萬(wàn)有引力與宇宙航行大單元設(shè)計(jì)選用教材新課標(biāo)人教版（2019）所需教學(xué)課時(shí)數(shù)6課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)理念本設(shè)計(jì)以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)，結(jié)合行星運(yùn)動(dòng)采用多種視角探究行星運(yùn)行規(guī)律以及運(yùn)動(dòng)原因，強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)與相互作用觀；利用萬(wàn)有引力定律的建立過(guò)程以及其成就培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和科學(xué)思維方法。通過(guò)閱讀、觀看視頻、討論交流、教師點(diǎn)撥讓學(xué)生充分了解科學(xué)史、掌握科學(xué)研究思維方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家求真、求簡(jiǎn)、求美的科學(xué)思想，提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)習(xí)者分析需求分析隨著航天事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，學(xué)生通過(guò)電影、報(bào)刊雜志等途徑多方面了解到航天事業(yè)的方方面面，但是對(duì)航天技術(shù)中蘊(yùn)含的物理知識(shí)還不夠了解，對(duì)具體的物理觀念、物理規(guī)律還不夠熟悉。對(duì)航天理論以及應(yīng)用有著濃厚的興趣。學(xué)情分析學(xué)習(xí)本單元所需要的基礎(chǔ)知識(shí)∶基本概念、基本規(guī)律、基本技能、基本思想角速度、線速度、向心力、向心加速度、牛頓第二定律；球體體積公式、橢圓知識(shí)等數(shù)學(xué)知識(shí)和運(yùn)算技能；學(xué)生對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的研究缺乏觀察的條件，對(duì)科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、創(chuàng)造內(nèi)容的了解不夠系統(tǒng)和準(zhǔn)確。指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)牛頓第二定律、圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)理論推導(dǎo)萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用，學(xué)生基本能做到。習(xí)任務(wù)分析本單元包含的教學(xué)內(nèi)容1.仰望星空，尋找月球2.跟著牛頓看月球3.“嫦娥六號(hào)”怎樣去月球新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求1.通過(guò)史實(shí)，了解萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。知道萬(wàn)有引力定律。認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的重要意義。認(rèn)識(shí)科學(xué)定律對(duì)人類(lèi)探索未知世界的作用。2.會(huì)計(jì)算人造地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。3.知道牛頓力學(xué)的局限性，體會(huì)人類(lèi)對(duì)自然界的探索是不斷深入的。教學(xué)重點(diǎn)1.開(kāi)普勒三大定律的內(nèi)容及應(yīng)用2.萬(wàn)有引力定律及其理論成就3.解決天體運(yùn)動(dòng)的基本思路和方法4.第一宇宙速度及其推導(dǎo)教學(xué)難點(diǎn)1.萬(wàn)有引力定律得出的過(guò)程和思路2.解決天體運(yùn)動(dòng)的基本思路和方法3.衛(wèi)星的發(fā)射及變軌原理教學(xué)目標(biāo)闡明物理觀念1.知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容。了解人類(lèi)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)歷程，了解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的；2.知道開(kāi)普勒行星三定律的內(nèi)容；3.知道行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的原因，知道太陽(yáng)與行星間存在著引力作用；4.能根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽(yáng)與行星間的引力表達(dá)式5.了解萬(wàn)有引力得出的思路和過(guò)程。理解萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì)解決簡(jiǎn)單的引力計(jì)算問(wèn)題；6.了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。7.會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量，掌握處理天體問(wèn)題的思路和方法；8.了解人造地球衛(wèi)星的最初構(gòu)想，會(huì)解決涉及人造地球衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的較簡(jiǎn)單的問(wèn)題；9.知道三個(gè)宇宙速度的意義和數(shù)值，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度；科學(xué)思維1.通過(guò)托勒密、哥白尼、第谷、開(kāi)普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí)，了解人類(lèi)認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解；2.通過(guò)創(chuàng)設(shè)行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)模型，推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間的引力公式，體會(huì)邏輯推理在物理?學(xué)中的重要性；3.通過(guò)開(kāi)展收集、整理牛頓的“月地”檢驗(yàn)資料的活動(dòng)，初步體發(fā)現(xiàn)、假設(shè)、推理與驗(yàn)證、得出結(jié)論的物理研究過(guò)程；科學(xué)探究通過(guò)對(duì)萬(wàn)有引力的學(xué)習(xí)，使學(xué)生體會(huì)在科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)過(guò)程猜想與求證的重要性；通過(guò)對(duì)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究，幫助學(xué)生建立起關(guān)于各種人造地球衛(wèi)星運(yùn)行狀況的正確圖景。幫助學(xué)生養(yǎng)成用萬(wàn)有引力是天體運(yùn)動(dòng)的向心力這一基本方法研究問(wèn)題的習(xí)慣；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感受太陽(yáng)與行星間的引力關(guān)系，從而體會(huì)大自然的奧秘；通過(guò)了解嫦娥六號(hào)發(fā)射過(guò)程感悟科學(xué)是人類(lèi)進(jìn)步不竭的動(dòng)力；3.通過(guò)學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)和借鑒科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，充實(shí)自己的頭腦，更好地去認(rèn)識(shí)世界，提高科學(xué)的價(jià)值觀；4.通過(guò)了解我國(guó)天文觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，養(yǎng)成熱愛(ài)科學(xué)的情感；教學(xué)策略制定本單元課程安排新授課（6）節(jié)實(shí)驗(yàn)課（）節(jié)測(cè)試課（）節(jié)復(fù)習(xí)課（）節(jié)探究課（）節(jié)習(xí)題課（）節(jié)教學(xué)方法講授法、討論法、閱讀法、暗示法、圖示法等教學(xué)媒體視頻片段、圖片、演示動(dòng)畫(huà)、史料、科普材料等本單元教學(xué)計(jì)劃教學(xué)安排基本內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)媒體第一節(jié)仰望星空，尋找月球講授法、討論法、閱讀視頻片段、圖片第二節(jié)跟著牛頓看月球講授法、討論法、暗示法、圖示法圖片、演示動(dòng)畫(huà)第三節(jié)嫦娥六號(hào)怎樣去月球講授法、討論法、閱讀法、圖示法視頻片段、圖片、演示動(dòng)畫(huà)課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)課時(shí)及課題一、仰望星空，發(fā)現(xiàn)月球（1課時(shí)）課型新授課?章/單元復(fù)習(xí)課□專(zhuān)題復(fù)習(xí)課□習(xí)題/試卷講評(píng)課□學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)課□其他□教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)選自人教版普通高中物理必修二第七章第一節(jié)《行星的運(yùn)動(dòng)》，本節(jié)內(nèi)容包括“地心說(shuō)”、“日心說(shuō)”的內(nèi)容及爭(zhēng)論的焦點(diǎn)、開(kāi)普勒三大定律的內(nèi)容等知識(shí)點(diǎn)，對(duì)后續(xù)萬(wàn)有引力與航天的教學(xué)起著引領(lǐng)性作用，同時(shí)又為本章的重點(diǎn)內(nèi)容萬(wàn)有引力定律的學(xué)習(xí)起一個(gè)鋪墊性的作用。因此，本課的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該立足于學(xué)生的科學(xué)精神的培養(yǎng)，讓學(xué)生在科學(xué)家關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的研究歷史中，感悟科學(xué)家求真、求簡(jiǎn)的研究思想和獻(xiàn)身于科學(xué)的精神。學(xué)習(xí)者分析學(xué)生在生活中能夠遠(yuǎn)距離的觀察行星，也從平時(shí)的電影節(jié)目中獲取一些宇宙天體的知識(shí)，對(duì)未知的太空中充滿著向往，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律的相關(guān)知識(shí)。但是學(xué)生對(duì)有關(guān)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的研究缺乏實(shí)際的觀察，對(duì)科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、創(chuàng)造內(nèi)容的了解不夠系統(tǒng)和準(zhǔn)確。學(xué)習(xí)目標(biāo)確定知道開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的描述，形成行星運(yùn)動(dòng)觀念。通過(guò)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的建立過(guò)程，滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法論教育，建立科學(xué)的宇宙觀。培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、善于思考的能力和尊重客觀事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：“日心說(shuō)”的建立過(guò)程，開(kāi)普勒三大定律的內(nèi)容及應(yīng)用。難點(diǎn)：開(kāi)普勒定律的應(yīng)用。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)第一課時(shí)第二課時(shí)第三課時(shí)第四課時(shí)第五課時(shí)自評(píng)組評(píng)教師評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)預(yù)習(xí)情況興趣態(tài)度知識(shí)點(diǎn)掌握情況……學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)（1）環(huán)節(jié)一：古代對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)播放引入短片：嫦娥六號(hào)一號(hào)發(fā)射實(shí)況，提問(wèn)：月球在哪里？觀看短片，討論回答問(wèn)題。提出問(wèn)題：人類(lèi)認(rèn)識(shí)太陽(yáng)系八大行星運(yùn)動(dòng)有哪些觀點(diǎn)？代表人物有哪些？閱讀科學(xué)漫步回答①地心說(shuō)：內(nèi)容：地球是宇宙的中心，而且是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)、月球以及其他行星都圍繞地球運(yùn)動(dòng)。（符合人們的認(rèn)知）代表人物：托勒密②日心說(shuō)：內(nèi)容：太陽(yáng)是宇宙的中心，而且是靜止不動(dòng)的，地球、月球以及其他行星都圍繞地球運(yùn)動(dòng)。（不符合人們的認(rèn)知）提出問(wèn)題：日心說(shuō)是的在怎樣的背景下出來(lái)的？閱讀課本P46月球的逆行片段，并總結(jié)：在地心說(shuō)前提下，用本輪、均輪解釋月球的逆行太過(guò)復(fù)雜，若以太陽(yáng)為中心，解釋則非常簡(jiǎn)單。總結(jié)：17世紀(jì)初，伽利略發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡，在1609年，觀測(cè)發(fā)現(xiàn)了圍繞木星轉(zhuǎn)動(dòng)的“月球”，進(jìn)一步表明地球不是所有天體運(yùn)動(dòng)的中心。日心說(shuō)雖然能解釋當(dāng)時(shí)很多地心說(shuō)不能解釋的現(xiàn)象，但也是不完全正確的，只是比地心說(shuō)先進(jìn)些。但都有歷史局限性。（2）環(huán)節(jié)二：開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)課件呈現(xiàn)并講述：1、第谷的觀測(cè)哥白尼去世后三年，第谷在丹麥出生。他對(duì)行星運(yùn)動(dòng)位置的觀測(cè)由原來(lái)的10'減小到2'，觀測(cè)結(jié)果為哥白尼的學(xué)說(shuō)提供了關(guān)鍵性的支持，被后人譽(yù)為“星學(xué)之王”。2、開(kāi)普勒作為第谷徒弟兼助手開(kāi)普勒，直接接觸第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)。第谷去世后，開(kāi)普勒開(kāi)始整理第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)。3、艱難歷程開(kāi)始按照哥白尼的學(xué)說(shuō)，按照行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來(lái)分析問(wèn)題，結(jié)果多次嘗試所得的結(jié)果都與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)有至少8’的偏差。由于他深信老師觀測(cè)數(shù)據(jù)的精確性，開(kāi)始質(zhì)疑：行星的運(yùn)動(dòng)并非勻速圓周運(yùn)動(dòng)。此后依靠自己出眾的智慧，觀測(cè)、計(jì)算、分析，以及非凡的數(shù)學(xué)能力，經(jīng)過(guò)多年的嘗試，發(fā)現(xiàn)天體運(yùn)動(dòng)并非做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，而是做橢圓運(yùn)動(dòng)，是人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的研究向前大大邁進(jìn)了一步。并分別于1609年和1619年發(fā)表了行星運(yùn)動(dòng)的三定律，被后人譽(yù)為“天空立法者”。認(rèn)真聽(tīng)老師的講述，體會(huì)發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的艱辛。（3）環(huán)節(jié)三：開(kāi)普勒定律教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)課件呈現(xiàn)開(kāi)普勒第一定律內(nèi)容：開(kāi)普勒第一定律（軌道定律）：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)。方法指導(dǎo)：如何畫(huà)橢圓？指導(dǎo)學(xué)生畫(huà)出橢圓，并指出，細(xì)線固定的兩點(diǎn)為橢圓的焦點(diǎn)。同時(shí)提出半長(zhǎng)軸a的概念。在老師指導(dǎo)下利用一小短劇細(xì)線畫(huà)出橢圓，并理解焦點(diǎn)位置與中心的區(qū)別。知道半長(zhǎng)軸的概念。課件呈現(xiàn)太陽(yáng)系8大行星的運(yùn)動(dòng)軌道加深學(xué)生對(duì)第一定律的理解。分析不同行星運(yùn)動(dòng)軌道，找到特點(diǎn)太陽(yáng)是所有行星的橢圓軌道的一個(gè)共同焦點(diǎn)。課件呈現(xiàn)開(kāi)普勒第二定律內(nèi)容（面積定律）：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等。用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)解釋第二定律本質(zhì)上描述的是行星運(yùn)動(dòng)的快慢：行星通過(guò)的一小段軌跡可以近似為圓弧，行星與太陽(yáng)掃過(guò)的面積為扇形面積。扇形面積公式：S=lr/2線速度公式：v=Δl/Δt面積S相同，行星離太陽(yáng)越近r越小，通過(guò)的軌跡l越大，而Δt相同，則速度v越大。結(jié)論：同一行星靠近太陽(yáng)（中心天體）時(shí)速度增大，遠(yuǎn)離太陽(yáng)（中心天體）時(shí)速度減小。近日點(diǎn)速率大，遠(yuǎn)日點(diǎn)速率小。回憶扇形面積公式：S=lr/2線速度公式：v=Δl/Δt并從推導(dǎo)過(guò)程中理解數(shù)學(xué)方法在實(shí)際應(yīng)用方法。課件呈現(xiàn)太陽(yáng)系行星運(yùn)行半長(zhǎng)軸與公轉(zhuǎn)周期開(kāi)普勒從中總結(jié)出第三定律。開(kāi)普勒第三定律內(nèi)容（周期定律）：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。若用a表示半長(zhǎng)軸，T表周期，可得：進(jìn)一步闡述公式：表達(dá)式反映了行星公轉(zhuǎn)周期與半長(zhǎng)軸之間的依賴(lài)關(guān)系，半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)的行星，公轉(zhuǎn)周期越長(zhǎng)。其比值k與行星質(zhì)量無(wú)關(guān)，只由太陽(yáng)（中心天體）質(zhì)量決定，對(duì)圍繞同一中心天體運(yùn)動(dòng)的行星比值是相同的。了解開(kāi)普勒從大量數(shù)據(jù)中總結(jié)出第三定律的艱辛，體會(huì)科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)與所需的堅(jiān)韌精神。課件呈現(xiàn)太陽(yáng)系行星軌道提出問(wèn)題：仔細(xì)觀看行星運(yùn)動(dòng)的軌道的特點(diǎn)?？偨Y(jié)：開(kāi)普勒三定律的近似處理行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道十分接近圓，在中學(xué)階段一般按圓處理。發(fā)現(xiàn)行星軌道幾乎都為圓形。并分析近似處理后的開(kāi)普勒定律變化后的具體內(nèi)容。開(kāi)普勒第一定律：行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓，太陽(yáng)處在圓心。開(kāi)普勒第二定律：對(duì)任意行星來(lái)說(shuō)，它繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度（或線速度）相等，即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。開(kāi)普勒第三定律：所有行星軌道半徑r的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方的比值都相等，表達(dá)式為開(kāi)普勒定律也適用于地球衛(wèi)星繞的運(yùn)動(dòng)，也適用于其他星球的衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)。試計(jì)算以下兩種情況的k值地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)r=1.5×1011mT=3.2×107s月球繞地球運(yùn)動(dòng)r=3.8×108mT=2.4×106s總結(jié)：中心天體不同的k值不同。學(xué)生計(jì)算地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)k=3.4×1018m3/s2月球繞地球運(yùn)動(dòng)k=1.0×1013m3/s2課堂練習(xí)1、某行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的橢圓軌道如圖所示，F(xiàn)1和F2是橢圓軌道的兩個(gè)焦點(diǎn)，行星在M點(diǎn)的速率比在N點(diǎn)的大，則太陽(yáng)是位于(A)A．F1 B．M點(diǎn)C．F2D．N點(diǎn)某行星沿橢圓軌道運(yùn)行，近日點(diǎn)到太陽(yáng)距離為a，遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽(yáng)距離為b，過(guò)近日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va，則過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)速率為（C）A．B．C．D．3、有兩顆行星，它們繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可認(rèn)為是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且公轉(zhuǎn)周期之比為8∶1，則（1）它們的軌道半徑之比為（A） A．4∶1B．8∶1 C．2∶1D．1∶4（2）兩行星的公轉(zhuǎn)速度之比為（C） A．2∶1B．4∶1 C．1∶2D．1∶4完成練習(xí)加深理解。板書(shū)設(shè)計(jì)仰望星空，尋找月球一、古代對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)1、托勒密：地心說(shuō)2、哥白尼：日心說(shuō)二、開(kāi)普勒定律1、第谷的觀測(cè)2、開(kāi)普勒定律第一定律（軌道定律）；所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)。第二定律(面積定律)；對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等。第三定律（周期定律）：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。若用a表示半長(zhǎng)軸，T表周期。表達(dá)式為作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)對(duì)于這三個(gè)等式來(lái)說(shuō)，有的可以在實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證，有的則不能，這個(gè)無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證的規(guī)律是怎么得到的？特色學(xué)習(xí)資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說(shuō)明播放天體運(yùn)動(dòng)圖片和視頻，讓學(xué)生對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。準(zhǔn)備器材讓學(xué)生自己動(dòng)手畫(huà)橢圓，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。教學(xué)反思與改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)之后填寫(xiě)評(píng)價(jià)項(xiàng)目課堂評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)第一課時(shí)第二課時(shí)第三課時(shí)第四課時(shí)第五課時(shí)自評(píng)組評(píng)教師評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)課外作業(yè)復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)新課學(xué)習(xí)興趣態(tài)度主動(dòng)參與合作意識(shí)任務(wù)完成評(píng)價(jià)等級(jí)：優(yōu)、良、中、差單元測(cè)試：總評(píng)：課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)課時(shí)及課題二、跟著牛頓看月球（第1課時(shí)）課型新授課?章/單元復(fù)習(xí)課□專(zhuān)題復(fù)習(xí)課□習(xí)題/試卷講評(píng)課□學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)課□其他□教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)選自人教版普通高中物理必修二第七章第二節(jié)《萬(wàn)有引力定律》，萬(wàn)有引力定律是本章的重點(diǎn)知識(shí)，本節(jié)內(nèi)容是對(duì)上兩節(jié)教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一步延伸，是下一節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。通過(guò)牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的思考過(guò)程，說(shuō)明科學(xué)研究的長(zhǎng)期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀。了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程，理解萬(wàn)有引力定律的含義，掌握萬(wàn)有引力定律的公式。學(xué)習(xí)者分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)牛頓第三定律和開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，能夠理解和推導(dǎo)太陽(yáng)與行星間的引力公式，但對(duì)于月地檢驗(yàn)的理解還稍有難度。學(xué)習(xí)目標(biāo)確定1.知道萬(wàn)有引力是存在于所有物體之間的吸引力，知道萬(wàn)有引力的適用范圍。2.通過(guò)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、善于思考、善于動(dòng)手的能力。3.通過(guò)對(duì)萬(wàn)有引力的學(xué)習(xí)，使學(xué)生體會(huì)在科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)過(guò)程猜想與求證的重要性。4.理解科學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)展的過(guò)程和規(guī)律；感受太陽(yáng)與行星間的引力關(guān)系，從而體會(huì)大自然的奧秘，提高學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀。學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容及數(shù)學(xué)表達(dá)式。教學(xué)難點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的思路。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)第一課時(shí)第二課時(shí)第三課時(shí)第四課時(shí)第五課時(shí)自評(píng)組評(píng)教師評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)預(yù)習(xí)情況興趣態(tài)度知識(shí)點(diǎn)掌握情況……學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)（1）環(huán)節(jié)一：新課引入教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)問(wèn)題引入：樹(shù)上掉下的蘋(píng)果砸著牛頓，使牛頓突發(fā)奇想而發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力。你同意這種說(shuō)法嗎？拉住月球的力和地面物體的重力性質(zhì)一樣嗎？不同意。機(jī)遇偏愛(ài)于有準(zhǔn)備的頭腦。“當(dāng)牛頓思考月亮繞地球運(yùn)行的原因時(shí)，蘋(píng)果偶然落地引起了他的遐想”的說(shuō)法應(yīng)該有點(diǎn)道理。猜想：地球?qū)χ車(chē)矬w的重力作用應(yīng)該會(huì)延伸到很遠(yuǎn)的地方，拉住月球的力和地面物體的重力性質(zhì)一樣。（2）環(huán)節(jié)二：行星與太陽(yáng)間的引力教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P50內(nèi)容并思考：太陽(yáng)對(duì)行星引力的大小如何？閱讀課本，思考問(wèn)題。課件呈現(xiàn)牛頓關(guān)于引力表達(dá)式的推導(dǎo)過(guò)程。太陽(yáng)對(duì)行星的引力跟受力行星的質(zhì)量成正比，與行星到太陽(yáng)的距離的二次方成反比。運(yùn)用牛頓第三定律，推導(dǎo)行星對(duì)太陽(yáng)的引力?？偨Y(jié)行星與太陽(yáng)間的引力表達(dá)式。其中系數(shù)G為常量。在老師帶領(lǐng)利用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)逐步推導(dǎo)出行星與太陽(yáng)間的引力表達(dá)式，體會(huì)數(shù)學(xué)在物理問(wèn)題中運(yùn)用的魅力。學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)方法解決問(wèn)題。（3）環(huán)節(jié)三：月地檢驗(yàn)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)蘋(píng)果樹(shù)下的故事：牛頓依據(jù)開(kāi)普勒定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得出了太陽(yáng)與行星間的引力關(guān)系，因此它只適用于太陽(yáng)與行星之間，地面上的物體是什么力使得它不能離開(kāi)地球呢？它們之間是否屬于同一種力呢？假定地球?qū)υ虑?、地球?qū)μO(píng)果和太陽(yáng)與行星間以及的作用力是同一種力。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)推導(dǎo)。給出相關(guān)數(shù)據(jù)讓學(xué)生計(jì)算并進(jìn)行檢驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)推導(dǎo)和計(jì)算完成地月檢驗(yàn)。（4）環(huán)節(jié)四：萬(wàn)有引力定律教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)牛頓地球?qū)⒃虑虻牧Α⒌厍驅(qū)Φ孛嫔衔矬w的力、太陽(yáng)對(duì)行星的力，物體與物體之間的引力統(tǒng)一起來(lái)，提出萬(wàn)有引力。引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P52內(nèi)容。課件呈現(xiàn)萬(wàn)有引力定律內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比、與它們之間距離r的二次方成反比。表達(dá)式：。其中G為引力常量。適用條件：①適用于計(jì)算兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力，當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)大于物體本身大小時(shí)，物體可以看做質(zhì)點(diǎn)，公式中的r表示兩質(zhì)點(diǎn)間的距離。②適用于計(jì)算兩個(gè)均勻球體間的萬(wàn)有引力，公式中的r為兩球心間的距離。閱讀課本P52內(nèi)容，初步認(rèn)識(shí)萬(wàn)有引力定律。（4）環(huán)節(jié)四：引力常量教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律100多年后，即1798年，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪什通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)量幾個(gè)鉛球之間的引力得出。課件介卡文迪什扭秤實(shí)驗(yàn)裝置。萬(wàn)有引力常量測(cè)量的意義：①成為萬(wàn)有引力定律正確性的重要依據(jù)；②沒(méi)有G的測(cè)出，萬(wàn)有引力定律在許多問(wèn)題的應(yīng)用上受到限制，故G的測(cè)出使得萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)的發(fā)展上起了重要作用。認(rèn)識(shí)卡文迪什扭秤實(shí)驗(yàn)裝置，體會(huì)其設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的精妙之處。學(xué)會(huì)用放大法處理微小變化。粗略的計(jì)算一下兩個(gè)質(zhì)量為50kg，相距0.5m的人之間的引力是多大？總結(jié)：小質(zhì)量物體之間的萬(wàn)有引力非常小可以忽略不計(jì)。通過(guò)計(jì)算得出人與人之間的萬(wàn)有引力大小。板書(shū)設(shè)計(jì)跟著牛頓看月球1一、行星與太陽(yáng)間的引力二、地月檢驗(yàn)三、萬(wàn)有引力定律1.內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比、與它們之間距離r的二次方成反比。2.表達(dá)式：。其中G為引力常量。適用條件：適用于計(jì)算兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力四、引力常量1.卡文迪什扭秤實(shí)驗(yàn)2.作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)既然任何物體間都存在著引力，為什么當(dāng)兩個(gè)人接近時(shí)他們不會(huì)吸在一起?我們通常分析物體的受力時(shí)是否需要考慮物體間的萬(wàn)有引力?請(qǐng)你根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)用合理的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明以上兩個(gè)問(wèn)題。特色學(xué)習(xí)資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說(shuō)明萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)應(yīng)用的是邏輯推理，引導(dǎo)學(xué)生用無(wú)可辯駁的事實(shí)證明科學(xué)猜想的正確性。播放動(dòng)畫(huà)卡文迪許扭稱(chēng)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感受放大思想在物理學(xué)中的應(yīng)用。教學(xué)反思與改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)之后填寫(xiě)評(píng)價(jià)項(xiàng)目課堂評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)第一課時(shí)第二課時(shí)第三課時(shí)第四課時(shí)第五課時(shí)自評(píng)組評(píng)教師評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)課外作業(yè)復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)新課學(xué)習(xí)興趣態(tài)度主動(dòng)參與合作意識(shí)任務(wù)完成評(píng)價(jià)等級(jí)：優(yōu)、良、中、差單元測(cè)試：總評(píng)：課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)課時(shí)及課題二、跟著牛頓看月球（第2課時(shí)）課型新授課?章/單元復(fù)習(xí)課□專(zhuān)題復(fù)習(xí)課□習(xí)題/試卷講評(píng)課□學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)課□其他□教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)選自人教版普通高中物理必修二第七章第三節(jié)《萬(wàn)有引力理論的成就》，本節(jié)教學(xué)內(nèi)容為萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用，通過(guò)天體質(zhì)量的“稱(chēng)量”與計(jì)算和發(fā)現(xiàn)未知天體，體現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律對(duì)人類(lèi)探索未知世界所起到的巨大作用，海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)，哈雷彗星的按時(shí)回歸，又驗(yàn)證了萬(wàn)有引力的正確性和普遍適用性。學(xué)習(xí)者分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)萬(wàn)有引力定律，能夠理解太陽(yáng)與行星之間通過(guò)萬(wàn)有引力相聯(lián)系。通過(guò)數(shù)學(xué)變換就能求出天體的質(zhì)量和密度，也能理解發(fā)現(xiàn)未知天體的理論依據(jù)。但是由于各量過(guò)于繁雜，字母很多，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差的學(xué)生可能會(huì)感覺(jué)難度大。學(xué)習(xí)目標(biāo)確定1.了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用2.運(yùn)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量，體驗(yàn)運(yùn)用萬(wàn)有引力解決問(wèn)題的基本思路和方法3.通過(guò)“發(fā)現(xiàn)未知天體”、“成功預(yù)測(cè)彗星的回歸”的學(xué)習(xí)，體會(huì)科學(xué)定律在人類(lèi)探索未知世界的作用。4.培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)建立模型的能力與方法，體會(huì)物理學(xué)規(guī)律的簡(jiǎn)潔性和普適性。學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)1.天體的質(zhì)量和密度的測(cè)量與估算2.解決天體運(yùn)動(dòng)的基本思路和方法。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)第一課時(shí)第二課時(shí)第三課時(shí)第四課時(shí)第五課時(shí)自評(píng)組評(píng)教師評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)預(yù)習(xí)情況興趣態(tài)度知識(shí)點(diǎn)掌握情況……學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)（1）環(huán)節(jié)一：新課引入教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)復(fù)習(xí)引入：萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容，表達(dá)式以及G的含義。提問(wèn)：在地球上重力與萬(wàn)有引力的有什么聯(lián)系？回答萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容，表達(dá)式學(xué)生思考，并產(chǎn)生疑惑。課件呈現(xiàn)并提問(wèn)：由于地球自轉(zhuǎn)，地球上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力來(lái)源是什么？經(jīng)受力分析后回答：萬(wàn)有引力提供向心力分析物體受力，指出重力和向心力是萬(wàn)有引力的兩個(gè)分力。若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響：重力和萬(wàn)有引力相等.則：在老師引導(dǎo)下認(rèn)識(shí)重力與萬(wàn)有引力的聯(lián)系。（2）環(huán)節(jié)二：“稱(chēng)量”地球質(zhì)量教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)g是地球表面的重力加速度，R是地球半徑。課堂練習(xí)：已知：地球表面g=9.8m/s2，地球半徑R=6400km，引力常量G=6.67×1011Nm2/kg2。請(qǐng)你根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算地球的質(zhì)量。總結(jié)：地面的重力加速度g和地球半徑R在卡文迪什之前就已知道，一旦測(cè)得引力常量G，就可以算出地球的質(zhì)量。因此，卡文迪什把他自己的實(shí)驗(yàn)說(shuō)成是“稱(chēng)量地球的重量”。計(jì)算地球質(zhì)量。課堂練習(xí)：已知:月球與地球的距離為3.8×108m，月球公轉(zhuǎn)周期為27.3天。引力常量G=6.67×1011Nm2/kg2。請(qǐng)你根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算地球的質(zhì)量。計(jì)算地球質(zhì)量。提出問(wèn)題：兩次間地球質(zhì)量數(shù)據(jù)為什么不一樣？引導(dǎo)學(xué)生思考：利用gR計(jì)算時(shí)，g的取值是近似，且忽略了地球自轉(zhuǎn)的影響。月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓并非圓軌道。體會(huì)簡(jiǎn)化模型的意義。（3）環(huán)節(jié)三：計(jì)算天體質(zhì)量教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)總結(jié)上述兩習(xí)題得出結(jié)論：計(jì)算天體質(zhì)量的兩種方法gR法g是天體表面的重力加速度，R是天體半徑2.Tr法T是衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期,r是衛(wèi)星的軌道半徑，只能求中心天體的質(zhì)量。上述兩種方法也適用于其他天體質(zhì)量的計(jì)算。對(duì)比兩種方法，加深對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解。引導(dǎo)學(xué)生回憶開(kāi)普勒第三定律，提出問(wèn)題k=?總結(jié)：k與中心天體的質(zhì)量有關(guān)。學(xué)生推導(dǎo):（4）環(huán)節(jié)四：發(fā)現(xiàn)未知天體教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)布置閱讀任務(wù)總結(jié)：海王星被稱(chēng)為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”閱讀課本P57內(nèi)容，了解海王新發(fā)現(xiàn)的過(guò)程。海王星發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的軌道也與理論計(jì)算的不一致．于是幾位學(xué)者用亞當(dāng)斯和勒維列的方法預(yù)言另一顆．體會(huì)萬(wàn)有引力理論的成就。（4）環(huán)節(jié)四：預(yù)言哈雷彗星的回歸教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)課件呈現(xiàn)并講述：在牛頓之前，彗星被看作是一種神秘的現(xiàn)象。英國(guó)天文學(xué)家哈雷從1337年到1698年的彗星記錄中挑選了24顆彗星，依據(jù)萬(wàn)有引力定律，用一年時(shí)間計(jì)算了它們的軌道。發(fā)現(xiàn)1531年、1607年和1682年出現(xiàn)的這三顆彗星軌道看起來(lái)如出一轍，他大膽預(yù)言，這三次出現(xiàn)的彗星是同一顆星，周期約為76年，并預(yù)言它將于1758年底或1759年初再次回歸。1759年3月這顆彗星如期通過(guò)了近日點(diǎn)，它最近一次回歸是1986年，它的下次回歸將在2061年左右。在哈雷的發(fā)現(xiàn)和預(yù)言中體會(huì)物理規(guī)律之美。課件展示彗星家族。總結(jié)：海王星的發(fā)現(xiàn)和哈雷彗星的“按時(shí)回歸”確立了萬(wàn)有引力定律的地位，也成為科學(xué)史上的美談。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者物理學(xué)家勞厄說(shuō)：“沒(méi)有任何東西像牛頓引力理論對(duì)行星軌道的計(jì)算那樣，如此有力地樹(shù)立起人們對(duì)年輕的物理學(xué)的尊敬。從此以后，這門(mén)自然科學(xué)成了巨大的精神王國(guó)……”牛頓還用月球和太陽(yáng)的萬(wàn)有引力解釋了潮汐現(xiàn)象，用萬(wàn)有引力定律和其他力學(xué)定律，推測(cè)地球呈赤道處略微隆起的扁平形狀。萬(wàn)有引力定律可以用于分析地球表面重力加速度微小差異的原因，以及指導(dǎo)重力探礦。板書(shū)設(shè)計(jì)跟著牛頓看月球2一、“稱(chēng)量”地球質(zhì)量1.重力與萬(wàn)有引力：重力和向心力是萬(wàn)有引力的兩個(gè)分力。若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，重力和萬(wàn)有引力相等.g是地球表面的重力加速度，R是天體半徑二、計(jì)算天體質(zhì)量1.gR法g是天體表面的重力加速度，R是天體半徑2.Tr法T是衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期,r是衛(wèi)星的軌道半徑，只能求中心天體的質(zhì)量。三、發(fā)現(xiàn)未知天體四、預(yù)言哈雷彗星回歸作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律說(shuō)明:為什么不同物體在地球表面的自由落體加速度都是相等的?為什么高山上的自由落體加速度比山下地面的小?特色學(xué)習(xí)資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說(shuō)明展示地球自轉(zhuǎn)視頻和圖片，讓學(xué)生感受萬(wàn)有引力，重力和自轉(zhuǎn)向心力的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生建立科學(xué)模型的能力，感受物理規(guī)律獲得的過(guò)程。引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)相關(guān)表達(dá)式，感受萬(wàn)有引力定律在綜合解決天體問(wèn)題中的重要地位。教學(xué)反思與改進(jìn)教學(xué)活動(dòng)之后填寫(xiě)評(píng)價(jià)項(xiàng)目課堂評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)第一課時(shí)第二課時(shí)第三課時(shí)第四課時(shí)第五課時(shí)自評(píng)組評(píng)教師評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)課外作業(yè)復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)新課學(xué)習(xí)興趣態(tài)度主動(dòng)參與合作意識(shí)任務(wù)完成評(píng)價(jià)等級(jí)：優(yōu)、良、中、差單元測(cè)試：總評(píng)：課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)課時(shí)及課題7.3嫦娥六號(hào)怎樣去月球（2課時(shí)）課型新授課章/單元復(fù)習(xí)課專(zhuān)題復(fù)習(xí)課□習(xí)題/試卷講評(píng)課□學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)課□其他□教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)講述了人造衛(wèi)星的發(fā)射原理，推導(dǎo)了第一宇宙速度，介紹了三個(gè)宇宙速度的含義。本節(jié)內(nèi)容是萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的具體運(yùn)用，是航天科學(xué)技術(shù)理論基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)航空航天技術(shù)知識(shí)的探究興趣，以及樹(shù)立學(xué)生對(duì)我國(guó)航天科學(xué)技術(shù)的崇高敬意。學(xué)習(xí)者分析通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、萬(wàn)有引力定律已有一定的了解。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)教師合理誘導(dǎo)，按照遷移規(guī)律科學(xué)地設(shè)計(jì)問(wèn)題情境，促進(jìn)學(xué)生探究，獲得新知。盡管學(xué)生對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)儲(chǔ)備不足，猜想可能缺乏科學(xué)性，表達(dá)也許欠妥，建構(gòu)物理模型能力欠缺。但只要始終參與到學(xué)習(xí)情境中，五官體驗(yàn)激活思維，大膽猜想，敢于表達(dá)，就都能獲得發(fā)展和提高。學(xué)習(xí)目標(biāo)確定物理觀念：能正確描述和解釋人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律。科學(xué)思維：能用萬(wàn)有引力定律推導(dǎo)第一宇宙速度，對(duì)衛(wèi)星的發(fā)射原理進(jìn)行分析和推理；科學(xué)探究：能依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射原理，制定合力探究路線，分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：感知人類(lèi)探索宇宙的夢(mèng)想及巨大成就，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，促使學(xué)生樹(shù)立獻(xiàn)身科學(xué)的人生觀和價(jià)值觀。學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：1.第一宇宙速度及其推導(dǎo)。2.v、ω、T、a隨軌道半徑的變化規(guī)律。3.近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星的特點(diǎn)以及衛(wèi)星變軌。難點(diǎn)：1.發(fā)射速度和環(huán)繞速度的關(guān)系。2.變軌原理。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)第一課時(shí)第二課時(shí)第三課時(shí)第四課時(shí)第五課時(shí)自評(píng)組評(píng)教師評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)自評(píng)組評(píng)預(yù)習(xí)情況興趣態(tài)度知識(shí)點(diǎn)掌握情況……學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)（1）環(huán)節(jié)一：新課引入教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)情境引入：?jiǎn)栴}1：嫦娥六號(hào)探測(cè)器是如何發(fā)射升空的？引導(dǎo)思考：將物體從高塔上水平拋出，物體最終落到地面上，當(dāng)增大拋射速度時(shí)，物體的射程也隨之增加。猜想：如果拋出的速度足夠大,會(huì)出現(xiàn)什么情形呢?問(wèn)題2：拋出的速度為多大，物體才能成為人造地球衛(wèi)星呢?學(xué)生猜想：不會(huì)落回地面，繞地球運(yùn)動(dòng)，成為地球衛(wèi)星。（2）環(huán)節(jié)二：宇宙速度教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)創(chuàng)設(shè)情境：學(xué)生推導(dǎo)第一宇宙速度物體拋出后不落回地面，繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力。物體做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r、地球半徑為R、物體距地面高度h?？偨Y(jié)分析：貼近地面運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，稱(chēng)為近地衛(wèi)星。由于R>>h則r=R+h≈R這一速度稱(chēng)為第一宇宙速度。學(xué)生推導(dǎo)：其中提出另一種計(jì)算方法：衛(wèi)星發(fā)射后，地球自轉(zhuǎn)對(duì)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響，重力等于萬(wàn)有引力，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)。學(xué)生推導(dǎo)：總結(jié)：第一宇宙速度：物體在地球附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度；近地衛(wèi)星的速度；地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。v1=7.9km/s兩種計(jì)算方法：方法1：方法2：對(duì)比兩種計(jì)算方法，體會(huì)計(jì)算原理。提問(wèn)：如果物體在地球附近，運(yùn)動(dòng)的速度大于第一宇宙速度，物體還能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎？引入思考：物體真會(huì)脫離地球一去不返嗎？分析后回答：不能，提供的向心力即萬(wàn)有引力不變，而所需的向心力由于速度增大而增大，故提供的向心力小于所需向心力將做離心運(yùn)動(dòng)。引導(dǎo)學(xué)生思考：物體在遠(yuǎn)離地球的過(guò)程中，一直受到萬(wàn)有引力的作用。在引力作用下物體先逐漸減速。逐漸到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)B，然后加速回程，形成一個(gè)橢圓軌跡。在老師引導(dǎo)下思考橢圓軌道的形成過(guò)程。結(jié)論：理論研究表明，在地面附近的A點(diǎn)，以速度v發(fā)射飛行器。v=7.9km/s時(shí)，飛行器沿圓形軌道1繞地心貼著地面勻速圓周運(yùn)動(dòng)（近地衛(wèi)星）。7.9km/s<v<11.2km/s時(shí)，飛行器沿軌道2(橢圓軌道)運(yùn)動(dòng)（地球衛(wèi)星）。問(wèn)題：嫦娥六號(hào)一號(hào)探測(cè)器的運(yùn)行軌跡是如何的？運(yùn)行速度又是多少呢？展示：嫦娥六號(hào)運(yùn)行軌跡圖。在A點(diǎn)的發(fā)射時(shí)速度v越大，軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)離地球越遠(yuǎn)。v≥11.2km/s時(shí)，飛行器沿軌道4運(yùn)動(dòng)，只是這個(gè)橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)在離地球無(wú)限遠(yuǎn)處，飛行器將脫離地球引力束縛，永遠(yuǎn)離開(kāi)地球。我們把v=11.2km/s稱(chēng)為第二宇宙速度。同理，當(dāng)速度v≥16.7km/s，飛行器將脫離太陽(yáng)引力束縛，飛到太陽(yáng)系以外。我們把v=16.7km/s稱(chēng)為第三宇宙速度。學(xué)生觀察嫦娥六號(hào)運(yùn)行軌跡圖。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：宇宙速度第一宇宙速度：飛行器在地球附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度.v1=7.9km/s第二宇宙速度：使飛行器脫離地球引力束縛的最小地面發(fā)射速度．v2=11.2km/s第三宇宙速度：使飛行器脫離太陽(yáng)引力束縛的最小地面發(fā)射速度．v3=16.7km/s提出問(wèn)題：設(shè)衛(wèi)星發(fā)射速度v，以下列三種情況發(fā)射，飛行器將如何運(yùn)動(dòng)？v<7.9km/s（2）7.9km/s<v<11.2km/s（3）11.2km/s<v<16.7km/s（4）v>16.7km/s總結(jié)三個(gè)宇宙速度并思考問(wèn)題后回答：發(fā)射速度v<7.9km/s時(shí)，飛行器回落回地面；發(fā)射速度7.9km/s<v<11.2km/s時(shí)，飛行器繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，成為地球的一顆衛(wèi)星。發(fā)射速度11.2km/s<v<16.7km/s時(shí)，飛行器繞太陽(yáng)橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，成為太陽(yáng)的人造行星。發(fā)射速度v>16.7km/s時(shí)，飛行器飛力太陽(yáng)系提示與擴(kuò)展：三個(gè)宇宙速度都是相對(duì)于地球的最小發(fā)射速度，其他星球上也有對(duì)應(yīng)的三個(gè)宇宙速度。練習(xí)1：若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6倍，半徑是地球半徑的1.5倍，此行星的第一宇宙速度約為(A)A．16km/sB．32km/sC．4km/s D．2km/s學(xué)生思考并計(jì)算：練習(xí)2；恒星演化發(fā)展到一定階段，可能成為恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半徑較小，一般在7～20km，但它的密度大得驚人．若某中子星的半徑為10km，密度為1.2×1017kg/m3，萬(wàn)有引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，那么該中子星上的第一宇宙速度約為(D)A．7.9km/sB．16.7km/sC．2.9×104km/sD．5.8×104km/s通過(guò)計(jì)算得出答案。練習(xí)3：某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時(shí)間t后，物體以速率v落回該人的手中．已知該星球的半徑為R，求該星球上的第一宇宙速度．學(xué)生分析并計(jì)算：由豎直上拋運(yùn)動(dòng)可得該星球表現(xiàn)的重力加速度由gR法得該星球上的第一宇宙速度下列關(guān)于三種宇宙速度的說(shuō)法中正確的是（CD）A.人造地球衛(wèi)星繞地球在圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度為7.9km/s<v<11.2km/sB.美國(guó)發(fā)射的鳳凰號(hào)月球探測(cè)器，其發(fā)射速度大于第三宇宙速度。C.第二宇宙速度是在地面附近使物體可以掙脫地球引力束縛，成為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造小行星的最小發(fā)射速度。D.第一宇宙速度7.9km/s是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大環(huán)繞速度E.我國(guó)向月球發(fā)射的“嫦娥二號(hào)”宇宙飛船在地面附近的發(fā)射速度要大于11.2km/s。F.在地面附近發(fā)射月球探測(cè)器的速度應(yīng)為11.2km/s<v<16.7km/s通過(guò)三個(gè)宇宙速度的分析，得出答案，并加深對(duì)宇宙速度的理解。第2課時(shí)（3）環(huán)節(jié)三：人造地球衛(wèi)星教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)到目前，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)人造衛(wèi)星運(yùn)行的科學(xué)原理。提出問(wèn)題:按照牛頓的設(shè)想，發(fā)射一顆人造衛(wèi)星，需要哪些條件呢？思考總結(jié)后回答：需要兩個(gè)條件，（1）一座足夠高的山海拔為（100km以上）。（2）物體達(dá)到足夠大的速度（第一宇宙速度）。這兩個(gè)條件無(wú)法滿足。課件呈現(xiàn)回顧歷史：前蘇聯(lián)科學(xué)家，齊奧爾科夫斯基提出多級(jí)火箭理論，使發(fā)射人造衛(wèi)星成為了可能。前蘇聯(lián)在1957年世界第一顆人造地球衛(wèi)星。我國(guó)科學(xué)家錢(qián)學(xué)森，領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)艱苦攻關(guān)，于1970年4月24日發(fā)射了我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星。目前我國(guó)擁有幾十種，200余顆在軌衛(wèi)星，在軌衛(wèi)星數(shù)量，居世界第二位，成為了名副其實(shí)的航天大國(guó)?；仡櫺l(wèi)星發(fā)射歷史，瞻仰歷史人物。課件呈現(xiàn)衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程：正如牛頓的設(shè)想，需要一座高山，只是這座“高山”我們用火箭來(lái)制造。用火箭把衛(wèi)星送到“山頂”A點(diǎn)。將衛(wèi)星以v1速度水平射出。這個(gè)射出過(guò)程叫軌道發(fā)射。之后衛(wèi)星進(jìn)入軌道1。如果要把衛(wèi)星發(fā)射到近地軌道上，發(fā)射速度v1應(yīng)為第一宇宙速度。提出問(wèn)題：如果發(fā)射高軌道衛(wèi)星呢？（預(yù)定軌道3）在A點(diǎn)將衛(wèi)星以更大速度v2（v2>v1)沿水平射出。（軌道發(fā)射）由于離心運(yùn)動(dòng)原理，進(jìn)入橢圓軌道2。軌道2與預(yù)定軌道3相切于B點(diǎn)。在B點(diǎn)加速，進(jìn)入預(yù)定軌道3?？偨Y(jié)衛(wèi)星變軌：低軌道→高軌道：加速變橢圓軌道，遠(yuǎn)地點(diǎn)加速變圓軌道。高軌道→低軌道：減速變橢圓軌道，近地點(diǎn)減速變圓軌道。分析總結(jié)衛(wèi)星發(fā)射與變軌，初步掌握衛(wèi)星發(fā)射與變軌原理。衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力。引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)衛(wèi)星的運(yùn)行參數(shù)?？偨Y(jié)分析：；；；；衛(wèi)星軌道半徑越大（離地越高），周期越大，速度、角速度、加速度越小。練習(xí)1：如圖所示，a、b、c是大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的三顆人造地球衛(wèi)星，a、b質(zhì)量相同且小于c的質(zhì)量，下列說(shuō)法中正確的是(C)A．b、c的線速度大小相等且大于a的線速度B．b、c的向心加速度相等且大于a的向心加速度C．b、c的周期相等且大于a的周期D．b、c的向心力相等且大于a的向心力練習(xí)2：如圖所示為衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程的示意圖，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再一次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說(shuō)法正確的是(B)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上的周期大于在軌道2上的周期C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速率大于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速率D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度小于它在軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度練習(xí)3．“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星從地球發(fā)射到到達(dá)月球的過(guò)程的路線示意圖如圖所示．關(guān)于“嫦娥一號(hào)”的說(shuō)法正確的是(CD)A．在P點(diǎn)由a軌道轉(zhuǎn)變到b軌道時(shí)，速度必須變小B．在Q點(diǎn)由d軌道轉(zhuǎn)變到c軌道時(shí)，要加速才能實(shí)現(xiàn)(不計(jì)“嫦娥一號(hào)”的質(zhì)量變化