2024-2025學年高中物理 第六章 萬有引力與航天 4 萬有引力理論的成就（3）教案 新人教版必修2

2024-2025學年高中物理第六章萬有引力與航天4萬有引力理論的成就（3）教案新人教版必修2授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間教材分析《2024-2025學年高中物理第六章萬有引力與航天4萬有引力理論的成就（3）教案新人教版必修2》是針對高中物理課程的設(shè)計。本節(jié)課主要內(nèi)容是基于萬有引力理論的成就進行深入探討。在教學過程中，我將引導學生通過觀察和分析實際案例，了解萬有引力理論的重要性和應(yīng)用范圍。

在課程設(shè)計中，我會先引入牛頓和伽利略的研究成果，讓學生了解萬有引力理論的起源和發(fā)展過程。接著，我會通過展示地球和月球之間的引力作用，讓學生直觀地感受萬有引力的存在和作用效果。然后，我會引導學生探討萬有引力在航天領(lǐng)域的應(yīng)用，如衛(wèi)星軌道的計算和航天器的控制等。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標包括：

1.提高學生對物理概念的理解能力：通過觀察和分析實際案例，讓學生深入理解萬有引力理論的基本概念和原理。

2.培養(yǎng)學生的科學思維能力：通過引導學生探討萬有引力理論的成就和應(yīng)用，培養(yǎng)學生的科學思維和問題解決能力。

3.增強學生的科學探究能力：通過實驗和觀察，讓學生親身體驗和探究萬有引力的作用和影響，提高學生的科學探究能力。

4.培養(yǎng)學生的團隊合作能力：通過小組討論和合作，讓學生共同解決問題，培養(yǎng)學生的團隊合作能力和溝通能力。教學難點與重點1.教學重點

（1）萬有引力定律的內(nèi)容：每一個物體都吸引著其他物體，吸引力的大小與兩個物體的質(zhì)量的乘積和它們之間的距離的平方成反比，與兩物體的相對位置無關(guān)。

（2）萬有引力理論的成就：牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，卡文迪許測出引力常量。

（3）萬有引力在航天領(lǐng)域的應(yīng)用：衛(wèi)星軌道的計算、航天器的控制等。

2.教學難點

（1）萬有引力定律的推導過程：理解并掌握兩個物體之間的引力如何計算，以及如何推導出萬有引力定律。

（2）引力常量的測定：理解卡文迪許的扭秤實驗，以及引力常量的測定方法。

（3）萬有引力理論在實際問題中的應(yīng)用：如何將理論知識應(yīng)用于解決實際問題，如航天器軌道計算等。

（4）理解萬有引力與航天事業(yè)的關(guān)系：了解萬有引力理論對航天事業(yè)的重要意義，以及航天事業(yè)的發(fā)展如何推動萬有引力理論的完善。

舉例說明：

對于教學重點中的萬有引力定律的內(nèi)容，可以通過展示牛頓和伽利略的研究成果，引導學生理解并掌握定律的基本原理。例如，可以通過展示地球和月球之間的引力作用，讓學生直觀地感受萬有引力的存在和作用效果。

對于教學難點中的引力常量的測定，可以通過講解卡文迪許的扭秤實驗，讓學生了解實驗原理和測定方法。同時，可以通過實際案例分析，讓學生掌握如何將萬有引力定律應(yīng)用于解決實際問題，如航天器軌道計算等。

在講解萬有引力與航天事業(yè)的關(guān)系時，可以結(jié)合我國航天事業(yè)的發(fā)展，讓學生了解萬有引力理論在航天領(lǐng)域的重要應(yīng)用，以及航天事業(yè)的發(fā)展如何推動萬有引力理論的完善。教學資源1.軟硬件資源：

-教室內(nèi)的投影儀和屏幕，用于展示PPT和視頻資料。

-計算機和投影儀，用于播放相關(guān)的物理實驗演示視頻和動畫。

-實驗室設(shè)備，如扭秤實驗裝置，用于實地演示引力常量的測定。

2.課程平臺：

-學校提供的教學管理系統(tǒng)，用于上傳和下載教學資料。

-在線學習平臺，如Moodle或Blackboard，用于發(fā)布課程通知和補充學習資源。

3.信息化資源：

-萬有引力定律的動畫和視頻解釋，用于直觀展示引力作用原理。

-卡文迪許扭秤實驗的詳細步驟和結(jié)果，用于輔助學生理解實驗過程。

-航天任務(wù)模擬軟件，用于學生體驗航天器軌道計算的實際操作。

4.教學手段：

-小組討論：通過小組合作討論，促進學生之間的交流和合作。

-問題引導：通過提問引導學生思考，激發(fā)學生的探究欲望。

-實驗演示：通過實驗演示，讓學生直觀地觀察和體驗物理現(xiàn)象。

-案例分析：通過分析實際案例，讓學生將理論知識應(yīng)用于解決實際問題。教學流程一、導入新課（用時5分鐘）

同學們，今天我們將要學習的是《萬有引力與航天》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個問題：“你們是否曾經(jīng)仰望星空，對衛(wèi)星或航天器如何保持軌道感興趣？”這個問題與我們將要學習的內(nèi)容密切相關(guān)。通過這個問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索萬有引力在航天領(lǐng)域的奧秘。

二、新課講授（用時10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解萬有引力定律的基本概念。萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的，它描述了兩個物體之間的引力如何隨著它們的質(zhì)量和距離變化。這個定律是航天領(lǐng)域設(shè)計和計算的基礎(chǔ)。

2.案例分析：接下來，我們來看一個具體的案例。這個案例展示了萬有引力定律在衛(wèi)星軌道計算中的應(yīng)用，以及它如何幫助我們理解航天器的行為。

3.重點難點解析：在講授過程中，我會特別強調(diào)萬有引力定律的數(shù)學表達和衛(wèi)星軌道的穩(wěn)定性這兩個重點。對于難點部分，我會通過舉例和比較來幫助大家理解。

三、實踐活動（用時10分鐘）

1.分組討論：學生們將分成若干小組，每組討論一個與萬有引力定律相關(guān)的實際問題。

2.實驗操作：為了加深理解，我們將進行一個簡單的實驗操作。這個操作將演示兩個物體之間引力的基本原理。

3.成果展示：每個小組將向全班展示他們的討論成果和實驗操作的結(jié)果。

四、學生小組討論（用時10分鐘）

1.討論主題：學生將圍繞“萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵提出自己的觀點和想法，并與其他小組成員進行交流。

2.引導與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個引導者，幫助學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時5分鐘）

今天的學習，我們了解了萬有引力定律的基本概念、重要性和在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。同時，我們也通過實踐活動和小組討論加深了對萬有引力定律的理解。我希望大家能夠掌握這些知識點，并在日常生活中靈活運用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請隨時向我提問。教學資源拓展1.拓展資源：

（1）科普讀物：《黑洞與時間彎曲》、《宇宙簡史》等，幫助學生了解萬有引力理論在宇宙學中的應(yīng)用。

（2）科普視頻：如BBC紀錄片《宇宙的奇跡》、《宇宙之旅》等，直觀展示萬有引力在宇宙中的重要作用。

（3）學術(shù)論文：介紹萬有引力定律在現(xiàn)代科學研究中的應(yīng)用，如行星探測、黑洞研究等。

（4）在線課程：推薦Coursera、edX等平臺上的相關(guān)課程，如《宇宙學導論》、《引力波與宇宙奧秘》等。

（5）實驗室資源：推薦學校實驗室開放日，讓學生親身體驗萬有引力定律的實驗驗證。

2.拓展建議：

（1）組織學生參觀天文館或科普展覽，增強他們對宇宙和萬有引力的直觀認識。

（2）鼓勵學生參加物理競賽或科學俱樂部，深入研究萬有引力定律及相關(guān)知識。

（3）引導學生進行家庭小實驗，如制作簡易引力模擬裝置，增強對萬有引力現(xiàn)象的理解。

（4）推薦學生閱讀相關(guān)科普文章，如《自然》、《科學》等期刊發(fā)表的關(guān)于萬有引力研究的相關(guān)文章。

（5）鼓勵學生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如NASA官網(wǎng)、ESA官網(wǎng)等，了解最新的航天技術(shù)和萬有引力研究進展。反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.互動式教學：我在課堂上采用了互動式教學方式，通過提問和討論，激發(fā)學生的思考和興趣，提高他們的參與度。

2.實驗演示：我利用實驗室資源，進行了簡單的實驗演示，讓學生直觀地觀察和體驗萬有引力的作用，增強他們的實證意識。

3.小組討論：我組織學生進行小組討論，讓他們圍繞實際問題展開思考和交流，培養(yǎng)他們的團隊合作能力和解決問題的能力。

（二）存在主要問題

1.教學管理：在課堂管理方面，我有時會遇到學生注意力不集中的問題，需要進一步提高課堂管理的效率，確保學生都能積極參與課堂活動。

2.教學方法：在教學方法上，我需要更多地引導學生主動探索和思考，而不僅僅是單向傳授知識，提高他們的學習積極性和效果。

3.教學評價：在教學評價方面，我需要更多地關(guān)注學生的過程表現(xiàn)，而不僅僅是最終的成績，培養(yǎng)他們的綜合能力和創(chuàng)新精神。

（三）改進措施

1.提高課堂管理效率：我將進一步學習和實踐有效的課堂管理技巧，確保學生都能積極參與課堂活動，提高課堂效果。

2.引導學生主動探索：我將更多地采用問題引導和案例分析等方法，激發(fā)學生的思考和探索欲望，培養(yǎng)他們的主動學習能力和創(chuàng)新思維。

3.關(guān)注過程評價：我將重視學生的過程表現(xiàn)，通過觀察和評價學生在課堂討論、實驗操作等環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，全面評估他們的學習成果和能力發(fā)展。板書設(shè)計①板書設(shè)計應(yīng)條理清楚、重點突出：

-展示萬有引力定律的基本公式和關(guān)鍵要素。

-突出牛頓和卡文迪許的研究成果及其對萬有引力定律的貢獻。

-強調(diào)萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用和重要意義。

②板書設(shè)計應(yīng)簡潔明了：

-使用簡潔的語言和符號來表達核心概念和公式。

-避免冗長的文字描述，保持板書的清晰度和易讀性。

-使用圖表和圖形來輔助說明萬有引力定律的實際應(yīng)用和案例分析。

③板書設(shè)計應(yīng)具有藝術(shù)性和趣味性：

-利用顏色和圖形的搭配，增加板書的視覺吸引力。

-加入一些幽默的插圖或有趣的例子，以激發(fā)學生的興趣和好奇心。

-設(shè)計一些互動環(huán)節(jié)，如提問和解答，鼓勵學生積極參與課堂討論和思考。課堂小結(jié)，當堂檢測（一）課堂小結(jié)

本節(jié)課我們學習了萬有引力與航天，主要內(nèi)容包括：

1.萬有引力定律：講解了萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)、基本公式及其推導過程，使學生了解物體之間相互吸引的規(guī)律。

2.萬有引力理論的成就：介紹了牛頓和卡文迪許的研究成果，以及萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用，如衛(wèi)星軌道的計算和航天器的控制等。

3.萬有引力與航天事業(yè)的關(guān)系：分析了萬有引力理論對航天事業(yè)的重要性，以及航天事業(yè)的發(fā)展如何推動萬有引力理論的完善。

（二）當堂檢測

1.選擇題：

（1）下列哪個物體的質(zhì)量與地球相同？

A.太陽B.月球C.火星D.木星

（2）在萬有引力定律中，以下哪個物理量與引力大小成正比？

A.質(zhì)量B.距離的平方C.角度D.速度

2.填空題：

（1）萬有引力定律是