《宇宙航行》教学设计 课堂实录及分析

《宇宙航行》课堂教学实录及评析

教学过程：

一、复习提问，承上启下

1．环绕天体做匀速圆周运动所需要的向心力来源是什么？

（学生快速的回答出来：是中心天体提供的向心力）

2．我们就此情况可以写出哪些可能的表达式？

（学生写出： ） 二、创设情境，激发兴趣

1.如果环绕天体是从中心天体地球上“抛出”的，它就是人造地球卫星，简称人造卫星，所以人造卫星做圆周运动的向心力来源于地球对它的万有引力。这节课我们就来研究这个问题——出示课题：《宇宙航行》。

2．PPT 投影嫦娥奔月、万户飞天、神舟五号的图片及文字介绍，同时用多媒体演示“神舟九号宇宙飞船发射精彩集锦”的视频剪辑。

3.教师导入：自古以来飞天一直是全人类的梦想，人类也为此做出了不懈的追求和巨大的牺牲。嫦娥奔月的神话，曾经是我们祖先的梦想；我国古代的万户，曾经将自己用47枚火箭捆绑，尝试飞天，不幸点火后火箭爆炸，万户为此牺牲了。现在航天英雄杨利伟已经圆了这个中国人盼望已久的飞天之梦。今天，伴随着一道壮美的弧线划过蓝色的天际，神舟九号与天宫一号成功牵手，使中国

人入住“天宫”的梦想变为现实！面对这些激动人心的画面，你没有感慨么？ ma r T

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三、观察思考，合作探究：

1.适时设疑：在感慨祖国航天事业的迅猛发展的同时，你是否思考过这样的问题：

投影问题一：怎样才能使抛出的石头不落回地面呢？

（学生活动要求：让学生开始思考及交流，虽然反应可能不一，见仁见智，但学生们的思想活跃起来很重要，此时思想和心理都自然而然的受到了深刻启发，所以对学生的回答应该给予肯定和鼓励，并且告诉他们，牛顿就是这么想的，是学生由于与伟人的思维相互吻合而兴奋不已，进而引出新课教学。）

2. 课件展示牛顿设想，并用动画动态演示：

忽略空气阻力的影响，当抛出物体的初速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球运转。

3.教师追问：牛顿的设想可能吗？（引导学生进一步思维）

4.师生小结：牛顿设想的运动是完全可能的。当物体的初速度足够大时，物体将围绕地球做匀速圆周运动，成为一颗人造地球卫星，简称人造卫星。

板书标题一：人造卫星──人造卫星所需的向心力由地球的万有引力提供。

四、精心研究，合理推导：

1.结合前面学过的内容和刚才的思考结果，到底把物体以多大的速度抛出，它才可能成为绕地球运行的人造地球卫星呢？

2.课件出示问题探究一的内容和已知条件：已知地球和人造卫星质量分别为M 和m，卫星到地心的距离为r,求卫星绕地球做圆周运动的速度v ，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，并分组讨论求出这个速度。

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。

师生共同合作，借助课件，代入数据，得出第一宇宙速度v 1=7.9km/s 。并

简要说明其意义：v 1=7.9km/s 是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所

必须具有的速度，叫第一宇宙速度。

（①、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：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。

②、学生活动要求：ⅰⅰ

第一、学生怀着强烈的好奇心去验证自己的猜想，带着迫切的求知欲去寻找答案，效果很好。

第二、让学生自己探究，结合公式，找到以往旧知识的共性，学生通过独立分析、思考，互相讨论，得出特点或结论。通过这种主动探究式的学习方法，独立动手操作，动脑思维，既激发了学生的学习兴趣，又达到了学习掌握知识的目的。

第三、看到自己组的成绩，学生既兴奋又骄傲！ 第四、这样的活动，使学生更加深刻认识到学习力学知识的重要性，能从实r GM v = ⇒ r mv r GMm 2 2 =

践中认识到学习物理是有用的、有益的、也是有趣的。）

3.出示标题二：宇宙速度（导向第二个研究内容。）

4. （1）课件展示第一、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→挣脱地球引力围绕太阳运动→飞出太阳系的变化过程。

5.(1)课件投影各种人造卫星的图片，引出问题探究二：人造卫星的轨道；

（2）由学生思考后阐述自己的观点，教师协助总结归纳。

（学生活动要求：鼓励学生面对全班同学，分析自己对题目的理解和看法，以提高和培养学生的表达能力和逻辑思维能力。）

6.（1）课件展示公式归纳：公式拓展(学生自我推导，课件再现推导过程)

v=ωr ⇒ ω=r v ⇒ 角速度 ω=3r GM ω=T π

2 ⇒ T=ωπ2 ⇒ 卫星运行周期 T=2πGM r 3

(2)多媒体投影设疑：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？

(3)学生思考讨论交流得出结论，并在课件上出示：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。

（学生活动要求：ⅰⅰ

第一、教师强调解题速度，强化竞争意识。

第二、通过这种主动探究式的学习方法，独立动手操作，动脑思维，既激发了学生的学习兴趣，又达到了学习掌握知识的目的。

第三、尽量使每个学生都参与进来，形成师生互动，鼓励学生站在讲台前，面对全班同学，分析自己对题目的理解和看法，以提高和培养学生的表达能力和逻辑思维能力。多年的教育实践证明，教学活动决不是单向封闭的，对学生的心理健康教育应该融入在教学活动中。）

7.（1）课件展示人造卫星的发射速度与运行速度的区别，并提出问题探究三：第一宇宙速度到底是最大速度还是最小速度。

（2）学生思考讨论后的出结论：第一宇宙速度是发射的最小速度，是运行的最大速度。

（学生活动要求：提高学生的合作意识的同时，增强对知识的理解程度，培养学生在学习知识的过程中要“知其然，更知其所以然”的求真的学习态度。要正面地评价学生，帮助学生树立自信心，特别是对有自卑心理倾向的学生更应该这样做。）

四、联系实际，促进迁移：

1. 世界航天史和中国航天史（课件动态展示）

2.播放过程中可要求学生注意我国在航空、航天领域所取得的一些巨大成绩，同时，板书一些重大事件的实现时间，在潜移默化中渗透:实事求是地看到目前我国与传统航天大国美国、俄罗斯之间仍存在较大的差距，从而进一步激发学生学习科学，热爱科学的激情。

3. 最后，视频追忆对航天事业做出巨大贡献的英雄们，在听觉和视觉的双重冲