人造卫星宇宙速度

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<<人造卫星宇宙速度>>课堂教学实录与评析

执教:吴凤中评析:皱长彬林美福2006.6.20

教学背景:

一、教材和学情的分析

(一)对教材的分析

1、本节课是高中物理第一册第六章第五节《人造卫星宇宙速度》的内容,学生在知道了“万有引力提供向心力”这一基本力学关系的基础上来学习人造卫星、宇宙速度的相关知识,就物理知识本身的学习并不困难,但这一节课知识面广、趣味性高、教育性强,通过学习能大大激发学生学习物理的兴趣,并会消除学生对宇宙的神秘感,促使他们继续学习。

2、三维教学目标:

(1)知识目标:

①理解牛顿著作中所描绘的人造卫星的原理图,知道天体运动中的向心力是由万有引力提供的。

②了解人造卫星的有关知识,正确理解人造卫星做圆周运动时各物理量之间的关系。

③知道三个宇宙速度的含义,根据万有引力定律公式和向心力公式会推导第一宇宙速度。

(2)能力目标:

通过课件虚拟情境,动态演示,使学生直观理解卫星原理,能够猜测、分析、推理物理现象和过程。通过大量的卫星图片,激发学生学习兴趣,并给学生提供课后拓展学习的平台,使学生能够在条件允许的情况下生动、自主地学习。

(3)情感目标:

通过本节课学习以及我国航空航天事业的发展水平的简要介绍,来激发学生学习科学知识的热情,培养他们的民族自豪感.

(二)对学生情况的分析

我一向认为教师应该“以学生为中心来认识教材”,而不是“以教材为中心来认识学生”所以备课必须分析学生,根据学生的实际需要来处理教材,让课堂围绕学生转。而本节课学生的现状和困难:学生对宇宙充满神秘感和兴趣,但又缺乏太多的感性认识,希望了解更多的航天知识。

二、教材处理、教学方法和手段的选择及学法指导:

1、俗话说,“教无成法,但教要得法。”这一课常规的处理方法是教师的讲解和介绍,这样学生会因缺乏感性认识而感到枯燥。在教材处理方面,我借助于形象生动而又交互性较强的网络资源,使本节课的重点和难点的学习变得生动有趣,且易懂。学生可以借助于课件进行自主探究。为了教学目标的更好实现,我设计了虚拟环境模拟、提出问题、讨论问题、解决问题的方式,把学习主动权交给学生,使学生主动参与到课堂学习中来。鼓励学生从各个不同的角度发现问题、提出问题,培养学生的创新精神。

2、学法指导:本节课可以给学生提供以下4种机会:

(1)提供观察、思考的机会:用亲切的语言鼓励学生观察并用学生自己的语言进行归纳。

(2)提供操作、尝试、合作的机会:鼓励学生大胆利用资源,发现问题,记录问题,讨论问

题,解决问题。

(3)提供表达、交流的机会:鼓励学生敢想敢说,设置问题促使学生要想要说。

(4)提供成功的机会:赞赏学生提出的各种问题,让学生在课堂中能更多地体验成功的乐趣。课堂实录

师:(展示“神舟六号”宇宙飞船发射过程)每个人都有自己的梦想。也许你就曾梦想

着插上翅膀,飞向天空。其实,做着飞天之梦的人,从古到今,又何止万千?我国古代的万户就是其中一个,他曾经将自己用47枚火箭捆绑,尝试飞天,不幸点火后火箭爆炸,万户也因此牺牲了。然而,一次次的失败并没有阻止人类进行太空探索的活动。终于,人类第一颗人造卫星于1957年10月4日从前苏联升空,中国也于1970年发射了第一颗人造卫星。特别是2003年10月15日至16日,中国第一次实现载人航天,宇航员杨利伟乘坐“神舟五号”成功绕地14圈,2005 年“神舟六号”飞船载着航天员费俊龙、聂海胜飞天成功。这是值得我们每一个中国人骄傲与自豪的。

评:学生通过对中国航空航天技术的学习,了解中国航空航天事业的飞速发展,培养学生学习物理的兴趣,增强学生的民族自信心和自豪感。

师:同学们,地面上的物体,怎样才能成为人造地球卫星呢?

生:(片刻沉默,学生开始思考,脸上写着迷茫与疑惑,有小声的交流。)

师:(启发思考)离地面一定高度的物体以不同的速度水平抛出,射程由什么决定呢?我们请两位同学上台操作一个实验。(出示平抛运动课件,说明课件操作原理,请两位学生上台操作)。

生:(学生操作)课件动画展示在同一高度以不同初速度抛出同一物体得到的三条运动轨迹。

师:观察和比较这三条轨迹,同学们能发现什么?

生:(开始观察、思考、交流、讨论后陆续有学生发言)学生1:这三条轨迹都是曲线;学生2:初速度越大,物体落得越远。

师:同学们回答得都有道理,很好!(老师总结)物体的初速度越大,飞得越远。

评:通过学生操作平抛运动课件,培养学生合作能力。由学生被动接受教育变为主动探究,发现问题,解决问题。

师:大家想一想,当抛出物体的初速度足够大时,物体运动又会怎样?

评:将问题进一步深化。

生:(交流讨论声渐大)学生1说:速度大了,物体将做离心运动;学生2说:可能飞出太阳系;学生3说:物体还有可能围绕地球运转。

师:(用flash 课件展示牛顿当年的卫星原理图,并用动画描绘、说明、总结)如果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。

评:“一石激起千层浪”。教师提问之后,学生思维活跃。教师肯定学生大胆的猜想和假设,赞扬学生的设想与牛顿设想相符。从而培养学生猜想能力。

师:那么,牛顿设想的运动可能吗?

生:学生1说:物体还是会落回地面,因为它始终摆脱不了地球引力。学生2反对:月亮、人造卫星能绕地球飞行,不是照样没落回地面吗?学生3补充:像物体做圆周运动,引力将作为圆周运动的向心力,物体不会掉下来。

师:同学们,牛顿设想的运动是完全可能的。当抛出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。(出示标题一:人造卫星)

评:教师肯定学生能从实际出发证明物体的初速度足够大时,物体确实能不落回地面,而是绕地球运转,教师也要肯定学生能用圆周运动的特点从已知理论的角度证明这种可能性。从而引导学生掌握科学的思维方法。

师:刚才大家学习了:要有足够大的速度,才能使抛出的物体成为人造卫星。那么这个速度要多大呢?(出示标题二:宇宙速度。)

评:承上启下,导向更深层次的探究。

师:同学们现在动笔做一道题(教师展示题目):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,求卫星绕地球做匀速圆周运动的运行速度v 。

师:(启发)请同学们注意解题的思路和方法,抓住解题关键。

师:大家解题的关键是什么?

生:(学生齐回答)人造卫星围绕地球做圆周运动的向心力是由地球的万 有引力提供的。 评:教师强调学生不急于解题,先看清已知条件,理清思路,找出解题的关键,引导学生自己得出结论: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。

生:(学生板演)解:万有引力提供向心力

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