7.4宇宙航行 教学设计（表格式）

7.4 宇宙航行教学设计 一、教材分析 《宇宙航行》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程必修2模块中“曲线运动与万有引力定律”主题下的内容，内容要求为：“会计算人造地球卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。”《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对该内容的解读为：学生应该能够结合万有引力定律和匀速圆周运动各点知识计算人造卫星的环绕速度，建构人造卫星发射和运行的空间模型。还应该通过对万有引力和卫星速度变化情况的进一步推理，了解什么是第二宇宙速度和第三宇宙。要充分利用各种相关资源，激发学生学习物理的内在动机、拓展学生视野，关注人类航空事业的最新进展。 本节介绍万有引力定律的实践性成就，教材从牛顿的设想着手，分析物体平抛速度逐渐增大时将不再做平抛运动，物体绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力计算近地卫星的环绕速度，也是发射的最小速度，本节重点是理解并会计算第一宇宙速度。通过介绍我国航天事业和宇宙探索方面取得的成就，增强学生的民族自豪感，落实科学态度与责任核心素养。 二、学情分析 从知识层面学生已经理解万有引力定律和匀速圆周运动的规律。根据万有引力定律提供行星圆周运动的向心力，学生可以推导出行星的线速度、角速度、周期和轨道半径的关系，并且分析得到轨道半径越大，线速度和角速度越小，周期越大的结论。经过第三节的学习，学生已经知道在地面附近重力近似等于地球对物体的万有引力，知道地球质量GM=gR2，能够理解第一宇宙v=. 三、教学目标与核心素养： 1.物理观念：能从物理学的视角正确描述和解释人造地球卫星的运行规律，具备清晰的物理观念。 2.科学思维：能在熟悉的情境中运用物理模型，能对卫星发射原理进行分析和推理。 3.科学探究：能在对卫星发射原理的基础上做出假设，并制定合理的探究路线，从而分析数据发现规律。 4.科学态度与责任：卫星的发射原理是人类在万有引力定律基础上科学家们持续不断创造性发展的成果，是人类对宇宙奥秘探索的历程，增强民族自信心和自豪感。 四、教学重难点 1.第一宇宙速度的理解和推导 2.人造卫星的运动规律 五、教学方法 讲授法、探究式学习、启发式教学 六、教学流程图： 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 复习引入： 复习万有引力定律的成就，提出万有引力定律还有其他重要的成就，揭示行星运行的规律，对人类实现离开地球的太空梦起到重要推进作用。 体会物理对科技发展，航天事业的发展，行星研究的重要作用 新课教学 一、明确学习目标 1．通过牛顿的设想了解人造卫星的发射原理，知道三个宇宙速度的含义，并能够推导第一宇宙速度。 2．能正确描述和理解人造地球卫星的运行规律，知道什么是同步卫星。 3．了解人类探索宇宙的进程及我国的航天成就。 二、明确学习流程 布置学生自主预习任务 学生自主阅读教材。 阅读教材后完成预习检测。 通过对预习检测发现知识漏洞。 根据自己的知识漏洞，自主选择相应微课进行学习。 探究：人造地球卫星的运行规律 展示地球卫星图片，让学生直观体会到，行星绕地球运行时可以不在同一个平面，但轨道圆心均为地球中心；卫星在同一平面绕地球运行时，轨道半径也可不同，并通过flash直观体会离地球近的卫星运动的快，离地球远的卫星运动的慢。 通过任务单，运用问题引导的办法，探究卫星运动的线速度v、角速度ω、周期T、向心加速度an与距离r关系 思考：卫星做匀速圆周运动的向心力来源？ 请根据此关系，探究卫星运动的线速度v、角速度ω、周期T、向心加速度an与距离r关系 探究v与r的关系： 例：由 得 探究ω与r的关系： 探究T与r的关系： 探究an与r的关系： 结论：1.卫星运动情况（v、ω、T、an)是由 和 决 ... ...