高中物理教學(xué)設(shè)計

1、高中物理教學(xué)設(shè)計課    題：         人造衛(wèi)星  宇宙速度教材分析：人教版高一物理第六章第五節(jié)人造衛(wèi)星 宇宙速度重點講述了人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，推導(dǎo)了第一宇宙速度，介紹了三個宇宙速度的含義。本節(jié)內(nèi)容是萬有引力定律在天體運動中的具體運用，是航天科學(xué)技術(shù)理論基礎(chǔ)。引導(dǎo)學(xué)生運用科學(xué)的思維方法，探究人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，進行知識的正向遷移，順利、流暢地推導(dǎo)第一宇宙速度，有助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、邏輯思維和分析推理的能力。另外，學(xué)生通過對人造衛(wèi)星、宇宙速度的了解，也將潛

2、移默化地產(chǎn)生對航天科學(xué)的熱愛，增強民族自信心和自豪感。學(xué)情分析：通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已對平拋運動、曲線運動的特點、萬有引力定律已有一定的了解。在此基礎(chǔ)上，通過教師合理誘導(dǎo)，按照遷移規(guī)律科學(xué)地設(shè)計問題情境，促進學(xué)生探究，獲得新知。盡管學(xué)生對天體運動的知識儲備不足，猜想可能缺乏科學(xué)性，表達也許欠妥。但只要始終參與到學(xué)習(xí)情境中，五官體驗激活思維，大膽猜想，敢于表達，就都能獲得發(fā)展和提高。教學(xué)目標(biāo)：（一） 知識與技能1、通過觀察思考、合作探究使學(xué)生知道人造地球衛(wèi)星的發(fā)射原理；2、通過閱讀、合理誘導(dǎo)與精心研究使學(xué)生掌握三個宇宙速度，學(xué)會推導(dǎo)第一宇宙速度的兩個求解公式； 3、通過公式分析、練習(xí)反

3、饋使學(xué)生掌握用萬有引力定律和圓周運動知識求解有關(guān)衛(wèi)星運動的基本問題。（二）過程與方法1、通過對人造衛(wèi)星的發(fā)射原理和第一宇宙速度公式推導(dǎo)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究、分析、歸納的思維過程；2、教育學(xué)生在處理實際問題時，如何忽略次要因素，抓住主要因素，抽象出物理模型。從而對學(xué)生進行物理研究方法的培養(yǎng)。（三）情感態(tài)度與價值觀1、在主動學(xué)習(xí)合作探究過程中，體驗和諧、流暢、民主、愉悅的學(xué)習(xí)情境，在滿懷熱望的探究中不斷獲得美的感受和成功的喜悅。2、介紹我國航天事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生的求知欲和熱愛科學(xué)的激情，增強民族自信心和自豪感，培養(yǎng)愛國熱情。教學(xué)重點難點（1）人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，第一宇宙速度的推導(dǎo)；（2

4、）衛(wèi)星做圓周運動時，各運動量與軌道半徑r的關(guān)系。（3）人造衛(wèi)星的運行速度與衛(wèi)星發(fā)射速度的區(qū)別。教學(xué)方法啟發(fā)探究式教學(xué)、多媒體輔助教學(xué)。設(shè)計思想（一）、教學(xué)主線設(shè)計本節(jié)課是應(yīng)用課，學(xué)生已學(xué)過平拋運動、勻速圓周運動、萬有引力定律等基本理論，具備了解決問題的基本工具。所以在設(shè)計中突出發(fā)揮學(xué)生的主體作用。課堂中通過設(shè)疑思考啟發(fā)引導(dǎo)這樣一條主線，激發(fā)鼓勵學(xué)生的大膽思考、積極參與，讓學(xué)生通過自己的分析研究來掌握獲取相關(guān)的知識和方法。（二）、教學(xué)媒體設(shè)計通過多媒體課件，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)求知欲望；增強感性認識，將抽象變得具體，幫助學(xué)生認識科學(xué)的本質(zhì)及內(nèi)涵。并利用課件板書相關(guān)內(nèi)容，增大課堂容量。課時安排：一節(jié)課教

5、學(xué)過程一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)情感1多媒體演示“神舟六號宇宙飛船發(fā)射、運行、返回”視頻。2、教師導(dǎo)入：人類第一顆人造衛(wèi)星于1957年10月4日從前蘇聯(lián)升空，中國也于1970年發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星。特別是2003年10月15日至16日，中國第一次實現(xiàn)載入航天，宇航員楊利偉乘坐“神舟五號”繞地飛行14圈，順利返回，圓了中國人盼望已久的飛天之夢。2005年10月12日，我國“神舟六號”又將兩名宇航員費俊龍、聶海勝送入太空，繞地飛行近五天五夜成功返回，實現(xiàn)了新的突破。所有這些都是每一個中國人的驕傲和自豪！3、適時設(shè)疑：那么人類是怎樣把物體發(fā)射出去，送入太空的呢？（讓學(xué)生開始思考及交流）4、出示課題：人造衛(wèi)星

6、 宇宙速度。教師設(shè)問，引領(lǐng)學(xué)生進入學(xué)習(xí)活動中。二、觀察思考，合作探究：（一）誘導(dǎo)觀察：1、課件動畫展示：在某一平臺上先后以不同水平速度拋出小球。2、教師設(shè)疑：觀察和比較這四條軌跡，你能發(fā)現(xiàn)什么？3、師生小結(jié)：得出兩個結(jié)論，并在課件上出示： 物體由于地球引力的作用均落回地面。 物體的初速度越大，飛得越遠。（二）放飛思維，大膽猜想：1、教師設(shè)疑：從剛才的四條軌跡圖中，你還能聯(lián)想到什么？2、課件展示牛頓設(shè)想，并用動畫動態(tài)演示：忽略空氣阻力的影響，當(dāng)拋出物體的初速度足夠大時，物體就永遠不會落到地面上來，它將圍繞地球運轉(zhuǎn)。3、教師追問：牛頓的設(shè)想可能嗎？（引導(dǎo)學(xué)生進一步思維）4、師生小結(jié)：牛頓設(shè)想的運動

7、是完全可能的。當(dāng)物體的初速度足夠大時，物體將圍繞地球做勻速圓周運動，成為一顆人造地球衛(wèi)星，簡稱人造衛(wèi)星。出示標(biāo)題一：  人造衛(wèi)星 人造衛(wèi)星所需的向心力由地球的萬有引力提供。三、精心研究，合理推導(dǎo)：1、設(shè)疑：要有足夠大的速度，才能使拋出的物體成為人造衛(wèi)星，那么這個速度多大呢？出示標(biāo)題二：宇宙速度（導(dǎo)向第二個研究內(nèi)容。）2、課件出示探究內(nèi)容和已知條件：已知地球和人造衛(wèi)星質(zhì)量分別為M 和m，衛(wèi)星到地心的距離為r,求衛(wèi)星繞地球做圓周運動的速度v 。3、設(shè)疑：解題的思路和方法是什么？（教師強調(diào)學(xué)生不急于解題，先看清已知條件，找出解題思路，引導(dǎo)學(xué)生自己得出：應(yīng)該用人造衛(wèi)星圍繞地球做圓周運動的向心

8、力由地球的萬有引力提供來求解。）4、推導(dǎo)衛(wèi)星運行速度公式： 根據(jù)萬有引力和圓周運動規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生分析、研究，并自己獨立求出衛(wèi)星運行速度（請兩名學(xué)生上黑板推導(dǎo)。教師在學(xué)生中觀察指導(dǎo)答疑，并就黑板上學(xué)生的推導(dǎo)過程引導(dǎo)全班同學(xué)進行評價，之后課件再現(xiàn)推導(dǎo)過程，幫助全體學(xué)生達標(biāo)。） 公式拓展(學(xué)生自我推導(dǎo)，課件再現(xiàn)推導(dǎo)過程)v=r  =    角速度 =     =    T=    衛(wèi)

9、星運行周期 T=2 5引導(dǎo)學(xué)生對公式進行分析:設(shè)疑：不同的人造地球衛(wèi)星，其線速度大小、角速度大小、周期與什么因素有關(guān)？有什么樣的關(guān)系？學(xué)生思考討論交流得出結(jié)論，并在課件上出示：不同的人造地球衛(wèi)星，其線速度大小、角速度大小、周期均與軌道半徑r有關(guān)。人造衛(wèi)星離地面越高，衛(wèi)星環(huán)繞地球運動的線速度、角速度越小，周期T越大。師生共同合作，借助課件，代入數(shù)據(jù)，得出第一宇宙速度v1=7.9km/s。并簡要說明其意義。（v1=7.9km/s是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度，叫第一宇宙速度。）  設(shè)疑：將衛(wèi)星送入低軌道和送入高軌道哪一個更容易？為什么？所需要

10、的發(fā)射速度，哪一個更大？為什么?在低軌道和高軌道運行的兩顆地球衛(wèi)星哪一個運行速度大？引導(dǎo)學(xué)生從做功的角度，結(jié)合衛(wèi)星的運行速度公式，思考分析：當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑越大時，衛(wèi)星繞地球的運行速度越小，送入軌道需要消耗的能量越多，衛(wèi)星發(fā)射時越難，發(fā)射速度必須越大，由此我們可以得出要將人造衛(wèi)星送入軌道發(fā)射速度必須大于多少？學(xué)生分析得出v7.9km/s6、閱讀了解，獨立思考：學(xué)生通過閱讀，了解衛(wèi)星的運行速度大于第一宇宙速度的三種可能。并由教師引導(dǎo)得出第二、第三宇宙速度。（1）、課件展示第二、第三宇宙速度的值及含義。（2）、課件動態(tài)展示在第一宇宙速度及在此基礎(chǔ)上衛(wèi)星發(fā)射速度不斷增大的過程中，運動軌跡由圍繞地球運

11、動的圓周橢圓偏心率逐漸變小的橢圓掙脫地球引力圍繞太陽運動飛出太陽系的變化過程。四、聯(lián)系實際，促進遷移：        1、釋疑（前后呼應(yīng)）：從牛頓提出設(shè)想到第一顆人造衛(wèi)星上天，歷時近三百年，這是為什么？（學(xué)生交流、討論:當(dāng)時技術(shù)落后，不能達到。教師肯定學(xué)生回答的正確性。）2、世界航天史和中國航天史（課件動態(tài)展示）：先進行手動播放（按鈕在日歷兩側(cè)），播放完一遍后，再將動畫設(shè)定為自動播放。播放過程中可要求學(xué)生注意我國在航空、航天領(lǐng)域所取得的一些巨大成績，同時也應(yīng)實事求是地看到目前我國與傳統(tǒng)航天大國美國、俄羅斯之間仍存在

12、較大的差距，從而進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)，熱愛科學(xué)的激情。）五、練習(xí)反饋，拓展延伸：題1“2003年10月15日9時，我國神舟五號宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，把我國第一位航天員楊利偉送入太空。飛船繞地球飛行14圈后，于10月16日六時23分安全降落在內(nèi)蒙古主著陸場?！备鶕?jù)以上消息，近似地把飛船從發(fā)射到降落的全部運動看作繞地球的勻速圓周運動，試估算神舟五號繞地球飛行時距地面的高度（已知地球的質(zhì)量為M =6.0×1024kg，地球的半徑 R =6.4×103km）。1、學(xué)生獨立思考，計算周期T的大小并推導(dǎo)出高度與地球質(zhì)量、半徑、周期等物理量之間的關(guān)系公式，代入相關(guān)數(shù)據(jù)進行

13、計算得到結(jié)果。2、教師檢查，然后師生共同評價、指出問題。使學(xué)生學(xué)以致用，掌握正確的解題思路和方法。題2利用所學(xué)知識，推導(dǎo)第一宇宙速度另一表達式v1= 。請兩名學(xué)生上黑板推導(dǎo)。教師在學(xué)生中觀察指導(dǎo)答疑，并就黑板上學(xué)生的推導(dǎo)過程引導(dǎo)全班同學(xué)進行評價，之后課件再現(xiàn)推導(dǎo)過程，幫助全體學(xué)生達標(biāo)。六、情感激勵，課外探究：1、教師結(jié)束語：浩瀚的宇宙就像一座豐富的寶藏，吸引著人類的目光，激勵人們?nèi)ヌ剿髌洳┐蠛蜕衩?。目前，開發(fā)太空資源，開創(chuàng)空間產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)太空居住，已逐漸成為航天活動的主旋律。您想了解更多的航天知識嗎？想在航天方面發(fā)揮自己的能力嗎？請閱讀相關(guān)書目，上網(wǎng)收集有關(guān)航天科學(xué)知識。只要我們努力學(xué)習(xí)，就一定能實現(xiàn)自己的理想。2、課外探究參考題：人造衛(wèi)星的種類和資料。同步衛(wèi)星的含義及特點。七、布置作業(yè)：1閱讀了解書上P110的閱讀材料“黑洞”2P110111  NO  2、6、7八、板書設(shè)計：    人造衛(wèi)星  宇宙速