高中物理-5 宇宙航行教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

PAGE1宇宙航行之嫦娥探月教案設(shè)計一、課題名稱：宇宙航行授課時間：第7周周三二、教材分析通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已學(xué)習(xí)了行星的運動；太陽與行星間的引力；萬有引力定律；萬有引力理論的成就；宇宙航行之后。在此基礎(chǔ)上，通過教師合理誘導(dǎo)，按照嫦娥一號探月衛(wèi)星的探月過程科學(xué)地設(shè)計問題情境，考查所學(xué)知識，促進學(xué)生探究，獲得新知。猜想可能的設(shè)計，進而對比嫦娥一號探月衛(wèi)星的探月真實過程始終讓學(xué)生參與到學(xué)習(xí)情境中，激活思維，大膽猜想，敢于表達，就都能獲得全面發(fā)展和提高。三、教學(xué)目標（一）知識與技能1．通過觀察思考、合作探究使學(xué)生知道嫦娥1號衛(wèi)星的發(fā)射過程；2．通過觀看視頻，使學(xué)生掌握飛天過程的加速度變化，超重問題；3．通過觀看視頻了解嫦娥1號衛(wèi)星的發(fā)射過程中的軌道變化，復(fù)習(xí)開普勒定律，畫出發(fā)射軌道示意圖；4.利用萬有引力定律會求天體的質(zhì)量5.學(xué)會計算月球表面的重力加速度，會求月球的第一宇宙速度。（二）過程與方法1．通過對嫦娥1號衛(wèi)星的發(fā)射過程的分析探究，使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究、分析、歸納的思維過程；2．教育學(xué)生在處理實際問題時，學(xué)會利用物理知識，抽象出物理模型。從而對學(xué)生進行物理研究方法的培養(yǎng)。（三）情感態(tài)度與價值觀1．在主動學(xué)習(xí)合作探究過程中，體驗和諧、流暢、民主、愉悅的學(xué)習(xí)情境，在滿懷熱望的探究中不斷獲得美的感受和成功的喜悅。2．介紹我國航天事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生的求知欲和熱愛科學(xué)的激情，增強民族自信心和自豪感，培養(yǎng)愛國熱情。四、教學(xué)重點及難點教學(xué)重點1．了解

嫦娥1號衛(wèi)星的發(fā)射過程2．解決飛天·繞地·奔月·環(huán)月·探月中的問題教學(xué)難點1．

嫦娥1號衛(wèi)星發(fā)射過程中的變軌問題2．利用所學(xué)物理知識解決遇到的實際問題。五、教具準備多媒體課件六、教學(xué)方法講授法、演示法、練習(xí)法、啟發(fā)法七、教學(xué)過程新課引入（一）、飛天教師：學(xué)習(xí)了萬有引力和航天知識，讓我們跟隨嫦娥一號衛(wèi)星，去做一次“宇宙航行”。如何去呢？請看視頻1思考火箭加速上升中的幾個問題：距離地面高度為h處的萬有引力？重力加速度？火箭里面的物體受到幾個力?分析火箭加速過程中，物體是超重還是失重？教師：分析宇航員在火箭中的受力，分析火箭發(fā)射時應(yīng)該采用什么姿勢？教師總結(jié)：應(yīng)該采取平躺姿勢。教師：能不能搭乘火箭一直飛向月球？請分析討論。驗證學(xué)生的想法，觀看視頻2。教師：請同學(xué)們回答觀看到的現(xiàn)象。并回答，最終狀態(tài)，衛(wèi)星繞地運行的軌跡是橢圓，請同學(xué)們畫出橢圓的軌跡。（二）、繞地思考：1、地球處在橢圓的什么位置？半長軸如何確定？（根據(jù)什么定律）2、比較近地點和遠地點速度大?。恳约敖攸c和遠地點萬有引力和向心力的大小關(guān)系3、如何才能讓衛(wèi)星進入較高軌道？進入軌道后周期如何變化？答：1、地球處于橢圓的焦點處，根據(jù)開普勒第一定律確定半長軸。2、近地點速度大于遠地點速度，近地點引力大于遠地點引力3、給衛(wèi)星增加速度進入高軌道，進入軌道后周期變大教師：如果發(fā)射一顆衛(wèi)星應(yīng)該從近地點發(fā)射還是遠地點發(fā)射？教師:如何使得衛(wèi)星進入更高的軌跡，如果進入更高的軌道應(yīng)該從哪個點發(fā)射？學(xué)生觀察視頻3教師提醒：第一次點火位置遠地點第二次點火位置近地點第三次點火位置近地點請同學(xué)們畫出衛(wèi)星運動的軌跡圖教師展示學(xué)生的作品，指出不足再次修改，展示修改作品。投影真實的軌跡讓學(xué)生對比。解決問題：1、比較在不同軌道上2、如果衛(wèi)星繞地軌道半徑為r，周期為T,試求地球的質(zhì)量？教師板書求解過程教師：繞地球之后衛(wèi)星如何運動呢？（三）．奔月請同學(xué)們分析奔月過程中的問題修正軌道減速制動（四）、繞月教師：請同學(xué)們觀察視頻，思考衛(wèi)星是如何靠近月球的學(xué)生回答：1、第一軌道是圓。第二軌道是橢圓（五）、探月觀察視頻4：嫦娥三號降落月球進行探月活動觀察月球車探月，并把信息傳向地球教師演示在月球表面的自由落體運動，然后展示思考題（小試牛刀）宇航員在月球上做自由落體實驗，將某物體由距離月球表面高度為h處釋放，經(jīng)過時間t后落到月球表面，試計算月球表面的重力加速度。教師：如果在月球表面發(fā)射衛(wèi)星，求發(fā)射速度。學(xué)生回答老師引導(dǎo)學(xué)生尋求另外一種解法。教師小結(jié)：標注探究問題點和本章內(nèi)容的關(guān)系教師：我國航天事業(yè)發(fā)展日新月異，需要大批的優(yōu)秀人才，期待同學(xué)們的加入！板書設(shè)計：宇宙航行之嫦娥探月1.飛天2.繞月3.奔月4.環(huán)月5.探月同學(xué)觀看視頻1學(xué)生討論同學(xué)討論學(xué)生討論學(xué)生觀看視頻學(xué)生分析討論學(xué)生自主完成展示學(xué)生作品學(xué)生修改軌跡學(xué)生討論物理模型演示地月軌跡學(xué)生討論回答學(xué)生自主完成回答學(xué)生回答學(xué)生練習(xí)回答學(xué)生分析回答學(xué)生總結(jié)，教師適當補充學(xué)情分析通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已學(xué)習(xí)了行星的運動；太陽與行星間的引力；萬有引力定律；萬有引力理論的成就；宇宙航行之后。在此基礎(chǔ)上，通過教師合理引導(dǎo)，按照嫦娥一號探月衛(wèi)星的探月過程科學(xué)地設(shè)計問題情境，考查所學(xué)知識，促進學(xué)生探究，獲得新知。猜想可能的設(shè)計，再對比嫦娥一號衛(wèi)星的探月真實過程，始終讓學(xué)生參與到學(xué)習(xí)情境中，激活思維，大膽猜想，敢于表達，就都能獲得全面發(fā)展和提高。學(xué)生了解我國航天事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生的求知欲和熱愛科學(xué)的激情，增強民族自信心和自豪感，培養(yǎng)愛國熱情。宇宙航行之嫦娥探月效果分析飛天過程學(xué)生比較輕松地分析重力加速度的變化，分析超重現(xiàn)象，在解決載人飛船中發(fā)射過程中的姿勢問題有困難，讓學(xué)生了解有關(guān)知識。繞地過程學(xué)生在分析衛(wèi)星受到的萬有引力和向心力大小關(guān)系有困難，對比做勻速圓周運動的萬有引力和向心力大小關(guān)系后，豁然開朗。畫出加速變換軌道，自己猜測畫不好，觀看視頻后就清楚了，通過修改就能夠弄明白了。利用萬有引力定律很容易地求出地球的質(zhì)量。探月過程學(xué)生很快就能求解出月球表面的重力加速度，在推導(dǎo)月球第一速度時會一種方法，另一種通過老師引導(dǎo)也能完成。宇宙航行之嫦娥探月教材分析由于本節(jié)的內(nèi)容屬于航天部分的重要知識，介紹萬有引力的實踐性成就，要求學(xué)生知道萬有引力理論使人類實現(xiàn)“飛天夢想”；采用探究式、討論式教學(xué)方法進行教學(xué)有以下幾點優(yōu)勢：1．拓展教材內(nèi)容，增加教學(xué)容量。新教材的編排與原教材相比，稍有變動，在“宇宙速度”講解時引入了“發(fā)射速度”與“環(huán)繞速度”、“運行速度”的區(qū)別，在講解衛(wèi)星的變軌問題時，借助地球同步衛(wèi)星的變軌發(fā)射講解，拓展了教學(xué)內(nèi)容。2．提高學(xué)習(xí)興趣，突出自主學(xué)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容與生活、科技息息相關(guān)，加之讓學(xué)生進行探究、討論學(xué)習(xí)本節(jié)課，更加能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。結(jié)論的得出是學(xué)生自己努力的結(jié)果，既突出了自主學(xué)習(xí)，又增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感，起到了積極作用。3．改變知識獲得的渠道，促進教師職能的轉(zhuǎn)變采用探究式、討論式教學(xué)方法進行教學(xué)改變了以前學(xué)生被動獲得知識的方式，變?yōu)閷W(xué)生通過在老師的指導(dǎo)下互相合作交流主動獲得知識。教師和學(xué)生的角色作用變得更加合理。教師與學(xué)生之間是一種平等協(xié)作的關(guān)系，這也為建立和諧民主的教學(xué)氛圍奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)這種理念和我國航天事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，我們把嫦娥1號衛(wèi)星發(fā)射作為線索，設(shè)計了五個環(huán)節(jié)：1.飛天利用萬有引力定律求重力加速度，分析超重現(xiàn)象。2.繞地觀察衛(wèi)星運行軌道；分析遠地點和近地點的萬有引力和向心力關(guān)系；畫出加速變換軌道，求出地球的質(zhì)量。3奔月注意軌道修正，減速靠近月球4環(huán)月注意先做圓軌道，再做橢圓軌道5探月嫦娥3號衛(wèi)星探月視頻，求出月球表面的重力加速度；月球的第一宇宙速度。宇宙航行評測練習(xí)1．行星繞恒星的運動軌道我們近似看成圓形，那么它的運行軌道半徑的三次方與周期的平方的比值是常數(shù)，即，則常數(shù)的大?。ǎ〢．與行星的質(zhì)量有關(guān)C．與恒星的質(zhì)量及行星的質(zhì)量沒有關(guān)系B．只與恒星的質(zhì)量有關(guān)D．與恒星的質(zhì)量及行星的質(zhì)量有關(guān)系2、可發(fā)射一顆人造衛(wèi)星，使其圓軌道滿足下列條件（）A、與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共面的同心圓B、與地球表面上某一經(jīng)度線是共面的同心圓C、與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛(wèi)星相對地面是運動的D、與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛(wèi)星相對地面是靜止的3、發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點。軌道2、3相切于P點（如圖），則當衛(wèi)星分別在1，2，3，軌道上正常運行時，以下說法正確的是（）A．衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道１上的速率B．衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道１上的角速度C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度4、月球的質(zhì)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為多少？5、假設(shè)火星和地球都是球體，火星的質(zhì)量M火與地球的質(zhì)量M地之比M火/M地=p，火星的半徑和地球的半徑之比R火/R地=q，求它們表面處的重力加速度之比.6．宇航員站在一顆星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一個小球。經(jīng)過時間t，小球落到星球表面，測得拋出點與落地點之間的距離L。若拋出時的初速增大到2倍，則拋出點與落地點之間的距離為L。已知兩落地點在同一水平面上，該星球的半徑為R，萬有引力常數(shù)為G。求該星球的質(zhì)量M。7．火箭載著宇宙探測器飛向某行星，火箭內(nèi)平臺上還放有測試儀器，如圖所示?；鸺龔牡孛嫫痫w時，以加速度豎直向上做勻加速直線運動(為地面附近的重力加速度)，已知地球半徑為R。(1)升到某一高度時，測試儀器對平臺的壓力剛好是起飛前壓力的，求此時火箭離地面的高度h(2)探測器與箭體分離后，進入行星表面附近的預(yù)定軌道，進行一系列科學(xué)實驗和測量，若測得探測器環(huán)繞該行星運動的周期為，試問：該行星的平均密度為多少？(假定行星為球體，且已知萬有引力常量為G)宇宙航行之嫦娥探月教學(xué)反思由于本節(jié)的內(nèi)容屬于航天部分的重要知識，介紹萬有引力的實踐性成就，要求學(xué)生知道萬有引力理論使人類實現(xiàn)“飛天夢想”；按照嫦娥一號探月衛(wèi)星的探月過程科學(xué)地設(shè)計問題情境，考查所學(xué)知識，促進學(xué)生探究，獲得新知。猜想可能的設(shè)計，進而對比嫦娥一號探月衛(wèi)星的探月真實過程始終讓學(xué)生參與到學(xué)習(xí)情境中，激活思維，大膽猜想，敢于表達，加強了理論聯(lián)系實際的能力，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。介紹我國航天事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生的求知欲和熱愛科學(xué)