2017-2018學年高一物理新人教版必修2異構教案：第6章萬有引力與航天第5節宇宙航行科目授課時間節次--年—月—日（星期——）第—節指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節名稱）2017-2018學年高一物理新人教版必修2異構教案：第6章萬有引力與航天第5節宇宙航行課程基本信息1.課程名稱：高一物理新人教版必修2第6章萬有引力與航天第5節宇宙航行

2.教學年級和班級：高一年級

3.授課時間：第16周星期二上午第三節

4.教學時數：45分鐘

本節課將圍繞宇宙航行這一主題，引導學生學習萬有引力定律在航天領域的應用，探討宇宙飛船的軌道運動和宇宙航行的基本原理。通過分析宇航員在太空中的生活狀態，加深學生對宇宙環境及航天知識的理解。課程緊密結合課本內容，注重培養學生的科學思維和實踐能力。核心素養目標本節課旨在提升學生的物理學科核心素養，特別是科學探究和物理觀念的形成。通過學習宇宙航行的相關知識，學生將能夠：

1.理解并運用萬有引力定律解釋宇宙飛船的軌道運動，培養科學思維和問題解決能力；

2.掌握航天器的基本工作原理，提高對現代物理科技的認識和創新能力；

3.增強對宇宙探索的興趣，激發科學探索精神，形成積極的學習態度和價值觀；

4.能夠運用物理知識分析宇航員在太空的生活狀態，培養跨學科綜合分析能力。重點難點及解決辦法本節課的重點是萬有引力定律在宇宙航行中的應用，以及航天器軌道運動的特點。難點在于理解宇宙速度的概念及計算，以及宇航員在太空中的失重狀態。

解決方法及突破策略：

1.通過實際案例分析，引導學生運用萬有引力定律推導航天器軌道運動的規律，加強理論與實際聯系，加深理解。

2.采用動畫演示和數學模型簡化，幫助學生形象理解宇宙速度的計算過程，降低難度。

3.創設情境模擬，如模擬宇航員在太空艙內的實驗，讓學生親身體驗失重狀態，增強直觀感受，突破難點。

4.結合課本習題，進行針對性訓練，鞏固重點知識，提高學生解決問題的能力。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有物理必修2教材，提前布置學生預習第6章萬有引力與航天相關內容。

2.輔助材料：準備與宇宙航行相關的視頻資料，包括航天器發射、軌道運動、宇航員在太空的生活等，以增強課堂的直觀性和趣味性。

3.實驗器材：準備簡單的模型或教具，如地球儀、衛星模型，用于模擬軌道運動和失重狀態。

4.教室布置：將教室分為講解區和討論區，討論區配備白板或黑板，便于學生分組討論和展示成果。同時，確保多媒體設備正常運行，以便于播放輔助教學視頻。教學過程首先，讓我們一起來回顧一下上節課的內容。我們學習了萬有引力定律，了解了它是如何支配天體運動的。今天，我們將進一步探討萬有引力在宇宙航行中的應用，看看它是如何幫助我們將宇航員送入太空，并讓宇宙飛船在太空中穩定運行的。

1.導入新課（5分鐘）

同學們，你們有沒有夢想過成為一名宇航員，去太空探索未知的宇宙？今天，我們就將邁向這個夢想的一步，學習宇宙航行的基本知識。首先，我會給大家播放一段宇宙飛船發射升空的視頻，讓我們感受一下宇宙航行的壯觀。

2.知識探究（15分鐘）

（1）萬有引力與宇宙飛船軌道

通過觀察，我們可以發現宇宙飛船在軌道上的運動遵循一定的規律。那么，這些規律是如何被萬有引力定律支配的呢？現在，我邀請幾位同學到黑板上，嘗試用萬有引力定律來解釋宇宙飛船的軌道運動。

（2）宇宙速度

宇宙速度是宇宙航行中一個非常重要的概念。它是宇宙飛船克服地球引力，進入預定軌道所需的最小速度。請同學們翻到課本第XX頁，我們一起來學習宇宙速度的計算方法。

我會給大家講解宇宙速度的計算公式，并通過一個實例來演示如何計算。接著，我會布置一道練習題，讓你們自己嘗試計算宇宙速度。

3.實踐體驗（10分鐘）

現在，讓我們通過一個簡單的實驗，來感受一下宇航員在太空中的失重狀態。我將分發一些小物品，如筆、橡皮等，同學們可以將它們拋向空中，觀察它們的運動軌跡。

4.小組討論（10分鐘）

請同學們分成小組，結合課本第XX頁的內容，討論失重狀態對宇航員生活的影響，以及宇航員如何在太空中克服這些困難。每個小組選一名代表匯報討論成果。

5.總結提升（5分鐘）

（1）萬有引力定律在宇宙航行中的應用；

（2）宇宙速度的計算方法；

（3）失重狀態對宇航員生活的影響及應對策略。

6.課后作業（5分鐘）

為了鞏固今天的學習內容，我給大家布置以下作業：

（1）完成課本第XX頁的練習題；

（2）查閱資料，了解我國航天事業的發展歷程，下節課分享。

今天的課程就到這里，希望同學們能夠充分吸收所學知識，為實現自己的太空夢而努力。下課！學生學習效果1.知識與技能：

-理解并掌握萬有引力定律在宇宙航行中的應用，能夠運用該定律解釋宇宙飛船的軌道運動。

-學會計算宇宙速度，理解其對于宇宙航行的重要性。

-掌握宇航員在太空中的失重狀態及其對生活的影響，了解宇航員如何適應這種狀態。

2.過程與方法：

-通過觀察視頻和參與實驗，學生能夠提高觀察問題和動手操作的能力。

-在小組討論中，學生能夠提升團隊合作和交流表達的能力。

-通過解決實際問題，學生能夠增強科學探究和問題解決的能力。

3.情感態度與價值觀：

-增強對航天科學的興趣，激發探索宇宙的熱情。

-認識到科學知識對于國家科技進步的重要性，培養愛國情懷和科技創新精神。

-通過學習航天員的勇敢和堅韌，學生能夠樹立克服困難的決心和勇氣。

具體來說，學生在以下方面應有所收獲：

-知識理解：學生能夠理解萬有引力定律在宇宙航行中的具體應用，例如，如何計算宇宙飛船的軌道半徑和速度，以及如何利用地球的引力場進行飛行路徑的調整。

-實踐技能：通過實驗和模擬活動，學生能夠直觀感受失重狀態，并理解宇航員在這種環境下的生活和工作方式。

-問題解決：學生能夠運用所學知識解決實際問題，例如，設計一個簡單的宇宙飛船軌道模型，計算宇航員在太空中所需的食物和水等資源。

-情感體驗：學生對航天員的職業有更深刻的認識，體驗到科技探索的樂趣，同時也能夠認識到科學探索的艱辛和挑戰。

-態度轉變：學生對科學的認識從被動接受轉變為主動探索，對未來的科技發展充滿期待和信心。課后作業為了鞏固本節課的知識點，特布置以下作業：

1.計算題：假設一個宇宙飛船的質量為m，地球的質量為M，地球半徑為R，求該宇宙飛船在近地軌道上的宇宙速度。

答案：根據萬有引力定律，宇宙速度v可由以下公式計算得出：

\[v=\sqrt{\frac{GM}{R}}\]

其中，G為萬有引力常數。

2.應用題：某宇航員在太空中進行科學實驗，需要將一個質量為m的物體拋向地球。若宇航員施加的力F恰好使物體克服地球引力，求物體離地球的最小高度。

答案：物體離地球的最小高度h可由以下公式計算得出：

\[h=\frac{GM}{v^2}-R\]

其中，v為物體的速度，R為地球半徑。

3.分析題：請分析宇航員在太空站內的失重狀態，以及他們如何進行日常生活和科學實驗。

答案：宇航員在太空站內處于失重狀態，他們會利用固定帶、腳限位器等設備固定身體，以防止漂浮。在日常生活方面，宇航員使用特制的太空食品、水袋等。在科學實驗方面，他們會利用特殊的實驗裝置，如磁性固定器、彈簧夾具等，保證實驗的穩定進行。

4.探究題：請結合課本第XX頁內容，探討宇宙飛船從地球軌道轉移到月球軌道的過程。

答案：宇宙飛船從地球軌道轉移到月球軌道，需要經過以下過程：

a.宇宙飛船在地球軌道上加速，達到一定速度，克服地球引力。

b.飛船進入地球與月球之間的轉移軌道。

c.飛船在轉移軌道上飛行，逐漸接近月球。

d.當飛船接近月球時，減速進入月球軌道。

5.論述題：簡述萬有引力定律在宇宙航行中的應用，并舉例說明。

答案：萬有引力定律在宇宙航行中的應用如下：

a.解釋宇宙飛船的軌道運動。

b.計算宇宙速度，為宇宙飛船發射提供依據。

c.確定宇宙飛船在不同軌道上的速度和高度。

舉例：在發射宇宙飛船時，科學家會根據萬有引力定律計算飛船的軌道參數，以確保飛船能夠成功進入預定軌道。課堂1.課堂評價：

-在課堂教學中，我通過提問、小組討論和課堂演練等方式，密切關注學生的學習進展。在提問環節，我會針對萬有引力定律的應用、宇宙速度的計算等核心知識點進行提問，以檢驗學生對這些概念的理解程度。

-通過觀察學生的反應和互動，我可以評估他們對失重狀態和宇宙航行知識點的興趣和認識。對于學生在討論中提出的疑問，我會及時解答，確保他們能夠當場理解并掌握相關知識。

-此外，我還會設計一些簡短的課堂測試，如填空題、計算題和簡答題，以評估學生對課堂內容的即時掌握情況。

2.作業評價：

-對于課后作業，我會進行認真批改，并針對每個學生的完成情況進行個性化點評。在批改過程中，我會關注學生對公式應用、問題分析和解決能力的展現。

-對于作業中普遍存在的問題，我會在課堂上進行統一講解，確保每個學生都能理解錯誤的原因和正確的解題方法。

-對于表現優秀的學生，我會給予積極的反饋和鼓勵，激發他們的學習熱情和自信心。對于完成作業有困難的學生，我會提供額外的輔導和支持，幫助他們克服困難，提高學習效果。

-在作業評價中，我還會注重培養學生的科學態度和嚴謹性，鼓勵他們在解答問題時能夠清晰地表達思路，規范地書寫過程。板書設計1.萬有引力定律的應用

-公式：\[F=G\frac{m_1m_2}{