4. 人造卫星 宇宙速度多媒体教学设计及其点评

教

学设计

内容：《人造卫星宇宙速度》

单位：肇源县第三中

学科：物理

姓名：李晓丽

一、教材分析（地位和作用）

（1）地位：人造卫星是高一新教材第六章万有引力定律中的第五节课的内容，本节属于航天部分的重要知识，介绍万有引力的实践性成就，要求学生知道是万有引力理论使人类实现“飞天”梦想；重点理解“宇宙速度”，本节知识内容的核心是牛顿运动定律与万有引力定律在圆周运动条件下的综合应用。

（2）作用：

本节课是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。激发学生献身科学精神。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。而且本节课与社会生活有着密切的联系，如气象卫星与天气预报，卫星定位系统与自动导航汽车等，更值得大家瞩目的是：我国在

继成功发射了“神舟八号”

、“神舟九号”宇宙飞船，圆了国人盼望已久的飞天之梦，为以后进一步的科学研究奠定了坚实的基础，因此本节课具有广泛的现实意义和科研价值。

二、学生分析

通过对前面的学习，加上媒体对神州八号宇宙飞船和神州八号宇宙飞船的相关报道，学生对本节课内容不是很陌生，不会像以前的学生感觉很抽象，有一定的接受能力。但从学生年龄特征来看，学生容易接收表象、浅显的知识，不易接收推理性强、易混淆的知识。且圆周运动的规律很多，学生记忆的还不是很熟练，对本节课的理解存在一定的难度。

三、教学目标

（1）知识与技能

①了解人造卫星的最初构想；

②会解决涉及人造卫星运动的简单问题；

③知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度；

（2）过程与方法

①

通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，提高学生用学过知识分析和解决新问题的能力；

②培养学生的适应能力、应变能力与解决实际问题的能力。

（3）情感态度与价值观

①树立理论联系实际的思想观念，理解科学技术与社会的互动关系，培养科学的民主意识；②通过学习我国卫星技术的发展情况，增强学生的爱国主义思想和民族自豪感； ③培养团结协作的精神。

四、教学重、难点

教学重点：（1）第一宇宙速度的推导. 依据本节课的核心内容：牛顿运动定律与万有引力定律在圆周运动条件下的综合应用。确定本节课的第一个重点放在第一宇宙速度的两种推导方法上。

（2）运行速度和周期与轨道半径之间的关系。纵观近年来的高考题对本章内容的考察内容，可以看出基本思路大多数是利用万有引力等于向心力这个结论，比如12年天津理综第三题就是这方面的题

教学难点：人造卫星的运行速率与发射速率的区别；虽然学生通过媒体对本节的内容有了浅显的认识，且对人造卫星运行过程类比行星运动规律学生对卫星的运行速度很容易理解，但高一学生思维不够敏捷，很难做到大跨度的思维跳跃对人造卫星的发射速度和运行速度通常不加以区分。成了学生学习中的拦路虎，成为本节课的难点问题。针对该难点问题，在教学过程中主要采用

通过几组幻灯片对比的设计来突破这个难点。

5、教和学的方法

根据新课程标准要求，本课教学本人将采用多种教学方法进行，如讲述法、提问法、设问法、多媒体交互演示法、引导讨论法、小组讨论法等，力求从视觉和听觉两个方面带动学生上课的积极性和主动性;并通过启发式教学,引导学

生积极参与,主动探索, 从学法指导来看，现代教育对受教育者的要求不仅是学到了什么，更主要的是学会怎样学习。在本节课，应该教育学生如何根据教学要求发现问题和自主探索、解决问题的方法。

课时安排为一节课。

五、教学过程设计

（一）新课引入

新课引入，创设情境旨在创设学习情境，激发学生学习兴趣，此过程充分发挥了现代信息技术与课程整合的优势，运用计算机的视频播放功能向学生展示 古今中外，人们对神秘的太空都有很多的向往，中国古代的“嫦娥奔月”，敦煌壁画的“飞天”法国科幻小说家儒勒·凡尔纳的《从地球到月球》都是美丽的传说；从成功地发射了第

一颗人造地球卫星，到神舟九号载人飞船的成果发射人类进入了航天时代。我们也要与时俱进来学习人造地球卫星方面的基本知识。

（二）新课教学

复习性提问，构建知识平台此过程可采用学生板书的形式，检查他们对圆周运动、万有引力定律等知识的掌握情况，巩固复习为新课学习做好准备。

提出问题：根据前面学习的知识，同学们请思考：

人造地球卫星和“神州九号”载人飞船绕地球做什么运动？

做匀速圆周运动需要什么力？

卫星在绕地球运动时受哪些力的作用？

<一>人造卫星

1、人造卫星的发射原理

首先：教师运用课件动画展示平抛运动，引导学生观察现象，总结结论，师生小结，得出正确结论，并在课件上出示。

然后：教师鼓励学生对得到的结论进行发散思维，学生可能很难由一个平面跳跃到地球这个大曲面，教师给予适当的引导，并适时设疑：若将从地球这个大曲面上抛出一物体当速度逐渐增大时会有什么现象发生呢？让学生思考猜测，分组讨论，教师巡回指导，并派代表发表见解。教师评价总结，课件展示牛顿设想，并用动画动态演示人造卫星发射原理。

与此同时：请学生考虑，人造卫星发射成功，绕地球做圆周运动的向心力由哪些力提供？学生讨论，教师给予解释引导，最后课件出示答案，请同学写出相关公式，课件出示正确公式，同桌之间互相纠正。

2、人造卫星运行速度（环绕速度）

课件出示探究内容和已知条件：

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环绕速度v 。

给学生适当的时间解决该问题，大多数同学在第一小节知识基础上已经能够解决该问题，但为使全体同学都达标教师还应对本题进行讲解。分四步：读题、分析、解题、小结。读题是为了让学生弄清题意；分析可采用互动式请学生回答解题依据，相关公式；解题借助课件显示解题过程，计算速度公式，加深学生理解；小结教师对题目做总结，强调解题方法，步骤。

观看课件，看宇宙速度的相关内容，思考下列问题：

如果卫星是在地球表面，它的运行速度是多少？

这个这个速度的物理意义是什么?

<二>宇宙速度

（1）第一宇宙速度求解：

根据得到的环绕速度的表达式，讨论地球卫星的运行速率和轨道半径有什么关系? 根据第一宇宙速度含义和已学知识学生自己求解数值，课件演示解题方法和步骤。

教师的任务是说明其意义：最小的发射速度，最大的环绕速度，并加以解释。

深化拓展：思考讨论人造卫星的发射速率与环绕速率是一回事吗?二者有什么区别?

课件对比演示让学生进一步理解人造卫星的运行速度与轨道半径的关系，关于不同轨道卫星的发射难度，发射速度与运行速度的区别，，加深对卫星知识的理解和把握！

（2）第二、三宇宙速度

安排学生带着下面的问题讨论，并分组探究下面问题的答案。

在地面附近发射飞行器，如果它的速度大于7.9km/s会怎么样呢？

什么是第二宇宙速度?数值是多少?有什么物理意义? 什么是第三宇宙速度?数值是多少?物理意义是什么? 观看课件，对其加深直观印象，激发学生学习兴趣

最后教师运用课件动态展示人造卫星处于第一、第二、第三宇宙速度下的运行情况及运行轨道，变抽象概念为实际模型，加深学生的理解。

到此新课教学便结束了，给学生几分钟的时间复习学过的知识。

<三>梦想成真与展望未来：激发学生学习兴趣和爱国热情

布置作业：根据学生自学、讨论及成果展示情况，引导学生总结知识结构体系，完成课后作业。

六、小结：

七、板书设计：

宇宙航行

v2

一、人造卫星

法2：mgmR

二、宇宙速度

vgR7.9km/s1.第一宇宙速度：

（3）数值：v17.9km/s

（1）定义：

（2）求法：

2.第二宇宙速度：2

Mmvv211.2km/s

G2m法1：r

r

3.第三宇宙速度：GM

v7.9km/sv316.7km/s

r

三、梦想成真展望未来

以上是本节的教学设计，有以下特点：

本节课始终以学生为主体精心设计教学活动, 利用

视频,动画等网络资源,创设教学情境,调动学生情感, 在教学过程中,教师引导鼓励学生大胆猜测,探索研究,体验与科学家牛顿原始研究人造卫星发射原理相似的“再发现”过程,引起情感共鸣,积极主动学习。学生在协作,会话交流过程中逐个解决需要学习的问题, 在轻松愉快的氛围下结束课程。