6.5宇宙航行 教学设计

6.5宇宙航行 教学设计

6.5宇宙航行 教学设计 篇1

教学设计 【教材分析】

本节是教科版《必修2》万有引力定律一章的最后一节，是引导万有引力定律的综合应用，是学生利用所学知识解决实际问题的内容． 新教材增加了人造地球卫星从提出设想到成功发射的历程，并且揭示了人造地球卫星在通信、导航、收集气象数据和其他许多领域内的应用，加强了学生生活与现代社会及科技发展的联系，使学生更加关注物理学的技术应用所带来的社会问题，更加关注科学技术的现状及发展趋势可以增强学生的求知欲，发展科学探索的兴趣，学习科学探究的方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，体现了新课标的总体目标要求． 通过了解人造卫星的运行原理，认识万有引力定律对科学发展所起的作用，培养学生科学服务于人类的意识．

【学情分析】

学生已经掌握万有引力定律，牛顿第二定律和匀速圆周运动的相关知识，教学中要继续深化学生对这些定律和知识的理解，培养学生综合应用知识和理论联系实际的能力。由于本校学生运算能力不强，教学中要避免复杂的计算和太繁复的物理情景。

【教学目标】通过本节课的学习探究，你应该： 1.分析人造卫星的运动规律

2.通过小组讨论、计算，知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度，能用所学知识求解卫星基本问题

3.通过课内交流、小组讨论、教师点评，理解掌握人造卫星的线速度、角速度、周期及向心加速度与轨道半径的关系

4.了解人造卫星的相关知识及我国卫星发射的情况，激发学生的爱国热情。【教学准备】

视频、动画、网上资源、多媒体技术． 【教学重点难点】

1.教学重点：第一宇宙速度的推导 2.教学难点： 区分环绕速度与发射速度 【学法指导】

注意掌握规律，重点突破，重视基础。【教学过程设计】 第一环节：新课引入

1、知识回顾：利用微视频深入了解重力、地球表面的物体所受万有引力的关系

2、新课引入：由小组代表利用PPT带领同学们共同了解人造卫星的相关知识 本环节设计目的：

1．深入了解地球表面的重力与万有引力的关系，方便后面第一宇宙速度的推导 2．通过介绍人造卫星的用途激发学生的学习兴趣 第二环节：人造卫星规律的探究

1、第一宇宙速度的计算：

教师： 卫星能绕地球做圆周运动，运行的线速度叫做环绕速度（运行速度）那么什么力提供向心力？表达式是什么？ 学生：万有引力

教师：轨道半径增大，线速度有什么变化？

合作探究一： 地球质量约为M≈6×10kg, 地球半径约为R≈6.4×106m, 引力常量 G=6.67×10-11Nm2/kg2。估算:近地卫星的运行速度?

学生练习，并在黑板上展示，教师观察总结两种方法，并告知学生代入具体数值后的结果是7.9km/s。教师通过数据的分析，使学生体会这是一个非常大的速度。

2、半径增加环绕速度的计算：

通过例1 学生练习，教师观察。学生展示思考过程，并纠错，深刻体会两种算法，教师总结

第二环节：怎样发射人造卫星

1、利用PPT介绍牛顿关于发射人造卫星的设想。

2、得出结论： ⑴、发射人造卫星需要足够大的速度。

⑵、圆轨道卫星的圆心都在地球球心。(笔记)⑶、所有卫星都由有万有引力提供向心力。(笔记)

3、观看视频《嫦娥一号的发射》 3 教师：猜想视频中哪个时刻卫星的速度是是卫星的发射速度？ 介绍发射速度

教师：视频中我们看到卫星变轨，那么卫星是如何实现变轨的？ 同学们认真思考

相互交流谈论

展示想法 学生：卫星继续加速 继而做离心运动

进一步引导思考高轨道卫星更容易发射么？ 讨论展示想法

第三环节：第二、第三宙速度介绍。

知道第一宇宙速度是所有圆轨道卫星的最大环绕速度，也是所有圆轨道卫星的最小发射速度。(笔记)

第四环节： 总结圆轨道人造卫星运动规律

学生自己应用前面万有引力知识分析线速度，角速度，周期与轨道半径的关系。教师小结：卫星绕地运转轨道半径越大，速度越小、角速度越小、周期越大；加速度越小。(笔记)简记：高轨低速周期长（卫星环绕同一中心天体运动）

演示课件：几颗不同轨道卫星同时绕地运行动画,从而直观判断以上变化关系

练习并巩固

第五环节：本节知识小结：

1、宇宙速度：

第一宇宙速度：v＝7.9km／s 是卫星发射的最小速 度，是卫星绕地球运行的最大速度。

第二宇宙速度：v＝11.2km／s，是卫星挣脱地球束 缚的最小发射速度

第三宇宙速度: v＝16.7km／s，是挣脱太阳束缚的 最小发射速度。

2、研究天体运动的基本方法：

把天体或人造卫星的运动看作匀速圆周运 动，万有引力提供天体或人造卫星的向心力.【教师总结】：天体的质量越大，半径越小，逃逸速度也就越大，也就是说表面的物体就越不容易脱离它的束缚，有些恒星，在它最后阶段，强大的引力作用下，半径非常小，逃逸速度非常大，以光速传播的光都不能逃逸，这种天体称为黑洞。课下同学们可以阅读教科书上P76的科学漫步“黑洞”

那么宇宙的起始和终结？地外文明在哪里？这些都是留给大家待以解决的问题。

【作业布置作业】

1．阅读教科书上P76的科学漫步“黑洞”

六、教学反思 作业布置作业

杨绍兰《宇宙航行》教学设计 篇2

设计者： 杨绍兰

一、【教学内容分析】

“宇宙航行”是人教版高中《物理》教材·必修2—第六章“万有引力与航天”的第五节。主要介绍了万有引力定律的实践成就，即航天事业的发展及成果。教材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方法。因此，本节课是本章的一个重点内容，也是学生进一步学习、研究天体物理问题的基础。

人造卫星是万有引力定律在航天科技上应用的一个实例，是学生学习、了解现代科技知识的一个极好素材。通过对人造卫星原理、宇宙速度等宇宙航行知识的学习，学生不仅可以对万有引力定律有更深入的认识，对人类进行宇宙航行有一个更更全面的了解，还有助于帮助学生巩固前面所学的运动学和动力学知识，同时，也可以培养学生对航天科学的热爱，增强民族自豪感和自信心。

二、【教学对象分析】

从知识层面来看，在学习本节课之前，学生已经学过了平抛运动、匀速圆周运动等运动学和动力学知识，具备解决宇宙航行问题的知识基础。另外，通过本章前四节课的学习，学生对万有引力定律的内容及其在天文学上的应用也有了初步的认识，对天文学和宇宙航行也有一定的兴趣和，但对人造地球卫星的原理尚不清楚，对人类航天事业也需要进一步的了解。

从学生的思维规律来看，高一学生好奇心强，对未知事物有强烈的好奇心和兴趣，的思维方式，尚处在由初中的形象思维、向高中的抽象思维过渡的阶段，容易接受表象的知识，但对知识体系的条理性掌握、对易混淆知识的辨别能力还有所欠缺。所以需要教师在教学过程中的巧妙引导和指点。

三、【教学目标及重难点】

（1）教学目标

知识与技能

1.知道三个宇宙速度的数值及意义，并会推导第一宇宙速度。2.理解人造卫星的原理，了解卫星的运行规律。过程与方法

1.了解人造卫星由设想变为现实的过程，体会猜想、外推的科学方法，培养学生的科学思维。2.通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，以及对卫星运动规律的研究，培养学生分析、推导、归纳及表达能力。

3.认识卫星运动的实质，能对已有知识进行组织和归类，并学会构建知识体系，形成对知识的整体感。情感态度与价值观

1.了解人类探索太空的过程，感知人类探索宇宙的梦想及巨大成就，感受科技发展对人类进步的巨大促进作用，激发学生学习物理的热情，促使学生树立献身科学的人生观和价值观。

2.通过对我国航天事业发展史的了解，激发学生的民族自豪感，渗透爱国主义教育。（2）教学重、难点

1.重点：第一宇宙速度的推导；对人造地球卫星原理的理解，掌握研究天体运动的基本思路与方法。2.难点：对人造卫星运行规律的了解；卫星的运行速度和卫星发射速度的区别。

四、【设计理念及电教说明】

（1）设计理念

传统的教学观将知识当成定论，把学习看成是知识由外到内的输入，同时低估了学习者的认知能力、知识经验和差异性，并在教学中表现出简单化的倾向。美国教育家G.玻利亚指出，不要把你的全部秘诀一古脑地倒给学生，而要让他们先猜想一番，引导他们独立地思考，找出尽可能多的东西，然后再讲给他们听。在这种教育思想的启发下，为了能够很好地将学生的思维发展与知识建构有机结合起来，我将本节课设计如下：

以问题启发式教学和建构主义理论为指导，先用媒体创设问题情境，并通过精心设计的启发性问题，让从学生的已有的认知结构出发，启发学生的思考，引导学生对问题进行讨论交流、分析推导、归纳总结以及迁移应用，充分发挥学生的主体性，使学生始终处于积极思考、探索学习的活动中，最终完成对宇宙航行相关知识的建构，体现强调学习的建构性、关注学生的学习潜能和知识的内部生成的现代教学观。（2）电教设计说明

运用现代教育技术扩展可视性、实现对现实的形象模拟，利用图片、动画与视频等多媒体形式，给学生提供物理事实，创设物理情境；并且充分运用动画的解析功能，帮助学生转化模型、形成表象、认识重要的概念和规律，从而突出重点、突破难点。

本着力求体现引导认知性、体现逻辑性和现实模拟的真实性的原则，本电教设计精心挑选了以下多媒体素材：图片十多张（增强学生对物理学科的亲切感，诱发学习动机）；Flash课件2个（牛顿关于人造卫星的猜想；三种宇宙速度；帮助学生理解、加深学生印象）；视频3段（神七出仓、宇航员在月球的视频、“嫦娥一号”发射过程：激发学生热情和兴趣，实现对现实的形象模拟，让学生体验科学的整体感）。

五、【教学策略及教法设计】

本节课是一节知识应用与扩展的课程，学生对航天科技也很感兴趣，所以本设计在教材知识的基础上，根据学生情况，对卫星的运行规律做了适当的知识拓展，让学生形成人造卫星运动的正确图景。同时，还十分注意学习方法的培养，让学生真正理解卫星运行的动力学实质，掌握研究天体运动的基本思路和方法，避免生搬硬套公式的不良习惯。

本教学设计以问题启发式教学和建构主义思想为指导，采用以问题为中心的课堂教学模式，通过问题串的形式，围绕以下几个中心问题展开教学：

1.为什么月亮不会落到地面上? 若抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样？（人造卫星的原理）2.到底以多大的速度将物体抛出，它才成为绕地球运动的卫星?（第一宇宙速度的大小与推导）3.如果发射卫星的速度大于第一宇宙速度，结果会怎样?（第二、第三宇宙速度及意义）

4.卫星在不同高度的轨道上绕地球运行时的快慢怎样呢？卫星运行速度与发射速度是一回事吗？(卫星的运行规律）

在每个环节，先用媒体创设真实的问题情境，让学生形成感性认知，然后通过设计能对学生智慧构成挑战的启发性问题，激发学生的好奇心和求知欲，并以问题为中心，让学生在观察与体验中积极思考，自主地由浅入深，由感性到理性地进行分层探索，再通过师生的讨论、分析、概括及应用，使学生的认识最终实现由感性认识上升为理性认识的二次飞跃。

6.5宇宙航行 教学设计 篇3

导入新课

针对上节课的学习内容提出以下问题.请同学们回忆： 1.万有引力定律在天文学上有何应用？

2.如何应用万有引力定律计算天体的质量？能否计算环绕天体的质量？

对于学生的回答进行总结,并强调：应用万有引力定律求解天体问题时，万有引力充当向心力，结合圆周运动向心加速度的三种表述方式可得三种形式的方程，即

Mmv2G2m

①

rrGMm2=mω·r

② 2rMm42rG2m

2③ rT导入：这节课我们再来学习有关宇宙航行的知识.推进新课

一、宇宙速度

打开“6.5宇宙航行.ppt”课件，切换到第二屏：

先给出问题让学生思考并说出他们的方法，然后再介绍牛顿的设想：在地面上抛出的物体，由于受到地球引力的作用，所以最终都要落回到地面,但是如果在地面上抛出一个物体时的速度足够大，那么它将不再落回地面，而成为一个绕地球运转的卫星，这个物体此时就可认为是一颗人造地球卫星.课件展示《人造卫星发射原理图》，加深学生的理解：

屏幕切换到第六屏给出答案：

问题：什么叫第一宇宙速度？什么叫第二宇宙速度？什么叫第三宇宙速度？ 屏幕切换到第七屏，给出三个宇宙速度的有关概念.强调：这三个宇宙速度都是指的在地面发射时的速度.屏幕切换到第八屏，课件展示《三个宇宙速度》,如图：

选择动画中不同的速度，可以观察到不同的结果.二、梦想成真

先引导学生阅读书中有关内容，然后课件展示有关的图片和视频.先让学生自己做，然后老师总结并给出规范的解答.课堂小结

让学生认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来.请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容，比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方.布置作业

1.教材“问题与练习”中的问题.2.阅读教材“科学漫步”栏目中的短文《黑洞》和“STS”栏目中的短文《航天事业改变着人类生活》.注明：本课所用PPT课件及相关资料全部来自“志鸿优化网”（http://），文件解压后就可使用，具体链接地址为：