高中物理必修二教案-6.5宇宙航行21-人教版
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人造 卫星的绕行速度
人造卫星的角速度
ω=
卫星运行的周期
T=2π
课件再现推导过程，帮助全体学生达标。
课件出示人造卫星的运动规律：
在课件上出示学生思考讨论交流得出结论：
不同的人造地球卫星，其线速度大小、角速度大小、周期均与轨道半径r有关。人造卫星离地面越高，卫星环绕地球运动的线速度、角速度越小，周期T越大。
《宇宙航行——天体运动》教学设计
课名
宇宙航行
学科（版本）
人教版
章节
第六章第5节
学时
1学时
年级
高二
教学目标
1．了解人造卫星的有关知识． 2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度．
3. 卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度和半径的关系 4. 卫星的变轨问题
教学重点难点
以及措施
教学重点： 第一宇宙速度的推导．（以启发式教学为指导思想，采用以问题为中心的课堂教学模式，结合多媒体辅助教学）
通过教师讲演配合图片展示，激发学生的求知欲和民族自豪感，从而使课堂教学在一个良好的心理氛围中开始，诱发学习兴趣
多媒体素材的使用：图片展示。
教学目的
解读教学目标、重点、难点
展示解读教学目标、重点、难点
让学生清楚了解这节课的学习目标是什么，带着目的学习
多媒体展示教学目标
复习导入
复习将类比迁移的已经储备的知识：平抛运动、曲线运动的特点、万有引力定律及行星绕太阳的圆周运动
教学难点：卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度和半径的关系（措施：采用类比法，类比行星绕太阳圆周运动有万有引力提供向心力进行引导学生自主推导）
学习者分析
通过前面的学习，学生已对平抛运动、曲线运动的特点、万有引力定律及行星绕太阳的圆周运动等已有一定的了解。在此基础上，通过教师合理引导，按照类比迁移规律科学地设计探究问题，促进学生探究，获得知识。尽管学生对天体运动的知识储备不足，猜想可能缺乏科学性，表达也许也还不够到位，但只要始终参与到学习情境中，通过对人造卫星原理、宇宙速度等宇宙航行知识的学习，就都能获得发展和提高，将对人类进行宇宙航行有一个更为系统的了解。同时，也会让学生产生对航天科学的热爱，增强民族自豪感和自信心。
推导卫星运行速度公式：
根据万有引力和圆周运动规律，引导学生分析、研究，并自己独立求出卫星运行的规律、特点
（请两名学生上黑板推导。教师在学生中观察指导答疑，并就黑板上学生的推导过程引导全班同学进行评价，之后课件再现推导过程，帮助全体学生达标。） ，得
，
由 得
由
得T=2π
设疑：不同的人造地球卫星，其线速度大小、角速度大小、周期与什么因素有关？有什么样的关系？
方法②在忽略地球自转影响的情况下，近似认为万有引力等于向心力，就可以求解了，因为地球表面的重力加速度我们是知道的。
选取生活中的典型事例：抛出的石头会落地，而月亮为什么没有落来? 创设问题情境，使学生经历科学探究、分析、归纳的思维过程。
使学生经历科学探究、分析、归纳的思维过程，掌握人造卫星的发射原理并推导出第一宇宙速度公式
课件出示探究内容和已知条件
达成教学目标2：对宇宙速度了解
学生通过阅读，了解卫星的运行速度大于第一宇宙速度的三种可能。并由教师引导得出第二、第三宇宙速度。
阅读了解，独立思考。了解卫星的运行速度大于第一宇宙速度的三种可能。并由教师引导得出第二、第三宇宙速度。运用所学理论推导验证，起到培养学生的质疑品质，激发了学生的探索热情的良好效果，实现情感态度与价值观的培养目标
方法①设物体现在正像卫星一样绕地球做匀速圆周运动，那么它的速度应该是多大呢？可有 得
方法②在忽略地球自转影响的情况下，近似认为万有引力等于向心力，就可以求解了，因为地球表面的重力加速度我们是知道的。解题过程应该是 有 将g=9.8m/s2和半径为6400km代入可计算得速度为7.9km/s。
教师强调学生不急于解题，先看清已知条件，找出解题思路，引导学生自己得出：①应该用人造卫星围绕地球做圆周运动的向心力由地球的万有引力提供来求解。
1、人造地球卫星的轨道半径越大，则( )
A、速度越小，周期越小B、速度越小，加速度越小
C、加速度越小,周期越大
D、角速度越小,加速度越大
2、两颗人造地球卫星质量之比m1∶m2=1∶2,轨道半径之比R1∶R2=3∶1，下列 有关数据之比正确的是( )
A、周期之比T1∶T2=3∶1 B、线速度之比v1∶v2=3∶1
C、向心力之比F1∶F2=1∶9
D、向心加速度之比a1∶a2=1∶9
3、如图所示：近地卫星A、同步卫星B和赤道上的物体C的运动参数ν、ω、T、 a 大小比较？
课件出示实例分析
人造卫星卫星变轨及人造卫星变轨图解
展示在卫星发射变轨图解。分析变轨过程
课件动态展示在卫星发射变轨，速度不断增大的过程中，运动轨迹由围绕地球的近地圆周运动→椭圆离心运动→更高轨道的圆周运动
掌握卫星变轨条件，轨迹由围绕地球的近地圆周运动→椭圆离心运动→更高轨道的圆周运动的条件
课件动态展示在卫星发射变轨
实例分析
假
掌握宇宙速度的物理意义：①抛出速度v满足v=7.9km/s时，物体将在地表围绕地球做匀速圆周运动。
②抛出速度v满足7.9km/s<v<11.2km/s时，物体将围绕地球做椭圆轨道的运动。
③抛出速度v满足11.2km/s≤v<16.7km/s时，物体将脱离地球的引力，永远离开地球进而进入太阳引力范围，围绕太阳运动。
教学环节
教学内容
活动设计
活动目标
媒体使用及分析（交互式电子白板使用功能）
新课导入
展示多媒体图片，并向学生介绍随着自然科学理论与技术领域的发展到现在全球共有上千颗人造卫星，其中中国有近60颗，全球有5个国家成功发射月球卫星，中国名列其中，中国航天事业蓬勃发展，在全球亦属名列前茅。
由各种卫星图片及太空环境图片切入课题
课件展示牛顿设想，并用动画动态演示。提供物理事实，创设物理情境（辅助教学，图片、视频与动画结合）；转化模型，形成表象，认识重要的概念和规律（充分运用动画的解析功能，突破难点）；提供应用物理知识的典型示例（重在物理过程分析，突出重点）
突破教学重点
掌握人造卫星的发射原理；应用两种方法推导计算第一宇宙速度的大小
在导学案中自主完成复习知识
对将类比迁移的已经储备的知识进行复习，以引导学生类比学习
多媒体展示平抛对比图片
提出设想，模拟实验进行探究，引导学生进行思考与讨论
提出牛顿的设想
用Flash课件展示人造地球卫星的发射原理
通过模拟实验提出牛顿的设想：从高山上用不同的水平速度抛出物体。引导学生进行思考与讨论
体会猜想、外推的科学方法，感受科学家的思想之伟大。培养学生的科学思维：在已有事实的基础上，合理地外推、科学地假设
④抛出速度v满足16.7km/s≤v时，物体将脱离太阳引力，永远离开太阳系。
①课件展示第二、第三宇宙速度的值及含义。
②课件动态展示在第一宇宙速度及在此基础上卫星发射速度不断增大的过程中，运动轨迹由围绕地球运动的圆周→椭圆→偏心率逐渐变小的椭圆→ห้องสมุดไป่ตู้脱地球引力围绕太阳运动→飞出太阳系的变化过程。
突破难点：推导卫星运行速度公式；
人造卫星的角速度
ω=
卫星运行的周期
T=2π
课件再现推导过程，帮助全体学生达标。
课件出示人造卫星的运动规律：
在课件上出示学生思考讨论交流得出结论：
不同的人造地球卫星，其线速度大小、角速度大小、周期均与轨道半径r有关。人造卫星离地面越高，卫星环绕地球运动的线速度、角速度越小，周期T越大。
《宇宙航行——天体运动》教学设计
课名
宇宙航行
学科（版本）
人教版
章节
第六章第5节
学时
1学时
年级
高二
教学目标
1．了解人造卫星的有关知识． 2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度．
3. 卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度和半径的关系 4. 卫星的变轨问题
教学重点难点
以及措施
教学重点： 第一宇宙速度的推导．（以启发式教学为指导思想，采用以问题为中心的课堂教学模式，结合多媒体辅助教学）
通过教师讲演配合图片展示，激发学生的求知欲和民族自豪感，从而使课堂教学在一个良好的心理氛围中开始，诱发学习兴趣
多媒体素材的使用：图片展示。
教学目的
解读教学目标、重点、难点
展示解读教学目标、重点、难点
让学生清楚了解这节课的学习目标是什么，带着目的学习
多媒体展示教学目标
复习导入
复习将类比迁移的已经储备的知识：平抛运动、曲线运动的特点、万有引力定律及行星绕太阳的圆周运动
教学难点：卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度和半径的关系（措施：采用类比法，类比行星绕太阳圆周运动有万有引力提供向心力进行引导学生自主推导）
学习者分析
通过前面的学习，学生已对平抛运动、曲线运动的特点、万有引力定律及行星绕太阳的圆周运动等已有一定的了解。在此基础上，通过教师合理引导，按照类比迁移规律科学地设计探究问题，促进学生探究，获得知识。尽管学生对天体运动的知识储备不足，猜想可能缺乏科学性，表达也许也还不够到位，但只要始终参与到学习情境中，通过对人造卫星原理、宇宙速度等宇宙航行知识的学习，就都能获得发展和提高，将对人类进行宇宙航行有一个更为系统的了解。同时，也会让学生产生对航天科学的热爱，增强民族自豪感和自信心。
推导卫星运行速度公式：
根据万有引力和圆周运动规律，引导学生分析、研究，并自己独立求出卫星运行的规律、特点
（请两名学生上黑板推导。教师在学生中观察指导答疑，并就黑板上学生的推导过程引导全班同学进行评价，之后课件再现推导过程，帮助全体学生达标。） ，得
，
由 得
由
得T=2π
设疑：不同的人造地球卫星，其线速度大小、角速度大小、周期与什么因素有关？有什么样的关系？
方法②在忽略地球自转影响的情况下，近似认为万有引力等于向心力，就可以求解了，因为地球表面的重力加速度我们是知道的。
选取生活中的典型事例：抛出的石头会落地，而月亮为什么没有落来? 创设问题情境，使学生经历科学探究、分析、归纳的思维过程。
使学生经历科学探究、分析、归纳的思维过程，掌握人造卫星的发射原理并推导出第一宇宙速度公式
课件出示探究内容和已知条件
达成教学目标2：对宇宙速度了解
学生通过阅读，了解卫星的运行速度大于第一宇宙速度的三种可能。并由教师引导得出第二、第三宇宙速度。
阅读了解，独立思考。了解卫星的运行速度大于第一宇宙速度的三种可能。并由教师引导得出第二、第三宇宙速度。运用所学理论推导验证，起到培养学生的质疑品质，激发了学生的探索热情的良好效果，实现情感态度与价值观的培养目标
方法①设物体现在正像卫星一样绕地球做匀速圆周运动，那么它的速度应该是多大呢？可有 得
方法②在忽略地球自转影响的情况下，近似认为万有引力等于向心力，就可以求解了，因为地球表面的重力加速度我们是知道的。解题过程应该是 有 将g=9.8m/s2和半径为6400km代入可计算得速度为7.9km/s。
教师强调学生不急于解题，先看清已知条件，找出解题思路，引导学生自己得出：①应该用人造卫星围绕地球做圆周运动的向心力由地球的万有引力提供来求解。
1、人造地球卫星的轨道半径越大，则( )
A、速度越小，周期越小B、速度越小，加速度越小
C、加速度越小,周期越大
D、角速度越小,加速度越大
2、两颗人造地球卫星质量之比m1∶m2=1∶2,轨道半径之比R1∶R2=3∶1，下列 有关数据之比正确的是( )
A、周期之比T1∶T2=3∶1 B、线速度之比v1∶v2=3∶1
C、向心力之比F1∶F2=1∶9
D、向心加速度之比a1∶a2=1∶9
3、如图所示：近地卫星A、同步卫星B和赤道上的物体C的运动参数ν、ω、T、 a 大小比较？
课件出示实例分析
人造卫星卫星变轨及人造卫星变轨图解
展示在卫星发射变轨图解。分析变轨过程
课件动态展示在卫星发射变轨，速度不断增大的过程中，运动轨迹由围绕地球的近地圆周运动→椭圆离心运动→更高轨道的圆周运动
掌握卫星变轨条件，轨迹由围绕地球的近地圆周运动→椭圆离心运动→更高轨道的圆周运动的条件
课件动态展示在卫星发射变轨
实例分析
假
掌握宇宙速度的物理意义：①抛出速度v满足v=7.9km/s时，物体将在地表围绕地球做匀速圆周运动。
②抛出速度v满足7.9km/s<v<11.2km/s时，物体将围绕地球做椭圆轨道的运动。
③抛出速度v满足11.2km/s≤v<16.7km/s时，物体将脱离地球的引力，永远离开地球进而进入太阳引力范围，围绕太阳运动。
教学环节
教学内容
活动设计
活动目标
媒体使用及分析（交互式电子白板使用功能）
新课导入
展示多媒体图片，并向学生介绍随着自然科学理论与技术领域的发展到现在全球共有上千颗人造卫星，其中中国有近60颗，全球有5个国家成功发射月球卫星，中国名列其中，中国航天事业蓬勃发展，在全球亦属名列前茅。
由各种卫星图片及太空环境图片切入课题
课件展示牛顿设想，并用动画动态演示。提供物理事实，创设物理情境（辅助教学，图片、视频与动画结合）；转化模型，形成表象，认识重要的概念和规律（充分运用动画的解析功能，突破难点）；提供应用物理知识的典型示例（重在物理过程分析，突出重点）
突破教学重点
掌握人造卫星的发射原理；应用两种方法推导计算第一宇宙速度的大小
在导学案中自主完成复习知识
对将类比迁移的已经储备的知识进行复习，以引导学生类比学习
多媒体展示平抛对比图片
提出设想，模拟实验进行探究，引导学生进行思考与讨论
提出牛顿的设想
用Flash课件展示人造地球卫星的发射原理
通过模拟实验提出牛顿的设想：从高山上用不同的水平速度抛出物体。引导学生进行思考与讨论
体会猜想、外推的科学方法，感受科学家的思想之伟大。培养学生的科学思维：在已有事实的基础上，合理地外推、科学地假设
④抛出速度v满足16.7km/s≤v时，物体将脱离太阳引力，永远离开太阳系。
①课件展示第二、第三宇宙速度的值及含义。
②课件动态展示在第一宇宙速度及在此基础上卫星发射速度不断增大的过程中，运动轨迹由围绕地球运动的圆周→椭圆→偏心率逐渐变小的椭圆→ห้องสมุดไป่ตู้脱地球引力围绕太阳运动→飞出太阳系的变化过程。
突破难点：推导卫星运行速度公式；