人教版高中物理必修2第7章第4节宇宙航行 课件＋教案

人教版高中物理必修2教学设计 课题 宇宙航行 单元 7 学科 物理 年级 高一 教材 分析 本节课所采用的教材是人教版高中物理必修2第七章第4节的内容,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。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。另外，学生通过对人造卫星、宇宙速度的了解，也将潜移默化地产生对航天科学的热爱 ，增强民族自信心和自豪感。[来源 教学目标与核心素养 一、教学目标 1.通过阅读课本资料了解牛顿对人造卫星的猜想、外推的思路和思想，能写出第一宇宙速度的推导过程。 2.通过第一宇宙速度的推导总结，能说出人造地球卫星的原理及运行规律。 3.通过阅读教材第二部分，能够介绍世界和我国航天事业的发展历史，感知人类探索宇宙的梦想，激发爱国热情，增强民族自信心和自豪感 二、核心素养 物理观念：能从物理学的视角正确描述和解释人造地球卫星的运行规律，具备清晰的物理观念。 科学思维：能在熟悉的情境中运用物理模型，能对卫星发射原理进行分析和推理。 科学探究：能在对卫星发射原理的基础上做出假设，并制定合理的探究路线，从而分析数据发现规律。 科学态度与责任：卫星的发射原理是人类在万有引力定律基础上科学家们持续不断创造性发展的成果，是人类对宇宙奥秘探索的历程，增强民族自信心自豪感。 重点 第一宇宙速度的推导。 难点 第一宇宙速度的推导；环绕速度与发射速度的区分 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 出示视频：神六的发射过程 教师讲解：我国在70年代发射第一颗卫星以来，相继发射了多颗不同种类的卫星。掌握 了卫星回收技术和“一箭多星”技术，99年发射了“神舟”号试验飞船。这节课，我们要学习有关人造地球卫星的知识。 学生观看视频了解卫星的发射 为引出本节课题做铺垫 讲授新课 一、牛顿的设想 出示图片：牛顿 在1687 年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。 出示动画：抛出速度足够大时，物体就不会落回地面 二、宇宙速度 思考讨论：地球上的物体，发射的速度至少有多大才能离开地球进行宇宙航行呢？ 物体在地球附近绕地球运动时，太阳的作用可以忽略。 只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。用万有引力定律就可求解。 例1：当卫星在地面附近绕地球运行时，轨道半径为r，地球的质量为m地 ，物体的质量为 m。 （1）请推导卫星绕地球运行时v的表达式。 （2）已知Ｇ=6.67×10-11N m2/kg2 , 地球质量M=5.89×1024kg, 地球半径R=6400km＝6.4×106m，求卫星绕地球运行时速度v的大小是多少？ 解：万有引力提供物体作圆周运动的向心力。 由此解出： 近地卫星在 100?200 km的高度飞行，远小于地球半径（6400km），可以近似用地球半径 R 代替卫星到地心的距离 r。 =7.9km/s 1、第一宇宙速度 （1）定义：物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。 v=7.9km/s （2）人造卫星的发射速度与环绕速度 ①发射速度: 指被发射物体离开地面时的速度。 ②环绕速度： 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度。 （3）对第一宇宙速度的理解 ①第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，发射速度低于它，卫星将落回地面而不能绕地球运转。 ②第一宇宙 ... ...