學習目標:
1、理解質點的概念，知道它是一種科學抽象，知道實際物體在什麼條件下可看作質點，知道這種科學抽象是一種常用的研究方法。
2、知道參考系的概念和如何選擇參考系。
學習重點:
質點的概念。
主要內容:
一、機械運動
1、定義：物體相對於其他物體的位置變化，叫做機械運動，簡稱運動。
2、運動的絕對性和靜止的相對性：宇宙中的一切物體都在不停地運動，無論是巨大的天體，還是微小的原子、分子，都處在永恆的運動之中。運動是絕對的，靜止是相對的。
二、物體和質點
1、定義：用來代替物體的有質量的點。
①質點是用來代替物體的具有質量的點，因而其突出特點是“具有質量”和“佔有位置”，但沒有大小，它的質量就是它所代替的物體的質量。
②質點沒有體積，因而質點是不可能轉動的。任何轉動的物體在研究其自轉時都不可簡化為質點。
③質點不一定是很小的物體，很大的物體也可簡化為質點。同一個物體有時可以看作質點，有時又不能看作質點，要具體問題具體分析。
2．物體可以看成質點的條件：如果在研究的問題中，物體的形狀、大小及物體上各部分運動的差異是次要或不起作用的因素，就可以把物體看做一個質點。
3．突出主要因素，忽略次要因素，將實際問題簡化為物理模型，是研究物理學問題的基本思維方法之一，這種思維方法叫理想化方法。質點就是利用這種思維方法建立的一個理想化物理模型。
問題：
1．能否把物體看作質點，與物體的大小、形狀有關嗎？
2．研究一輛汽車在平直公路上的運動，能否把汽車看作質點？要研究這輛汽車車輪的轉動情況，能否把汽車看作質點？
3．原子核很小，可以把原子核看作質點嗎？
【例一】下列情況中的物體，哪些可以看成質點（）
A．研究繞地球飛行時的航天飛機。
B．研究汽車後輪上一點的運動情況的車輪。
C．研究從北京開往上海的一列火車。
D．研究在水平推力作用下沿水平地面運動的木箱。
課堂訓練：
1．下述情況中的物體，可視為質點的是（）
A．研究小孩沿滑梯下滑。
B．研究地球自轉運動的規律。
C．研究手榴彈被拋出後的運動軌跡。
D．研究人造地球衞星繞地球做圓周運動。
2、下列各種情況中，可以所研究對象（加點者）看作質點的是（ ）
A． 研究小木塊的翻倒過程。
B．研究從橋上通過的一列隊伍。
C．研究在水平推力作用下沿水平面運動的木箱。
D．汽車後輪，在研究牽引力來源的時。
三、參考系
1．定義：宇宙中的一切物體都處在永恆的運動之中，在描述一個物體的運動時，必須選擇另外的一個物體作為標準，這個被選來作為標準的物體叫做參考系。一個物體一旦被選做參考系就必須認為它是靜止的。
2．選擇不同的參考系來觀察同一個運動，得到的結果會有不同。
【例二】人坐在運動的火車中，以窗外樹木為參考系，人是_______的。以車廂為參考系，人是__________的。
3．參考系的選擇：描述一個物體的運動時，參考系可以任意選取，選取參考系時要考慮研究問題的方便，使之對運動的描述儘可能的簡單。在不説明參考系的情況下，通常應認為是以地面為參考系的。
4．絕對參考系和相對參考系：
【例三】對於參考系，下列説法正確的是（）
A．參考系必須選擇地面。
B．研究物體的運動，參考系選擇任意物體其運動情況是一樣的。
C．選擇不同的參考系，物體的運動情況可能不同。
D．研究物體的運動，必須選定參考系。
課堂訓練：
1．甲物體以乙物體為參考系是靜止的，甲物體以丙物體為參考系是運動的，那麼，以乙物體為參考系，丙物體是（ ）
A． 一定是靜止的。 B．一定是運動的。
C．有可能是靜止的或運動的 D．無法判斷。
2．關於機械運動和參照物，以下説法正確的有（）
A. 研究和描述一個物體的運動時，必須選定參照物。
B. 由於運動是絕對的，描述運動時，無需選定參照物。
C. 一定要選固定不動的物體為參照物。
D. 研究地面上物體的運動時，必須選地球為參照物。
一、預習目標
預習“光的干涉”，初步瞭解產生光的明顯干涉的條件以及出現明暗條紋的規律。
二、預習內容
1、請同學們回顧機械波的干涉現象 以及產生的條件 ；
2、對機械波而言，振動加強的點表明該點是兩列波的 ，該點的'位移隨時間 （填變化或者不變化）；振動減弱的點表明該點是兩列波的 ；
3、不僅機械波能發生干涉，電磁波等一切波都能發生干涉，所以光若是一種波，則光也應該能發生干涉
4、相干光源是指：
5、光的干涉現象：
6、光的干涉條件是：
7、楊氏實驗證明：
8、光屏上產生亮條紋的條件是
；光屏上產生暗條紋的條件是
9、光的干涉現象在日常生活中很少見的，這是為什麼？
三、提出疑惑
同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中
疑惑點 疑惑內容
課內探究學案
一、學習目標
1．説出什麼叫光的干涉
2．説出產生明顯干涉的條件
3．準確記憶產生明暗條紋的規律
學習重難點：產生明暗條紋規律的理解
二、學習過程
（一）光的干涉
探究一：回顧機械波的干涉
1．干涉條件：
2．干涉現象：
3、規律總結
探究二：光的干涉條件及出現明暗條紋的規律
1、光產生明顯干涉的條件是什麼？
2、產生明暗條紋時有何規律：
（1）兩列振動步調相同的光源：
（2）兩列振動步調正好相反的光源：
（三）課堂小結
（四）當堂檢測
1、在楊氏雙縫實驗中，如果 （ BD ）
A、用白光做光源，屏上將呈現黑白相間的條紋
B、用紅光做光源，屏上將呈現紅黑相間的條紋。
C、用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現彩色條紋
D、用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現間距不等的條紋。
2、20xx年諾貝爾物理學家將授予對激光研究做處傑出貢獻的三位科學家。如圖所示是研究激光相干性的雙縫干涉示意圖，擋板上有兩條狹縫S1、S2, 由S1和S2發出的兩列波到達屏上時會產生干涉條紋。已知入射激光波長為λ，屏上的P點到兩縫S1和S2的距離相等，如果把P處的亮條紋記做0號亮
條紋，由P向上數與0號亮紋相鄰的是1號亮紋，與
1號亮紋相鄰的亮紋為2號亮紋，設P1處的亮紋恰好
是10號亮紋，直線S1 P1的長度為r1, S2 P1的長度為
r2, 則r2－r1等於（ B ）
A、5λ B、10λ。 C、20λ D、40λ
課後練習與提高
1、在雙縫干涉實驗中，入射光的波長為λ，若雙縫處兩束光的振動情況恰好相同，在屏上距兩縫波程差d1= 地方出現明條紋；在屏上距兩縫波程差d2=
地方出現暗條紋；若雙縫處兩束光的振動情況恰好相反，在屏上距兩縫波程差d3= 地方出現明條紋；在屏上距兩縫波程差d4=
地方出現暗條紋 。
2、
用白光光源進行雙縫實驗，若用一個純紅色的濾光片遮蓋一條縫，用一個純藍色的濾光片遮蓋另一條縫，則
(A) 干涉條紋的寬度將發生改變．
(B) 產生紅光和藍光的兩套彩色干涉條紋．
(C) 干涉條紋的亮度將發生改變．
（D) 不產生干涉條紋 ［ D 】
3、雙縫干涉中屏幕E上的P點處是明條紋．若將縫S2蓋住，並在S1 S2連線的垂直平分面處放一高折射率介質反射面M，如圖所示，則此時 [ A ]
(A) P點處仍為明條紋．
(B) P點處為暗條紋．
(C) 不能確定P點處是明條紋還是暗條紋．
(D) 無干涉條紋．
【學習目標】
1、能熟練説出平拋運動的概念、性質、物體做平拋運動的條件
2、理解平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向自由落體運動
3、用分解的思想處理平拋運動問題，探究平拋運動的基本規律。
【重點難點】
重點：解決平拋運動問題的基本思路
難點：用分解的思想理解平拋運動
預習案
【使用説明及學法指導】
1、通讀教材，熟記本節基本概念、規律，然後完成問題導學中問題和預習自測。2、問題導學中 “處理平拋運動問題的基本思路”是本節內容的核心和基礎，是解決平拋運動問題的前提和關鍵，應重點理解和熟練把握。3、如有不能解決的問題，可再次查閲教材或其他參考書。4、記下預習中不能解決的問題，待課堂上與老師同學共同探究。5、限時15分鐘。
【問題導學】
1、什麼是平拋運動？
2、物體做平拋運動的條件是什麼？
3、什麼是勻變速運動？平拋運動是勻變速運動嗎？
4、處理平拋運動問題的基本思路：平拋運動可分解為水平方向的
和豎直方向的 。物體從O點開始平拋，t時間後到達P點。在圖中畫出t時間內位移S、t時刻的速度v如圖。把速度、位移沿x、y方向分解如上圖，則
水平方向分速度vx= ，水平方向分位移x = 。
豎直方向分速度vy= ， 豎直方向分位移y = 。
合速度公式V = ，其方向tanα = （α為v與水平方向夾角）；
合位移公式S = ，其方向tanβ = （α為v與水平方向夾角）。
一、設計理念
本教學設計是以世界咖啡會議模式為載體承載起高中物理的教學。著名的“World Cafe”（世界咖啡）會議模式就是不同專業背景、不同職務、不同部門的一羣人，針對數個主題，發表各自的見解，互相意見碰撞，激發出意想不到的創新點子。世界咖啡讓參與者進行深度的匯談，併產生更富於遠見的洞察力。
通過平拋運動的研究讓學生感受到實驗與理論相結合的物理學研究方法。
二、教材分析
平拋運動是曲線運動一章的重點，也是高中物理的重點，為選修3-1帶電粒子在電場中的類平拋運動的學習奠定基礎，它是一種最基本、最重要的曲線運動，是運動的合成和分解知識的第一次應用，是理解和掌握其它曲線運動的基礎。
平拋運動是一種典型的勻變速曲線運動，它體現了處理複雜的曲線運動的基本方法：先分解成幾個簡單的直線運動，再進行合成，從而理解運動的獨立性原理和疊加原理，並且會利用這種方法解決問題。本節的內容較簡單，得出結論也並不難，但是用運動的合成和分解分析問題的方法，是運動學中常用的一種重要的研究問題的方法，是本節課的一個重點。因此，在教學中應讓學生主動嘗試、直觀感受應用這種方法來解決平拋物體運動規律。這一學習過程的經歷，能激發學生探究未知問題的樂趣，領悟怎樣將複雜的問題化為簡單的問題，將未知問題化為已知問題。
三、學情分析
1、運動的合成與分解的理論知識學生已經學習。
2、學生已經學習了牛頓第二定律，勻速直線運動和自由落體運動的規律也已經掌握。
3、學生的動手能力較弱。
四、教學目標
1、知識與技能
①瞭解世界咖啡會議模式，能積極參與組內和組間的討論，學會分享和貢獻。
②知道什麼是拋體運動，知道拋體運動的性質，知道什麼是平拋運動，理解平拋運動的規律，知道平拋運動的軌跡是一條拋物線。
③能利用現有器材進行平拋運動的相關實驗並進行實驗的設計和改造。
2、過程與方法
①經歷參與世界咖啡會議模式的過程。
②通過實驗探究、理論探究，培養提高學生實驗、觀察、分析能力。
③滲透物理學研究方法的教育。體驗平拋運動的處理方法是運用運動的合成與分解化曲為直、化繁為簡。
3、情感態度與價值觀
①通過參與世界咖啡會議模式的過程，培養學生個體在羣體中交流和協作的能力，增強集體的凝聚力。
②體驗科學研究的趣味性，激發學生熱愛科學的情感。
五、教學重點
經歷科學研究過程，掌握平拋運動的研究方法和運動規律。
六、教學難點
使學生理解平拋運動是由水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體運動合成的，並歸納出其運動規律。
七、教學方法與手段
分組實驗法、探究法、討論法。
利用多媒體（見光盤）、導學案（見附錄Ⅰ）、平拋實驗教具（見包括自制教具附錄Ⅱ）
八、教學流程
教學環節教師活動學生活動設計意圖引入你有一個蘋果，我有一個蘋果，交換後每人只有一個蘋果；你有一種思想，我有一種思想，交換後每人就有兩種思想。今天，我們大家齊聚在這裏，如果針對某個主題進行思維的碰撞，一定會激發出意想不到的創新點子。本節課我們就想以著名的世界咖啡會議模式為載體來探究一個物理問題。首先，讓我們瞭解一下什麼是世界咖啡？著名的“World Cafe”（世界咖啡）會議模式就是不同專業背景、不同職務、不同部門的一羣人，針對數個主題，發表各自的見解，互相意見碰撞，激發出意想不到的創新點子。世界咖啡讓參與者進行深度的匯談，併產生更富於遠見的洞察力。世界咖啡的五項原則是：
①明確會談內容
②創造熱情友好的氛圍
③鼓勵每個人的投入、貢獻
④吸收多元文化，接受不同觀點
⑤收穫、分享共同成果。我們今天就想以她為載體和大家一起一邊聽着悠揚的咖啡廳音樂，一邊探究“平拋運動”。
下面我介紹一下今天的活動流程：
1、小組內實驗、研討5min。首先選出店長，確定自己咖啡屋的名字。然後針對主題進行實驗、討論，將結果整理在導學案上以供交流。（負責人：店長）
2、組間自由交流5min（店長留守本咖啡屋，為其他組組員介紹本組實驗和研究成果，本組組員去其他咖啡屋學習經驗）
3、完善研究成果2min（所有人回到本組，結合學習到的經驗完善本組研究成果）
4、展示交流（每組1min）活動一：組內研討下面我給各組確定一下主題，然後大家開始進行活動的第一項——組內實驗、研討。首先選出店長，確定自己咖啡屋的名字。然後針對主題進行實驗、討論，將結果整理在導學案上以供交流。（負責人：店長）
教師巡視指導。小組內實驗、研討。首先選出店長，確定自己咖啡屋的名字。然後針對主題進行實驗、討論，將結果整理在導學案上以供交流。（負責人：店長）通過開放的氛圍，培養學生動手實驗自主研討的能力。同時給學生提供一個實踐和思維的空間，便於課堂的教學生成。活動二：組間自由交流接下來開始進行活動的第二項——組間自由交流。（店長留守本咖啡屋，為其他組組員介紹本組實驗和研究成果，本組組員去其他咖啡屋學習經驗）
教師巡視指導。組間自由交流（店長留守本咖啡屋，為其他組組員介紹本組實驗和成果，本組組員去其他咖啡屋學習經驗）進一步擴大交流的範圍，給學生提供更大的交流平台，激發思維的火花。活動三：組內整理完善接下來開始進行活動的第三項——完本組善研究成果（所有人回到本組，結合學習到的經驗完善本組研究成果）
教師巡視指導。組員回到本組，結合學習到的經驗完善本組研究成果。大範圍的交流之後，給小組一個靜下心來整理完善的機會，有利於鍛鍊學生的總結歸納能力。活動四：展示交流接下來開始進行活動的第四項——展示交流。
教師指導、歸納、評價。各組派代表交流。集體智慧的碰撞。總結歸納（結合活動四進行）總結歸納平拋運動。（多媒體演示）
一、什麼是拋體運動？平拋運動？
以一定的將物體拋出，如果物體只受的作用，我們把這種運動稱為拋體運動；在拋體運動中有一種特殊情況，即物體被拋出時的初速度方向沿方向，我們把這樣的拋體運動稱為平拋運動。
二、實驗探究平拋運動
探究一：平拋豎落儀Ⅰ（多媒體演示）
1、本實驗中兩個小球做的分別是什麼運動？並説明原因。
2、做實驗時觀察到了什麼現象？
3、改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，結果又會怎麼樣呢？
4、本實驗的結論？並説明原因。
5、請提出本實驗的不足和改進的建議？
探究二：平拋豎落儀Ⅱ
1、本實驗中兩個小球做的分別是什麼運動？並説明原因。
2、做實驗時觀察到了什麼現象？
3、本實驗的結論？並説明原因。
4、請提出本實驗的不足和改進的建議？
探究三：射擊（多媒體演示）
1、樹枝上的一隻猴子看到一個獵人正用槍對準它，為了逃脱即將來臨的厄運，它想讓自己落到地面上逃走。但是就在它掉離樹枝的瞬間子彈恰好射出槍口，問猴子能逃脱厄運嗎？
2、如果固定猴子不動，發射子彈，你觀察到什麼現象？
3、如果使猴子在發射子彈的同時自由下落，你觀察到什麼現象？
4、本實驗的結論？並説明原因。
5、請提出本實驗的不足和改進的建議？
播放2012中俄海上聯合軍演視頻，激發興趣，培養學生為“中華崛起而讀書”的宏偉志向。
探究四：雙軌平拋儀（多媒體演示）
1、本實驗中兩個小球做的分別是什麼運動？並説明原因。
2、做實驗時觀察到了什麼現象？
3、本實驗的結論？並説明原因。
4、請提出本實驗的不足和改進的建議？
探究五：描軌跡
1、本實驗的結論？
2、請提出本實驗的不足和改進的建議？
三、理論探究平拋運動
1、水平方向：初速度為v0，不受力，勻速直線運動。
2、豎直方向：初速度為0，只受重力，自由落體運動。
四、平拋運動的規律
1、平拋運動是勻變速曲線運動。
2、平拋運動的規律：
①速度：vx= v0，vy=gt，，
②位移：x=v0t，，，
③平拋物體飛行時間，由飛行高度h決定，與水平初速度v0大小無關。
④軌跡方程：x=v0t，，，
平拋運動的軌跡是拋物線。各組派代表交流。給學生的課堂研討和課後的繼續研討一個指引方向。
思考拓展：
作業佈置
1、增大拋出速度，會出現什麼情況？（人造衞星的奧祕藴藏其中）
2、請你來當飛行員。（推薦學生進入教師的博客遊戲）
3、什麼是斜拋運動？（預習）
4、斜拋運動也可以分解為兩個方向的運動，水平方向做運動，豎直方向做運動。（預習）
5、完成導學案。若有問題相互交流。帶着問題反思研討的結論。
九、板書設計
1、PPT內容：見光盤
2、黑板內容（黑板中間）：
World Cafe
——平拋運動
一、什麼是拋體運動？平拋運動？
二、實驗探究平拋運動
三、理論探究平拋運動
四、平拋運動的規律
教材分析
本節重點講述了人造衞星的發射原理，推導了第一宇宙速度，並介紹了第二、第三宇宙速度。人造衞星是萬有引力定律在天文學上應用的一個非常重要實例，是人類征服自然的見證，體現了知識的力量，是學生學習瞭解現代科技知識的一個極好素材。教材不但介紹了人造衞星中一些基本理論，更是在其中滲透了很多研究實際物理問題的物理方法。學生通過行星的運動一節已經知道了行星的運動規律，因此在分析人造衞星的運動學特點，和動力學特點可採取類比的方法，近而進一步理解應用萬有引力定律分析天體運動的方法。因此，本節課是“萬有引力定律與航天”中的重點內容，是學生進一步學習、研究、探索天體物理問題的理論基礎。另外，學生通過對人類在宇宙航行領域中的偉大成就及我國在航天領域成就的瞭解，增強學生的民族自信心和自豪感。
學情分析
學生已掌握了運動的合成與分解、牛頓運動定律、圓周運動等章節的理論。並在本章之前學習了天體的運動，和萬有引力定律的知識，能運用萬有引力定律揭示一些天體運動的特點。學生可以類比行星運動的特點原理自己分析人造衞星的規律。另外學生也可以利用前面的知識和對宇宙奧祕的好奇心來探索人造衞星的發射及宇宙速度。學生可以通過聯想上一章所學的對平拋物體的運動的處理方法來探究牛頓的思考，以地心為參考系平拋出去的物體從空間運動效果上可分解為指向地心的自由落體運動和繞地心的勻速圓周運動。而這兩個分運動都是變速度運動，它們都需要一個指向地心的力來維持它們各自的運動狀態。因此萬有引力就有要改變兩個運動狀態的效果，即要既要產生自由落體加速度又要產生向加速度。當萬有引力只能提供向心力時，自由落體加速度就變成零，這樣平拋出去的物體就落不下來了，從而得到第一宇宙速度。再根據圓周運動和機械運動的知識可知道速度再大一些會做橢圓運動或擺脱地球對它的約束。這樣，人們就可以到更遠的地方去探索宇宙的奧祕了……
教學目標
知識與技能
1、瞭解人造衞星的有關知識
2、分析人造衞星的運動規律
3、掌握三個宇宙速度的物理意義，
4、會推導第一宇宙速度；
5、簡單瞭解航天發展史；
6、能用所學知識求解衞星基本問題。
過程與方法
1、培養學生觀察數據分析數據的能力；
2、培養學生科學推理、探索能力；
3、培養學生在處理實際問題時，如何 構建物理模型的能力；
4、學習科學的思維方法培養學生歸納、分析和推導及合理表達能力。
情感態度與價值觀
介紹世界及我國航天事業的發展現狀，激發學習科學，熱愛科學的激情，增強民族自信心和自豪感。
教學重點：
衞星運行的動力學特點規律，第一宇宙速度的推導。
教學難點：
1、衞星的運行速度與發射速度的區別；
2、第一宇宙速度是衞星發射的最小速度，是衞星運行的最大速度
教學過程
新課引入
教師：仰望星空，浩瀚的宇宙蒼穹給人以無限遐想，千百年來，人類一直嚮往能插上翅膀飛出地球，去探索宇宙的奧祕，李白的“俱懷逸興壯思飛，欲上青天攬明月”是怎樣的一種豪情？到今天這一夢想實現了嗎？
學生：實現了。（激起學生興趣）
教師：世界上第一顆人造衞星的發射，揭開了人類探索宇宙的新篇章。
提問（1）：
1、世界上第一顆人造衞星是哪一年由哪一國家發射的？
2、我國哪一年發射了自己的人造衞星？
3、迄今我國共發射了多少顆人造衞星？
教師：從1970年4月24日東方紅一號的成功發射，到2007年10月24日嫦娥一號發射
我國發射人造衞星和其他探測器60多個，他們分別在通信，氣象，探測，導航等多個領域發揮着重要作用。
引入新課。
一、人造衞星規律的探究
教師：現在我們地球上空有這麼多衞星，他們運行的速度一樣嗎？他們是怎樣被髮射升空的今天我們就通過的學習來解決這一問題。
教師：這是我國目前發射的部分衞星的運行規律的數據。
提問觀察數據思考：
1、不同衞星的其運行軌道相同嗎？
2、不同的衞星運行時有什麼規律？
3、你能試着用你學過的知識解釋為什麼有這樣的規律嗎？
衞星名稱 衞星質量（kg） 軌道近地點（km） 軌道遠地點（km） 運行週期（h）
返回型遙感衞星 2100 205 315 1、48
東方紅2號甲通信衞星 441 35786 35863 23、9
東方紅2號試驗通信衞星 461 35469 35782 23、76
返回型遙感衞星 2100 175 400 1、5
風雲1號A 750 900 901 1、7
巴達爾1 50 210 992 1、57
大氣1號 873 900 1、712
學生：1、觀察數據，發現規律。
2、合作交流，類比行星運動特點分析人造衞星的運行特點。
3、試着從力和運動的角度分析問題。
教師引導學生髮現。
人造衞星運行特點運動學特點：（板書）
1、軌跡：橢圓 有的近似為圓
2、人造衞星的半徑不同，其運行的週期也不同，而且半徑越大，其週期越大。
3、類比行星運動分析原因，衞星圍繞地球作勻速圓周運動，需要向心力。
地球和衞星之間的引力提供向心力。
4、學生自己應用前面萬有引力知識分析
衞星與地球間的萬有引力提供了向心力（板書）
（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
教師小結：衞星繞地運轉軌道半徑越大，速度越小、角速度越小、週期越大；（板書）
演示課件：幾顆不同軌道衞星同時繞地運行動畫，從而直觀判斷以上變化關係
二、應用知識解決問題
教師：學習了衞星的相關知識，我判斷一下下列幾種軌道哪一種是可能的為什麼？
思考問題1：
下圖中，有三顆人造地球衞星圍繞地球運動，它們運行的軌道
可能是 ，不可能是 。
學生：分組討論闡述觀點
教師：結合學生討論引導學生從動力學角度解決問題。
衞星近似做勻速圓周運動，需要向心力，且向心力時刻指向圓心。所以地球與衞星之間指向地心的萬有引力提供向心力，所以衞星作圓周運動的圓心應該是地心。
思考問題2：
如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運動的3顆衞星，
1、試比較三顆衞星的線速度、角速度、加速度、週期，萬有引力的關係。
2、如果c 的速度增加，能否與同軌道的b相撞。
三、衞星發射原理
教師：過渡：不同的軌道的衞星其速度不同，那人類是怎樣將衞星發送到指定軌道上的呢？
介紹牛頓的衞星設想（FLASH）
教師引導：我們拋一物體怎樣才能拋的遠？
討論：依據平拋運動學生知道：速度越大，越遠，那速度足夠大，又有什麼現象？
學生探討：統一結論：不落回地球。
教師總結：這時由於有引力在，衞星想落回地面，但有一定的速度又落不回地面就形成了衞星？
思考：物體需要多大的發射速度，才能剛好貼着地面轉？
學生討論
教師點撥：這時（r=R）
學生
得出第一宇宙速度7.9 km/s
四、宇宙速度
1、第一宇宙速度7.9 km/s
定義：人造衞星在地面附近繞地球作勻速圓周運動所必須具有的速度。
思考：發射什麼樣的衞星最容易？
統一結論：高軌道發射衞星比低軌道發射衞星困難，原因是高軌道發射衞星時火箭要克服地球對它的引力做更多的功。
以第一宇宙速度發射衞星時其剛好能在地球表面附近作勻速圓周運動；如果衞星的速度小於第一宇宙速度，衞星將落到地面而不能繞地球運轉；
進入半徑越大的軌道，所需要的發射V 越大。
思考：這與剛才得出的半徑越大的軌道，所需要的 運行速度V 越小矛盾嗎？
討論：
人造衞星的發射速度與運行速度是兩個不同的概念。
（1）發射速度
所謂發射速度是指被髮射物在地面附近離開發射裝置時的初速度，並且一旦發射後就再無能量補充，被髮射物僅依靠自己的初動能克服地球引力上升一定的高度，進入運動軌道。要發射一顆人造地球衞星，發射速度不能小於第一宇宙速度。若發射速度等於第一宇宙速度，衞星只能“貼着”地面近地運行。如果要使人造衞星在距地面較高的軌道上運行，就必須使發射速度大於第一宇宙速度。
（2）運行速度：是指衞星在進入運行軌道後繞地球做勻速圓周運動的線速度。當衞星“貼着”地面運行時，運行速度等於第一宇宙速度。根據 可知，人造衞星距地面越高（即軌道半徑r越大），運行速度越小。實際上，由於人造衞星的軌道半徑都大於地球半徑，所以衞星的實際運行速度一定小於發射速度。
（板書）運行速度 指衞星在穩定的軌道上繞地球轉動的線速度
發射速度 指被髮射物體離開地面時的水平初速度
類比得出：
（板書）2、第二宇宙速度（脱離速度）：
①意義：使衞星掙脱地球的引力束縛，成為繞太陽運行的人造行星的最小發射速度。
②如果人造天體的速度大於11、2km/s而小於16、7km/s，則它的運行軌道相對於太陽將是橢圓，太陽就成為該橢圓軌道的一個焦點。
（板書）3、第三宇宙速度（逃逸速度）：
①意義：使衞星掙脱太陽引力束縛的最小發射速度。
②如果人造天體具有這樣的速度並沿着地球繞太陽的公轉方向發射時，就可以擺脱地球和太陽引力的束縛而邀遊太空了。
這個速度目前能做到嗎？教師介紹以第三速度發射的探測器，先驅者一號。
教師小結：只有你想不到的，沒有你做不到的。
隨着科學技術的發展，我們探測太空的腳步會越走越快，越走越遠。也許有一天我們也能到其它星球旅遊定居。
但是今天我們就必須掌握一些必備知識。也就是我們這節課的重點。
分層練習：
C類
1、關於第一宇宙速度，下面説法：①它是人造衞星繞地球飛行的最小速度；②它是發射人造衞星進入近地圓軌道的最小速度；③它是人造衞星繞地球飛行的最大速度；④它是發射人造衞星進入近地圓軌道的最大速度。以上説法中正確的有（ ）
A、①② B、②③ C、①④ D、③④
B類
2、對於繞地球做勻速圓周運動的人造地球衞星，下列説法正確的是（ ）
A、人造地球衞星的實際繞行速率一定大於7、9km/s
B、從衞星上釋放的物體將作平拋運動
C、在衞星上可以用天平稱物體的質量
D、我國第一顆人造地球衞星（週期是6、84×103s）離地面高度比地球同步衞星離地面高度小
A類
3、三顆人造地球衞星A、B、C在同一平面內沿不同的軌道繞地球做勻速圓周運動，且繞行方向相同，已知RA＜RB＜RC 。若在某一時刻，它們正好運行到同一條直線上，如圖所示。那麼再經過衞星A的四分之一週期時，衞星A、B、C的位置可能是（ ）
【教材分析】
本節是人教版高中《物理》必修2第五章第7節，是《曲線運動》一章的最後一節。學習本節內容既是對圓周運動規律的複習與鞏固，又是後面繼續學習天體運動規律的基礎，具有承上啟下的作用。教材安排了鐵路的彎道，汽車過拱橋，航天器中的失重現象，離心現象四個方面的內容，如果面面俱到，難免會蜻蜓點水，為了在教學中突出重點、分散難點，我將教材內容進行了重新整合，分兩課時完成。本課為第一課時主要討論鐵路彎道的設計意圖。
【學情分析】
通過前面的學習，學生已經對圓周運動有了較為清晰地認識，但是對於向心力的概念理解還不夠深入。同時高一的學生思維活躍，求知慾強，他們很希望參與到課堂中來，自主的解決問題。
【三維學習目標】
過程與方法知識與技能情感態度和價值觀經歷觀察思考，自主探究，交流討論等活動進一步理解向心力的概念。
能在具體問題中找到向心力的來源培養學生的團隊精神，合作意識；感悟科學的嚴肅性，培養學生嚴謹的學風教學重點和難點：在具體問題中找到向心力的來源
【教學策略】
1、教法：使用情境激趣、設疑引導、適時點撥的方式引領學生的學習；
2、學法：學生在教師的引領下，通過觀察現象、自主探究、交流討論等方式參與到課堂中來，體驗求知樂趣，成為學習的主人。
3、教學資源：
（1）多媒體課件；
（2）自制教具：車輪模型、彎道模型；
【教學過程】
一、設置情景、引入新課
首先，播放一段4.28膠濟鐵路火車事故的視頻動畫，將學生的注意力吸引到火車轉彎這一具體情境中來。我就此提出兩個問題：
1、火車轉彎時的限定速度是怎樣規定的？
2、火車超速時為什麼容易造成脱軌事故？學生帶着問題進入課堂，既引起了他們的興趣，又為他們的學習指明瞭方向。
二、複習鞏固、明確方法
我通過提問的方式，幫助學生回憶計算向心力的常用公式，然後，設置情景，讓學生對做圓周運動的物體做出受力分析並找到向心力的來源。
情景一：物塊隨圓盤做勻速圓周運動。
情景二：小球在杯子內壁做圓周運動。此情景並沒有直接展示給學生，而是提出問題：“你能不用手接觸小球，而不使小球落入杯底嗎？注意，要保證杯口朝上。”讓學生自己設計出小球的運動方式，並對杯中小球的運動情況作出受力分析。通過這種方式讓學生參與到課堂中來，提高了學生的學習興趣。而後，教師做出總結：分析圓周運動問題，就是要通過運動分析求出物體需要多大的向心力，通過受力分析找到誰在提供向心力，從而建立供需平衡方程，這是解決圓周運動問題的一般思路。
三、設疑引導、自主探究
這一部分集中了本節的重點和難點，為了降低學習難度，我巧設梯度，從以下三個部分組織教學：
1、認識火車車輪的結構特點
首先教師播放視頻，分別展示火車在水平面和水平彎曲軌道上的運動，學生通過觀察和對比，認識到火車轉彎要靠鐵軌和車輪的作用。然後學生觀察車輪和軌道結構，描述火車車輪結構特點。學生遇到困難時，教師利用自制教具──模型車輪，加深學生對車輪結構的印象，並提示學生思考車輪輪緣的作用。
進一步提出問題：生活中還有什麼地方用到了類似的輪子結構？通過學生的回答，和圖片的展示（學校門口的電動拉門的輪子），使學生認識到這一結構在生活中也是常見的，從而拓展了學生的認識。接着提問學生：你認為火車在水平軌道上轉彎時向心力來自哪裏？經過觀察和思考，學生已經不難想到向心力的來源。而後追問：你認為這樣的轉彎方式有什麼弊端嗎？學生通過思考，結合上課之初播放的視頻，不難回答出這樣做的危害性。
2、真實的火車彎道的情況
那麼設計師有什麼好的方法嗎？通過提問，瞭解學生對實際鐵路彎道特點的認識情況。而後通過圖片，使學生認識鐵路彎道處內軌低而外軌高的特點；從而發出疑問，彎道處這樣設計的用意何在呢？
提示學生從受力分析入手，找到此時向心力的來源，並要求學生畫出受力分析圖。
除了正確的分析外，學生很可能將重力與支持力的合力畫成沿斜面向下，這是對彎道的圓心位置分析不清造成的，對學生可能做出的兩種向心力的方向，我不直接評論對錯，而是使用自制教具，展示給學生彎道處路基的特點，讓學生有所參照。學生不難發現，彎道的內側與碗的內壁相似，進而認識到和杯子內壁的相似性，把小球在杯子內壁的運動與火車在彎道處的運動作對比分析。經過這樣兩步，學生已經不難得出正確的受力分析。成功的突破了這一教學難點。
然後趁熱打鐵，引導學生從定性到定量，寫出重力與支持力的合力的表達式，為下一步的學習做好準備。
3、假如你是設計師
為了解決開課時提出的兩個問題，我設計了第三部分──假如你是設計師。
首先，設置情境：你設計了一段半徑為r，傾角為θ的'鐵路彎道，你會如何規定火車轉彎的速度？提示學生從解決圓周運動一般本思路出發，從供需平衡關係入手，列出方程，從而得出限定速度的表達式。從表達式的得出過程，引導學生理解，限定速度的規定實際是為了保證由重力和支持力的合力提供向心力，從而避免車輪和鐵軌間的擠壓，保證行車安全。
接着，通過演示實驗，讓學生觀察在杯內轉動過快的小球從杯中飛出的過程，提示學生思考，如果火車速度過快會怎麼樣呢？學生已經不難認識到火車速度過快會使火車脱軌的問題。而後引導學生用供需平衡條件來解釋這一問題，深化了學生認識。為了突出重點，這裏不提出離心現象這一問題。只是通過現象的分析和認識為離心現象的教學做好鋪墊。
四、總結方法、完善認識
通過本節的教學不僅要使學生認識到解決圓周運動問題的一般方法，更重要的是使他們認識到火車轉彎的模型在生活中是普遍存在的，認識到生活中的簡單現象往往就是解決實際問題的靈感的來源。進一步啟發學生，還有哪些生活中的運動也使用了相同的設計思想？使學生認識到自行車轉彎、汽車轉彎也有相似的情況，從而從特殊到一般，深化學生的認識。同時通過對事故原因的科學分析，使學生認識到尊重規律的重要性，培養學生嚴謹的學習態度。
五、佈置作業、課後拓展
課後作業是學生再學習的重要途徑，本節課後我安排了兩項作業。旨在讓學生鞏固知識的同時，認識物理與社會的聯繫，將對學生的知識教育和情感教育引向課外。
1、課後練習題。
2、瞭解中國鐵路提速情況，查找資料，提出你對鐵路建設的建議。【總體設計思想】本節課的設計思想是藉助問題給學生一個思維的支點，在教師的引領下，從分析生活中的簡單現象入手，找到一般規律。在新的問題情境中思考、發現生活中的模型。通過類比，把日常生活中的知識聯繫到新問題的解決當中，在加深知識理解的過程中，也培養了分析應用能力。同時，通過對事故原因的分析，培養學生嚴謹科學的分析方法和認真負責的工作態度。體現“從生活走向物理、從物理走向社會”的物理教學理念。
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