高中物理《人造卫星宇宙速度》教案教科版解析

高中物理《人造卫星宇宙速度》教案教科版解析（精选8篇）

高中物理《人造卫星宇宙速度》教案教科版解析 第1篇

人造卫星 宇宙速度

教学目的:

1．了解人造卫星的有关知识

2．掌握第一宇宙速度的推导。了解第二、第三宇宙速度的意义。教学重点：第一宇宙速度的推导 教学难点：发射速度与环绕速度的区别 教学方法:启发、讲授 教学过程： 一 导入新课

1．问：在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？

学生：它们的落地点不同，速度越大，落地点离山脚越远.因为在同一座高山上抛出，它们在空中运动的时间相同，速度大的水平位移大，所以落地点也较远。

教师：假设被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何呢？ 学生进行猜想。

教师总结，并用多媒体模拟。

如果地面上空有一个相对于地面静止的物体，它只受重力的作用，那么它就做自由落体运动，如果物体在空中具有一定的初速度，且初速度的方向与重力的方向垂直，那么它将做平抛运动，牛顿曾设想过：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也一次比一次离山脚远，如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。1970年4月24日,我国发射了第一颗人造地球卫星, 到现在我国已发射了多颗人造地球卫星。1975年,我国就掌握了使卫星返回地面的回收技术,成为世界上第三个掌握这种先进技术的国家。1984年4月8日, 我国发射了一颗试验通讯卫星, 把卫星准确地运送到指定位置的同步轨道上。这是一个难度非常大的多维控制问题.同步卫星的定点成功, 标志着我国在运载火箭和卫星技术方面已加入世界先进行列。近几年,我国一直利用火箭为其它国家发射卫星。这节课我们来学习人造地球卫星的基本知识。

2．人造卫星的分类

a．轨道分类：同步卫星、极地卫星、任一轨道卫星。

b．用途分类：通讯卫星、军事卫星、气象卫星等等。3．同步卫星

1．轨道；一定在赤道上空。

2．必须有一定的高度、周期、线速度、角速度。（为什么？）

3．引入：那么人造卫星的轨道半径和它的运动速率之间有什么关系呢？本节课我们就来学习这个问题。

二 新课教学

（一）宇宙速度

1．设一颗人造卫星沿圆形轨道绕地球运转。

①教师：卫星绕地球运转的向心力由什么力提供？

学生：由卫星所受地球的万有引力来提供。

②据上述关系你能得到什么表达式？

学生：＝mr

③所以我们得到,T=2л

教师：在公式中，M为地球质量，G为引力恒量，r为卫星轨道半径。此式为卫星绕地球正常运转的线速度(环绕速度)和运行周期表达式。

2．讨论v、T与r之间的关系：

学生：由于GM一定，r越小，线速度v越大，反之，r越大，v越小.即：r↑→v↓ 同理：r↑→T↑,对于人造卫星vmax=7.9km/s,Tmin=84.4min

教师：由此我们得到：距地面越高的卫星运转速率越小。那么，是向高轨道发射困难，还是向低轨道发射卫星困难呢？

学生：向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球对它的引力做更多的功。

3．对于靠近地面运行的人造卫星，求解它绕地球的速率

对于靠近地面运行的人造卫星，可以认为此时的r近似等于地球的半径R，则

或者：mg=mv/r v

2==7.9km/s

教师：这个速度就是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，叫第一宇宙速度。

4．讨论：

①第一宇宙速度是卫星绕地球的最大速度，为什么？

②为什么说第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度

学生讨论后，教师总结：

第一宇宙速度v=7.9km/s可理解成：

(1)是发射卫星进入最低轨道所必须具有的最小速度。

(2)是卫星进入轨道正常运转的最大环绕速度，即所有卫星的环绕速度均小于7.9km/s。

过渡：如果卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,此时卫星的运行轨道又如何呢？

5．教师讲解，并用多媒体模拟：

①当人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它绕地球运动的轨迹就不是圆形，而是椭圆。

②当卫星从地面飞出时的速度大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，为太阳的行星这个速度叫做第二宇宙速度，也叫脱离速度。

③当卫星从地面上飞出时的速度大于或等于16.7km/s,则能脱离太阳的束缚，进入太阳系以外的宇宙空间中去，这个速度叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度。

（二）地球同步卫星

下面我们再来研究一种卫星──同步通信卫星。这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的速度相同，所以从地面上看，它总在某地的正上方，因此叫同步卫星。这种卫星一般用于通讯，又叫同步通讯卫星。我们平时看电视实况转播时总听到解说员所说的太平洋上空或印度洋上空的卫星都是通讯卫星，在北京上空有没有同步卫星呢？同步卫星有何特点呢？ 若在北纬或南纬某地上空真有一颗同步卫星，那么这颗卫星轨道平面的中心应是地轴上的某点，而不是地心，其需要的向心力也指向这一点。而地球所能够提供的引力只能指向地心，所以北纬或南纬某地上空是不可能有同步卫星的。另外由于同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以此卫星离地球的距离只能是一个定值。换句话说，所有地球的同步卫星只能分布在赤道正上方的一条圆弧上，而为了卫星之间不相互干扰，大约3度角左右才能放置一颗卫星，地球的同步通讯卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。(让学生推导同步卫星的高度)。

同步通讯卫星的特点：1．在赤道平面内。2．与地球自转方向相同。3．高度一定。值得说明的是：卫星在发射的过程中处于超重状态，和在升降机中相同。卫星进入轨道，在正常运行的过程中，卫星中的物体处于完全失重状态，凡是工作原理与重力有关的仪器（天平，水银气压计）在卫星中都不能正常使用，凡是与重力有关的实验都无法进行。地球同步卫星是指运转周期与地球自转周期相同，与地球同步转动，相对于地面上某一点始终保持静止的人造卫星。有一下特点：

（1）周期、角速度与地球相同，即T＝24h（2）轨道确定。因为ω、T与地球相同，又在做匀速圆周运动，所以只能在赤道面上与地球自转同步，所有地球同步卫星的轨道均在赤道平面内，且离地面的高度和环绕速度相同。

三 巩固练习

1．发射一个用来转播电视节目的同步卫星，应使它与地面相对静止，已知地球半径为6400km,问此卫星应发射到什么高度？（h=-R=3.59χ104km）

2．宇航员坐在人造卫星里，试说明卫星在发射过程中人为什么会产生超重现象？当卫星绕地球做匀速圆周运动时又为什么会产生完全失重现象？

3．在环绕地球运行的宇宙飞船的实验舱内，下面几项实验中可以正常进行的是（CD）

A．用天平称物体的质量

B．同弹簧秤称物体的重力

C．上紧闹钟上的发条

D．用体温表测宇航员的体温

4.关于第一宇宙速度，下面说法正确的是(BC)A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度

B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度

C．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度

D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度

5．某行星的卫星，在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量是(D)A．行星的半径

B．卫星的半径

C．卫星运行的线速度

D．卫星运行的周期

6．关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中，正确的是(AB)A．如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力恒量，就可算出地球质量

B．两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的

C．原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可

D．一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小

高中物理《人造卫星宇宙速度》教案教科版解析 第2篇



一、教学三维目标 

（一）知识与技能



1、知道振动图像的物理含义。



2、知道简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线。

3、能根据图象知道振动的振幅、周期和频率。

（二）过程与方法



1、学会用图象法、列表法表示简谐运动位移随时间变化规律，提高运用工具解决物理问题的能力。



2、分析简谐运动图像所表示的位移，速度、加速度和回复力等物理量大小及方向变化的规律，培养抽象思维能力。

（三）情感态度与价值观



1、描绘简谐运动的图像，培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度。

2、从图像了解简谐运动的规律，培养学生分析问题的能力，以及审美能力（逐步认识客观存在着简洁美、对称美等）。

二、重点、难点、疑点及解决办法 

1、重点

（1）简谐运动图像的物理意义。（2）简谐运动图像的特点。

2、难点

（1）用描点法画出简谐运动的图像。（2）振动图像和振动轨迹的区别。

（3）由简谐运动图像比较各时刻的位移、速度、加速度和回复力的大小及方向。

3、疑点

能用正弦（或余弦）图像判定一个物体的振动是否是简谐运动。

4、解决办法

（1）通过对颗闪照相的分析，利用表格，通过作图比较，认识简谐运动的特点。（2）复习数学中的正弦（或余弦）图像知识；比较几种典型运动（匀速直线运动，匀加速、匀减速直线运动）的图像与简谐运动图像的区别。



三、课时安排 1课时



四、教具、学具准备

自制幻灯片、幻灯机（或多媒体课件）、音叉（带共鸣箱）（附小槌、灵敏话筒、示波器）。

五、学生活动设计



1、学生观看多媒体课件，观察振子的简谐运动情况及其频闪照片、位移一时间变化表格。



2、学生根据表格画出s-t图



3、学生分组讨论，确定振子在各时刻的位移、速度、回复力和加速度的方向。

六、教学步骤 ［导入新课］

提问



1、在匀速直线运动中，设开始计时的那一时刻位移为零，则运动的位移图像是一条什么线？（是一条过原点的直线）



2、在匀变速直线运动中，设开始计时的那一时刻位移为零，则运动的位移图像是一条什么线？ （根据s＝

at,运动的位移图像是一条过原点的抛物线）

2那么，简谐运动的位移图像是一条什么线？ ［新课教学］

多媒体课件（或幻灯）显示。观察气垫导轨上弹簧振子的振动情况，这是典型的简谐运动。

观察振子从离平衡位置最左侧20mm处向右运动的1/2周期内频闪照片，以及接下来1/2周期内的频门照片，已知频闪的频率为9.0Hz提问，相邻两次闪光的时间间隔t。是多少？

时间t0＝s＝0.11s 提问，频闪照片上记录下来什么？

（照片上记录下来每隔t0振子所在的位置）

取平衡位置的右方为正方向。根据频门照片上的读数，列出位移。随时间；变 化的表格，阅读课本P163的内容。

请同学独立作图，以纵轴表示位移X，横轴表示时间t，根据表格数据在坐标平面上一一描出各个点，并用平滑曲线将各点连接起来，看看究竟是一条什么线？ 简谐运动的位移图像是一条余弦（或正弦）曲线。

一、简谐运动的图像的物理意义

简谐运动的图像表示振子对平衡位置的位移随时间变化的规律，简称x-t图像。注意：不要把简谐运动的图像和振子运动的轨迹混为一谈，简谐运动的图像不是振子运动的轨迹。

例题设水平弹簧振子从平衡位置向正方向运动起开始计时。（1）画出历时一周期的振动图像。（2）在上述图像中标出图。



3、在上述图像中标出振子在上述时刻的速度方向。



4、在上述图像中标出振子在上述时刻的加速度方向。（上述各问可让同学讨论后回答）

（复合幻灯片展示，或多媒体课件展示）

从图像中可以得出的物理量有

①振幅

②振动的周期T

③某时刻振子的位移大小及方向

④某时刻振子的速度方向

⑤某时刻振子的加速度方向

二、简谐运动图像中正弦曲线和余弦曲线

图9-2中（甲）图表示振子从平衡位置向正向最大位移处运动。

（乙）图表示振子从正向最大位移处向平衡位置运动。

等时刻的位移矢量 3



甲

 乙

图9-2



三、振动图像的广泛应用 心电图、脑电图、地震图等。

（四）总结、扩展



1、简谐运动图像表示了做简谐运动质点的位移随时间变化的规律。是一条正弦（或余弦）函数图像，它不是质点运动的轨迹。



2、在简谐运动图像上可以知道振幅、周期的大小，可以判断位移X、速度v，加速度a、回复力F的方向，还可以比较其大小。



3、一切复杂的振动都不是简谐运动，但它们都可以看做是若于个振幅和频率不同的简谐运动的合运动。

演示：用发声的音叉通过示波器显示音叉振动的图像，反过来振动图像又可以判断物体的振动是否是简谐运动。

七、作业与思考 

（一）作业题



1、P167练习三：①②③ 

2、小聚焦本节练习

（二）思考题



1、如图所示的简谐运动中，物体在第1s内通过的路程是（）A、5cm B、10cm

C、15cm

D、20cm

2、做简谐运动的物体的位移—时间曲线如图所示，由图可知，t＝4s时物体的 A、速度为正的最大值，加速度的为零

B、速度为负的最大值，加速度为零

C、速度为零，加速度为正的最大值

D、速度为零，加速度为负的最大值

3、一物体沿x轴做简谐运动，振动图像如图所示，当t＝2s时，振动物体

A、向＋x方向运动，加速度有正的最大值

B、向－x方向运动，加速度有负的最大值

C、向＋x方向运动，速度有最大值

D、向－x方向运动，速度有最大值

4、图9-6为某原点振动图像，从图可知 A、第3秒内质点的位移是－5cm B、第2秒内和第3秒的动量方向相同 C、第2秒内回复力做正功 D、第2秒内的加速度在逐渐增加

（思考题答案：

1、B

2、D

3、D

4、AD）

八、板书设计



三、简谐运动的图像 

一、简谐运动图像的物理意义

简谐运动的图像表示振子对平衡位置的位移随时间变化的规律。从图像中可以了解到哪些物理量？ ①振幅 ②推动的周期T ③某时刻振子的位移大小及方向 ④某时刻振子的速度方向 ⑤某时刻振子的加速度方向



二、简谐运动图像中正弦曲线和余弦曲线的物理含义 

高中物理《人造卫星宇宙速度》教案教科版解析 第3篇

《探索历史的奥秘》是岳麓书社出版、符合我国普通高中课程标准并经全国中小学教材审定委员会2004年初审通过的岳麓版高中历史课程之一, 属于高中历史系列课程中的选修课程。笔者对该选修课程有如下几点粗浅认识。

一、该选修课程为学生进一步拓展历史学习的空间提供了一个平台

通过选修《探索历史的奥秘》, 可以使我们的学生在已有的历史脉络和整体历史框架的基础上能够各取所需, 分别深入思考人类政治文明、物质文明和精神文明的发展历程, 让他们学会在一个古今贯通、中外关联的大历史中观察政治史、经济史和文化史的进程, 观察它们在历史进程中的互动, 特别是当我们的学生对历史人物、历史上的改革、战争、民主思想、文化遗产等许多历史奥秘感兴趣时, 他们就可以通过选修本课程, 转换历史角度, 融入学生的成长经历和个人的切身体会, 深化他们对历史上政治、经济、文化发展的理解, 并对他们在增长个人智慧、提高自身修养、 深刻认识社会和形成积极向上、乐观进取的人生态度方面有所帮助。可以说《探索历史的奥秘》作为对必修课程的补充和延伸, 提供了一个拓展历史学习空间的平台, 在培养学生个人所特有的一种深厚的历史感、一种宽阔的历史视野和一种敏锐的历史洞察力等历史人文素养方面将起到重要的作用。

二、该选修课程突出了对学生进行历史问题探究的方法指导

该选修课程名为《探索历史的奥秘》, 笔者认为“奥秘”事实上就是历史上各种各样的未解问题。综观全书不难发现该选修课程注重历史问题探究的方法和指导内容的含量, 突出对学生进行历史问题探究的方法指导。以往的历史教科书由于受编写理念和编写体例的限制, 一贯重理论, 轻方法;重史实的陈述介绍, 对历史探究方面不够重视, 更勿庸提及对历史问题探究方法的介绍和指导了, 该选修课程在这方面做了有益的尝试并取得重大的突破。 如在该书的“导读”部分就如何才能更好的达到“揭示历史中的奥秘, 尽可能的把握曾经发生过的真实”的目的而专门提出了三点建议: (1) 研究历史问题首先必须采集史料; (2) 研究历史问题在采集史料的基础上必须进一步对历史史料进行鉴定、选取、整理; (3) 在做好以上两个工作的前提下, 还要有正确的观点和方法, 必须加强我们的知识素养和理论修养。以上三点为广大学生、特别是那些对历史感兴趣、又很想对某些历史问题进行探讨和研究, 但又苦于没有正确的方法指导而无从下手的学生提供一个基本的操作规程。紧接着的第一单元:《认识历史》部分又更为详细具体的对学生进行探究方法的介绍, 特别是第三课:“研究的过程” 部分向我们介绍了如下的探究方法:读史征信、二重证据法、跨学科研究。除此之外在每个单元、每一课都或多或少地介绍了与该单元主题、该课主题内容相关的历史探究方法。有的出现在课本的正文 (大字内容) 当中, 用简单的文字一笔带过;有的出现在对正文的补充 (小字内容) 当中;有的用注释的形式来介绍;有的则在“阅读与思考”、“活动建议”等板块里有所涉及。另外更为突出的是体现在课程中的“综合探究”部分, 如“尝试从文献中获取历史信息”、“调查身边的历史遗存”等就专门针对某一主题, 结合学生的认知水平系统、完整地介绍了探究的过程。这些浅显易懂、操作起来弹性大的方法便于学生掌握和实际动手操作。以上可以看出该课程在对学生进行历史探究的方法指导方面是非常重视的, 在有限的篇幅里尽量多的给学生介绍历史探究方法, 笔者将之视为一本切合学生实际、实用的历史问题探究方法方面的指导书, 从而实现了“学而能用、学而会用、学用结合”的目的。

三、该课程的整体历史感浓厚

笔者在这里所提的“历史感”并非指课程所包含的历史知识容量的多少, 而是说课程体现出来的历史气息和氛围, 让人第一眼看上去或第一次去翻阅它的时候所产生想读的那种感觉。首先这种历史气息与氛围体现在《探索历史的奥秘》的封面和封底。每一幅封面和封底的图片, 如造型奇特的青铜面具、青铜人立像、神秘的人面鱼纹盆和斑驳的甲骨文碎片等就已经给人无限的遐想, 它们都留给我们或多或少未解的问题, 体现出要人去“探索”的主旨。其次, 每个单元 (主题) 又有各自设计独特的单元封面。古铜的底色上若隐若现的历史典籍片断, 在单元主题之下单幅醒目的与主题关联的历史文物图片, 再加上点到为止、引人入胜、文字优美的单元主题概述和与主题关联的历史遗迹、遗址的图片构成了独特的单元封面, 一种悠远、古朴而又浓厚的历史人文气息扑面而来。再次课程选用大量的历史图片, 课文的插图丰富。笔者粗略浏览了全书, 除了少数几页没有插图外, 其他每页都配有少则一幅多则十余幅的彩色历史图片。这些历史图片种类繁多, 有出土的历史文物图片、历史人物插图、历史典籍书影、考古工作情景图、 历史遗迹、遗址实景图、想象图、复原图、示意图等, 有的还是在以往的历史课程中没有出现过的珍贵的图片资料。翔实的历史图片的应用起到图文并茂、相得益彰之效, 既加深了学生对历史的第一视觉感官认知, 又有助于激发他们的内在历史学习兴趣。最后, 该课程史料取材广泛、涉及的范围大, 古今中外的相关资料都有运用。编者根据主题的内容需要出发, 有针对性地选用相关资料。 史料多, 但并没有繁杂之感, 亦无堆砌罗列、牵强附会之嫌, 由于针对性强, 反而是自如其份、恰到好处。别出心裁的封面设计、翔实丰富的课本插图、精挑细选的历史资料, 再加上深入浅出的文字运用, 使得选修课程具有超乎想象的深厚历史感。

四、课程的科普特点突出

笔者认为此特点是该课程区别于以往历史课程的最大亮点。 通观全书, 与历史有关的特有名词、特定称谓, 这些学生难于理解但又是探究历史时不可或缺的学科名词, 如“金石学”、“铭文学”、 “返祖现象”、“含氟量测试的作用”、“考古学文化”、“图腾”、“史前史的教皇”等等。对这些名词、称谓编者进行的虽然只是简要地、 画龙点睛式地介绍和解释, 但所产生的效果却非常明显, 既降低了课程的整体难度, 拉近课程与学生之间的距离, 让学生对有关联的知识易于接受把握, 又丰富了学生的知识信息, 扩大学生的知识面。从这个角度看该教材的确可以看作是一部科普读物式的教科书。

五、该选修课程侧重于对学生进行解决历史问题的思维引导和训练

解决问题的过程就是一个探究的过程, 也是反映大脑思维正确与否的过程, 正确的思维方式是顺利解决历史问题的关键。因此对学生进行正确的引导和训练至关重要。该课程主要通过以下途径来实现对学生进行解决历史问题的思维引导和训练的。途径一:运用别人的研究范例、课后的巩固练习和专门的综合探究等方式阐明要解决历史问题就必须要先选好突破的角度、找好解决问题的切入点;途径二:编者在编写的过程中很好地贯彻了整体的历史观, 如在课程资源收集时兼顾古今中外、对问题的分析强调多角度、全方位的进行等。编者这么做是在为纠正过去在编写历史课程时过于注重知识体系的完整而造成人为割裂历史, 忽略历史间的联系以错误的方式进行尝试同时对学生进行解决历史问题的思维引导和训练。在他们把整体历史观运用于实际操作时, 比如对“人类起源的争论”、“世界文化多样性”这些过去争论不休的难题都有了解决之道, 得出了结论和共识。通过贯彻整体的历史观来让学生懂得在探究的过程中必须注意历史问题之间的纵向和横向联系、特别是历史间横向的联系。

六、使用该课程的两点建议

笔者认为学生可在完成必修课程的基础上, 在学有余力的前提下选修该课程。大致操作如下:

1.必修第一单元—《认识历史》

第一单元的内容主要是有关历史的常识和探究历史问题的方法的介绍, 这些看似简单的知识在必修课程中涉及不多, 但又是我们想深入探究历史问题时的入门之钥, 必不可少。因此在选修该课程时必须学习第一单元, 打好基础。

2.选修其余的2—6单元

教师可根据学生的情况 (如兴趣、爱好、特长、原有知识基础、 个性) , 或教师事先计划、或由学生自愿有选择的学习2—6单元。 主要目的在于考察学生能否结合每个单元主题、运用第一单元的知识和以往掌握的知识来解决问题。在实际操作过程中更多的是要培养学生的创新、协作精神和独立自主的探究学习能力。

高中物理《人造卫星宇宙速度》教案教科版解析 第4篇

关键词：人教版；高中物理；教科书；科学观

前言：科学观是指人类对科学本身的认识，科学观的内涵十分丰富，在基础科学教育中，主要反映为科学本质观和科学价值观，他们也是科学素养的核心成分之一。本文将从科学本质观和科学价值观两个角度，对高中物理新教材中的科学观进行详细阐述。

一、科学本质观

（一）科学知识的本质——暂时性与持久性并存

人类对科学知识的认识是一个渐进的过程，而且随着人类认识知识的增加，未知的事物也在增加，所以著名的物理学家增说过“人的知识越多就越会感觉到自己的无知”，人类对物理知识的认识是暂时性与持久性并存的。在新版本的物理教材中这一点体现的十分明显，在新版本的物理教材中，对物理知识的认定已经不是那种斩钉截铁的语气，而是要让学生认识到，物理知识永远敞开着进步的大门。当前学生学习的物理知识，只有在现代的人类认识条件下时正确的，并不意味着是永远正确的，新版本教材对物理科学知识的本质认识是十分深刻的，同时也是这样向学生展示的。

新版本教材的这种科学观，不仅能够帮助学生建立自己对科学技术的观念，让学生对物理科学有一个系统的、全面的认识，同时也解除了物理教学活动中教材对学生思想的束缚和视野的遮蔽，传统的物理教材告诉学生物理知识就是这样的，是亘古不变的、不容置疑的，所以学生在这种教育长期影响下，失去了对“权威”质疑的能力，在以后的生活中往往没有创新思维、缺乏创新能力，高中物理教材的这一科学观，也是响应了新课程标准对学生创新能力的要求。

（二）科学探索的本质——逻辑与想象的结合

物理学科是一个理性的学科，充斥在物理学科之中的思维方式也是理性的，但是在物理科学的探索道路上，光有理性是不行的，因为理性往往就意味着创造性的缺失，所以在物理学科的探索活动中，严密的逻辑和合理的想象是其本质。离开了合理的想象，严密的逻辑只是周而复始的计算；离开了严密的逻辑，想象也只能是空泛的白日梦，所以在物理学科的探索活动中，一定要将严谨的逻辑思维和合理的想象连结起来，只有这样才能促进学生物理知识应用能力的提升，只有这样才能提高学生的物理探索能力、物理创新能力[1]。

在新版本的物理教材中，逻辑与想象的结合体现的极为充分，物理教材不再仅仅重视学生的逻辑思维能力培养，而是对学生的合理想象给予同样的重视。

例如：在新教材的课后讨论环节中，“质子带正点，但质子却能聚合在一起构成原子核，根据你的推测，原因可能是什么”、“为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同？关于这个问题，你有什么猜想？”在新版教科书中这种新式问题的出现，展现出了对学生科学观培养的重视。

（三）科学事业的本质——科学与社会互动

物理知识作为一个系统性的知识体系，其之所以构建的如此庞大、复杂并不是由科学家孜孜不倦的钻研决定的，而是由社会经济发展的需求决定的，所以物理学科带有鲜明的社会实践性，是一个实践性极强的学科[2]。

在新版本的物理教材中，对物理知识的这一本质特点有详细的展示，在传统的物理知识教学活动中，物理知识往往会被当做单纯的知识而被教授，教师对物理知识的认识也仅仅停留在“获取高分的工具”上，所以在物理知识的教学活动中学生的主动性并不符合物理知识的实践性，新版本教材对物理知识实践性的强调，恰恰弥补了这一点[3]。

二、科学价值观

（一）科学的外在价值

物理科学是学生在未来社会实践中的主要武器，对这一件武器，要让学生对其有充分的认识，所以在新版本的物理教材中，对物理知识的两面性进行了详细的阐释，首先物理知识对社会经济建设是有着基础性的作用的，这不能否认，但是物理知识的发展和应用同时给人类带来的苦难也是不可否认的。

在新版本教材中对物理知识本身价值的介绍变得更多了，例如：在新版本的物理教材中让学生们讨论“交通工具的速度是不是越快越好？”，“原子弹的发明是利是弊？”这些问题的提出和讨论，让学生们充分的认识到，自己掌握的这件物理知识武器，是一把“双刃剑”，能够建设这个社会，也会造成负面的影响[4]。

（二）科学的内在价值

物理知识作为一种科学系统的知识，其在教学活动中的应用，不仅仅能够提高学生的物理知识素质，同时也能够极大的提升学生的综合素质。因为物理知识本身是一个非常严谨的科学体系，其内部的每一个知识和定理都是以特定的方式相互连结的，所以学生在学习物理知识的同时不仅能够满足自身对物理知识的好奇心，同时也能够极大的提升自己的逻辑思维能力、思维的缜密性，而这些素质是学生其它素质发展的基础，所以说人教版高中物理新教材中的科学观，是对学生综合素质的培养[5]。

结论：人教版新教科书的出版，不仅仅意味着教材内容和教材形式的转变，更大程度上是物理教材中科學观念的转变，这种转变是本质的转变，能够改变学生对物理知识和物理学科的认识，促进学生的物理知识应用能力和创新能力的提高。

参考文献：

[1]刘贺平. 人教版高中物理新课标教材的比较分析与调查研究[D].华中师范大学，2012.

[2]温晓雷. 中美高中物理教科书科学方法呈现方式的比较研究[D].陕西师范大学，2013.

[3]温博. 人教版高中物理教科书和英国A Level版教科书的比较研究[D].福建师范大学，2013.

[4]张燕梅. 我国30年来人教版高中生物教科书内容现代化的变迁研究[D].天津师范大学，2014.

[5]杨曼，李倩. 人教版高中物理教科书中的科学探究及其呈现方式[J]. 现代教育科学，2013，12：169-171+48.

高中物理《人造卫星宇宙速度》教案教科版解析 第5篇

教学目标

1、知识目标：

（1）知道什么是超重和失重．

（2）知道产生超重和失重的条件．

2、能力目标：观察能力、对知识的迁移能力

3、情感目标：培养学生学习兴趣，开阔视野． 教学重点：超重和失重的实质

教学难点：在超重和失重中有关对支持物的压力和对悬挂物的拉力的计算。

教学仪器：纸带、弹簧秤、钩码、体重计、塑料瓶、水、书本。教学过程：

一、引入新课

师：将一条纸带对折后下面挂上钩码，想一想只用一只手能不能把纸带拉断？

生：动手实验。

师：纸带既然能够承受钩码的重力，为什么迅速向上提时纸带会断？

用心

爱心

专心

生：钩码对纸带的拉力增大。

师：在弹簧秤下挂上钩码当它加速向上和加速向下运动时，观察弹簧秤的示数有什么变化？

生：弹簧秤向上加速运动时，示数变大；加速向下运动时示数变小。让一学生站到体重计上称体重。

师：当你站在体重计上下蹲时，观察到体重计的示数是怎样变化的？ 生：体重计的示数变小。

师：以上观察到的实验现象就是本节要探究的课题——超重与失重。板书：超重与失重

二、新课教学

学生试验：：在弹簧秤下挂上钩码,观察当它静止、缓缓上升、缓缓下降、突然上升和突然下降运动时，弹簧秤的示数有什么变化？

钩码运动状态 静止

缓缓上升

缓缓下降

突然上升

弹簧秤示数的变化

用心

爱心

专心

突然下降

师：围绕超重与失重，大家心中有什么疑问吗？阅读教材回答下列问题。1）什么是超重与失重？2）什么情况下会出现超重（失重）？3）为什么会出现超重（失重）？ 1 什么是超重与失重？

板书：超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重。

失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况称为失重。

师提问：在超重、失重现象中物体的实际重力变化了没有？ 生答：物体的m、g没有变化，则重力G不变。

师解答：物体的实际重力称为实重，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）称为视重。

总结：超重——视重大于实重的现象。失重——视重小于实重的现象。2 超重与失重的条件

学生在体重计上做实验，观察人在体重计上下蹲和站立过程中，体重计示数的变化。

用心

爱心

专心

学生汇报实验情况。下蹲过程

站起过程

结论：加速度方向向上，出现超重现象；加速度方向向下，出现失重现象

师：加速度为零，情况怎么样？ 生：既不超重也不失重，视重与实重相等。3 超重（失重）产生的原因

以弹簧秤挂钩码加速上升为例对物体受力分析 师：你能否用牛顿第二定律写出拉力的表达式？ 生：F-G=ma F=G+ma=mg+ma F〉G 师：拉力F与钩码对弹簧秤的拉力F、有什么关系？

生：根据牛顿第三定律，F与F、是作用力与反作用力。大小相等，方向相反。

结论：超重：当物体存在向上的加速度时，它对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物重。

用心

爱心

专心

以弹簧秤挂钩码加速下降为例对物体受力分析 生：G-F =ma F=G-ma=mg-ma F〈G 结论：失重：当物体存在向下的加速度时，它对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物重。学生游戏：

1、让下端扎有小孔的盛有水的塑料瓶子下落时，站在旁边的同学身上会不会被淋湿？

2、两本交叉相叠的书本怎么样才能轻易拉开？ 师：体重计（弹簧秤的示数）能不能为零？ 生：当a=g时，F=0。

师：视重为零的现象称为完全失重。

三、课堂练习：

1）、根据下面对话，完成以下填空：

记者：在“神舟”五号飞船发射和运行过程中，你感觉怎样？

杨利伟：飞船发射时，感觉（）感比较强，最大达到5G，船箭分离时，我感觉有一种忽然腾空的感觉，这时又进入了（）状态。

用心

爱心

专心

记者：飞船成功着陆时你的感觉怎样？

杨利伟：飞船降落伞打开后船体晃动得较历害，„„当时有很强的（）感，仪器显示有3至4G的载荷。

2）、升降机以0.5m/s2的加速度匀加速上升,站在升降机中的人的质量是50 kg,则人对升降机地板的压力是多大? 扩展：

（1）本题中人出现了什么现象？．

（2）其它条件不变，若升降机是减速下降呢？人对升降机地板的压力又是多大?（3）其它条件不变，若升降机是加速下降呢？结果又是怎样？人出现了什么现象？

（4）其它条件不变，若升降机是减速上升呢？结果又是怎样？人出现了什么现象？

（5）若想人对升降机地板的压力为零，则升降机应怎样运动？ 四、课堂小结

1、超重和失重是一种物理现象。

用心

爱心

专心

2、物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。规律：

超重状态 N > G a竖直向上

失重状态 N< G a竖直向下

超重还是失重由a决定，与v方向无关

五、作业：

1、在升降机中挂一个弹簧秤, 下吊一个小球, 如图（1）所示, 当升降机静止时, 弹簧伸长4cm.当升降机运动时弹簧伸长2cm, 若弹簧秤质量不计, 则升降机的运动情况可能是（）

A、以1 的加速度下降

B、以4.9的加速度减速上升

C、以1的加速度加速上升

D、以4.9的加速度加速下降

2、如图（2）所示，在原来匀速运动的升降机的水平地板上放一物体，受到一个伸长的弹簧的拉力作用，但仍能保持与升降机相对静止．现突然发现物体被弹簧拉动，则判定升降机的运动状态可能是（）

用心

爱心

专心

A、加速上升 B、加速下降

C、减速上升 D、减速下降

3、质量为60kg的人站在电梯内的台秤上，电梯从静止开始运动，台秤上的人注意到开始3s内台秤示数为528N，接着8s内台秤的示数为588N，最后台秤示数增大到678N，直到静止时台秤又恢复到588N，试问电梯是上升还是下降？升降的总高度是多少？

4、以学习小组为单位，设计1至2个超重（失重）现象的小实验。并解释其原理。

答案：

1、BD．

2、BC． 3、31.5m．

用心

爱心

第二册人造卫星宇宙速度物理教案 第6篇

2． 知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。

3． 培养学生自学和应用网络资源的能力。

4． 理解科学技术与社会的互动关系，培养学生科学的民主意识。

重点难点：

第一宇宙速度的推导

教学方法：

讲授、讨论并辅以多媒体演示及网络环境下的自学等多种形式的教学方法。体现STS教育和综合化的思路，有效合理地应用各种教育教学手段，丰富学生的学习方式，优化教学过程。

教学器材：

网络设备及相应的教学软件。

教学过程：

●引入新课

在科学技术欠发达的古代，“嫦娥奔月”只能是美丽的传说。

1957年10月4日，前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，从而开创人类的航天新纪元；1961年4月12日，前苏联成功地发射了第一艘“东方号”载人飞船，尤里·加加林成为人类第一位航天员，揭开了人类进入太空的序幕；1969年7月20日，美国航天员阿姆特朗和奥尔德林驾驶“阿波罗”11号飞船的登陆舱降落在月球赤道附近的静海区，首次实现了人类登上月球的理想……

人类进入了航天时代。这节课我们就来学习人造地球卫星方面的基本知识。

【板书】6.5 人造卫星 宇宙速度

●新课讲授

离地面一定高度的物体以一定的初速度水平射出，由于重力作用，物体将做平抛运动即最终要落回地面。但如果射出的速度增加，会发生什么情况呢？

【板书】

一、人造地球卫星

演示牛顿设想原理图。由于抛出速度不同，物体的落点也不同。当抛出速度达到一定大小，物体就不会落回地面，而是在引力作用下绕地球旋转，成为绕地球运动的人造卫星。

那么，速度多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的卫星呢？

【板书】

二、宇宙速度

下面讨论人造卫星绕地球运动的速度。假如地球和人造卫星的质量分别为M 和m，卫星的轨道半径和线速度分别为r和v，根据万有引力提供向心力可知：

由此解出： v=

对于近地人造卫星，卫星的运转半径约等于地球半径R，可求出：v=

将引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2和地球质量M=5.89×1024kg及地球半径R=6.37×106m代入上式，可求得v1=7.9km/s。这就是卫星绕地面附近作圆周运动所需的速度，叫第一宇宙速度，也称环绕速度。

【板书】 1.第一宇宙速度(环绕速度)v1=7.9km/s

请学生根据所学的知识，推导第一宇宙速度的另一种表达式：v1=

推导：地面附近重力提供向心力：

即 mg= 所以 v=

将R=6.37×106m, g=9.8m/s2代入，求出第一宇宙速度仍为7.9km/s。

如果人造地球卫星进入轨道的水平速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的轨道就不是圆，而是椭圆。当物体的速度等于或大于11.2km/s时，物体就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造卫星。所以，11.2km/s 是卫星脱离地球的速度，这个速度叫作第二宇宙速度，也称脱离速度。

【板书】 2.第二宇宙速度（脱离速度）v2=11.2km/s

达到第二宇宙速度的物体还受太阳引力的束缚，要想使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，必须使它的速度等于或大于16.7km/s，这个速度叫作第三宇宙速度，也称逃逸速度。

【板书】 3.第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7km/s

人造地球卫星的种类很多，有一种特别的卫星叫地球同步卫星。

【板书】

三、地球同步卫星

地球同步卫星是指其公转周期和地球自转的周期相等的卫星。地球同步卫星有几个明显的特点：（演示课件）

【板书】 特点：

周期一定--23小时56分4秒

方位一定--赤道上空

高度一定--3.6×107m

人造地球卫星有广泛的应用。例如，靠人工进行资源调查，速度慢、效率低，调查和开发一个矿藏一般需要十几年的时间。现在利用人造卫星进行调查，它一天绕地球转十几圈，在高空拍下卫星照片，回收下来，可以大面积了解全局，效率大大提高。例如，对北京以北十六万平方公里地区的一次卫星勘察，就找到七个成矿预测区。

电视教育是培养人才的一种手段。但是电视靠中继站转播，每隔50km就要建一个中继站，这要耗费大量的人力、物力。如果利用卫星传播，象我们这样幅员辽阔的国家，只要一颗同步通信卫星，边远地区也可以收看首都的电视节目。1984年4月我国发射的试验通信卫星为我国通信事业的现代化开拓了极为广阔的前景。1986年10月我国开始利用通信卫星进行电视教育广播。

下面就请同学们利用网络资源，上网查找有关人造卫星和航天方面的资料，增加对这方面知识的了解。并围绕以下问题进行信息检索：

1.能否发射一颗相对静止在北京上空的通信卫星？

2.了解我国人造地球卫星的发展状况。

3.了解人造卫星的种类。

（学生上网）

● 巩固练习

1.一颗在圆形轨道上运行的人造地球卫星，轨道半径为r，它的线速度大小为v，问:当卫星的轨道半径增大到2r 时，它的线速度是多大？重力变为原来的多少倍？

2.天文台测得一颗卫星沿半径为R的圆形轨道绕某行星转动，周期为T，求卫星的向心加速度和行星的质量。

● 在线测试

做网页上的试题，并可现场给出分数。

● 作业

1.复习本节课文及阅读有关黑洞的知识。

2.思考课本练习二第（4）、（5）、（6）题。

3.练习二第（1）、（2）、（7）题做在练习本上。

说 明：

1.本节教材从万有引力提供向心力为出发点，讲述了人造卫星的运行原理，推导了第一宇宙速度，了解了三个宇宙速度的含义。

高中物理《人造卫星宇宙速度》教案教科版解析 第7篇

教学目的：

1．知道亚里士多德、伽利略等对力和运动的关系的不同认识，了解伽利略的理想实验及其推理和结论，认识理想实验是科学研究的重要方法；

2．理解牛顿第一定律的内容和意义；

3．掌握惯性的概念，会应用惯性解释自然现象； 4．通过问题的分析和研究感悟科学研究的方法和规律。重点难点：牛顿第一定律的理解和应用

教材处理：将教材第一节部分内容渗透到牛顿运动第一定律的教学过程中，并且在本章的教学过程中不断渗透其思想方法，通过不断深入的理性思维引导，提升感悟认识。

课型：规律建立课

教学方法：以讲授为主，调动学生观察与思维体验 手段：利用手边的钥匙做演示实验，多媒体辅助教学 教学过程

• 情景引入：提供虚设报道 据悉：“2000年7月25日，协和号客机班机AF4590在跑到上起飞，速度达到328km/h时，机长得知飞机机翼起火，紧急制动,飞机立即停止运动.”

（在运动规律的研究中已经利用协和号客机有关信息，本课再次利用此材料，从另一个角度引起学生关注与思考）。

学生表示强烈反对，并且纷纷提出惯性问题。

师生回顾实际情景——多媒体视频：

协和号客机班机AF4590在法国戴高乐机场进行起飞，奔驰了约2000米、速度达到328km/h时，轮子压上美国大陆航空的DC-10脱落的小铁条，飞机机翼起火，如果停止起飞过程需要冲出约3000米长的距离（此结论在第一章学习过程中由学生推论而得到过），机长拉起飞机，两分钟后飞机坠毁。

学生和老师一起再次经历心灵的震撼。

教师肯定学生们有关惯性的说法——惯性致使飞机不能立即停止运动？同时提出问题：假如有足够长的跑道，在3000米长的距离上有没有力强迫飞机向前奔驰？

学生的结论出现分歧，有同学提出有冲力，教师不急于表态。在后面的问题研究过程中希望学生可以自我感悟认识问题。

教师演示实验，学生观察实验——引导学生体会、思考力与运动的关系：

使一串钥匙：竖直上抛、使其摆动、使其圆周运动，提出思考问题：为什么小球的运动过程不一样？ 学生观察后绝大多数答案：小球受力情况不同。

教师变换条件，演示实验，学生观察实验——引导学生思考，感悟力不是决定具体运动形式唯一因素。

使同一串钥匙落体、上抛、平抛、斜抛 问题：小球受力情况是否相同？ 答案：均只受重力

问题：为什么小球的运动过程不一样？

学生对比两次实验，深刻思考反思，有学生说到有惯性！

教师肯定，并且强调初始状态不同。

教师引出新课题： 运动学（kinematics）

——只研究物体怎样运用而不涉及运用与力的关系的理论； 动力学(dynamics)——研究运动和力的关系的理论。

教师调动学生： 让我们走进牛顿的世界

“大自然和他的规律深藏在黑夜里

上帝说让牛顿出世吧

于是一切就都在光明之中”

——牛顿的墓志铭

第三章 牛顿运动定律之牛顿第定律

牛顿定律——整个动力学的基础

教师讲解：一个基本问题，几千年来，因为它太复杂而含混不清，这就是运动问题。探究问题：物体运动的原因究竟是什么？

人们的直觉经验：力是维持运动的原因

古希腊的哲学家亚里士多德（公元前384－322年）：

——“一切运动的物体必定受某物的驱动”，外力是物体产生并维持运动的原因

古希腊的哲学家亚里士多德所著《物理学》一书中认为：机械运动有自然运动和机械运动，如马拉车行驶，奴隶曳船行驶，这些运动必须要劳动者，即运动必须有外力维持，否则就归于静止。他认为“一切运动的物体必定受某物的驱动”。千百年来人们都相信亚里士多德的说法：外力是物体产生并维持运动的原因。

强调亚里士多德分析与认识问题的方法：根据对现象的观察、直觉推理得到结论。

一

提出思考问题：你是否同意亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因，速度本身标志着是否有力作用在物体上？

同学已经有足够的经验、知识、说“不”！

一、伽利略——理想实验的魅力

回顾问题：关于力，伽利略断言了什么？

伽利略认为将人们引入歧途的是摩擦力的存在。

提出假设请学生想象与思考，假如没有了摩擦会怎么样？

教师随手演示，仍然使一串钥匙摆动，观察其经历——几乎摆上初始高度。或许就是这样的观察经验，使伽利略设想了理想实验。

斜面实验——课件模拟。

引导观察和思考，伽利略理想实验经验与推论：理想条件下，小球可以达到原来等高位置；倾角越小，会运动得更远；

假如水平，小球将永远运动。

设小球释放的高度不同，在水平面上的速度不同，但是没有使物体减速的原因，物体会保持达到最低点的状态（速度）运动。

推论：力不是维持运动的原因（不是维持速度的原因），而是改变物体的运动状态（改变速度）的原因。

视频：沙弧球——在摩擦作用非常弱时，沙弧球运动距离被极大地放大了。为伽利略——理想实验推论提供体验性支持。

视频：保龄球以强烈的势头冲向目标——多次重复，请学生寻找冲力？同时对前面协和号问题得到统一认识——运动不需要力维持

引导总结“伽利略与亚里士多德观点的分歧在什么地方”？

笛卡儿：除非物体受到外力的作用，物体将永远保持静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只是保持在直线上运动。

他认为这应该作为一个原理加以确立，并且使人类整个自然观的基础。

二、牛顿第一定律（Newton first law of motion）

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态

引导对第一定律的深刻析、讨论： 如何理解“一切物体”？

不论物态如何、不论状态如何、不论什么位置——一反几千年束缚人们思想概念的教会观点——天上与地面的物体遵从不同的规律。

“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”

——肯定了力的真正作用——改变物体的运动状态，而不是维持物体的运动状态。强调：物体运动状态变化的特征表现是什么？

“位置”和“速度”是描述物体运动状态的物理量，物体运动状态的变化主要表现为速度的变化

“总保持匀速直线运动状态或静止状态”强调物体具有保持匀速直线运动状态或静止状

态的性质——惯性

惯性（inertia）：物体保持匀速直线运动状态或静止状态性质

物体本身的本能。

自然界是非常“懒惰”的，本性——希望保持运动状态不变，保持运动状态不变是物体与生据来的一种本能。

问题思考：企图保持不变，是不是不能变化？

否！

物体具有保持原来运动状态不变的本领——惯性——本能；歧途不变，能不能不变取决于是否有力迫使其改变。

问题深入：所有物体均具有惯性，是否所有物体保持原来状态不变的本领相同？

不同的物体保持原来运动状态不变的本领不同，而迫使不同的物体改变状态需要复出的努力是不同的——惯性大小不同，是什么使得惯性大小不同？

深入分析与思考：研究物体的惯性大小与什么有关？ 学生提出速度、重力、密度、光滑等因素。

教师引导，理性思维研究分析：

关于速度，引导逆向思辨

——可否认为我现在速度为零，惯性为零？

——可否认为我乘坐动车组飞奔着惯性增加？可否认为我对面乘客惯性为零？

学生深层次思考讨论。

统一认识：惯性既然是物体本身的属性就应该与外界条件、外界作用是否有、大小、速度大小没有关系。

速度具有相对性，相对于不同参照系，速度不同，而物体本身的属性应该与参照系的选择无关。

光滑——光滑是否没有惯性？

强调摩擦的作用。

重力——是否在太空中、卫星上没有惯性，能否以意念改变物体状态？ 视频——失重，强化理解。

密度——是物质的特性之一，惯性是否与密度相关？ ——比较冰和石头？

一冰山足可以撞坏太坦尼克号！

质量是物体惯性大小的量度——可以抽杀乒乓球、羽毛球，不可以抽杀铅球、保令球，撼树容易，撼山难。

这样的事例，使学生心灵感悟得到强化。

进一步：太坦尼克号已经发现了冰山，为什么躲闪不开？

协和号为什么难于改变运动状态？ 质量大，运动状态难于改变。

三、惯性与质量

质量是物体惯性大小的量度

质量(mass)m——标量

单位：千克 符号 kg

四、解释生活现象，问题讨论：

1、最便宜的旅行方式。

有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球自转，一昼夜就能环游世界，这个设想可行吗？ 答：因为地球上一切物体，（包括地球周围的大气）都随着地球一起运动，气球升空后，由于惯性，它仍保持原来随地球自转的速度，当忽略其他与地球有相对运动的作用而产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止状态，不可能相对地球绕行一周。

这就可以解释为什么地球自西向东转动，我们竖直上抛的物体还会落到原来的地方？而不是落在原位置的西边？

现实类比：观察视频——汽车上抛球：

在快速行进的汽车上，竖直抛出的物体会落回手里。

引申，思维体验：如地球突然停止转动，可能会发生什么问题？

2、既然任何物体都具有惯性，所以任何物体的运动状态都不能变化？

3、物体运动状态变化了，是不是就没有惯性了？ 注意：力改变的是状态而不是改变了惯性

总结：

牛顿第一定律——惯性定律——牛顿物理学的基石

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

意义：正确揭示了力和运动的关系；

定义了惯性概念：物体总保持匀速直线运动状态或静止状态性质。

关于“对力学所需的基本概念、基本假定、对物质运动的基本观点都作了界定”的问题，鉴于学生的理解能力有限，暂不说明。

注意：惯性不是力！

问题拓展：物体存在惯性是一件好事还是坏事？

设想，假如物体没有惯性世界会是什么样的？

惯性的利用和预防，课件 撞车

安全带视频，学生对惯性的感悟与体验再次得到强化，同时强化了安全意识。

认识拓展，问题：不受力作用的物体是不存在的，所以牛顿运动第一定律不能经过实验检验，那么惯性定律为什么还被认为是一客观规律？

引导认识：

1、不存在反例

2、近似条件——彗星运动

视频：沙弧球运动、气垫导轨实验

3、以其为理论依据得到的推论可以经过实践检验

4、建立在实际观察和理性思维上

教师展开：人类对于惯性的认识从亚里士多德到伽利略一直至牛顿，经历了2000多年无数个有名无名的科学家的探索才逐渐趋向完美，而其中对伽利略的用理想实验的思想方法给人以深刻的启迪。“一代代科学家探索自然界奥秘的努力，就像是读福尔摩斯一类的侦探小说。在好的侦探故事中，一些最明显的线索往往将读者引导到错误的猜疑上去，凭直觉的推理方法是靠不住的”。

——《物理学的进化》爱因斯坦、英费尔德

爱因斯坦对伽利略的贡献给予高度评价：“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。这个发现告送我们，根据直接观察所得出的直觉的结论，并不总是可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上取。——《物理学的进化》爱因斯坦、英费尔德

我国远在春秋战国的“墨经”上已有惯性的论述。在春秋战国末期的《考工论车舟人篇》中更有明确的记载：“劝登马力，马力既竟竭，犹能一取也。”意思是说：马拉车的时候，马虽然对车不再施力了，但车还能继续前进一段路，这显然是讲述一种惯性现象。

这段历史对每个学习物理并愿通向成功之路者是最好的借鉴。伽利略的科学研究方法：可靠事实+理论思维→理想实验

课后思考问题：第一定律建立的科学方法到底是什么？(在本章的教学中，不断的渗透科学方法教育)；

设计实验，证明气体和液体有惯性(第二讲，可以请学生展示他们的设计)； 亚里士多德到底是一个什么样的人？

如果你想了解有关亚里士多德和伽利略的更多内容可以到http://61.184.119.196:8012/gzpt/xkjx/g1wl/g1wl08/unit01/kzzl.htm查找

再本章结束时，要求学生写从亚里士多德到伽利略到牛顿的感想体会。作为本章测评的

一部分。

本课的设计思想是我多年所坚持的，经过多年的实践，并且不断完善，近年来引入了多媒体，提高了课程的体验与感染力。多年来，本课有学校内外，本学科及其他不同学科的很多老师听课，给以高度认同。

可以通过以下一组问题的判断，知识巩固并且检测教学效果 问题判断：

1、一切物体都具有惯性，直到有外力迫使其改变状态为止

错（力改变的是状态而不是改变了惯性）

2、运动越快的物体一定受到更大的力作用，力越大，物体的速度一定越大

错

3、由于任何物体都具有惯性，所以任何物体的运动状态都不会无故改变

对

4、不受外力作用时，物体的运动状态保持不变，是因为物体具有惯性

对

5、受力作用时，物体的运动状态变化，说明受力作用后物体不再具有惯性了

错

6、受力作用时物体的运动状态变化，要持续改变状态必须持续施加力，这是因为物体的惯性在起作用 对

7、在水平面上运动的物体，撤消动力后，最终会停止运动，这是因为物体不受作用力了

错

8、作用在物体上的力消失后物体的速度将会逐渐减小

错

9、力是改变物体运动状态的原因，物体的速度方向总与力的方向一致

错

10、只有静止和匀速运动的物体才具有惯性

错

11、如果不受重力（不考虑空气阻力），向上抛出的物体将会向上做匀速运动 对

12、力是产生加速度和速度的原因

错

13、跑得快的物体不容易停下来，是因为跑得快的物体惯性大

错

14、受重力大的物体，惯性大，物体在月球上受重力减小，其惯性减小

错

15、在宇宙中不受重力的物体，没有惯性

错

16、在卫星里的物体处于完全失重状态，这时物体的惯性消失

高中物理《人造卫星宇宙速度》教案教科版解析 第8篇

教学目标

一、知识目标

1.知道运用牛顿运动定律解题的方法 2.进一步学习对物体进行正确的受力分析

二、能力目标

1.培养学生分析问题和总结归纳的能力

2.培养学生运用所学知识解决实际问题的能力

三、德育目标

1.培养学生形成积极思维，解题规范的良好习惯 教学重点

应用牛顿运动定律解决的两类力学问题及这两类问题的基本方法 教学难点

应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法 教学方法

实例分析发 归纳法 讲练结合法 教学过程

一、导入新课

通过前面几节课的学习，我们已学习了牛顿运动定律，本节课我们就来学习怎样运用牛顿运动定律解决动力学问题。

二、新课教学

（一）、牛顿运动定律解答的两类问题

1.牛顿运动定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的受力情况和运动情况联系起来，由此用牛顿运动定律解决的问题可分为两类： a.已知物体的受力情况，确定物体的运动情况。b.已知物体的运动情况，求解物体的受力情况

2.用投影片概括用牛顿运动定律解决两类问题的基本思路

12svat02据Fma求得a据vtv0at已知物体的受力情况可求得s..v0..vt..t

22vv02astvtv0at1据sv0at222vv2t02asFma已知物体的运动情况求得a据求得物体的受力情况

3.总结

由上分析知，无论是哪种类型的题目，物体的加速度都是核心，是联结力和运动的桥梁。

（二）已知物体的受力情况，求解物体的 运动情况

例1.如图所示，质量m=2Kg的物体静止在光滑的水平地面上，0现对物体施加大小F=10N与水平方向夹角θ＝37的斜向上的拉力，使物体向右做匀加速直线运动。已知002sin37=0.6,cos37=0.8取g=10m/s，求物体5s末的速度及

用心

爱心

专心

5s内的位移。

问：a.本题属于那一类动力学问题？

（已知物体的受力情况，求解物体的运动情况）b.物体受到那些力的作用？这些力关系如何？

引导学生正确分析物体的受力情况，并画出物体受力示意图。c.判定物体应作什么运动？

（物体原来是静止的，初速度V0=0，在恒定的合力作用下产生恒定的加速度，所以物体作初速度为零的匀加速直线运动。）（1）引导学生正确写出本题的解题过程。

解：设向右为正方向，以物体为研究对象，物体受3个力，受力示意图如图所示。其中F1是力F沿水平方向的分力，F1Fcos10cos370N8N

小车由静止开始加速度前进，在此过程中： 水平方向：F合F18N 由牛顿第二定律：F合＝ma得

aF合m84m/s2 2第5s末的速度由运动学公式有： vtv0at45m/s20m/s 5s内的位移由运动学公式有：sv0t121at452m50m 22第5s末的速度为20m/s,5s内的位移为50m。

（2）归纳处理第一类问题的基本方法：（先有学生归纳，然后再进行总结）

a..对物体进行受力分析并画出示意图。

b..求出合力，利用牛顿第二定律求出物体的加速度。c..利用运动学公式确定物体的运动情况。【巩固练习】

如图所示，质量m=2Kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面的滑动摩擦因数μ＝0.25。现对物体施加大小F=10N0与水平方向夹角θ＝37的斜向上的拉力，使物体向右做匀

002加速直线运动。已知sin37=0.6,cos37=0.8取g=10m/s，求物体第5s末的速度及5s内的位移各为多少。

解：设向右为正方向，以物体为研究对象，对物体进行受力分析，如图，分别沿水平，竖直方向分解，据Fma有：

FcosFfma

据Fy0有

FNFsinmg0

据滑动摩擦力公式有：

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专心

FfFN

代入数据可得到a2.25m/s

第5s末的速度由运动学公式有： vtv0at2.255m/s12.25m/s 5s内的位移由运动学公式有：sv0t2121at2.2552m28.125m 22 总之：根据牛顿第二定律从物体得受力情况确定运动情况，在实际中有重要得应用。指挥宇宙飞船飞行得科学工作者，根据飞船得受力情况可以确定飞船在任意时刻得速度和位置。他们解决问题的思路和我们在前面讲的一样，只是计算很复杂，要用电子计算机才行。(三)已知物体的运动情况，确定物体的受力情况

例2．如图所示，质量m=2Kg的物体静止在光滑的水平地面

0上，现对物体施加与水平方向夹角θ＝37的斜向上的拉力F作用，使物体向右做匀加速直线运动。已知002sin37=0.6,cos37=0.8取g=10m/s，第5s末的速度为20m/s,求拉力F的大小。

问：a.本题属于那一类动力学问题？

（已知物体的运动情况，求解物体的受力情况）b.判定物体应作什么运动？

（物体原来是静止的，初速度V0=0，在恒定的合力作用下产生恒定的加速度，所以物体作初速度为零的匀加速直线运动。）

（1）引导学生正确写出本题的解题过程。

解：设向右为正方向，以物体为研究对象，物体受3个 力，受力示意图如图所示。

小车由静止开始加速度前进，在此过程中： 有vtatavt20m/s24m/s2 t5ma24N10N 0coscos37水平方向有：F合F1FcosmaF（2）归纳处理第二类问题的基本方法：（先有学生归纳，然后再进行总结）a..根据物体 的运动情况对物体运用运动学公式求出加速度。b.对物体进行受力分析并画出力的示意图。c.根据牛顿第二定律求出合力。

d.结合物体受力分析求出所求受力情况。【巩固练习】

如图所示，质量m=2Kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面的滑动摩擦因数μ＝0.25。现对物体施加与水平方向夹0角θ＝37的斜向上的拉力F的作用，使物体向右做匀加速直线运动。已知002sin37=0.6,cos37=0.8取g=10m/s，5s内的位移为28.125m，求力F的大小。

解：设向右为正方向，以物体为研究对象，用心

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对物体进行受力分析，如图，分别沿水平，竖直方向分解，据Fma有：

FcosFfma

据Fy0有

FNFsinmg0

据滑动摩擦力公式有：

FfFN

Fmamg

cossinv00122s sata22t

2s228.125mg20.2521022t5N10N 所以F00cossincos370.25sin37m延伸：

在实际问题中，常常需要从物体的运动情况来确定未知力，例如，知道了列车的运动情况，根据牛顿运动定律可以确定机车的牵引力。又如，根据天文观测知道了月球的运动情况，就可以知道地球对月球的引力。再如，牛顿从苹果落地联想到物体间相互作用的引力并进而发现了万有引力。思考：

如图所示，质量m=2Kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面的滑动摩擦因数μ＝0.25。现对物体施加与水平方向夹0角θ＝37的斜向上的拉力F的作用，使物体向右做匀加速直线运动，运动9s后撤去拉力，又经过10s物体刚好停止。已002知sin37=0.6,cos37=0.8取g=10m/s，求力F的大小。

三、小结

本节课我们主要学习了用加速度作为桥梁求解常见的两类动力学问题，以及处理斜面问题的一般方法：建立直角坐标系进行力的分解，求解有关物理量。这种方法也叫正交分解法。

四、板书设计

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牛顿运动定律情况已知受力情况，求运动求解两类问题情况已知运动情况，求受力分析方法： F合ma动力学公式合力F合加速度a运动情况s、v、t等受力分析Fxmax正交分解法：Fymay

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