廣東省揭陽市高中物理第六章萬有引力與航天6.4萬有引力定律得理論成就（1）教案新人教版必修2

廣東省揭陽市高中物理第六章萬有引力與航天6.4萬有引力定律得理論成就（1）教案新人教版必修2科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）廣東省揭陽市高中物理第六章萬有引力與航天6.4萬有引力定律得理論成就（1）教案新人教版必修2教學內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學內(nèi)容為廣東省揭陽市高中物理新人教版必修2教材第六章萬有引力與航天6.4節(jié)“萬有引力定律的理論成就（1）”。

2.教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課主要介紹萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程及其理論成就，要求學生掌握萬有引力定律的基本內(nèi)容，理解其物理意義。這與學生已學習的牛頓運動定律、圓周運動等知識有密切聯(lián)系，有助于學生更好地理解萬有引力定律在物理學中的地位和作用。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標旨在培養(yǎng)學生的物理觀念、科學思維和創(chuàng)新意識。通過學習萬有引力定律的理論成就，學生將能夠運用物理知識解釋天體運動現(xiàn)象，形成對自然界的整體認識；培養(yǎng)運用數(shù)學工具解決物理問題的能力，提升邏輯推理和數(shù)學建模的技能；同時，通過探討科學家的探索過程，激發(fā)學生的科學探究興趣，培養(yǎng)其獨立思考和創(chuàng)新能力。教學難點與重點1.教學重點

①萬有引力定律的表述及其公式：掌握萬有引力定律的具體內(nèi)容，理解引力公式中各量的物理意義及其單位。

②萬有引力定律的應用：能夠運用萬有引力定律解釋和計算天體運動中的引力問題，如行星運動、衛(wèi)星軌道等。

2.教學難點

①萬有引力定律的推導過程：理解萬有引力定律的推導過程，包括卡文迪許實驗的原理和結果，以及牛頓對萬有引力定律的提出。

②引力加速度與重力加速度的關系：區(qū)分引力加速度和重力加速度的概念，理解它們在不同天體和位置上的變化規(guī)律，并能進行相應的計算。教學資源1.軟硬件資源

-物理實驗室設備（如彈簧秤、滑輪組等）

-多媒體投影儀

-電腦

2.課程平臺

-學校教學管理系統(tǒng)

-物理學科在線教學資源庫

3.信息化資源

-物理教學動畫軟件

-天體運動模擬軟件

-物理學科相關教學視頻

4.教學手段

-小組討論

-實驗操作

-課堂提問與解答

-作業(yè)練習與反饋教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預習資料，包括萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)背景、公式推導的初步介紹，明確預習目標和要求。

-設計預習問題：圍繞萬有引力定律的推導過程，設計問題如“卡文迪許實驗是如何測量引力常量的？”“萬有引力定律公式中各量的物理意義是什么？”

-監(jiān)控預習進度：通過平臺功能或學生反饋，監(jiān)控學生的預習進度，確保對萬有引力定律的基本概念有初步理解。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：學生閱讀預習資料，理解萬有引力定律的基本概念和推導過程。

-思考預習問題：學生針對預習問題進行獨立思考，記錄理解和疑問。

-提交預習成果：學生將預習成果，如筆記、思維導圖、問題等提交至平臺。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主思考萬有引力定律的基本概念。

-信息技術手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預習資源的共享和監(jiān)控。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過介紹牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的歷史故事，激發(fā)學生學習興趣。

-講解知識點：詳細講解萬有引力定律的公式推導過程，結合天體運動實例幫助學生理解。

-組織課堂活動：設計小組討論，探討萬有引力定律在實際應用中的案例分析，如衛(wèi)星發(fā)射軌道計算。

-解答疑問：針對學生在學習中產(chǎn)生的疑問，進行及時解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：學生認真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：學生積極參與小組討論，通過案例學習萬有引力定律的應用。

-提問與討論：學生針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：詳細講解萬有引力定律的公式推導和實際應用。

-實踐活動法：通過案例分析，讓學生在實踐中掌握萬有引力定律的應用。

-合作學習法：通過小組討論，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：布置與萬有引力定律相關的計算題和思考題，鞏固學生對定律的理解和應用能力。

-提供拓展資源：提供有關萬有引力定律的拓展學習資料，如宇宙探索的紀錄片、學術論文等。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋和指導。

學生活動：

-完成作業(yè)：學生認真完成作業(yè)，通過計算和思考題鞏固學習效果。

-拓展學習：學生利用拓展資源，進行進一步的學習和思考。

-反思總結：學生對學習過程和成果進行反思，提出改進建議。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

-反思總結法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結。

作用與目的：

-鞏固學生在課堂上學到的萬有引力定律知識點和計算技能。

-通過拓展學習，拓寬學生的知識視野，理解萬有引力定律在現(xiàn)代科技中的應用。

-通過反思總結，幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的不足，提出改進建議，促進自我提升。學生學習效果學生學習效果顯著，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握方面：

-學生能夠熟練背誦并解釋萬有引力定律的內(nèi)容，理解引力公式中各量的物理意義，如引力常量G、質量m1和m2、距離r等。

-學生能夠運用萬有引力定律進行簡單的計算，如計算兩個質點之間的引力大小、天體質量等。

-學生能夠描述萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，了解牛頓對萬有引力定律的貢獻，以及卡文迪許實驗在測量引力常量中的作用。

2.理解應用方面：

-學生能夠將萬有引力定律應用于解釋天體運動現(xiàn)象，如行星圍繞太陽的運動、衛(wèi)星繞地球的運行等。

-學生能夠通過萬有引力定律分析實際問題，如衛(wèi)星發(fā)射軌道的計算、航天器在軌道上的運動狀態(tài)等。

-學生能夠運用數(shù)學工具，如微積分，解決萬有引力定律相關的復雜問題，如變質量系統(tǒng)的引力計算。

3.科學思維方面：

-學生能夠通過實驗和觀察，如模擬天體運動的實驗，培養(yǎng)科學探究的能力，形成科學思維。

-學生在解決萬有引力定律相關問題時，能夠運用邏輯推理和科學方法，分析問題、提出假設、設計實驗和驗證結論。

-學生能夠批判性地思考萬有引力定律的局限性，如它不適用于高速運動的物體或強引力場中的情況，從而引出廣義相對論的概念。

4.創(chuàng)新意識方面：

-學生在學習和應用萬有引力定律的過程中，能夠提出新的問題和想法，嘗試不同的解題方法和思路。

-學生能夠結合現(xiàn)代科技，如航天技術，探討萬有引力定律在新技術中的應用和未來發(fā)展。

-學生在小組討論和合作學習中，能夠提出創(chuàng)新性的解決方案，展現(xiàn)團隊合作和創(chuàng)新思維。

5.學習習慣與方法方面：

-學生能夠通過自主學習，如預習和復習，提高學習效率和自主學習能力。

-學生能夠通過反思和總結，發(fā)現(xiàn)自己在學習萬有引力定律過程中的不足，及時調(diào)整學習策略和方法。

-學生能夠利用信息技術手段，如在線資源和教學平臺，獲取更多學習資料，拓展知識視野。

6.情感態(tài)度與價值觀方面：

-學生對物理學科的興趣和熱情得到提升，尤其是對天體物理和航天領域的興趣。

-學生能夠認識到科學研究的嚴謹性和持久性，理解科學家在探索自然規(guī)律過程中所體現(xiàn)的堅持不懈和勇于創(chuàng)新的精神。

-學生在掌握萬有引力定律的同時，能夠體會到科學知識對人類文明進步的重要貢獻，形成正確的科學價值觀。典型例題講解例題1：

題目：一個質量為m的小球，從高度H處自由落下，不考慮空氣阻力。求小球落地時的速度v和落地前1秒內(nèi)的位移h。

解答：

根據(jù)自由落體運動的公式，落地時的速度v可以通過以下公式計算：

\[v=\sqrt{2gH}\]

其中，g為重力加速度，取值約為9.8m/s2。

落地前1秒內(nèi)的位移h可以通過以下公式計算：

\[h=\frac{1}{2}gt^2\]

由于是落地前1秒，所以t=1秒，代入公式得：

\[h=\frac{1}{2}g(1)^2=\frac{1}{2}\times9.8\times1=4.9\text{m}\]

例題2：

題目：地球的質量是M，半徑是R，一個質量為m的衛(wèi)星在距地面高度h的軌道上運行。求衛(wèi)星的運行速度v和周期T。

解答：

衛(wèi)星的運行速度v可以通過以下公式計算：

\[v=\sqrt{\frac{GM}{R+h}}\]

其中，G為萬有引力常數(shù)。

衛(wèi)星的運行周期T可以通過以下公式計算：

\[T=2\pi\sqrt{\frac{(R+h)^3}{GM}}\]

例題3：

題目：兩個質量分別為m1和m2的物體，相距r，求它們之間的引力F。

解答：

根據(jù)萬有引力定律，兩個物體之間的引力F可以通過以下公式計算：

\[F=\frac{Gm1m2}{r^2}\]

例題4：

題目：一個質量為m的衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做圓周運動，其軌道半徑為R（地球半徑），求衛(wèi)星的向心加速度a。

解答：

衛(wèi)星的向心加速度a可以通過以下公式計算：

\[a=\frac{v^2}{R}\]

由于衛(wèi)星在地球表面附近繞地球運動，其速度v可以通過萬有引力提供的向心力來計算：

\[\frac{GMm}{R^2}=\frac{mv^2}{R}\]

解得：

\[v=\sqrt{\frac{GM}{R}}\]

代入向心加速度公式得：

\[a=\frac{GM}{R^2}\]

例題5：

題目：一個質量為m的物體在地球表面上的重力是Fg，求該物體在地球半徑2倍的高度的軌道上的重力Fg'。

解答：

在地球表面上的重力Fg可以通過以下公式計算：

\[Fg=\frac{GMm}{R^2}\]

在地球半徑2倍的高度的軌道上的重力Fg'可以通過以下公式計算：

\[Fg'=\frac{GMm}{(2R)^2}=\frac{GMm}{4R^2}=\frac{1}{4}Fg\]

因此，物體在地球半徑2倍的高度的軌道上的重力是其在地球表面上重力的四分之一。反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.引入歷史故事：在講解萬有引力定律時，我通過介紹牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的歷史背景，激發(fā)學生的學習興趣，讓他們更加投入地學習物理知識。

2.結合實際應用：我嘗試將萬有引力定律與航天技術、衛(wèi)星導航等現(xiàn)代科技應用相結合，讓學生了解物理知識在現(xiàn)代科技中的重要性，提高他們的學習積極性。

3.創(chuàng)設互動環(huán)節(jié)：在課堂上，我設計了多個互動環(huán)節(jié)，如小組討論、角色扮演等，讓學生在互動中學習，培養(yǎng)他們的合作精神和溝通能力。

（二）存在主要問題

1.教學深度不足：在講解萬有引力定律的推導過程時，我發(fā)現(xiàn)部分學生對公式的理解不夠深入，對推導過程的理解也不夠清晰。

2.學生參與度不高：盡管我設計了多個互動環(huán)節(jié)，但部分學生在課堂上仍然表現(xiàn)出較低的參與度，影響了教學效果。

3.教學評價單一：目前的教學評價主要依賴考試成績，忽視了學生在學習過程中的表現(xiàn)，不能全面反映學生的學習情況。

（三）改進措施

1.深化教學內(nèi)容：針對教學深度不足的問題，我計劃在課堂上詳細講解萬有引力定律的推導過程，結合實際例子讓學生更好地理解公式背后的物理意義。

2.提高學生參與度：為了提高學生的參與度，我將在課堂上增加更多的互動環(huán)節(jié)，如實驗操作、問題解答等，讓學生在實踐中學習，提高他們的學習興趣。

3.多元化教學評價：我將嘗試采用多元化的教學評價方式，如課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、小組討論等，全面評價學生的學習情況，以便更好地指導他們的學習。

4.加強課后輔導：針對部分學生的疑問，我將加強課后輔導，通過線上平臺或面對面交流，及時解答他們的疑問，幫助他們掌握萬有引力定律的知識。

5.拓展教學資源：為了讓學生更好地理解萬有引力定律的應用，我計劃提供更多的教學資源，如相關學術論文、紀錄片等，讓學生在課后進行拓展學習，拓寬知識視野。板書設計1.萬有引力定律的內(nèi)容：

①萬有引力定律的表述：兩個質點之間的引力大小與它們的質量乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比。

②萬有引力定律的公式：F=G*(m1*m2)/r2

③引力常量G：萬有引力定律中的比例常數(shù)，其值約為6.674×10?11N·m2/kg2。

2.萬有