2024-2025學(xué)年高中物理 第六章 萬有引力與航天 3 萬有引力定律（2）教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第六章萬有引力與航天3萬有引力定律（2）教案新人教版必修2學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是萬有引力定律的應(yīng)用。具體包括：

1.理解萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，掌握質(zhì)量、距離和引力之間的關(guān)系。

2.學(xué)習(xí)如何利用萬有引力定律計(jì)算兩個(gè)物體之間的引力。

3.探討萬有引力定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用，如地球與月球之間的引力計(jì)算。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：

1.學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了質(zhì)量、距離和力的概念，本節(jié)課將這些概念與萬有引力定律相結(jié)合，加深對(duì)力的理解。

2.學(xué)生已經(jīng)掌握了基本的數(shù)學(xué)運(yùn)算技能，本節(jié)課將運(yùn)用這些技能來計(jì)算物體之間的引力。

3.學(xué)生已經(jīng)了解了地球和月球的基本知識(shí)，本節(jié)課將將這些知識(shí)與萬有引力定律相結(jié)合，探討地球與月球之間的引力計(jì)算。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，具體包括：

1.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)萬有引力定律，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維解決問題的能力，使其能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯推理方法計(jì)算物體之間的引力。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過觀察和分析實(shí)際問題，探索萬有引力定律的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的能力。

3.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：通過學(xué)習(xí)萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)對(duì)于人類社會(huì)發(fā)展的重要性，培養(yǎng)其對(duì)科學(xué)的熱愛和尊重。

4.科學(xué)交流：鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上積極發(fā)言，與他人交流自己的觀點(diǎn)和思考，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)交流能力。學(xué)情分析在進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)之前，我們需要對(duì)學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行深入分析，以便更好地設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)和指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

1.學(xué)生層次：本節(jié)課面向的是高中一年級(jí)的學(xué)生，他們?cè)谥暗膶W(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了基本的數(shù)學(xué)運(yùn)算技能，具備一定的邏輯推理能力。他們對(duì)物理學(xué)科有一定的興趣，但可能在實(shí)際問題的解決上還缺乏一定的經(jīng)驗(yàn)。

2.知識(shí)、能力、素質(zhì)方面：學(xué)生在之前的物理學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了質(zhì)量、距離和力的概念，對(duì)這些基礎(chǔ)知識(shí)有一定的理解。他們能夠進(jìn)行基本的數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯推理，但在將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題的解決上還有一定的困難。在素質(zhì)方面，學(xué)生具備一定的觀察能力和思考能力，但在團(tuán)隊(duì)合作和科學(xué)探究方面還有待提高。

3.行為習(xí)慣：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出一定的學(xué)習(xí)積極性，但在課堂互動(dòng)和自主學(xué)習(xí)方面還有待加強(qiáng)。他們可能更習(xí)慣于被動(dòng)接受知識(shí)，對(duì)于主動(dòng)探索和提出問題可能還不夠習(xí)慣。在行為習(xí)慣上，部分學(xué)生可能對(duì)物理實(shí)驗(yàn)和實(shí)際操作較為感興趣，而另一部分學(xué)生可能更偏好理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。

4.對(duì)課程學(xué)習(xí)的影響：基于以上分析，我們可以看出，學(xué)生在知識(shí)、能力和素質(zhì)方面具備一定的基礎(chǔ)，但仍然存在將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題解決的能力不足的問題。因此，在教學(xué)過程中，我們需要注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際問題解決能力，通過案例分析和實(shí)際操作等方式，使學(xué)生能夠更好地理解和運(yùn)用萬有引力定律。同時(shí)，我們需要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，鼓勵(lì)他們積極參與課堂互動(dòng)，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)和思考的能力。教學(xué)方法與策略為了達(dá)到本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)，并適應(yīng)學(xué)生的學(xué)情，我們將采用多種教學(xué)方法與策略，以提高教學(xué)效果。

1.教學(xué)方法：

-講授法：教師將運(yùn)用講授法向?qū)W生傳授萬有引力定律的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式，以及引力計(jì)算的方法。

-案例研究法：通過分析地球與月球之間的引力案例，讓學(xué)生理解萬有引力定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用。

-項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：學(xué)生將分組進(jìn)行項(xiàng)目研究，探究萬有引力定律在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用，如航天、天體運(yùn)動(dòng)等。

2.教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)：

-角色扮演：學(xué)生將扮演科學(xué)家和航天工程師，通過模擬實(shí)際工作中的場(chǎng)景，探討萬有引力定律在航天任務(wù)中的應(yīng)用。

-實(shí)驗(yàn)活動(dòng)：學(xué)生將在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萬有引力定律的實(shí)驗(yàn)，測(cè)量不同質(zhì)量物體之間的引力，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論的關(guān)聯(lián)。

-游戲設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一款有關(guān)萬有引力定律的應(yīng)用游戲，讓學(xué)生在游戲中理解和運(yùn)用引力計(jì)算方法。

3.教學(xué)媒體和資源：

-PPT：教師將制作精美的PPT，展示萬有引力定律的相關(guān)理論和案例，以直觀的方式幫助學(xué)生理解。

-視頻資源：播放有關(guān)航天和萬有引力的視頻，讓學(xué)生更直觀地了解萬有引力定律在實(shí)際中的應(yīng)用。

-在線工具：利用在線工具進(jìn)行引力計(jì)算和可視化展示，幫助學(xué)生更好地理解和掌握計(jì)算方法。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解萬有引力定律的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)萬有引力定律內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確萬有引力定律教學(xué)目標(biāo)和萬有引力定律重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保萬有引力定律教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)萬有引力定律的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入萬有引力定律學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡(jiǎn)要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的質(zhì)量、距離和力等基本概念，幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對(duì)舊知的掌握情況，為萬有引力定律新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識(shí)講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解萬有引力定律的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出萬有引力定律重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)計(jì)算方法難點(diǎn)，通過對(duì)比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞萬有引力定律應(yīng)用問題展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)萬有引力定律知識(shí)的應(yīng)用，提高實(shí)踐能力。

在萬有引力定律新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對(duì)萬有引力定律知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)萬有引力定律的重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對(duì)萬有引力定律知識(shí)的掌握情況。

鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決萬有引力定律問題。

錯(cuò)題訂正：

針對(duì)學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的萬有引力定律錯(cuò)誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識(shí)拓展：

介紹與萬有引力定律內(nèi)容相關(guān)的拓展知識(shí)，如航天技術(shù)的發(fā)展，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

情感升華：

結(jié)合萬有引力定律內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)萬有引力定律的心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的萬有引力定律內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的萬有引力定律內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。拓展與延伸為了讓學(xué)生更好地理解和應(yīng)用萬有引力定律，我們提供了以下拓展閱讀材料：

1.《宇宙的奧秘：萬有引力與航天》-此書詳細(xì)介紹了萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程以及其在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.“萬有引力定律的應(yīng)用案例分析”-一份研究報(bào)告，分析了萬有引力定律在不同領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，如地球物理學(xué)、天文學(xué)等。

3.“萬有引力與航天技術(shù)”-一篇科普文章，介紹了萬有引力定律對(duì)于航天技術(shù)發(fā)展的重要性。

鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究，以便更深入地理解萬有引力定律的知識(shí)。以下是一些建議：

1.學(xué)生可以嘗試查找更多關(guān)于萬有引力定律的歷史背景和發(fā)展過程的信息，了解科學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證這一定律的。

2.學(xué)生可以研究萬有引力定律在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如地球物理學(xué)、生物學(xué)等，了解這一定律在不同學(xué)科中的重要作用。

3.學(xué)生可以嘗試運(yùn)用萬有引力定律解決實(shí)際問題，如計(jì)算地球與月球之間的引力，或者分析行星運(yùn)動(dòng)的原因等。

4.學(xué)生可以探討萬有引力定律在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，如航天技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航等，了解這一定律對(duì)于人類社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)。板書設(shè)計(jì)板書設(shè)計(jì)是教學(xué)過程中重要的一環(huán)，它能夠幫助學(xué)生更好地理解和記憶知識(shí)點(diǎn)。以下是我對(duì)于萬有引力定律板書設(shè)計(jì)的一些建議：

①藝術(shù)性：

-使用清晰的字體和顏色，使板書看起來更加美觀和吸引人。

-可以使用圖形、圖表或插圖來輔助說明萬有引力定律的概念，使抽象的知識(shí)點(diǎn)更加形象化。

-設(shè)計(jì)一些有趣的符號(hào)或圖標(biāo)來代表萬有引力定律的不同方面，如用一個(gè)地球和月球的圖標(biāo)來表示萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

②趣味性：

-在板書中加入一些有趣的例子或故事，讓學(xué)生通過故事來理解和記憶萬有引力定律。

-設(shè)計(jì)一些互動(dòng)性的問題或練習(xí)，讓學(xué)生參與到板書設(shè)計(jì)中來，例如，讓學(xué)生在板書上畫出地球和月球，并計(jì)算它們之間的引力。

-使用一些幽默的語(yǔ)言或表情來增加板書的趣味性，讓學(xué)生在輕松的氛圍中學(xué)習(xí)。

③重點(diǎn)突出：

-在板書中突出萬有引力定律的核心概念和公式，使用較大的字體或加粗來強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)。

-將萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式用醒目的顏色或框起來，使其更加突出。

-使用不同的字體或顏色來區(qū)分萬有引力定律的不同應(yīng)用領(lǐng)域，如航天、地球物理學(xué)等。課后作業(yè)1.請(qǐng)計(jì)算地球和月球之間的引力，假設(shè)地球的質(zhì)量為5.97×10^24千克，月球的質(zhì)量為7.35×10^22千克，地球和月球之間的平均距離為384400千米。

2.假設(shè)一個(gè)物體的質(zhì)量為2千克，距離地球表面100千米，計(jì)算該物體受到的地球引力。

3.請(qǐng)解釋為什么地球上的物體總是向地面墜落，而不是向天空飛去。

4.假設(shè)一個(gè)物體在地球上受到的引力為10牛頓，計(jì)算該物體在地球表面的質(zhì)量。

5.請(qǐng)計(jì)算地球和太陽(yáng)之間的引力，假設(shè)地球的質(zhì)量為5.97×10^24千克，太陽(yáng)的質(zhì)量為1.99×10^30千克，地球和太陽(yáng)之間的平均距離為149.6百萬千米。

答案：

1.地球和月球之間的引力為：G*(M*m)/r^2=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*(5.97*10^24kg*7.35*10^22kg)/(3.844*10^8m)^2=2.21*10^21N。

2.該物體受到的地球引力為：G*M/r^2=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*(5.97*10^24kg)/(1.00*10^8m)^2=5.97*10^15N。

3.地球上的物體總是向地面墜落，因?yàn)榈厍驅(qū)ξ矬w的引力指向地面，物體受到的重力與地球?qū)ξ矬w的引力相等，因此物體只能向地面墜落。

4.該物體的質(zhì)量為：F/G=10N/6.67*10^-11N*m^2/kg^2=1.5*10^26kg。

5.地球和太陽(yáng)之間的引力為：G*(M*M')/r^2=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*(5.97*10^24kg*1.99*10^30kg)/(1.496*10^11m)^2=4.07*10^27N。課堂1.提問：通過提問了解學(xué)生對(duì)萬有引力定律的理解程度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)概念的混淆或誤解，并進(jìn)行針對(duì)性講解。例如，可以提問學(xué)生萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，以及如何計(jì)算兩個(gè)物體之間的引力。

2.觀察：通過觀察學(xué)生的課堂表現(xiàn)，了解他們對(duì)萬有引力定律的興趣和參與程度。例如，可以觀察學(xué)生在課堂討論中的積極參與程度，以及他們提出問題的積極性。

3.測(cè)試：通過隨堂測(cè)試或課后練習(xí)，了解學(xué)生對(duì)萬有引力定律的掌握情況。例如，可以設(shè)計(jì)一些計(jì)算題目，讓學(xué)生計(jì)算兩個(gè)物體之間的引力，或者設(shè)計(jì)一些選擇題，讓學(xué)生選擇正確的萬有引力定律的應(yīng)用場(chǎng)景。

九、作業(yè)評(píng)價(jià)

1.批改：對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題，并進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)。例如，可以批改學(xué)生計(jì)算萬有引力定律的題目，指出他們計(jì)算過程中的錯(cuò)誤，并解釋正確的計(jì)算方法。

2.點(diǎn)評(píng)：對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真點(diǎn)評(píng)，及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力。例如，可以表?yè)P(yáng)學(xué)生作業(yè)中的正確部分，并指出他們需要改進(jìn)的地方，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

3.鼓勵(lì)：鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，及時(shí)解答他們的疑惑，幫助他們更好地理解萬有引力定律。例如，可以鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上提問，及時(shí)解答他們的疑惑，幫助他們更好地理解萬有引力定律。教學(xué)反思與總結(jié)在教學(xué)方法方面，我采用了講授法、案例研究法和項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法。我發(fā)現(xiàn)，講授法能夠清晰、準(zhǔn)確地向?qū)W生傳授萬有引力定律的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式，但可能過于枯燥，無法充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。案例研究法和項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法則能夠更好地激發(fā)學(xué)生的興趣，提高他們的參與度和積極性。然而，這兩種方法可能需要更多的時(shí)間和資源，對(duì)于課堂時(shí)間的管理提出了更高的要求。

在教學(xué)策略方面，我設(shè)計(jì)了小組討論環(huán)節(jié)和實(shí)踐活動(dòng)。我發(fā)現(xiàn)，小組討論能夠培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力，但需要確保每個(gè)學(xué)生都能積極參與并貢獻(xiàn)自己的觀點(diǎn)。實(shí)踐活動(dòng)則能夠幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用萬有引力定律，但需要確保活動(dòng)的設(shè)計(jì)能夠充分體現(xiàn)萬有引力定律的核心概念。

在教學(xué)管理方面，我注意到了課堂紀(jì)律和時(shí)間管理的重要性。我發(fā)現(xiàn)，維持課堂紀(jì)律能夠確保教學(xué)活動(dòng)的順利進(jìn)行，避免學(xué)生分心和干擾他人。然而，時(shí)間管理同樣重要，需要確保每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都能夠按照計(jì)劃進(jìn)行，