第一宇宙速度的推导教学设计

一、教学目标

1、了解第一宇宙速度的概念

2、会推导第一宇宙速度，并通过推导培养学生运用知识解决问题的能力

二、教学内容剖析

1、 本节课的地位和作用：

本节内容主要《飞出地球去》是沪科班必修2第5章第4节，重点了解第一宇宙速度的概念，会推导第一宇宙速度，并通过推导培养学生运用知识解决问题的能力

通过本节学习了解如下知识：

(1)第一宇宙速度:物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度,数值上V1=7.9km/s。 (2)会推导第一宇宙速度V=GM/R或V=gR，第一宇宙速度推导的应用

2、本节课教学重点：

对第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度推导的应用。

3、本节课教学难点：

对第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度推导的应用。

三、 学情分析:

学生已掌握了运动的合成与分解、牛顿运动定律、圆周运动等章节的理论。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了解第一宇宙速度。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，从而得到第一宇宙速度。从万有引力(重力)提供向心力时推导出第一宇宙速度

四、 教学思路与方法

这节内容是万有引力理论的成就在生活中的应用,与我们的生活密切相关,让学生在学习物理的过程中感受到物理就在我们的身边,与我们的生活时刻联系在一起.从而引导学生进行科学和生活、和社会联系的思考，培养学生学习物理的兴趣，激发学生献身科学的热情，对学生科学价值观的形成起到重要的作用。

课堂教学设计

教学环节 引入 教学内容 师生互动 设计意图 备注 一、复习，牛顿关于人造卫星提出设想 二、(推导并计算)以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来? 1、已知Ｇ=6.67×10-11N m2/kg2 , 地球质量M=5.98×1024kg, 地球半径R=00km＝6.4×106m，以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来? 2、地球表面的重力加速度g=9.8 m/s2, 地球半径R=00km＝6.4×106m以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来? 让学生回忆牛顿关于人造卫星提出设想 牛顿关于人造卫星提出设想中,以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来? 通过设置的问题让学生自己推导并计算. 认真巡查,发现问题,及时纠正. 1、解: 万有引力提供物体作圆周运动的向心力,则 GMmmv2 RR2  GM R 11246.67105.10 66.410 7900m/s7.9km/s 2、解:在地面附近，重力提供物体作圆周运动的向心力,则 vm/s从卫星 等物理学历史出发开始本节课的学习，激发学生的学习热情。 让学生亲历知识的导出过程，体验成功的乐趣是新课程的重要理念．同时让学生自己探究问题，可以激发学生的学习兴趣与动机，同时也可以使他们养成善于运 三、第一宇宙速度 （地面附近环绕速度） 它是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度． v1=7.9km/s 第一宇宙速度推导启示： （１）从上面两种推导，导出了第一宇宙速度的表达式，可得第一宇宙速度是一个定值。若要将其值计算出来，要么知道R和M,要么知道R和g。第一宇宙速度仅与中心天体有关，与卫星无关。 （2）任何一个星体都有各自的第一宇宙速度 2 6 vgR9.86.410m/s 先让学生从计算的原理给出vmgmR7900m/s7.9km/s动知识的习惯 了解第一v1=7.9km/s叙述. 从而引出第一宇宙宇宙速度并引导注意第一宇宙速度推导启速度示 的概 念 培养学生通过分析，自己找到答案的能力。提高学生运用知识解决问题的能力 四、第一宇宙速度推导的应用 先让学生自己分析提出解决方法, 及 时纠正.最后给出参. 【1】.关于地球的第一宇宙速 度，下列表述正确的是（ ） 【1】.选A A．第一宇宙速度又叫地面附 近环绕速度 B．第一宇宙速度跟卫星的质 量有关 C．第一宇宙速度跟卫星的半 径有关 D．第一宇宙速度跟地球的半 径无关 【2】.地球的第一宇宙速度约 为8 km/s，某行星的质量是【2】.选C 地球质量的6倍，半径是地球 半径的1.5倍，则该行星.的 第一宇宙速度约为（ ） A. 4 km/s B. 8 km/s C. 16 km/s D. 32 km/s 拓展与提高 拓展与提高 某人在一星球上以速率v竖【解析】根据匀变速运动的规律可得, 2v直上抛一物体,经时间t物体该星球表面的重 g=以速率v落回手中.已知该星力加速度为 t球的半径为R,求该星球上的 第一宇宙速度. 该星球的第一宇宙速度,即为卫星在 其表面附近绕它做匀速圆周运动的线 速度,该星球对卫星的引力（重力）提 供卫星做圆周运动的向心力,则 2 1 mg= 收获交流分享 该星球表面的第一宇宙速度为 1 答案: mvRv=gR=2vR.t2vRt 学生课 后巩固，总结本节的知识及内容。 1、第一宇宙速度是人造地球学生交流本节收获 卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度，又叫地面附近环绕速度。 2、任何一个星体都有各自的第一宇宙速度。 3、任何一个星体的第一宇宙速度都有两种（推导）计算方法。 作业 作业： 1、2010年10月我国将发射“嫦娥2号”探月卫星，该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面.已知月球的质量约为地球质量的 月球半径约为地球半径的 地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为（ ） 通过上 网查阅了解知识内容，通过题目进一步巩固学习的内容，增 A.0.4km/s B.1.8 km/s C.11 km/s D.36 km/s 2、已知地球的第一宇宙速度v1=7.9km/s.g=9.8 m/s2,则地球半径为多少？

强学生的自学能力，符合新课标的理念。