我们可以将万有引力公式和圆周运动的向心力公式等效起来，得到：\[G\frac{Mm}{R^2}=m\frac{v^2}{R}\]其中，\(M\)是地球的质量，\(R\)是地球的半径。4.求解第一宇宙速度：将上述等效原理的公式进行变形，解出速度\(v\)，得到第一宇宙速度的计算公式：\[v=\sqrt{\frac{GM}{R}}\]这个公式表明，第一宇宙速度与地球的质量\(M\)、半径\(R\)和万有引力常数\(G\)有关。在实际计算中，我们可以取地球的平均半径\(R=6400\text{km}\)，地球的质量\(M=5.97\times10^{24}\text{kg}\)，万有引力常数\(G=6.67\times10^{11}\text{N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2\)。将这些数值代入第一宇宙速度的计算公式，我们可以得到地球表面物体所需的第一宇宙速度大约为：\[v\approx7.9\text{km/s}\]这个速度是卫星在不考虑大气阻力的情况下，绕地球做匀速圆周运动所需的最小速度。如果卫星的速度大于这个值，它将能够逃离地球的引力，进入太空；如果卫星的速度小于这个值，它将在地球表面附近做椭圆或抛物线运动。第一宇宙速度是航天工程中的一个关键概念，掌握它的计算方法对于设计和理解航天器的轨道具有重要意义。通过上述解析，我们深入理解了这个概念的内涵和求解过程，为后续的学习和研究打下了基础。本节课程教学技巧和窍门1.语言语调：在讲解第一宇宙速度的求解过程中，教师应该注意语言的生动性和形象性，用简单的语言解释复杂的概念，避免使用专业术语让学生感到困惑。同时，语调要抑扬顿挫，吸引学生的注意力，使他们在课堂中保持专注。2.时间分配：合理分配课堂时间，确保每个知识点都有足够的讲解和练习时间。在讲解第一宇宙速度的求解过程时，可以分为万有引力定律、圆周运动的向心力、等效原理和求解第一宇宙速度四个部分，每个部分用时大约1015分钟。3.课堂提问：在讲解过程中，教师可以适时提问，让学生积极参与课堂讨论。例如，在讲解万有引力定律时，可以提问学生：“你们认为地球对物体的引力与什么因素有关？”这样可以激发学生的思考，加深对知识点的理解。4.情景导入：在课程开始时，教师可以先播放一段神舟十一号飞船发射升空的视频，引发学生对航天事业的兴趣。通过实际情景的导入，让学生了解航天器飞出地球的重要性，从而激发他们对本节课知识的学习欲望。5.举例讲解：在讲解第一宇宙速度的求解过程中，教师可以结合实际情况举例说明。例如，提到卫星发射时，可以讲解卫星在不同轨道上的速度要求，以及发射过程中如何克服地球引力的挑战。这样有助于学生更好地理解知识点。6.板书设计：在板书设计中，教师可以使用箭头、图形等符号表示万有引力、向心力等概念，简洁明了地展示第一宇宙速度的求解过程。同时，板书要工整清晰，方便学生记录和理解。7.作业设计：在作业设计中，教