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(xué)設(shè)計(jì)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(diǎn)到面逐步展開的倒金字塔的形式，這符合學(xué)生的認(rèn)知習(xí)慣。本節(jié)是屬于應(yīng)用性和檢驗(yàn)性的教學(xué)內(nèi)容，從前后聯(lián)系來看，是對萬有引力定律的進(jìn)一步認(rèn)識，也是對第五章《曲線運(yùn)動》所涉及的基本概念和規(guī)律在理解和應(yīng)用上的進(jìn)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(xué)生感受用物理理論探索未知世界的科學(xué)魅力，培養(yǎng)熱愛科學(xué)的情感。學(xué)情分析學(xué)生通過曲線運(yùn)動的學(xué)習(xí)，知道了曲線運(yùn)動中力與運(yùn)動的關(guān)系；通過萬有引力定律的學(xué)習(xí)也知道了行星圍繞中心天體運(yùn)轉(zhuǎn)的動力學(xué)原因，但對萬有引力定律的作用和科學(xué)價(jià)值缺少了解，因而，通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，重點(diǎn)要使學(xué)生深刻體會科學(xué)定律對人類探索未知世界的作用，激起學(xué)生對科學(xué)探究的興趣。教學(xué)思路根據(jù)本節(jié)知識的特點(diǎn)和學(xué)情、學(xué)生認(rèn)知的規(guī)律，教學(xué)活動共分四個(gè)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(yàn)，是對萬有引力定律應(yīng)用的定性認(rèn)識?；顒右?，探究測量地球質(zhì)量的方法，體會萬有引力定律的應(yīng)用價(jià)值?；顒佣?，結(jié)合學(xué)習(xí)材料估測太陽的密度，體會萬有引力理論對認(rèn)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(yīng)用的認(rèn)識。教學(xué)目標(biāo)1．通過海王星等的發(fā)現(xiàn)，哈雷慧星的準(zhǔn)時(shí)回歸等，認(rèn)識萬有引力定律的科學(xué)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(jì)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(xué)會用萬有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量。3．掌握運(yùn)用萬有引力定律處理天體問題的方法，體會科學(xué)的迷人之處，養(yǎng)成熱愛科學(xué)相信科學(xué)的習(xí)慣。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：利用萬有引力定律和圓周運(yùn)動的規(guī)律來計(jì)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(jì)算方法上。難點(diǎn)：在進(jìn)行知識點(diǎn)遷移時(shí)，學(xué)生對準(zhǔn)確抓住模型中的各個(gè)星體所擔(dān)任的角色較為困難。突破方法：在進(jìn)行已有知識的遷移時(shí)應(yīng)重點(diǎn)重復(fù)圍繞和被繞的關(guān)系，讓學(xué)生理清星體角色，并應(yīng)用錯(cuò)誤分析的方法，加強(qiáng)對認(rèn)識的刺激。教學(xué)資源PPT課件、教學(xué)視頻、教學(xué)擴(kuò)充閱讀資料等

教學(xué)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(shí)回歸2．?dāng)U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(jì)求解月球表面重力加速度的方案5．學(xué)生和老師共同總結(jié)求解天體質(zhì)量的思路教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖引課提供閱讀素材突破難點(diǎn)復(fù)習(xí)引入：（上課前，先將兩個(gè)模型圖畫在黑板上，不標(biāo)字母，上課后進(jìn)行字母標(biāo)注，讓學(xué)生說出兩物體間的萬有引力表達(dá)式。）該表達(dá)式正確嗎？有什么實(shí)例證明它的正確，進(jìn)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(shí)回歸史料，激發(fā)學(xué)生興趣。板書萬有引力定律及表達(dá)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(shí)回歸”等。設(shè)置情境，激發(fā)學(xué)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(jì)的方案，在筆記本上完成定量運(yùn)算。2．試總結(jié)求解天體質(zhì)量的思路是怎樣的？學(xué)生思考并展示交流學(xué)生思考、回答通過提供的閱讀材料，引導(dǎo)學(xué)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(jì)的方案，在筆記本上完成定量運(yùn)算，并進(jìn)一步求得太陽的密度。學(xué)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(xué)生模型遷移運(yùn)用的能力，同時(shí)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(jì)方案，需要測量哪些量？學(xué)生設(shè)計(jì)方案，并說明需測量的物理量及意義學(xué)以致用，檢測學(xué)生建模能力的掌握情況。拓展引出下節(jié)課的預(yù)習(xí)任務(wù)請同學(xué)們思考，嫦娥四號要實(shí)現(xiàn)登月，要經(jīng)歷怎樣的運(yùn)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(jìn)行分析，并預(yù)習(xí)下一節(jié)：宇宙航行。學(xué)生討論猜想航天器的發(fā)射過程引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注萬有引力定律在當(dāng)今航天工程中的應(yīng)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(xí)1．利用下列哪組數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地球的質(zhì)量（已知引力常量G）A．已知地球繞太陽運(yùn)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(yùn)動的周期T和月球中心