資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 高中物理 年級 高一 學期 春季
課題 必修二 第七章 第四節 《宇宙航行》
教學目標
1.了解人造地球衛星的最初構想，會推導第一宇宙速度 。 2.知道同步衛星和其他衛星的區別，會分析人造地球衛星的受力和運動情況并解決涉及人造地球衛星運動的較簡單的問題。 3.知道三個宇宙速度的含義和數值。 4.了解發射速度與環繞速度的區別和聯系，理解天體運動中的能量觀。 5.了解宇宙航行的歷程和進展，感受人類對客觀世界不斷探究的精神和情感。
教學內容
教學重點： 1.推導并理解第一宇宙速度。 2.知道同步衛星和其他衛星的區別，會分析人造地球衛星的受力和運動情況。 3.感受人類對客觀世界不斷探究的精神和情感。 教學難點： 1.推導并理解第一宇宙速度。 2.會解決涉及人造地球衛星運動的較簡單的問題。
教學過程
1．圍繞舊知復習，培植物理觀念 用F表示提供的向心力，用mv2/r表示所需的向心力，分析曲線運動。 師問1：展示課件如圖1，物體做勻速圓周運動，提供的向心力和所需的向心力大小關系如何？ 生答：…… 師問2：物體做離心運動，提供的向心力和所需的向心力孰大孰小？ 生答：…… 師問3：物體做離心運動時受到離心力的作用？ 生答：…… 師問4：等于有了，小于也有了，在邏輯上，應該還有一種什么情況？ 生集體：…… 師問5：這種運動叫做？ 生集體：向心運動。 2．重現科學設想，感悟科學思維 牛頓關于衛星發射的設想。 師問1：物體做平拋運動時，怎樣拋射比較遠？ 生答：初速度大一些。 師問2：如果其他條件相同，初速度大的拋射遠一些。還有別的方法嗎？ 生答：拋射高度高一些。 師小結：…… 師問3：如圖2，如果地面不是水平面，而是斜面，會對平拋產生什么影響？ 生思考。 師引導，師生共同完成：物體從同一高度，以相同水平初速度拋出，如果是落到斜面上，拋射的距離會——遠——一——些，下落時間會——變——長。(教師放慢語速。) 師問4：牛頓聯想到地球是球體。你站在牛頓的肩膀上，對平拋運動有什么新的想法。 課件動畫演示、探究(如圖3(a))。 生答：如果條件允許(這位學生有所感悟，但還無法用語言精準描述)，物體就不會再落到地面上了。 師結合課件動畫(如圖3(b))解釋、總結。 師補充：一般人只想到地面是平的，物體要落回地面；而牛頓想到地球是球體，如果拋射的速度足夠大，物體就不落回地面，而是成為人造地球衛星了。這在當時，沒有實驗條件的情況下，是一個偉大的、跨時代的設想。 師問5：物體繞地球做圓周運動的向心力由什么力提供？是否需要考慮太陽對它的引力？ 生：…… 3．利用課件模擬，參與自主探究 (1)推導第一宇宙速度：物體在地球附近繞地球做勻速圓周運動的速度 ，地球質量M=5.98×1024 kg，近地衛星飛行高度遠小于地球半徑，可近似用地球半徑R代替衛星到地心的距離r，R=6400 km，代入數據得：v=7.9 km/s。 (2)介紹三個宇宙速度 第一宇宙速度：v=7.9 km/s，最小的發射速度，最大的環繞速度。 第二宇宙速度：v=11.2 km/s，在地面附近發射飛行器，如果速度7.9 km/s2

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