2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第七章 4 宇宙航行（1）教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第七章4宇宙航行（1）教案新人教版必修2科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學(xué)年新教材高中物理第七章4宇宙航行（1）教案新人教版必修2教學(xué)內(nèi)容2024-2025學(xué)年新教材高中物理第七章4宇宙航行（1）教案新人教版必修2

本節(jié)課主要圍繞以下內(nèi)容展開：

1.宇宙航行的基本原理與概念：萬有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)、向心加速度。

2.宇宙速度：第一宇宙速度、第二宇宙速度、發(fā)射速度與返回速度。

3.軌道力學(xué)：開普勒定律、橢圓軌道、衛(wèi)星軌道分類。

4.宇宙飛船的飛行：發(fā)射、軌道轉(zhuǎn)移、著陸。

5.宇宙探測(cè)：我國(guó)宇宙探測(cè)的現(xiàn)狀與成就。

教學(xué)內(nèi)容與課本緊密關(guān)聯(lián)，旨在幫助學(xué)生理解宇宙航行的物理原理，培養(yǎng)科學(xué)思維與實(shí)際應(yīng)用能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要圍繞以下方面展開：

1.物理觀念：通過學(xué)習(xí)宇宙航行的基本原理，使學(xué)生能夠形成正確的物理觀念，理解萬有引力、圓周運(yùn)動(dòng)等物理概念在實(shí)際應(yīng)用中的重要作用。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)分析宇宙航行問題的能力，學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)方法解決實(shí)際問題，提高邏輯推理和批判性思維能力。

3.科學(xué)探究：通過探討宇宙速度、軌道力學(xué)等知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與課堂討論，培養(yǎng)合作探究和自主學(xué)習(xí)的能力。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：了解我國(guó)宇宙探測(cè)的現(xiàn)狀與成就，激發(fā)學(xué)生的國(guó)家自豪感，培養(yǎng)他們熱愛科學(xué)、追求真理的精神風(fēng)貌。

5.跨學(xué)科綜合能力：將物理知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，提高學(xué)生跨學(xué)科解決問題的能力，為未來從事相關(guān)領(lǐng)域工作打下基礎(chǔ)。

本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)與課本內(nèi)容緊密關(guān)聯(lián)，旨在全面提高學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，為他們的終身發(fā)展和適應(yīng)未來社會(huì)需求奠定基礎(chǔ)。學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中二年級(jí)的學(xué)生，他們?cè)谥R(shí)、能力、素質(zhì)等方面具備以下特點(diǎn)：

1.知識(shí)層面：

-學(xué)生已經(jīng)掌握了初中階段的基本物理知識(shí)，如力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等，具備一定的物理基礎(chǔ)。

-在高中階段，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了一定的數(shù)學(xué)知識(shí)，如解析幾何、三角函數(shù)等，這些知識(shí)對(duì)理解宇宙航行中的軌道計(jì)算和飛行原理具有重要作用。

-學(xué)生在物理學(xué)科上已經(jīng)學(xué)習(xí)過萬有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí)，為本節(jié)課學(xué)習(xí)宇宙航行的物理原理奠定了基礎(chǔ)。

2.能力層面：

-學(xué)生具備一定的抽象思維能力，能夠理解并運(yùn)用物理公式解決實(shí)際問題。

-學(xué)生具備一定的自主學(xué)習(xí)能力，能夠通過查閱資料、討論等方式拓展知識(shí)面。

-學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作中表現(xiàn)出良好的溝通與協(xié)作能力，有利于課堂上的小組討論和探究。

3.素質(zhì)層面：

-學(xué)生對(duì)科學(xué)充滿好奇心，具有探索未知世界的熱情。

-學(xué)生具備一定的科學(xué)素養(yǎng)，尊重科學(xué)、追求真理。

-學(xué)生對(duì)國(guó)家科技成就有一定的了解，對(duì)本節(jié)課涉及的國(guó)家宇宙探測(cè)成就具有濃厚的興趣。

4.行為習(xí)慣：

-學(xué)生在課堂上能夠遵守紀(jì)律，認(rèn)真聽講，積極參與課堂討論。

-學(xué)生在課后能夠主動(dòng)完成作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)。

-學(xué)生在實(shí)驗(yàn)和探究活動(dòng)中，能夠遵循實(shí)驗(yàn)規(guī)程，確保實(shí)驗(yàn)安全。

對(duì)課程學(xué)習(xí)的影響：

1.知識(shí)層面：學(xué)生已具備的知識(shí)基礎(chǔ)有利于本節(jié)課的理解和掌握，但部分學(xué)生可能在數(shù)學(xué)知識(shí)方面存在薄弱環(huán)節(jié)，需要在教學(xué)中加以關(guān)注和彌補(bǔ)。

2.能力層面：學(xué)生的抽象思維和自主學(xué)習(xí)能力有利于本節(jié)課的學(xué)習(xí)，但部分學(xué)生可能在運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題時(shí)遇到困難，需要教師在課堂上進(jìn)行針對(duì)性的指導(dǎo)。

3.素質(zhì)層面：學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱愛和好奇心有利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高課堂參與度。同時(shí)，教師可通過本節(jié)課的教學(xué)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感。

4.行為習(xí)慣：良好的課堂紀(jì)律和積極參與課堂討論的習(xí)慣有利于提高課堂教學(xué)效果。但需要注意的是，部分學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作中可能存在依賴心理，需要教師引導(dǎo)和培養(yǎng)獨(dú)立思考的能力。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：

-確保每位學(xué)生都提前準(zhǔn)備好新教材高中物理必修2，以便在課堂上跟隨教師的講解進(jìn)行學(xué)習(xí)。

-教師準(zhǔn)備教案、教學(xué)PPT、學(xué)案等相關(guān)教學(xué)材料，以便學(xué)生能夠清晰地了解本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容。

2.輔助材料：

-收集和整理與宇宙航行相關(guān)的圖片，如衛(wèi)星發(fā)射、太空站、宇宙飛船等，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)宇宙航行的直觀認(rèn)識(shí)。

-準(zhǔn)備宇宙航行的動(dòng)畫視頻，展示衛(wèi)星進(jìn)入軌道、空間站對(duì)接等過程，幫助學(xué)生理解宇宙航行的動(dòng)態(tài)過程。

-準(zhǔn)備軌道力學(xué)和開普勒定律相關(guān)的圖表，以便在講解抽象概念時(shí)，能夠提供直觀的視覺輔助。

-搜集我國(guó)宇宙探測(cè)領(lǐng)域的最新進(jìn)展和成就，通過圖片和視頻資料，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。

3.實(shí)驗(yàn)器材：

-準(zhǔn)備模擬軌道運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，如小型衛(wèi)星模型、地球儀等，讓學(xué)生通過實(shí)際操作，體驗(yàn)和驗(yàn)證軌道運(yùn)動(dòng)的理論知識(shí)。

-確保實(shí)驗(yàn)器材的安全性，進(jìn)行課前檢查，避免在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生意外。

-準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的測(cè)量工具，如計(jì)時(shí)器、刻度尺等，以保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4.教室布置：

-將教室分為幾個(gè)區(qū)域，包括講授區(qū)、討論區(qū)、實(shí)驗(yàn)操作區(qū)等，以便于學(xué)生進(jìn)行不同的學(xué)習(xí)活動(dòng)。

-在討論區(qū)設(shè)置白板或黑板，供學(xué)生記錄討論成果和問題。

-在實(shí)驗(yàn)操作區(qū)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)桌、椅子，確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中能夠有足夠的空間進(jìn)行操作。

-教室內(nèi)部布置一些關(guān)于宇宙航行的科普海報(bào)，營(yíng)造濃厚的科學(xué)氛圍。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

-教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過學(xué)校的學(xué)習(xí)平臺(tái)，發(fā)布關(guān)于宇宙航行的預(yù)習(xí)資料，包括PPT、視頻和預(yù)習(xí)指南，明確要求學(xué)生了解宇宙航行的基本原理和概念。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞宇宙航行的基本原理，設(shè)計(jì)問題如“萬有引力如何影響宇宙飛船的軌道運(yùn)動(dòng)？”引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過學(xué)習(xí)平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析，跟蹤學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，確保預(yù)習(xí)效果。

-學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)指南，閱讀教材相關(guān)章節(jié)，觀看預(yù)習(xí)視頻，初步理解宇宙航行的物理原理。

思考預(yù)習(xí)問題：對(duì)預(yù)習(xí)問題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和新產(chǎn)生的疑問。

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)筆記、問題列表等提交至學(xué)習(xí)平臺(tái)，以便教師提前了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

-教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立探索，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用學(xué)習(xí)平臺(tái)和微信等工具，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和進(jìn)度監(jiān)控。

-作用與目的：

讓學(xué)生提前接觸和思考課程難點(diǎn)，如萬有引力與軌道運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和初步解決問題的能力。

2.課中強(qiáng)化技能

-教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過播放我國(guó)宇宙飛船發(fā)射的視頻，激發(fā)學(xué)生的興趣，引出宇宙航行的課題。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解宇宙航行的物理原理，如萬有引力定律、第一宇宙速度等，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論和模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握軌道力學(xué)知識(shí)。

解答疑問：在學(xué)生討論和實(shí)驗(yàn)過程中，及時(shí)解答學(xué)生提出的問題。

-學(xué)生活動(dòng)：

聽講并思考：認(rèn)真聽講，對(duì)教師提出的問題進(jìn)行積極思考。

參與課堂活動(dòng)：在小組討論中積極發(fā)言，參與模擬實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)物理知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中的樂趣。

提問與討論：對(duì)不懂的問題勇敢提問，與同學(xué)進(jìn)行討論，共同解決疑問。

-教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過生動(dòng)的案例和詳細(xì)的講解，幫助學(xué)生理解宇宙航行的物理原理。

實(shí)踐活動(dòng)法：通過模擬實(shí)驗(yàn)和小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

合作學(xué)習(xí)法：利用小組合作，增強(qiáng)學(xué)生的溝通和協(xié)作能力。

-作用與目的：

加深學(xué)生對(duì)宇宙航行物理原理的理解，尤其是萬有引力定律和軌道運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用。

通過實(shí)踐活動(dòng)，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

-教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，布置相關(guān)的課后作業(yè)，如計(jì)算宇宙速度、分析衛(wèi)星軌道等。

提供拓展資源：向?qū)W生推薦與宇宙航行相關(guān)的科普書籍、網(wǎng)站和視頻，鼓勵(lì)學(xué)生深入探索。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給出反饋，指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)。

-學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成課后作業(yè)，鞏固課堂上學(xué)到的知識(shí)。

拓展學(xué)習(xí)：利用教師提供的資源，進(jìn)一步學(xué)習(xí)宇宙航行的相關(guān)知識(shí)。

反思總結(jié)：對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，總結(jié)收獲和不足，提出改進(jìn)措施。

-教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)自主學(xué)習(xí)，加深對(duì)知識(shí)的理解。

反思總結(jié)法：通過反思，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)，促進(jìn)自我提升。

-作用與目的：

鞏固學(xué)生對(duì)宇宙航行知識(shí)點(diǎn)的掌握，提高解題能力。

拓寬學(xué)生的知識(shí)視野，激發(fā)對(duì)科學(xué)探索的興趣。

培養(yǎng)學(xué)生的自我反思和總結(jié)能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。知識(shí)點(diǎn)梳理1.宇宙航行的基本原理與概念

-萬有引力定律：牛頓的萬有引力定律是宇宙航行的基礎(chǔ)，它描述了兩個(gè)物體之間的引力與它們的質(zhì)量和距離的平方成反比。

-圓周運(yùn)動(dòng)：宇宙飛船在地球軌道上的運(yùn)動(dòng)可以視為圓周運(yùn)動(dòng)，需要向心力來維持這一運(yùn)動(dòng)。

-向心加速度：圓周運(yùn)動(dòng)中的向心加速度是由萬有引力提供的，它使宇宙飛船始終指向地心。

2.宇宙速度

-第一宇宙速度：是指在地球表面發(fā)射物體使其進(jìn)入近地圓形軌道所需的最小速度，大約為7.9km/s。

-第二宇宙速度：是指物體從地球表面發(fā)射并脫離地球引力束縛所需的速度，大約為11.2km/s。

-發(fā)射速度與返回速度：發(fā)射速度是指物體從地球表面發(fā)射進(jìn)入太空的速度，而返回速度是指物體從太空返回地球表面所需的速度。

3.軌道力學(xué)

-開普勒定律：描述了行星圍繞恒星運(yùn)動(dòng)的三大定律，這些定律同樣適用于衛(wèi)星圍繞地球的運(yùn)動(dòng)。

-橢圓軌道：大多數(shù)衛(wèi)星的軌道都是橢圓，開普勒第一定律說明了這一點(diǎn)。

-衛(wèi)星軌道分類：根據(jù)軌道形狀和傾角，衛(wèi)星軌道可以分為多種類型，如低地球軌道、同步軌道等。

4.宇宙飛船的飛行

-發(fā)射：宇宙飛船的發(fā)射涉及到復(fù)雜的物理過程，包括推進(jìn)劑的選擇、發(fā)射角度的計(jì)算等。

-軌道轉(zhuǎn)移：宇宙飛船在太空中的軌道轉(zhuǎn)移需要精確的燃料消耗和軌道計(jì)算。

-著陸：宇宙飛船的著陸是一個(gè)技術(shù)要求極高的過程，需要精確控制速度和角度。

5.宇宙探測(cè)

-我國(guó)宇宙探測(cè)現(xiàn)狀：介紹我國(guó)在宇宙探測(cè)領(lǐng)域取得的成就，如月球探測(cè)、火星探測(cè)等。

-成就：展示我國(guó)宇宙探測(cè)的具體成果，如探測(cè)器發(fā)射、數(shù)據(jù)收集等。課堂1.課堂評(píng)價(jià)：

-通過提問：在課堂上，教師可以通過提問的方式了解學(xué)生對(duì)宇宙航行基本原理和概念的理解程度。例如，可以提問學(xué)生關(guān)于萬有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)、向心加速度等知識(shí)點(diǎn)的理解，以及它們?cè)谟钪婧叫兄械膽?yīng)用。

-觀察：教師可以在課堂上觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，包括他們的聽講態(tài)度、參與討論的積極性、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性等。通過觀察，教師可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和技能掌握情況。

-測(cè)試：教師可以設(shè)計(jì)一些小測(cè)試，如選擇題、填空題或解答題，來檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的掌握程度。測(cè)試可以包括宇宙速度的計(jì)算、軌道力學(xué)的原理、宇宙飛船的飛行過程等內(nèi)容。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)：

-批改作業(yè)：教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，檢查他們對(duì)宇宙航行知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。作業(yè)可以包括計(jì)算宇宙速度、分析衛(wèi)星軌道、設(shè)計(jì)宇宙飛船飛行方案等。

-點(diǎn)評(píng)作業(yè)：教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出他們的優(yōu)點(diǎn)和不足之處。對(duì)于優(yōu)秀的作業(yè)，教師可以給予表揚(yáng)和鼓勵(lì)；對(duì)于存在問題的作業(yè)，教師可以提供具體的反饋和指導(dǎo)，幫助學(xué)生改進(jìn)。

-反饋學(xué)習(xí)效果：教師應(yīng)及時(shí)向?qū)W生反饋?zhàn)鳂I(yè)評(píng)價(jià)結(jié)果，讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)效果。對(duì)于表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，教師可以給予積極的反饋，鼓勵(lì)他們繼續(xù)保持；對(duì)于表現(xiàn)一般的學(xué)生，教師可以提供具體的建議和指導(dǎo)，幫助他們提高。內(nèi)容邏輯關(guān)系①萬有引力定律：牛頓的萬有引力定律是宇宙航行的基礎(chǔ)，描述了兩個(gè)物體之間的引力與它們的質(zhì)量和距離的平方成反比。

②圓周運(yùn)動(dòng)：宇宙飛船在地球軌道上的運(yùn)動(dòng)可以視為圓周運(yùn)動(dòng)，需要向心力來維持這一運(yùn)動(dòng)。

③向心加速度：圓周運(yùn)動(dòng)中的向心加速度是由萬有引力提供的，它使宇宙飛船始終指向地心。

2.宇宙速度

①第一宇宙速度：是指在地球表面發(fā)射物體使其進(jìn)入近地圓形軌道所需的最小速度，大約為7.9km/s。

②第二宇宙速度：是指物體從地球表面發(fā)射并脫離地球引力束縛所需的速度，大約為11.2km/s。

③發(fā)射速度與返回速度：發(fā)射速度是指物體從地球表面發(fā)射進(jìn)入太空的速度，而返回速度是指物體從太空返回地球表面所需的速度。

3.軌道力學(xué)

①開普勒定律：描述了行星圍繞恒星運(yùn)動(dòng)的三大定律，這些定律同樣適用于衛(wèi)星圍繞地球的運(yùn)動(dòng)。

②橢圓軌道：大多數(shù)衛(wèi)星的軌道都是橢圓，