资源简介

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13.冲出地球
【单元主题】
《探索宇宙》
【单元教学目标】
了解人类探索宇宙的典型事件，能够体会人类冲出地球所付出的巨大努力和牺牲，理解地球引力对人类探索太空的影响。
【本课在单元中的任务】
本单元为满足学生对神秘宇宙的基本认知需求而设置，侧重于引导学生一步步对宇宙空间展开探索，递进式编排了《太阳系大家族》《观察星空》《冲出地球》《探索宇宙》四课。其中，第一课重点关注太阳系八大行星的数据收集和模型建立；第二课重点关注典型星座大熊座、猎户座和典型星体北极星的认识；第三课重点关注人类冲出地球的历程，体验地球引力；第四课重点关注航天器的类型和作用，以及航天史上的重大事件。本课引领学生在认识人类冲出地球的历程的基础上，着重带领学生体验地球引力对冲出地球的阻碍，并通过发射纸火箭的实验认识第一宇宙速度。
【教学目标】
1.了解太空观测工具的发展历程，体验技术对航天工程的重要性。
2.知道人类冲出地球的探索历程，简单了解火箭的工作原理。
3.通过体验地球引力的活动，认识物体冲出地球需要一定的速度。
【教学重点】
认识人类冲出地球的历程。
突破方法：任务驱动教学法。利用资料及多媒体通过任务驱动的形式引导学生认识人类冲出地球的科学史，体会人类为冲出地球所付出的巨大努力和牺牲。
【教学难点】
了解物体冲出地球需要足够大的速度。
突破方法:演示实验法。通过体验地球引力和发射纸火箭两个演示实验，使学生在观察的基础上不断分析、总结，进而理解物体冲出地球需要足够大的速度。
【教学准备】
教师材料：沙包、羽毛、乒乓球、纸筒、橡皮筋、安全图钉、吸管
学生材料：资料单、学习单
【教学时间】
1课时
【教学过程设计】
一、创设情境，聚焦课题
师：同学们，请仔细看这段视频。（中国首次载人飞船发射成功视频）这段视频中提到了谁？记录了什么事件？
生（预设）：杨利伟，中国首次载人飞船发射成功等。
师：杨利伟的这次飞行实现了中华民族千年的飞天梦，开启了中国在太空中的新探索。在此之前，人们冲出地球探索太空的历程又是怎样的呢？今天这节课我们一起来学习冲出地球。
（板书：冲出地球）
历程
［设计意图：利用中国航天事业中具有里程碑意义的事件为切入点，增加学生的民族自豪感，激发学生学习本课的兴趣，引出课题。］
二、观测工具的发展历程
师：起初，在没有任何可借助的观测工具时，人们只能用肉眼观察太空，后来，望远镜的出现让我们能看的更远。这里有四种望远镜，请同学们阅读资料一，找出每种望远镜的独特之处。（预设2分钟）（板书：1.观测工具）
生：阅读资料。
师生共同整理总结：最早出现的是伽利略望远镜，是人类历史上“第一台天文望远镜”。
伽利略望远镜是一种光学望远镜，使用时会受到可见光的影响，当人们想要观测更远的宇宙太空时，伽利略望远镜的作用就不大了，这时候就出现了射电望远镜，它能接收到宇宙深空的天体发出的无线电波。
随着时间的推移，科技的发展，人们发现厚厚的大气层也阻碍了我们观测太空的视线，于是就有了哈勃空间望远镜，它是安装在人造地球卫星上的一台望远镜，可以避开大气层的干扰，对太空的观测效果更好。用哈勃空间望远镜能观测到距地球130多亿光年的原始星系。（光年是长度单位）
现在，在全世界科技快速发展的今天，谈到望远镜，肯定少不了“中国天眼”，它是由中国人自主设计历时22年建成的目前世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜。“中国天眼”不仅是中国的，还是世界的，一起来欣赏世界的“中国天眼”。
师：看来，望远镜这种观测工具的发明和改进，对人类探索太空起到了非常重要的作用。请同学们齐读一遍这四种望远镜的相关知识后完成学习单任务一。
［设计意图：学生利用资料，通过阅读、总结，明白随着科技的发展，人类探索太空的观测工具越来越先进；着重介绍“中国天眼”，使学生认识到我们国家的科技实力，激发学生的爱国主义情感；让学生在读与练习中掌握新知。］
三、实践历程
师：在望远镜观测技术发展的同时，人们还进行了冲出地球的实践。我国明朝的万户就是第一个尝试飞天的人。阅读资料二，找出万户飞天的做法和结果。（预设2分钟）（板书:2.实践）
师生共同整理信息：做法：把多枚“火箭”绑在自己坐的椅子上作为动力装置，双手各拿一只大风筝控制方向。结果：点燃“火箭”，“火箭”在升空过程中爆炸，万户和他的飞行器灰飞烟灭。
师：1.大家想一想，万户这样做值不值得？
2.万户身上体现了什么样的科学品质？
生（预设）：在任何时代科学探索总是充满艰险和挑战，没有前人的探索，就没有今天的科技发展基础。大胆设想，勇于尝试，敢于探索等。
师：万户的科学精神让我们敬佩，他的这一次飞行是人类史上的第一次飞翔，被称为“真正的航天始祖”。
师：再来回顾万户飞天的做法和结果，你能找出他的飞行器是靠什么力升空的呢？
生（预设）：反冲力、推力等。（最后都归结为推力）
师：正是这种推力推动着飞行器升空，虽然失败了，但他为后人打开了冲出地球的思路。这是中国古代火箭模型（PPT），请同学们齐读一遍它的工作原理，请女生再读一遍。
生：齐读，女生读。
师：同学们，有什么发现吗？中国古代火箭是靠什么力发射的？
生：推力。
师：正是推力推动着火箭发射。随着科学技术的发展，如今，我们已经利用现代火箭实现了冲出地球的梦想。这是中国长征运载火箭（PPT），请同学们齐读一遍它的工作原理，请男生再读一遍。
生：齐读，男生读。
师：同学们，现代火箭是靠什么力冲出地球的？
生：推力。
师：我们综合来看这三种飞行器，有什么共同点吗？
生：都利用了推力。
师：它们的工作原理一样，都是利用了推力。（板书：推力）
［设计意图：通过认识不同时代的火箭，意识到它们都有一个共同的发展方向---冲出地球；并体会到人类冲出地球不是一蹴而就的，随着科学技术的发展和突破，现在已经实现了这一梦想。］
四、体验地球引力
师：为什么要借助推力冲出地球？你认为冲出地球的困难有哪些？
生（预设）：地球引力、大气摩擦等。
师：关于地球引力，我们可以通过以下实验来体验。（教师演示）
材料：沙包、羽毛、乒乓球
方法：将沙包、羽毛、乒乓球分别抛向天空。
观察：抛向空中后物体下落的运动路径。
师：演示，把实验桌桌面当成地面，先沙包，分析路径；然后羽毛，分析路径；最后乒乓球，分析路径。
生：观察、分析并用手指书空画物品的下落路径。
师：同学们，有什么发现吗？
生（预设）：这些物体下落的运动路径不一样，但最终都落到了地面上。
总结：处在地球上地面附近的物体最终都会落到地面上来，这就是地球引力的作用。
师：请同学们自由读三遍知识点后完成任务二。
生：读并完成任务二。
［设计意图：通过观察上抛物体的运动路径，体验地球引力的存在及方向。］
五、发射纸火箭
师：看来要成功冲出地球，就得克服地球引力。如何克服呢？我们来进行一个火箭发射的模拟实验。（教师演示）
逐一展示材料：橡皮筋、吸管、纸筒（PPT展示内容）
用这些材料怎么做成一个飞行器呢？
生：试着分析做法（看着飞行器示意图说）。
师：强调：1.用吸管代替了纸火箭；2.吸管一边侧面要开一个口，使它能搭在橡皮筋上。怎样发射呢？
生共读：用不同的拉力将纸火箭射向天空。
师引导分析：用不同的拉力拉动橡皮筋时，就会使橡皮筋的长度发生变化，从而产生不同的弹力，所以，在这个实验中，我们要观察的就是纸火箭飞行高度与橡皮筋弹力大小的关系。
师：我们一起来发射纸火箭。
生：观察并描述实验现象。（预设：纸火箭在空中飞行的高度有高有低。）
师生共同分析原因后总结：火箭飞行的高度与橡皮筋拉伸长度有关，拉伸长度越长，产生的弹力越大，纸火箭速度越快，就飞的越高。
师：齐读两遍结论后完成任务三。
师：在发射纸火箭的这个模拟实验中，如果没有屋顶的限制，在橡皮筋的弹性限度内用最大的力，纸火箭能冲出地球吗？
生（预测）：不能，因为弹力不大，产生的速度不大。
师：看来，冲出地球要有足够大的速度。（板书：足够大的速度）在这个实验中，发射纸火箭的推力来自于橡皮筋的弹力，结合现代火箭的发射，我们发现足够大的推力会产生足够大的速度，这样就可以克服地球引力冲出地球。这个速度得达到多少呢？齐读一遍资料（PPT呈现）
师：也就是说，7.9千米/秒是冲出地球要达到的最低速度，这个速度有多快呢？以我们学校的操场为例，一圈是200米，如果以7.9千米/秒的速度跑的话，一秒可以跑多少圈呢？
7900÷200＝39.5（圈）
在我们刚刚结束的校运会200米赛中，最好的成绩男生是32.09秒，女生是35.20秒。看来，这个速度真的是特别快。只要达到这个速度，就可以克服地球引力，绕地球飞行，因此，7.9千米/秒又叫第一宇宙速度（板书：第一宇宙速度）还有第二、第三宇宙速度，人类冲出地球探索太空的脚步从未停止，同学们可以在课后继续查阅相关资料。
［设计意图：通过观察纸火箭飞行高度与弹力大小的关系，理解地球上的物体发射速度越大，飞的越高，并由此认识第一宇宙速度；通过与学生身边事例进行对比，对第一宇宙速度的快有明确体会。］
六、课堂小结
（PPT展示本节相关内容）
师：同学们，学习了这节课，你有哪些收获？
完成任务四后熟读本课知识。
［设计意图：回顾整节课的知识内容，了解学生掌握情况。同时学生熟读并巩固本课重点知识。］
【板书设计】　
冲出地球
历程：1.观测工具 推力
2.实践 产生
足够大的速度 7.9千米/秒
克服 （第一宇宙速度）
地球引力
【教学反思】
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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