7.4宇宙航行 （表格式）
文档属性
| 名称 | 7.4宇宙航行 （表格式） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 429.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-20 16:21:57 | ||
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文档简介
课题 7.4宇宙航行
教材 章节 物理必修二第七章第四节 课型 新授课
授课 时间 授课 地点
教 材 分 析 本节的地位和作用： 本节是高中物理必修二第七章第四节“宇宙航行”,教材不但介绍了三个宇宙速度，还介绍了人造卫星中一些基本理论,更是在其中渗透了很多研究实际物理问题地物理方法。本节课是第七章“万有引力与宇宙航行”中的重点内容,是学生认识人造卫星和载人航天的理论基础,是学生学习了解万有引力定律应用于现代科技知识的实际案例。 教材内容分析： 教材中先由万有引力定律和牛顿第二定律探讨出三个宇宙速度的具体值，接着介绍了人类利用宇宙速度研究人造卫星和载人飞船的艰苦历程，向学生介绍了万有引力定律对人类探索太空做出的巨大贡献。通过对宇宙速度、人造卫星等宇宙航行知识的学习，学生不仅可以对万有引力定律有更全面、更深入的认识,也对人类进行宇宙航行有一个更为系统的了解,还有助于培养学生利用所学知识分析问题、解决实际问题的能力,同时，也会让学生热爱航天科学，积极探索未知世界。
学 情 分 析 兴趣特点： 学生在新闻中都听过宇宙飞船和人造卫星的相关报道，对其中的物理知识有着天然的好奇心和求知欲。 知识与能力基础： 本节课先探究出三个宇宙速度的值，再介绍人类研发人造卫星和载人飞船的历程。其中运用到的万有引力定律和牛顿第二定律的知识学生们已经学过，经过学习7.3“万有引力理论的成就”，学生也大致了解计算宇宙速度的思路，方便教师开展教学。 认知困难： 对于学生而言，宇宙速度、人造卫星、载人航天和太空探索距离日常生活都非常遥远。仅凭教师单调的讲述很难描绘出神秘诱人的太空世界，这就要求学生在课下查阅相干资料，利用网络认识人类探究奇妙宇宙的历程。
教 学 目 标 物理观念： 1.能够用万有引力定律和牛顿第二定律推导第一宇宙速度,了解第二、第三宇宙速度及其意义 2.掌握人造地球卫星地运行规律,掌握推导运行速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的思路和方法 科学探究： 1.通过用万有引力定律推导第一宇宙速度,提高学生运用已学知识分析问题的能力,培养学生的科学探索能力。 2.通过对卫星运动规律的研究,培养学生归纳、分析、推导的能力。 科学思维： 经历探究人造卫星由设想变为现实的过程,体会猜想、探索、实践的科学方法,培养学生的科学思维 科学态度与责任： 1.了解人类探索太空的过程,感受科技发展对人类进步的巨大推动作用,通过对我国航天事业发展史的了解,渗透爱国主义教育。 2.感知人类探索宇宙的梦想和巨大成就,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。
重 点 与 难 点 重点： 1.第一宇宙速度的推导 2.对人造地球卫星原理和运行规律的掌握 难点： 1.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 2.人造卫星的速度、周期的比较
教 学 方 法 采用启发式教学，以问题为中心，师生共同探讨宇宙速度的思路和方法，再学习和了解人类探索宇宙的历程
教 学 用 具
教 学 过 程
教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图
知识回顾 教师带领学生回顾万有引力定律和牛顿第二定律的内容、公式和单位等。 回忆万有引力定律和牛顿第二定律的内容、公式和单位等知识。 本节课在宇宙速度的推导中运用到了万有引力定律和牛顿第二定律，课前带领学生回忆这些知识，帮助学生构建探索宇宙速度的思路。
新课引入 教师向学生介绍人类的飞天梦，由中国古代神话故事“嫦娥奔月”开始，到牛顿发现万有引力定律，随着自然科学理论和技术的发展，到现在全球共有数千颗人造卫星，中国在航天事业方面蓬勃发展，在全球也名列前茅，早已实现了古人“飞天”、“奔月”的梦想。 跟着老师的介绍，了解全球各国在航天事业方面的发展，认识我国的航天成就。感受人类航天事业发展的艰辛历程。 由人类飞天梦引入课题，介绍中国的航天成就，激发学生的求知欲和民族自豪感，让学生在良好的心理氛围中开始本节课的学习。
新课讲授 一、人造卫星的猜想 由教材中给出的思考问题，引导学生简单地自主思考“若抛出物体的速度足够大时，能成为人造卫星吗？” 让学生们发表自己的猜想，然后与牛顿的设想作对比。牛顿地设想:从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大,落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力,当速度足够大时,物体就永远不会落到地面上来。它将围绕地球旋转,成为一颗永远绕地球运动的人造地球卫星。 思考老师提出的问题，“若抛出物体的速度足够大时，能成为人造卫星吗？”并大胆猜想，再与牛顿的设想作对比，理解牛顿的猜想，从中感受到思考的快乐。 让学生理解牛顿关于人造卫星的设想，体会猜想、推导的科学方法，感受科学家的伟大思想，培养学生的科学思维能力。
新课讲授 二、第一宇宙速度 根据以上猜想，需要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呢？教师提出问题，让学生思考推导思路。 帮助学生完整地整理出物体在宇宙附近绕地球做匀速圆周运动的速度的推导思路，并称之为第一宇宙速度。 再介绍第二种推导方法： 注意两个概念的辨析:发射速度和环绕速度。 发射速度:卫星在地面附近离开发射装置的初速度,一旦发射后再无能量补充,被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升。 环绕速度:卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。 学生根据老师给出的问题，通过学习过的知识，推导物体的运行速度。 认识这个速度叫作“第一宇宙速度”，并能理解两种推导方法。 教师给予适当的引导、提示，以学生为主体，让学生动手动脑，自主推导出第一宇宙速度。让学生学会学习，锻炼学生利用所学知识分析和解决问题的能力。
新课讲授 三、第二、第三宇宙速度 鼓励学生大胆猜想：“如果卫星的发射速度大于7.9km/s，会出现什么情况呢？” 待学生思考之后，教师给出答案： 当人造卫星进入地球附近的轨道速度大于7.9km/s而小于11.2km/s时,它绕地球运动地轨迹就不再是圆,而是椭圆,且卫星做变速运动,速度越大,椭圆轨道越扁,离地面越高。 如果物体的速度更大,达到或超过11.2km/s时,物体将摆脱地球引力的束缚,成为绕太阳运动的人造行星.我们把11.2km/s这个速度称为第二宇宙速度,又叫脱离速度。 如果物体的速度再大,达到或超过16.7km/s时,物体将摆脱太阳引力的束缚,飞到太阳系外。我们把这个速度称为第三宇宙速度,也叫逃逸速度。 根据老师提出的问题，大胆猜想：“如果卫星的发射速度大于7.9km/s，会出现什么情况呢？”充分思考之后，理解关于第二、第三宇宙速度的含义、大小和别称。 让学生理解当卫星速度大于第一宇宙速度时的三种可能，了解第二、第三宇宙速度及其物理意义。
新课讲授 四、人造地球卫星、载人航天与太空探索 教师引导学生自主阅读这两部分的教材，了解人类探索太空的历程和取得的巨大成就，感受科学发展、科技进步离不开科学家们艰苦的探索。 了解地球同步卫星，位于赤道上方高度约36000km处，相对地面静止，也称为静止卫星。 学生了解人类探索太空的历程和取得的巨大成就，感受科学发展、科技进步离不开科学家们艰苦的探索。 了解静止卫星的相关知识。 学生通过阅读教材，感受人类探索宇宙的艰辛，感受科学家们的伟大。
课堂总结 五、总结 这堂课我们从牛顿的设想入手，学习了卫星发射的原理和三个宇宙速度。第一宇宙速度是重点,要掌握其两种推导方法,并且知道第一宇宙速度是最小发射速度也是最大环绕速度。之后我们探究了卫星运行规律,认识了第二、第三宇宙速度。 尽管人类已经跨入太空,登上月球,但是,相对于浩瀚宇宙,地球和月亮不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃，人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕。宇宙留给人们的思考和疑问深邃而广阔，广袤的天地之中有更多的问题留给大家将来去解决。 整理本节课学过的知识。理解第一、二、三宇宙速度。感悟人类千百年来探索太空的历程，培养梳理献身科学的人生观和价值观。 对本节内容及知识进行总结、梳理，帮助学生构建知识脉络。同时带领学生感悟人类千百年来探索太空的历程，培养树立献身科学的人生观和价值观。
板 书 设 计
教材 章节 物理必修二第七章第四节 课型 新授课
授课 时间 授课 地点
教 材 分 析 本节的地位和作用： 本节是高中物理必修二第七章第四节“宇宙航行”,教材不但介绍了三个宇宙速度，还介绍了人造卫星中一些基本理论,更是在其中渗透了很多研究实际物理问题地物理方法。本节课是第七章“万有引力与宇宙航行”中的重点内容,是学生认识人造卫星和载人航天的理论基础,是学生学习了解万有引力定律应用于现代科技知识的实际案例。 教材内容分析： 教材中先由万有引力定律和牛顿第二定律探讨出三个宇宙速度的具体值，接着介绍了人类利用宇宙速度研究人造卫星和载人飞船的艰苦历程，向学生介绍了万有引力定律对人类探索太空做出的巨大贡献。通过对宇宙速度、人造卫星等宇宙航行知识的学习，学生不仅可以对万有引力定律有更全面、更深入的认识,也对人类进行宇宙航行有一个更为系统的了解,还有助于培养学生利用所学知识分析问题、解决实际问题的能力,同时，也会让学生热爱航天科学，积极探索未知世界。
学 情 分 析 兴趣特点： 学生在新闻中都听过宇宙飞船和人造卫星的相关报道，对其中的物理知识有着天然的好奇心和求知欲。 知识与能力基础： 本节课先探究出三个宇宙速度的值，再介绍人类研发人造卫星和载人飞船的历程。其中运用到的万有引力定律和牛顿第二定律的知识学生们已经学过，经过学习7.3“万有引力理论的成就”，学生也大致了解计算宇宙速度的思路，方便教师开展教学。 认知困难： 对于学生而言，宇宙速度、人造卫星、载人航天和太空探索距离日常生活都非常遥远。仅凭教师单调的讲述很难描绘出神秘诱人的太空世界，这就要求学生在课下查阅相干资料，利用网络认识人类探究奇妙宇宙的历程。
教 学 目 标 物理观念： 1.能够用万有引力定律和牛顿第二定律推导第一宇宙速度,了解第二、第三宇宙速度及其意义 2.掌握人造地球卫星地运行规律,掌握推导运行速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的思路和方法 科学探究： 1.通过用万有引力定律推导第一宇宙速度,提高学生运用已学知识分析问题的能力,培养学生的科学探索能力。 2.通过对卫星运动规律的研究,培养学生归纳、分析、推导的能力。 科学思维： 经历探究人造卫星由设想变为现实的过程,体会猜想、探索、实践的科学方法,培养学生的科学思维 科学态度与责任： 1.了解人类探索太空的过程,感受科技发展对人类进步的巨大推动作用,通过对我国航天事业发展史的了解,渗透爱国主义教育。 2.感知人类探索宇宙的梦想和巨大成就,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。
重 点 与 难 点 重点： 1.第一宇宙速度的推导 2.对人造地球卫星原理和运行规律的掌握 难点： 1.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 2.人造卫星的速度、周期的比较
教 学 方 法 采用启发式教学，以问题为中心，师生共同探讨宇宙速度的思路和方法，再学习和了解人类探索宇宙的历程
教 学 用 具
教 学 过 程
教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图
知识回顾 教师带领学生回顾万有引力定律和牛顿第二定律的内容、公式和单位等。 回忆万有引力定律和牛顿第二定律的内容、公式和单位等知识。 本节课在宇宙速度的推导中运用到了万有引力定律和牛顿第二定律，课前带领学生回忆这些知识，帮助学生构建探索宇宙速度的思路。
新课引入 教师向学生介绍人类的飞天梦，由中国古代神话故事“嫦娥奔月”开始，到牛顿发现万有引力定律，随着自然科学理论和技术的发展，到现在全球共有数千颗人造卫星，中国在航天事业方面蓬勃发展，在全球也名列前茅，早已实现了古人“飞天”、“奔月”的梦想。 跟着老师的介绍，了解全球各国在航天事业方面的发展，认识我国的航天成就。感受人类航天事业发展的艰辛历程。 由人类飞天梦引入课题，介绍中国的航天成就，激发学生的求知欲和民族自豪感，让学生在良好的心理氛围中开始本节课的学习。
新课讲授 一、人造卫星的猜想 由教材中给出的思考问题，引导学生简单地自主思考“若抛出物体的速度足够大时，能成为人造卫星吗？” 让学生们发表自己的猜想，然后与牛顿的设想作对比。牛顿地设想:从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大,落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力,当速度足够大时,物体就永远不会落到地面上来。它将围绕地球旋转,成为一颗永远绕地球运动的人造地球卫星。 思考老师提出的问题，“若抛出物体的速度足够大时，能成为人造卫星吗？”并大胆猜想，再与牛顿的设想作对比，理解牛顿的猜想，从中感受到思考的快乐。 让学生理解牛顿关于人造卫星的设想，体会猜想、推导的科学方法，感受科学家的伟大思想，培养学生的科学思维能力。
新课讲授 二、第一宇宙速度 根据以上猜想，需要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呢？教师提出问题，让学生思考推导思路。 帮助学生完整地整理出物体在宇宙附近绕地球做匀速圆周运动的速度的推导思路，并称之为第一宇宙速度。 再介绍第二种推导方法： 注意两个概念的辨析:发射速度和环绕速度。 发射速度:卫星在地面附近离开发射装置的初速度,一旦发射后再无能量补充,被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升。 环绕速度:卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。 学生根据老师给出的问题，通过学习过的知识，推导物体的运行速度。 认识这个速度叫作“第一宇宙速度”，并能理解两种推导方法。 教师给予适当的引导、提示，以学生为主体，让学生动手动脑，自主推导出第一宇宙速度。让学生学会学习，锻炼学生利用所学知识分析和解决问题的能力。
新课讲授 三、第二、第三宇宙速度 鼓励学生大胆猜想：“如果卫星的发射速度大于7.9km/s，会出现什么情况呢？” 待学生思考之后，教师给出答案： 当人造卫星进入地球附近的轨道速度大于7.9km/s而小于11.2km/s时,它绕地球运动地轨迹就不再是圆,而是椭圆,且卫星做变速运动,速度越大,椭圆轨道越扁,离地面越高。 如果物体的速度更大,达到或超过11.2km/s时,物体将摆脱地球引力的束缚,成为绕太阳运动的人造行星.我们把11.2km/s这个速度称为第二宇宙速度,又叫脱离速度。 如果物体的速度再大,达到或超过16.7km/s时,物体将摆脱太阳引力的束缚,飞到太阳系外。我们把这个速度称为第三宇宙速度,也叫逃逸速度。 根据老师提出的问题，大胆猜想：“如果卫星的发射速度大于7.9km/s，会出现什么情况呢？”充分思考之后，理解关于第二、第三宇宙速度的含义、大小和别称。 让学生理解当卫星速度大于第一宇宙速度时的三种可能，了解第二、第三宇宙速度及其物理意义。
新课讲授 四、人造地球卫星、载人航天与太空探索 教师引导学生自主阅读这两部分的教材，了解人类探索太空的历程和取得的巨大成就，感受科学发展、科技进步离不开科学家们艰苦的探索。 了解地球同步卫星，位于赤道上方高度约36000km处，相对地面静止，也称为静止卫星。 学生了解人类探索太空的历程和取得的巨大成就，感受科学发展、科技进步离不开科学家们艰苦的探索。 了解静止卫星的相关知识。 学生通过阅读教材，感受人类探索宇宙的艰辛，感受科学家们的伟大。
课堂总结 五、总结 这堂课我们从牛顿的设想入手，学习了卫星发射的原理和三个宇宙速度。第一宇宙速度是重点,要掌握其两种推导方法,并且知道第一宇宙速度是最小发射速度也是最大环绕速度。之后我们探究了卫星运行规律,认识了第二、第三宇宙速度。 尽管人类已经跨入太空,登上月球,但是,相对于浩瀚宇宙,地球和月亮不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃，人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕。宇宙留给人们的思考和疑问深邃而广阔，广袤的天地之中有更多的问题留给大家将来去解决。 整理本节课学过的知识。理解第一、二、三宇宙速度。感悟人类千百年来探索太空的历程，培养梳理献身科学的人生观和价值观。 对本节内容及知识进行总结、梳理，帮助学生构建知识脉络。同时带领学生感悟人类千百年来探索太空的历程，培养树立献身科学的人生观和价值观。
板 书 设 计