第七章 万有引力与宇宙航行 单元教学设计 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第七章 万有引力与宇宙航行 单元教学设计 年级 高一 科目 物理 备课时间 月 日 姓名 xxx 单元课时 9 主讲人 xxx 教材分析： 1. 本单元在教材中的地位和作用：   本章主要只是是万有引力定律及其在天体运动中的作用，重点是宇宙速度中有关周期、速度变轨的计算，本章是匀速圆周运动，牛顿定律的进一步应用。在高考中占一定的分数 ，选择题、计算题都有可能出题。除知识外，本章内容对学生学习过程和学习方法以及情感态度和价值观的教育是一个很好的机会。让学生充分体会人类对行星运动规律的认识过程和牛顿建立万有引力定律的过程，从而让学生充分感受到第谷、开普勒，伽利略，牛顿等物理学家坚持真理，用于创新和实事求是的科学态度，科学精神和科学思维方法。让学生充分感知航天事业一项尖端的科学领域事业，是创造美好生活和保家卫国不可缺少的领域。 2. 本单元的基本知识和知识网络： 3.本单元的学习目标： 1、 通过史实，了解万有引力定律的发现过程。知道万有引力定律。认识发现万有引力定律的重要意义。认识科学定律对人类探索未知世界的作用。 2、 会计算人造地球卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。 3、 知道牛顿力学的局限性，体会人类对自然界的探索是不断深入的。 4、 初步了解相对论时空观。 5、 关注宇宙起源和演化的研究进展。 4.单元学习内容的前后联系本单元的主要内容 将天体的运动视为匀速圆周运动，结合万有引力定律，分析天体的运动，进而计算天体质量、密度，同时介绍万有引力定律取得的巨大成就；同时指出万有引力定律的局限性。 后续学习的内容 相对论时空观与牛顿力学的局限性 已学过的相关内容 描述匀速圆周运动的几个基本物理量，以及向心力和向心加速度的分析与计算 5. 本单元的重点： 人类对行星规律的认识，开普勒三定律的内容，万有引力定律的内容及表达式，第一宇宙速度的推导。 难点： 人类对行星规律的认识，对开普勒三定律的内容的理解，牛顿解决引力问题的困难理论探究行星与太阳的引力表达式，月地检验和万有引力定律的应用，万有引力，重力提供向心力的区别与联系，人造卫星运行的轨道速度与卫星发射速度的区别。关键点，对静止在地面上的物体来说，万有引力近似等于重力，对环绕地球做匀速圆周运动的卫星、宇宙飞船来说，万有引力充当向心力。 6. 本单元各课时内容：（以周课时为基础填写） 1、 7.3万有引力的理论成就 2课时 2、 7.4宇宙航行 2课时 3、 7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 1课时 7.学情分析: 1、从知识结构上看，学生已经系统学习和掌握了，圆周运动的规律，向心力的来源，掌握了离心运动和近心运动的原理。能熟练应用牛顿运动定律解决动力学问题，从思维能力上看，学生知道解决问题需要建立物理模型，知道建立模型需要抓住主要因素、忽略次要因素，具备从运动与相互作用观的视角进行分析、建模、科学推理和和科学论证的能力，了解科学探究的基本思路。前一章的知识恰好是这一章的基础，这一章是上一章知识的进一步应用与深化。 2、涉及到物理学史（如：地心说和日心说）和科学漫步的知识，采用学生查找资料，讨论探究，师生共同归纳总结的教学方法完成。体现学生是学习的主体，加强学习的责任意识。 3、本章宇宙航行，卫星发射和回收变轨过程是一个难点，是学生学好本章的障碍，要提前做好预判，设计好这类题型，从离心运动、近心运动和动势能转化的知识入手，通过探究讨论，让学生充分理解卫星变轨的原因，由动态进行受力逐级列方程，加深理解，提高学生处理问题的能力，在此基础上更能增强学生学习探究物理问题的兴趣。 4、本章天体运动的知识，相对于其他章节，是学生感兴趣的一章。学生对本单元知识的学习是很感兴趣进行探究的，主要是万有引力提供向心力，使得中心天体外的星体做近似圆周运动，在探究过程中更能充分发挥学生的学习积极性、想象力、构建空间模型的能力，从而更好地增强学生的学习兴趣，建立学习自信心。 8.实施要求： 1、 通过预习阅读，观看视频，讨论交流，教师点拨，让学生充分了解科学史，掌握科学研究，思维方法，学习科学家实事求是的科学思想，提高学生的科学素养。 2、 体现课程的时代性，加强生活科技与社会的联系整合丰富课程资源，提高学生爱国意识和爱国情怀。 让学生通过问题的探究建立空间模型。采用探究交流合作，及小组合作等多种教学方法，提高教学效益，效果，效率，为学生的发展奠定基础，为学生的终身发展负责。 9.本单元知识在高（中）考中可能的呈现方式： 本章主要只是是万有引力定律及其在天体运动中的作用，重点是宇宙速度中有关周期、速度变轨的计算，本章是匀速圆周运