(教學(xué)設(shè)計)第10課人造衛(wèi)星宇宙速度2025年新高考物理一輪全考點普查教學(xué)教學(xué)設(shè)計

(教學(xué)設(shè)計)第10課人造衛(wèi)星宇宙速度2025年新高考物理一輪全考點普查教學(xué)教學(xué)設(shè)計科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）(教學(xué)設(shè)計)第10課人造衛(wèi)星宇宙速度2025年新高考物理一輪全考點普查教學(xué)教學(xué)設(shè)計課程基本信息1.課程名稱：2025年新高考物理一輪全考點普查教學(xué)——人造衛(wèi)星宇宙速度

2.教學(xué)年級和班級：高中物理，高三年級全體學(xué)生

3.授課時間：2023年4月10日，周一上午第2節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：45分鐘核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)將圍繞物理學(xué)科的實踐創(chuàng)新、科學(xué)思維和物理觀念三個維度進(jìn)行設(shè)計。首先，通過分析人造衛(wèi)星的宇宙速度，引導(dǎo)學(xué)生運用物理知識解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。其次，通過探討宇宙速度的計算和應(yīng)用，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，提高他們分析問題和解決問題的能力。最后，幫助學(xué)生建立正確的物理觀念，理解宇宙速度在航天領(lǐng)域的的重要性，培養(yǎng)他們對科學(xué)知識的深入理解和熱愛。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，旨在全面提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

（1）人造衛(wèi)星的軌道速度和逃逸速度的概念及其物理意義。

（2）利用萬有引力公式和向心力公式分析衛(wèi)星的運動狀態(tài)。

（3）掌握第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的定義及應(yīng)用。

（4）了解衛(wèi)星發(fā)射和返回地球的過程，以及宇宙速度在航天技術(shù)中的重要性。

2.教學(xué)難點

（1）理解并推導(dǎo)出人造衛(wèi)星的軌道速度和逃逸速度的計算公式。

（2）運用萬有引力公式和向心力公式分析不同軌道上的衛(wèi)星運動狀態(tài)，并解釋地球同步軌道的概念。

（3）掌握宇宙速度的分類及其在航天器發(fā)射和返回地球過程中的作用。

（4）將理論知識與實際航天任務(wù)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。

詳細(xì)列明每個細(xì)節(jié)：

1.教學(xué)重點細(xì)節(jié)

（1）人造衛(wèi)星的軌道速度是指衛(wèi)星在地球或其他天體表面附近繞其運行的速度，逃逸速度是指衛(wèi)星從天體表面逃逸到無限遠(yuǎn)處所需的最小速度。

（2）萬有引力公式：F=G(Mm)/r^2，向心力公式：F=mv^2/r，結(jié)合兩個公式可以分析衛(wèi)星在不同軌道上的運動狀態(tài)。

（3）第一宇宙速度是指衛(wèi)星在地球表面附近繞地球運行所需的最小速度，第二宇宙速度是指衛(wèi)星從地球表面逃逸到無限遠(yuǎn)處所需的最小速度，第三宇宙速度是指衛(wèi)星從地球表面逃逸到太陽系外所需的最小速度。

（4）衛(wèi)星發(fā)射和返回地球的過程涉及到宇宙速度的運用，如衛(wèi)星發(fā)射時需要達(dá)到第一宇宙速度，返回地球時需要減速至第二宇宙速度。

2.教學(xué)難點細(xì)節(jié)

（1）人造衛(wèi)星的軌道速度和逃逸速度的計算公式推導(dǎo)：軌道速度v=sqrt(GM/r)，逃逸速度v=sqrt(2GM/r)。

（2）地球同步軌道是指衛(wèi)星軌道周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等的軌道，衛(wèi)星在此軌道上可以實現(xiàn)對地球某一點長時間的觀測。

（3）宇宙速度的分類及其在航天器發(fā)射和返回地球過程中的作用：第一宇宙速度用于衛(wèi)星發(fā)射和地球同步軌道的維持，第二宇宙速度用于衛(wèi)星脫離地球引力，第三宇宙速度用于衛(wèi)星脫離太陽系。

（4）結(jié)合實際航天任務(wù)，如嫦娥五號月球探測器、火星探測器等，講解宇宙速度在航天器發(fā)射和返回過程中的關(guān)鍵作用。教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法

本節(jié)課將采用講授法、案例研究法和項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法相結(jié)合的教學(xué)方法。講授法主要用于解釋和闡述人造衛(wèi)星宇宙速度的基本概念和理論公式。案例研究法將通過分析具體的航天任務(wù)，如嫦娥五號月球探測器、火星探測器等，使學(xué)生更好地理解宇宙速度在航天器發(fā)射和返回過程中的關(guān)鍵作用。項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法將引導(dǎo)學(xué)生通過自主探究和實踐，解決與衛(wèi)星宇宙速度相關(guān)的實際問題。

2.教學(xué)活動設(shè)計

（1）角色扮演：學(xué)生分組扮演航天工程師、科學(xué)家和航天器駕駛員等角色，模擬討論航天器發(fā)射和返回地球的過程，從不同角度理解宇宙速度的重要性。

（2）實驗：安排一次實驗室實驗，讓學(xué)生親自動手測量和計算小球在斜面上的滑動速度，從而幫助學(xué)生更好地理解速度和加速度的概念。

（3）游戲：設(shè)計一款航天飛行模擬游戲，讓學(xué)生在游戲中體驗不同宇宙速度對航天器運動狀態(tài)的影響。

3.教學(xué)媒體和資源

（1）PPT：制作詳細(xì)的教學(xué)PPT，包含人造衛(wèi)星宇宙速度的基本概念、理論公式、實際應(yīng)用及相關(guān)航天任務(wù)等內(nèi)容，以便學(xué)生更好地跟隨教學(xué)進(jìn)度。

（2）視頻：播放關(guān)于航天器發(fā)射和返回地球過程的視頻資料，幫助學(xué)生更直觀地了解宇宙速度在實際應(yīng)用中的重要性。

（3）在線工具：利用在線工具，如數(shù)學(xué)軟件或編程工具，讓學(xué)生自主探究和學(xué)習(xí)宇宙速度的計算方法。教學(xué)過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對人造衛(wèi)星宇宙速度的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是人造衛(wèi)星宇宙速度嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于航天器發(fā)射和返回地球的視頻片段，讓學(xué)生初步感受航天技術(shù)的魅力或特點。

簡短介紹人造衛(wèi)星宇宙速度的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.人造衛(wèi)星宇宙速度基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解人造衛(wèi)星宇宙速度的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解人造衛(wèi)星宇宙速度的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細(xì)介紹人造衛(wèi)星宇宙速度的計算公式和相關(guān)規(guī)定，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.人造衛(wèi)星宇宙速度案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解人造衛(wèi)星宇宙速度的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的航天任務(wù)案例進(jìn)行分析，如嫦娥五號月球探測器、火星探測器等。

詳細(xì)介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學(xué)生全面了解人造衛(wèi)星宇宙速度的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用人造衛(wèi)星宇宙速度解決實際問題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與人造衛(wèi)星宇宙速度相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時加深全班對人造衛(wèi)星宇宙速度的認(rèn)識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點評，促進(jìn)互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)人造衛(wèi)星宇宙速度的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括人造衛(wèi)星宇宙速度的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調(diào)人造衛(wèi)星宇宙速度在現(xiàn)實生活或?qū)W習(xí)中的價值和作用，鼓勵學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用人造衛(wèi)星宇宙速度。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于人造衛(wèi)星宇宙速度的短文或報告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。知識點梳理本節(jié)課的主要知識點包括以下幾個方面：

1.人造衛(wèi)星的軌道速度和逃逸速度的定義及計算方法。

2.萬有引力公式和向心力公式的應(yīng)用，分析衛(wèi)星在不同軌道上的運動狀態(tài)。

3.第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度的定義及應(yīng)用，理解宇宙速度在航天器發(fā)射和返回過程中的關(guān)鍵作用。

4.了解衛(wèi)星發(fā)射和返回地球的過程，以及宇宙速度在航天技術(shù)中的重要性。

5.結(jié)合具體的航天任務(wù)案例，深入分析宇宙速度的實際應(yīng)用和作用。

詳細(xì)知識點梳理如下：

1.人造衛(wèi)星的軌道速度是指衛(wèi)星在地球或其他天體表面附近繞其運行的速度，逃逸速度是指衛(wèi)星從天體表面逃逸到無限遠(yuǎn)處所需的最小速度。人造衛(wèi)星的軌道速度和逃逸速度的計算公式分別為：

軌道速度v=sqrt(GM/r)

逃逸速度v=sqrt(2GM/r)

其中，G為萬有引力常數(shù)，M為天體質(zhì)量，r為衛(wèi)星軌道半徑。

2.萬有引力公式F=G(Mm)/r^2和向心力公式F=mv^2/r結(jié)合起來，可以分析衛(wèi)星在不同軌道上的運動狀態(tài)。當(dāng)衛(wèi)星在地球表面附近繞地球運行時，向心力由地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供，即F=G(Mm)/r^2。由此可以推導(dǎo)出衛(wèi)星的軌道速度v=sqrt(GM/r)。

3.第一宇宙速度是指衛(wèi)星在地球表面附近繞地球運行所需的最小速度，第二宇宙速度是指衛(wèi)星從地球表面逃逸到無限遠(yuǎn)處所需的最小速度，第三宇宙速度是指衛(wèi)星從地球表面逃逸到太陽系外所需的最小速度。這三個宇宙速度的定義和計算方法如前所述。

4.衛(wèi)星發(fā)射和返回地球的過程涉及到宇宙速度的運用。例如，衛(wèi)星發(fā)射時需要達(dá)到第一宇宙速度，以便克服地球引力，進(jìn)入預(yù)定軌道；返回地球時需要減速至第二宇宙速度，以便重新進(jìn)入地球大氣層。

5.結(jié)合具體的航天任務(wù)案例，深入分析宇宙速度的實際應(yīng)用和作用。例如，嫦娥五號月球探測器在發(fā)射過程中需要達(dá)到第一宇宙速度，以便脫離地球引力，進(jìn)入月球軌道；在返回地球的過程中，探測器需要減速至第二宇宙速度，以便進(jìn)入地球大氣層。火星探測器在發(fā)射過程中也需要達(dá)到第一宇宙速度，以便脫離地球引力，進(jìn)入火星軌道。教學(xué)反思與改進(jìn)首先，我注意到學(xué)生在理解人造衛(wèi)星軌道速度和逃逸速度的計算公式時存在一定的困難。為了更好地幫助學(xué)生理解這些公式，我計劃在未來的教學(xué)中增加一些數(shù)學(xué)推導(dǎo)和例題講解，以加深學(xué)生對公式的理解和記憶。

其次，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在分析不同軌道上的衛(wèi)星運動狀態(tài)時，對萬有引力公式和向心力公式的應(yīng)用不夠熟練。為了提高學(xué)生的應(yīng)用能力，我計劃在未來的教學(xué)中安排一些實際的案例分析，讓學(xué)生通過解決具體問題來加深對公式的理解和應(yīng)用。

再次，學(xué)生在理解宇宙速度的分類及其在航天器發(fā)射和返回地球過程中的作用時存在一定的困惑。為了幫助學(xué)生更好地理解這些概念，我計劃在未來的教學(xué)中增加一些相關(guān)的視頻資料和航天任務(wù)案例，以幫助學(xué)生更好地理解宇宙速度在實際應(yīng)用中的重要性。

此外，學(xué)生在進(jìn)行小組討論時，我發(fā)現(xiàn)部分小組的討論不夠深入和充分。為了提高小組討論的效果，我計劃在未來的教學(xué)中提前為學(xué)生提供一些討論的主題和問題，以引導(dǎo)學(xué)生的思考和討論方向。

最后，我在課堂展示和點評環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生的表達(dá)能力不足，需要更多的鍛煉和指導(dǎo)。為了提高學(xué)生的表達(dá)能力，我計劃在未來的教學(xué)中增加一些口頭報告和小組展示的機會，以鼓勵學(xué)生表達(dá)自己的觀點和想法。課后拓展1.拓展內(nèi)容：與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的閱讀材料或視頻資源。

閱讀材料：

1.《航天器動力學(xué)》（作者：邁克爾·J.塞弗特，出版社：清華大學(xué)出版社）

2.《航天器軌道力學(xué)》（作者：王永生，出版社：國防工業(yè)出版社）

3.《航天技術(shù)概論》（作者：黃志澄，出版社：國防工業(yè)出版社）

視頻資源：

1.“航天器發(fā)射全過程”（來源：YouTube）

2.“航天器返回地球全過程”（來源：YouTube）

3.“嫦娥五號月球探測器任務(wù)介紹”（來源：NASA）

2.拓展要求：鼓勵學(xué)生利用課后時間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和拓展。教師可提供必要的指導(dǎo)和幫助，如推薦閱讀材料、解答疑問等。

拓展要求：

1.閱讀上述推薦的閱