高中物理人教版第六章萬有引力與航天萬有引力理論的成就【省一等獎】

人教版必修2人教版必修2萬有引力與航天第四節(jié)《萬有引力理論的成就》教學設(shè)計課題名稱：萬有引力理論的成就模塊：必修2第六章第四節(jié)教材分析本節(jié)課在教材編排上，呈現(xiàn)的是由點到面逐步展開的倒金字塔的形式，這符合學生的認知習慣。本節(jié)是屬于應用性和檢驗性的教學內(nèi)容，從前后聯(lián)系來看，是對萬有引力定律的進一步認識，也是對第五章《曲線運動》所涉及的基本概念和規(guī)律在理解和應用上的進一步加深。本節(jié)教材在開始和結(jié)尾階段分別引用了馬克·吐溫和馮·勞厄?qū)ξ锢硌芯康木收撌龅脑?，意在使學生感受用物理理論探索未知世界的科學魅力，培養(yǎng)熱愛科學的情感。學情分析學生通過曲線運動的學習，知道了曲線運動中力與運動的關(guān)系；通過萬有引力定律的學習也知道了行星圍繞中心天體運轉(zhuǎn)的動力學原因，但對萬有引力定律的作用和科學價值缺少了解，因而，通過本節(jié)的學習，重點要使學生深刻體會科學定律對人類探索未知世界的作用，激起學生對科學探究的興趣。教學思路根據(jù)本節(jié)知識的特點和學情、學生認知的規(guī)律，教學活動共分四個層次：由海王星的發(fā)現(xiàn)為主要典例引入課題，說明萬有引力理論的巨大成就，也是對萬有引力定律的檢驗，是對萬有引力定律應用的定性認識?；顒右唬骄繙y量地球質(zhì)量的方法，體會萬有引力定律的應用價值?；顒佣?，結(jié)合學習材料估測太陽的密度，體會萬有引力理論對認識天體的作用。活動三，探究測量月球質(zhì)量的方案，提高對萬有引力定律應用的認識。教學目標1．通過海王星等的發(fā)現(xiàn)，哈雷慧星的準時回歸等，認識萬有引力定律的科學成就，了解萬有引力定律在探索自然中的重要作用。2．通過“稱量地球的質(zhì)量”、“計算太陽的質(zhì)量”的活動，理解測量天體質(zhì)量或密度的思路，學會用萬有引力定律計算天體質(zhì)量。3．掌握運用萬有引力定律處理天體問題的方法，體會科學的迷人之處，養(yǎng)成熱愛科學相信科學的習慣。教學重點和難點重點：利用萬有引力定律和圓周運動的規(guī)律來計算地球、太陽的質(zhì)量,由此遷移發(fā)散到各種天體質(zhì)量的計算方法上。難點：在進行知識點遷移時，學生對準確抓住模型中的各個星體所擔任的角色較為困難。突破方法：在進行已有知識的遷移時應重點重復圍繞和被繞的關(guān)系，讓學生理清星體角色，并應用錯誤分析的方法，加強對認識的刺激。教學資源PPT課件、教學視頻、教學擴充閱讀資料等

教學流程1．引入：發(fā)現(xiàn)未知天體—海王星視頻、“哈雷彗星”的按時回歸2．擴展課本資料，閱讀資料初步完成求解天體質(zhì)量思路的梳理3．求解太陽的密度并據(jù)此推測太陽的構(gòu)成4．設(shè)計求解月球表面重力加速度的方案5．學生和老師共同總結(jié)求解天體質(zhì)量的思路教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖引課提供閱讀素材突破難點復習引入：（上課前，先將兩個模型圖畫在黑板上，不標字母，上課后進行字母標注，讓學生說出兩物體間的萬有引力表達式。）該表達式正確嗎？有什么實例證明它的正確，進而確立了萬有引力定律的地位呢？播放發(fā)現(xiàn)海王星的介紹視頻，展示哈雷彗星的按時回歸史料，激發(fā)學生興趣。板書萬有引力定律及表達式板書課題發(fā)現(xiàn)未知的天體，如海王星的發(fā)現(xiàn)；哈雷彗星的“按時回歸”等。設(shè)置情境，激發(fā)學生興趣和思考探索之旅第一站——地球1．試根據(jù)以上材料中的數(shù)據(jù)，思考估算地球質(zhì)量的方案。根據(jù)所設(shè)計的方案，在筆記本上完成定量運算。2．試總結(jié)求解天體質(zhì)量的思路是怎樣的？學生思考并展示交流學生思考、回答通過提供的閱讀材料，引導學生總結(jié)求解中心天體質(zhì)量的兩種思路，完成方法的初步感悟和梳理深化探究探索之旅第二站——太陽試根據(jù)以上材料中的數(shù)據(jù)，思考估算太陽質(zhì)量的方案。根據(jù)所設(shè)計的方案，在筆記本上完成定量運算，并進一步求得太陽的密度。學生自己建立模型，分析所需數(shù)據(jù)，然后完成求解。培養(yǎng)學生模型遷移運用的能力，同時還要熟悉日常生活中的常用量。開放性探究問題探索之旅第三站——月球已知月球半徑為R，現(xiàn)要測量月球表面的重力加速度，你有怎樣的設(shè)計方案，需要測量哪些量？學生設(shè)計方案，并說明需測量的物理量及意義學以致用，檢測學生建模能力的掌握情況。拓展引出下節(jié)課的預習任務請同學們思考，嫦娥四號要實現(xiàn)登月，要經(jīng)歷怎樣的運動過程？請結(jié)合嫦娥探月軌道圖，查閱相關(guān)資料對登月過程進行分析，并預習下一節(jié)：宇宙航行。學生討論猜想航天器的發(fā)射過程引導學生關(guān)注萬有引力定律在當今航天工程中的應用，激發(fā)興趣，使其自覺關(guān)注我國的航天事業(yè)隨堂練習1．利用下列哪組數(shù)據(jù)，可以計算出地球的質(zhì)量（已知引力常量G）A．已知地球繞太陽運行的周期T和地球中心離太陽中心的距離rB．已知月球繞地球運動的周期T和月球中心