2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第七章 萬有引力與宇宙航行 2 萬有引力定律（1）教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第七章萬有引力與宇宙航行2萬有引力定律（1）教案新人教版必修2授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時間課程基本信息1.課程名稱：高中物理第七章萬有引力與宇宙航行2萬有引力定律（1）

2.教學(xué)年級和班級：高中二年級，理科班

3.授課時間：2024年10月15日，星期二，第1節(jié)

4.教學(xué)時數(shù)：45分鐘

本節(jié)課將依據(jù)新人教版必修2教材，深入探討萬有引力定律的概念、公式及其應(yīng)用，通過實(shí)例分析，使學(xué)生在理解萬有引力定律的基礎(chǔ)上，掌握天體運(yùn)動的基本原理，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用邏輯推理和數(shù)學(xué)工具分析萬有引力定律的能力，理解物理概念的本質(zhì)。

2.實(shí)踐探究：通過實(shí)例分析，讓學(xué)生掌握萬有引力定律的應(yīng)用，提高解決實(shí)際問題的能力。

3.科學(xué)態(tài)度：激發(fā)學(xué)生對宇宙探索的興趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、勇于探索的科學(xué)態(tài)度。

4.團(tuán)隊(duì)協(xié)作：鼓勵學(xué)生在小組討論中積極發(fā)表見解，提高合作解決問題的能力。學(xué)情分析高中二年級理科班學(xué)生在知識層面，已具備了一定的物理基礎(chǔ)知識，掌握了牛頓運(yùn)動定律和圓周運(yùn)動的相關(guān)概念。在能力方面，學(xué)生們具有較強(qiáng)的邏輯思維能力和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，能夠運(yùn)用公式解決一些物理問題。但在綜合素質(zhì)方面，部分學(xué)生對物理現(xiàn)象的觀察和實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度有待提高。

在行為習(xí)慣上，大部分學(xué)生具有較好的學(xué)習(xí)態(tài)度，積極參與課堂討論，但仍有部分學(xué)生缺乏主動探究精神，對課程學(xué)習(xí)存在一定的依賴心理。此外，學(xué)生在團(tuán)隊(duì)協(xié)作方面表現(xiàn)不一，部分學(xué)生能夠在小組中發(fā)揮積極作用，而部分學(xué)生則相對沉默。

這些情況對課程學(xué)習(xí)有一定影響，需要在教學(xué)過程中針對不同學(xué)生進(jìn)行差異化指導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其獨(dú)立思考和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，以提高對萬有引力定律的理解和應(yīng)用水平。教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法：結(jié)合講授法、討論法和案例研究法，引導(dǎo)學(xué)生深入理解萬有引力定律的原理和應(yīng)用。通過對比分析不同天體的運(yùn)動，激發(fā)學(xué)生思考，促進(jìn)知識內(nèi)化。

2.教學(xué)活動：設(shè)計(jì)小組討論、實(shí)驗(yàn)演示和互動游戲等活動，讓學(xué)生在討論中碰撞思維，實(shí)驗(yàn)中觀察現(xiàn)象，游戲中體驗(yàn)物理原理，提高課堂參與度和學(xué)習(xí)興趣。

3.教學(xué)媒體：利用多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)資源和物理實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，輔助教學(xué)，形象展示萬有引力定律的相關(guān)知識和實(shí)例，增強(qiáng)學(xué)生對抽象概念的理解。同時，鼓勵學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)查詢資料，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對萬有引力定律的興趣，激發(fā)其探索宇宙的欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是萬有引力嗎？它與我們生活的地球和其他天體有什么關(guān)系？”

展示宇宙中天體相互作用的圖片和視頻片段，讓學(xué)生初步感受萬有引力的普遍存在和重要性。

簡短介紹萬有引力定律的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.萬有引力基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解萬有引力定律的基本概念、公式和原理。

過程：

講解萬有引力定律的定義，包括牛頓的發(fā)現(xiàn)歷程和公式表達(dá)。

通過地球與月球、地球與蘋果等實(shí)例，讓學(xué)生更好地理解萬有引力定律的實(shí)際應(yīng)用。

3.萬有引力案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解萬有引力定律的特性和應(yīng)用。

過程：

選擇幾個典型的案例，如航天器軌道設(shè)計(jì)、衛(wèi)星發(fā)射等，進(jìn)行分析。

詳細(xì)介紹每個案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解萬有引力定律在航天等領(lǐng)域的應(yīng)用。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實(shí)際生活和學(xué)習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用萬有引力定律解決實(shí)際問題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論萬有引力定律在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個與萬有引力定律相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時加深全班對萬有引力定律的認(rèn)識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評，促進(jìn)互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)萬有引力定律的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括萬有引力定律的基本概念、公式、案例分析和小組討論等。

強(qiáng)調(diào)萬有引力定律在現(xiàn)實(shí)生活和學(xué)習(xí)中的價值和作用，鼓勵學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用萬有引力定律。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于萬有引力定律在實(shí)際應(yīng)用中的短文或報告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《宇宙的奧秘：萬有引力與天體運(yùn)動》

-《從蘋果落地到航天飛行：萬有引力定律的科學(xué)探索》

-《牛頓傳：萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)者》

-《航天技術(shù)中的物理原理：萬有引力定律的應(yīng)用》

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-研究萬有引力定律在航天工程中的應(yīng)用，如衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)、火星探測等。

-探討萬有引力與地球上的潮汐現(xiàn)象之間的聯(lián)系。

-分析萬有引力定律對行星運(yùn)動規(guī)律的影響，了解開普勒定律與牛頓定律之間的關(guān)系。

-調(diào)查歷史上對萬有引力定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，如卡文迪許的扭秤實(shí)驗(yàn)。

-通過物理實(shí)驗(yàn)或計(jì)算機(jī)模擬，觀察和分析兩個天體之間的引力相互作用。

-閱讀相關(guān)科學(xué)家傳記，了解他們在發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證萬有引力定律過程中的貢獻(xiàn)和科學(xué)精神。

-結(jié)合現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展，了解相對論對萬有引力定律的修正和拓展。

鼓勵學(xué)生在課后通過以上拓展閱讀材料和自主學(xué)習(xí)探究，深入理解萬有引力定律的內(nèi)涵和外延，提高物理學(xué)科素養(yǎng)，培養(yǎng)科學(xué)探究和創(chuàng)新思維能力。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識點(diǎn)：

-萬有引力定律公式：F=G*(m1*m2)/r^2

-牛頓萬有引力定律的四大要素：質(zhì)量、距離、萬有引力常數(shù)、力的方向

-萬有引力與天體運(yùn)動的關(guān)系：行星運(yùn)動規(guī)律、衛(wèi)星軌道、地球上的重力

②詞、句：

-"萬有引力，宇宙間的無形紐帶"

-"從蘋果落地到航天飛行，萬有引力定律的奇妙旅程"

-"探索宇宙，理解自然，萬有引力開啟知識大門"

③藝術(shù)性與趣味性：

-使用不同顏色的粉筆，突出重點(diǎn)公式和關(guān)鍵詞，如綠色標(biāo)注公式，藍(lán)色標(biāo)注重要概念。

-在黑板上繪制簡單的天體運(yùn)行軌跡圖，展示萬有引力作用下的運(yùn)動規(guī)律。

-創(chuàng)設(shè)“宇宙空間站”情境，將板書設(shè)計(jì)成太空艙風(fēng)格，增加趣味性。

-結(jié)合物理與藝術(shù)，使用圖案和符號輔助表達(dá)復(fù)雜概念，如使用心形符號表示萬有引力是宇宙中的“吸引力”。教學(xué)反思與改進(jìn)在上完這節(jié)關(guān)于萬有引力定律的課程后，我進(jìn)行了深入的反思。首先，我注意到在講解萬有引力定律的基本概念時，部分學(xué)生似乎對公式的理解不夠深入。這可能是因?yàn)槲覜]有足夠的時間進(jìn)行詳細(xì)的解釋和示范。為了改善這一點(diǎn)，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中，增加一些互動環(huán)節(jié)，如讓學(xué)生自己推導(dǎo)公式，或者通過物理實(shí)驗(yàn)來直觀展示萬有引力的作用。

其次，我發(fā)現(xiàn)小組討論的環(huán)節(jié)，有些小組的參與度不高，這可能是因?yàn)槲覍τ懻撝黝}的設(shè)定不夠明確，或者學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力有待提高。針對這個問題，我打算在下次課中，提前為學(xué)生提供更具體的討論指導(dǎo)，明確討論的目的和預(yù)期成果，并鼓勵每個小組成員都積極參與進(jìn)來。

此外，我也注意到在課堂展示環(huán)節(jié)，學(xué)生的表達(dá)能力還有待加強(qiáng)。為了提高學(xué)生的口頭表達(dá)能力，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中，增加一些口頭報告的練習(xí)，如課前演講、小組報告等，讓學(xué)生有更多的機(jī)會練習(xí)和改進(jìn)。

為了評估教學(xué)效果，我將在課后收集學(xué)生的反饋，了解他們對課程內(nèi)容的掌握程度，以及他們對教學(xué)方法的意見。同時，我也會通過觀察學(xué)生的課后作業(yè)完成情況，來判斷他們對知識點(diǎn)的理解和應(yīng)用能力。

改進(jìn)措施如下：

1.在公式推導(dǎo)環(huán)節(jié)，增加學(xué)生的動手操作機(jī)會，讓他們通過實(shí)際計(jì)算來加深對公式的理解。

2.在小組討論前，提供更明確的討論指南，并在討論過程中巡回指導(dǎo)，確保每個小組都能積極參與。

3.定期組織口頭報告活動，為學(xué)生提供表達(dá)自己觀點(diǎn)的平臺，同時給予他們反饋和指導(dǎo)，幫助他們提高表達(dá)能力。

4.結(jié)合學(xué)生的反饋和作業(yè)情況，及時調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的實(shí)際需求相匹配。典型例題講解1.計(jì)算地球與月球之間的萬有引力：

給定數(shù)據(jù)：地球質(zhì)量M=5.97×10^24kg，月球質(zhì)量m=7.35×10^22kg，地球與月球之間的距離r=3.84×10^8m，萬有引力常數(shù)G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

問題：計(jì)算地球與月球之間的萬有引力。

解答：F=G*(M*m)/r^2=6.67×10^-11*(5.97×10^24*7.35×10^22)/(3.84×10^8)^2≈1.98×10^20N。

2.計(jì)算地球表面的重力加速度：

給定數(shù)據(jù)：地球半徑R=6.37×10^6m，地球質(zhì)量M=5.97×10^24kg，萬有引力常數(shù)G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

問題：計(jì)算地球表面的重力加速度。

解答：g=G*M/R^2=6.67×10^-11*5.97×10^24/(6.37×10^6)^2≈9.81m/s^2。

3.計(jì)算繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星速度：

給定數(shù)據(jù)：地球質(zhì)量M=5.97×10^24kg，衛(wèi)星質(zhì)量m=1000kg，衛(wèi)星軌道半徑r=6.67×10^6m，萬有引力常數(shù)G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

問題：計(jì)算該衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的速度。

解答：v=√(G*M/r)=√(6.67×10^-11*5.97×10^24/6.67×10^6)≈7.73×10^3m/s。

4.計(jì)算兩個質(zhì)點(diǎn)在距離為d時的萬有引力：

給定數(shù)據(jù)：兩個質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量分別為m1=1kg和m2=2kg，它們之間的距離為d=1m，萬有引力常數(shù)G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

問題：計(jì)算這兩個質(zhì)點(diǎn)之間的萬有引力。

解答：F=G*(m1*m2)/d^2=6.67×10^-11*(1*2)/1^2≈1.34×10^-11N。

5.計(jì)算天體的運(yùn)動