3. 万有引力定律的应用教学设计案例

版本：教科版物理必修2

专题：卫星变轨问题

高中物理教研组 潘陈玉洁 一、学情分析

学生已学习过“万有引力定律”这一章节的基本内容，对离心现象、近心现象以及成因也有初步认识。结合已有知识，学生能够在老师的引导下对卫星变轨相关问题进行讨论。

高一的学生求知欲望强烈、探索兴趣浓厚，且敢于表达自己的观点。

二、教学目标

1、了解卫星发射过程、卫星运行轨道变化等相关科学知识。

2、掌握卫星变轨原理。

3、会比较变轨问题中的速度、加速度、周期的大小。

4、树立学生科技强国的意识，激发学生民族自豪感。

三、教学流程

问题引导

教师活动

学生活动

设计意图

激发学生兴趣，引出本节课主题。丰富学生科学知识。激发学生民族自豪感。

1、卫星是如何师：首先，我们先来观看一段“嫦娥观看视频，了解发射的呢？

二号”卫星发射的视频。

卫星发射过程。

通过视频我们了解了“嫦娥二

号”发射的全过程。我们可以看到卫星被送到太空后，其运行轨道也发生了变化，那么本节课我们就来一起探究发射过程中所涉及到的卫星变轨的相关问题。

2、为什么我们在发射同步卫星时，通常先将其顺着地球自转方向发射到近地轨道，经过多次变轨后再到达预定轨道。而不是直接将其发射到预定轨道。

师：首先，我们来看这样一个实认真思考，积极对比两种方案，例。同步卫星轨道半径约为地球半径明确卫星变轨交流讨论。

6.6倍，现需要将同步卫星发射到预的意义。

定轨道。

展示同步卫星发射过程中的运行轨道示意图，播放动画软件并进行讲解。

师：接下来，我们来分析，同步卫星实现轨道变化的原理。（逐步设问，引导学生分析）

归纳：卫星在A点，由于加速或减速，离开圆轨道，做离心运动或近心运动，都属于卫星变轨。

观察卫星的运行轨道。

初步认识卫星的运行轨道。

3、卫星能够在近地轨道做稳定的匀速圆周运动的条件是什么?若增大速度呢？万有引力和向心力大小如何变化？若减小速度呢？

结合原有知识，突出重点。让学对相关问题进生温故知新，同行讨论分析。

时培养其逻辑分析能力。

请结合同步卫星运行轨道示意图讨论交流

4、卫星如何实师：讨论其如何实现轨现轨道变化？

和卫星变轨原理，道变化。（引导学生对此问题进行阐

述。）

引导学生分析讨论：

1、卫星变轨问题中四个速度的大小比较。

2、比较卫星在Ⅰ轨道通过P点时的a1和Ⅱ轨道通过P点的a2的大小关系。（讨论：是否可以直接利用向心加速度表达式直接进行比较，强调万有引力表达式中的r与向心加速度表达式中的r含义不同。）

3、卫星变轨问题中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上的周期比较。

5、嫦娥奔月：展示奔月轨道，引导学生讨论交流认真观察图片，月地直线距离“嫦娥卫星”是如何通过多次变轨到结合卫星变轨38万千米，如原理进行思考何将一颗卫星达月球的。

从地球发射到 和阐述。

准确掌握卫星变轨过程。培养学生分析归纳能力。

积极讨论交流，突破难点内容。利用已有的知巩固天体运动识解决相关问相关知识和规题。

律。培养学生问题解决意识和能力。

通过实例展示，引起学生观察和思考。激发学生的探索兴趣。

月球？

培养学生民族自豪感并树立科学强国的意识。

指导学生完成“练习反馈”相关内容。

认真完成“练习强化巩固所学反馈”。

知识。

四、教学反思

本节教学内容难度较大，学生理解掌握起来比较吃力。在备课时，着重理清本堂课的主线，尽力做到层次清晰明确、思维层层递进。在公开课之前，进行了三次磨课。经过前两次磨课，对本节课的教学内容进行了删减，使本节课的教学重难点更加突出和明确。同时，也基本了解了学生最容易迷惑和犯错的地方，磨课后，在备课组中又对相关知识点的讲解方式进行了反复探讨，并查阅了很多资料。第三次磨课，主要是提升熟练程度。

本节课以问题的形式展开，引导学生讨论交流，使学生在整个过程中活跃起来，自主获取知识，碰撞出思维的火花。本节课与科学科技联系紧密，课堂中也选取了一些视频资料和相关科学材料作为教学素材引导学生讨论，将理论和实际紧密联系起来。