鲁科2003课标版《第2节万有引力定律的应用》精品优质课教案设计

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?　　《万有引力定律的应用-----人造卫星?》系新课程鲁科版必修2第五章第二节内容，重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度,并介绍了第二、第三宇宙速度。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个非常重 要实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。教材不但 介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。学生通过前面的学习已经知道了行星的运动规律，因此在分析人造卫星的运动学特点，和动力学特点可采取类比的方法，近而进一步理解应用万有引力定律分析天体运动的方法。因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习、研究、探索天体物理问题的理论基础。另外，学生通过对人类在宇宙航行领域中的伟大成就及我国在航天领域成就的了解，增强学生的民族自信心和自豪感。?

　　2、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，从而得到第一宇宙速度。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。这样，人们就可以到更远的地方去探索宇宙的奥秘了……

3、教学重点，难点?

教学重点：卫星运行的动力学特点规律，近地卫星、地球同步卫星运行规律。

教学难点：（1）卫星的运行速度与发射速度的区别；

（2）地球同步卫星的特点。

四、核心素养养成目标

物理观念：

（1）会计算天体的质量；

（2）会计算人造卫星的环绕速度；

（3）知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。

科学思维与探究

（1）通过自主思考和讨论与交流，认识计算天体的质量的思路和方法；

（2）预测未知天体是万有引力定律最辉煌的成就之一。通过引导学生经历科学探究的过程，体会科学探究需要极大的毅力和勇气。

（3）通过对海王星发现的过程的展示，体会科学理论对未知世界探索的知道作用。

（4）由牛顿曾设想的人造卫星原理图，结合万有引力定律和匀速圆周运动的知识，引出第二宇宙速度和第三宇宙速度。

科学的态度与责任

（1）认识发现万有引力定律的重要意义；

（2）体现科学定律对人类探索未知世界的作用。

五、教学方式：演示、讲授、合作交流。

六、教学手段：福建省教育公共服务平台，互动课堂，教学助手。

七、教学过程：

（一）第一环节：新课引入?

复习万有引力定律及圆周运动的公式，播放美丽的太空图片，从古至今人们在不断的探索！深情地讲述：我国对太空的探索，播放2019年6月5日，全国人民都因“海上发射平台一箭七星”的胜利升空无比高兴，播放录像，重温一下那激动人心的时刻。通过资源播放录像，提出问题、激趣：在录像中，我们看到了火箭的英姿，在此同时，大家有没有想到“火箭”是怎样飞上太空的呢？为什么海上发射对我们国家很重要？海上发射卫星有什么优点？为什么卫星太空中不会点下来？为什么我们普通人不能发射成功？要明白其中的奥秘和道理，我就必须学习我们这一节的《万有引力定律的应用》。