7.4 宇宙航行 教学设计-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

  教学设计 课题名称 宇宙航行 姓名 工作单位 学科年级 高一 教材版本 人教版 一、教学目标设计 1.物理观念：知道三个宇宙速度的含义。 2.科学思维：理解人造地球卫星运动的较简单的原理：会推导第一宇宙速度。 3.科学态度：学习人造卫星的有关知识，并了解同步卫星的规律。 二、教学重难点 重点：第一宇宙速度的推导；对人造地球卫星原理的理解；研究天体运动的基本思路与方法。 难点：第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星环绕地球运行的最大速度；人造卫星的速度、周期的比较。 三、学情分析 本届高一年级的学生，已在新课程理念的教育环境下，完成了两年初中物理学习，对于物理，他们已具备了一定的探究能力。通过前面的学习，他们也已储备了一定的物理思维方法，能在老师的指导下通过观察、体验发现一些问题，能应用所学的知识分析和解决一些基本问题。特别是我校的学生在高一阶段更是具备了一定的信息技术素养，对于电脑的应用，大部分学生已具有了比较高的水平。 但是学生主动发现问题、制定计划、实验操作、收集分析并处理信息能力还比较差；相互交流、团结合作的意识还很薄弱；学习的热情与自信心有待提高、责任感也还有待不断加强。 四、教学内容分析 “宇宙航行”是人教版普通高中《物理》教材·必修2—第六章“万有引力与航天”的第五节内容，介绍了万有引力的实践性成就，万有引力理论使人类实现“飞天”梦想。本节课是一节知识应用与扩展的课程，所以设计时注意加大知识含量，引起学生兴趣。同时注意方法的培养，让学生养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本理论，让学生形成较正确的卫星运动图景。 五、教学方法设计 采用探究式、讨论式教学为主，同时采用讲解法辅助学生学习；以问题为中心的课堂教学模式，结合多媒体辅助教学丰富课堂教学。 六、教学过程设计 教师活动 学生活动 设计意图 1.引入新课 展示图片，教师讲述：人类一直梦想能够在天空中遨游，古代就有人尝试用各种方法飞向天空，但均以失败告终，伴随着科技的发展，现代人类终于实现了梦想。那么，卫星如何上天？如何到达指定的高度或位置？上去后会掉下来吗……通过本节课的学们能否找到答案呢？ 2.自主探究 创设情景1：苹果落地。 问题设置：月球也要受到地球引力的作用,为什么月球不会落到地面上来? 创设情景2：物体做平抛运动时,飞行的距离与飞行的水平初速度有何关系? 问题设置：若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会怎样?试大胆猜想。 1. 学生观看并思考 2. 学生思考并回答 1. 由人类飞天之梦的历史激发学生的求知欲和民族自豪感，从而引入课题。 2.创设问题情境，体会猜想、外推的科学方法，培养学生的科学思维。 3.合作交流 牛顿对人造卫星原理是怎样描绘的？ 思考1. 以多大的速度将物体抛出，它才会成为绕地球表面运动的卫星。（结合卫星运转的动力学方程，推导第一宇宙速度） 思考2：由公式 可以看出，当R最小，v越大。是不是向高轨道发射卫星容易还是向低轨道发射卫星容易？ 3.（学生讨论并展示推导过程。） 解法一：（学生1：板书）设地球和人造地球卫星的质量分别为和, 卫星到地心的距离是,卫星的环绕速度为： , , 代入数据得： 解法二：（学生2：板书） 代入数据得： （小组讨论并回答，教师进行总结说明。） 3.教师适当地提示、引导，让学生动脑、动手，利用所学知识推导第一宇宙速度。同时，锻炼学生利用所学知识分析和解决新问题能力，培养学生科学探索能力。 4.讨论与交流：如果卫星的发射速度大于，会出现什么情况呢？（鼓励学生大胆猜想） 5.拓展应用 （1） 图片展示人造地球卫星的运行轨道 ，并引导学生知道所有卫星都在以地心为圆心的圆（或椭圆）轨道上。 （2）地球同步卫星及其特点。（同学们利用以上所学的知识计算同步卫星的高度并展示） （3）动画演示地球同步卫星发射过程。 4.图片展示宇宙速度课件，加深学生理解。学生思考回答，进而总结出三个宇宙速度。 5.学生板书;由 得; 代入数据T=24h, 得 4.通过对卫星运动规律的研究，帮助学生建立起关于各种人造地球卫星运行状况的正确图景，帮助学生养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯。 5.通过了解人造卫星的特点和发射过程，感知人类探索宇宙的梦想及成就。激发学生学习物理的热情，促使学生树立献身科学的人生观和价值观 七、教学评价设计 本节课的内容对学生具有很大的吸引力。采用探究式、讨论式教学方法，让学生在老师的指导下互助合作，主动获得知识。既突出了自主学习，又增强了学生的学习成就感。 八、信息技术应用设计 积极创设问题情境、启发学生思维；利用电教媒体提供丰富的信息资源和交互平台。 九、教学反思  这一节重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度,介绍了第二、第三宇宙速度。并讨论了地球卫星的速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系。在“宇宙速度”讲解时引入了“发射速度”与“环绕速度”的区别，结合“地球同步卫星”的发射讨论变轨问题，拓展了教学内容。 学科网（北京）股份有限公司 $$