高中物理-宇宙航行教學設計學情分析教材分析課后反思

《宇宙航行》教學設計臧遠麗PAGE6PAGE《宇宙航行》教學設計課題名稱宇宙航行授課人教材人教版高中物理必修2課時1課時教材分析《宇宙航行》系新課程人教版必修2第六章第五節(jié)，重點講述了人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，推導了第一宇宙速度,并介紹了第二、第三宇宙速度。人造衛(wèi)星是萬有引力定律在天文學上應用的一個實例，是人類征服自然的見證，體現(xiàn)了知識的力量，是學生學習了解現(xiàn)代科技知識的一個極好素材。教材不但介紹了人造衛(wèi)星中一些基本理論，更是在其中滲透了很多研究實際物理問題的物理方法。因此，本節(jié)課是“萬有引力定律與航天”中的重點內(nèi)容，是學生進一步學習研究天體物理問題的理論基礎。另外，學生通過對人造衛(wèi)星、宇宙速度的了解，也將潛移默化地產(chǎn)生對航天科學的熱愛，增強民族自信心和自豪感。學情分析基礎知識：學生對圓周運動和萬有引力有一定的認識基本公式較熟練。能力基礎：學生有較強的觀察、創(chuàng)新、想象能力，但是解決問題能力還不夠全面。態(tài)度基礎；學生喜歡觀察、思考，對新鮮事物具有很濃厚的興趣，并想研究它。教學目標知識與技能：（1）三個宇宙速度，會推導第一宇宙速度（2）衛(wèi)星運動的規(guī)律（3）衛(wèi)星穩(wěn)定運行的條件（4）簡單了解同步衛(wèi)星過程與方法：（1）運用萬有引力定律和圓周運動公式分析解答有關衛(wèi)星運行的原因；（2）培養(yǎng)學生科學探索能力；學習科學的思維方法培養(yǎng)學生歸納、分析和推導及合理表達能力。情感態(tài)度與價值觀：“神八與天宮一號對接”標志著我國掌握世界上最先進的航天技術激發(fā)學習科學，熱愛科學的激情，增強民族自信心和自豪感，培養(yǎng)學生觀察生活、探究科學的情趣。重點難點教學重點：第一宇宙速度的推導；

教學難點：人造衛(wèi)星運轉的環(huán)行速度與衛(wèi)星發(fā)射速度的區(qū)別教學媒體電子白板多媒體教學方法講授、啟發(fā)探究式教學、多媒體輔助教學。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖新課引入【看教學目標】初步了解本節(jié)內(nèi)容【播放視頻】天宮一號發(fā)射全程及天宮一號與神州八號對接過程，激發(fā)興趣【提問同學】看完視頻所想到的問題【觀看視頻】【同學說出問題】如：以多大的速度發(fā)射才可以使衛(wèi)星上天，衛(wèi)星繞軌道運行后怎么不掉下來等問題培養(yǎng)學生觀察生活、探究科學的情趣。明確繞地球做運動的物體仍然受地球引力進行新課得出結論展示動畫得出三個宇宙速度衛(wèi)星運動規(guī)律得出結論思維擴展得出結論當堂小測課堂小結作業(yè)布置圖片播放【拋物演示實驗：】學生觀察落地點的變化（速度大落地距離遠）【提出問題】為什么能夠落地【牛頓設想】展示人造衛(wèi)星原理圖，若速度極大物體將不會落到地，那么衛(wèi)星做圓周運動需要的向心力由什么力提供？【計算這個速度】兩種方法分析1、萬有引力提供向心力代入數(shù)據(jù)得v=7．9km/s22、重力等于提供向心力代入數(shù)據(jù)得v=7．9km/s2發(fā)射衛(wèi)星速度v>7．9km/s2、發(fā)射衛(wèi)星速度7．9km/s2〈v〈11.2km/s2【結論】橢圓軌跡【板書】、第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：v千米秒（地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度）、第二宇宙速度（逃逸速度）：v千米秒（衛(wèi)星掙脫地球束縛變成繞太陽運行的最小發(fā)射速度）、第三宇宙速度（脫離速度）：v千米秒（衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛飛到太陽系以外的星系的最小發(fā)射速度）【推導】衛(wèi)星繞地球的運行線速度v、周期、角速度、向心加速度星軌道半徑r知：地球質量衛(wèi)星的質量為衛(wèi)星距地心距離為引力常量）【結論并板書】（）衛(wèi)星軌道半徑越大周期越大、線速度越小、角速度越小、向心加速度越小（）v千米秒是最小的發(fā)射速度是最大運行速度是近地衛(wèi)星的線速度【探究】衛(wèi)星運行的穩(wěn)定條件教師分析【展示圖片】赤道衛(wèi)星一般衛(wèi)星極地衛(wèi)星【結論】條件是所有衛(wèi)星都在以地心為圓心的圓軌道上【提出問題】相對于地球靜止的衛(wèi)星會在什么位置？【分析】【得出同步衛(wèi)星定義及特點】所謂地球同步衛(wèi)星，是相對于地面靜止的與地球自轉周期相同的衛(wèi)星，同步衛(wèi)星必須位于赤道平面內(nèi)，且到地面的高度一定。v全部固定當堂小測、據(jù)某報報道，某國發(fā)射了一顆線速度為千米秒的人造地球衛(wèi)星，請你用學過的知識判斷這則新聞的真?zhèn)?。、已知地球的第一宇宙速度為地球表面處的重力加速度為金星的半徑是地球的倍，質量為地球的倍那么（1）金星表面的自由落體加速度是多大？（2）金星的第一宇宙速度是多大？、三種宇宙速度、衛(wèi)星運動規(guī)律、衛(wèi)星穩(wěn)定運行的條件、同步衛(wèi)星課后作業(yè)、中國航天史大事記觀看演示實驗學生回答：受地球地球作用引力學生回答：引力提供向心力師引導生跟隨思路并記筆記觀看動畫并思考回答物體離心運動條件記筆記學生在本上寫出推導過程回答問題記筆記學生回答觀察圖片回答問題多個學生回答學生回答學生測試當堂小結觀看圖片看視頻培養(yǎng)學生的觀察能力引導衛(wèi)星做圓周運動需要向心力由萬有引力提供通過共同分析增加深刻印象提示為什么是橢圓明確繞同一天體運動的衛(wèi)星的線速度、角速度、周期都與衛(wèi)星的質量無關，僅由軌道半徑?jīng)Q定經(jīng)常用到的知識熟練化區(qū)分發(fā)射速度與運行速度形象直觀說出結論圖片播放方便引入同步衛(wèi)星提示地球自轉周期明確思考問題方向第一題加深對第一宇宙速度的理解第二題加深第一宇宙速度的求法總結歸納，形成知識體系總結歸納，形成知識體系鞏固加深豐富知識板書設計：第六章第5節(jié)宇宙航行、三種宇宙速度：計算方法、衛(wèi)星運動規(guī)律：推導過程、衛(wèi)星穩(wěn)定運行的條件：、同步衛(wèi)星定義和特點：布置作業(yè)：1．利用萬有引力解決航天的簡單問題2．會求相應的第一宇宙速度教學反思：通過這節(jié)課對航天內(nèi)容的學習，學生基本上已經(jīng)解決相關問題，現(xiàn)在對這節(jié)這節(jié)課進行反思和總結。播放視頻引入新課增強學生學習興趣，通過學生談觀后所想很想知道答案，能夠很好的學習本課，為了探索問題教師鼓勵學生加倍努力好好學習。本節(jié)課內(nèi)容涉及學生相對陌生宇宙中宇宙速度的問題，但是在圓周運動的講解中已經(jīng)涉及到線速度，本節(jié)課中第一宇宙速度其實就是一個特殊的速度，即衛(wèi)星在地球表面的運動時的線速度，依然應用萬有引力提供向心力引導。這個內(nèi)容也是課本中提及的，而在實際解題應用中，還常常用到另一個表達式，即中地球表面的重力提供向心力來表示第一宇宙速度。這方面就需要學生對已學知識學會靈活運用。最后再由地球表面的第一速度推廣到任何星體的第一宇宙速度。提高學生的變通能力和綜合素質。此外，還可以從發(fā)射角度描述這個問題，同時得到第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度和最大的環(huán)繞速度。但是學生對變軌問題還沒有深入學習，所以只能靠記憶解決這一問題，使得學生感覺起來比較突兀，這一點我們以后可以加強改善。第二宇宙速度和第三宇宙速度方面的問題，我自我認為解決的還可以，課堂氛圍方面我覺得自己做的還不錯，讓學生在發(fā)現(xiàn)中解決問題，可以更適合我們教學。衛(wèi)星穩(wěn)定運行的條件分析、同步衛(wèi)星的引入感覺較好。在總結時由于個別同學基礎較差理解能力跟不上有總結不明確的地方。最后在播放一段世界和中國的航天史實。讓同學感想到：我們是祖國的未來的希望，現(xiàn)在需要努力學習科學文化知識，將來為祖國的航天事業(yè)做貢獻。要培養(yǎng)學生堅韌不撥、勇于探索、協(xié)力合作的科學精神以及嚴謹求實、謙虛謹慎、勇于質疑科學態(tài)度；也要培養(yǎng)學習者熱愛科學、熱愛祖國的情感；努力學習、振興中華的責任感。這些策略在本案例中得到了體現(xiàn)。以后在教學中，我將緊扣課本，多鉆研教材，使得自己在教學水平上更上一個臺階

宇宙航行-學情分析一、基礎知識學生對圓周運動和萬有引力有一定的認識基本公式較熟練。二、能力基礎學生有較強的觀察、創(chuàng)新、想象能力，但是解決問題能力還不夠全面。三、態(tài)度基礎學生喜歡觀察、思考，對新鮮事物具有很濃厚的興趣，并想研究它平拋運動-效果分析本節(jié)課主要是圍繞第一宇宙速度概念展開的，播放視頻引入新課增強學生學習興趣，通過學生談觀后所想很想知道答案，能夠很好的學習本課，為了探索問題教師鼓勵學生加倍努力好好學習。本節(jié)課中第一宇宙速度其實就是一個特殊的速度，即衛(wèi)星在地球表面的運動時的線速度，依然應用萬有引力提供向心力引導。這個內(nèi)容也是課本中提及的，而在實際解題應用中，還常常用到另一個表達式，即中地球表面的重力提供向心力來表示第一宇宙速度。這方面就需要學生對已學知識學會靈活運用。最后再由地球表面的第一速度推廣到任何星體的第一宇宙速度。提高學生的變通能力和綜合素質。衛(wèi)星穩(wěn)定運行的條件分析、同步衛(wèi)星的引入感覺較好。在總結時由于個別同學基礎較差理解能力跟不上有總結不明確的地方。最后在播放一段世界和中國的航天史實。讓同學感想到：我們是祖國的未來的希望，現(xiàn)在需要努力學習科學文化知識，將來為祖國的航天事業(yè)做貢獻。宇宙航行-教后反思通過這節(jié)課對航天內(nèi)容的學習，學生基本上已經(jīng)解決相關問題，現(xiàn)在對這節(jié)這節(jié)課進行反思和總結。播放視頻引入新課增強學生學習興趣，通過學生談觀后所想很想知道答案，能夠很好的學習本課，為了探索問題教師鼓勵學生加倍努力好好學習。本節(jié)課內(nèi)容涉及學生相對陌生宇宙中宇宙速度的問題，但是在圓周運動的講解中已經(jīng)涉及到線速度，本節(jié)課中第一宇宙速度其實就是一個特殊的速度，即衛(wèi)星在地球表面的運動時的線速度，依然應用萬有引力提供向心力引導。這個內(nèi)容也是課本中提及的，而在實際解題應用中，還常常用到另一個表達式，即中地球表面的重力提供向心力來表示第一宇宙速度。這方面就需要學生對已學知識學會靈活運用。最后再由地球表面的第一速度推廣到任何星體的第一宇宙速度。提高學生的變通能力和綜合素質。此外，還可以從發(fā)射角度描述這個問題，同時得到第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度和最大的環(huán)繞速度。但是學生對變軌問題還沒有深入學習，所以只能靠記憶解決這一問題，使得學生感覺起來比較突兀，這一點我們以后可以加強改善。第二宇宙速度和第三宇宙速度方面的問題，我自我認為解決的還可以，課堂氛圍方面我覺得自己做的還不錯，讓學生在發(fā)現(xiàn)中解決問題，可以更適合我們教學。衛(wèi)星穩(wěn)定運行的條件分析、同步衛(wèi)星的引入感覺較好。在總結時由于個別同學基礎較差理解能力跟不上有總結不明確的地方。最后在播放一段世界和中國的航天史實。讓同學感想到：我們是祖國的未來的希望，現(xiàn)在需要努力學習科學文化知識，將來為祖國的航天事業(yè)做貢獻。要培養(yǎng)學生堅韌不撥、勇于探索、協(xié)力合作的科學精神以及嚴謹求實、謙虛謹慎、勇于質疑科學態(tài)度；也要培養(yǎng)學習者熱愛科學、熱愛祖國的情感；努力學習、振興中華的責任感。這些策略在本案例中得到了體現(xiàn)。以后在教學中，我將緊扣課本，多鉆研教材，使得自己在教學水平上更上一個臺階宇宙航行-教材分析《宇宙航行》系新課程人教版必修2第六章第五節(jié)，重點講述了人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，推導了第一宇宙速度,并介紹了第二、第三宇宙速度。人造衛(wèi)星是萬有引力定律在天文學上應用的一個實例，是人類征服自然的見證，體現(xiàn)了知識的力量，是學生學習了解現(xiàn)代科技知識的一個極好素材。教材不但介紹了人造衛(wèi)星中一些基本理論，更是在其中滲透了很多研究實際物理問題的物理方法。因此，本節(jié)課是“萬有引力定律與航天”中的重點內(nèi)容，是學生進一步學習研究天體物理問題的理論基礎。另外，學生通過對人造衛(wèi)星、宇宙速度的了解，也將潛移默化地產(chǎn)生對航天科學的熱愛，增強民族自信心和自豪感。教材對《宇宙航行》的處理分為三個層次：

（1）通過牛頓設想引入人造地球衛(wèi)星的概念

（2）通過萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力得出第一宇宙速度的大小。同時引入三個宇宙速度的含義。

（3）通過物理學史的學習讓同學感想到：我們是祖國的未來的希望，現(xiàn)在需要努力學習科學文化知識，將來為祖國的航天事業(yè)做貢獻。要培養(yǎng)學生堅韌不撥、勇于探索、協(xié)力合作的科學精神以及嚴謹求實、謙虛謹慎、勇于質疑科學態(tài)度；也要培養(yǎng)學習者熱愛科學、熱愛祖國的情感；努力學習、振興中華的責任感。教材這樣安排，強調了會推導第一宇宙速度的重要性，以及理解第一宇宙速度的重要性宇宙航行-評測練習一、課堂練習形成性檢測知識點編號學習目標檢測題的內(nèi)容1理解三個宇宙速度關于宇宙速度，下列說法正確的是（）A.第一宇宙速度是能使人造地球衛(wèi)星飛行的最小發(fā)射速度B.第一宇宙速度使人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度C.第二宇宙速度使衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時的最大速度D.第三宇宙速度時發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度2提升求第一宇宙速度月球的質量約為地球的1/81，半徑約為地球半徑的1/4，地球上第一宇宙速度約為7.9km/s,則月球上第一宇宙速度月為多少？3掌握靈活運用公式人造地球衛(wèi)星與地面的距離為地球半徑的1.5倍，衛(wèi)星正以角速度ω做勻速圓周運，地面的重力加速度為，、、這三個物理量之間的關系是（）：：：：二、課后練習1．關于宇宙速度，下列說法正確的是()A．第一宇宙速度是能使人造地球衛(wèi)星飛行的最小發(fā)射速度B．第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度C．第二宇宙速度是衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時的最大速度D．第三宇宙速度是發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度2．當人造衛(wèi)星進入軌道做勻速圓周運動后，下列敘述正確的是()A．在任何軌道上運動時，地球球心都在衛(wèi)星的軌道平面內(nèi)B．衛(wèi)星運動速度一定等于7.9km/sC．衛(wèi)星內(nèi)的物體仍受重力作用，并可用彈簧測力計直接測出所受重力的大小D．因衛(wèi)星處于完全失重狀態(tài)，所以在衛(wèi)星軌道處的重力加速度等于零3．“奮進”號宇航員斯蒂法尼斯海恩·派帕在一次太空行走時丟失了一個工具包，關于工具包丟失的原因可能是()A．宇航員松開了拿工具包的手，在萬有引力作用下工具包“掉”了下去B．宇航員不小心碰了一下“浮”在空中的工具包，使其速度發(fā)生了變化C．工具包太重，因此宇航員一松手，工具包就“掉”了下去D．由于慣性，工具包做直線運動而離開了圓軌道4．如圖所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球沿橢圓軌道運行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運動的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點。已知A、B、C繞地心運動的周期相同，相對于地心，下列說法中正確的是()A．物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的線速度B．物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的加速度C．衛(wèi)星B在P點的加速度與衛(wèi)星C在該點的加速度一定相同D．衛(wèi)星B在P點的線速度與衛(wèi)星C在該點的線速度一定相同5．如圖1所示，衛(wèi)星A、B、C在相隔不遠的不同軌道上，以地心為中心做勻速圓周運動，且運動方向相同，若某時刻三顆衛(wèi)星恰好在同一直線上，則當衛(wèi)星B經(jīng)過一個周期時，下列關于三顆衛(wèi)星的位置說法中正確的是()A．三顆衛(wèi)星的位置仍然在同一條直線上B．衛(wèi)星A位置超前于B，衛(wèi)星C位置滯后于BC．衛(wèi)星A位置滯后于B，衛(wèi)星C位置超前于BD．由于缺少條件，無法確定它們的位置關系題號12345答案6．某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時間t物體以速率v落回手中，已知該星球的半徑為R，求這星球上的第一宇宙速度。7.1990年3月，紫金山天文臺將1965年9月20日發(fā)現(xiàn)的第2752號小行星命名為吳健雄星，其直徑2R＝32km，如該小行星的密度和地球的密度相同，則對該小行星而言，第一宇宙速度為多少(已知地球半徑R0＝6400km，地球的第一宇宙速度v1≈8km/s)?8．地球同步衛(wèi)星繞地球運動的周期T1＝1天，月球是地球的一顆自然界中的衛(wèi)星，它繞地球運行的周期T2＝27.3天，已知地球半徑R＝6400km，同步衛(wèi)星的高度h＝3.6×104km，則月球到地心的距離多大？(保留三位有效數(shù)字)9．我國的“嫦娥奔月”月球探測工程已經(jīng)啟動，分“繞、落、回”三個發(fā)展階段：在2007年發(fā)射一顆繞月球飛行的衛(wèi)星在2012年前后發(fā)射一顆月球軟著陸器；在2017年前后發(fā)射一顆返回式月球軟著陸器，進行首次月球樣品自動取樣并安全返回地球，設想著陸器完成了對月球表面的考察任務后，由月球表面回到圍繞月球做圓周運動的軌道艙，其過程如圖所示．設