人造卫星宇宙速度教学教案设计内江市第六中学罗毅教学目标1
知识与技能⑴了解牛顿对人造地球卫星的最初构想⑵知道人造地球卫星的动力学条件⑶知道人造卫星运行轨道的特征⑷知道各运动学参量与轨道半径的关系式,并会推导这些关系式2
过程与方法⑴学习方式:合作学习与探究学习,发现式学习和小组式学习⑵培养学生观察数据分析数据的能力⑶培养学生科学推理、探索能力⑷培养学生在处理实际问题时,如何构建物理模型的能力⑸学习科学的思维方法培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力3
情感态度与价值观⑴通过牛顿的理论思考的实现,体会理论对实践的指导作用⑵学习人造卫星,了解人造卫星在通信,导航,气象,军事等领域的广泛应用教学重、难点1
人造卫星的运行轨道2
各运动学量与轨道半径的关系式备学生学生已学习了运动的合成与分解、牛顿运动定律、圆周运动等章节的知识
并在本章之前学习了天体的运动,和万有引力定律的知识,能运用万有引力定律揭示一些天体运动的特点
学生可以类比行星运动的特点原理自己分析人造卫星的规律
另外学生也可以利用前面的知识和对宇宙奥秘的好奇心来探索人造卫星的发射及宇宙速度
学生可以通过联想上一章所学的对平抛物体的运动的处理方法来探究牛顿的思考,以地心为参考系平抛出去的物体从空间运动效果上可分解为指向地心的自由落体运动和绕地心的匀速圆周运动
而这两个分运动都是变速度运动,它们都需要一个指向地心的力来维持它们各自的运动状态
因此万有引力就有要改变两个运动状态的效果,即要既要产生自由落体加速度又要产生向加速度
当万有引力只能提供向心力时,自由落体加速度就变成零,这样平抛出去的物体就落不下来了,从而得到宇宙速度
再根据圆周运动和机械运动的知识可知道速度再大一些会做椭圆运动或摆脱地球对它的约束
设计基本理念在本节课之前,学生已掌握了平抛运动、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