高中物理人教版第六章万有引力与航天单元测试 同课异构

第六章万有引力与航天复习课教学设计设计思想从知识结构上看，本章教材是应用牛顿运动定律对曲线运动的研究。牛顿运用其运动定律研究天体运动并结合开普勒定律建立了伟大的万有引力定律。牛顿运动定律和万有引力定律构成了牛顿力学的核心。学生通过前面对本章知识的学习，初步掌握了万有引力定律的发现过程及应用，对卫星的动力学原理和发射过程有了一定的理解。本节复习课从美国登月宇航员的一段名言切入，再次升华学生对人类的宇宙探索史的崇敬和热爱之情，并自然过渡到对万有引力定律发现和应用的复习中。然后利用开放式案例和生动有趣的问题，激发学生思考和解决问题的意向。在案例4，通过爱因斯坦的一段文字使学生对经典力学的评价更加客观和理性。最后，让学生根据自身兴趣撰写科学报告。教学目标知识与技能：了解万有引力定律的发现史；理解万有引力定律，会用万有引力定律处理简化了的天体运动问题；理解并会计算人造地球卫星的环绕速度，知道第二、第三宇宙速度；了解经典力学的伟大成就和局限性；过程与方法：通过万有引力定律应用的学习过程，具有一定的质疑能力；通过完成科学报告，掌握信息收集和处理、分析能力；参与小组讨论，思考并发表自己的见解；情感态度与价值观：通过了解万有引力定律的发现史，体验探索自然规律的艰辛与喜悦；了解并体会万有引力定律对经济、社会和人类文明的贡献，并思考物理学研究应当承担的社会责任，培养辩证思维能力；通过关注国内外宇航技术的发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，有将科学服务于人类的意识。通过对经典力学的伟大成就和局限性的学习，领悟牛顿的科学精神、科学思想、科学思维方法。体会科学研究的无限可能；教学重点理解万有引力定律，会用万有引力定律处理简化了的天体运动问题；教学难点理解万有引力定律，会用万有引力定律处理简化了的天体运动问题；教学资源图片、视频教法设计讲授、小组讨论相结合教学过程教师活动学生活动设计意图一、导入1、播放材料：1969年7月16日，美国发射了载人登月飞船“阿波罗”11号。经过约75小时的长途跋涉，于美国东部时间1969年7月22日56分20秒，美国航天员阿姆斯特朗终于踏上了月面。他面对沉睡已久的月球，深情地说：“对一个人来说，这只不过是小小的一步，可对全人类来说，这却是巨大的飞跃。”他在月球上插了一块金属纪念碑，上面镌刻着一行大字：“公元1969年7月，来自行星地球上的人首次登上月球。我们是全人类的代表，我们为和平而来。”2、请学生谈读后的感想；3、总结学生发言再次点燃学生的自豪感：为了和平和进步，人类在探索宇宙的道路上历经艰难，从古人的“坐地观天相”到今天的外太空探测，人类不断成功离开了自己的摇篮——地球，而且更加相信：人类的集体智慧可以理解自然界。今天我们再来回顾人类发现和应用万有引力定律的辉煌之路。阅读材料谈感想让学生体验探索自然规律的艰辛与喜悦，再次点燃它们学习本章知识的兴趣。二、全章知识复习4、带领学生回顾本章知识结构，请同学复述内容并作出评价。4、根据框架指引复述本章内容并作出评价。利用框架图的形式让学生初步建立本章的知识结构，巩固本章最重要知识，并尝试评价物理先辈的工作。三、案例讨论【案例1】最近几十年，人类对探测火星十分感兴趣，先后曾发射很多探测器。称为“火星探测器”曾于1997年登上火星。2023年，又有“勇气”号和“机遇”号探测器登上火星。已知地球质量约是火星质量的倍，地球直径约是火星直径的倍。（1）已知地球半径大约为6400km，请估算地球的质量？（2）假如有一天你能到火星上旅行，你会感到体重有什么变化？（3）火星上若举办男子篮球比赛，你认为篮筐高度和球场大小需要重新设计吗？为什么？（4）科学家想在火星上发射一颗人造火星卫星，请帮他们估算发射的最小速度？已知地球的第一宇宙速度约为7.9km/s。根据估算结果你判断人类目前能获得这样的速度吗？（5）火星探测计划需要人类投入巨额的人力、时间和资金，因而常常遭到社会人士的反对，你对“火星探测计划”持什么意见？为什么？你会如何说服你的反对者？【案例2】人造地球卫星是用多级火箭发射来获得必要的速度的。设想地球周围没有空气阻力，请你考虑并解答以下问题：（1）人类能不能发射一颗运转周期为81min的人造地球卫星？为什么？（2）人类能不能发射一颗相对地面静止不动的人造地球卫星？对这样的卫星有何特定的限制？（3）在图1中的a、b、c三条轨道中，你认为一定不是人造地球卫星的运行轨道是哪条？为什么？你能总结人造地球卫星的轨道共同点吗？ccab图1【案例3】根据天文观察，某行星外围有一个模糊不清的环状结构．为了判断该环状结构是连续物还是卫星群，科学提出一种实验方案：第1步：测出了环中各层的线速度v的大小和该层到行星中心的距离r。第2步：请推测该方案的理论依据。【案例4】“牛顿啊，请原谅我！你所发现的道路，在你那个时代，是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一的道路。你所创造的概念，甚至今天仍然指导着我们的物理思想，虽然我们现在知道，如果要更加深入地理解各种联系，那就必须用另外一些离直接经验领域较远的概念来代替这些概念。”——爱因斯坦谈谈你对这段话的理解。5、思考、讨论、计算、总结【案例1】1、复习万有引力与天体质量、重力、第一宇宙速度的关系。2、能利用物理规律合理预测未知事情。3、培养科学的价值观，提高社会责任感。【案例2】1、理解卫星运动的动力学原因；2、对大众信息具有科学的判断能力。【案例3】1、对圆周运动、万有引力知识具有综合分析能力；2、学习数学工具对物理研究的重要作用；【案例4】1、认识牛顿的伟大成就；2、引导学生认识经典力学和近代物理的传承与发展的关系；四、课后作业【作业1】你对航天事业感兴趣吗？请收集有关资料，写一篇科学报告，参考题材如下（自己可另选题）（1）我国的人造地球卫星；（2）我国的“神舟”系列发展史；（2）我国的探月工程；（3）宇航员的生活；（4）关于地外文明的畅想。（5）世界航天事业近10年来的新进展；（6）冥王星为什么出局？【作业2】美国著名太空学者迪安认为“神舟”5号对于中国科技发展的影响堪比“阿波罗计划”对美国科技进步作出的贡献。迪安说“美国人必须清醒地意识到，我们在太空面对的将不仅仅是白蓝红旗帜（俄罗斯