1、13.13.冲出地球冲出地球 1.教学内容 本课主要按照时间顺序描述了人类探索脱离地球束缚的历程。人类对于冲出地球去 探索太空一直充满想象，勇于实践，如今人类已经实现了梦想。2013 年 6 月 20 日，我 国航天员王亚平进行了中国首次太空授课，演示了质量测量、单摆运动、陀螺运动、制 作水膜与水球等实验并作了讲解，让地球上的人们直观感受到了太空失重环境的神奇。 本课教学内容分三个部分。 第一部分是了解人类探索太空的观测工具的发展历程，主要介绍了伽利略望远镜、 哈勃空间望远镜、射电望远镜。特别是中国贵州的 FAST，需要向学生做详细介绍。 第二部分是人类冲出地球梦想的实现历程。从中国古代的万户
2、到中国古代的火箭， 再到现代火箭，人类终于可以借助科技的力量冲出地球，实现在太空自由翱翔的梦想。 这部分还让学生思考冲出地球的困难有哪些。 第三部分是体验地球引力实验。一是将沙袋、小球、羽毛抛向空中，观察三者运动 路程的共同特征；二是观察纸火箭飞行高度与橡皮筋弹力大小的关系，并引出炮弹的速 度达到第一宇宙速度，就会绕地球飞行的知识。 2.教学目标 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。 知道人类冲出地球的探索历程，简单了解火箭的工作原理。 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。 3.重点与难点 重点：认识人类冲出地球的历程。 难点：了解物体冲出地球需要足够大
3、的速度。 4.教学准备 教师材料：相关视频和图片。 学生分组材料：沙袋、小球、羽毛；纸火箭、橡皮筋、纸筒。 5.教学过程 一、导入新课 1.上两节课，我们初步了解了太阳系和银河系的一些知识。 2.我们人类要想冲出地球，探索宇宙深处的奥秘，又该怎么做呢？今天这节课，我们就 来探索科学技术在人类探索宇宙的过程中所起的重要作用。 3.板书课题：13.冲出地球 二、学习新课 活动一：了解望远镜的发展历史 1.教师引导：人类一直尝试把眼睛看向太空，一开始的时候我们只能用肉眼观察太空， 后来望远镜的出现让我们能看得更远。那么望远镜又经历了哪些发展历程呢？ 2.出示课本 42 页下面 4 幅图片，学生观察这
4、 4 幅图片并读一读下面的文字，初步了解 望远镜的发展历史。 3.全班交流，预设： 图片 1，伽利略望远镜是指物镜是凸透镜(会聚透镜)而目镜是凹透镜(发散透镜)的望远 镜,是意大利科学家伽利略 1609 年发明的人类历史上第一台天文望远镜。伽利略利用它 观测到了月球的高地和环形山投下的阴影,接着又发现了太阳黑子,此外还发现了木星 的 4 颗卫星。 图片 2，射电望远镜是接收和测量天体发射的无线电波的望远镜,由天线和接收机组成。 射电望远镜使天文观测突破了可见光的界限,摆脱了地球大气及气候的影响,帮助人类 获取更多的宇宙信息。 图片 3， 哈勃空间望远镜是安装在人造地球卫星上的一台望远镜,由于其
5、避开了大气层的 干扰,对太空的观测效果更好。 图片 4， 中国天眼的正式名称是 500 米口径球面射电望远镜,英文简称为 FAST,它是利用 中国贵州南部洼地的独特地形条件建造的。 4.望远镜的不断发展对人类探索宇宙有哪些作用？ 预设： 用望远镜观测太空的技术不断发展到今天，人们已经能够看到很远很远的宇宙深处了。 随着望远镜在各方面性能的改进和提高，天文学也正经历着巨大的飞跃，迅速推动着人 类对宇宙的探索进程。 5.教师小结：通过对望远镜历史的了解，我们懂得望远镜的发明和改进，对于人类探索 宇宙起到了非常重要的作用。 活动二：人类冲出地球的实践 1.教师引导：人们不仅把目光投向了宇宙，不断改进
6、技术，使用天文望远镜不断观察宇 宙的深处。并且还进行了一系列冲出地球的实践活动。 2.出示课本 43 页万户和他的飞行器图片，学生观察这张图片，了解我国明朝的万户以 及他的光辉事迹。 预设： 我国明朝的万户是第 1 个尝试利用火箭克服地球引力飞天的人，为此他付出了生命的代 价。第一幅图描述的就是明朝的万户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,结果点燃火箭后,他和飞行器灰飞烟灭。为了纪念万户，国 际天文学联合会将月球上的一座环形山以这位古代的中国人命名，命名为万户山。 虽然明朝的万户为了冲出地球的实践付出了生命的代价，但是随着科学技术的发展，人 类终于实现了冲出
7、地球的梦想。 3.出示课本 43 页中国古代火箭模型和现代火箭的图片，学生观察这两幅图片，懂得人 类利用火箭实现了冲出地球的梦想。 预设： 第二幅图介绍的是后来的火龙出水火箭,它是一种二级火箭,第一级火箭是绑在火龙身 下的四支火箭,点燃后可推动火龙飞行,待第一级火箭燃烧完毕,藏在火龙腹内的火箭自 动引燃,这是第二级火箭,此时从火龙口里射出数支火箭,直达目标。 第三幅图介绍现代火箭,它依靠发动机喷射工质产生的反作用力向前推进,自身携带全 部推进剂,不依赖外界工质产生推力。 4.出示各种火箭的图片，引导学生看一看这些火箭图片，懂得火箭在人类实现冲出地球 的梦想中起到的重要作用。 5.讨论交流：明朝
8、的万户尝试冲出地球，结果付出了生命的代价，如今人们只有利用运 载火箭才能实现冲出地球的梦想。请同学们想一想，冲出地球主要有哪些困难呢？ 预设： 冲出地球的主要困难是使物体获得足够大的速度,目前是靠多级火箭实现的。火箭需要 携带足够的推进剂,火箭在大气层内高速上升时与大气摩擦产生大量的热量,这些都对 火箭的选材、设计、制造等提出了挑战。 活动三：体验地球的引力 1.教师引导：地球的引力是什么？它有什么作用？下面我们来体验一下地球的引力。 全班交流 2.什么是地球的引力？ 地球本身有相当大的质量，所以会对地球周围的任何物体表现出引力，所有接近地球的 物体无一例外的会被地球吸引，朝向地球质量的中心。
9、拿一个杯子举例，地球随时会对 杯子表现出引力，杯子也对地球表现出引力，不过地球的质量太大了，对杯子的引力相 对自身质量来说也就非常大，加速度也就比较大，所以就把杯子吸引过去了，方向就是 向着地球中心的方向，这个力就是地球引力。 3.体验方法一 （1）出示课本 43 页小朋友扔沙袋的图片，学生观察图片并读一读旁边的文字，了解体 验地球引力的第 1 种方法以及所需的材料。 全班交流 （2）所需材料：沙袋、小球、羽毛等等。 （3）体验方法：将沙袋、小球、羽毛等等抛向天空，观察这些物品运动路径的共同点。 （4）学生分小组进行活动，按照活动方法进行体验，仔细观察这些物品运动路径。 全班交流 （5）指生说
10、一说，当我们将沙袋、小球、羽毛等一些物品抛向天空的时候，这些物品 会怎样运动呢？ 这些物品先向上运动，当到达一定的高度之后就会向下运动。有时是直线下落，有时是 呈弧线下落。 （6）这个体验活动说明了什么？ 这个活动说明了地球存在的引力。 （7）教师小结：当我们将沙袋、小球、羽毛等物品抛向天空的时候，会发现最后这些 物体都会落到地球上来。 4.体验方法二 （1）出示课本 43 页的纸火箭，引导学生仔细观察纸火箭并读一读旁边的文字，初步了 解纸火箭的结构、制作方法以及使用方法。 全班交流 （2）纸火箭的结构：纸筒、橡皮筋、纸火箭下拉的绳索。 （3）制作方法： 将一张纸卷成圆筒状，用胶水粘好。 在纸
11、筒口固定一根橡皮筋， 橡皮筋上竖直固定一个小三角架， 三脚架下方连着一根细线。 （4）使用方法： 用不同的拉力将三脚架下方连着的一根细线往下拉，然后松手。 （5）活动要求：用不同的拉力将纸火箭射向天空，观察纸火箭飞行高度与橡皮筋弹力 大小的关系。 （6）学生分小组制作纸火箭，并且利用纸火箭体验地球引力。教师巡视，了解学生活 动情况，并加以适当的指导。 全班交流 （7）指生说一说，使用不同的拉力拉动三脚架下方的一根细绳时，纸火箭射向天空的 高度有什么不一样？ 预设：拉力越大，纸火箭射向天空越高；拉力越小，纸火箭射向天空越低。 （8）纸火箭飞行高度与橡皮筋弹力大小有什么关系？ 预设：拉力越大，橡皮
12、筋弹力越大，纸火箭飞行高度越高；拉力越小，橡皮筋弹力越小， 纸火箭飞行高度越低。 （9）无论纸火箭射向天空的高度是高还是低，最终的结果都是怎样的？ 预设：纸火箭飞向空中无论是高还是低，最终都会落到地面上来。 （10）这个体验活动说明了什么？ 预设：这个体验活动说明了地球存在引力。 5.我们怎样克服地球的引力呢？ 出示课本 43 页炮弹的图片，学生观察这幅图片，并且读一读“炮弹的速度”这段文字 资料，初步了解我们怎样克服地球的引力？ 预设： 炮弹速度越快，飞行距离越远，假如速度达到 7.9 千米每秒，炮弹就会绕地球飞行，这 时候就脱离了地球的引力。因此我们要想脱离地球的引力，就要提高物体的速度，把物 体的速度提高到 7.9 千米每秒以上。要达到这个速度，需要很大的能量，因此每次火箭 发射时都需要大量的热量。 三、课堂总结 今天这节课，我们初步了解了望远镜的发展历史，知道了望远镜的发展在人类探索宇宙 的过程中起到了重要的作用。我们还了解到人类冲出地球的实践活动，知道我们要想实 现冲出地球的梦想，首先要克服地球的引力。课后，同学们可以查阅资料，了解更多的 有关地球引力方面的知识，以及人类冲突地球的实践活动。
