7.2 宇宙航行 教学设计（表格式）

教学设计
课题 宇宙航行
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 实验探究课□ 习题/试卷讲评课□ 课题研究课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
“宇宙航行”是本章的第四节内容，属于课程标准中“力和运动”的模块。本节是在学生学了圆周运动、万有引力定律并初步体会了应用定律测量天体质量的基础上学习的，主要研究如何利用力和运动的关系实现卫星的成功发射，并结合匀速圆周运动的规律及万有引力定律总结卫星运行的参数特点，让学生认识万有引力理论在人类航天事业发展、探索宇宙空间所作出的重大贡献，深刻体会物理知识对科技发展做出的贡献。
学情分析
学生前面已学过平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等基本理论,具备了解宇宙航行及卫星发射问题的基本能力.让学生通过万有引力定律和圆周运动的知识推导第一宇宙速度的公式,利用该公式求解第一宇宙速度的数值,并通过第一宇宙速度了解第二、第三宇宙速度及其意义.但是学生建立运动模型，动脑分析深层次问题还不够积极主动，表述时还缺少逻辑性和严谨性，对于讨论物理量之间的联系还不能准确无误，认识问题容易表面化。
学习目标
(1)物理观念.观看我国嫦娥五号的发射过程，根据问题情境了解人造地球卫星的最初构想。能推导第一宇宙速度，提升对圆周运动、万有引力知识综合分析和应用能力。 (2)科学探究与思维.通过亲自动手体验活动知道卫星轨道变化与速度之间的关系、进一步探究分析同步卫星的发射过程。知道同步卫星和其他卫星的区别，会分析人造地球卫星的受力和运动情况并解决涉及人造卫星的相关问题。知道三个宇宙速度的应用及三个宇宙速度的含义。理解天体运动中的能量观。 (3)科学态度与责任.通过对国内外航空航天事业的发展学习，体验人类探索自然规律的艰辛与喜悦，感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。有将科学技术服务于人类的意识。通过对我国航天事业飞速发展的了解，提升民族自豪感与凝聚力。
教学重点难点
教学重点： 推导、理解第一宇宙速度,知道第二、第三宇宙速度及人造卫星的发射原理, 教学难点： 理解第一宇宙速度、人造卫星原理
评价任务
（1）完成任务一、检测与作业1、 2、4、6（检测目标1） （2）完成任务二、检测与作业2、3、4、（检测目标2） （3）完成任务三、检测与作业5（检测目标3）
教学辅助支持
乒乓球、玩具、多媒体设备等
教学活动设计
过程学习内容与教师活动学生任务/活动设计设计意图环节一 新课导入内容1. 我国嫦娥五号的发射视频学生任务/活动1. 观看视频，感受嫦娥五号的发射之壮观情景。 激发学生对卫星运动规律的兴趣，感受人类实现梦想的自豪感。环节二 第一宇宙速度（2）地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？ （1）生活中我们常见的是拱形桥，大家回想一下，为什么要建设成拱形桥？ 从已知到未知，由地面到上空，让学生体会到知识间的关联。环节二 第一宇宙速度内容2.第一宇宙速度 教师： （1）将物体从高处水平抛出，物体最终会落在地面上，如果速度非常大，将是什么情况？ 学生任务/活动2. （2）设地球的质量为M=6.0×kg，嫦娥五号的质量为m，飞行的速度为v，它到地心的距离为r，试推导要使它绕地球旋转不落到地球速度至少多大？(若为近地飞行r近似等于地球半径R=6400km) （3）在忽略地球自转影响的情况下，近似认为万有引力地球表面的重力，那么第一宇宙速度又是怎么样的？(g=9.8N/kg) 根据问题情境了解人造地球卫星的最初构想。通过具体问题引领，建构近圆模型，能推导第一宇宙速度，提升对圆周运动、万有引力知识综合分析和应用能力。环节三 人造地球卫星①飞行器绕地球做椭圆运动需要的速度______，当物体速度大于或等于________时，它就会_______,该速度即为第二宇宙速度。要使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度大于或等于________，这个速度称为第三宇宙速度。 抛出速度v满足v1=7.9km/s时，物体将在地表围绕地球做 运动。 ②抛出速度v满足7.9km/s板书设计
7.4宇宙航行 宇宙速度 1.第一宇宙速度：物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度。也叫环绕速度。 （1） （2） 注：第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度;是最大环绕速度。 2.第二宇宙速度：克服地球的引力，离开地球的速度。大小是11.2km/s 3.第三宇宙速度：挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的速度。大小是16.7km/s 二、人造地球卫星 1.赤道轨道卫星：卫星始终在赤道上空飞行。 同步卫星：位于赤道上方，相对地面静止，也称静止卫星。 2.极地轨道卫星：卫星轨道平面与地球赤道平面垂直，卫星飞越南北两极上空。 3.一般轨道卫星： 三、梦想成真
业与拓展学习设计
（一）基础类作业 1.关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（ ） A. 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B. 它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度 C. 它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D. 它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度 2.关于地球同步卫星，下列说法正确的是（ ） A. 它的运行速度小于 7.9 km/s B. 它的运行速度大于 7.9 km/s C. 它的周期是 24 h，且轨道平面与赤道平面重合 D. 每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的 （二）综合类作业 2005年10月12日9时，是我国自主研制的“神舟六号”载人飞船顺利升空的时刻，这是我国继“神五”之后的第二次载人航天飞行，“神六”刚入轨时在近地点200公里，远地点347公里的椭圆轨道上运行，第五圈变轨为距地面343公里的圆轨道，“神六”的运行可以说是“地面一昼夜飞船十六天”，下面有关“神六”的说法正确的是（ ） A.“神舟五号”和“神舟六号”各自的圆轨道半径的立方和周期的平方的比值是相同的 B.已知飞船的圆轨道半径和周期可以计算地球质量 C.飞船圆轨道绕行速度约为7.82 km/s，小于第一宇宙速度，其原因是轨道半径太小 D.飞船在圆轨道准备返回地面时要沿飞行方向的反方向喷火以使飞船加速做近地飞行 （三）拓展提升类作业 1.美国著名太空学者迪安认为“神舟”5号对于中国科技发展的影响堪比“阿波罗计划”对美国科技进步作出的贡献。迪安说“美国人必须清醒地意识到，我们在太空面对的将不仅仅是白蓝红旗帜（俄罗斯国旗），一条红色的巨龙正在太空轨道上升起”。 请讨论： （1）人类为什么要发射人造卫星？为什么要探测月球、火星或其他星球？ （2）你知道我国在航天领域取得了哪些成就？你为哪些成就感到自豪？ （3）你在探索宇宙方面有哪些希望与幻想？ 2.根据天文观察，某行星外围有一个模糊不清的环状结构．为了判断该环状结构是连续物还是卫星群，科学提出一种实验方案： 第1步：测出了环中各层的线速度v的大小和该层到行星中心的距离r。 第2步：若v与r成正比，则环是由连续物组成的；若与r成反比，则环是卫星群。请推测该方案的理论依据。
特色学习资源分析、技术手段应用说明
嫦娥五号发射视频与中国航天事业发展视频，其身体验乒乓速度与轨道变化的关系等
教学反思与改进
本节介绍了万有引力定律的实践性成就，要求学生知道万有引力理论使人类实现了“飞天”梦想。通过具体问题引领让学生推导、理解第一宇宙速度。在人造卫星内容实施过程中，由于学生对这方面信息了解少，教师要做好分析铺垫，才能人学生更好地进行自主学习。通过人类对太空探索和我国在载人航天和宇宙探索方面的成就与进展的介绍，增强学生的民族自豪感，落实“科学态度与责任”这一核心素养。