八年级物理下册 10.4 飞出地球教案 （新版）粤教沪版

八年级物理下册10.4飞出地球教案（新版）粤教沪版主备人备课成员教材分析本节课为人教版物理八年级下册第10章第4节“飞出地球”，主要内容是让学生了解地球附近的宇宙环境，认识宇宙飞船发射原理和过程。通过学习，学生应掌握宇宙速度、第一宇宙速度等概念，并了解人类如何飞出地球，探索宇宙。

本节课与生活实际紧密相连，激发学生对宇宙探索的兴趣和热情，培养学生的创新精神和实践能力。在教学过程中，教师应注重引导学生运用物理知识解决实际问题，提高学生的科学素养。同时，通过本节课的学习，使学生认识到科技发展对人类的重要性，培养学生的社会责任感和使命感。核心素养目标本节课旨在培养学生的物理核心素养，主要包括：科学探究能力、科学思维、科学态度与价值观。通过学习，学生应能够运用科学方法分析问题、提出假设、设计实验、收集证据、解释现象、评估结果，培养科学思维习惯。同时，学生应能够理解科学知识与社会实际的联系，培养科学态度与价值观，提高对科学的热爱和责任感。在教学过程中，教师应注重引导学生主动参与课堂，积极思考，通过观察、实验、讨论等方式，培养学生的实践能力和创新精神。学情分析八年级的学生在学习了八年级上册的物理知识后，对物理学科有了初步的认识和了解，对一些基本的物理概念和规律有了初步的认识。在学习过程中，他们已经掌握了一定的观察、实验、分析问题解决问题的能力，也积累了一定的学习经验。

但是对于“飞出地球”这一部分内容，由于涉及到宇宙、太空等远离学生生活的内容，学生可能存在一定的知识盲区和认知难度。因此，在教学过程中，学生可能存在以下几个方面的问题：

1.知识层次：学生在学习本节课之前，可能对宇宙、太空的了解非常有限，甚至可能存在一些误解。因此，在教学过程中，需要引导学生正确理解宇宙、太空的概念，以及人类飞出地球的原理和过程。

2.能力层次：学生在学习本节课之前，可能对一些物理概念和规律的理解不够深入，可能导致在学习过程中难以理解新的知识。因此，在教学过程中，需要注重引导学生运用已有的知识体系去理解和掌握新的知识。

3.素质层次：学生在学习本节课之前，可能对科学探究的方法和思维方式还不够熟悉，可能导致在学习过程中缺乏主动探究的意识和能力。因此，在教学过程中，需要注重引导学生运用科学探究的方法去学习和探索新知识。

4.行为习惯：学生在学习本节课之前，可能存在一些不良的学习习惯，比如对物理学科的兴趣不够浓厚，缺乏学习的主动性等。这些习惯可能会影响学生的学习效果和学习兴趣。因此，在教学过程中，需要注重激发学生的学习兴趣，培养学生的学习主动性。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与策略1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法

为了提高学生的学习效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式。主要包括：

（1）讲授法：教师通过讲解宇宙速度、第一宇宙速度等概念，以及宇宙飞船发射原理和过程，帮助学生建立正确的认知。

（2）案例研究法：教师可以呈现一些成功的宇宙探索案例，如中国的载人航天工程、嫦娥探月工程等，让学生了解人类飞出地球的伟大成就。

（3）小组讨论法：教师可以组织学生分组讨论，让学生分享对宇宙探索的认识和看法，培养学生的合作意识和团队精神。

2.设计具体的教学活动

为了激发学生的学习兴趣，培养学生的实践能力，本节课将开展以下教学活动：

（1）角色扮演：学生可以扮演宇航员、科学家等角色，模拟宇宙探索的过程，增强对宇宙探索的认识。

（2）实验活动：教师可以组织学生进行简单的物理实验，如抛物线实验，让学生直观地了解抛物线运动的原理。

（3）游戏设计：教师可以设计一些与宇宙探索相关的游戏，如太空飞行棋，让学生在游戏中掌握宇宙速度等概念。

3.确定教学媒体和资源的使用

为了提高教学效果，本节课将充分利用多媒体教学资源和网络工具，如：

（1）PPT：教师可以制作精美的PPT，展示宇宙探索的相关图片、视频等，丰富学生的视觉体验。

（2）视频：教师可以播放一些宇宙探索的纪录片或科普视频，帮助学生更直观地了解宇宙探索的实际情况。

（3）在线工具：教师可以引导学生利用互联网资源，如科普网站、在线教育平台等，进行自主学习和探究。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：激发学生对宇宙探索的兴趣和好奇心

过程：教师可以通过播放一段关于宇宙探索的视频，如中国载人航天工程的片段，引起学生的注意和兴趣。然后简要介绍本节课的主要内容，即飞出地球的原理和过程。

2.讲授宇宙速度概念（10分钟）

目标：使学生理解宇宙速度的定义和意义

过程：教师通过讲解宇宙速度的概念，解释第一宇宙速度的重要性，并展示相关的图表和实例，帮助学生理解和掌握宇宙速度的概念。

3.实验活动：抛物线实验（20分钟）

目标：让学生体验抛物线运动的原理，培养学生的实验操作能力

过程：教师组织学生进行抛物线实验，让学生亲自动手操作，观察和记录实验结果。通过实验，学生可以直观地了解抛物线运动的原理，并与宇宙飞船的发射原理进行类比。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作意识和团队精神，促进学生对宇宙探索的思考和交流

过程：教师提出一些关于宇宙探索的问题，让学生分组讨论，并分享各自的想法和观点。学生可以通过讨论，深入思考宇宙探索的意义和挑战，并从不同角度提出解决方案。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：培养学生的表达能力和批判性思维，提高学生对宇宙探索的理解和认识

过程：教师邀请几名学生进行课堂展示，分享他们的讨论成果和观点。其他学生可以对展示的内容进行点评和提问，教师对学生的回答进行点评和指导。

6.课堂小结（5分钟）

目标：帮助学生总结和巩固本节课的主要内容

过程：教师对本节课的内容进行简要回顾，强调宇宙速度等关键概念和原理。教师可以提问学生对本节课的学习体会和收获，以检验学生对知识的理解和掌握程度。知识点梳理本节课的主要知识点包括：

1.宇宙速度的概念：宇宙速度是指物体在地球引力作用下，克服地球引力，逃逸到宇宙空间所需的最小速度。它包括第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。

2.第一宇宙速度：第一宇宙速度是指物体在地球引力作用下，沿着水平方向发射，使其绕地球做圆周运动所需的最小速度。它的值约为7.9公里/秒。

3.第二宇宙速度：第二宇宙速度是指物体在地球引力作用下，沿着抛物线轨迹发射，使其逃离地球引力束缚，进入太阳系其他行星轨道所需的最小速度。它的值约为11.2公里/秒。

4.第三宇宙速度：第三宇宙速度是指物体在地球引力作用下，沿着抛物线轨迹发射，使其逃离太阳系引力束缚，进入宇宙深空所需的最小速度。它的值约为16.7公里/秒。

5.宇宙飞船发射原理：宇宙飞船发射原理是根据宇宙速度的概念，通过给飞船提供足够的速度，使其能够克服地球引力，进入宇宙空间。发射过程中，需要克服地球引力的束缚，因此需要达到第一宇宙速度以上的速度。

6.宇宙飞船发射过程：宇宙飞船发射过程包括发射准备、点火起飞、级间分离、轨道insertion等阶段。在发射过程中，需要通过火箭发动机提供足够的推力，使飞船达到所需的发射速度。

7.地球附近的宇宙环境：地球附近的宇宙环境包括地球大气层、地球磁场、地球引力等。这些环境对宇宙飞船的发射和运行有一定的影响，需要在设计和运行中加以考虑。

8.人类飞出地球的成就：人类飞出地球的成就是人类航天事业的重要里程碑。自1961年苏联成功发射世界第一颗人造卫星以来，人类已经成功发射了众多航天器，包括载人飞船、探测器、空间实验室等。这些成就标志着人类对宇宙的探索和利用进入了一个新的阶段。

9.宇宙探索的意义和挑战：宇宙探索对于人类有着重要的意义，它可以推动科学技术的发展，促进国家之间的合作，为人类提供新的资源和空间。然而，宇宙探索也面临着许多挑战，如技术难题、资金投入、安全风险等。教学反思今天的课讲授了宇宙速度、第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度等概念，让学生了解了地球附近的宇宙环境以及人类飞出地球的原理和过程。在教学过程中，我采用了多种教学方法相结合的方式，如讲授、实验、小组讨论等，以激发学生的学习兴趣和主动性。

在导入新课时，我播放了一段关于我国载人航天工程的短视频，看到航天员在太空站工作的场景，学生们都非常兴奋，对宇宙探索产生了浓厚的兴趣。接着，我简要介绍了本节课的主要内容，为学生接下来的学习做好了铺垫。

在讲授宇宙速度的概念时，我通过讲解和展示相关图表，让学生直观地了解了宇宙速度的定义和意义。在实验环节，学生们亲自进行了抛物线实验，观察和记录实验结果，通过实验现象进一步理解了宇宙飞船发射原理。实验过程中，学生们积极参与，互动交流，对宇宙速度有了更深刻的认识。

在小组讨论环节，我提出了几个关于宇宙探索的问题，让学生们分组讨论，并分享各自的想法和观点。学生们在讨论中积极发表自己的看法，从不同角度提出了许多有创意的解决方案。通过讨论，学生们不仅巩固了所学知识，还培养了团队合作精神。

在课堂展示与点评环节，我邀请了几名学生进行课堂展示，分享他们的讨论成果和观点。其他学生可以对展示的内容进行点评和提问，我则对学生的回答进行点评和指导。这一环节旨在培养学生们的表达能力和批判性思维，提高学生对宇宙探索的理解和认识。

在课堂小结环节，我简要回顾了本节课的主要内容，强调了宇宙速度等关键概念和原理。我提问学生们对本节课的学习体会和收获，以检验学生对知识的理解和掌握程度。学生们纷纷表示，本节课让他们对宇宙探索有了更浓厚的兴趣，也学会了如何运用所学知识分析实际问题。

在今后的教学中，我将继续采用多种教学方法相结合的方式，激发学生的学习兴趣和主动性。针对不同学生的学习需求，我将给予个别辅导，帮助学生克服学习中的困难。同时，我将加强与学生的互动交流，鼓励学生提问和发表自己的观点，培养学生的思维能力和创新精神。此外，我还将注重实践教学，让学生通过实际操作和动手实践，进一步提高对物理知识的理解和应用能力。典型例题讲解1.例题一：计算第一宇宙速度

题目：假设地球的质量为M，半径为R，忽略地球自转的影响，求地球的第一宇宙速度。

解题思路：根据第一宇宙速度的定义，我们可以使用牛顿万有引力定律和圆周运动的向心力公式来解决这个问题。

解题步骤：

（1）根据牛顿万有引力定律，地球对物体的引力为F=GMm/R^2，其中G为万有引力常数，m为物体的质量。

（2）由于物体在地球表面附近做圆周运动，其向心力由地球引力提供，即F=mv^2/R。

（3）将两个公式联立，得到GMm/R^2=mv^2/R。

（4）化简得到v=√(GM/R)。

（5）代入地球的质量和半径，得到v=√(G*5.97×10^24/6.371×10^6)。

（6）计算得到v≈7.9km/s。

答案：地球的第一宇宙速度约为7.9km/s。

2.例题二：计算第二宇宙速度

题目：一艘宇宙飞船的质量为m，从地球表面发射，要达到第二宇宙速度，至少需要多少能量？

解题思路：根据第二宇宙速度的定义，我们可以使用动能定理和万有引力定律来解决这个问题。

解题步骤：

（1）根据万有引力定律，地球对飞船的引力为F=GMm/R^2。

（2）飞船要达到第二宇宙速度，其动能E_k等于其势能E_p，即1/2mv^2=-GMm/R。

（3）化简得到v=√(2GM/R)。

（4）代入地球的质量和半径，得到v=√(2*6.67×10^-11*5.97×10^24/6.371×10^6)。

（5）计算得到v≈11.2km/s。

答案：飞船要达到第二宇宙速度，其速度至少需要约为11.2km/s。

3.例题三：计算第三宇宙速度

题目：一艘宇宙飞船要从地球表面发射，飞向遥远的星系，要达到第三宇宙速度，至少需要多少能量？

解题思路：根据第三宇宙速度的定义，我们可以使用动能定理和万有引力定律来解决这个问题。

解题步骤：

（1）根据万有引力定律，地球对飞船的引力为F=GMm/R^2。

（2）飞船要达到第三宇宙速度，其动能E_k等于其势能E_p，即1/2mv^2=-GMm/R。

（3）化简得到v=√(2GM/R)。

（4）代入地球的质量和半径，得到v=√(2*6.67×10^-11*5.97×10^24/6.371×10^6)。

（5）计算得到v≈16.7km/s。

答案：飞船要达到第三宇宙速度，其速度至少需要约为16.7km/s。

4.例题四：宇宙飞船发射过程中的能量转换

题目：一艘宇宙飞船从地球表面发射，假设发射速度为v，地球表面重力加速度为g，宇宙飞船的质量为m，求宇宙飞船发射过程中的最大高度。

解题思路：我们可以使用能量守恒定律来解决这个问题，即飞船在地球表面的动能等于其在最高点的势能。

解题步骤：

（1）飞船在地球表面的动能为E_k=1/2mv^2。

（2）飞船在最高点的势能为E_p=mgh，其中h为飞船的最大高度。

（3）根据能量守恒定律，E_k=E_p，即1/2mv^2=mgh。

（4）化简得到h=v^2/(2g)。

答案：宇宙飞船发射过程中的最大高度为h=v^2/(2g)。

5.例题五：宇宙飞船的轨道周期

题目：一艘宇宙飞船在距离地球表面R的地方绕地球做圆周运动，求飞船的轨道周期。

解题思路：我们可以使用牛顿万有引力定律和圆周运动的向心力公式来解决这个问题。

解题步骤：

（1）根据牛顿万有引力定律，地球对飞船的引力为F=GMm/R^2。

（2）飞船绕地球做圆周运动，其向心力由地球引力提供，即F=mv^2/R。

（3）将两个公式联立，得到GMm/R^2=mv^2/R。

（4）化简得到v=√(GM/R)。

（5）根据圆周运动的周期公式T=2πR/v，代入v的值，得到T=2πR/√(GM/R)。

（6）代入地球的质量和半径，得到T=2π*6.371×10^6/√(6.67×10^-11*5.97×10^24/6.371×10^6)。

（7）计算得到T≈5087.5秒。

答案：宇宙飞船的轨道周期约为5087.5秒。课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了宇宙速度、第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度等概念，了解了地球附近的宇宙环境以及人类飞出地球的原理和过程。通过学习，我们掌握了宇宙速度的定义和意义，能够运用物理知识分析宇宙飞船的发射过程和能量转换。同时，我们还了解了宇宙探索的意义和挑战，对人类的航天事业有了更深刻的认识。

当堂检测：

1.请解释宇宙速度的概念，并说明第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的定义和区别。

2.请简述宇宙飞船发射原理，并说明发射过程中如何克服地球引力。

3.请计算地球的第一宇宙速度，并解释其物理意义。

4.请计算宇宙飞船达到第二宇宙速度所需的最小能量，并解释其物理意义。

5.请解释宇宙飞船在轨道上的运行原理，并说明轨道周期与哪些因素有关。

6.请举例说明宇宙探索的意义和挑战，并阐述人类飞出地球的成就。

7.请简述地球附近的宇宙环境，并说明对宇宙飞船发射和运行的影响。

8.请回答以下问题：宇宙速度的定义是什么？第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的区别是什么？宇宙飞船发射原理是什么？轨道周期与哪些因素有关？宇宙探索的意义和挑战是什么？地球附近的宇宙环境对宇宙飞船发射和运行的影响是什么？

答案：

1.宇宙速度是指物体在地球引力作用下，克服地球引力，逃逸到宇宙空间所需的最小速度。第一宇宙速度是指物体在地球引力作用下，沿着水平方向发射，使其绕地球做圆周运动所需的最小速度。第二宇宙速度是指物体在地球引力作用下，沿着抛物线轨迹发射，使其逃离地球引力束缚，进入太阳系其他行星轨道所需的最小速度。第三宇宙速度是指物体在地球引力作用下，沿着抛物线轨迹发射，使其逃离太阳系引力束缚，进入宇宙深空所需的最小速度。

2.宇宙飞船发射原理是根据宇宙速度的概念，通过给飞船提供足够的速度，使其能够克服地球引力，进入宇宙空间。发射过程中，需要克服地球引力的束缚，因此需要达到第一宇宙速度以上的速度。

3.地球的第一宇宙速度约为7.9km/s。它是指物体在地球引力作用下，沿着水平方向发射，使其绕地球做圆周运动所需的最小速度。

4.宇宙飞船达到第二宇宙速度所需的最小能量约为11.2km/s。它是指物体在地球引力作用下，沿着抛物线轨迹发射，使其逃离地球引力束缚，进入太阳系其他行星轨道所需的最小速度。

5.宇宙飞船在轨道上的运行原理是根据牛顿万有引力定律和圆周运动的向心力公式。轨道周期与物体在轨道上的速度和距离有关，其公式为T=2πR/v。

6.宇宙探索的意义和挑战包括推动科学技术的发展，促进国家之间的合作，为人类提供新的资源和空间。人类飞出地球的成就是人类航天事业的重要里程碑，如中国的载人航天工程、嫦娥探月工程等。

7.地球附近的宇宙环境包括地球大气层、地球磁场、地球引力等。这些环境对宇宙飞船的发射和运行有一定的影响，需要在设计和运行中加以考虑。

8.宇宙速度的定义是物体在地球引力作用下，克服地球引力，逃逸到宇宙空间所需的最小速度。第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的区别是它们的定义和应用场景不同。宇宙飞船发射原理是根据宇宙速度的概念，通过给飞船提供足够的速度，使其能够克服地球引力，进入宇宙空间。轨道周期与物体在轨道上的速度和距离有关。宇宙探索的意义和挑战包括推动科学技术的发展，促进国家之间的合作，为人类提供新的资源和空间。地球附近的宇宙环境对宇宙飞船的发射和运行有一定的影响，需要在设计和运行中加以考虑。