1、【教学方法】教师演示、引导，学生实验探究，讨论、交流学习成果。【教学过程】一、引入新课我们已经学习匀变速直线运动的规律，下面我们一起来研究我们常见的运动落体运动。二、进行新课1.活动设计：测“反应时间”教师活动：课前设计制作好“测反应时间尺”（在一约50cm长的尺的一面标记上自由下落对应长度所用的时间，以一面朝向学生）引出问题：“一般刻度尺是用来测量什么的?”学生活动：学生习惯性回答：测长度。老师手中的这把尺很神奇，它不仅能测量长度，还能测量时间，并且能测出同学们的大脑反应时间，谁想知道自己的大脑反应时间是多少?可以用我的这把尺来测量。（选34名学生上来玩“测反应时间”的游戏。）学生抓住尺的同
2、时就报出其反应时间，可采用“比比谁的反应时间短”的方式调动学生积极性。（实际教学效果表明学生对这一活动非常感兴趣，踊跃参与）设计说明：在此将教材中的“做一做”栏目中的“测定反应时间”改为放在课前引入，目的是通过这一游戏产生“惊奇”效果，激发学生探究的兴趣，增强学生的感性认识，激发学习物理的兴趣，活跃课堂气氛。2.引入课题同学们一定想知道这把尺为什么能测出你的反应时间。它的“奥秘”与我们今天要认识和研究的一种运动密切相关。录像演示：a.石头从空中落下b.重力使屋檐下的雨滴下落c.树叶从树上竖直飘落教师引问：观察并指出以上物理情景中物体相似的运动特点。观察，思考，总结。教师在学生表述的基础上总结：
3、画面中的物体都是从高处落到地处，这类下落的运动称为落体运动，这节课我们一起来研究落体运动是否具有一定的规律。从生活中构建物理情景或模型，以培养学生在生活中联系物理知识的好习惯。3.关于落体运动的进一步思考A.提出问题落体运动的快慢与什么因素有关?（可以用观看赛跑的生活情景来说明我们研究物体运动往往首先关心的是物体运动的快慢，从而直接引入该问题）（1）提示学生想象生活中经常见到的落体运动（或具体举例）。提出疑问：以经验来看是否重的物体一定下落得快?（2）直接经验：重得物体下落快也是历史上亚里士多德认可的观点（简介亚里士多德）。学生小组内相互交流对落体运动快慢的经验感受。此环节将对落体运动的研究落
4、实在其运动的快慢上，直接问“是否重的物体一定下落得快”是为了更易进入主题。B.引导学生从亚里士多德的观点进行逻辑推理，得出矛盾。相互矛盾的结论既是对学生头脑中错误概念的震撼，也是激发学生进一步学习的手段，学生进行逻辑推理，可相互讨论，然后小组代表举手发言，其余倾听、思考。逻辑推理为后面的研究指明了方向，使学生明确下一步要解决的问题。C.组织学生进行实验探究（1）教师引导学生设计实验，分别用一枚硬币（一元的效果不错）、两枚和硬币大小面积相同的硬纸片、一枚粘有硬纸片的硬币、一粒小塑料球，一团棉花（质量要比小塑料球的大）来比较轻重不同或相同的物体下落快慢。一枚硬币与一枚与硬币面积相同的纸片等高同时下
5、落，比较下落快慢。一枚硬币与一枚粘有面积相同的纸片的硬币等高同时下落，比较下落快慢。将一枚硬纸片团成团，与另一枚大小面积相同的硬纸片等高同时下落，比较下落快慢。一粒小塑料球与一大团棉花等高同时下落，比较下落快慢。学生实验过程中教师在各个小组间巡视，收集学生实验过程中会出现的问题，引导学生在实验操作时如何创设实验条件（如怎样保证等高同时释放等）;启发学生注意总结实验现象中两物体下落快慢与物体轻重进行关联比较。学生准备材料：硬币、纸片。课前要求学生准备材料时并没有告知学生具体用途，学生对此充满好奇，这也从一个侧面调动了学生的学习兴趣。（2）学生进行实验与探究，小组成员分工进行实验操作、观察记录，在
6、实验现象的基础上进行分析、讨论，得出本小组的结论。结论一般有三种情况：A.重的物体下落快;B.轻重不同而下落快慢相同;C.轻重相同而下落快慢不同。考虑到如果能有与直觉经验完全相反的现象出现，学生的认识会更明确，故增加了“一粒小塑料球与一大团棉花下落快慢比较”的实验设计，体现“轻的物体可以比重的物体下落快”。（3）分析小节（a）选小组代表描述所观察的实验情景及小组的讨论。（b）在学生探究的基础上教师讲解，引导学生明确：实验结果显示出物体下落快慢与其质量没有必然联系。教学的重心应放在精心准备的语言讲解上，归纳、认识、分析、发现。作出科学猜想，然后验证猜想，对学生进行科学方法教育，强化学生对自行探究
7、问题的过程与方法的理解。此处由学生做结论时可以的，但学生的结论不应是最后结论，最后结论应是教师给出的，以加深学生的认识。4.进一步探究影响物体下落快慢的因素（1）引问：既然物体下落快慢与其质量没有必然联系，实际生活中物体下落快慢不同可能是受什么因素的影响。学生从实验现象和生活经验可以猜想到是空气阻力影响。（2）猜想：影响物体下落快慢的因素是空气阻力吗?教师演示实验，验证猜想：毛钱管实验。（3）引导学生从观察到的实验现象得出结论。猜想、观察、思考、理解、体会。学生在教师的引导下可以从实验中得出结论：物体下落受到空气阻力的影响。没有空气阻力时，物体下落过程中运动快慢与质量无关。通过毛钱管实验使学生
8、认识：（1）探究现象背后的实质原因必须考虑或排除外界因素干扰。（2）科学实验是科学探究的有效方法。5.自由落体运动的概念（1）概念引入引问：由于落体运动受到空气阻力影响，要想研究落体运动就必须排除空气阻力，那么，如果物体在下落过程中忽略空气阻力，物体的受力有什么特征。学生以原有的力学基础可以很快答出：忽略空气阻力，则物体只受重力作用。（2）自由落体运动物体仅在重力作用下，从静止（即初速度为零）开始竖直下落的运动，叫做自由落体运动。学生思考，联想，答问。概念认识强调自由落体运动实际上是一种理想条件下的运动，实际生活中物体受到空气阻力，但一般重力大于空气阻力。6.学生自主实验探究自由落体若要研究某
9、种运动规律，我们可以采用怎样的方法和器材?学会回顾前面学习匀变速直线运动的体验，可想到：利用打点计时器采用示踪（轨迹记录）法研究。（2）组织学生分组实验：利用打点计时器记录重物的下落过程。（3）引导学生思考、讨论如何合理利用纸带记录的信息作初步分析：A.轨迹直线 方向竖直向下B.变速速度越来越大比较相等时间内发生的位移。小组实验、操作、记录、思考、交流讨论，（可提醒学生课前复习打点计时器的工作原理，重点强调任意两个相邻点（无论匀速或变速）的等时性。7.引导思考讨论引导学生认识到研究运动规律的方法之一为寻找位移与时间的关系，故可以想到做s-t图象，分析推测自由落体运动规律。基于本实验的特点，不容
10、易确定起始点，故不方便准确测出s，从而给s-t图象的得出带来一定难度，这一点可在下一节课探究自由落体运动规律时解决。教材分析本节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。学生通过行星的运动一节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
11、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。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
12、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教学目标知识与技能1了解人造卫星的有关知识。2分析人造卫星的运动规律。3掌握三个宇宙速度的物理意义。4会推导第一宇宙速度；5简单
13、了解航天发展史；6能用所学知识求解卫星基本问题。过程与方法1培养学生观察数据分析数据的能力；2培养学生科学推理、探索能力；3培养学生在处理实际问题时，如何 构建物理模型的能力；4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。情感态度与价值观介绍世界及我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。教学重点：卫星运行的动力学特点规律，第一宇宙速度的推导。教学难点：1卫星的运行速度与发射速度的区别；2第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星运行的最大速度。教学过程新课引入教师：仰望星空，浩瀚的宇宙苍穹给人以无限遐想，千百年来，人类一直向往能插上翅膀飞出地球
14、，去探索宇宙的奥秘，李白的“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”是怎样的一种豪情？到今天这一梦想实现了吗？学生：实现了。（激起学生兴趣）世界上第一颗人造卫星的发射，揭开了人类探索宇宙的新篇章。提问（1）：1世界上第一颗人造卫星是哪一年由哪一国家发射的？2我国哪一年发射了自己的人造卫星？3迄今我国共发射了多少颗人造卫星？从1970年4月24日东方红一号的成功发射，到07年10月24日嫦娥一号发射。我国发射人造卫星和其他探测器60多个，他们分别在通信，气象，探测，导航等多个领域发挥着重要作用。引入新课。一、人造卫星规律的探究现在我们地球上空有这么多卫星，他们运行的速度一样吗？他们是怎样被发射升空的今天
15、我们就通过的学习来解决这一问题。这是我国目前发射的部分卫星的运行规律的数据。提问观察数据思考：1不同卫星的其运行轨道相同吗？2不同的卫星运行时有什么规律？3你能试着用你学过的知识解释为什么有这样的规律吗？卫星名称 卫星质量（kg） 轨道近地点（km） 轨道远地点（km） 运行周期（h）返回型遥感卫星 2100 205 315 148东方红2号甲通信卫星 441 35786 35863 239东方红2号试验通信卫星 461 35469 35782 2376返回型遥感卫星 2100 175 400 15风云1号A 750 900 901 17巴达尔1 50 210 992157大气1号 873 9
16、00 17121观察数据，发现规律。2合作交流，类比行星运动特点分析人造卫星的运行特点。3试着从力和运动的角度分析问题。教师引导学生发现。人造卫星运行特点运动学特点：（板书）1轨迹：椭圆 有的近似为圆2人造卫星的半径不同，其运行的周期也不同，而且半径越大，其周期越大。3类比行星运动分析原因，卫星围绕地球作匀速圆周运动，需要向心力。地球和卫星之间的引力提供向心力。4学生自己应用前面万有引力知识分析卫星与地球间的万有引力提供了向心力（板书）（1）由 得 ，r越大，v越小（2）由 得 ，r越大， 越小（3）由 得 ，r越大，T越大教师小结：卫星绕地运转轨道半径越大，速度越小、角速度越小、周期越大；演
17、示课件：几颗不同轨道卫星同时绕地运行动画,从而直观判断以上变化关系二、应用知识解决问题学习了卫星的相关知识，我判断一下下列几种轨道哪一种是可能的为什么？思考问题1：下图中，有三颗人造地球卫星围绕地球运动，它们运行的轨道可能是 ，不可能是 。分组讨论阐述观点结合学生讨论引导学生从动力学角度解决问题。卫星近似做匀速圆周运动，需要向心力，且向心力时刻指向圆心。所以地球与卫星之间指向地心的万有引力提供向心力，所以卫星作圆周运动的圆心应该是地心。思考问题2：如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星。1试比较三颗卫星的线速度、角速度、加速度、周期，万有引力的关系。2如果c 的速度增加，
18、能否与同轨道的b相撞。三、卫星发射原理过渡：不同的轨道的卫星其速度不同，那人类是怎样将卫星发送到指定轨道上的呢？介绍牛顿的卫星设想（FLASH）教师引导：我们抛一物体怎样才能抛的远？讨论：依据平抛运动学生知道：速度越大，越远，那速度足够大，又有什么现象？学生探讨：统一结论：不落回地球。教师总结：这时由于有引力在，卫星想落回地面，但有一定的速度又落不回地面就形成了卫星？思考：物体需要多大的发射速度，才能刚好贴着地面转？学生讨论教师点拨：这时（r=R）学生得出第一宇宙速度79 km/s四、宇宙速度1第一宇宙速度79 km/s定义：人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度。发射什么样的
19、卫星最容易？统一结论：高轨道发射卫星比低轨道发射卫星困难，原因是高轨道发射卫星时火箭要克服地球对它的引力做更多的功。以第一宇宙速度发射卫星时其刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；进入半径越大的轨道，所需要的发射V 越大。这与刚才得出的半径越大的轨道，所需要的 运行速度V 越小矛盾吗？人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念。（1）发射速度所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道。要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能
20、小于第一宇宙速度。若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行。如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。（2）运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度。根据 可知，人造卫星距地面越高（即轨道半径r越大），运行速度越小。实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际运行速度一定小于发射速度。（板书）运行速度 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度发射速度 指被发射物体离开地面时的水平初速度类比得出：2第二宇宙速度（脱离速度）：意义：使卫星挣脱地球的引力束缚，成为
21、绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。如果人造天体的速度大于112km/s而小于167km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点。3第三宇宙速度（逃逸速度）：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。如果人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太阳的公转方向发射时，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而邀游太空了。这个速度目前能做到吗？教师介绍以第三速度发射的探测器，先驱者一号。只有你想不到的，没有你做不到的。随着科学技术的发展，我们探测太空的脚步会越走越快，越走越远。也许有一天我们也能到其它星球旅游定居。但是今天我们就必须掌握一些必备知识。也就是我们这节课的重点。【高中物理新课程实施方案范文】
