萬有引力理論的成就學(xué)案

1、萬有引力理論的成就學(xué)案一、內(nèi)容人教版普通高中程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書物理必修2第六章第4節(jié)萬有引力理論的成就二、教學(xué)分析教材分析本節(jié)是萬有引力定律之后的一節(jié)，內(nèi)容是萬有引力在天文學(xué)上的應(yīng)用。教材主要安排了“科學(xué)真是迷人”、“計(jì)算天體質(zhì)量”和“發(fā)現(xiàn)未知天體”三個(gè)標(biāo)題性內(nèi)容。學(xué)生通過這一節(jié)的學(xué)習(xí)，一方面對(duì)萬有引力的應(yīng)用有所熟悉，另一方面通過卡文迪許“稱量地球的質(zhì)量”和海王星的發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，并借此對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感、態(tài)度、價(jià)值觀的學(xué)習(xí)。2教學(xué)過程概述本節(jié)從宇宙中具有共同特點(diǎn)的幾幅圖片入手，對(duì)萬有引力提供天體圓周運(yùn)動(dòng)的向心力進(jìn)行了復(fù)習(xí)引入萬有引力在天體運(yùn)動(dòng)中有什么應(yīng)用呢？接下來，通過“假設(shè)你成為

2、了一名宇航員，駕駛宇宙飛船發(fā)現(xiàn)前方未知天體”，圍繞“你有什么辦法可以測(cè)出該天體的質(zhì)量嗎”全面展開教學(xué)。密度的計(jì)算以及海王星的發(fā)現(xiàn)自然過渡和涉及。在教材的處理上，既立足于教材，但不被教科書所限制，除了介紹教科書中重要的基本內(nèi)容外，關(guān)注科技新進(jìn)展和我國(guó)天文觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，時(shí)代氣息濃厚，反映改精神，著力于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。三、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能（1）通過“計(jì)算天體質(zhì)量”的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)估算中數(shù)據(jù)的近似處理辦法，學(xué)會(huì)運(yùn)用萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量；（2）通過“發(fā)現(xiàn)未知天體”，“成功預(yù)測(cè)彗星的回歸”等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。2過程與方法運(yùn)用萬有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量，體驗(yàn)運(yùn)用萬有引

3、力解決問題的基本思路和方法。3情感、態(tài)度、價(jià)值觀（1）通過“發(fā)現(xiàn)未知天體”、“成功預(yù)測(cè)彗星的回歸”的學(xué)習(xí)，體會(huì)科學(xué)定律在人類探索未知世界的作用；（2）通過了解我國(guó)天文觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，養(yǎng)成熱愛科學(xué)的情感。四、教學(xué)重點(diǎn)中心天體質(zhì)量的計(jì)算；2“稱量地球的質(zhì)量”和海王星的發(fā)現(xiàn)，加強(qiáng)物理學(xué)史的教學(xué)。五、教學(xué)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材、PPT等多媒體教學(xué)設(shè)備六、教學(xué)過程（一）、圖片欣賞復(fù)習(xí)引入通過幾張宇宙圖片的欣賞，學(xué)生體驗(yàn)宇宙中螺旋的共同特點(diǎn)，萬有引力提供向心力是天體都遵循的規(guī)律。那么，萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中還有哪些具體的應(yīng)用呢？讓我們一起進(jìn)入本章萬有引力理論的成就的學(xué)習(xí)。（二）、創(chuàng)設(shè)情境解決中心問

4、題情境創(chuàng)設(shè)：假如你成為了一名宇航員，駕駛宇宙飛船航行在宇宙深處，突然，前方一美麗的天體出現(xiàn)在你的面前。你先關(guān)閉了宇宙的發(fā)動(dòng)機(jī)，然后飛船剛好繞美麗天體做了完美的圓周運(yùn)動(dòng)，繞行一周后，飛船就平穩(wěn)的降落在了星球上。合作討論：你有什么辦法可以測(cè)得這一神秘天體的質(zhì)量嗎？（學(xué)生通過小組探究，教師巡回指導(dǎo)，形成自己本組的意見，由小組選出的代表來向全班展示自己思考的結(jié)果。）小組代表講解展示：思路一：測(cè)出宇宙飛船繞行一周的時(shí)間和軌道半徑，根據(jù)萬有引力提供向心力，高中物理萬有引力理論的成就教學(xué)設(shè)計(jì)高中物理萬有引力理論的成就教學(xué)設(shè)計(jì)即：從而得出星球（中心天體）的質(zhì)量高中物理萬有引力理論的成就教學(xué)設(shè)計(jì)高中物理萬有引力

5、理論的成就教學(xué)設(shè)計(jì)思路二：根據(jù)宇航員降落在星球表面上后，重力近似等于萬有引力，即：得出在思路二完成之后，緊接著問題：如何測(cè)得星球表面的重力加速度g呢？（學(xué)生討論回答，現(xiàn)場(chǎng)教師展示借助小球的自由落體運(yùn)動(dòng)，通過現(xiàn)代技術(shù)“傳感器”現(xiàn)場(chǎng)完成重力加速度的測(cè)量。）設(shè)計(jì)說明：1通過“學(xué)生成為宇航員駕駛宇宙飛船發(fā)現(xiàn)未知天體”的情境創(chuàng)設(shè)，圍繞”如何測(cè)得星球的質(zhì)量？”這一中心問題展開學(xué)生的討論活動(dòng)，在讓學(xué)生覺得有趣味的同時(shí)，通過小組討論、合作學(xué)習(xí)來促使學(xué)生創(chuàng)造性的思考、解決本節(jié)的中心問題。2多媒體和現(xiàn)代測(cè)量方法傳感器讓學(xué)生感受技術(shù)帶來的便捷。高中物理萬有引力理論的成就教學(xué)設(shè)計(jì)（三）、物理學(xué)史展現(xiàn)人文魅力啟示：一旦

6、測(cè)出了引力常量G，那么就可以利用公式得到地球的質(zhì)量了。798年，卡文迪許通過自己設(shè)計(jì)的扭秤實(shí)驗(yàn)，成功得到了引力常量的值。因此卡文迪許把自己的實(shí)驗(yàn)說成是“稱量地球的重量”，是不無道理的。而正是這段故事，讓一個(gè)外行人、著名文學(xué)家馬克·吐溫滿懷激情的說：“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多的收獲！”、堂延伸如何得到這一天體的密度？設(shè)計(jì)說明：在這一問題中，老師提示了球體的體積公式，然后就把時(shí)間交給學(xué)生了。學(xué)生進(jìn)行了積極的演算，可得到的答案有兩種，一種是帶有半徑的，而另一種則是把半徑約分掉的高中物理萬有引力理論的成就教學(xué)設(shè)計(jì)。“為什么半徑可以約掉呢？”這一問題又再一次促進(jìn)了學(xué)生的思考。而這也保證了堂的開放性。、發(fā)現(xiàn)未知天體視頻：“海王星的發(fā)現(xiàn)”，展現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的足跡，注重學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度和情感。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、物理學(xué)家馮勞厄說：“沒有任何東西像牛頓引力理論對(duì)行星軌道的計(jì)算那樣，如此有力的樹立起人們對(duì)年輕物理學(xué)的尊敬。從此以后，這門自然科學(xué)成了巨大的精神王國(guó)”、堂小結(jié)與反饋簡(jiǎn)單回顧本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容七、板書設(shè)計(jì)：第4節(jié)萬有引力理論的成就一、高中物理萬有引力理論的成就教學(xué)設(shè)計(jì)高中物理萬有引力理論的成就教學(xué)設(shè)計(jì)圖片欣賞，引入新二、測(cè)中心天體的質(zhì)量高中物理萬有引力理論的成就教學(xué)設(shè)計(jì)2三、卡文迪許人文魅力四、應(yīng)用測(cè)天體密度2發(fā)現(xiàn)未知天體八、教學(xué)反思：本節(jié)在教