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《中学物理教学研习》作业之一 教 学 设 计 课题：宇宙航行 教材：人教版 姓名： 余璇 班级：2010级物理师范3班 学号：222010315210191 成绩： 二〇一四年四月 教材分析 《宇宙航行不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础。本节重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度，并介绍了第二、第三宇宙速度。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。具备了解决问题的基本工具1）理解人造地球卫星的发射原理（2）会推导第一宇宙速度，知道三个宇宙速度的数值和含义。?（3）简单了解人类航天发展史学习科学的思维方法，分析推理能力和合理表达的能力。激发学习科学、热爱科学的热情，同时增民族自信心和自豪感。三个宇宙速度的数值和含义第一宇宙速度的推导过程及三宇宙速度含义的理解。探究、讲解法 多媒体，PPT，视频，3个巧克力 教学时间 1课时 教学过程设计 教学环节与时间分配 教学内容与教学活动 设计意图与方法运用 引入新课 （3分钟） 巧克力游戏： 用较小的力量水平扔出第一块巧克力（巧克力被前排的学生拿到）； 用较大的力量水平扔出第二块巧克力（巧克力被后排的学生拿到）； 总结现象：扔出巧克力时的力量越大，巧克力飞得越远； 提出问题：如果老师力量非常非常大，巧克力会飞到哪儿去？ 学生猜想与回答 引出牛顿的猜想，从而导入新课。 新课教学 （35分钟） 牛顿的猜想（3分钟） 探究：怎样才能使得一个物体绕着地球做圆周运动？ 　　先让学生思考、讨论，教师可根据学生情况引导学生思考。 　　我们知道，在地面上将一个物体水平抛出，若抛出时速度越大，则落地点距抛出点的水平距离越大。如果抛出速度很大时，我们还能将地面看作平面吗？（不能） ? 　　早在16世纪道的牛顿就曾思考过这个问题。（播放卫星发射原理动画，并向学生分析） 　　从地球上最高的山峰上将物体水平抛出，速度越大，落地点就越远。如果抛出的速度足够大，物体就不在落回地面，它将绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。 那么，速度多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的卫星呢？ 第一宇宙速度（16分钟） 探究：以多大的速度发射这个物体，物体就刚好不落回地面，成为一颗绕地球表面做匀速圆周运动的卫星呢？ 　　物体最终绕地球表面做匀速圆周运动，引力为其做圆周运动提供向心力。 　　 　　代入数据得v=7．9km/s 　　这就是物体在地面附近做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度。 请学生根据所学知识，推导第一宇宙速度的另一种表达式： 推导：地面附近重力提供向心力， 所以 将?R＝6.37×106m ,?g＝9.8m/s2代入，求出第一宇宙速度仍为?7.9km /s． 提出问题：其他星球的第一宇宙速度和地球的一样吗？ 播放视频：动画片《龙珠》（20秒，星球重力加速度为地球6倍，半径为地球半径一般，求其第一宇宙速度）。 　　 3．第二宇宙速度（3分钟） 提出问题：如果发射速度大于第一宇宙速度，结果会怎样呢？ 当抛出物体的速度继续增大，地球引力将不足以为其做圆周运动提供向心力，物体将会脱离地球引力，离开地球。这个速度为v=11．2km/s。我们把v=11．2km/s叫做第二宇宙速度。如果发射速度大于第一宇宙速度，而小于第二宇宙速度，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。 第三宇宙速度（3分钟） 　　物体脱离地球引力的束缚后，还会受到太阳引力的束缚。若抛出的速度足够大，物体还将脱离太阳引力的束缚，飞向太阳系之外的宇宙空间。这个速度v=16．7vkm/s。这个速度叫做第三宇宙速度 模型卫星发射和实际卫星发射（3分钟） 播放视频：《奥特曼》（20秒，飞离地球） 展示奥特曼资料：速度飞行速度 　　（1）．发射速度 　　发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。 　　（2）．运行速度 　　运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。 6.梦想成真（4分钟） 　　学生先阅读，然后教师简述补充。（借助于多媒体，一边向学生展示，一边介绍，注意情感态度与价值观目标的实现。） 　　其实早在六百多年前的明朝，一个名叫万户的人就曾有“飞天”的壮举，但最终未能成功，并为之付出了生命。万户是世界上第一个利用火箭向太空搏击的英雄。他的努力虽然失败了，但他借助火箭推力升空的创想是世界上第一个，因此他