3. 万有引力定律的应用优质课教案内容

《万有引力定律的应用》教学设计

授课人：四川省广安代市中学校

黄青平

授课时间：2019-4-25 授课类型：新

课

授课地点：高一（5）班教室

一、

教学目标

1、

物理知识：

（1）

了解人造卫星的有关知识

（2）

知道三个宇宙速度的含义，并会推导和计算第一宇宙速度

（3）

了解万有引力定律在天文学上的重要作用

2、

科学态度和方法

能够运用万有引力定律解决人造卫星绕地球运动问题，培养学生理论联系实际的能力

3、

科学责任

（1）

利用万有引力定律可以发现未知天体，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践，增强学生学习物理的兴趣

（2）

通过介绍我国在卫星发射及神州五号载人宇宙飞船方面的情况，激发学生的爱国热情

二、

重点难点

重点：

（1）

第一宇宙速度的推导

（2）

运行速率、周期、角速度与轨道半径的关系

难点：

（1）

运行速率与轨道半径的关系

（2）

发射速度与运行速度的区别

三、

教学准备

课件，细绳，小球

四、

教学过程

教学内容

一、

新课引入：

播放人造卫星模拟视频

二、

教学过程

[思考与讨论] （1）、从空中由静止释放的物体，会因为地球的吸引而落回地面。

（2）、同样是受地球吸引的月球，为何它却没有落回地面上呢？

课件展示月球与物体的数据比较

学生活动

学生观看、提出问题

分析比较数据得出结论

教学设计意图

创设情境，激发学生兴趣，引入课题

具体给出月球和物体的数据，让学生从中找出不同点得出结论，培养学生的观察能力

项目

初速度

受力

运动类型

物体

V=0m/s 万有引力

自由落体

月球

V=1km/s 万有引力

圆周运动

学生经交流讨论得出结论：

物体能成为卫星必须具备足够大的速度

[历史探索] 展示牛顿的人造卫星原理图

牛顿人造卫星原理图

[提出问题] （1）、如何让卫星或飞船获得足够大的初速度呢？火箭。

课件展示我国长征系列火箭图片和神州六号的模拟发射过程

（2）、必须给物体多大的速度，它才不会落回地面呢?

<一>、人造地球卫星与宇宙速度

[思考与讨论] （1）卫星做匀速圆周运动向心力的来源？万有引力提供向心力

（2）设地球质量为M，卫星质量为m，卫星到地心距离为r，试导出环绕地球做匀速圆周运动的线速度的表达式

2MmvGM

G

mvr2r

r

（3）若地球质量M＝5.98×1024kg ，G＝6.67×10-11m3/kg·s2，地球半径为R＝6.38×106m。求卫星在近地轨道的运行速度？

m

GM6.6710115.981024vm/sr

R＝66.3710R

M

7.9km/s

近地轨道：r＝R

GM，你能看出卫星速度和什么（4）由卫星的速度公式

vR有关吗？

V只和轨道半径r有关，v∝r

课件展示在不同轨道上卫星运动的快慢

学生观看和了解火箭的结构与发射过程

学生思考与讨论，回答相应问题

学生观看并与结论对比，获得感性认识

通过历史的探索让学生进一步认识卫星上天的原理，并感悟科学发展的漫长过程

通过介绍我国在航天领域的巨大成就，激发学生的爱国热情

通过讨论与交流的方式逐步引导学生推导出第一宇宙速度，并学会这一思想方法，达到突破这一重难点的目的

通过动画展示卫星在不同轨道的运动快慢，克服本节知识较为抽象的缺点

1、宇宙速度

（1）第一宇宙速度（环绕速度）：V＝7.9km/s 含义：是地球卫星的最大运行速度，最小发射速度

运行速度与发射速度的区别：

发射

运行

（2）第二宇宙速度：（脱离速度）V＝11.2km/s 卫星脱离地球束缚变成小行星的最小发射速度

（3）第三宇宙速度：（逃逸速度）V＝16.7km/s 卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度

课件展示：

2、卫星的运行速度，角速度，周期与半径的关系

学生自主推导：

Mmv2GMGmv

r2rr

分析比较V，w和TMmGM

G和什么有关

mr223rr

Mm2242r3)rT

G2m(rTGM

V

V

区别两种速度，掌握第一宇宙速度的内涵

具体感知三大宇宙速度的含义

学生自主推导

通过多媒体教学联系开头观看的火箭发射过程，突破这一教学难点

通过动画展示

引导学生掌握这一较为抽象的知识

通过学生自主推导卫星的V，W和T的表达式，进一步掌握运用万有引力定律解决具体问题的能力

[课堂练习] （1）人造卫星的天线偶然折断，天线将做（

）

A．自由落体运动

B．平抛运动

C．远离地球飞向太空

D．继续和卫星一起沿轨道运动

（2）人造地球卫星以地心为圆心做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（

）

A．半径越大，速度越大，周期越小

B．半径越大，速率越小，周期越大

C．所有卫星的角速度相同，与半径无关

D．所有卫星的速率均相同，与半径无关

（3）近地卫星的周期是多少？我们能否发射一颗周期为50min的卫星呢?

学生自主完成课堂练习

Tmin=85min

<二>、预测未知天体

1、课件展示九大行星图，介绍九大行星的发现过程，让学生比较水、学生观看并提金、火、土、天王星与海王星、冥王星发现的不同之处。

出看法

2、观看八大行星的报道，让学生对此提出看法

<三>、小结

学生自主评做这节课学到了什么

<四>、布置作业

通过习题巩固前面所有的重点知识

让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践，增强学生学习物理的兴趣