八年級物理下冊 10.4 飛出地球教案 （新版）粵教滬版

八年級物理下冊10.4飛出地球教案（新版）粵教滬版主備人備課成員教材分析本節(jié)課為人教版物理八年級下冊第10章第4節(jié)“飛出地球”，主要內(nèi)容是讓學生了解地球附近的宇宙環(huán)境，認識宇宙飛船發(fā)射原理和過程。通過學習，學生應(yīng)掌握宇宙速度、第一宇宙速度等概念，并了解人類如何飛出地球，探索宇宙。

本節(jié)課與生活實際緊密相連，激發(fā)學生對宇宙探索的興趣和熱情，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。在教學過程中，教師應(yīng)注重引導學生運用物理知識解決實際問題，提高學生的科學素養(yǎng)。同時，通過本節(jié)課的學習，使學生認識到科技發(fā)展對人類的重要性，培養(yǎng)學生的社會責任感和使命感。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)，主要包括：科學探究能力、科學思維、科學態(tài)度與價值觀。通過學習，學生應(yīng)能夠運用科學方法分析問題、提出假設(shè)、設(shè)計實驗、收集證據(jù)、解釋現(xiàn)象、評估結(jié)果，培養(yǎng)科學思維習慣。同時，學生應(yīng)能夠理解科學知識與社會實際的聯(lián)系，培養(yǎng)科學態(tài)度與價值觀，提高對科學的熱愛和責任感。在教學過程中，教師應(yīng)注重引導學生主動參與課堂，積極思考，通過觀察、實驗、討論等方式，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。學情分析八年級的學生在學習了八年級上冊的物理知識后，對物理學科有了初步的認識和了解，對一些基本的物理概念和規(guī)律有了初步的認識。在學習過程中，他們已經(jīng)掌握了一定的觀察、實驗、分析問題解決問題的能力，也積累了一定的學習經(jīng)驗。

但是對于“飛出地球”這一部分內(nèi)容，由于涉及到宇宙、太空等遠離學生生活的內(nèi)容，學生可能存在一定的知識盲區(qū)和認知難度。因此，在教學過程中，學生可能存在以下幾個方面的問題：

1.知識層次：學生在學習本節(jié)課之前，可能對宇宙、太空的了解非常有限，甚至可能存在一些誤解。因此，在教學過程中，需要引導學生正確理解宇宙、太空的概念，以及人類飛出地球的原理和過程。

2.能力層次：學生在學習本節(jié)課之前，可能對一些物理概念和規(guī)律的理解不夠深入，可能導致在學習過程中難以理解新的知識。因此，在教學過程中，需要注重引導學生運用已有的知識體系去理解和掌握新的知識。

3.素質(zhì)層次：學生在學習本節(jié)課之前，可能對科學探究的方法和思維方式還不夠熟悉，可能導致在學習過程中缺乏主動探究的意識和能力。因此，在教學過程中，需要注重引導學生運用科學探究的方法去學習和探索新知識。

4.行為習慣：學生在學習本節(jié)課之前，可能存在一些不良的學習習慣，比如對物理學科的興趣不夠濃厚，缺乏學習的主動性等。這些習慣可能會影響學生的學習效果和學習興趣。因此，在教學過程中，需要注重激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的學習主動性。學具準備Xxx課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學方法與策略1.選擇適合教學目標和學習者特點的教學方法

為了提高學生的學習效果，本節(jié)課將采用多種教學方法相結(jié)合的方式。主要包括：

（1）講授法：教師通過講解宇宙速度、第一宇宙速度等概念，以及宇宙飛船發(fā)射原理和過程，幫助學生建立正確的認知。

（2）案例研究法：教師可以呈現(xiàn)一些成功的宇宙探索案例，如中國的載人航天工程、嫦娥探月工程等，讓學生了解人類飛出地球的偉大成就。

（3）小組討論法：教師可以組織學生分組討論，讓學生分享對宇宙探索的認識和看法，培養(yǎng)學生的合作意識和團隊精神。

2.設(shè)計具體的教學活動

為了激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的實踐能力，本節(jié)課將開展以下教學活動：

（1）角色扮演：學生可以扮演宇航員、科學家等角色，模擬宇宙探索的過程，增強對宇宙探索的認識。

（2）實驗活動：教師可以組織學生進行簡單的物理實驗，如拋物線實驗，讓學生直觀地了解拋物線運動的原理。

（3）游戲設(shè)計：教師可以設(shè)計一些與宇宙探索相關(guān)的游戲，如太空飛行棋，讓學生在游戲中掌握宇宙速度等概念。

3.確定教學媒體和資源的使用

為了提高教學效果，本節(jié)課將充分利用多媒體教學資源和網(wǎng)絡(luò)工具，如：

（1）PPT：教師可以制作精美的PPT，展示宇宙探索的相關(guān)圖片、視頻等，豐富學生的視覺體驗。

（2）視頻：教師可以播放一些宇宙探索的紀錄片或科普視頻，幫助學生更直觀地了解宇宙探索的實際情況。

（3）在線工具：教師可以引導學生利用互聯(lián)網(wǎng)資源，如科普網(wǎng)站、在線教育平臺等，進行自主學習和探究。教學過程設(shè)計1.導入新課（5分鐘）

目標：激發(fā)學生對宇宙探索的興趣和好奇心

過程：教師可以通過播放一段關(guān)于宇宙探索的視頻，如中國載人航天工程的片段，引起學生的注意和興趣。然后簡要介紹本節(jié)課的主要內(nèi)容，即飛出地球的原理和過程。

2.講授宇宙速度概念（10分鐘）

目標：使學生理解宇宙速度的定義和意義

過程：教師通過講解宇宙速度的概念，解釋第一宇宙速度的重要性，并展示相關(guān)的圖表和實例，幫助學生理解和掌握宇宙速度的概念。

3.實驗活動：拋物線實驗（20分鐘）

目標：讓學生體驗拋物線運動的原理，培養(yǎng)學生的實驗操作能力

過程：教師組織學生進行拋物線實驗，讓學生親自動手操作，觀察和記錄實驗結(jié)果。通過實驗，學生可以直觀地了解拋物線運動的原理，并與宇宙飛船的發(fā)射原理進行類比。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作意識和團隊精神，促進學生對宇宙探索的思考和交流

過程：教師提出一些關(guān)于宇宙探索的問題，讓學生分組討論，并分享各自的想法和觀點。學生可以通過討論，深入思考宇宙探索的意義和挑戰(zhàn)，并從不同角度提出解決方案。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的表達能力和批判性思維，提高學生對宇宙探索的理解和認識

過程：教師邀請幾名學生進行課堂展示，分享他們的討論成果和觀點。其他學生可以對展示的內(nèi)容進行點評和提問，教師對學生的回答進行點評和指導。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標：幫助學生總結(jié)和鞏固本節(jié)課的主要內(nèi)容

過程：教師對本節(jié)課的內(nèi)容進行簡要回顧，強調(diào)宇宙速度等關(guān)鍵概念和原理。教師可以提問學生對本節(jié)課的學習體會和收獲，以檢驗學生對知識的理解和掌握程度。知識點梳理本節(jié)課的主要知識點包括：

1.宇宙速度的概念：宇宙速度是指物體在地球引力作用下，克服地球引力，逃逸到宇宙空間所需的最小速度。它包括第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。

2.第一宇宙速度：第一宇宙速度是指物體在地球引力作用下，沿著水平方向發(fā)射，使其繞地球做圓周運動所需的最小速度。它的值約為7.9公里/秒。

3.第二宇宙速度：第二宇宙速度是指物體在地球引力作用下，沿著拋物線軌跡發(fā)射，使其逃離地球引力束縛，進入太陽系其他行星軌道所需的最小速度。它的值約為11.2公里/秒。

4.第三宇宙速度：第三宇宙速度是指物體在地球引力作用下，沿著拋物線軌跡發(fā)射，使其逃離太陽系引力束縛，進入宇宙深空所需的最小速度。它的值約為16.7公里/秒。

5.宇宙飛船發(fā)射原理：宇宙飛船發(fā)射原理是根據(jù)宇宙速度的概念，通過給飛船提供足夠的速度，使其能夠克服地球引力，進入宇宙空間。發(fā)射過程中，需要克服地球引力的束縛，因此需要達到第一宇宙速度以上的速度。

6.宇宙飛船發(fā)射過程：宇宙飛船發(fā)射過程包括發(fā)射準備、點火起飛、級間分離、軌道insertion等階段。在發(fā)射過程中，需要通過火箭發(fā)動機提供足夠的推力，使飛船達到所需的發(fā)射速度。

7.地球附近的宇宙環(huán)境：地球附近的宇宙環(huán)境包括地球大氣層、地球磁場、地球引力等。這些環(huán)境對宇宙飛船的發(fā)射和運行有一定的影響，需要在設(shè)計和運行中加以考慮。

8.人類飛出地球的成就：人類飛出地球的成就是人類航天事業(yè)的重要里程碑。自1961年蘇聯(lián)成功發(fā)射世界第一顆人造衛(wèi)星以來，人類已經(jīng)成功發(fā)射了眾多航天器，包括載人飛船、探測器、空間實驗室等。這些成就標志著人類對宇宙的探索和利用進入了一個新的階段。

9.宇宙探索的意義和挑戰(zhàn)：宇宙探索對于人類有著重要的意義，它可以推動科學技術(shù)的發(fā)展，促進國家之間的合作，為人類提供新的資源和空間。然而，宇宙探索也面臨著許多挑戰(zhàn)，如技術(shù)難題、資金投入、安全風險等。教學反思今天的課講授了宇宙速度、第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度等概念，讓學生了解了地球附近的宇宙環(huán)境以及人類飛出地球的原理和過程。在教學過程中，我采用了多種教學方法相結(jié)合的方式，如講授、實驗、小組討論等，以激發(fā)學生的學習興趣和主動性。

在導入新課時，我播放了一段關(guān)于我國載人航天工程的短視頻，看到航天員在太空站工作的場景，學生們都非常興奮，對宇宙探索產(chǎn)生了濃厚的興趣。接著，我簡要介紹了本節(jié)課的主要內(nèi)容，為學生接下來的學習做好了鋪墊。

在講授宇宙速度的概念時，我通過講解和展示相關(guān)圖表，讓學生直觀地了解了宇宙速度的定義和意義。在實驗環(huán)節(jié)，學生們親自進行了拋物線實驗，觀察和記錄實驗結(jié)果，通過實驗現(xiàn)象進一步理解了宇宙飛船發(fā)射原理。實驗過程中，學生們積極參與，互動交流，對宇宙速度有了更深刻的認識。

在小組討論環(huán)節(jié)，我提出了幾個關(guān)于宇宙探索的問題，讓學生們分組討論，并分享各自的想法和觀點。學生們在討論中積極發(fā)表自己的看法，從不同角度提出了許多有創(chuàng)意的解決方案。通過討論，學生們不僅鞏固了所學知識，還培養(yǎng)了團隊合作精神。

在課堂展示與點評環(huán)節(jié)，我邀請了幾名學生進行課堂展示，分享他們的討論成果和觀點。其他學生可以對展示的內(nèi)容進行點評和提問，我則對學生的回答進行點評和指導。這一環(huán)節(jié)旨在培養(yǎng)學生們的表達能力和批判性思維，提高學生對宇宙探索的理解和認識。

在課堂小結(jié)環(huán)節(jié)，我簡要回顧了本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)了宇宙速度等關(guān)鍵概念和原理。我提問學生們對本節(jié)課的學習體會和收獲，以檢驗學生對知識的理解和掌握程度。學生們紛紛表示，本節(jié)課讓他們對宇宙探索有了更濃厚的興趣，也學會了如何運用所學知識分析實際問題。

在今后的教學中，我將繼續(xù)采用多種教學方法相結(jié)合的方式，激發(fā)學生的學習興趣和主動性。針對不同學生的學習需求，我將給予個別輔導，幫助學生克服學習中的困難。同時，我將加強與學生的互動交流，鼓勵學生提問和發(fā)表自己的觀點，培養(yǎng)學生的思維能力和創(chuàng)新精神。此外，我還將注重實踐教學，讓學生通過實際操作和動手實踐，進一步提高對物理知識的理解和應(yīng)用能力。典型例題講解1.例題一：計算第一宇宙速度

題目：假設(shè)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，求地球的第一宇宙速度。

解題思路：根據(jù)第一宇宙速度的定義，我們可以使用牛頓萬有引力定律和圓周運動的向心力公式來解決這個問題。

解題步驟：

（1）根據(jù)牛頓萬有引力定律，地球?qū)ξ矬w的引力為F=GMm/R^2，其中G為萬有引力常數(shù)，m為物體的質(zhì)量。

（2）由于物體在地球表面附近做圓周運動，其向心力由地球引力提供，即F=mv^2/R。

（3）將兩個公式聯(lián)立，得到GMm/R^2=mv^2/R。

（4）化簡得到v=√(GM/R)。

（5）代入地球的質(zhì)量和半徑，得到v=√(G*5.97×10^24/6.371×10^6)。

（6）計算得到v≈7.9km/s。

答案：地球的第一宇宙速度約為7.9km/s。

2.例題二：計算第二宇宙速度

題目：一艘宇宙飛船的質(zhì)量為m，從地球表面發(fā)射，要達到第二宇宙速度，至少需要多少能量？

解題思路：根據(jù)第二宇宙速度的定義，我們可以使用動能定理和萬有引力定律來解決這個問題。

解題步驟：

（1）根據(jù)萬有引力定律，地球?qū)︼w船的引力為F=GMm/R^2。

（2）飛船要達到第二宇宙速度，其動能E_k等于其勢能E_p，即1/2mv^2=-GMm/R。

（3）化簡得到v=√(2GM/R)。

（4）代入地球的質(zhì)量和半徑，得到v=√(2*6.67×10^-11*5.97×10^24/6.371×10^6)。

（5）計算得到v≈11.2km/s。

答案：飛船要達到第二宇宙速度，其速度至少需要約為11.2km/s。

3.例題三：計算第三宇宙速度

題目：一艘宇宙飛船要從地球表面發(fā)射，飛向遙遠的星系，要達到第三宇宙速度，至少需要多少能量？

解題思路：根據(jù)第三宇宙速度的定義，我們可以使用動能定理和萬有引力定律來解決這個問題。

解題步驟：

（1）根據(jù)萬有引力定律，地球?qū)︼w船的引力為F=GMm/R^2。

（2）飛船要達到第三宇宙速度，其動能E_k等于其勢能E_p，即1/2mv^2=-GMm/R。

（3）化簡得到v=√(2GM/R)。

（4）代入地球的質(zhì)量和半徑，得到v=√(2*6.67×10^-11*5.97×10^24/6.371×10^6)。

（5）計算得到v≈16.7km/s。

答案：飛船要達到第三宇宙速度，其速度至少需要約為16.7km/s。

4.例題四：宇宙飛船發(fā)射過程中的能量轉(zhuǎn)換

題目：一艘宇宙飛船從地球表面發(fā)射，假設(shè)發(fā)射速度為v，地球表面重力加速度為g，宇宙飛船的質(zhì)量為m，求宇宙飛船發(fā)射過程中的最大高度。

解題思路：我們可以使用能量守恒定律來解決這個問題，即飛船在地球表面的動能等于其在最高點的勢能。

解題步驟：

（1）飛船在地球表面的動能為E_k=1/2mv^2。

（2）飛船在最高點的勢能為E_p=mgh，其中h為飛船的最大高度。

（3）根據(jù)能量守恒定律，E_k=E_p，即1/2mv^2=mgh。

（4）化簡得到h=v^2/(2g)。

答案：宇宙飛船發(fā)射過程中的最大高度為h=v^2/(2g)。

5.例題五：宇宙飛船的軌道周期

題目：一艘宇宙飛船在距離地球表面R的地方繞地球做圓周運動，求飛船的軌道周期。

解題思路：我們可以使用牛頓萬有引力定律和圓周運動的向心力公式來解決這個問題。

解題步驟：

（1）根據(jù)牛頓萬有引力定律，地球?qū)︼w船的引力為F=GMm/R^2。

（2）飛船繞地球做圓周運動，其向心力由地球引力提供，即F=mv^2/R。

（3）將兩個公式聯(lián)立，得到GMm/R^2=mv^2/R。

（4）化簡得到v=√(GM/R)。

（5）根據(jù)圓周運動的周期公式T=2πR/v，代入v的值，得到T=2πR/√(GM/R)。

（6）代入地球的質(zhì)量和半徑，得到T=2π*6.371×10^6/√(6.67×10^-11*5.97×10^24/6.371×10^6)。

（7）計算得到T≈5087.5秒。

答案：宇宙飛船的軌道周期約為5087.5秒。課堂小結(jié)，當堂檢測課堂小結(jié)：

本節(jié)課我們學習了宇宙速度、第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度等概念，了解了地球附近的宇宙環(huán)境以及人類飛出地球的原理和過程。通過學習，我們掌握了宇宙速度的定義和意義，能夠運用物理知識分析宇宙飛船的發(fā)射過程和能量轉(zhuǎn)換。同時，我們還了解了宇宙探索的意義和挑戰(zhàn)，對人類的航天事業(yè)有了更深刻的認識。

當堂檢測：

1.請解釋宇宙速度的概念，并說明第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的定義和區(qū)別。

2.請簡述宇宙飛船發(fā)射原理，并說明發(fā)射過程中如何克服地球引力。

3.請計算地球的第一宇宙速度，并解釋其物理意義。

4.請計算宇宙飛船達到第二宇宙速度所需的最小能量，并解釋其物理意義。

5.請解釋宇宙飛船在軌道上的運行原理，并說明軌道周期與哪些因素有關(guān)。

6.請舉例說明宇宙探索的意義和挑戰(zhàn)，并闡述人類飛出地球的成就。

7.請簡述地球附近的宇宙環(huán)境，并說明對宇宙飛船發(fā)射和運行的影響。

8.請回答以下問題：宇宙速度的定義是什么？第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的區(qū)別是什么？宇宙飛船發(fā)射原理是什么？軌道周期與哪些因素有關(guān)？宇宙探索的意義和挑戰(zhàn)是什么？地球附近的宇宙環(huán)境對宇宙飛船發(fā)射和運行的影響是什么？

答案：

1.宇宙速度是指物體在地球引力作用下，克服地球引力，逃逸到宇宙空間所需的最小速度。第一宇宙速度是指物體在地球引力作用下，沿著水平方向發(fā)射，使其繞地球做圓周運動所需的最小速度。第二宇宙速度是指物體在地球引力作用下，沿著拋物線軌跡發(fā)射，使其逃離地球引力束縛，進入太陽系其他行星軌道所需的最小速度。第三宇宙速度是指物體在地球引力作用下，沿著拋物線軌跡發(fā)射，使其逃離太陽系引力束縛，進入宇宙深空所需的最小速度。

2.宇宙飛船發(fā)射原理是根據(jù)宇宙速度的概念，通過給飛船提供足夠的速度，使其能夠克服地球引力，進入宇宙空間。發(fā)射過程中，需要克服地球引力的束縛，因此需要達到第一宇宙速度以上的速度。

3.地球的第一宇宙速度約為7.9km/s。它是指物體在地球引力作用下，沿著水平方向發(fā)射，使其繞地球做圓周運動所需的最小速度。

4.宇宙飛船達到第二宇宙速度所需的最小能量約為11.2km/s。它是指物體在地球引力作用下，沿著拋物線軌跡發(fā)射，使其逃離地球引力束縛，進入太陽系其他行星軌道所需的最小速度。

5.宇宙飛船在軌道上的運行原理是根據(jù)牛頓萬有引力定律和圓周運動的向心力公式。軌道周期與物體在軌道上的速度和距離有關(guān)，其公式為T=2πR/v。

6.宇宙探索的意義和挑戰(zhàn)包括推動科學技術(shù)的發(fā)展，促進國家之間的合作，為人類提供新的資源和空間。人類飛出地球的成就是人類航天事業(yè)的重要里程碑，如中國的載人航天工程、嫦娥探月工程等。

7.地球附近的宇宙環(huán)境包括地球大氣層、地球磁場、地球引力等。這些環(huán)境對宇宙飛船的發(fā)射和運行有一定的影響，需要在設(shè)計和運行中加以考慮。

8.宇宙速度的定義是物體在地球引力作用下，克服地球引力，逃逸到宇宙空間所需的最小速度。第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的區(qū)別是它們的定義和應(yīng)用場景不同。宇宙飛船發(fā)射原理是根據(jù)宇宙速度的概念，通過給飛船提供足夠的速度，使其能夠克服地球引力，進入宇宙空間。軌道周期與物體在軌道上的速度和距離有關(guān)。宇宙探索的意義和挑戰(zhàn)包括推動科學技術(shù)的發(fā)展，促進國家之間的合作，為人類提供新的資源和空間。地球附近的宇宙環(huán)境對宇宙飛船的發(fā)射和運行有一定的影響，需要在設(shè)計和運行中加以考慮。