高中物理人教版第六章萬有引力與航天單元測試 同課異構(gòu)

第六章萬有引力與航天復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計設(shè)計思想從知識結(jié)構(gòu)上看，本章教材是應(yīng)用牛頓運動定律對曲線運動的研究。牛頓運用其運動定律研究天體運動并結(jié)合開普勒定律建立了偉大的萬有引力定律。牛頓運動定律和萬有引力定律構(gòu)成了牛頓力學(xué)的核心。學(xué)生通過前面對本章知識的學(xué)習(xí)，初步掌握了萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程及應(yīng)用，對衛(wèi)星的動力學(xué)原理和發(fā)射過程有了一定的理解。本節(jié)復(fù)習(xí)課從美國登月宇航員的一段名言切入，再次升華學(xué)生對人類的宇宙探索史的崇敬和熱愛之情，并自然過渡到對萬有引力定律發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的復(fù)習(xí)中。然后利用開放式案例和生動有趣的問題，激發(fā)學(xué)生思考和解決問題的意向。在案例4，通過愛因斯坦的一段文字使學(xué)生對經(jīng)典力學(xué)的評價更加客觀和理性。最后，讓學(xué)生根據(jù)自身興趣撰寫科學(xué)報告。教學(xué)目標(biāo)知識與技能：了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)史；理解萬有引力定律，會用萬有引力定律處理簡化了的天體運動問題；理解并會計算人造地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度，知道第二、第三宇宙速度；了解經(jīng)典力學(xué)的偉大成就和局限性；過程與方法：通過萬有引力定律應(yīng)用的學(xué)習(xí)過程，具有一定的質(zhì)疑能力；通過完成科學(xué)報告，掌握信息收集和處理、分析能力；參與小組討論，思考并發(fā)表自己的見解；情感態(tài)度與價值觀：通過了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)史，體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅；了解并體會萬有引力定律對經(jīng)濟、社會和人類文明的貢獻，并思考物理學(xué)研究應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，培養(yǎng)辯證思維能力；通過關(guān)注國內(nèi)外宇航技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，有振興中華的使命感與責(zé)任感，有將科學(xué)服務(wù)于人類的意識。通過對經(jīng)典力學(xué)的偉大成就和局限性的學(xué)習(xí)，領(lǐng)悟牛頓的科學(xué)精神、科學(xué)思想、科學(xué)思維方法。體會科學(xué)研究的無限可能；教學(xué)重點理解萬有引力定律，會用萬有引力定律處理簡化了的天體運動問題；教學(xué)難點理解萬有引力定律，會用萬有引力定律處理簡化了的天體運動問題；教學(xué)資源圖片、視頻教法設(shè)計講授、小組討論相結(jié)合教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖一、導(dǎo)入1、播放材料：1969年7月16日，美國發(fā)射了載人登月飛船“阿波羅”11號。經(jīng)過約75小時的長途跋涉，于美國東部時間1969年7月22日56分20秒，美國航天員阿姆斯特朗終于踏上了月面。他面對沉睡已久的月球，深情地說：“對一個人來說，這只不過是小小的一步，可對全人類來說，這卻是巨大的飛躍?！彼谠虑蛏喜辶艘粔K金屬紀(jì)念碑，上面鐫刻著一行大字：“公元1969年7月，來自行星地球上的人首次登上月球。我們是全人類的代表，我們?yōu)楹推蕉鴣?。?、請學(xué)生談讀后的感想；3、總結(jié)學(xué)生發(fā)言再次點燃學(xué)生的自豪感：為了和平和進步，人類在探索宇宙的道路上歷經(jīng)艱難，從古人的“坐地觀天相”到今天的外太空探測，人類不斷成功離開了自己的搖籃——地球，而且更加相信：人類的集體智慧可以理解自然界。今天我們再來回顧人類發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用萬有引力定律的輝煌之路。閱讀材料談感想讓學(xué)生體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅，再次點燃它們學(xué)習(xí)本章知識的興趣。二、全章知識復(fù)習(xí)4、帶領(lǐng)學(xué)生回顧本章知識結(jié)構(gòu)，請同學(xué)復(fù)述內(nèi)容并作出評價。4、根據(jù)框架指引復(fù)述本章內(nèi)容并作出評價。利用框架圖的形式讓學(xué)生初步建立本章的知識結(jié)構(gòu)，鞏固本章最重要知識，并嘗試評價物理先輩的工作。三、案例討論【案例1】最近幾十年，人類對探測火星十分感興趣，先后曾發(fā)射很多探測器。稱為“火星探測器”曾于1997年登上火星。2023年，又有“勇氣”號和“機遇”號探測器登上火星。已知地球質(zhì)量約是火星質(zhì)量的倍，地球直徑約是火星直徑的倍。（1）已知地球半徑大約為6400km，請估算地球的質(zhì)量？（2）假如有一天你能到火星上旅行，你會感到體重有什么變化？（3）火星上若舉辦男子籃球比賽，你認(rèn)為籃筐高度和球場大小需要重新設(shè)計嗎？為什么？（4）科學(xué)家想在火星上發(fā)射一顆人造火星衛(wèi)星，請幫他們估算發(fā)射的最小速度？已知地球的第一宇宙速度約為7.9km/s。根據(jù)估算結(jié)果你判斷人類目前能獲得這樣的速度嗎？（5）火星探測計劃需要人類投入巨額的人力、時間和資金，因而常常遭到社會人士的反對，你對“火星探測計劃”持什么意見？為什么？你會如何說服你的反對者？【案例2】人造地球衛(wèi)星是用多級火箭發(fā)射來獲得必要的速度的。設(shè)想地球周圍沒有空氣阻力，請你考慮并解答以下問題：（1）人類能不能發(fā)射一顆運轉(zhuǎn)周期為81min的人造地球衛(wèi)星？為什么？（2）人類能不能發(fā)射一顆相對地面靜止不動的人造地球衛(wèi)星？對這樣的衛(wèi)星有何特定的限制？（3）在圖1中的a、b、c三條軌道中，你認(rèn)為一定不是人造地球衛(wèi)星的運行軌道是哪條？為什么？你能總結(jié)人造地球衛(wèi)星的軌道共同點嗎？ccab圖1【案例3】根據(jù)天文觀察，某行星外圍有一個模糊不清的環(huán)狀結(jié)構(gòu)．為了判斷該環(huán)狀結(jié)構(gòu)是連續(xù)物還是衛(wèi)星群，科學(xué)提出一種實驗方案：第1步：測出了環(huán)中各層的線速度v的大小和該層到行星中心的距離r。第2步：請推測該方案的理論依據(jù)?！景咐?】“牛頓啊，請原諒我！你所發(fā)現(xiàn)的道路，在你那個時代，是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一的道路。你所創(chuàng)造的概念，甚至今天仍然指導(dǎo)著我們的物理思想，雖然我們現(xiàn)在知道，如果要更加深入地理解各種聯(lián)系，那就必須用另外一些離直接經(jīng)驗領(lǐng)域較遠的概念來代替這些概念?！薄獝垡蛩固拐?wù)勀銓@段話的理解。5、思考、討論、計算、總結(jié)【案例1】1、復(fù)習(xí)萬有引力與天體質(zhì)量、重力、第一宇宙速度的關(guān)系。2、能利用物理規(guī)律合理預(yù)測未知事情。3、培養(yǎng)科學(xué)的價值觀，提高社會責(zé)任感。【案例2】1、理解衛(wèi)星運動的動力學(xué)原因；2、對大眾信息具有科學(xué)的判斷能力?！景咐?】1、對圓周運動、萬有引力知識具有綜合分析能力；2、學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)工具對物理研究的重要作用；【案例4】1、認(rèn)識牛頓的偉大成就；2、引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識經(jīng)典力學(xué)和近代物理的傳承與發(fā)展的關(guān)系；四、課后作業(yè)【作業(yè)1】你對航天事業(yè)感興趣嗎？請收集有關(guān)資料，寫一篇科學(xué)報告，參考題材如下（自己可另選題）（1）我國的人造地球衛(wèi)星；（2）我國的“神舟”系列發(fā)展史；（2）我國的探月工程；（3）宇航員的生活；（4）關(guān)于地外文明的暢想。（5）世界航天事業(yè)近10年來的新進展；（6）冥王星為什么出局？【作業(yè)2】美國著名太空學(xué)者迪安認(rèn)為“神舟”5號對于中國科技發(fā)展的影響堪比“阿波羅計劃”對美國科技進步作出的貢獻。迪安說“美國人必須清醒地意識到，我們在太空面對的將不僅僅是白藍紅旗幟（俄羅斯