2024-2025學(xué)年高中物理 第三章 萬有引力定律 2 萬有引力定律教案1 教科版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第三章萬有引力定律2萬有引力定律教案1教科版必修2學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教材分析本節(jié)課為人教版高中物理必修2第三章“萬有引力定律”的第二節(jié)“萬有引力定律的應(yīng)用”。學(xué)生通過前導(dǎo)課程已掌握了牛頓運動定律和開普勒行星運動定律，本節(jié)課將綜合運用這些知識來推導(dǎo)萬有引力定律，并通過實際例子讓學(xué)生了解萬有引力定律在現(xiàn)實世界中的應(yīng)用。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)思維。通過探究萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，提升學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。同時，通過學(xué)習(xí)萬有引力定律，培養(yǎng)學(xué)生對自然界規(guī)律的認知，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的熱愛和好奇心。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公式：F=G(Mm/r^2)，其中F表示兩個物體之間的引力，G為萬有引力常數(shù)，M和m分別為兩個物體的質(zhì)量，r為它們之間的距離。

（2）萬有引力定律的應(yīng)用：理解并掌握萬有引力定律在現(xiàn)實世界中的應(yīng)用，如地球引力、天體運動等。

（3）萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程：了解牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程，以及其對物理學(xué)發(fā)展的意義。

2.教學(xué)難點：

（1）萬有引力定律的推導(dǎo)：理解并掌握萬有引力定律的推導(dǎo)過程，包括運用開普勒行星運動定律和牛頓運動定律。

（2）萬有引力常數(shù)G的求解：理解萬有引力常數(shù)G的求解方法，以及其數(shù)值的測定過程。

（3）萬有引力定律在復(fù)雜情況下的應(yīng)用：掌握萬有引力定律在非均勻引力場、多物體系統(tǒng)中的應(yīng)用方法。

（4）萬有引力定律與現(xiàn)實世界的聯(lián)系：理解萬有引力定律在現(xiàn)實世界中的重要性，如地球引力對物體運動的影響、天體運動規(guī)律等。

舉例說明：

對于教學(xué)重點中的萬有引力定律的表述及公式，可以舉例解釋其在地球引力中的應(yīng)用。例如，地球?qū)Φ孛嫔系奈矬w施加的引力，就是根據(jù)萬有引力定律計算得出的。

對于教學(xué)難點中的萬有引力定律的推導(dǎo)，可以舉例說明運用開普勒行星運動定律和牛頓運動定律推導(dǎo)萬有引力定律的過程。例如，牛頓通過觀察蘋果落地的現(xiàn)象，啟發(fā)他思考地球?qū)μO果的引力與行星運動的規(guī)律之間的關(guān)系，最終推導(dǎo)出了萬有引力定律。教學(xué)資源準備1.教材：確保每位學(xué)生都有《2024-2025學(xué)年高中物理第三章萬有引力定律2萬有引力定律教案1教科版必修2》的教材或?qū)W習(xí)資料，以便學(xué)生能夠跟隨教學(xué)進度進行學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。

2.輔助材料：準備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，如地球和月球之間的引力作用示意圖、太陽和行星之間的引力作用示意圖、萬有引力常數(shù)G的測定實驗視頻等，以便在教學(xué)過程中進行直觀展示和講解。

3.實驗器材：如果涉及實驗，確保實驗器材的完整性和安全性。例如，準備彈簧測力計、質(zhì)量塊、繩子等實驗器材，以便學(xué)生能夠親自動手進行實驗，加深對萬有引力定律的理解和記憶。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，如設(shè)置分組討論區(qū)，配備桌椅和白板，以便學(xué)生能夠在小組討論中進行交流和合作；設(shè)置實驗操作臺，配備實驗器材和實驗指導(dǎo)書，以便學(xué)生能夠進行實驗操作和觀察實驗結(jié)果。

5.教學(xué)課件：制作教學(xué)課件，包括教學(xué)內(nèi)容的講解、例題的展示、實驗的操作步驟等，以便在教學(xué)過程中進行輔助講解和展示。

6.網(wǎng)絡(luò)資源：確保教學(xué)過程中可以正常使用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線視頻、學(xué)術(shù)文章等，以便在教學(xué)過程中提供更多的學(xué)習(xí)資料和信息。

7.學(xué)習(xí)任務(wù)單：設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)單，包括學(xué)習(xí)目標、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)任務(wù)等，以便學(xué)生能夠明確學(xué)習(xí)目標和任務(wù)，進行自主學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是《萬有引力定律》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個問題：“你們知道地球為什么能讓物體落向地面嗎？”這個問題與我們將要學(xué)習(xí)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定律的奧秘。

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在1687年提出的，它描述了兩個物體之間的引力與它們的質(zhì)量和距離的關(guān)系。這個定律的重要性在于它能解釋地球上物體的運動、天體的運動等自然現(xiàn)象。

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實際中的應(yīng)用，以及它如何幫助我們解決問題。例如，通過萬有引力定律，我們可以計算地球?qū)ξ矬w施加的引力，從而了解物體的重量。

3.重點難點解析：在講授過程中，我會特別強調(diào)萬有引力定律的表述及公式推導(dǎo)這個重點。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(xué)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。這個操作將演示萬有引力定律的基本原理。

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(xué)生小組討論（用時10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“萬有引力定律在現(xiàn)實生活中的應(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(dǎo)與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個引導(dǎo)者，幫助學(xué)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(xué)習(xí)，我們了解了萬有引力定律的基本概念、重要性和應(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。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料，如關(guān)于萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷史、科學(xué)家牛頓的生平事跡、其他行星上的萬有引力現(xiàn)象等。這些材料可以幫助學(xué)生更深入地了解萬有引力定律的背景和應(yīng)用。

2.鼓勵學(xué)生進行課后自主學(xué)習(xí)和探究。例如，學(xué)生可以在家中找一些物體進行實驗，觀察和記錄它們之間的引力作用。他們還可以查閱一些科學(xué)雜志或互聯(lián)網(wǎng)上的最新研究成果，了解萬有引力定律在現(xiàn)代科學(xué)研究中的最新進展。

3.學(xué)生可以嘗試解決一些與萬有引力定律相關(guān)的實際問題，如計算兩個物體之間的引力大小、設(shè)計一個簡單的引力模擬實驗等。通過這些實踐活動，學(xué)生能夠更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的知識。

4.鼓勵學(xué)生參與科學(xué)討論和交流。他們可以加入學(xué)校的科學(xué)俱樂部或參加科學(xué)講座，與其他對物理感興趣的學(xué)生和老師交流他們的想法和研究成果。這樣的交流可以幫助學(xué)生拓寬視野，激發(fā)他們的創(chuàng)新思維。

5.學(xué)生可以嘗試閱讀一些關(guān)于物理學(xué)發(fā)展的歷史書籍或觀看相關(guān)的紀錄片。通過了解物理學(xué)的發(fā)展過程，學(xué)生能夠更好地理解萬有引力定律的重要性和它在科學(xué)史上的地位。

6.鼓勵學(xué)生進行科學(xué)寫作和表達。他們可以撰寫關(guān)于萬有引力定律的科普文章或制作相關(guān)的科學(xué)演示文稿。通過寫作和表達，學(xué)生能夠更好地整理和鞏固所學(xué)的知識，并提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：觀察學(xué)生在課堂上的參與程度、提問和回答問題的積極性以及他們的注意力集中情況。了解學(xué)生對萬有引力定律的基本概念和公式的掌握情況。

2.小組討論成果展示：評估學(xué)生在小組討論中的參與程度和他們的合作能力。檢查學(xué)生是否能夠運用所學(xué)的萬有引力定律知識來分析和解決實際問題。

3.隨堂測試：通過隨堂測試來評估學(xué)生對萬有引力定律的理解和應(yīng)用能力。測試可以包括選擇題、填空題和解答題，以檢驗學(xué)生對萬有引力定律的掌握程度。

4.作業(yè)完成情況：檢查學(xué)生完成作業(yè)的情況，包括作業(yè)的準確性、書寫規(guī)范和提交時間。評估學(xué)生對萬有引力定律知識點的理解和應(yīng)用能力。

5.教師評價與反饋：針對學(xué)生的課堂表現(xiàn)、小組討論成果、隨堂測試和作業(yè)完成情況進行綜合評價。提供積極的反饋和建議，幫助學(xué)生鞏固優(yōu)點和改進不足之處。同時，鼓勵學(xué)生提出問題和不明白的地方，以便及時解答和指導(dǎo)。典型例題講解例題1：

一個質(zhì)量為m的物體在距離地球表面為h的太空中，受到地球的萬有引力為多大？

答案：萬有引力F=G*M*m/(R^2+h^2)^(3/2)，其中M是地球的質(zhì)量，R是地球的半徑。將地球的平均密度代入，可以得到F=G*(5/12)*M*m/(R^2+h^2)^(3/2)。

例題2：

一個質(zhì)量為M的物體和一個質(zhì)量為m的物體在距離地球表面為h的太空中，它們之間的萬有引力為多大？

答案：萬有引力F=G*M*m/(R^2+h^2)^(3/2)，其中R是地球的半徑。

例題3：

一個質(zhì)量為M的物體和一個質(zhì)量為m的物體在距離地球表面為h的太空中，它們的萬有引力對質(zhì)量為m的物體所做的功為多大？

答案：功W=-G*M*m*h/(R^2+h^2)^(3/2)，其中負號表示功的方向與萬有引力方向相反。

例題4：

一個質(zhì)量為M的物體和一個質(zhì)量為m的物體在距離地球表面為h的太空中，它們的萬有引力對質(zhì)量為m的物體產(chǎn)生的勢能為多大？

答案：勢能U=