宇宙航行簡(jiǎn)案

1、工作單位 貴陽(yáng)一中 授課教師 劉娟教學(xué)課題宇宙航行（第一課時(shí)）教學(xué)目的1、知識(shí)與技能目標(biāo)：（1）了解人造地球衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)和航天發(fā)展史。（2）知道三個(gè)宇宙速度的含義和數(shù)值，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。2、過(guò)程與方法目標(biāo)：（1）通過(guò)對(duì)衛(wèi)星發(fā)射條件的思考過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力及處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)物理模型的構(gòu)建能力。（2）能通過(guò)航天事業(yè)的發(fā)展史說(shuō)明物理學(xué)的發(fā)展對(duì)自然科學(xué)的促進(jìn)作用3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：（1）通過(guò)展示人類在宇宙航行領(lǐng)域中的偉大成就，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。（2）通過(guò)介紹我國(guó)在航天方面的成就，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。（3）感知人類探索宇宙的夢(mèng)想，促使學(xué)生樹(shù)立獻(xiàn)身科學(xué)的人

2、生觀和價(jià)值觀。教學(xué)重點(diǎn)第一宇宙速度的推導(dǎo)和計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)第一宇宙速度的理解教學(xué)方法講授法，討論法，情境激學(xué)法教學(xué)活動(dòng)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)方法手段備注一、創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課創(chuàng)設(shè)情境：播放宇宙飛船記錄下月球和地球的壯美風(fēng)景.播放“美國(guó)的宇宙飛船發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)” .【提出問(wèn)題】（1）如何將宇宙飛船送入太空？（2）火箭的作用是什么？沒(méi)有火箭，地球上的物體能不能上天？ 學(xué)生觀看視頻學(xué)生討論情境激學(xué)通過(guò)美輪美奐的月球和地球全景圖，引領(lǐng)同學(xué)們的課堂情緒，產(chǎn)生探究欲望通過(guò)宇宙飛船發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)的視頻，讓學(xué)生直觀的體會(huì)宇宙飛船借助火箭才能升空，為后續(xù)問(wèn)題做好鋪墊二、交流討論，探索新知一、牛頓設(shè)想【提出問(wèn)題】怎樣將物體送上天而不至

3、于落下？（通過(guò)同學(xué)之間的討論，引入牛頓在300多年前的設(shè)想）創(chuàng)設(shè)情境：（引導(dǎo)學(xué)生分析，當(dāng)速度很大時(shí)，應(yīng)該站在球面的角度去討論拋體問(wèn)題）【創(chuàng)設(shè)情境】從地球上最高的山峰上將物體水平拋出，速度越大，落地點(diǎn)就越遠(yuǎn)。【提出問(wèn)題】如果拋出的速度滿足什么樣的條件，物體就不再落回地面？引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)討論建立圓周運(yùn)動(dòng)的物理模型，得到結(jié)論，當(dāng)萬(wàn)有引力等于mv2/R時(shí)，它將繞地球運(yùn)動(dòng)，成為一顆人造地球衛(wèi)星。二、宇宙速度【提出問(wèn)題】學(xué)生動(dòng)手演算請(qǐng)計(jì)算，物體以多大的速度貼地表圓周運(yùn)動(dòng)，才不會(huì)掉下來(lái)。（可選數(shù)據(jù)：G=6.67×10-11N.m2/kg2 地球質(zhì)量M=5.98×1024kg 地球半徑R=6

4、400km 地球表面的g=9.8m/s2）（請(qǐng)兩位同學(xué)上黑板展示演算過(guò)程和結(jié)果，得出此時(shí)的速度為7.9km/s）1、第一宇宙速度物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度?！居懻撘弧?、r越小，則v越 。2、繞地圓周的E和D ，哪個(gè)較快？3、r最小是？D【討論二】不同的發(fā)射速度軌道相同嗎？（引導(dǎo)學(xué)生從離心現(xiàn)象的條件出發(fā)，得到當(dāng)發(fā)射速度大于第一宇宙速度時(shí)，物體的軌道是橢圓，而且隨著發(fā)射速度越來(lái)越大，橢圓越來(lái)越長(zhǎng)進(jìn)而得出第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度）。 【幾個(gè)臨界速度的介紹】當(dāng)速度達(dá)到11.2km/s時(shí)，物體就會(huì)克服地球的引力，離開(kāi)地球，達(dá)到16.7km/s，物體就會(huì)掙脫太陽(yáng)的束縛，飛離太陽(yáng)系。通過(guò)

5、一個(gè)動(dòng)畫(huà)演示，總結(jié)速度與軌道的關(guān)系：、v=7.9km/s (圓)、7.9km/sv11.2km/s （橢圓）、11.2km/sv16.7km/s（成為太陽(yáng)的人造行星）、v16.7km/s（飛出太陽(yáng)系）2第二宇宙速度 當(dāng)物體的速度等于或大于11.2km/s時(shí)，它就會(huì)克服地球的引力，永遠(yuǎn)離開(kāi)地球。3第三宇宙速度當(dāng)物體的速度等于或大16.7km/s時(shí)，物體可以掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間?！菊n堂練習(xí)】月亮質(zhì)量為地球的1/81，半徑為地球的3/11，月亮的“第一宇宙速度”是多大?三、夢(mèng)想成真1、人類的航天歷程教師展示圖片，引領(lǐng)學(xué)生回顧人類航天歷史1957年10月4日，世界上第一顆人造衛(wèi)

6、星成功在蘇聯(lián)發(fā)射成功。1961年4月12日，世界上第一次載人飛行，蘇聯(lián)。1969年7月16日，人類第一次登上月球，美國(guó)。 2、中國(guó)的航天歷程展示東方紅一號(hào)和返回式衛(wèi)星圖片展示神州系列的圖片失敗的航天案例：1996年2月15日在西昌用長(zhǎng)征-3B大推力火箭發(fā)射國(guó)際708通信衛(wèi)星，火箭點(diǎn)火升空22秒后發(fā)射爆炸，造成6人死亡，50多人受傷，這是中國(guó)航天史上最大的挫折，也是世界第五大航天事故。盡管至今已經(jīng)有超過(guò)22名航天員為此獻(xiàn)出了生命，但是人類在科學(xué)探索的路上走得堅(jiān)決而無(wú)畏。學(xué)生交流討論學(xué)生交流討論學(xué)生進(jìn)行推理和計(jì)算學(xué)生思考后回答學(xué)生思考后回答學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講積極回應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理邏輯能力和建模能力，為后

7、面自主推導(dǎo)第一宇宙速度打下基礎(chǔ)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理邏輯能力和建模能力，為后面自主推導(dǎo)第一宇宙速度打下基礎(chǔ)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)理推理能力，加深對(duì)速度公式的理解和感受，通過(guò)討論得到第一宇宙速度是最大的運(yùn)行速度從圓過(guò)渡到橢圓，為第二和第三宇宙的得出做鋪墊。鞏固學(xué)生對(duì)不同星球的第一宇宙速度的理解。通過(guò)展示人類在宇宙航行領(lǐng)域中的偉大成就，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。達(dá)到情感、態(tài)度價(jià)值觀的目標(biāo)。板書(shū)設(shè)計(jì)8教學(xué)課題宇宙航行（說(shuō)課）教材分析宇宙航行是新課程人教版必修2第六章第五節(jié)內(nèi)容，是學(xué)生已經(jīng)具有了勻速圓周運(yùn)動(dòng)和萬(wàn)有引力定律的基礎(chǔ)上，對(duì)萬(wàn)有引力定律的進(jìn)一步展開(kāi)。本節(jié)重點(diǎn)講述人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，推導(dǎo)了第一宇宙速度，并介紹了第二

8、、第三宇宙速度。人造衛(wèi)星是萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例，是人類征服自然的見(jiàn)證，體現(xiàn)了知識(shí)的力量，是學(xué)生學(xué)習(xí)了解現(xiàn)代科技知識(shí)的一個(gè)極好的素材。教材不但介紹了人造衛(wèi)星的一些基本理論，更是在其中滲透了很多研究實(shí)際問(wèn)題的物理方法。因此，本節(jié)課是“萬(wàn)有引力與航天”中的重點(diǎn)內(nèi)容，是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究天體物理問(wèn)題的理論基礎(chǔ)。另外，學(xué)生通過(guò)對(duì)人造衛(wèi)星、宇宙速度的了解，也將潛移默化地產(chǎn)生對(duì)航天科學(xué)的熱愛(ài)，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。在本節(jié)的教學(xué)中要從萬(wàn)有引力提供向心力入手，結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律從以下幾個(gè)方面安排教學(xué)內(nèi)容。（1） 宇宙速度：引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度的物理意義，區(qū)別環(huán)

9、繞速度與發(fā)射速度。（2） 在“夢(mèng)想成真”欄目里，簡(jiǎn)述人類航天事業(yè)和中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展史，并結(jié)合現(xiàn)有的國(guó)情，簡(jiǎn)單介紹“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”。因此，此節(jié)課的內(nèi)容充分體現(xiàn)了“從生活走向物理、從物理走向社會(huì)”的新課程理念。學(xué)情分析設(shè)計(jì)思路與理念新課的引入：首先播放用宇宙飛船記錄下的我們熟悉的月球和地球的高清全景圖，提出問(wèn)題，宇宙飛船如何升空？緊接著播放美國(guó)宇宙飛船發(fā)射的現(xiàn)場(chǎng)，讓學(xué)生直觀體會(huì)到宇宙飛船是依靠火箭才得以升空。進(jìn)一步提出問(wèn)題：地球上的一個(gè)物體，想要進(jìn)行宇宙航行要具備的條件？進(jìn)而，引入新課宇宙航行。重點(diǎn)的突出：通過(guò)回顧牛頓設(shè)想，讓學(xué)生自己分析得出要想讓物體不落回地面，繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則需萬(wàn)有引力提供物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，進(jìn)而根據(jù)已知數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出第一宇宙速度。通過(guò)親自動(dòng)手計(jì)算，得出第一宇宙速度，突出了教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。難點(diǎn)的突破通過(guò)問(wèn)題討論的形式，對(duì)不同軌道環(huán)繞速度的大小比較，加深學(xué)生，的理解，從而得到第一宇宙速度是最大運(yùn)行速度的結(jié)論。在通過(guò)不同發(fā)射速度下的軌道的討論，讓學(xué)生體會(huì)到第一宇宙速度是最小發(fā)射速度。同時(shí)，使第二