2024-2025學年高中物理第六章萬有引力與航天5宇宙航行教案新人教版必修2

PAGE1-第六章第五節(jié)宇宙航行設計思想本節(jié)內容是萬有引力定律應用的重點內容，是勻速圓周運動和萬有引力定律的結合。在宇宙速度的教學部分，老師合理的為學生搭建臺階，學生建立物理模型應用已知的圓周運動和萬有引力定律推導人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度，培育學生解決物理問題的實力。高一年級的學生學習愛好深厚，但是學習上比較有依靠性，本節(jié)課程除了宇宙速度部分須要老師的引導，大部分都可以讓學生參加課堂教學中進行自學互學，這正是一個培育學生學習方法的好機會。學生通過搜集、整理、匯報的形式完成這一部分的學習，真正成為課堂的主體，培育自學實力的同時，增加了同學間的合作互助實力。教學目標學問與技能：(1).了解人造衛(wèi)星的最初構想。(2).會解決涉及人造地球衛(wèi)星運動的較簡潔的問題(3).知道三個宇宙速度的含義和數(shù)值，會推導第一宇宙速度。2．過程與方法：(1)學習牛頓關于人造地球衛(wèi)星的設想的推理方法(2)學會推導第一宇宙速度的兩種方法3．情感看法與價值觀：(1)培育學生的科學探究精神。(2)激發(fā)學生酷愛科學的熱忱。教學重點第一宇宙速度的推導和理解教學難點第一宇宙速度的推導；環(huán)繞速度與放射速度的區(qū)分教學資源教材、網(wǎng)絡教法設計老師啟發(fā)引導協(xié)助以多媒體演示，學生閱讀、網(wǎng)絡自學，溝通學習成果。教學過程老師活動學生活動設計意圖教學過程教學過程教學過程教學過程一．復習提問：萬有引力定律的表達式？向心力的表達式？（3）平拋的水平位移跟什么因素有關？二．導入新課探究宇宙的奇妙，奔向廣袤而遙遠的太空是人類自古以來的幻想。20世紀人類最宏大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空這一全新活動領域?；孟氤烧?。你們想探究宇宙嗎？新課教學：教學目標一：感受人類對客觀世界不斷探究的精神和情感幻想成真（國際航天領域重大成就）出示圖片：1.第一顆人造衛(wèi)星2.第一次步入太空3.第一次登月4.哥倫比亞號圖片中國的航天成就：出示圖片：1.中國第一顆人造衛(wèi)星第一艘載人飛船第一顆探月衛(wèi)星教學目標二：了解人造地球衛(wèi)星的最初構想問題1：怎樣才能把物體放射上天空，且不會落回地面？（結合已有理論學問）牛頓設想：并用多媒體模擬.牛頓曾設想過：從高山上用不同的水平速度拋出物體，速度一次比一次大，落地點也一次比一次離山腳遠，假如沒有空氣阻力，當速度足夠大時，物體就恒久不會落到地面上來，它將圍繞地球旋轉，成為一顆繞地球運動的人造地球衛(wèi)星，簡稱人造衛(wèi)星。目標2：會推導第一宇宙速度,知道三個宇宙速度的含義和數(shù)值問題2:人造衛(wèi)星的放射速度至少達到多少才能繞地球做穩(wěn)定的圓周運動?例題：推導第一宇宙速度：設地球的質量為M，繞地球做勻速圓周運動的近地飛行器的質量為m，它到地心的距離為r.求飛行器的速度為v，r近似為地球半徑R.G為引力常量由：概念辨析:放射速度和運行速度放射速度：是指被放射物在地面旁邊離開放射裝置時的速度。①宇宙速度均指放射速度②第一宇宙速度為在地面放射衛(wèi)星的最小速度，也是環(huán)繞地球運行的最大速度運行速度：是指衛(wèi)星進入軌道后繞地球做勻速圓周運動的速度。目標檢測1：若有一顆行星，其質量為地球的p倍，半徑為地球的q倍，則該行星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的（C）目標檢測2：宇航員在某一星球上以速度豎直上拋一物體，經t時間落回手中，已知地球的半徑為R，星球的半徑是地球的一半，那么至少要用多大的速度沿星球表面拋出物體，它才能不再落會星球表面?假如放射速度大于第一宇宙速度呢2、其次宇宙速度：

(逃逸速度—擺脫地球引力束縛)3、第三宇宙速度：（脫離速度-擺脫太陽引力束縛）目標3：會解決涉及人造地球衛(wèi)星運動較簡潔的問題思索:哪條軌道可能是人造衛(wèi)星的運行軌道？總結：軌道圓的圓心必需是地心。提問：（1）運行速度與衛(wèi)星的質量的關系。（2）從表達式中得出運行速度與哪些物理量有關。（3）探討加速度、速度、角速度、周期跟軌道半徑的關系強調:第一宇宙速度是最小的放射速度，是最大的環(huán)繞速度。目標檢測3：人造衛(wèi)星在運行中因受高空淡薄空氣的阻力作用，繞地球運行的軌道半徑會漸漸減小，在半徑緩慢變更過程中，衛(wèi)星的運動還可以近似看做勻速圓周運動，當它在較大軌道半徑上運行時線速度為，周期為，后來在較小的軌道半徑上運行時線速度為，周期為，則它們的關系是（C）目標檢測4：兩顆人造地球衛(wèi)星，都在圓形軌道上運行，它們的質量不相等，軌道半徑之比r1:r2=1:4,則它們的(1)線速度大小之比v1:v2=(2)周期之比T1:T2=目標檢測5：赤道上隨地球自轉的物體A，赤道上空的近地衛(wèi)星B，地球的同步衛(wèi)星C，它們的運動都可以視為勻速圓周運動，分別用a、v、T、ω表示它們的向心加速度、線速度、周期和角速度，下列推斷正確的是（B）小結：學通過這節(jié)課的學習，你在學問、方法有什么收獲？還想知道什么？作業(yè)：課內：三維練習冊57,58頁課外：科學閑逛：黑洞STS:航天事業(yè)變更著人類的生活回答問題多數(shù)探究者用汗水和生命鋪設了人類通往宇宙的道路1970年我國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅1號”升空，開創(chuàng)了中國航天史的新紀元。2003年神舟五號第一位航天員楊利偉送入太空。從“萬戶飛天”到載人飛船,這次勝利的放射實現(xiàn)了中華民族千年的飛天幻想。從“嫦娥奔月”到“玉兔號”學生探討:（搜集學生答案，并引導）學生猜想并溝通想法。在高山上用不同的水平初速度拋出一個物體，不計空氣阻力，它們的落地點相同嗎？學生依據(jù)圓周運動的規(guī)律和萬有引力定律計算衛(wèi)星的運行速度。并進行相關探討。探討回答。探討回答。審題后學生說出第一宇宙速度的求法并解答。審題后學生說出第一宇宙速度的求法并解答。如何求加速度。學生探討： V1=7.9km/s地球11.2km/s>v>7.9km/sV2=11.2km/sV3=16.7km/s11.2km/s>v>7.9km/s11.2km/s>v>7.9km/s人造衛(wèi)星的運動規(guī)律從線速度，角速度，周期，加速度探討，學生歸納：

學生探討回答，學生可能依據(jù)衛(wèi)星運動規(guī)律來分析，這是易錯點，地面上的物體合力不是萬有引力。結束語:為我國能擁有獨立的衛(wèi)星導航通訊技術、載人航天技術、月球探測技術而傲慢，這是我們國家富強與文明的標記，也是我們實現(xiàn)中國夢的地方。航天之路還在接著，還有許多技術須要突破，全球織網(wǎng)之路還未完成，須要更多的人投身到這一事業(yè)當中，為建設更強大的中國而努力！溫故知新，為本節(jié)課內容的學習做好鋪墊4分鐘激發(fā)學習愛好以學過的平拋運動學問引入到人造地球衛(wèi)星學問的學習，不但使學生了解科學探究的過程，更讓學生體會到尖端科學的最初設想都是從已知的簡潔科學學問動身的。激發(fā)學生對基礎學問的愛好，增加學生對科學探究的信念。5分鐘5分鐘建立學生清楚的物理分析思路。培育學生分析實力，培育學生嚴謹?shù)奈锢砜茖W素養(yǎng)。4分鐘復習圓周運動及萬有引力的應用，增加學生的探究實力現(xiàn)在的學生對于這部分學問都有肯定的了解，在他們呈現(xiàn)其自身才能的同時可以達到學問的共享，促進學生的溝通與合作。3分鐘學生經常對環(huán)繞速度與放射速度不區(qū)分，因此對這部分的強調非常必要。3分鐘訓練第一種方法求第一宇宙速度的求法，4分鐘訓練第一宇宙速度的其次種求法。6分鐘培育學生分析實力，培育學生嚴謹?shù)奈锢砜茖W素養(yǎng)。培育學生的概括實力，記憶口訣：肯定而四定高軌低速長周期3分鐘培育學生自主學習、合作學習、解決問題的實力和合作互助的