高中物理宇宙航行公开课教案()
高中物理《宇宙航行》教案
高中物理《宇宙航行》教案一. 教学目标：1. 了解太空飞行的发展历程和技术；2. 了解宇宙中的各种天体和宇宙现象；3. 能够理解宇宙探测器的工作原理和任务。
二. 教学内容：1. 太空飞行的历史和技术2. 宇宙中的天体和现象3. 宇宙探测器的工作原理和任务三. 教学方法：讲授、讨论、实验、课件展示等多种形式相结合。
四. 教学重点：太空飞行的历史和技术；宇宙中的天体和现象。
五. 教学难点：宇宙探测器的工作原理和任务。
六. 教学过程：一、导入使用PPT给学生展示一些关于宇宙探索的图片和资料，让学生对宇宙探索有一个初步的认识。
二、知识讲解A. 太空飞行的历史和技术1. 太空飞行的历史让学生了解人类的太空探索历史，并介绍一些重要的太空飞行任务，如阿波罗登月计划、国际空间站等。
2. 太空飞行的技术讲解一些太空飞行的技术，如火箭发射、轨道控制、航天器的设计等。
B. 宇宙中的天体和现象1. 星系和恒星介绍宇宙中的星系和恒星，让学生了解它们的组成和特点。
2. 星云和行星讲解宇宙中的星云和行星，让学生了解它们的形成和演化。
3. 黑洞和宇宙射线介绍一些宇宙现象，如黑洞和宇宙射线，让学生了解它们的特点和研究方法。
C. 宇宙探测器的工作原理和任务1. 探测器的工作原理讲解探测器的构造和工作原理，介绍一些探测器的传感器和器材，如光学望远镜、太阳能电池等。
2. 探测器的任务介绍一些探测器的任务，如人类登陆火星、观测黑洞、跟踪流星等。
三、实验演示使用PPT和实验演示，让学生了解一些宇宙探索中的实验和研究方法，如望远镜观测、模拟太空环境等。
四、总结通过总结，让学生对所学内容有一个初步的了解和认识。
五、作业1. 以宇宙探索为主题，写一篇文章。
2. 尝试模拟实验室中的一些宇宙探索实验。
六、板书设计宇宙探索1. 太空飞行的历史和技术2. 宇宙中的天体和现象3. 宇宙探测器的工作原理和任务七、教学反思：此次教学通过PPT、实验演示、讨论等多种形式相结合，使学生能够更好地了解太空飞行的发展历程和技术，同时也让学生对宇宙中的各种天体和宇宙现象有了初步了解。
高中物理教案宇宙航行
高中物理教案宇宙航行课时：2课时学科：物理年级：高中教学目标：1. 了解宇宙航行的基本原理和技术；2. 掌握宇宙飞行器的发射、轨道调整等基本知识；3. 培养学生对宇宙探索的兴趣和探究精神。
教学内容：1. 宇宙航行的历史和发展；2. 宇宙飞行器的分类和原理；3. 宇宙飞行器的发射和轨道调整；4. 宇宙探测任务和成就。
教学过程：第一课时：1. 导入：通过播放一段宇宙航行的视频，引导学生了解宇宙航行的意义和重要性；2. 讲解宇宙航行的历史和发展，让学生了解人类对宇宙的探索历程；3. 探讨宇宙飞行器的分类和原理，对不同类型的宇宙飞行器进行介绍和讲解；4. 带领学生分组讨论并设计一个宇宙飞行器的原型，并展示给全班同学。
第二课时：1. 复习上节课所学内容，对宇宙航行的基本原理和技术进行回顾；2. 讲解宇宙飞行器的发射过程和轨道调整方法，让学生了解宇宙飞行器的运行原理；3. 分组演练宇宙飞行器的发射和轨道调整，让学生在实践中掌握知识；4. 结合宇宙探测任务和成就，让学生了解宇宙探测的目标和意义，激发其对宇宙探索的兴趣。
教学评价方式：1. 学生参与度：观察学生在课堂中的表现和互动情况；2. 分组设计评价：对学生设计的宇宙飞行器原型进行评估和点评；3. 情景演练评价：观察学生在实践中的表现和操作技能；4. 学习笔记评价：要求学生完成课后学习笔记，对其理解和掌握程度进行评价。
教学反思：通过本节课的教学，学生对宇宙航行有了更加深入的了解，同时培养了其对宇宙探索的兴趣和探究精神。
在以后的教学中，可以引导学生进行更加深入的研究和探索，激发他们对物理学科的热爱和学习动力。
高中物理《宇宙航行》教案设计
投影学生2的解答过程：
这就是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度，叫第一宇宙速度。
（1）第一宇宙速度
大小：v=7.9km/s
意义：第一宇宙速度是发射一个物体，使其成为地球卫星的最小速度。若以第一宇宙速度发射一个物体，物体将在贴着地球表面的轨道上做匀速圆周运动。
5.梦想成真
展示图片：杨利伟
师：探索宇宙的奥秘，奔向广阔而遥远的太空，是人类自古以来的梦想，现在已经梦想成真。课前同学们已经分组查找了人类航空的发展历程，制作人已经将资料汇总并做成了课件，下面请我们的讲解人上台来给我们介绍，大家欢迎！
讲解人讲述
教师播放中国嫦娥探月计划视频
结束语：
尽管人类已经跨入太空，登上月球，但是，相对于宇宙之宏大，地球和月亮不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃；相对于宇宙之久长，人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕……
教学重点：了解宇宙速度及其物理意义
教学难点：第一宇宙速度的推导、对第一宇宙速度是运行的最大多教案作参考，了解到教学的重点和难点，确定课堂教同学们讲解，给学生视觉上的直观感受。
发射速度越大，能够将卫星送到更高的轨道运行。
运行速度越大，则说明卫星在较低的轨道围绕地球运动。
师生总结
4、人造卫星的发射速度与运行速度
（1）发射速度：
发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
（2）运行速度：
运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。
人教版 高中物理宇宙航行教案
人教版高中物理宇宙航行教案一、教学目标1. 让学生了解和掌握宇宙的基本概念，如星系、恒星、行星等。
2. 使学生理解和掌握宇宙航行的基本原理，如相对论、暗物质、暗能量等。
3. 培养学生的科学思维和实验操作能力，通过观察星空、分析天文数据等方式，提高学生对宇宙的认知。
二、教学内容1. 宇宙的基本概念：介绍星系、恒星、行星等的基本特征和分类。
2. 宇宙航行的基本原理：讲解相对论、暗物质、暗能量等对宇宙航行的重要影响。
3. 观测宇宙：教授如何使用望远镜观察星空，分析天文数据，探索宇宙的奥秘。
三、教学方法1. 采用问题驱动的教学方式，引导学生主动思考和探索宇宙的奥秘。
2. 利用多媒体教学手段，如宇宙模拟软件、星空图片等，帮助学生直观地理解宇宙的概念。
3. 组织户外观测活动，让学生亲身体验宇宙的壮丽。
四、教学准备1. 准备宇宙相关的教学PPT、视频、图片等资料。
2. 确保望远镜等观测设备正常使用。
3. 准备相关的实验器材和实验材料。
五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况，评估学生的参与度。
2. 作业和测验：布置相关的作业和测验，评估学生对宇宙知识的掌握程度。
3. 观测报告：评估学生在户外观测活动中的表现，包括观测技巧和数据分析能力。
六、教学计划第1周：介绍宇宙的基本概念，星系、恒星、行星等。
第2周：讲解宇宙航行的基本原理，相对论、暗物质、暗能量。
第3周：学习宇宙的起源和演化，大爆炸理论。
第4周：探讨宇宙的膨胀和收缩，宇宙的命运。
第5周：介绍恒星的生命周期，恒星的形成和死亡。
七、教学活动1. 课堂讲解：教师通过PPT、视频等资料，生动形象地讲解宇宙的相关知识。
2. 小组讨论：学生分组讨论宇宙的概念和原理，分享自己的理解和看法。
3. 观测实践：组织学生使用望远镜观察星空，进行实际操作和数据记录。
八、学习任务1. 学生需要熟记宇宙的基本概念，如星系、恒星、行星等。
2. 学生需要理解宇宙航行的基本原理，如相对论、暗物质、暗能量。
人教版 高中物理宇宙航行教案
人教版高中物理宇宙航行教案第一章：宇宙的奥秘1.1 宇宙的起源学习宇宙大爆炸理论，了解宇宙的起源和演化过程。
讨论宇宙膨胀和宇宙背景辐射的概念。
1.2 宇宙的组成学习宇宙中的物质组成，包括恒星、行星、星系等。
探讨暗物质和暗能量的概念，了解它们对宇宙的影响。
第二章：恒星和星系2.1 恒星的诞生和演化学习恒星的诞生过程，了解恒星的形成和演化规律。
探讨恒星的生命周期，包括主序期、红巨星期和白矮星期等。
2.2 星系的分类和演化学习星系的分类，包括椭圆星系、螺旋星系和irregular星系等。
探讨星系的演化过程，包括星系的形成和星系间的相互作用。
第三章：黑洞和引力波3.1 黑洞的性质学习黑洞的定义和性质，了解黑洞的形成和观测。
探讨黑洞的辐射和黑洞的吞噬过程。
3.2 引力波的探测和意义学习引力波的概念和产生原因，了解引力波的探测技术。
探讨引力波的观测对物理学和宇宙学的影响。
第四章：宇宙探索技术4.1 航天器和探测器学习航天器的构造和工作原理，了解不同类型的探测器及其应用。
探讨航天器发射和轨道控制的技术。
4.2 宇宙观测的方法和仪器学习宇宙观测的方法和技术，包括光学观测、射电观测和X射线观测等。
探讨不同观测仪器的作用和适用范围。
第五章：宇宙的未来5.1 宇宙膨胀和暗能量学习宇宙膨胀的证据和暗能量的作用，了解暗能量对宇宙未来的影响。
探讨宇宙加速膨胀和宇宙未来的命运。
5.2 宇宙终结的可能性学习宇宙的热寂和宇宙大撕裂的概念，了解宇宙终结的可能性。
讨论宇宙的未来对人类的意义和探索宇宙的重要性。
第六章：地球和太阳系6.1 地球的宇宙位置学习地球在太阳系中的位置，了解地球的自转和公转。
探讨地球的宇宙环境，包括地月系统和太阳系的结构。
6.2 地球的大气和海洋学习地球的大气层结构和气候系统，了解大气对地球的影响。
探讨地球的海洋分布和海洋生态系统。
第七章：恒星和行星的物理性质7.1 恒星的结构和光度学习恒星的内部结构，了解恒星的光度和恒星能量的产生。
人教版高中物理宇宙航行教案
人教版高中物理宇宙航行教案一、教学目标1. 让学生了解和掌握宇宙航行的基本概念，如宇宙、星系、恒星等。
2. 使学生理解和掌握宇宙航行的基本原理，如相对论、引力、黑洞等。
3. 培养学生的科学思维能力和创新意识，激发学生对宇宙航行的兴趣和热情。
二、教学内容第一章：宇宙简介1. 宇宙的概念与起源2. 宇宙的组成与结构3. 宇宙的演化与膨胀第二章：星系与恒星1. 星系的分类与特点2. 恒星的诞生、生命周期与死亡3. 恒星的运动与距离测量第三章：相对论与宇宙1. 狭义相对论的基本原理2. 广义相对论与引力理论3. 相对论在宇宙航行中的应用第四章：黑洞与暗物质1. 黑洞的形成与性质2. 暗物质的存在与证据3. 暗能量与宇宙的未来第五章：宇宙航行技术1. 火箭原理与航天器发射2. 航天器的轨道设计与控制3. 人类航天探索历程与未来展望三、教学方法1. 采用问题驱动的教学方式，引导学生主动探究宇宙航行的相关问题。
2. 利用多媒体教学资源，如图片、视频、动画等，增强学生对宇宙航行概念的理解。
3. 组织课堂讨论和小组合作，培养学生的团队合作能力和口头表达能力。
4. 结合实例分析，使学生了解宇宙航行技术在现实生活中的应用。
四、教学评价1. 课堂问答：检查学生对宇宙航行基本概念的理解和掌握。
2. 课后作业：布置相关练习题，巩固学生对宇宙航行原理的掌握。
3. 小组报告：评估学生在团队合作中的表现和对宇宙航行技术的理解。
4. 课程论文：鼓励学生深入研究宇宙航行相关的课题，培养学生的科研能力。
五、教学资源1. 教材：人教版高中物理《宇宙航行》教材。
2. 多媒体资源：宇宙航行的图片、视频、动画等。
3. 在线资源：相关科研机构、天文观测站等的官方网站。
4. 参考书籍：宇宙航行、相对论、黑洞等相关的学术著作。
六、宇宙探索与航天技术1. 人类航天探索的历程2. 航天技术的发展与创新3. 航天器的设计与制造七、行星与月球探测1. 行星探测的意义与方法2. 人类对月球的探索历程3. 火星探测与未来展望八、宇宙辐射与生命起源1. 宇宙辐射的类型与特点2. 宇宙射线对地球的影响3. 生命起源与宇宙环境的关系九、天体物理与宇宙观1. 天体物理的研究内容与方法2. 宇宙的演化与大爆炸理论3. 宇宙的尺度与结构十、宇宙航行与可持续发展1. 宇宙航行对人类社会的影响2. 航天技术的可持续发展策略3. 宇宙航行与环境保护重点和难点解析一、宇宙探索与航天技术二、行星与月球探测难点解析：行星探测需要学生了解和掌握行星科学的基本知识，对探测方法和技术有一定的了解。
人教版高中物理宇宙航行教案
人教版高中物理宇宙航行教案第一章：宇宙的奥秘1.1 天体物理学简介学习目标：了解天体物理学的基本概念和研究方法。
教学内容：介绍天体物理学的研究对象、基本概念和方法。
教学活动：阅读教材，观看相关视频，进行小组讨论。
1.2 宇宙的大尺度结构学习目标：了解宇宙的层次结构和大尺度特征。
教学内容：介绍宇宙的星系、星系团和超星系团等结构。
教学活动：观察宇宙结构的天文图像，进行模拟构建。
第二章：黑洞与引力波2.1 黑洞的基础知识学习目标：了解黑洞的形成和基本特性。
教学内容：介绍黑洞的定义、形成机制和史瓦西半径。
教学活动：阅读教材，观看黑洞模拟动画。
2.2 引力波的探索学习目标：了解引力波的概念和探测方法。
教学内容：介绍引力波的定义、产生机制和LIGO引力波探测器。
教学活动：参观LIGO实验室视频，进行小组讨论。
第三章：航天技术的发展3.1 航天器的发射与轨道控制学习目标：了解航天器发射和轨道控制的基本原理。
教学内容：介绍航天器发射过程、火箭推进和轨道控制方法。
教学活动：参观航天发射场视频，进行模拟发射活动。
3.2 航天器的任务与应用学习目标：了解航天器的任务和应用领域。
教学内容：介绍航天器的任务类型、应用领域和实例。
教学活动：参观航天器实验室，了解航天器应用的实际情况。
第四章：探索宇宙的历程4.1 地月系与行星探测学习目标：了解地球和月球的关系以及行星探测的历程。
教学内容：介绍地月系结构、行星探测器和探测任务。
教学活动：观察地月系和行星探测器的图像，进行小组讨论。
4.2 恒星与星系的研究学习目标：了解恒星和星系的研究方法和技术。
教学内容：介绍恒星观测方法、星系分类和红移概念。
教学活动：观察恒星和星系的图像，进行模拟观测活动。
第五章：宇宙的未来5.1 宇宙膨胀与暗能量学习目标：了解宇宙膨胀的证据和暗能量的概念。
教学内容：介绍宇宙膨胀的观测数据和暗能量的性质。
教学活动：观察宇宙膨胀的图像，进行小组讨论。
5.2 宇宙终结的命运学习目标：了解宇宙终结的可能命运和人类的前景。
物理②必修6.5《宇宙航行》教案
6.5 宇宙航行教学目标一、知识和能力目标1．了解人造地球卫星的有关知识和航天发展史。
2．知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。
3．理解卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。
二、过程与方法目标1．在学习牛顿对卫星发射的思考过程的同时，培养学生科学探索能力；培养学生在处理实际问题时，如何构建物理模型的能力。
2．通过对卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系的讨论，培养学生运用知识分析解决实际问题的能力。
三、情感、态度与价值观目标1．通过展示人类在宇宙航行领域中的伟大成就，激发学生学习物理的热情。
2．通过介绍我国在航天方面的成就，激发学生的爱国热情，增强民族自信心和自豪感。
3．感知人类探索宇宙的梦想，促使学生树立献身科学的人生观和价值观。
教学重点1．第一宇宙速度的推导。
2．卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。
教学难点卫星的发射速度与运行速度的关系。
教学过程一、导入新课通过前面的学习我们知道了，人类通过站在地球上的观测，认识到了天体做什么样的运动，并进一步弄清了天体为什么要做这样的运动。
然而人类并不满足于只站在地球上探索宇宙的奥秘。
本节课，我们就来学习人类是如何走出地球，飞向宇宙，进行宇宙航行的。
（利用幻灯片，向学生展示一些航天类的图片，以激发学生的学习兴趣。
）二、新课教学（一）宇宙速度1. 第一宇宙速度①推导：问题：牛顿实验中，炮弹至少要以多大的速度发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？地球半径为6370km 。
分析：在地面附近绕地球运行，轨道半径即为地球半径。
由万有引力提供向心力： 得：GM v R = 又∵2Mm mg G R= 结论：如果发射速度小于7.9km/s ，炮弹将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于7.9km/s ，它将在地面附近作匀速圆周运动；要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7.9km/s 。
可见，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。
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卫星运行速度
学生回答：
=7.9km/s
学生思考：速度只有达到7.9km/s才能成为卫星
学生了解：第二宇宙速度的意义
学生了解第二宇宙速度
让学生推导r与 v、ω的关系
学生求解
学生回答：有哪些轨道卫星
让学生真正感受科学
让学生感受科学家的思想之伟大。学习他们的科学的思维方法。
让学生学会学习，能够根据自己所掌握的知识去解决问题，教师可适当地提示、指导即可。
1、第一宇宙速度是最大的环绕速度，卫星离地心越远，它的运行速度就越小。
2、第一宇宙速度是发射的最小速度，是环绕的最大速度。
r增大时，v、ω减小
T增大
例题1、发射一颗绕地球做圆周运动的人造卫星,如果它的轨道半径是地球半径的4倍,它的轨道速度多少？已知第一宇宙速度7.9km/s.
五、人造地球卫星的运行轨道
讲解第三宇宙速度
引导学生建立向心力和万有引力之间的关系
提问
给学生一些轨道猜测
学生思考：可能是发射速度太小，也可能是……
学生了解“牛顿的预言”
学生思考：
在地面上抛出速度较小时作平抛运动，但随着速度增大，平抛的水平位移增加，由于地球是圆形（球体），所谓的“水平位移”实际上就变成了“弧长”，如果速度再增加，“弧长”将等于“周长”即物体围绕地球作圆周运动。
【教学目标】
1．知识与技能：(1)了解三个宇宙速度意义。
(2)能够推导第一宇宙速度。
(3)人造卫星的运动规律。
2．过程与方法：(1)学习牛顿关于人造地球卫星的设想的推理方法
(2)学会推导第一宇宙速度的两种方法
3．情感态度与价值观：(1)培养学生的科学探索精神。
(2)激发学生热爱科学的热情。
【教学重点】
二．第二宇宙速度：当物体的速度等于或大于11.2km/s，它就会离开地球，我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度，又叫脱离速度。
三．第三宇宙速度：在地面附近发射一个物体，要使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7km/s，这个速度叫做第三宇宙速度。
四．人造卫星运行规律
所有卫星圆周运动的圆心和地球的地心重合。存在三类人造地球卫星轨道：
赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方
极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空；
一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。
播放视频
引导学生理解牛顿猜想
求解第一宇宙速度大小，并提出证明方法
强调其是发射的最小速度
讲解第二宇宙速度
背景：牛顿提出一个着名的思想实验：从高山顶水平抛出一个铅球，当抛出速度足够大时，铅球将环绕地球运动，成为一个“小月亮”
问题：牛顿思想的基础是什么？
一．第一宇宙速度
人造卫星就像一个小月亮，能在一定的轨道上绕地球运动。为简化起见，假设卫星绕地球做匀速圆周运动。
问题：“什么力”提供卫星作匀速圆周运动所需的向心力。
问题：近球卫星所受的万有引力即在地表所受的重力，则卫星可以做圆周运动的向心力也可理解为重力提供向心力。从这要方向试求近地卫星的运行速度。
1．第一宇宙速度：物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度，又叫环绕速度。
2．第一宇宙速度是发射速度中的最小值。发射速度小于该值则物体定会因“平抛”而“落地”。
科目：物理 班级：高一10 授课教师： 第七周5节4月16日
【课题】宇宙航行
【教学内容分析】
在万有引力的学习基础下，逐渐揭开的宇宙中天体运动的秘密，星体的运动依靠万有引力提供圆周运动的向心力。卫星的发射与环绕都与此有关，本节就是对此进行分析。
【教学对象分析】
学生圆周运动的掌握不是太牢固，对于万有引力的公式应用还不是太熟练。
3．第一宇宙速度是围绕地球做圆周运动卫星的运动速度中的最大值。
问题：如果航天器的发射速度大于7.9km/s将如何运动呢？
理论研究指出，如果航天器的（近地）发射速度大于7.9km/s而小于11.2km/s，它的轨道不再是圆而是围绕地球运动的一个椭圆。速度越大，椭圆轨道越“扁”（如图所示）当发射速度达到11.2km/s时就能脱离地球的引力束缚，“离开”地球。
假设卫星地球和卫星的质量分别为M与m，卫星的轨道半径为r，（如图所示）则卫星在轨道上的运行速度是多少？
问题：若地球质量M约为6×1024kg，地球平均半径为6400km，人造卫星的半径约为地球半径即近地卫星，则其运动速度是多少？（G=6.67×10-11N·m2/kg2）
卫星运行速度
代入数据：v=7.9km/s
强调：第一宇宙速度是发射速度中的最小值。
第二、三宇宙速度作定性的了解，知道其物理意义。
让学生能够区分发射速度和环绕速度
公式的灵活应用
对卫星有个全面的了解
【教学反思】
本节课能始终以学生为主体精心设计学习活动，充分利用网络资源创设教学情境，调动学生的学习兴趣，及时把握时机，提问启发诱导点拨，激励学生积极参与，大胆猜想，合作交流，探索研究，经历体验了牛顿研究人造卫星发射原理的“再发现”过程，引导学生自主推导了第一宇宙速度，并了解三种宇宙速度的含义。关于卫星的运动规律也大胆的教给学生探讨，在教师的层层设问中，学生自己分析体会人造卫星的运行特点。
第一宇宙速度的推导、卫星运动规律。
【学生学习难度预测】
对第一宇宙的推导，对于发射速度和环绕速度易搞混淆。
【教学策略设计(教学模式)】
讲练结合、视频展示
【教学用具】
教学平台
【教学过程设计】教学环节和教学内容来自教师活动学生活动
设计意图
引入新课：
播放“神舟”10号发射升空的视频剪辑录像。
媒体报导：12年朝鲜发射了“光明星3号”卫星，但发射失败，你能分析一下造成发射失败的可能原因吗？