第三章 专题六 卫星的追及相遇问题2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步教学设计（粤教版2019）.docx

第三章专题六卫星的追及相遇问题2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步教学设计（粤教版2019）

授课内容

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教材分析

第三章专题六“卫星的追及相遇问题”是高中物理必修第二册中的重要内容，该章节在粤教版2019中占据核心地位。它以万有引力定律为基础，深入探讨卫星运动规律，特别是研究卫星追及与相遇问题。课程设计将紧扣教材，通过实例解析与数学推导，引导学生掌握卫星轨道运动的基本原理，理解并解决实际问题，培养其空间想象能力和逻辑思维能力。教学内容与学生的实际生活紧密相关，旨在激发学生对天体物理的兴趣，同时为后续学习打下坚实基础。

核心素养目标

学习者分析

1.学生已掌握了万有引力定律、圆周运动的基本概念和牛顿运动定律等基础知识，能够理解物体在引力作用下的运动规律。

2.学生对太空和卫星等天体物理现象普遍存在好奇心，具备一定的探索精神。他们在数学推导和问题解决方面拥有一定能力，但个体的逻辑思维和数学应用能力存在差异。

3.学生在理解卫星追及相遇问题中可能遇到的困难包括：对复杂轨道运动的抽象理解、运用数学工具进行问题建模、以及解决涉及多个变量和条件的问题。特别是对相遇条件的判定和计算，可能会感到挑战较大。此外，将理论知识应用于具体情境中，如实际卫星任务分析，也可能是一个挑战。

教学资源准备

1.教材：确保每位学生都备有物理必修第二册教材，提前布置学生预习第三章专题六相关内容。

2.辅助材料：准备与卫星追及相遇问题相关的图片、轨道运动图表、实时卫星追踪视频等多媒体资源，增强学生的直观理解。

3.实验器材：若条件允许，准备地球仪、卫星模型等教学辅助工具，以便进行模拟实验。

4.教室布置：设置小组讨论区域，便于学生进行合作学习；若需进行实验操作，提前布置实验操作台，并确保安全设施完善。

教学过程

首先，让我们共同回顾一下我们在上一章节学到的知识。我们知道，万有引力定律是解释天体运动的关键。今天，我们将进一步探讨卫星的追及相遇问题，这是第三章专题六的核心内容。

1.导入新课

（1）提问：“同学们，你们知道什么是卫星追及相遇问题吗？这个问题在现实中有哪些应用呢？”

（2）学生回答，教师点评并总结。

2.知识探究

（1）卫星轨道运动的基本原理

首先，我们来复习一下卫星轨道运动的基本原理。请同学们打开教材，翻到第三章专题六的第一页。

①提问：“谁能告诉我，卫星为什么能在天上飞？”

②学生回答，教师点评并引导总结：卫星在轨道上的运动是由地球的万有引力提供的向心力。

（2）卫星追及相遇问题的数学模型

①提问：“当两颗卫星在同一轨道上运动时，它们如何实现追及相遇？”

②学生思考，教师引导：我们可以通过计算两颗卫星的相对速度和相对距离来解决这个问题。

③课堂演示：利用多媒体资源展示卫星追及相遇的动画，帮助学生建立直观认识。

（3）实例解析

现在，让我们通过一个实例来具体分析卫星追及相遇问题。

①提问：“假设有一颗卫星A和一颗卫星B，它们在同一轨道上运动。如果我们要使卫星A追上卫星B，我们需要知道哪些条件？”

②学生回答，教师点评并引导总结：我们需要知道两颗卫星的初始位置、速度以及它们的轨道半径。

③分组讨论：让学生分成小组，根据给定的条件，计算卫星A追上卫星B所需的时间。

3.知识应用

（1）实际问题解决

我们已经掌握了卫星追及相遇问题的解决方法，现在让我们来解决一些实际问题。

①提问：“假设我国的一颗通信卫星需要与另一颗卫星实现对接，我们应该如何计算它们的相遇时间？”

②学生思考，教师引导：我们需要先了解两颗卫星的轨道参数，然后运用我们刚刚学到的知识进行计算。

③课堂练习：布置一道关于卫星追及相遇问题的实际计算题，让学生独立完成。

（2）实验操作

如果条件允许，我们可以进行以下实验：

①准备地球仪、卫星模型等教学辅助工具，让学生模拟卫星追及相遇的过程。

②学生分组进行实验，观察并记录实验结果。

4.总结与反思

（1）提问：“通过今天的学习，你们对卫星追及相遇问题有了哪些新的认识？”

（2）学生回答，教师点评并总结。

（3）布置作业：让学生课后总结今天学到的知识，并完成一道关于卫星追及相遇问题的思考题。

学生学习效果

1.知识与技能：

-学生能够理解卫星追及相遇问题背后的物理原理，掌握万有引力定律在天体运动中的应用。

-学生能够建立卫星追及相遇的数学模型，运用相关公式进行计算，解决实际问题。

-学生能够运用所学知识，分析通信卫星对接、太空探测器相遇等实际案例，提出合理的解决方案。

2.过程与方法：

-学生通过分组讨论、实验操作等方式，提高合作学习和动手实践的能力。

-学生在问题解决过程中，培养逻辑思维和数学应用能力，提高解决复杂问题的