2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第4章 萬有引力定律及航天 習(xí)題課5 萬有引力定律及航天教案 魯科版必修第二冊

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章萬有引力定律及航天習(xí)題課5萬有引力定律及航天教案魯科版必修第二冊課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是萬有引力定律及航天。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.學(xué)生需要掌握萬有引力定律的表述、適用范圍以及計算方法。這部分內(nèi)容與初中階段的力學(xué)知識有所聯(lián)系，如重力、拋體運(yùn)動等。

2.學(xué)生需要了解地球引力對物體運(yùn)動的影響，以及航天器在地球引力作用下的運(yùn)動規(guī)律。這與初中階段的圓周運(yùn)動、向心力等知識有關(guān)。

3.學(xué)生需要通過實例分析，掌握萬有引力定律在實際問題中的應(yīng)用。這部分內(nèi)容可結(jié)合生活中的實例，如地球衛(wèi)星、人造地球衛(wèi)星等，讓學(xué)生更好地理解萬有引力定律的實際意義。

4.學(xué)生需要了解航天技術(shù)的發(fā)展及我國在航天領(lǐng)域取得的成就。這部分內(nèi)容可激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，培養(yǎng)他們對科學(xué)的熱愛和探索精神。

5.學(xué)生需要通過習(xí)題訓(xùn)練，提高運(yùn)用萬有引力定律解決實際問題的能力。習(xí)題內(nèi)容涵蓋本節(jié)課的主要知識點，有助于鞏固所學(xué)內(nèi)容。二、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、分析問題的能力，使其能夠從現(xiàn)象中提煉出規(guī)律，形成科學(xué)的認(rèn)知方式。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實驗、驗證等方法，探究萬有引力定律的適用范圍和實際應(yīng)用，提高學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的能力。

3.科學(xué)態(tài)度與價值觀：通過了解我國在航天領(lǐng)域取得的成就，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的熱愛和探索精神，使其樹立正確的科學(xué)態(tài)度和價值觀。

4.科學(xué)應(yīng)用：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用萬有引力定律解決實際問題的能力，使其能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識運(yùn)用到生活和工作中，提高學(xué)生的科學(xué)應(yīng)用能力。

5.協(xié)同合作：在課堂討論、習(xí)題訓(xùn)練等環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生與他人合作、交流，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力和溝通能力。三、教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

（1）萬有引力定律的表述及適用范圍：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，明確萬有引力定律適用于質(zhì)點間的相互作用。

舉例：地球?qū)ξ矬w的引力作用，物體之間的相互吸引力等。

（2）萬有引力定律的計算方法：學(xué)會運(yùn)用萬有引力定律計算兩個物體之間的引力，掌握公式的變形和運(yùn)用。

舉例：給定地球半徑和物體質(zhì)量，計算地球?qū)ξ矬w的引力。

（3）地球引力對物體運(yùn)動的影響：了解地球引力對物體運(yùn)動（如拋體運(yùn)動、圓周運(yùn)動等）的影響，掌握相關(guān)運(yùn)動規(guī)律。

舉例：計算地球衛(wèi)星的軌道周期、軌道半徑等。

（4）萬有引力定律在實際問題中的應(yīng)用：學(xué)會將萬有引力定律應(yīng)用于實際問題，如地球衛(wèi)星、人造地球衛(wèi)星等。

舉例：計算地球同步衛(wèi)星的高度、軌道周期等。

（5）我國在航天領(lǐng)域取得的成就：了解我國在航天領(lǐng)域的發(fā)展歷程及取得的重大成就，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感。

舉例：我國的長征系列運(yùn)載火箭、嫦娥探月工程、火星探測等。

2.教學(xué)難點

（1）萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及適用范圍：學(xué)生可能對萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式理解不深，導(dǎo)致在實際問題中不知道如何運(yùn)用。

教學(xué)策略：通過具體例子，讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)，加深對公式的理解和運(yùn)用。

（2）地球引力對物體運(yùn)動的影響：學(xué)生可能對地球引力對物體運(yùn)動的影響理解不透，難以把握相關(guān)運(yùn)動規(guī)律。

教學(xué)策略：通過動畫演示、實際案例分析等方式，幫助學(xué)生理解地球引力對物體運(yùn)動的影響。

（3）萬有引力定律在實際問題中的應(yīng)用：學(xué)生可能不知道如何將理論知識應(yīng)用于實際問題，缺乏實際操作能力。

教學(xué)策略：提供豐富的實際問題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行分析和解決，提高學(xué)生的實際操作能力。

（4）我國在航天領(lǐng)域取得的成就：學(xué)生可能對我國航天領(lǐng)域的發(fā)展歷程及成就了解不多，缺乏民族自豪感。

教學(xué)策略：通過視頻、講座等形式，介紹我國航天領(lǐng)域的發(fā)展歷程及取得的重大成就，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。

（5）習(xí)題訓(xùn)練：學(xué)生在解決習(xí)題時可能存在思路不清晰、計算錯誤等問題。

教學(xué)策略：教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行習(xí)題訓(xùn)練，及時發(fā)現(xiàn)問題并加以糾正，提高學(xué)生的解題能力。四、教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法

（1）講授法：在講解萬有引力定律、地球引力對物體運(yùn)動的影響等知識點時，采用講授法，清晰、系統(tǒng)地闡述相關(guān)概念和理論。

（2）案例研究法：通過分析實際案例，如地球衛(wèi)星、人造地球衛(wèi)星等，讓學(xué)生深刻理解萬有引力定律在實際問題中的應(yīng)用。

（3）項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：組織學(xué)生進(jìn)行航天項目設(shè)計，如計算地球衛(wèi)星的軌道周期、軌道半徑等，提高學(xué)生的實際操作能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。

（4）討論法：在課堂中組織學(xué)生進(jìn)行討論，分享學(xué)習(xí)心得和解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團(tuán)隊協(xié)作精神。

2.教學(xué)活動設(shè)計

（1）角色扮演：讓學(xué)生扮演航天設(shè)計師、宇航員等角色，進(jìn)行情景模擬，增強(qiáng)學(xué)生對航天知識的興趣和理解。

（2）實驗操作：組織學(xué)生進(jìn)行地球引力對物體運(yùn)動影響的實驗，如拋體運(yùn)動、圓周運(yùn)動等，讓學(xué)生直觀地感受地球引力的作用。

（3）游戲設(shè)計：設(shè)計有關(guān)萬有引力定律的互動游戲，如引力拼圖、衛(wèi)星軌道模擬等，提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)興趣。

3.教學(xué)媒體和資源使用

（1）PPT：制作精美的PPT，展示萬有引力定律的相關(guān)知識點、實例分析及習(xí)題訓(xùn)練，方便學(xué)生理解和掌握。

（2）視頻：播放我國航天領(lǐng)域的重大成就的視頻，如嫦娥探月工程、火星探測等，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。

（3）在線工具：利用在線工具進(jìn)行航天器軌道計算、引力模擬等，幫助學(xué)生更好地理解萬有引力定律的實際應(yīng)用。

（4）習(xí)題庫：提供豐富的習(xí)題庫，讓學(xué)生進(jìn)行針對性訓(xùn)練，鞏固所學(xué)知識，提高解題能力。五、教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計用時：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及航天的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)萬有引力定律及航天內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確萬有引力定律及航天的教學(xué)目標(biāo)和重難點。

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

設(shè)計課堂互動環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)萬有引力定律及航天的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計用時：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)入萬有引力定律及航天學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的萬有引力定律及航天內(nèi)容，幫助學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系。

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

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解萬有引力定律及航天的知識點，結(jié)合實例幫助學(xué)生理解。

突出教學(xué)重點，強(qiáng)調(diào)難點，通過對比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動探究：

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

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

技能訓(xùn)練：

設(shè)計實踐活動或?qū)嶒?，讓學(xué)生在實踐中體驗萬有引力定律及航天的應(yīng)用，提高實踐能力。

在萬有引力定律及航天新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對知識點進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)教學(xué)重點和難點，幫助學(xué)生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計用時：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)生對萬有引力定律及航天知識的掌握情況。

鼓勵學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決萬有引力定律及航天問題。

錯題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯誤，進(jìn)行及時訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹與萬有引力定律及航天內(nèi)容相關(guān)的拓展知識，拓寬學(xué)生的知識視野。

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

情感升華：

結(jié)合萬有引力定律及航天內(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)生的社會責(zé)任感。

鼓勵學(xué)生分享學(xué)習(xí)萬有引力定律及航天的心得和體會，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的萬有引力定律及航天內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)教學(xué)重點和難點。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的萬有引力定律及航天內(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)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識與技能：

學(xué)生將能夠準(zhǔn)確理解萬有引力定律的表述及適用范圍，掌握質(zhì)量、距離和引力之間的關(guān)系，并能夠運(yùn)用萬有引力定律解決實際問題。

舉例：學(xué)生能夠運(yùn)用萬有引力定律計算兩個物體之間的引力，并解釋地球衛(wèi)星的軌道周期、軌道半徑等。

2.過程與方法：

學(xué)生將能夠通過觀察、實驗、驗證等方法，探究萬有引力定律的適用范圍和實際應(yīng)用，提高學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的能力。

舉例：學(xué)生能夠通過實驗操作，觀察地球引力對物體運(yùn)動的影響，并能夠運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行實踐活動，如計算人造地球衛(wèi)星的軌道參數(shù)等。

3.情感態(tài)度與價值觀：

學(xué)生將能夠了解我國在航天領(lǐng)域取得的成就，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的熱愛和探索精神。

舉例：學(xué)生能夠通過觀看我國航天領(lǐng)域的成就視頻，了解長征系列運(yùn)載火箭、嫦娥探月工程等，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。

4.合作與交流：

學(xué)生將能夠在小組討論環(huán)節(jié)中，與他人合作、交流，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力和溝通能力。

舉例：學(xué)生在討論萬有引力定律在實際問題中的應(yīng)用時，能夠與組員共同探討，分享自己的觀點和心得，并能夠傾聽他人的意見，共同解決問題。

5.創(chuàng)新與實踐：

學(xué)生將能夠通過實踐活動，將理論知識運(yùn)用到實際問題中，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識。

舉例：學(xué)生能夠設(shè)計航天器軌道計算的實踐活動，運(yùn)用萬有引力定律解決軌道參數(shù)計算的問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。

6.綜合應(yīng)用：

學(xué)生將能夠?qū)⑷f有引力定律的知識與其他學(xué)科知識相結(jié)合，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

舉例：學(xué)生能夠?qū)⑷f有引力定律與數(shù)學(xué)知識相結(jié)合，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行引力計算，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。七、板書設(shè)計1.①萬有引力定律的表述：F=G*m1*m2/r^2

②地球引力對物體運(yùn)動的影響：重力、拋體運(yùn)動、圓周運(yùn)動等

③萬有引力定律的計算方法：G=6.67*10^-11N*m^2/kg^2

2.①地球引力對物體運(yùn)動的影響：重力加速度g=9.8m/s^2

②地球衛(wèi)星的軌道周期：T=2*π*√(r^3/GM)

③人造地球衛(wèi)星的軌道高度：h=R+r

3.①我國在航天領(lǐng)域取得的成就：長征系列運(yùn)載火箭、嫦娥探月工程、火星探測等

②航天器軌道計算：GM=4*π^2*r/T^2

③引力波的發(fā)現(xiàn)：2015年，LIGO實驗首次觀測到引力波

板書設(shè)計應(yīng)條理清楚、重點突出、簡潔明了，以便于學(xué)生理解和記憶。同時，板書設(shè)計應(yīng)具有藝術(shù)性和趣味性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。八、教學(xué)反思與改進(jìn)在完成本節(jié)課的教學(xué)后，我進(jìn)行了深入的反思，以評估教學(xué)效果并識別需要改進(jìn)的地方。

首先，我注意到學(xué)生在理解和運(yùn)用萬有引力定律時存在一定的困難。部分學(xué)生對公式的理解和運(yùn)用不夠熟練，導(dǎo)致在解決實際問題時出現(xiàn)錯誤。為了改進(jìn)這一點，我計劃在未來的教學(xué)中增加更多的實例和習(xí)題，幫助學(xué)生更好地理解和運(yùn)用萬有引力定律。

其次，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在進(jìn)行實驗操作時，對地球引力對物體運(yùn)動的影響的理解不夠深刻。為了提高學(xué)生對這一知識點的理解，我計劃在未來的教學(xué)中增加更多的實驗操作，讓學(xué)生通過實際操作來更深入地理解地球引力對物體運(yùn)動的影響。

另外，我在課堂互動環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在分享自己的觀點和疑問時，有時會出現(xiàn)沉默的情況。為了鼓勵學(xué)生積極參與課堂討論，我計劃在未來的教學(xué)中采取更多的互動方式，如小組討論、問題解答等，以提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)興趣。

最后，我認(rèn)為在本節(jié)課的教學(xué)中，我對學(xué)生的關(guān)注度不夠。為了更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求，我計劃在未來的教學(xué)中加強(qiáng)與學(xué)生的溝通，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和困難，以便更好地指導(dǎo)學(xué)生。

1.增加更多的實例和習(xí)題，幫助學(xué)生更好地理解和運(yùn)用萬有引力定律。

2.增加更多的實驗操作，讓學(xué)生通過實際操作來更深入地理解地球引力對物體運(yùn)動的影響。

3.采取更多的互動方式，如小組討論、問題解答等，以提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)興趣。

4.加強(qiáng)與學(xué)生的溝通，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和困難，以便更好地指導(dǎo)學(xué)生。課后拓展1.拓展內(nèi)容

（1）閱讀材料：

-《從地球到月球》（儒勒·凡爾納）：一部科幻小說，描繪了人類首次登月的壯麗歷程，激發(fā)學(xué)生對航天科技的興趣。

-《宇宙簡史》（史蒂芬·霍金）：介紹宇宙的起源、黑洞、引力波等宇宙知識，拓寬學(xué)生對宇宙的認(rèn)知。

-《航天技術(shù)》（NASA）：介紹航天技術(shù)的發(fā)展歷程、航天器設(shè)計、火箭發(fā)射等知識，增強(qiáng)學(xué)生對航天領(lǐng)域的了解。

（2）視頻資源：

-《嫦娥探月工程》：介紹我國嫦娥探月工程的發(fā)展歷程和取得的成就，激發(fā)學(xué)生對航天事業(yè)的熱愛。

-《火星探測》：介紹火星探測任務(wù)、火星車設(shè)計、火星探索成果等，培養(yǎng)學(xué)生對航天探索的熱情。

-《宇宙探索之路》：記錄人類航天探索的歷程，包括衛(wèi)星發(fā)射、載人航天、太空站建設(shè)等，增強(qiáng)學(xué)生對航天科技的興趣。

2.拓展要求

（1）鼓勵學(xué)生利用課后時間自主學(xué)習(xí)和拓展，深入研究萬有引力定律及其在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

（2）學(xué)生可選擇閱讀材料或觀看視頻資源，通過閱讀和觀看，加深對萬有引力定律及航天