共1课时
5.宇宙航行中学数学人教2003课标版
1设计思想
1．教学主线设计
本节课是应用课，中学生已学过平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定理等基本理论，具备了解决问题的基本工具。所以在设计中突出发挥中学生的主体作用。课堂中通过设疑→思考→启发→引导这样一条主线，迸发鼓励中学生的大胆思索、积极参与，让中学生通过自己的剖析研究来把握获取相关的知识和技巧。
2．教学媒体设计
通过多媒体讲义，创设情景，迸发求知欲望；提高感性认识，将具象显得具体，帮助中学生认识科学的本质及内涵。并借助讲义板书相关内容，减小课堂容量。
2教学目标
（一）知识与技能
1．通过观察思索、合作探究使中学生晓得人造月球卫星的发射原理；
2．通过阅读、合理诱导与悉心研究使中学生把握三个宇宙速率，学会推论第一宇宙速率的两个求解公式；
3．通过公式剖析、练习反馈使中学生把握用万有引力定理和圆周运动知识求解有关卫星运动的基本问题。
（二）过程与技巧
1．通过对人造卫星的发射原理和第一宇宙速率公式推论的学习，使中学生经历科学探究、分析、归纳的思维过程；
2．教育中学生在处理实际问题时，怎样忽视次要诱因，捉住主要诱因，具象出数学模型。因而对中学生进行数学研究方式的培养。
（三）情感心态与价值观
1．在主动学习合作探究过程中，体验和谐、流畅、民主、愉悦的学习情景，在满腔期许的探究中不断获得美的体会和成功的喜悦。
2．介绍我国航天事业的发展现况，迸发中学生的求知欲和热爱科学的激情，提高民族自信心和自豪感，培养爱国热情。
3教材剖析
人教版选修二第六章第五节《宇宙航行》重点述说了人造卫星的发射原理，推论了第一宇宙速率，介绍了三个宇宙速率的含意。本节内容是万有引力定理在天体运动中的具体运用，是航天科学技术理论基础。引导中学生运用科学的思维方式，探究人造卫星的发射原理，进行知识的正向迁移，顺利、流畅地推论第一宇宙速率，有助于培养中学生的发散思维、逻辑思维和剖析推理的能力。另外，中学生通过对人造卫星、宇宙速率的了解，也将潜移默化地形成对航天科学的热爱，提高民族自信心和自豪感。
4学情剖析
通过上面的学习，中学生已对平抛运动、曲线运动的特征、万有引力定理已有一定的了解。在此基础上，通过班主任合理诱导，根据迁移规律科学地设计问题情景，促使中学生探究，获得新知。虽然中学生对天体运动的知识储备不足，推测可能缺少科学性，抒发其实欠妥。但只要一直参与到学习情境中，五官体验激活思维，大胆推测，勇于抒发，就都能获得发展和提升。
5重点难点
重点：
1．人造卫星的发射原理，第一宇宙速率的推论；
2．卫星做圆周运动时，各运动量与轨道直径r的关系。
难点：
1．卫星做圆周运动时，各运动量与轨道直径r的关系；
2．人造卫星的运行速率与卫星发射速率的区别。
6教学打算
多媒体讲义、投影仪、计算机
7教学方式
启发探究式教学、多媒体辅助教学
8教学过程8.1第一学时教学活动活动1【导入】（一）创设情景，迸发情感
1．多媒体演示“神舟六号宇宙飞船发射、运行、返回”视频剪辑。（播放同时可向中学生介绍、讲解有关宇宙飞船发射、运行、返回等过程中的一些知识。）
2．班主任导出：（将音量调小，与教案播放同步）
自古以来飞天仍然是全人类的梦想，人类也因此作出了不懈的追求和巨大的牺牲。我国古时的万户就是其中一个，他当初将自己用47枚湖人捆绑，尝试飞天，不幸打火后湖人爆燃，万户因此牺牲了。但是，一次次的失败并没有制止人类进行太空探求的活动。总算，人类第一颗人造卫星于1957年10月4日从前南斯拉夫升空，中国也于1970年发射了第一颗人造卫星。非常是2003年10月15日至16日，中国第一次实现载入航天，宇航员杨利伟搭乘“神舟五号”绕地飞行14圈，顺利返回，圆了中国人渴望已久的飞天之梦。2005年10月12日，我国“神舟六号”又将两名宇航员费俊龙、聂海胜送入太空，绕地飞行近五天五夜成功返回，实现了新的突破。所有那些都是每一个中国人的骄傲和自豪！
3．适时设疑：这么人类是如何把物体发射出去，送入太空的呢？
（让中学生开始思索及交流）
4．出示课题：《宇宙航行》。
班主任题旨，推动中学生步入学习活动中。
活动2【活动】（二）观察思索，合作探究
1.诱导观察：
（1）讲义动漫展示：在某一平台上先后以不同水平速率抛出小球。
（2）班主任设疑：观察和比较这四条轨迹，你能发觉哪些？
（3）师生小结：得出两个推论，并在讲义上出示：
①物体因为月球引力的作用均落回地面。
②物体的初速率越大，飞得越远。
（2）放飞思维，大胆推测：
①教师设疑：从昨天的四条轨迹图中，你就能联想到哪些？
②课件展示牛顿构想，并用动漫动态演示：
忽视空气阻力的影响，当抛出物体的初速率足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕月球运转。
③教师追问：牛顿的构想可能吗？（引导中学生进一步思维）
④师生小结：牛顿构想的运动是完全可能的。当物体的初速率足够大时，物体将围绕月球做匀速圆周运动，成为一颗人造月球卫星，简称人造卫星。
出示标题一：人造卫星──人造卫星所需的向心力由月球的万有引力提供。
活动3【讲授】（三）悉心研究，合理推论
1．设疑：要有足够大的速率，能够使抛出的物体成为人造卫星，这么这个速率多大呢？
出示标题二：宇宙速率（导向第二个研究内容。）
2．讲义出示探究内容和已知条件：
已知月球和人造卫星质量分别为M和m，卫星到地心的距离为r,求卫星绕月球做圆周运动的速率v。
3．设疑：解题的思路和方式是哪些？
（班主任指出中学生不急于解题，先认清已知条件，找出解题思路，引导中学生自己得出：应当用人造卫星围绕月球做圆周运动的向心力由月球的万有引力提供来求解。）
4．推论卫星运行速率公式：
按照万有引力和圆周运动规律，引导中学生剖析、研究，并自己独立求出卫星运行速率
（请两名中学生上黑板推论。班主任在中学生中观察指导答疑，并就黑板上中学生的推论过程引导全班朋友进行评价，然后讲义重现推论过程，帮助全体中学生达标。）
5．引导中学生对公式进行剖析:
设疑：不同的人造月球卫星，其线速率大小、角速率大小、周期与哪些诱因有关？有哪些样的关系？
中学生思索讨论交流得出推论第六宇宙速度，并在教案上出示：
不同的人造月球卫星，其线速率大小、角速率大小、周期均与轨道直径r有关。人造卫星离地面越高，卫星环绕月球运动的线速率、角速率越小，周期T越大。
师生共同合作，利用讲义，代入数据，得出第一宇宙速率v1=7.9km/s。并简略说明其意义。（v1=7.9km/s是人造卫星在地面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率，叫第一宇宙速率。）
设疑：①将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易？为何？
②所须要的发射速率，哪一个更大？为何?
③在低轨道和高轨道运行的两颗月球卫星哪一个运行速率大？
引导中学生从做功的角度，结合卫星的运行速率公式，思索剖析：
当卫星的轨道直径越大时，卫星绕月球的运行速率越小，送入轨道须要消耗的能量越多，卫星发射时越难，发射速率必须越大，由此我们可以得出要将人造卫星送入轨道发射速率必须小于多少？
中学生剖析得出v≥7.9km/s
6．阅读了解，独立思索：
中学生通过阅读，了解卫星的运行速率小于第一宇宙速率的三种可能。并由班主任引导得出第二、第三宇宙速率。
①课件展示第二、第三宇宙速率的值及含意。
②课件动态展示在第一宇宙速率及在此基础上卫星发射速率不断减小的过程中，运动轨迹由围绕月球运动的圆周→椭圆→偏心率渐渐变小的椭圆→挣脱月球引力围绕太阳运动→飞出太阳系的变化过程。
活动4【活动】（四）联系实际，促使迁移
1．释疑（前后呼应）：从牛顿提出设想到第一颗人造卫星上天，长达近三百年，这是为何？（中学生交流、讨论:当时技术落后，不能达到。班主任肯定中学生回答的正确性。）
2．世界航天史和中国航天史（讲义动态展示）：先进行自动播放（按键在月历一侧），播放完一遍后，再将动漫设定为手动播放。播放过程中可要求中学生注意我国在民航、航天领域所取得的一些巨大成绩，同时也应实事求是地看见目前我国与传统航天大国俄罗斯、俄罗斯之间仍存在较大的差距，因而进一步迸发中学生学习科学，热爱科学的激情。）
活动5【练习】（五）练习反馈，拓展延展
例题1：“2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船在兰州卫星发射中心成功发射，把我国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕月球飞行14圈后，于10月16日六时23分安全降落在宁夏主着陆场。”根据以上消息，近似地把飞船从发射到降落的全部运动看作绕月球的匀速圆周运动，试计算神舟五号绕月球飞行时距地面的高度（已知月球的质量为M=6.0×，月球的直径R=6.4×103km）。
1．中学生独立思索，估算周期T的大小并推导入高度与月球质量、半径、周期等化学量之间的关系公式，代入相关数据进行估算得到结果。
2．班主任检测，之后师生共同评价、指出问题。使中学生学因而用，把握正确的解题思路和技巧。
例题2：借助所学知识，推论第一宇宙速率另一表达式v1=。
请两名中学生上黑板推论。班主任在中学生中观察指导答疑，并就黑板上中学生的推论过程引导全班朋友进行评价，然后讲义重现推论过程，帮助全体中学生达标。
活动6【活动】（六）情感激励，课外探究
1．班主任结束语：
广袤的宇宙如同一座丰富的宝藏，吸引着人类的眼神，激励人们去探求其博大和神秘。目前，开发太空资源，开创空间产业，实现太空居住，已渐渐成为航天活动的主曲调。您想了解更多的航天知识吗？想在航天方面发挥自己的能力吗？请阅读相关书目，上网搜集有关航天科学知识。只要我们努力学习，就一定能实现自己的理想。
2．课外探究参考题：
①人造卫星的种类和资料。
②同步卫星的含意及特性。
活动7【活动】（七）布置作业
1．阅读了解书上P110的阅读材料“黑洞”
2．P110—、6、7
活动8【活动】（八）板书设计
5.宇宙航行
课时设计课堂实录
5.宇宙航行
1第一学时教学活动活动1【导入】（一）创设情景，迸发情感
1．多媒体演示“神舟六号宇宙飞船发射、运行、返回”视频剪辑。（播放同时可向中学生介绍、讲解有关宇宙飞船发射、运行、返回等过程中的一些知识。）
2．班主任导出：（将音量调小，与教案播放同步）
自古以来飞天仍然是全人类的梦想，人类也因此作出了不懈的追求和巨大的牺牲。我国唐代的万户就是其中一个，他当初将自己用47枚尼克斯捆绑，尝试飞天，不幸打火后湖人爆燃，万户因此牺牲了。但是第六宇宙速度，一次次的失败并没有制止人类进行太空探求的活动。总算，人类第一颗人造卫星于1957年10月4日从前南斯拉夫升空，中国也于1970年发射了第一颗人造卫星。非常是2003年10月15日至16日，中国第一次实现载入航天，宇航员杨利伟搭乘“神舟五号”绕地飞行14圈，顺利返回，圆了中国人渴望已久的飞天之梦。2005年10月12日，我国“神舟六号”又将两名宇航员费俊龙、聂海胜送入太空，绕地飞行近五天五夜成功返回，实现了新的突破。所有那些都是每一个中国人的骄傲和自豪！
3．适时设疑：这么人类是如何把物体发射出去，送入太空的呢？
（让中学生开始思索及交流）
4．出示课题：《宇宙航行》。
班主任题旨，推动中学生步入学习活动中。
活动2【活动】（二）观察思索，合作探究
1.诱导观察：
（1）讲义动漫展示：在某一平台上先后以不同水平速率抛出小球。
（2）班主任设疑：观察和比较这四条轨迹，你能发觉哪些？
（3）师生小结：得出两个推论，并在讲义上出示：
①物体因为月球引力的作用均落回地面。
②物体的初速率越大，飞得越远。
（2）放飞思维，大胆推测：
①教师设疑：从昨天的四条轨迹图中，你就能联想到哪些？
②课件展示牛顿构想，并用动漫动态演示：
忽视空气阻力的影响，当抛出物体的初速率足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕月球运转。
③教师追问：牛顿的构想可能吗？（引导中学生进一步思维）
④师生小结：牛顿构想的运动是完全可能的。当物体的初速率足够大时，物体将围绕月球做匀速圆周运动，成为一颗人造月球卫星，简称人造卫星。
出示标题一：人造卫星──人造卫星所需的向心力由月球的万有引力提供。
活动3【讲授】（三）悉心研究，合理推论
1．设疑：要有足够大的速率，能够使抛出的物体成为人造卫星，这么这个速率多大呢？
出示标题二：宇宙速率（导向第二个研究内容。）
2．讲义出示探究内容和已知条件：
已知月球和人造卫星质量分别为M和m，卫星到地心的距离为r,求卫星绕月球做圆周运动的速率v。
3．设疑：解题的思路和方式是哪些？
（班主任指出中学生不急于解题，先认清已知条件，找出解题思路，引导中学生自己得出：应当用人造卫星围绕月球做圆周运动的向心力由月球的万有引力提供来求解。）
4．推论卫星运行速率公式：
按照万有引力和圆周运动规律，引导中学生剖析、研究，并自己独立求出卫星运行速率
（请两名中学生上黑板推论。班主任在中学生中观察指导答疑，并就黑板上中学生的推论过程引导全班朋友进行评价，然后讲义重现推论过程，帮助全体中学生达标。）
5．引导中学生对公式进行剖析:
设疑：不同的人造月球卫星，其线速率大小、角速率大小、周期与哪些诱因有关？有哪些样的关系？
中学生思索讨论交流得出推论，并在教案上出示：
不同的人造月球卫星，其线速率大小、角速率大小、周期均与轨道直径r有关。人造卫星离地面越高，卫星环绕月球运动的线速率、角速率越小，周期T越大。
师生共同合作，利用讲义，代入数据，得出第一宇宙速率v1=7.9km/s。并简略说明其意义。（v1=7.9km/s是人造卫星在地面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率，叫第一宇宙速率。）
设疑：①将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易？为何？
②所须要的发射速率，哪一个更大？为何?
③在低轨道和高轨道运行的两颗月球卫星哪一个运行速率大？
引导中学生从做功的角度，结合卫星的运行速率公式，思索剖析：
当卫星的轨道直径越大时，卫星绕月球的运行速率越小，送入轨道须要消耗的能量越多，卫星发射时越难，发射速率必须越大，由此我们可以得出要将人造卫星送入轨道发射速率必须小于多少？
中学生剖析得出v≥7.9km/s
6．阅读了解，独立思索：
中学生通过阅读，了解卫星的运行速率小于第一宇宙速率的三种可能。并由班主任引导得出第二、第三宇宙速率。
①课件展示第二、第三宇宙速率的值及含意。
②课件动态展示在第一宇宙速率及在此基础上卫星发射速率不断减小的过程中，运动轨迹由围绕月球运动的圆周→椭圆→偏心率渐渐变小的椭圆→挣脱月球引力围绕太阳运动→飞出太阳系的变化过程。
活动4【活动】（四）联系实际，促使迁移
1．释疑（前后呼应）：从牛顿提出设想到第一颗人造卫星上天，长达近三百年，这是为何？（中学生交流、讨论:当时技术落后，不能达到。班主任肯定中学生回答的正确性。）
2．世界航天史和中国航天史（讲义动态展示）：先进行自动播放（按键在月历一侧），播放完一遍后，再将动漫设定为手动播放。播放过程中可要求中学生注意我国在民航、航天领域所取得的一些巨大成绩，同时也应实事求是地看见目前我国与传统航天大国俄罗斯、俄罗斯之间仍存在较大的差距，因而进一步迸发中学生学习科学，热爱科学的激情。）
活动5【练习】（五）练习反馈，拓展延展
例题1：“2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船在兰州卫星发射中心成功发射，把我国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕月球飞行14圈后，于10月16日六时23分安全降落在宁夏主着陆场。”根据以上消息，近似地把飞船从发射到降落的全部运动看作绕月球的匀速圆周运动，试计算神舟五号绕月球飞行时距地面的高度（已知月球的质量为M=6.0×，月球的直径R=6.4×103km）。
1．中学生独立思索，估算周期T的大小并推导入高度与月球质量、半径、周期等化学量之间的关系公式，代入相关数据进行估算得到结果。
2．班主任检测，之后师生共同评价、指出问题。使中学生学因而用，把握正确的解题思路和技巧。
例题2：借助所学知识，推论第一宇宙速率另一表达式v1=。
请两名中学生上黑板推论。班主任在中学生中观察指导答疑，并就黑板上中学生的推论过程引导全班朋友进行评价，然后讲义重现推论过程，帮助全体中学生达标。
活动6【活动】（六）情感激励，课外探究
1．班主任结束语：
广袤的宇宙如同一座丰富的宝藏，吸引着人类的眼神，激励人们去探求其博大和神秘。目前，开发太空资源，开创空间产业，实现太空居住，已渐渐成为航天活动的主曲调。您想了解更多的航天知识吗？想在航天方面发挥自己的能力吗？请阅读相关书目，上网搜集有关航天科学知识。只要我们努力学习，就一定能实现自己的理想。
2．课外探究参考题：
①人造卫星的种类和资料。
②同步卫星的含意及特性。
活动7【活动】（七）布置作业
1．阅读了解书上P110的阅读材料“黑洞”
2．P110—、6、7
活动8【活动】（八）板书设计
Tags：宇宙,航行,优秀,教学设计,内容