第七章 万有引力与宇宙航行 教案- 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.docxVIP

《第七章万有引力与宇宙航行》教案 学情分析 最近几十年中国航天事业高速开展，创造了 一个又一个世界奇迹，让国人自豪, 让民族骄傲。从1970年中国第一颗人造地球卫星东方红一号发射成功，到20XX 年长征五号重型火箭再一次发射成功，中国人正一步一步奔向太空，各项航天工 程有序推进。学生通过各种媒体耳熟能详，神舟载人飞船、嫦娥探月工程、天空 实验室、北斗卫星导航系统、风云系列气象卫星……这一系列辉煌成就都已载入 中国航天史册，为本章的学习铺垫好了家国情怀的情感根底，增强了学生的责任 感和国家认同感，每一节的学习都为学生翻开了一扇通往太空的大门，学生怀揣 着对地球之外的宇宙世界无与伦比的期待，开启本章的学习。 一 ■认知根底 高中之前，学生知道一些地心说、日心说等相关史实，对一些伟大的物理学 家也有些了解，像牛顿、开普勒等，包括牛顿与苹果树的故事。 在本章之前,学生在必修1中学习过自由落体加速度g ,知道自由落体加速 度也叫重力加速度，海拔高度越高g越小，地球外表不同纬度g略有差异。但 是，学生并不知道自由落体加速度为什么不是定值，且有进一步探究的愿望。通 过对自由落体运动的学习，学生可以测定自由落体加速度，这为〃地一月检验 和〃称量〃地球质量的学习奠定好了根底。学生对重力有了一定的了解,知道重 力的方向是竖直向下，但是却不清楚为什么重力的方向不指向地在正确的认 知下,学生带着一些疑问急需通过这一章的学习去解决。 在本章之前，学生在必修2中已经学会了如何描述圆周运动，建立起了一些 根本物理概念,例如：线速度、角速度、周期、向心加速度、向心力等,掌握了 圆周运动向心力表达式以及匀速圆周运动的方法，具备了推导太阳与行星间引力 的知识根底。学生对离心运动和近心运动及产生条件有了一定的认识,为研究人 造地球卫星的屡次变轨后到达预定轨道做好了知识储藏。本章在分析双星问题 时，结合把戏滑冰运发动在冰面上手拉手匀速圆周运动，学生能进一步加深对向 心力表达式中半径r的理解。在生活中的圆周运动局部，通过学习汽车过拱形桥 的失重现象,将地球看作一个巨大拱形桥，介绍了航天器中失重现象。但是，学 生对航天器中失重现象为什么是完全失重,也只是初步认识，需要本章进一步学 习，深化理解,提升认知。 学生在高中地理《宇宙中的地球》一章中，学习了 〃地球为什么会存在生命。 从地理学科的角度分析了存在生命的外部条件是平安和稳定，平安是指太阳系中 八大行星〃各行其道，轨道具有共面性、近圆性、同向性；存在生命的内部条 件是日地距离适中、自转和公转周期适中、质量和体积适中。地理中这局部内容 与开普勒第一定律、高中阶段行星轨道按照圆轨道近似处理、赤道处的临界问题 等存在交叉融合，能促进学生理解本章内容。 20XX年神舟九号和天宫一号交会对接，宇航员刘洋做了几个演示实验:动 力学方法测质量、单摆运动、水膜水球的演示，这些实验学生有些能理解，有些 还不清楚;长征五号重型火箭，学生知道它的运载能力大，却并不知道发射人造 地球卫星、火星探测器等需要多大的发射速度,这些都需要学习本章内容来理解。 二■认知特点 高中学习内容与初中相比有一些新特点，例如，知识容量大,学科内容深, 综合性、逻辑性、系统性较强，定理和定律更加抽象，对学生记忆理解、归纳总 结、演算推理、空间想象等能力要求较高。例如，匀变速直线运动、平抛运动、 圆周运动，都是学生生活中常见的运动，而天体的运动，虽然学生在电视等媒体 上看到过卫星的发射、看到过动画演示卫星的运动，但是本局部内容仍需要学生 有较强的空间想象能力，仍然是学生学习的难点。 必修1中一直研究直线运动，运动与相互作用的关系在学生脑海根深蒂固, 虽然必修2中前两章抛体运动和圆周运动已经将直线运动跨越到曲线运动，已经 明确了曲线运动与相互作用的关系，但是研究从日常生活中常见的宏观物体过渡 到宇宙天体还是有一些障碍的。学生学习知识的过程中，需要继续提高观察能力、 理解能力和分析综合能力，提高独立学习能力，在知识建构的过程中，提高认知 水平。 1 .高一学生具有较强的观察力和一定的理解力。观察力已经非常接近成人 的水平,观察的目的性更明确，持久性更强,视觉和听觉的感受性甚至超过了成 人。以科学漫步〃人类对行星运动规律的认识学习为例，学生能概括总结出每 一位科学家的主要观点，能知道〃行星逆行〃本轮””均轮〃 〃偏心点〃 〃偏 心等距点〃等概念，但是学生不理解这些概念,以及这些晦涩难懂的概念是如何 促进开普勒得出正确的行星运动规律。包括理解〃8的误差也许正是因为行星的 运动并非匀速圆周运动，认知水平不同的学生不一定都能想到这是因为行星轨 道是椭圆而非圆。抽象概念的理解、观察的深刻性还有待在学习中提高，这些决 定了学生如何〃水到渠成般的理解开普勒得出行星运动定律的过程，加