《三種宇宙速度》教學設計

　　作為一名無私奉獻的老師，總不可避免地需要編寫教學設計，借助教學設計可以提高教學質量，收到預期的教學效果。教學設計應該怎么寫才好呢？下面是小編為大家整理的《三種宇宙速度》教學設計，僅供參考，歡迎大家閱讀。

　　一、教學目標

　　【知識與技能】

　　知道宇宙速度的含義，能區分三種宇宙速度分別不同的作用，能夠推導出第一宇宙速度的大小。理解宇宙航行的原理。

　　【過程與方法】

　　通過推導第一宇宙速度，定量分析發射人造衛星時需要的最小速度。培養探究科學、勇于創新的能力。

　　【情感態度與價值觀】

　　通過了解第一宇宙速度的推導過程，培養學生形成正確的科學態度、養成科學的研究方法。

　　二、教學重難點

　　【重點】

　　三種宇宙速度的大小和意義。

　　【難點】

　　三種宇宙速度的大小和意義，第一宇宙速度的推導。

　　三、教學過程

　　環節一：新課導入

　　先播放一段有關衛星發射的視頻，并讓同學們仔細觀察發射過程。在視頻播完之后，提出問題，衛星是如何通過火箭發射到太空中去的，需要多大的速度?

　　學生會給出各種答案，此時引導學生思考人造衛星能夠圍繞地球旋轉的條件是什么。學生根據前面學習的圓周運動以及萬有引力規律可能會提出萬有引力提出向心力的推論。此時表揚學生的態度，并引出下一個問題，具體的發射速度是多大?

　　環節二：新課講授

　　(一)第一宇宙速度的推導

　　引導學生建立模型，將地球視為球體，人造衛星在圍繞地心的圓形軌道上做勻速圓周運動。此時要明確指出衛星的軌道高度和地球的半徑長度，并且告訴學生，近地衛星的軌道高度相比地球的半徑是可以忽略不計的，可以認為是近地衛星就在“地面附近”飛行。再聯系向心力公式以及萬有引力公式，列出如下式子

　　將已知條件帶入后，可以算出速度的大小為7.9km/s。并且給出第一宇宙速度的定義，物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度就叫做第一宇宙速度。

　　(二)三種宇宙速度的大小和意義

　　在學生知道第一宇宙速度的定義后，還需要向學生講清楚第一宇宙速度的意義，即最小的發射速度以及最大的環繞速度。聯系圓周運動以及萬有引力公式，可以推導出，在發射時，如果速度小于第一宇宙速度，則萬有引力大于所需要的向心力，物體做向心運動，最終會落在地球上，無法成功發射。同時，在圍繞地球做圓周運動時，軌道高度越高，也就是距離地球越遠時，圓周運動的線速度越小，所以近地衛星的運行速度是最快的，就是第一宇宙速度。但是需要指明的`是，由于一個最小一個最大，學生很容易理解為發射速度只能為第一宇宙速度。這時候就要講清發射時的具體過程。如果發射速度大于第一宇宙速度，由于萬有引力小于所需要的向心力，物體做離心運動，軌道是橢圓形，在離地球較遠的位置二次點火，最終會在一個較高的軌道上以小于第一宇宙速度的速度做圓周運動。要弄清發射速度和環繞速度的區別。

　　緊接著介紹第二宇宙速度。在發射速度逐漸變大的過程中，環繞軌道的橢圓形的長軸會越來越長，最終軌道脫離地球而環繞太陽。從地球上發射并環繞太陽的最小速度被稱為第二宇宙速度，大小是11.2km/s。

　　隨著發射速度繼續變大，環繞太陽的軌道也會越變越大，大到一定程度之后，物體最終會掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系之外，永遠離開太陽系。這個速度的最小值被稱為第三宇宙速度，這個速度的大小是16.7km/s。

　　環節三：鞏固練習

　　一顆衛星發射到距離地表600km的軌道上圍繞地球圓周運動，試計算衛星的運行速度，并與第一宇宙速度進行比較。

　　環節四：小結作業

　　四、板書設計

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