廣東省揭陽市高中物理第六章萬有引力與航天6.4萬有引力定律得理論成就（1）教案新人教版必修2

廣東省揭陽市高中物理第六章萬有引力與航天6.4萬有引力定律得理論成就（1）教案新人教版必修2科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）廣東省揭陽市高中物理第六章萬有引力與航天6.4萬有引力定律得理論成就（1）教案新人教版必修2教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為廣東省揭陽市高中物理新人教版必修2教材第六章萬有引力與航天6.4節(jié)“萬有引力定律的理論成就（1）”。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課主要介紹萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程及其理論成就，要求學(xué)生掌握萬有引力定律的基本內(nèi)容，理解其物理意義。這與學(xué)生已學(xué)習(xí)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)等知識有密切聯(lián)系，有助于學(xué)生更好地理解萬有引力定律在物理學(xué)中的地位和作用。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維和創(chuàng)新意識。通過學(xué)習(xí)萬有引力定律的理論成就，學(xué)生將能夠運(yùn)用物理知識解釋天體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，形成對自然界的整體認(rèn)識；培養(yǎng)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題的能力，提升邏輯推理和數(shù)學(xué)建模的技能；同時(shí)，通過探討科學(xué)家的探索過程，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣，培養(yǎng)其獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

①萬有引力定律的表述及其公式：掌握萬有引力定律的具體內(nèi)容，理解引力公式中各量的物理意義及其單位。

②萬有引力定律的應(yīng)用：能夠運(yùn)用萬有引力定律解釋和計(jì)算天體運(yùn)動(dòng)中的引力問題，如行星運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星軌道等。

2.教學(xué)難點(diǎn)

①萬有引力定律的推導(dǎo)過程：理解萬有引力定律的推導(dǎo)過程，包括卡文迪許實(shí)驗(yàn)的原理和結(jié)果，以及牛頓對萬有引力定律的提出。

②引力加速度與重力加速度的關(guān)系：區(qū)分引力加速度和重力加速度的概念，理解它們在不同天體和位置上的變化規(guī)律，并能進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。教學(xué)資源1.軟硬件資源

-物理實(shí)驗(yàn)室設(shè)備（如彈簧秤、滑輪組等）

-多媒體投影儀

-電腦

2.課程平臺

-學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)

-物理學(xué)科在線教學(xué)資源庫

3.信息化資源

-物理教學(xué)動(dòng)畫軟件

-天體運(yùn)動(dòng)模擬軟件

-物理學(xué)科相關(guān)教學(xué)視頻

4.教學(xué)手段

-小組討論

-實(shí)驗(yàn)操作

-課堂提問與解答

-作業(yè)練習(xí)與反饋教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)背景、公式推導(dǎo)的初步介紹，明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞萬有引力定律的推導(dǎo)過程，設(shè)計(jì)問題如“卡文迪許實(shí)驗(yàn)是如何測量引力常量的？”“萬有引力定律公式中各量的物理意義是什么？”

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保對萬有引力定律的基本概念有初步理解。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀預(yù)習(xí)資料，理解萬有引力定律的基本概念和推導(dǎo)過程。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對預(yù)習(xí)問題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)成果，如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等提交至平臺。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考萬有引力定律的基本概念。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過介紹牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的歷史故事，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解萬有引力定律的公式推導(dǎo)過程，結(jié)合天體運(yùn)動(dòng)實(shí)例幫助學(xué)生理解。

-組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論，探討萬有引力定律在實(shí)際應(yīng)用中的案例分析，如衛(wèi)星發(fā)射軌道計(jì)算。

-解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動(dòng)：學(xué)生積極參與小組討論，通過案例學(xué)習(xí)萬有引力定律的應(yīng)用。

-提問與討論：學(xué)生針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：詳細(xì)講解萬有引力定律的公式推導(dǎo)和實(shí)際應(yīng)用。

-實(shí)踐活動(dòng)法：通過案例分析，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握萬有引力定律的應(yīng)用。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：布置與萬有引力定律相關(guān)的計(jì)算題和思考題，鞏固學(xué)生對定律的理解和應(yīng)用能力。

-提供拓展資源：提供有關(guān)萬有引力定律的拓展學(xué)習(xí)資料，如宇宙探索的紀(jì)錄片、學(xué)術(shù)論文等。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：學(xué)生認(rèn)真完成作業(yè)，通過計(jì)算和思考題鞏固學(xué)習(xí)效果。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

-反思總結(jié)：學(xué)生對學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的萬有引力定律知識點(diǎn)和計(jì)算技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野，理解萬有引力定律在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足，提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果顯著，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.知識掌握方面：

-學(xué)生能夠熟練背誦并解釋萬有引力定律的內(nèi)容，理解引力公式中各量的物理意義，如引力常量G、質(zhì)量m1和m2、距離r等。

-學(xué)生能夠運(yùn)用萬有引力定律進(jìn)行簡單的計(jì)算，如計(jì)算兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的引力大小、天體質(zhì)量等。

-學(xué)生能夠描述萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，了解牛頓對萬有引力定律的貢獻(xiàn)，以及卡文迪許實(shí)驗(yàn)在測量引力常量中的作用。

2.理解應(yīng)用方面：

-學(xué)生能夠?qū)⑷f有引力定律應(yīng)用于解釋天體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，如行星圍繞太陽的運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星繞地球的運(yùn)行等。

-學(xué)生能夠通過萬有引力定律分析實(shí)際問題，如衛(wèi)星發(fā)射軌道的計(jì)算、航天器在軌道上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等。

-學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，如微積分，解決萬有引力定律相關(guān)的復(fù)雜問題，如變質(zhì)量系統(tǒng)的引力計(jì)算。

3.科學(xué)思維方面：

-學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)和觀察，如模擬天體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力，形成科學(xué)思維。

-學(xué)生在解決萬有引力定律相關(guān)問題時(shí)，能夠運(yùn)用邏輯推理和科學(xué)方法，分析問題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證結(jié)論。

-學(xué)生能夠批判性地思考萬有引力定律的局限性，如它不適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體或強(qiáng)引力場中的情況，從而引出廣義相對論的概念。

4.創(chuàng)新意識方面：

-學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用萬有引力定律的過程中，能夠提出新的問題和想法，嘗試不同的解題方法和思路。

-學(xué)生能夠結(jié)合現(xiàn)代科技，如航天技術(shù)，探討萬有引力定律在新技術(shù)中的應(yīng)用和未來發(fā)展。

-學(xué)生在小組討論和合作學(xué)習(xí)中，能夠提出創(chuàng)新性的解決方案，展現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新思維。

5.學(xué)習(xí)習(xí)慣與方法方面：

-學(xué)生能夠通過自主學(xué)習(xí)，如預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率和自主學(xué)習(xí)能力。

-學(xué)生能夠通過反思和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)萬有引力定律過程中的不足，及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略和方法。

-學(xué)生能夠利用信息技術(shù)手段，如在線資源和教學(xué)平臺，獲取更多學(xué)習(xí)資料，拓展知識視野。

6.情感態(tài)度與價(jià)值觀方面：

-學(xué)生對物理學(xué)科的興趣和熱情得到提升，尤其是對天體物理和航天領(lǐng)域的興趣。

-學(xué)生能夠認(rèn)識到科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性和持久性，理解科學(xué)家在探索自然規(guī)律過程中所體現(xiàn)的堅(jiān)持不懈和勇于創(chuàng)新的精神。

-學(xué)生在掌握萬有引力定律的同時(shí)，能夠體會(huì)到科學(xué)知識對人類文明進(jìn)步的重要貢獻(xiàn)，形成正確的科學(xué)價(jià)值觀。典型例題講解例題1：

題目：一個(gè)質(zhì)量為m的小球，從高度H處自由落下，不考慮空氣阻力。求小球落地時(shí)的速度v和落地前1秒內(nèi)的位移h。

解答：

根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的公式，落地時(shí)的速度v可以通過以下公式計(jì)算：

\[v=\sqrt{2gH}\]

其中，g為重力加速度，取值約為9.8m/s2。

落地前1秒內(nèi)的位移h可以通過以下公式計(jì)算：

\[h=\frac{1}{2}gt^2\]

由于是落地前1秒，所以t=1秒，代入公式得：

\[h=\frac{1}{2}g(1)^2=\frac{1}{2}\times9.8\times1=4.9\text{m}\]

例題2：

題目：地球的質(zhì)量是M，半徑是R，一個(gè)質(zhì)量為m的衛(wèi)星在距地面高度h的軌道上運(yùn)行。求衛(wèi)星的運(yùn)行速度v和周期T。

解答：

衛(wèi)星的運(yùn)行速度v可以通過以下公式計(jì)算：

\[v=\sqrt{\frac{GM}{R+h}}\]

其中，G為萬有引力常數(shù)。

衛(wèi)星的運(yùn)行周期T可以通過以下公式計(jì)算：

\[T=2\pi\sqrt{\frac{(R+h)^3}{GM}}\]

例題3：

題目：兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體，相距r，求它們之間的引力F。

解答：

根據(jù)萬有引力定律，兩個(gè)物體之間的引力F可以通過以下公式計(jì)算：

\[F=\frac{Gm1m2}{r^2}\]

例題4：

題目：一個(gè)質(zhì)量為m的衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R（地球半徑），求衛(wèi)星的向心加速度a。

解答：

衛(wèi)星的向心加速度a可以通過以下公式計(jì)算：

\[a=\frac{v^2}{R}\]

由于衛(wèi)星在地球表面附近繞地球運(yùn)動(dòng)，其速度v可以通過萬有引力提供的向心力來計(jì)算：

\[\frac{GMm}{R^2}=\frac{mv^2}{R}\]

解得：

\[v=\sqrt{\frac{GM}{R}}\]

代入向心加速度公式得：

\[a=\frac{GM}{R^2}\]

例題5：

題目：一個(gè)質(zhì)量為m的物體在地球表面上的重力是Fg，求該物體在地球半徑2倍的高度的軌道上的重力Fg'。

解答：

在地球表面上的重力Fg可以通過以下公式計(jì)算：

\[Fg=\frac{GMm}{R^2}\]

在地球半徑2倍的高度的軌道上的重力Fg'可以通過以下公式計(jì)算：

\[Fg'=\frac{GMm}{(2R)^2}=\frac{GMm}{4R^2}=\frac{1}{4}Fg\]

因此，物體在地球半徑2倍的高度的軌道上的重力是其在地球表面上重力的四分之一。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.引入歷史故事：在講解萬有引力定律時(shí)，我通過介紹牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的歷史背景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們更加投入地學(xué)習(xí)物理知識。

2.結(jié)合實(shí)際應(yīng)用：我嘗試將萬有引力定律與航天技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航等現(xiàn)代科技應(yīng)用相結(jié)合，讓學(xué)生了解物理知識在現(xiàn)代科技中的重要性，提高他們的學(xué)習(xí)積極性。

3.創(chuàng)設(shè)互動(dòng)環(huán)節(jié)：在課堂上，我設(shè)計(jì)了多個(gè)互動(dòng)環(huán)節(jié)，如小組討論、角色扮演等，讓學(xué)生在互動(dòng)中學(xué)習(xí)，培養(yǎng)他們的合作精神和溝通能力。

（二）存在主要問題

1.教學(xué)深度不足：在講解萬有引力定律的推導(dǎo)過程時(shí)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對公式的理解不夠深入，對推導(dǎo)過程的理解也不夠清晰。

2.學(xué)生參與度不高：盡管我設(shè)計(jì)了多個(gè)互動(dòng)環(huán)節(jié)，但部分學(xué)生在課堂上仍然表現(xiàn)出較低的參與度，影響了教學(xué)效果。

3.教學(xué)評價(jià)單一：目前的教學(xué)評價(jià)主要依賴考試成績，忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，不能全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

（三）改進(jìn)措施

1.深化教學(xué)內(nèi)容：針對教學(xué)深度不足的問題，我計(jì)劃在課堂上詳細(xì)講解萬有引力定律的推導(dǎo)過程，結(jié)合實(shí)際例子讓學(xué)生更好地理解公式背后的物理意義。

2.提高學(xué)生參與度：為了提高學(xué)生的參與度，我將在課堂上增加更多的互動(dòng)環(huán)節(jié)，如實(shí)驗(yàn)操作、問題解答等，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，提高他們的學(xué)習(xí)興趣。

3.多元化教學(xué)評價(jià)：我將嘗試采用多元化的教學(xué)評價(jià)方式，如課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、小組討論等，全面評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以便更好地指導(dǎo)他們的學(xué)習(xí)。

4.加強(qiáng)課后輔導(dǎo)：針對部分學(xué)生的疑問，我將加強(qiáng)課后輔導(dǎo)，通過線上平臺或面對面交流，及時(shí)解答他們的疑問，幫助他們掌握萬有引力定律的知識。

5.拓展教學(xué)資源：為了讓學(xué)生更好地理解萬有引力定律的應(yīng)用，我計(jì)劃提供更多的教學(xué)資源，如相關(guān)學(xué)術(shù)論文、紀(jì)錄片等，讓學(xué)生在課后進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)，拓寬知識視野。板書設(shè)計(jì)1.萬有引力定律的內(nèi)容：

①萬有引力定律的表述：兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的引力大小與它們的質(zhì)量乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比。

②萬有引力定律的公式：F=G*(m1*m2)/r2

③引力常量G：萬有引力定律中的比例常數(shù)，其值約為6.674×10?11N·m2/kg2。

2.萬有