课外读物课堂实录【1】

《看航天，学物理》教学设计

主讲：蔡世鹏

万有引力定律与航天是高考必考内容，本节课主要通过我国神州十一号载人飞船的发射，作为知识的载体，引导学生运用所学的知识来解决实际问题，通过飞船的发射，与天宫二号对接，以及成功返回的三个过程，要求学生能将万有引力与航天的研究方法，灵活的迁移到具体情境中，有助于培养学生的发散思维、逻辑思维和分析推理的能力。另外，学生通过对人造卫星、航天知识的了解，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。

【学情分析】

宇宙航行与航天其实是曲线运动，圆周运动，万有引力定律的具体应用，要求学生具有较高的知识应用能力和知识迁移能力，尽管学生对天体运动的感性认知十分欠缺，猜想可能缺乏科学性，表达也许欠妥。但只要始终参与到学习情境中，五官体验激活思维，大胆猜想，敢于表达，就都能获得发展和提高。

【教学目标】

（一）知识与技能

1．通过观察思考、合作探究使学生知道人造地球卫星的发射原理；

2．通过观看视频、合理诱导与精心研究使学生掌握人造地球卫星的线速度、周期的计算方法，学会推导各物理量与轨道高度的关系，卫星变轨的原理；

3．通过公式分析、练习反馈使学生掌握用万有引力定律和圆周运动知识求解有关卫星运动的基本问题的方法。

（二）过程与方法

1．通过对人造卫星的发射原理和线速度，角速度，周期的计算分析过程，使学生经历科学探究、分析、归纳的思维过程；

2．教育学生在处理实际问题时，如何忽略次要因素，抓住主要因素，抽象出物理模型。从而对学生进行物理研究方法的培养。

（三）情感态度与价值观

1．在主动学习合作探究过程中，体验和谐、流畅、民主、愉悦的学习情境，在满怀热望的探究中不断获得美的感受和成功的喜悦。

2．介绍我国航天事业的发展现状，激发学生的求知欲和热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感，培养爱国热情。

【教学重难点】

重点：1．人造卫星变轨原理，运动与力的关系；

2．卫星做圆周运动时，各运动量与轨道半径r的关系。

难点：太空失重的原因的理解，在太空称物体质量的方法

【教学准备】

多媒体课件、投影仪、计算机

【教学方法】

启发探究式教学、多媒体辅助教学。

【设计思想】

1．教学主线设计

本节课是开放式的探究课，学生已学过平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等基本理论，具备了解决问题的基本工具。所以在设计中突出发挥学生的主体作用。课堂中通

过设疑→思考→启发→引导这样一条主线，激发鼓励学生的大胆思考、积极参与，让学生通过自己的分析研究来掌握获取相关的知识和方法。

2．教学媒体设计

通过多媒体课件，展现具体情境，提高学生兴趣，激发求知欲望；增强感性认识，将抽象变得具体，帮助学生认识科学的本质及内涵。并利用课件板书相关内容，增大课堂容量。

【教学过程】

介绍神州十一号飞船的发射过程，经历的三个关键阶段，发射，对接和返回，通过神州十一号飞船的发射视频引入新课。

探究一（运行阶段）：人造卫星运行速度和周期的计算

例：飞船发射升空后首先进入离地面高度约为100公里的近地轨道（地球半径约为

6400公里，在该轨道上飞船离地面的高度可忽略）g=9.8m/s2

问：（1）飞船在该轨道上运行的速度有多大？

（2）飞船绕地球一圈需多长时间？在飞船上的宇航员一天（24h）能看到几次日出？

设计意图：万有引力定律在天体运动中的应用，分析数据，回答实际问题

理解飞船上的奇怪现象（一天出现多次日出）的本质，

探究二（运行阶段）：人造卫星的各物理量与轨道半径的关系

“越高越慢”（1）离地面越高，线速度越小

（2）离地面越高，周期越大

（3）离地面越高，角速度越小

（4）离地面越高，向心加速度越小

探究三（对接阶段）：卫星变轨原理的理解

问题：神州十一号飞船在近地轨道飞行两天后，与天空二号空间实验室成功实现对接，那么他们怎样实现在太空成功牵手的呢？

加速，做离心运动，变到更高的轨道；减速，做向心运动，变到低轨道

探究四：太空失重现象的理解

探究问题：

太空中怎样测物体的质量？

设计意图：让学生提出自己的想法，大家一起讨论方案是否可行，在讨论过程中体验物理知识

探究五（返回阶段）：返回过程中，运动与力的关系

例：返回舱总共重3吨，返回舱在距离地面110m时打开降落伞的主伞，此时返回舱的速度为80m/s，当返回舱下降到离地面10m时速度减为20m/s，此过程返回舱做匀减速运动，主伞打开后为圆形，面积为900π

m2，共有96根伞绳，每根伞绳长50m，降落过程中返回舱受空气阻力为4800N，重力加速度为g=10N/kg （1）在这个过程中，航天员所受支持力为自身重力多少倍？

（2）要求每根伞绳所能承受的拉力至少为多大？