3. 万有引力定律的应用课堂实录【3】

《万有引力定律的应用》教学设计

一、教学内容

本节课的内容是教科版必修2《万有引力定律定律及其应用》《万有引力的应用》。主要内容是利用万有引力定律可以指导发射人造卫星和计算宇宙速度、人造卫星的运行规律、卫星轨道变化及同步卫星的理解应用。

二、学生分析

学生已经学习了万有引力的定律，并能初步利用万有引力定律的公式求引力或一些比例运算，但学生的推理和运算能力较差，加上本章书的公式运用较为灵活，故学生对此有一定的畏难心理。

三、设计思想

针对本节课和学生的特点，本节课采用的模式可以用下图表示：

教师提出

学生独立或小组讨

学生质疑

师生归纳

探究问题

论设定的探究内容

教师答疑

得出共识

教师通过主题资源提供

师生课堂交互活动

详尽的探究指导和软件

强化

训练

教师通过主

题资源提供

交互性强的的习题以及

答案或提示

四、教学目标

1、

知识与技能

（1）会计算人造卫星的环绕速度；

（2）知道第二宇宙速度和第三宇宙速度；

（3）了解并灵活应用人造卫星运行规律；

（4）卫星轨道变化及同步卫星理解应用；

2、

过程和方法

（1）由牛顿曾设想的人造卫星原理图，结合万有引力定律和匀速圆周运动的知识，引出第二宇宙速度和第三宇宙速度。

（2）通过自主思考和讨论与交流，认识人造卫星的运动规律

（3）通过引导学生经历科学探究的过程，体会科学探究需要极大的毅力和勇气。 3、

情感态度与价值观

（1）认识发现万有引力定律的重要意义；

（2）体现科学定律对人类探索未知世界的作用。

五、教学的重点和难点

重点：1.理解并计算第一宇宙宇宙速度；

2.理解卫星运行各轨道物理量的大小

3.卫星轨道变化的时机和各轨道物理量

难点：各轨道物理量的大小和变化

六、教学过程

【导入】：

1、

(1)

(2)

2、

复习：

提问：行星运动的开普勒三定律；万有引力定律。

学生回答：(略)。

新课引入：

提问：为什么宇宙飞船能登上月球？为什么飞船能像月亮那样围绕地球旋转？飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚？在进一步的探索中，人类会对更遥远的星球有些什么了解？请同学们带着这些问题进行这一节课的学习。

【新课教学】

一．人造卫星上天

1、

如何使人造卫星上天：

(1)

提出探究课题：站在高山顶端，水平抛出一块石头，石头的水平射程跟什么有关？若不断增大水平抛射石头的投掷速度，当速度达到足够大时，石头是否不再落回地面而绕地球旋转？

(2)

(3)

学生探究，发表见解。

教师引导学生利用牛顿的抛体运动图总结卫星上天的道理：只要抛出的速度足够大，被抛出的物体就会像月球那样不再掉下来，这实际上就是人造地球卫星或宇宙飞船上天的原理。

(4)

(5)

教师提问：如何使人造卫星和飞船获得这样大的初始速度？

学生阅读课本，了解齐多级火箭构想。[来]

2、

第一宇宙速度(环绕速度)：

(1)

利用多媒体向学生解说什么叫做近地卫星：如果卫星绕地球运行的轨道可视为圆形，并且卫星距地面的高度远小于地球半径，则卫星轨道半径可近似为地球半径。

(2)

(3)

(4)

提问：

如何使近地卫星在圆周轨道上运动而不偏离轨道呢？

学生探究，发表见解。

利用多媒体引导学生回顾前一章学过的“近心运动”、“圆周运动”和“离心运动”，从而得出近地卫星不脱离轨道的原因：

mg=F引=F向，

Gmmv2mgm2r。

r即(5)

(6)

GmGmmv2vm2r

r导出第一宇宙速度的计算式引导学生利用rv2mgmr导出第一宇宙速度的计算式vgr[来]

引导学生利用

(7)

学生自己代数据计算出第一宇宙速度的值为7.9km/h。

3、

第二、三宇宙速度：

(1)

做课本的“模拟卫星运动”的实验,感受“圆周运动”和“离心运动”

(2)

简介第二宇宙速度(脱离速度)和第三宇宙速度(逃逸速度)。

(3)

时间允许的话，可让学生阅读P98的“讨论与交流”。

课堂小结

本节课的主要内容为：

一、人造卫星上天

第一宇宙速度的计算：第二宇宙速度、第三宇宙速度. 二、卫星各运行轨道的物理量大小比较

三、人造卫星轨道变化问题

四、同步卫星与近地卫星的比较

五、卫星的应用

布置作业

1.阅读本节内容；

2.课本P101作业3、4 板书设计