广东省揭阳市高中物理第六章万有引力与航天6.5宇宙航行（2）习题课教案新人教版必修2

广东省揭阳市高中物理第六章万有引力与航天6.5宇宙航行（2）习题课教案新人教版必修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计意图二、核心素养目标1.让学生通过分析宇宙航行的物理原理，发展科学探究能力，培养物理思维和解决实际问题的能力。

2.通过讨论万有引力在宇宙航行中的应用，提升学生的科学态度与科学精神，增强对物理科学的价值认识。

3.引导学生运用万有引力定律解决实际问题，锻炼学生的逻辑推理和数学应用能力。

4.激发学生对宇宙探索的兴趣，培养其创新意识，提高科技素养。三、重点难点及解决办法重点：理解万有引力定律及其在宇宙航行中的应用，掌握宇宙航行的基本物理原理。

难点：运用万有引力定律解决具体的宇宙航行问题，如卫星轨道计算、速度计算等。

解决办法与突破策略：

1.强化万有引力定律的基本概念，通过实例讲解和图示演示，帮助学生建立清晰的理论框架。

2.通过分组讨论和案例分析，引导学生将万有引力定律与实际问题相结合，如计算卫星发射速度、轨道周期等。

3.利用多媒体教学资源，如动画模拟宇宙航行过程，帮助学生直观理解卫星运动的物理图像。

4.设计针对性练习题，让学生在实际操作中巩固知识点，解决具体问题。

5.鼓励学生提问和互动，及时解答疑惑，确保学生对难点的理解到位。四、教学方法与手段1.教学方法：采用讲授法系统介绍万有引力定律及宇宙航行相关知识；运用讨论法引导学生探讨卫星轨道和速度计算的实际问题；通过实验法让学生动手模拟卫星运动，增强直观感受。

2.教学手段：利用PPT展示重要公式和图像，增强视觉冲击力；使用物理教学软件模拟宇宙航行过程，帮助学生理解抽象概念；通过网络资源提供相关习题，便于学生自主练习和巩固知识点。五、教学过程设计1.导入环节（5分钟）

-创设情境：播放一段宇宙航行的视频，展示卫星绕地球运动的壮观景象，引导学生关注宇宙航行的物理原理。

-提出问题：询问学生卫星是如何绕地球运动的，它背后的物理规律是什么？

-预期效果：激发学生的学习兴趣和求知欲，引出本节课的主题。

2.讲授新课（20分钟）

-理论讲解：详细讲解万有引力定律，包括公式、引力常数、引力作用距离等概念。

-案例分析：通过实际案例，如地球与月球之间的引力，解释万有引力定律的应用。

-宇宙航行原理：介绍卫星轨道运动的基本原理，如第一宇宙速度、轨道周期等。

-用时分配：理论讲解（8分钟），案例分析（6分钟），宇宙航行原理（6分钟）。

3.巩固练习（10分钟）

-练习题：提供几道与万有引力定律和宇宙航行相关的练习题，让学生独立完成。

-分组讨论：将学生分成小组，讨论练习题的解答过程，互相帮助理解难点。

-点评反馈：选取几份学生的练习进行点评，指出常见的错误和需要注意的地方。

4.师生互动环节（10分钟）

-课堂提问：针对讲授内容提出问题，检查学生的理解和掌握情况。

-学生展示：邀请学生上台展示解题过程，鼓励学生表达自己的思路。

-互动讨论：针对学生的解答，引导其他学生提出疑问或不同见解，促进思想碰撞。

-创新拓展：设计一个简单的小实验，如模拟卫星发射，让学生动手操作，加深对宇宙航行原理的理解。

5.总结环节（5分钟）

-知识总结：回顾本节课的主要内容，强调万有引力定律在宇宙航行中的应用。

-能力提升：提醒学生将所学知识运用到实际问题中，提高解决实际问题的能力。

-作业布置：布置相关的作业，巩固所学内容。六、学生学习效果1.理解并掌握了万有引力定律的基本概念，能够熟练运用公式计算两个物体之间的引力大小。

2.通过案例分析，学生能够将万有引力定律应用于实际问题中，如计算地球与月球之间的引力。

3.学生能够解释卫星绕地球运动的基本原理，包括第一宇宙速度、轨道周期等概念，并能够计算卫星的轨道参数。

4.在巩固练习环节，学生能够独立完成相关练习题，对于错误的解答能够通过分组讨论得到纠正。

5.在师生互动环节，学生能够积极回答课堂提问，展示解题过程，表达自己的思路，并能够接受和提出建设性的反馈。

6.学生通过参与模拟卫星发射的小实验，加深了对宇宙航行原理的理解，提高了实践操作能力和创新思维。

7.学生能够将所学知识运用到实际问题中，例如分析卫星发射的最佳轨道、计算卫星的燃料消耗等。

8.学生通过本节课的学习，提高了科学探究能力，增强了逻辑推理和数学应用能力，对物理科学的价值有了更深刻的认识。

9.学生在学习过程中展现出积极的学习态度和科学精神，对宇宙探索产生了浓厚的兴趣，科技素养得到了提升。

10.学生能够理解并运用所学知识解决生活中的问题，例如通过万有引力定律解释地球上的潮汐现象，增强了对物理学的实际应用意识。七、课后作业1.作业题目一：计算地球与月球之间的万有引力大小。

-已知：地球质量约为5.97×10^24kg，月球质量约为7.35×10^22kg，地球与月球之间的平均距离约为3.84×10^8m。

-要求：根据万有引力定律，计算地球与月球之间的引力大小，并解释这一引力对月球运动的影响。

-答案：F=G*(M地*M月)/r^2=6.67×10^-11*(5.97×10^24*7.35×10^22)/(3.84×10^8)^2≈1.98×10^20N。

2.作业题目二：计算卫星绕地球运动的第一宇宙速度。

-已知：地球半径约为6.37×10^6m，地球表面重力加速度约为9.8m/s^2。

-要求：计算卫星在地球表面附近绕地球运动所需的第一宇宙速度。

-答案：v1=√(G*M地/R地)≈√(6.67×10^-11*5.97×10^24/6.37×10^6)≈7.9km/s。

3.作业题目三：分析卫星在不同轨道高度的运动周期。

-已知：卫星在地球同步轨道上的高度约为3.58×10^7m，地球自转周期为24小时。

-要求：计算卫星在地球同步轨道上的运动周期，并解释为什么卫星的轨道周期与地球自转周期相同。

-答案：T=2π√(r^3/(G*M地))≈2π√((3.58×10^7+6.37×10^6)^3/(6.67×10^-11*5.97×10^24))≈86,400秒。

4.作业题目四：计算卫星从地面发射到预定轨道所需的能量。

-已知：卫星质量为1000kg，预定轨道高度为200km。

-要求：计算将卫星从地面发射到200km高度预定轨道所需的能量，假设没有空气阻力和其他能量损失。

-答案：E=(1/2)mv^2+G*M地*m/r=(1/2)*1000*(7.9×10^3)^2+6.67×10^-11*5.97×10^24*1000/(6.37×10^6+2×10^5)≈3.1×10^10J。

5.作业题目五：分析卫星轨道变化对通信卫星覆盖范围的影响。

-已知：通信卫星位于地球静止轨道，轨道高度约为3.58×10^7m。

-要求：讨论如果通信卫星的轨道发生微小偏移，会对其覆盖的地球表面区域产生何种影响。

-答案：如果卫星轨道偏移，其覆盖的地球表面区域也会相应移动，可能导致某些区域失去信号覆盖或覆盖范围减小。这是因为地球静止轨道上的卫星与地球自转同步，任何轨道的变化都会影响其地面覆盖点。八、教学反思与总结这节课的主题是宇宙航行中的万有引力问题，通过深入浅出的讲解和丰富的教学活动，我看到了学生在理解宇宙航行原理和运用万有引力定律解决实际问题上的进步。以下是我对本次教学的一些反思和总结。

教学反思：

在教学方法上，我尝试了讲授法、讨论法和实验法等多种教学手段，力求让学生从不同角度理解万有引力定律。通过视频导入，我成功激发了学生的兴趣，但在讲解万有引力定律时，我发现部分学生对公式的推导和理解仍有困难。这提示我在今后的教学中，需要更多地关注学生的基础知识，加强公式的推导过程讲解，让学生不仅知其然，更知其所以然。

在课堂管理方面，我鼓励学生积极参与讨论，但有时讨论的深度和广度不够，未能充分挖掘学生的潜力。此外，我在课堂提问时，应更加注重问题的开放性，引导学生深入思考，而不是仅仅回答是非题。

教学总结：

本节课在知识传授方面，学生基本掌握了万有引力定律的基本概念，能够运用定律解决一些简单的物理问题。在技能提升方面，通过练习题和实验模拟，学生的计算能力和实验操作能力得到了锻炼。在情感态度上，学生对宇宙航行的兴趣明显提高，对物理学的实际应用有了更深的认识。

尽管如此，教学中仍存在一些不足。例如，部分学生在解决复杂问题时仍感到困惑，对万有引力定律的应用不够灵活。针对这些问题，我计划在今后的教学中采取以下措施：

1.加强基础知识的巩固，确保学生能够熟练掌握万有引力定律的公式和推导过程。

2.设计更多富有挑战性的练习题，提高学生解决复杂问题的能力。

3.增加课堂互动环节，鼓励学生提出问题和观点，培养他们的创新思维。

4.结合现代科技，引入更多实际案例，让学生感受物理学的实际应用价值。内容逻辑关系①万有引力定律的理解与应用

-重点知识点：万有引力定律的公式、引力常数、引力作用距离。

-重点词句：“万有引力定律描述了两个物体之间的引力大小与它们的质量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。”

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