高中物理_万有引力与航天教学设计学情分析教材分析课后反思

万有引力与航天（复习课）

复习目标知识与

技能

1、了解万有引力定律在天文学上的应用

2、会用万有引力定律计算天体的质量和密度（两种方法）

3、会用万有引力定律结合圆周运动知识分析双星或多星系统相关问题

4、能应用万有引力定律及其它知识认识并分析卫星各类问题

5、掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法

过程与

方法

通过求解太阳、地球的质量及各类卫星相关问题，培养学生理论联系实际的运

用能力

情感态度

与价值观

通过介绍用万有引力定律发现未知天体的过程，使学生懂得理论来源于实践，

反过来又可以指导实践的辨证唯物主义观点

教学重点1、强化四种本部分必须掌握的运动模型

2、应用四种模型分析解决各类问题

教学难点1、自转模型及应用2、卫星变轨问题

课时安排1课时

教学方法讲授法讨论法

教学过程

一、引入

教师活动：1、本部分内容高考分析（考点分布、考点考试频率）

2、针对高频考点提炼模型（公转、自转、双星与椭圆轨道模型）（同时强化重点知识体系）

二、讲解

情景一：四颗地球卫星a、b、c、d的排列位置如图所示,其中a

是静止在地球赤道上还未发射的卫星,b是近地轨道卫星,c是地球

同步卫星,d是月球,已知地球半径R，同步卫星轨道半径r,地球表

面重力加速度为g，第一宇宙速度为V1，万有引力常量为G,地球自

转周期为T.

问题1：卫星绕地球做圆周运动，圆心在哪一位置，请用G、M、轨道半径r，表示卫星的线速度v,角速度ω,周期T，向心加速度a n。

问题2：设近地卫星轨道半径为R，试求a与b的线速度之比，向心加速度之比。（用R、r表示）

问题3：请用题干中的已知量表示a、b、c的重力加速度与向心加速度。（用G、M、R、r、g表示）问题4：在上述情景中，可用哪些量来表示地球质量和密度？（用G、T、R、r、V表示）

问题5：若某一时刻，b、c相距最近，从此时开始计时，b、c相距最近和最远需经多长时间？(若T b和T 已知)

问题6：地月系统可看作双星系统，设地球和月球质量分别为M、m，地月距离为L,试求地球、月球的轨道半径之比，线速度之比，向心加速度之比，请用已知量表示地球、月球的周期和轨道半径。（用G、M、m、L表示）

情景二：发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经

点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，

轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示若已知地球半

径为R，同步卫星的轨道半径为r3。

问题7：设在轨道1和2上经过Q点速度分别为v1,v2,在轨道2和3上

经过p点速度分别为v3,v4,请比较四个速度的大小关系。

问题8：设在轨道1和2上经过Q点加速度分别为a1、a2,在轨道2和3上经过p点加速度分别为a3、a4,请比较四个加速度的大小关系。

问题9：若卫星在1、2、3轨道的周期分别为T1、T2、T3，若T3已知为T,请用所给量表示T1、T2的大小，并进一步比较三者大小关系。

问题10：卫星在1、2、3轨道的机械能分别为E1、E2、E3，卫星从1轨道变轨到3轨道，在这一过程，卫星的机械能如何变化？请比较三者大小关系。

课堂小结

板书设计

1、一种运动（匀速圆周运动）

2、两个公式（万有引力等于重力；万有引力提供向心力）

3、三个区别（自转与公转；环绕与运行；重力加速度与向心加速度）

4、四个模型（公转、自转、双星与椭圆轨道模型）

作业布置：1、练案习题与课后习题2、寻找相应天文资料，加强认识

学情分析

通过学生上交的学案来看，学生现在存在如下问题：

1、对本部分内容中的定律（特别是开普勒第三定律）理解不到位，应用生搬硬套，出现不应该出现的错误。

2、不少学生能够对自转模型认识不到位或存在误区，主要在于圆周运动向心力的来源不清。

3、不少学生对双星或多星模型认识错误，讲它与公转模型混淆

4、卫星问题中关于赤道表面物体、近地卫星和同步卫星不能很好的建立模型，区分不清

5、不少同学对卫星中的变轨问题不能很好的分析并解决，特别是变轨中的能量问题认识不清

课堂效果分析

1、本节课能够结合学生所偏好的生活世界进行教学

本节课努力引导学生多将书本中抽象的物理知识与现实生活中常见的物理问题联系在一起进行思考，突出思考的独立性，并学习对知识的迁移和举一反三的能力。将复杂抽象的物理知识与现实生活身边的物理现象相联系，不仅可以提高学生的理解能力，还可以使学生在学习物理知识时感到轻松和愉悦。

2、本节课能够联系学生的现实生活进行教学

本节课通过教师合理的引导，让学生在现实生活中寻找物理现象，用物理来解释生活常识，给新的物理知识找一个生活原型，从而来加深学生对物理知识的印象，便于理解新的物理知识。可以调动学生学习的积极性，减轻学生的学业压力，并能较好的掌握知识。

3、本节课能够结合学生对未知领域知识的探索进行教学

在本节课的教学中教师发散性地多问几个为什么，激发学生的思维能力，实行启发式教学。建构主义者强调知识不是经验的表征而是一种假设，因此本节课给学

生创设比较具体情境让学生自主的去探究和学习。对于物理学习正是需要这样的探究精神，不断激发学生对未来生活的探寻，激发其求知欲望，不断提升自身，丰富科学。

万有引力与航天

教材分析（人教版）

一.整体分析

“万有引力定律”是高中物理必修二第五章的内容。这一章的知识内容与学生在必修一和必修二第四章的知识联系非常紧密。既有运动学也有动力学。特别是与第四章曲线运动中匀速圆周运动的知识联系紧密。在曲线运动之后再学万有引力定律，这样的安排，使得知识的学习环环相扣，水到渠成。

二.章节分析

1.知识地位：本章内容包括六小节，分别是行星的运动，太阳与行星间的引力，万有引力定律，万有引力的理论成就，宇宙航行，经典力学的局限性。下面将对前面四节内容进行分析。本章知识在整个高中物理知识中起到承上启下的作用，承上，是在学生学习了相互作用力，牛顿运动定律，曲线运动之后安排的；启下，为学生以后学习库仑力和带电粒子在磁场中的运动打下一定的基础。在整个教材中所占比例较大，在高考中属于必考内容，就近几年的高考情况来看，这一部分内容一般以选择题的形式出现，主要考查学生的理解推理能力，所占分值为6分左右。随着我国航天事业的飞速发展，这一部分内容成为热点知识，与现代科学技术的联系非常紧密，关于这一部分的科学素材也较多，如我国神州系列飞船的发射，北斗卫星的绕地球运行等。通过了解学习这些素材更能使学生产生学习知识的浓厚兴趣，激发他们探索未知宇宙知识的热情，对学生以后的发展有一定的导向作用。

2.知识结构体系：这四节内容，按照万有引力定律的发现过程，以及万有引力定律的发现在人类自然科学中的地位和作用的顺序编排。先讲开普勒三定律，再讲太阳与行星间的引力，接着讲万有引力定律，最后讲万有引力定律的理论成就，课程编排由浅入深，由知识的获得到知识的应用，逻辑条理分明，使得学生易于接受。