1、宇宙航行教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)和能力1了解人造地球衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)和航天發(fā)展史。2知道三個(gè)宇宙速度的含義和數(shù)值，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。3理解衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。（二）過(guò)程與方法1在學(xué)習(xí)牛頓對(duì)衛(wèi)星發(fā)射的思考過(guò)程的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索能力；培養(yǎng)學(xué)生在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如何構(gòu)建物理模型的能力。2通過(guò)對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系的討論，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1通過(guò)展示人類在宇宙航行領(lǐng)域中的偉大成就，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。2通過(guò)介紹我國(guó)在航天方面的成就，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。教學(xué)重點(diǎn)1第一宇宙速度

2、的推導(dǎo)。 2衛(wèi)星運(yùn)行的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度的關(guān)系。教學(xué)方法探究、講授、討論。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖引入（展示視頻片斷，教師講述）人類一直夢(mèng)想能夠在天空中遨游，古代就有人嘗試用各種方法飛向天空，但均以失敗告終，伴隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代人類終于實(shí)現(xiàn)了夢(mèng)想。那么，現(xiàn)代人成功的奧秘在哪里呢？通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們能否找到答案呢？觀看視頻引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生興趣。新課教學(xué)（一）宇宙速度1人造衛(wèi)星原理（1）牛頓對(duì)人造地球衛(wèi)星原理的描繪提問(wèn)：怎樣才能使得一個(gè)物體繞著地球做圓周運(yùn)動(dòng)？在高山上物體作平拋運(yùn)動(dòng)的初速度越大，落地點(diǎn)高山腳越遠(yuǎn)，當(dāng)拋出

3、速度足夠大時(shí)，物體就不會(huì)落到地面上，成為繞地球旋轉(zhuǎn)的人造地球衛(wèi)星（展示人造衛(wèi)星發(fā)射原理動(dòng)畫視頻）問(wèn)題：人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)原因是什么？（2）人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)原因地球給人造地球衛(wèi)星的萬(wàn)有引力提供了它繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力學(xué)生思考討論回答并總結(jié)觀看并思考讓學(xué)生了解人造地球衛(wèi)星的最初構(gòu)想和人造地球衛(wèi)星的發(fā)射原理為第一宇宙速度的教學(xué)作好鋪墊。 2宇宙速度探究：以多大的速度發(fā)射這個(gè)物體，物體就剛好不落回地面，成為一顆繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星呢？（1）第一宇宙速度推導(dǎo)：設(shè)地球和衛(wèi)星的質(zhì)量分別為和m，衛(wèi)星到地心的距離為衛(wèi)星的運(yùn)行速度為v，由于衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)由萬(wàn)有引力提

4、供向心力得第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：km/s 意義：它是人造衛(wèi)星地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具備的速度如果衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，衛(wèi)星將落到地面而不能繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)；等于這個(gè)速度衛(wèi)星剛好能在地球表面附近作勻速圓周運(yùn)動(dòng)；如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s（第二宇宙速度），衛(wèi)星將沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行，地心就成為橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)（2）第二宇宙速度（脫離速度）： 意義：使衛(wèi)星掙脫地球的引力束縛，成為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度 如果人造天體的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，則它的運(yùn)行軌道相對(duì)于太陽(yáng)將是橢圓，太陽(yáng)就成為該橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn) （3）第三宇宙速度（逃

5、逸速度）： 意義：使衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度如果人造天體具有這樣的速度并沿著地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)方向發(fā)射時(shí)，就可以擺脫地球和太陽(yáng)引力的束縛而邀游太空了學(xué)生板演，教師糾偏突出難點(diǎn)，使學(xué)生會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度通過(guò)思考學(xué)習(xí)，使學(xué)生真切感受到用自己所學(xué)的物理知識(shí)能解決天體問(wèn)題，能解決實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情3、衛(wèi)星運(yùn)行的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。探究：目前為止，人類發(fā)射的人造地球衛(wèi)星已經(jīng)有幾千顆了，這些衛(wèi)星運(yùn)行的快慢不同，那么衛(wèi)星運(yùn)行的快慢與什么因素有關(guān)呢？ 我們將不同軌道上的衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)都看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有可得： 結(jié)論：線速度、角速度、周期都與衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，僅由軌道

6、半徑?jīng)Q定。當(dāng)衛(wèi)星環(huán)繞地球表面運(yùn)行時(shí)，軌道半徑最小為地球半徑（r=R），此時(shí)線速度最大為79km/s。，角速度最大，周期最小。學(xué)生思考與合作探究掌握衛(wèi)星運(yùn)行的規(guī)律。4、人造衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度（播放嫦娥一號(hào)發(fā)射的模擬視頻。）1發(fā)射速度發(fā)射速度是指衛(wèi)星在地面附近離開發(fā)射裝置的初速度，一旦發(fā)射后再無(wú)能量補(bǔ)充，要發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星，發(fā)射速度不能小于第一宇宙速度。2運(yùn)行速度運(yùn)行速度指衛(wèi)星在進(jìn)入運(yùn)行軌道后繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。當(dāng)衛(wèi)星“貼著”地面飛行時(shí)，運(yùn)行速度等于第一宇宙速度，當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑時(shí)，運(yùn)行速度小于第一宇宙速度。提問(wèn)：人造衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度之間有什么關(guān)系？解答：人造衛(wèi)

7、星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度之間的大小關(guān)系是：學(xué)生通過(guò)視頻了解衛(wèi)星發(fā)射的全過(guò)程思考、討論與交流激發(fā)興趣的同時(shí)，了解發(fā)射速度和運(yùn)行速度。使學(xué)生加深對(duì)第一宇宙速度的確切理解認(rèn)清發(fā)射速度與運(yùn)行速度的關(guān)系，突破難點(diǎn)。（二）、夢(mèng)想成真其實(shí)早在六百多年前的明朝，一個(gè)名叫萬(wàn)戶的人就曾有“飛天”的壯舉，但最終未能成功，并為之付出了生命。萬(wàn)戶是世界上第一個(gè)利用火箭向太空搏擊的英雄。他的努力雖然失敗了，但他借助火箭推力升空的創(chuàng)想是世界上第一個(gè)，因此他被世界公認(rèn)為“真正的航天始祖”，為了紀(jì)念這位世界航天始祖，世界科學(xué)家將月球上的一座環(huán)形火山命名為“萬(wàn)戶山”。19世紀(jì)中葉，俄羅斯學(xué)者，齊奧爾科夫斯基，提出利用噴氣推進(jìn)的多級(jí)

8、火箭，運(yùn)載發(fā)射衛(wèi)星。1957年10月4日，世界上第一顆人造衛(wèi)星成功在蘇聯(lián)發(fā)射成功。1961年4月12日，世界上第一次載人飛行，蘇聯(lián)。1969年7月16日，人類第一次登上月球，美國(guó)。1970年，中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功。2003年10月15日，中國(guó)第一次載人飛行。2007年，嫦娥一號(hào)成功發(fā)射。 然而人類對(duì)宇宙的探索并不是一帆風(fēng)順的，無(wú)數(shù)探索者用自己的汗水和生命鋪設(shè)了人類通往宇宙的道路。1986年1月28日，美國(guó)，挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)升空后爆炸，七名宇航員遇難。2003年2月1日，美國(guó)，哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)返航時(shí)爆炸，七名宇航員遇難。（三）課堂展示(1)、世界航天發(fā)展史 (2)、我國(guó)航天發(fā)展史(3)、

9、偉大的宇航員(4)、黑洞之謎(5)、航天器介紹（例1）：利用所學(xué)知識(shí)，推導(dǎo)第一宇宙速度的另一表達(dá)式: (例2)：若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6倍，半徑是地球的1.5倍，則此行星的第一宇宙速度約為：A、16 km/sB、32 km/sC4km/sD、2km/s學(xué)生閱讀課前，每一組圍繞本組的主題查找相關(guān)資料制作海報(bào)進(jìn)行展示。學(xué)生板演過(guò)程增強(qiáng)民族自信心和自豪感.激發(fā)熱愛(ài)科學(xué)，熱愛(ài)祖國(guó)的情感，體驗(yàn)對(duì)科學(xué)獻(xiàn)身的精神。培養(yǎng)生團(tuán)結(jié)合作能力，鍛煉學(xué)生收集總結(jié)資料的動(dòng)手能力，豐富知識(shí)面，激發(fā)熱愛(ài)科學(xué)，熱愛(ài)祖國(guó)的情感。通過(guò)小組合作方式。強(qiáng)化第一宇宙速度的理解。小結(jié)：1、衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供的。2三種宇宙速度，3、盡管人類已經(jīng)跨入太空，登上月球，但是，相對(duì)于宇宙之宏大，地球和月亮不過(guò)是茫茫宇宙中的兩粒塵埃；相對(duì)于宇宙之久長(zhǎng)，人類歷史不過(guò)是宇宙年輪上一道小小的刻痕。宇宙留給人們的思考和疑問(wèn)深邃而廣闊。宇宙有沒(méi)有邊界？有沒(méi)有起始和終結(jié)？地外文明在哪里？這些都是留給大家待以解決的問(wèn)題。學(xué)生小結(jié)，教師板書讓學(xué)生意猶未