追蹤科技熱點,點燃學習激情——《“嫦娥工程”專題講座》教學實錄
師:很好。在設計中,各條原則相互制約的情況時有發生,這就需要我們統籌全局、權衡利弊,從而做出必要的取舍。
四、講解衛星變軌原理與意義
[屏幕顯示“嫦娥一號”的全部飛行軌跡圖]
師:我們經常會聽到“衛星變軌”這個詞。顧名思義:就是指衛星要變換軌道,可關鍵是為什么要變軌呢?這得先從萬有引力說起。
[取出事先準備好的教具:一只拴有細線的小球]
師:宇宙萬物中任意兩個物體間都存在的引力,這種力在天體間尤為顯著,因為它們質量巨大。繞地衛星也正是由于地球引力的存在才能保持在同一軌道運行。如果把我的手當作地球,把這只小球當作衛星,把細線當作它們之間的引力,則衛星繞地飛行可以近似的這樣模擬。
[保持手在中心位置不動,用細線拉住小球繞中心勻速轉動幾秒后停止加速,讓球自然墜落]
師:可見,若想讓衛星保持在固定軌道上運行就必須保證它具有一定的速度,否則它就會被地球的引力吸到地面。現在我們逆向思考:如果衛星的飛行速度逐漸增大會出現什么情況?
眾生:會掙脫地球引力飛得更遠。
師:對,它的運行軌道會逐漸增大。當它的速度達到第二宇宙速度時就將擺脫地球的束縛飛到外太空去。繞地飛行時,變軌的目的就是要使衛星的速度逐漸增大,每次加速衛星的軌道都會增大。最后選擇一個合適的時機加速,使衛星離開地球直奔月球飛去。
生6:為什么不讓衛星一次加速到第二宇宙速度呢?
師:問得好!理論上這是可能的,但是會耗費更多的燃料。變軌加速還有一個好處:就是可以有足夠的時間進行更為精確的測控,從而保證衛星以正確的速度和方向飛向月球,而且意外發生時也來得及實施應急預案。
那么,當衛星接近月球時會怎樣改變速度、變換軌道呢?
眾生:衛星應該減速,把軌道逐漸變小。
師:為什么?
生7:由于月球質量較小,所以它對衛星的引力也較小,如果衛星還按第二宇宙速度飛行的話,月球就無法束縛住它了。
師:說到很對,這也是衛星點火減速才能接近月球的原因。好,最后,我們再看一下“嫦娥”的奔月之旅,希望大家能一直關注它的命運。
[播放清晰版“嫦娥工程”全過程3d模擬動畫后下課]
[教學反思]:
1、由于學生興趣濃厚,且所講內容和他們的學習、生活緊密聯系,所以本節課取得了良好的教學效果。因為物理學科還沒有講授萬有引力和圓周運動的知識,所以筆者采用了比較直觀的演示法講解衛星變軌問題,使學生有了初步認識,對日后學習起到一定的拋磚引玉的作用;
2、在讓學生上臺模仿記者報道時,多數班級都不夠踴躍。筆者認為原因是課堂氛圍不夠輕松,所以在如何調動學生情緒、活躍課堂氣氛方面還須改進;
3、學生參與度不夠。如果條件允許,最好把學生分組:讓他們在課前分別去查找各個方面的資料,經過老師的補充和訂正后,讓他們在課上分別講解相關的知識內容,這樣應該更能激發學生的學習熱情。