萬有引力定律教案_物理_教學(xué)設(shè)計_人教版

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流萬有引力定律教案_物理_教學(xué)設(shè)計_人教版.精品文檔.萬有引力定律教學(xué)設(shè)計（張格麗 寶雞中學(xué) 721013）【教材版本】新課標(biāo)人教版高中物理必修2第六章第3節(jié)【設(shè)計理念】1本課設(shè)計中，力求為學(xué)生創(chuàng)造一個良好的學(xué)習(xí)探究場所， 課堂中教師不再是一個主講者,而是課堂教學(xué)的組織者和參與者，和學(xué)生一起去感受、認(rèn)識、探索、分析、概括。2科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的教學(xué)方式之一。引導(dǎo)學(xué)生對問題的學(xué)習(xí)、探究,養(yǎng)成良好的評價習(xí)慣,在取得成功喜悅的同時,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、發(fā)現(xiàn)不足、糾正錯誤的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。讓學(xué)生知道解決物理問題常采用這種方法，即提出問題

2、，猜想和假設(shè)，實驗、檢驗，得出結(jié)論?！窘滩姆治觥咳f有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程猶如一部壯麗的科學(xué)史詩，它歌頌了前輩科學(xué)家的科學(xué)精神，也展現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展過程中科學(xué)家們富有創(chuàng)造性而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，是發(fā)展學(xué)生思維能力難得的好材料，本節(jié)課內(nèi)容充分利用這些材料發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力。教科書在尊重歷史事實的前提下，通過一些邏輯思維的鋪墊，讓學(xué)生以自己現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)身于歷史的背景下，經(jīng)歷一次“發(fā)現(xiàn)”萬有引力的過程：從上述物理學(xué)史進(jìn)程中，可以看出萬有引力定律這節(jié)內(nèi)容是對上兩節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一步推演，并與之構(gòu)成本章的第一單元內(nèi)容。同時，本節(jié)內(nèi)容也是下節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)，是本章的教學(xué)重點，在高中物理中占有重要地位?！緦W(xué)情

3、分析】1原有認(rèn)知發(fā)展分析從知識結(jié)構(gòu)來看，在學(xué)習(xí)萬有引力定律前，學(xué)生已經(jīng)對力、重力、向心力、太陽對行星的引力、加速度、重力加速度（即自由落體運動的加速度）、向心加速度等概念有了較好的理解，并且掌握了自由落體運動和圓周運動等運動規(guī)律，能熟練運用牛頓運動定律解決動力學(xué)問題。已經(jīng)完全具備深入探究和學(xué)習(xí)萬有引力定律的能力。2原有知識結(jié)構(gòu)分析從知識建構(gòu)的歷史進(jìn)程來看，在上一節(jié)中學(xué)生經(jīng)歷了太陽與行星間引力的探究過程，其中向?qū)W生滲透了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設(shè)、推理論證等方法思想，依照學(xué)生的認(rèn)知心理特點，同時根據(jù)上節(jié)課“說一說”中的問題，很容易在他們腦中形成這樣一個問題：太陽與行星間引力規(guī)律是否適用于我們與

4、地球間的相互作用？從而為我們進(jìn)一步演繹萬有引力定律“發(fā)現(xiàn)之旅”，確定了轉(zhuǎn)接點，也引入本節(jié)新課內(nèi)容。3非認(rèn)知因素分析高一學(xué)生其思維方式容易停滯在知識接受層面，而忽視概念間、規(guī)律間的相互聯(lián)系，且很多學(xué)生不能建立明確的動態(tài)的物理圖像或物理情景，進(jìn)而無法通過同化和順應(yīng)，完成知識的建構(gòu)過程。因此，在教學(xué)過程中要注重從學(xué)生實際入手，依據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，注重創(chuàng)設(shè)物理情景，創(chuàng)造和諧、民主、自由的課堂氣氛，進(jìn)行探究教學(xué)。【教學(xué)目標(biāo)】1知識與技能目標(biāo)：1.1理解萬有引力定律的推導(dǎo)思路和過程，知道重物下落和天體運動的統(tǒng)一性。1.2理解并掌握萬有引力定律的含義并會用萬有引力定律公式解決簡單的引力計算問題。1.3知道任何

5、物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律。1.4理解萬有引力常量的意義及測定方法，了解卡文迪許實驗。2過程與方法目標(biāo)：2.1在萬有引力定律建立過程的學(xué)習(xí)中，認(rèn)識科學(xué)研究活動中根據(jù)事實和分析推理進(jìn)行猜想、假設(shè)和檢驗的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的推理能力、概括能力和歸納總結(jié)能力。2.2結(jié)合 “月地檢驗”通過思維程序 “提出問題猜想與假設(shè)理論分析實驗觀測 驗證結(jié)論”培養(yǎng)學(xué)生探究思維能力。3情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)：3.1通過牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學(xué)研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學(xué)生科學(xué)價值觀。3.2學(xué)習(xí)科學(xué)家們謙遜美德，使學(xué)生學(xué)習(xí)中互相協(xié)作、互相借鑒，培養(yǎng)團(tuán)隊精神。3.3認(rèn)識天

6、文觀測、分析推理、歸納總結(jié)等科學(xué)意識和方法的重要性，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實并透過現(xiàn)象看本質(zhì)的認(rèn)識觀?！局攸c難點】1教學(xué)重點：1.1萬有引力定律的推導(dǎo)思路和過程，月-地檢驗過程。1.2萬有引力定律的內(nèi)容及表達(dá)公式。2教學(xué)難點：2.1對萬有引力定律的理解。2.2使學(xué)生能把地面上的物體所受重力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質(zhì)的力聯(lián)系起來。2.3計算萬有引力時物體間距離的含義?！窘虒W(xué)環(huán)境】電腦、投影儀、屏幕、視頻展示臺。、自制多媒體課件：行星繞太陽的運動動畫、蘋果落地的受力動畫、地球引力作用于運動著的月球的受力動畫等等?！窘虒W(xué)方法】啟發(fā)誘思式、分析推理、猜想假設(shè)、事實驗證、歸納總結(jié)等方法?！窘虒W(xué)思

7、路】在本節(jié)課教學(xué)，將讓學(xué)生繼續(xù)經(jīng)歷上節(jié)課的萬有引力定律“發(fā)現(xiàn)之旅”，為此使整個教學(xué)流程力圖體現(xiàn)如下規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程:進(jìn)一步猜想:“天上”的力與“人間”的力可能出于同一本源？月地檢驗：這個大膽的想法要由事實檢驗。更大膽的猜想:是否任意兩個物體之間都存在這樣的引力？得到萬有引力定律：（G為引力常量）檢驗萬有引力定律的普遍性：卡文迪許測定萬有引力常量G。 通過這個假想理論推導(dǎo)實驗檢驗過程，讓學(xué)生在物理情景中主動的參與知識的構(gòu)建過程，體會這種充滿著大膽的設(shè)想、巧妙的驗證和從中體現(xiàn)著的科學(xué)探索的精神與方法。 【教學(xué)過程】【導(dǎo)入新課】教師：上節(jié)課我們追尋牛頓的足跡學(xué)習(xí)了行星運動的動力學(xué)原因，找到了太陽與行星間

8、引力的規(guī)律，誰能回答一下其具體內(nèi)容呢？學(xué)生：略設(shè)計意圖： 引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容。教師：同學(xué)們掌握得很好。根據(jù)其間引力的作用規(guī)律，完全可以解釋行星的運動了。正是由于行星受到了太陽對它的引力作用，行星才不會飛離太陽，而是按開普勒發(fā)現(xiàn)的三個規(guī)律繞太陽運動。教師：我們上節(jié)課學(xué)習(xí)的另一個問題是：太陽與行星間的引力規(guī)律是否適用于衛(wèi)星繞行星的運動。思考該問題的探究思維程序如何呢？學(xué)生：提出問題猜想與假設(shè)理論分析實驗觀測驗證結(jié)論設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容 “說一說”和相應(yīng)的探究思維程序，有助于提出 “天體間引力規(guī)律的普遍性”的新問題從而導(dǎo)入新課。教師：那么，你們是否想過天體間引力規(guī)律是否具有普遍性呢

9、？也就是說，地面物體與地球間的相互作用力也有同樣的 “平方反比關(guān)系”的規(guī)律呢？下面請同學(xué)們閱讀第三節(jié)開頭的三個自然段，找一下牛頓當(dāng)年是怎么思考這個問題的。設(shè)計意圖：出示閱讀提綱，引導(dǎo)學(xué)生按要求閱讀理解?！拘抡n教學(xué)】1.天體間引力規(guī)律的普遍性科學(xué)推理，萌發(fā)猜想教師：（投影或多媒體出示如下問題，然后再逐步顯示答案。板書如下：）閱讀提綱 學(xué)生閱讀活動或師生共同回答 行星為什么沒有飛離太陽？ 其動力學(xué)原因是：太陽對行星的引力作用。 地面物體為什么不能離開地球而總是落回地面呢？ 因為地面物體受到地球?qū)λ闹亓ψ饔谩?地球與太陽間的引力和地球吸引蘋果的力是不是一種力呢？ 猜想一：地球與太陽間的引力和地球吸

10、引蘋果的力是一種力。 最高的山頂上或建筑物上重力有明顯減弱嗎？ 客觀表明：物體在地面和高山上所受的重力大小沒多大區(qū)別。 拉住月球的力和地面物體的重力性質(zhì)一樣嗎？ 猜想二：地球?qū)χ車矬w的重力作用應(yīng)該會延伸到很遠(yuǎn)的地方，拉位月球的力和地面物體的重力性質(zhì)一樣。 樹上掉下的蘋果砸著牛頓，使牛頓突發(fā)奇想而發(fā)現(xiàn)了萬有引力。你同意這種看法嗎？ 不同意。機遇偏愛有準(zhǔn)備的頭腦?！爱?dāng)牛頓思考月亮繞地球運行的原因時，蘋果偶然落地引起了他的遐想”的說法應(yīng)該有點道理。 教師：根據(jù)以上分析，我們是否可以推測：拉住月球使它圍繞地球運動的力，與拉著蘋果下落的力，以及地球、眾行星與太陽之間的作用力是同一種力，遵循相同的規(guī)律？

11、也就說我們上節(jié)課所學(xué)習(xí)的天體間引力的規(guī)律是否具有普遍性呢？學(xué)生：可以，但這個想法的正確性要由事實來檢驗。教師：很好，科學(xué)離不開事實。牛頓為了驗證這個想法的正確性，做了著名的 “月地檢驗”。請同學(xué)們閱讀教材第頁中間的幾個自然段，然后回答檢驗的思路。2.月地間引力與地球吸引物體的力相同月地檢驗，驗證猜想設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，再理解月地檢驗的思路。如下板書按思路逐步顯示。教師：根據(jù)以上分析，我們可以得出什么樣的結(jié)論呢？學(xué)生：地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力是同一種力。教師：牛頓并沒有就此止步。我們也應(yīng)該想到，能否進(jìn)一步推廣呢？也就說任意物體間的都有平方反比關(guān)系的吸引力。3.任意物體間

12、的吸引都有平方反比的關(guān)系解放思想，大膽推廣。教師：假設(shè)任意物體間都有平方反比關(guān)系的吸引力作用，為什么我們沒有感覺到大樓、大石頭之類的物體吸引我們呢？學(xué)生：因為身邊物體的質(zhì)量比天體的質(zhì)量小得多，我們不能覺察罷了。教師：這個假設(shè)如果真正確的話，我們可以大膽地把以上結(jié)論推廣到宇宙中的一切物體之間。牛頓就這樣地將之推廣了，具有劃時代意義的萬有引力定律問世了。4.萬有引力定律行星的橢圓運動與物體間距離問題的解決設(shè)計意圖：按學(xué)習(xí)物理規(guī)律的常規(guī)方法進(jìn)行?？梢龑?dǎo)學(xué)生分析或說出各項內(nèi)容。板書如下：（）內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的大小與兩個物體的質(zhì)量和的乘積成正比，與它們之間的距離的二次方成反比。

13、（）公式：（）單位：質(zhì)量，距離， 力。（）比例系數(shù)：叫做引力常量，普遍適用。（）距離的確定：牛頓應(yīng)用他發(fā)明的微積分得知可視為質(zhì)點的物體，則為質(zhì)點間的距離。對均質(zhì)球體則是兩個球心間的距離。（）意義：對物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響；它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一起來了；在科學(xué)文化發(fā)展上起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有能力理解天地間的各種事物。對于可以看做質(zhì)點的物體，當(dāng)然就是這兩個點的距離。如果是地球、月球等球體，牛頓應(yīng)用微積分的方法得知，這個距離應(yīng)該是球心間的距離。同樣還用微積分的方法，牛頓證明萬有引力定律也適用于行星的橢圓運動。萬有引力定律清楚地向人們提示，復(fù)雜運動的后面隱藏著簡潔的科學(xué)規(guī)律；它明確地向人們宣告，天上和地下都遵循著完全相同的科學(xué)法則。5.扭稱裝置巧改造，引力常量被測出天才發(fā)明與天才借鑒教師：萬有引力定律這一科學(xué)史上最偉大的定律，于年發(fā)表在牛頓的傳世之作自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理中。但在當(dāng)時，牛頓無法確定其中的引力常量，萬有引力定律的正確性仍然值得懷疑。請同學(xué)們閱讀教材第頁的最后兩段，找一下是誰、在什么時間、什么地點測出了引力常量。牛頓 (16431727) 1687年 萬