資源簡介

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第15課 無人機飛行
課題 第15課 無人機飛行 單元 第三單元 學科 信息技術 年級 九年級
教材分析 本教材深入分析了無人機的運行原理，并結合實踐案例，引導學生以等邊三角形飛行圖案為任務，掌握無人機的基本操作和飛行控制技術。教材內容詳實、邏輯清晰，既注重理論知識的傳授，又強調實踐技能的培養，為學生提供了全面、系統的無人機學習體驗。
學習目標 實踐意識：深入了解無人機的飛行原理，包括空氣動力學、飛行控制系統的工作原理等。了解無人機的基本構造和飛行機制，為后續的實踐操作奠定堅實的理論基礎。掌握利用編程技術控制無人機的飛行軌跡、執行特定任務的能力。通過組織無人機操作實踐活動，使學生將理論知識與實際操作相結合，提升實踐意識和動手能力。社會責任：理解在使用無人機時應遵守的法律法規和道德規范，尊重他人的隱私和權益，關注環境保護和社會公益。鼓勵學生利用無人機技術為社會做出貢獻，積極參與社會服務和公益活動。
重點 無人機的運行原理無人機基本操作與控制
難點 飛行控制技術的精準應用故障診斷與應對
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 通過視頻播放，讓學生了解無人機的飛行原理提出思考問題無人機的工作原理是什么 無人機是如何保證安全飛行的 觀看無人機的飛行原理科普視頻學生討論問題，舉手回答問題 幫助學生了解無人機的飛行原理,對今日所學內容有個基礎了解。通過頭腦風暴的方式讓學生自主查閱資料討論內容 了解無人機的工作原理。打開課堂
講授新課 無人機飛行，首先由地面飛行控制系統發送飛行信息和指令，其次由無人機上配置的控制器接收地面飛控系統的信息和指令，最后由無人機的電機和螺旋槳等部件做出飛行動作，實現平穩飛行。無人機的飛行動作可通過編程進行控制，實現無人機的智能飛行。一、無人機飛行原理常見的民用無人機是由電機帶動螺旋槳旋轉產生升力而飛起來的。根據牛頓第三定律，相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上。如四旋翼無人機，當飛機四個旋槳的升力之和等于飛機所受總重力時，飛機就可以懸停在空中了。圖15-1為四旋翼無人機的示意圖，背景中的三角形紅箭頭表示飛機的機頭朝向，螺旋槳M1、M3的旋轉方向為逆時針，螺旋槳M2、M4的旋轉方向為順時針。飛行時，M2、M4所產生的逆時針反作用力和M1、M3產生的順時針反作用力相抵消，飛機機身就可以保持平穩的姿態飛行。圖15-1四旋翼無人機示意圖親身體驗嘗試用無人機或者在學習平臺體驗無人機飛行，比如直線前進或倒退飛行、升高或下降飛行、轉彎飛行等，感受無人機飛行的簡單操作。二、無人機飛行實踐無人機飛行實踐:無人機以等邊三角形的一個頂點為起點，起飛后沿邊飛行，最終完成等邊三角形飛行圖案。飛行路線圖如圖15-2所示。圖15-2無人機飛行路線圖1. 問題分析由于等邊三角形的三個內角均為60°，所以每完成一個邊長的飛行后，需要控制無人機順時針旋轉120°后繼續飛行100cm，直到完成等邊三角形的飛行任務。以順時針飛行為例設計無人機飛行路線，具體執行過程分析如下:①無人機起飛;②前進100cm;③右轉120°;4前進100cm;⑤右轉120°;⑥前進 100cm;⑦降落。2.設計流程圖確定好飛行航線后，為了使編寫的程序條理更清晰，可將具體執行過程繪制成流程圖，如圖15-3所示。圖15-3順時針飛行等邊三角形的流程圖親身體驗如果逆時針飛行，偏轉角度該設置成多少呢 3.項目實施不同型號的無人機可以選擇不同的方式進行程序編寫，可選擇C、C++、Python等編程語言，也可選擇圖形化編程軟件。不論選擇何種方式進行程序編寫，其思路基本一致，可根據表15-1準備和實施。表15-1 項目實施方案 實施項目實施內容提示場地搭建在地面構建一個邊長為100cm的等邊三角形試飛場構建等邊三角形時，最好能夠標注出三個頂點和邊線程序設計程序可以參照設計的流程圖進行程序編寫設置編程模塊參數時要考慮可能產生的誤差調試采取逐段編程調試的方法進行調試，以提高調試效率運行程序時要選擇空曠的場地，避免碰撞溫馨提示無人機飛行注意事項(1) 禁止無人機在超過限定高度的空城飛行。(2) 禁止無人機在人口或建筑物密集地區飛行。(3) 使用無人機進行拍攝時務必尊重他人的隱私權。(4) 禁止無人機搭載任何違法危險物品飛行。(5) 禁止無人機在機場、政府大樓、交通要道、軍事設施等法律規定的禁飛區飛行。(6) 確保無人機飛行時不會對載人飛行器造成影響，切勿在載人飛行器附近飛行，必要時立即降落(7) 確保無人機在操控者的視線范圍內飛行，若有必要可安排觀察員監控無人機的位置。(8) 無人機飛行前要確保飛行的區域是被法律允許的，依據法律法規，飛行前需要了解禁飛區。禁飛區指某一領地的上空禁止任何未經特別申請許可的飛行器飛入或飛越的空域親身體驗 設計一張正六邊形的路線圖，標注出起點和終點，設計其流程圖并用程序控制無人機按路線圖完成飛行。 學生認真學習并掌握相關知識，了解無人機的飛行原理和實踐操作實踐操作無人機飛行認真學習和了解熟記操作無人機飛行時的注意事項 了解無人機的飛行原理和實踐操作提升學生動手能力培養學生的安全責任意識
課堂練習 隨堂練習1.通過無人機飛等邊三角形和正六邊形航線兩個實例，探究有關無人機飛正n邊形偏轉角度的問題。2.設計一張圓形的路線圖，標注出起點和終點，設計其流程圖，用程序控制無人機實現飛圓。 通過查閱百度或其它資料，回答隨堂練習答案 鍛煉學生查閱資料分析總結、信息處理、演講表達等能力
課堂小結 本節課我們深入學習了無人機的運行原理，并通過實踐操作，成功實現了以等邊三角形頂點為起點，沿邊飛行并最終完成等邊三角形飛行圖案的任務。我們掌握了無人機飛行控制的關鍵技術，體驗了無人機在實際應用中的靈活性和精準性。通過這次實踐，我們不僅加深了對無人機技術的理解，也提升了實踐操作能力。這堂課程為我們今后進一步探索無人機技術打下了堅實的基礎。 分組總結歸納 鍛煉學生的總結能力，加強邏輯思維和語言表達能力
板書 無人機飛行知識點一、無人機的運行原理二、無人機飛行實踐隨堂練習1.通過無人機飛等邊三角形和正六邊形航線兩個實例，探究有關無人機飛正n邊形偏轉角度的問題。2.設計一張圓形的路線圖，標注出起點和終點，設計其流程圖，用程序控制無人機實現飛圓。 根據知識點學習相應內容，完成相應隨堂練習 明確教學內容及重點和難點
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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第15課 無人機飛行
浙教版九年級上冊
內容總覽
教學目標
01
新知導入
02
新知講解
03
隨堂練習
04
拓展延伸
05
課堂總結
06
目錄
教學目標
實踐意識：
深入了解無人機的飛行原理，包括空氣動力學、飛行控制系統的工作原理等。了解無人機的基本構造和飛行機制，為后續的實踐操作奠定堅實的理論基礎。
掌握利用編程技術控制無人機的飛行軌跡、執行特定任務的能力。
通過組織無人機操作實踐活動，使學生將理論知識與實際操作相結合，提升實踐意識和動手能力。
教學目標
社會責任：
理解在使用無人機時應遵守的法律法規和道德規范，尊重他人的隱私和權益，關注環境保護和社會公益。
鼓勵學生利用無人機技術為社會做出貢獻，積極參與社會服務和公益活動。
新知導入
我們了解了無人機的組成和應用，今天我們來看看無人機的運行原理吧。先通過視頻了解一下吧
新知導入
新知導入
無人機的工作原理是什么
無人機是如何保證安全飛行的
新知導入
我們熟悉的語音識別和圖像識別在應用中存在以下安全隱患：
首先，無人機通過螺旋槳或噴氣發動機產生的推力來提供升力和推進力。螺旋槳的旋轉產生空氣流動，使得機身產生向上的升力，并且可以通過控制螺旋槳的旋轉速度來調整升力的大小，從而實現飛行姿態的調整和平穩飛行。
其次，電子控制系統負責實時采集和處理飛行姿態、地面距離、速度等傳感器數據，并發送指令控制無人機的動作。當無人機需要向前飛行時，電子控制系統將調節螺旋槳的旋轉方向和速度，產生向前的推力。
新知導入
我們熟悉的語音識別和圖像識別在應用中存在以下安全隱患：
無人機保證安全飛行主要依靠以下幾個方面：
02
03
·
04
精確的導航與定位
飛行前的檢查與校準
避障系統
01
05
先進的飛行控制系統
飛行員的技能與經驗
新知講解
相關知識
無人機飛行的原理
無人機編程的一般過程
新知講解
無人機飛行，首先由地面飛行控制系統發送飛行信息和指令，其次由無人機上配置的控制器接收地面飛控系統的信息和指令，最后由無人機的電機和螺旋槳等部件做出飛行動作，實現平穩飛行。無人機的飛行動作可通過編程進行控制，實現無人機的智能飛行。
新知講解
常見的民用無人機是由電機帶動螺旋槳旋轉產生升力而飛起來的。根據牛頓第三定律，相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上。如四旋翼無人機，當飛機四個旋槳的升力之和等于飛機所受總重力時，飛機就可以懸停在空中了。
一、無人機飛行原理
新知講解
圖15-1為四旋翼無人機的示意圖，背景中的三角形紅箭頭表示飛機的機頭朝向，螺旋槳M1、M3的旋轉方向為逆時針，螺旋槳M2、M4的旋轉方向為順時針。飛行時，M2、M4所產生的逆時針反作用力和M1、M3產生的順時針反作用力相抵消，飛機機身就可以保持平穩的姿態飛行。
一、無人機飛行原理
圖15-1四旋翼無人機示意圖
親身體驗
嘗試用無人機或者在學習平臺體驗無人機飛行，比如直線前進或倒退飛行、升高或下降飛行、轉彎飛行等，感受無人機飛行的簡單操作。
溫馨提示
在虛擬環境中，只要偏轉的角度確定，無人機就能按照預設進行飛行。在現實生活中，由于電機生產工藝、電池電量、風等因素，無人機不一定能按照程序完成飛行任務。
新知講解
無人機飛行實踐:無人機以等邊三角形的一個頂點為起點，起飛后沿邊飛行，最終完成等邊三角形飛行圖案。飛行路線圖如圖15-2所示。
二、無人機飛行實踐
圖15-2無人機飛行路線圖
新知講解
1. 問題分析
由于等邊三角形的三個內角均為60°，所以每完成一個邊長的飛行后，需要控制無人機順時針旋轉120°后繼續飛行100cm，直到完成等邊三角形的飛行任務。以順時針飛行為例設計無人機飛行路線，具體執行過程分析如下:
二、無人機飛行實踐
新知講解
①無人機起飛;
②前進100cm;
③右轉120°;
4前進100cm;
⑤右轉120°;
⑥前進 100cm;
⑦降落。
二、無人機飛行實踐
新知講解
2.設計流程圖
確定好飛行航線后，為了使編寫的程序條理更清晰，可將具體執行過程繪制成流程圖，如圖15-3所示。
二、無人機飛行實踐
圖15-3順時針飛行等邊三角形的流程圖
親身體驗
如果逆時針飛行，偏轉角度該設置成多少呢
新知講解
3.項目實施
不同型號的無人機可以選擇不同的方式進行程序編寫，可選擇C、C++、Python等編程語言，也可選擇圖形化編程軟件。不論選擇何種方式進行程序編寫，其思路基本一致，可根據表15-1準備和實施。
二、無人機飛行實踐
新知講解
二、無人機飛行實踐
表15-1 項目實施方案
實施項目 實施內容 提示
場地搭建 在地面構建一個邊長為100cm的等邊三角形試飛場 構建等邊三角形時，最好能夠標注出三個頂點和邊線
程序設計 程序可以參照設計的流程圖進行程序編寫 設置編程模塊參數時要考慮可能產生的誤差
調試 采取逐段編程調試的方法進行調試，以提高調試效率 運行程序時要選擇空曠的場地，避免碰撞
溫馨提示
無人機飛行注意事項
(1) 禁止無人機在超過限定高度的空城飛行。
(2) 禁止無人機在人口或建筑物密集地區飛行。
(3) 使用無人機進行拍攝時務必尊重他人的隱私權。
(4) 禁止無人機搭載任何違法危險物品飛行。
(5) 禁止無人機在機場、政府大樓、交通要道、軍事設施等法律規定的禁飛區飛行。
溫馨提示
(6) 確保無人機飛行時不會對載人飛行器造成影響，切勿在載人飛行器附近飛行，必要時立即降落
(7) 確保無人機在操控者的視線范圍內飛行，若有必要可安排觀察員監控無人機的位置。
(8) 無人機飛行前要確保飛行的區域是被法律允許的，依據法律法規，飛行前需要了解禁飛區。禁飛區指某一領地的上空禁止任何未經特別申請許可的飛行器飛入或飛越的空域，
親身體驗
設計一張正六邊形的路線圖，標注出起點和終點，設計其流程圖并用程序控制無人機按路線圖完成飛行。
隨堂練習
1.通過無人機飛等邊三角形和正六邊形航線兩個實例，探究有關無人機飛正n邊形偏轉角度的問題。
2.設計一張圓形的路線圖，標注出起點和終點，設計其流程圖，用程序控制無人機實現飛圓。
拓展延伸
我們知道了無人機原理，那么我們來學習一下無人機的操作吧
拓展延伸
課堂總結
本節課我們深入學習了無人機的運行原理，并通過實踐操作，成功實現了以等邊三角形頂點為起點，沿邊飛行并最終完成等邊三角形飛行圖案的任務。我們掌握了無人機飛行控制的關鍵技術，體驗了無人機在實際應用中的靈活性和精準性。通過這次實踐，我們不僅加深了對無人機技術的理解，也提升了實踐操作能力。這堂課程為我們今后進一步探索無人機技術打下了堅實的基礎。
板書設計
無人機飛行
知識點
一、無人機的運行原理
二、無人機飛行實踐
隨堂練習
1.通過無人機飛等邊三角形和正六邊形航線兩個實例，探究有關無人機飛正n邊形偏轉角度的問題。
2.設計一張圓形的路線圖，標注出起點和終點，設計其流程圖，用程序控制無人機實現飛圓。
謝謝
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