第三章 第3節(jié) 課時(shí)1 萬(wàn)有引力和重力的關(guān)系2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第二冊(cè)同步教學(xué)設(shè)計(jì)（粵教版2019）

第三章第3節(jié)課時(shí)1萬(wàn)有引力和重力的關(guān)系2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第二冊(cè)同步教學(xué)設(shè)計(jì)（粵教版2019）課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒔虒W(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為萬(wàn)有引力和重力的關(guān)系，包括萬(wàn)有引力定律的表述、重力與萬(wàn)有引力的區(qū)別與聯(lián)系，以及重力加速度的概念。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課基于粵教版2019高中物理必修第二冊(cè)第三章第3節(jié)的內(nèi)容。學(xué)生在此之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律、重力概念以及圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí)，本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用這些知識(shí)來(lái)理解萬(wàn)有引力和重力的關(guān)系，從而加深對(duì)物理學(xué)中力的認(rèn)識(shí)。教材中涉及的內(nèi)容包括萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)、重力加速度的測(cè)量以及地球表面附近物體的重力現(xiàn)象。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：通過(guò)分析萬(wàn)有引力定律，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理和科學(xué)論證能力。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察，探究重力與萬(wàn)有引力的關(guān)系，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和問(wèn)題解決能力。

3.物理觀念：幫助學(xué)生建立正確的自然觀，理解萬(wàn)有引力作為自然界基本作用力的意義。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的好奇心和探索精神，強(qiáng)調(diào)科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性和對(duì)社會(huì)發(fā)展的責(zé)任感。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了牛頓運(yùn)動(dòng)定律、重力概念、圓周運(yùn)動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)力的作用和物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有了初步理解。

2.學(xué)習(xí)興趣：學(xué)生對(duì)探索自然界的規(guī)律充滿好奇心，對(duì)于萬(wàn)有引力和重力這樣與生活密切相關(guān)的現(xiàn)象，通常具有較高的興趣。

學(xué)習(xí)能力：學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯推理能力，能夠理解和應(yīng)用物理定律。

學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生可能偏好通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察和討論的方式學(xué)習(xí)，以直觀地理解抽象概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

-對(duì)萬(wàn)有引力定律的數(shù)學(xué)推導(dǎo)可能感到困難，尤其是涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式和概念。

-理解萬(wàn)有引力和重力在實(shí)際生活中的應(yīng)用和區(qū)別時(shí)可能產(chǎn)生混淆。

-實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和處理可能存在誤差，影響對(duì)理論的理解。

-將抽象的物理概念與具體實(shí)例相結(jié)合時(shí)，可能需要更多的引導(dǎo)和思考。四、教學(xué)資源-粵教版2019高中物理必修第二冊(cè)教材

-投影儀、電子白板等教學(xué)展示設(shè)備

-實(shí)驗(yàn)器材（如彈簧秤、小球、滑輪等）

-教學(xué)模型或圖示（萬(wàn)有引力模型）

-計(jì)算機(jī)及物理教學(xué)軟件

-實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)處理軟件

-物理學(xué)科相關(guān)的教學(xué)視頻資源

-課堂討論和小組合作活動(dòng)指導(dǎo)材料五、教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入新課

-我首先通過(guò)提問(wèn)方式引導(dǎo)學(xué)生回顧已學(xué)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律和重力概念，檢查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況。

-接著，我會(huì)展示一些生活中的實(shí)例，如地球?qū)υ虑虻囊ψ饔?，引發(fā)學(xué)生對(duì)萬(wàn)有引力和重力關(guān)系的思考。

2.探究萬(wàn)有引力定律

-我將引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律的表述和推導(dǎo)過(guò)程，讓學(xué)生嘗試用自己的語(yǔ)言復(fù)述定律內(nèi)容。

-通過(guò)電子白板展示萬(wàn)有引力定律的數(shù)學(xué)公式，并解釋各變量的含義。

-我會(huì)組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，探討萬(wàn)有引力定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

3.分析重力與萬(wàn)有引力的關(guān)系

-我會(huì)讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如地球表面附近物體的重力現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生思考重力與萬(wàn)有引力的聯(lián)系和區(qū)別。

-通過(guò)課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生得出重力是萬(wàn)有引力在地球表面的表現(xiàn)，進(jìn)一步理解萬(wàn)有引力定律。

-我會(huì)強(qiáng)調(diào)重力加速度的概念，并解釋其在地球表面的平均值。

4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

-我會(huì)組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量重力加速度，讓學(xué)生親自體驗(yàn)物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。

-在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生注意觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)誤差。

-實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我會(huì)讓學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論預(yù)期之間的關(guān)系。

5.應(yīng)用拓展

-我會(huì)提出一些實(shí)際問(wèn)題，讓學(xué)生運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和重力概念解決，如衛(wèi)星運(yùn)行軌跡的計(jì)算。

-通過(guò)案例分析，讓學(xué)生了解萬(wàn)有引力定律在天體物理學(xué)、航天工程等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-我會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，思考如何將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

6.總結(jié)反饋

-在課程結(jié)束時(shí)，我會(huì)讓學(xué)生回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，總結(jié)萬(wàn)有引力定律和重力關(guān)系的核心觀點(diǎn)。

-我會(huì)邀請(qǐng)學(xué)生提出疑問(wèn)，解答他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

-最后，我會(huì)給予學(xué)生積極的反饋，鼓勵(lì)他們?cè)谖锢韺W(xué)領(lǐng)域繼續(xù)探索。

7.課后作業(yè)

-我會(huì)布置一些與課程內(nèi)容相關(guān)的作業(yè)，如萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用題、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。

-通過(guò)作業(yè)，檢測(cè)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握情況，并鞏固所學(xué)知識(shí)。

整個(gè)教學(xué)過(guò)程注重學(xué)生的主體地位，引導(dǎo)他們積極參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)他們的物理素養(yǎng)和科學(xué)思維能力。同時(shí)，我也關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)效果。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-拓展閱讀材料：介紹《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中牛頓對(duì)萬(wàn)有引力定律的原始描述，以及歷史上對(duì)萬(wàn)有引力研究的重大事件。

-相關(guān)科學(xué)家的介紹：如牛頓、卡文迪許等科學(xué)家在萬(wàn)有引力研究中的貢獻(xiàn)。

-天體物理學(xué)案例：如恒星、行星的形成和運(yùn)動(dòng)，黑洞的引力效應(yīng)等。

-實(shí)際應(yīng)用案例：如衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、航天器的軌道計(jì)算、地球物理勘探等。

-相關(guān)實(shí)驗(yàn)：卡文迪許實(shí)驗(yàn)測(cè)定萬(wàn)有引力常數(shù)G的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果。

2.拓展建議：

-閱讀拓展材料，了解萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)背景和歷史意義，加深對(duì)物理學(xué)發(fā)展脈絡(luò)的認(rèn)識(shí)。

-觀看科學(xué)家傳記視頻，了解他們的科學(xué)探索歷程，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣和熱情。

-組織學(xué)生參觀天文館或科技館，親身體驗(yàn)天體運(yùn)動(dòng)和萬(wàn)有引力的相關(guān)知識(shí)。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量重力加速度，或模擬衛(wèi)星軌道計(jì)算等。

-推薦學(xué)生閱讀《天體物理學(xué)》、《宇宙簡(jiǎn)史》等書(shū)籍，以更深入地理解萬(wàn)有引力在天體物理學(xué)中的應(yīng)用。

-讓學(xué)生關(guān)注航天領(lǐng)域的新聞，了解萬(wàn)有引力在航天工程中的應(yīng)用，如衛(wèi)星發(fā)射、空間站運(yùn)行等。

-提供一些在線物理學(xué)習(xí)平臺(tái)，如Coursera、edX上的物理課程，讓學(xué)生自主探索更多物理知識(shí)。

-鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)，如結(jié)合數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等知識(shí)，探索萬(wàn)有引力定律在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。

-引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組研究項(xiàng)目，如研究地球引力場(chǎng)的變化，或分析不同天體的引力特征。

-定期組織學(xué)術(shù)討論會(huì)，讓學(xué)生分享自己的學(xué)習(xí)心得和研究成果，促進(jìn)交流與合作。七、課堂1.課堂評(píng)價(jià)：

-提問(wèn)環(huán)節(jié)：在課堂教學(xué)過(guò)程中，我會(huì)設(shè)計(jì)一系列針對(duì)性的問(wèn)題，檢查學(xué)生對(duì)萬(wàn)有引力定律和重力關(guān)系的理解程度。通過(guò)學(xué)生的回答，我可以判斷他們是否掌握了課程的核心內(nèi)容，并及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和深度。

-觀察環(huán)節(jié)：我會(huì)密切觀察學(xué)生在課堂上的參與情況，包括他們的注意力、反應(yīng)速度和互動(dòng)交流。通過(guò)觀察，我可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和興趣，以及他們?cè)谛〗M討論中的合作能力。

-測(cè)試環(huán)節(jié)：在課程的某個(gè)階段，我會(huì)安排一次簡(jiǎn)短的書(shū)面測(cè)試，以評(píng)估學(xué)生對(duì)萬(wàn)有引力定律和重力關(guān)系的掌握程度。測(cè)試題目將涵蓋課堂討論的重點(diǎn)內(nèi)容，以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中涉及的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

-反饋環(huán)節(jié)：對(duì)于學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，我會(huì)及時(shí)給予反饋。對(duì)于正確理解和應(yīng)用的學(xué)生的表現(xiàn)，我會(huì)給予肯定和鼓勵(lì)；對(duì)于存在誤解或困難的學(xué)生，我會(huì)提供個(gè)別指導(dǎo)，幫助他們克服學(xué)習(xí)障礙。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)：

-批改環(huán)節(jié)：我會(huì)認(rèn)真批改學(xué)生的作業(yè)，關(guān)注他們對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解和應(yīng)用能力。我會(huì)檢查他們的計(jì)算過(guò)程、邏輯推理以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析是否準(zhǔn)確。

-點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)：在批改作業(yè)后，我會(huì)選擇一些具有代表性的作業(yè)進(jìn)行課堂點(diǎn)評(píng)，指出學(xué)生作業(yè)中的優(yōu)點(diǎn)和需要改進(jìn)的地方。我會(huì)強(qiáng)調(diào)正確的解題方法，以及如何避免常見(jiàn)的錯(cuò)誤。

-反饋環(huán)節(jié)：我會(huì)及時(shí)將作業(yè)批改結(jié)果和點(diǎn)評(píng)意見(jiàn)反饋給學(xué)生，鼓勵(lì)他們根據(jù)反饋調(diào)整學(xué)習(xí)策略。對(duì)于表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，我會(huì)提出更高的期望，鼓勵(lì)他們繼續(xù)深入探索物理學(xué)知識(shí)。

-鼓勵(lì)環(huán)節(jié)：在作業(yè)評(píng)價(jià)中，我會(huì)特別注重鼓勵(lì)學(xué)生的進(jìn)步和努力。即使學(xué)生的作業(yè)存在不足，我也會(huì)強(qiáng)調(diào)他們的努力和進(jìn)步，以及如何通過(guò)努力克服困難。

-個(gè)性化指導(dǎo)環(huán)節(jié)：對(duì)于作業(yè)中反映出的問(wèn)題，我會(huì)提供個(gè)性化的指導(dǎo)，包括額外的練習(xí)題、閱讀材料或一對(duì)一的輔導(dǎo)，幫助學(xué)生提高他們的物理素養(yǎng)。八、典型例題講解1.例題一：一個(gè)質(zhì)量為m的物體，在地球表面受到的重力為Fg。假設(shè)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，萬(wàn)有引力常數(shù)為G，求物體與地球之間的萬(wàn)有引力。

解答：根據(jù)萬(wàn)有引力定律，物體與地球之間的萬(wàn)有引力F=G*(M*m)/R^2。由于物體在地球表面受到的重力Fg等于萬(wàn)有引力，所以Fg=G*(M*m)/R^2。

2.例題二：一個(gè)衛(wèi)星在地球表面上方以速度v運(yùn)行，其軌道半徑為r。假設(shè)地球的質(zhì)量為M，萬(wàn)有引力常數(shù)為G，求衛(wèi)星的軌道周期T。

解答：衛(wèi)星的向心力由萬(wàn)有引力提供，即G*(M*m)/r^2=m*(v^2/r)。解得v=√(G*M/r)。軌道周期T=2πr/v=2π√(r^3/(G*M))。

3.例題三：一個(gè)物體從地球表面以初速度v0垂直向上拋出，求物體達(dá)到最大高度H時(shí)的時(shí)間t和物體的最終速度v。

解答：在垂直向上拋出的過(guò)程中，物體的運(yùn)動(dòng)受到重力的作用。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，H=v0^2/(2g)，其中g(shù)是重力加速度。物體上升的時(shí)間t=v0/g。物體的最終速度v=√(2gH)。

4.例題四：一個(gè)衛(wèi)星在圓形軌道上繞地球運(yùn)行，其軌道半徑是地球半徑的n倍。求衛(wèi)星的線速度v和周期T與地球表面上的物體自由落體加速度g的關(guān)系。

解答：衛(wèi)星的線速度v=√(gR^2/r)，其中R是地球半徑，r是衛(wèi)星軌道半徑。衛(wèi)星的周期T=2π√(r^3/(gR^2))。可以看出，衛(wèi)星的線速度和周期與地球表面上的物體自由落體加速度g有關(guān)。

5.例題五：一個(gè)物體在地球表面以初速度v0沿水平方向拋出，求物體的水平飛行距離x和飛行時(shí)間t。

解答：在水平拋體運(yùn)動(dòng)中，水平飛行距離x=v0*t。飛行時(shí)間t=√(2H/g)，其中H是物體的初始高度，g是重力加速度。將飛行時(shí)間代入水平飛行距離公式，得到x=v0*√(2H/g)。內(nèi)容邏輯關(guān)系①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-萬(wàn)有引力定律的表述和數(shù)學(xué)公式

-重力與萬(wàn)有引力的區(qū)別與聯(lián)系

-重力加速度的概念及其測(cè)量

②重點(diǎn)詞匯：

-萬(wàn)有引力、重力、引力常數(shù)G、重力加速度g

-向心力、軌道周期、線速度

-自由落體、水平拋體、飛行距離

③重點(diǎn)句子：

-萬(wàn)有引力定律：任意兩個(gè)物體之間都存在相互吸引的力，大小與兩個(gè)物體的質(zhì)量乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。

-重力是地球?qū)ξ矬w的吸引力，是萬(wàn)有引力在地球表面的表現(xiàn)。

-重力加速度是物體在重力作用下自由下落的加速度，其平均值約為9.8m/s2。

-衛(wèi)星的軌道周期與其軌道半徑的關(guān)系：T=2π√(r^3/(G*M))。

-水平拋體運(yùn)動(dòng)中，水平飛行距離與初速度和飛行時(shí)間的乘積成正比。教學(xué)反思與總結(jié)在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，我深刻體會(huì)到了教學(xué)工作的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性。以下是我對(duì)本次教學(xué)的一些反思和總結(jié)。

教學(xué)反思：

在設(shè)計(jì)課程時(shí)，我注重了知識(shí)點(diǎn)的邏輯順序和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，但在實(shí)際教學(xué)中，我發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解仍然存在困難。這讓我意識(shí)到，我在講解過(guò)程中可能過(guò)于注重理論推導(dǎo)，而忽略了學(xué)生的實(shí)際接受能力。在今后的教學(xué)中，我計(jì)劃更多地運(yùn)用生活中的實(shí)例和實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生直觀地理解抽象的物理概念。

在教學(xué)策略方面，我嘗試了小組討論和實(shí)驗(yàn)探究等互動(dòng)式教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。雖然大多數(shù)學(xué)生積極響應(yīng)，但仍有部分學(xué)生參與度不高。我認(rèn)識(shí)到，這可能是因?yàn)槲覜](méi)有充分考慮學(xué)生的個(gè)體差異，沒(méi)有為每個(gè)學(xué)生提供合適的參與機(jī)會(huì)。未來(lái)，我將更加關(guān)注每個(gè)學(xué)生的需求，調(diào)整教學(xué)策略，以適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格。

在課堂管理方面，我發(fā)現(xiàn)有時(shí)候?qū)W生在小組討論中容易偏離主題，導(dǎo)致課堂紀(jì)律松散。我意識(shí)到，我在課堂管理上還需要加強(qiáng)，需要更加明確地設(shè)定討論目標(biāo)和時(shí)間限制，確保課堂活動(dòng)的有序進(jìn)行。

教學(xué)總結(jié)：

本節(jié)課在知識(shí)傳授方面，學(xué)生基本掌握了萬(wàn)有引力定律和重力的關(guān)系，能夠運(yùn)用這些知識(shí)解決一些實(shí)際問(wèn)題。在技能培養(yǎng)方面，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和小組討論，提高了實(shí)驗(yàn)操作能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。在情感態(tài)度方面，學(xué)生對(duì)物理學(xué)