教學設計:何騰英

　　【版本信息】

　　廣東教育出版社必修2。

　　【教學設計】

　　一、教學目標

　　教學目標確立思路（思維工具：AGO、CAF、APC、FIP）：

　　圍遶課標三維目標（知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀）設計要求，在充分考慮多種教學目標可能性的基礎上，優先確立以教學目標：

　　1.理解：萬有引力定律及其應用；

　　2.瞭解：第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度的意義。

　　二、備用思維工具

　　AGO、APC、OPV、CAF、FIP、

　　三、教學步驟

　　（一）復習萬有引力定律的相關内容，畫出思維導圖（思維工具：CAF)

　　圖1萬有引力定律

　　（二）萬有引力定律應用（思維工具：CAF、APC）：

　　基本思路是:1.物理模型是地球衛星m繞地球M作匀速圓周運動；2.向心力由萬有引力提供；3.萬有引力又俗稱重力。

　　F=GMmr2=mv2r=mω2r=m4π2T2r=ma向=mg道

　　用CAF、FIP思維工具打開學生的思維：由上述等式能求哪些物理量？讓學生推導出各物理量的表達式，並理解其意義。

　　圖2萬有引力定律的應用

　　（三）地球的同步衛星：要讓衛星與地球自轉同步必需滿哪些條件？（思維工具:CAF)

　　圖3同步衛星

　　（四） 宇宙速度及其意義（思維工具：CAF、APC）

　　這個問題的思路分析是：

　　1.衛星繞地球作匀速運動的條件是萬有引力提供向心力——向心力等於萬有引力；

　　2.若衛星受到的萬有引力小於需要的向心力時衛星作離心運動。在這個基礎上介紹宇宙速度及其意義，並用圖示畫出相應的離心圖。

　　參考提示（圖4）

　　圖4宇宙速度

　　（五）當堂訓練：

　　1.一顆人造地球衛星質量爲m，距地面的高度爲h；設地球半徑爲R，地球質量爲M，把衛星的運動近似看作繞地球作匀速圓周運動。由萬有引力提供向心力，試推導出衛星的運動中的：週期T=；綫速度的大小V=

　　角速度ω=向心加速度( 在軌道處的重力加速度)=

　　2.地面上的物體所受的重力近似等於地球對物體的萬有引力，設地球半徑爲R，地球表面的重力加速度爲g，試求地球的質量是

　　3.知道月球繞地球作匀速圓周運動的週期爲T，月球到地球中心的距離r,試計算出地球的質量爲 

　　4.已知地球質量爲M，引力常量爲G，地球半徑爲R，用以上各量表示，在地球表面附近運行的人造衛星的第一宇宙速度V=  . 

　　5.已知地球表面的重力加速度爲g，地球半徑爲R，用以上各量表示，在地球表面附近運行的人造衛星的第一宇宙速度V=. 

　　6.如圖所示，在同一軌道平面上有A、B、C三顆人造地球衛星，它們各自的運轉半徑不相同，則下列關係正確的是

　　A.三顆衛星的綫速度vA>vB>vC  B.三顆衛星所受向心力FA＞FB＞FC

　　C.三顆衛星的向心加速度aA>aB＞aCD.三顆衛星的週期TA＜TB＜TC

　　7.關於宇宙速度，下列説法哪些是正確的()

　　A.第一宇宙速度等於79km/s

　　B.第一宇宙速度是人造衛星環繞地球表面做匀速圓周運動的最小的軌道速度

　　C.第二宇宙速度是衛星挣脱地球的束縛所需的最小發射速度

　　D.第三宇宙速度是衛星挣脱太陽的束縛所需的最小發射速度

　　8.某星球的半徑與地球半徑之比爲2:1,質量之比爲1:5,假如某人在星球上和地球上跳高,則他在星球上和地球上以相同的初速度竪直向上跳起的高度之比是: ()

　　A.20：1  B.10：1C.30：1 D.15：1

　　9.取地球的環繞速度爲7.9km/s,某行星的質量是地球的8倍,半徑是地球的2倍,則此行星的環繞速度爲: ()

　　A.79km/s B.316km/sC.158km/s D.98km/s

　　【教學後記】

　　在打開學生思路時可用各種思維工具,引導學生怎樣去思考問題,在歸納梳理時可用導圖形式將思路可視化呈現出來,便於記憶及知識的提出.萬有引力定律應用中計算時,方程推出表達式,再用比例法求解。