高中物理人教版第六章萬(wàn)有引力與航天單元測(cè)試 同課異構(gòu)

第六章萬(wàn)有引力與航天復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思想從知識(shí)結(jié)構(gòu)上看，本章教材是應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的研究。牛頓運(yùn)用其運(yùn)動(dòng)定律研究天體運(yùn)動(dòng)并結(jié)合開(kāi)普勒定律建立了偉大的萬(wàn)有引力定律。牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律構(gòu)成了牛頓力學(xué)的核心。學(xué)生通過(guò)前面對(duì)本章知識(shí)的學(xué)習(xí)，初步掌握了萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程及應(yīng)用，對(duì)衛(wèi)星的動(dòng)力學(xué)原理和發(fā)射過(guò)程有了一定的理解。本節(jié)復(fù)習(xí)課從美國(guó)登月宇航員的一段名言切入，再次升華學(xué)生對(duì)人類的宇宙探索史的崇敬和熱愛(ài)之情，并自然過(guò)渡到對(duì)萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的復(fù)習(xí)中。然后利用開(kāi)放式案例和生動(dòng)有趣的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生思考和解決問(wèn)題的意向。在案例4，通過(guò)愛(ài)因斯坦的一段文字使學(xué)生對(duì)經(jīng)典力學(xué)的評(píng)價(jià)更加客觀和理性。最后，讓學(xué)生根據(jù)自身興趣撰寫(xiě)科學(xué)報(bào)告。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：了解萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)史；理解萬(wàn)有引力定律，會(huì)用萬(wàn)有引力定律處理簡(jiǎn)化了的天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；理解并會(huì)計(jì)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(guò)程與方法：通過(guò)萬(wàn)有引力定律應(yīng)用的學(xué)習(xí)過(guò)程，具有一定的質(zhì)疑能力；通過(guò)完成科學(xué)報(bào)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(jiàn)解；情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)了解萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)史，體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅；了解并體會(huì)萬(wàn)有引力定律對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和人類文明的貢獻(xiàn)，并思考物理學(xué)研究應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，培養(yǎng)辯證思維能力；通過(guò)關(guān)注國(guó)內(nèi)外宇航技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，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(shí)。通過(guò)對(duì)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(huì)科學(xué)研究的無(wú)限可能；教學(xué)重點(diǎn)理解萬(wàn)有引力定律，會(huì)用萬(wàn)有引力定律處理簡(jiǎn)化了的天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；教學(xué)難點(diǎn)理解萬(wàn)有引力定律，會(huì)用萬(wàn)有引力定律處理簡(jiǎn)化了的天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；教學(xué)資源圖片、視頻教法設(shè)計(jì)講授、小組討論相結(jié)合教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一、導(dǎo)入1、播放材料：1969年7月16日，美國(guó)發(fā)射了載人登月飛船“阿波羅”11號(hào)。經(jīng)過(guò)約75小時(shí)的長(zhǎng)途跋涉，于美國(guó)東部時(shí)間1969年7月22日56分20秒，美國(guó)航天員阿姆斯特朗終于踏上了月面。他面對(duì)沉睡已久的月球，深情地說(shuō)：“對(duì)一個(gè)人來(lái)說(shuō)，這只不過(guò)是小小的一步，可對(duì)全人類來(lái)說(shuō)，這卻是巨大的飛躍。”他在月球上插了一塊金屬紀(jì)念碑，上面鐫刻著一行大字：“公元1969年7月，來(lái)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?lái)?！?、請(qǐng)學(xué)生談讀后的感想；3、總結(jié)學(xué)生發(fā)言再次點(diǎn)燃學(xué)生的自豪感：為了和平和進(jìn)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(cè)，人類不斷成功離開(kāi)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?cè)賮?lái)回顧人類發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用萬(wàn)有引力定律的輝煌之路。閱讀材料談感想讓學(xué)生體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅，再次點(diǎn)燃它們學(xué)習(xí)本章知識(shí)的興趣。二、全章知識(shí)復(fù)習(xí)4、帶領(lǐng)學(xué)生回顧本章知識(shí)結(jié)構(gòu)，請(qǐng)同學(xué)復(fù)述內(nèi)容并作出評(píng)價(jià)。4、根據(jù)框架指引復(fù)述本章內(nèi)容并作出評(píng)價(jià)。利用框架圖的形式讓學(xué)生初步建立本章的知識(shí)結(jié)構(gòu)，鞏固本章最重要知識(shí)，并嘗試評(píng)價(jià)物理先輩的工作。三、案例討論【案例1】最近幾十年，人類對(duì)探測(cè)火星十分感興趣，先后曾發(fā)射很多探測(cè)器。稱為“火星探測(cè)器”曾于1997年登上火星。2023年，又有“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)探測(cè)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(qǐng)估算地球的質(zhì)量？（2）假如有一天你能到火星上旅行，你會(huì)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(chǎng)大小需要重新設(shè)計(jì)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(qǐng)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(cè)計(jì)劃需要人類投入巨額的人力、時(shí)間和資金，因而常常遭到社會(huì)人士的反對(duì)，你對(duì)“火星探測(cè)計(jì)劃”持什么意見(jiàn)？為什么？你會(huì)如何說(shuō)服你的反對(duì)者？【案例2】人造地球衛(wèi)星是用多級(jí)火箭發(fā)射來(lái)獲得必要的速度的。設(shè)想地球周圍沒(méi)有空氣阻力，請(qǐng)你考慮并解答以下問(wèn)題：（1）人類能不能發(fā)射一顆運(yùn)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(duì)地面靜止不動(dòng)的人造地球衛(wèi)星？對(duì)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(yùn)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(diǎn)嗎？ccab圖1【案例3】根據(jù)天文觀察，某行星外圍有一個(gè)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(shí)驗(yàn)方案：第1步：測(cè)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(qǐng)推測(cè)該方案的理論依據(jù)?！景咐?】“牛頓啊，請(qǐng)?jiān)徫?！你所發(fā)現(xiàn)的道路，在你那個(gè)時(shí)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(yàn)領(lǐng)域較遠(yuǎn)的概念來(lái)代替這些概念?！薄獝?ài)因斯坦談?wù)勀銓?duì)這段話的理解。5、思考、討論、計(jì)算、總結(jié)【案例1】1、復(fù)習(xí)萬(wàn)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(cè)未知事情。3、培養(yǎng)科學(xué)的價(jià)值觀，提高社會(huì)責(zé)任感?！景咐?】1、理解衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)原因；2、對(duì)大眾信息具有科學(xué)的判斷能力?！景咐?】1、對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力知識(shí)具有綜合分析能力；2、學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)工具對(duì)物理研究的重要作用；【案例4】1、認(rèn)識(shí)牛頓的偉大成就；2、引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)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(duì)航天事業(yè)感興趣嗎？請(qǐng)收集有關(guān)資料，寫(xiě)一篇科學(xué)報(bào)告，參考題材如下（自己可另選題）（1）我國(guó)的人造地球衛(wèi)星；（2）我國(guó)的“神舟”系列發(fā)展史；（2）我國(guó)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(lái)的新進(jìn)展；（6）冥王星為什么出局？【作業(yè)2】美國(guó)著名太空學(xué)者迪安認(rèn)為“神舟”5號(hào)對(duì)于中國(guó)科技發(fā)展的影響堪比“阿波羅計(jì)劃”對(duì)美國(guó)科技進(jìn)步作出的貢獻(xiàn)。迪安說(shuō)“美國(guó)人必須清醒地意識(shí)到，我們?cè)谔彰鎸?duì)的將不僅僅是白藍(lán)紅旗幟（俄羅斯