2024-2025學(xué)年高中物理 第六章 萬有引力與航天 2 太陽與行星間的引力（2）教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第六章萬有引力與航天2太陽與行星間的引力（2）教案新人教版必修2學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是太陽與行星間的引力。教材的章節(jié)為高中物理第六章萬有引力與航天第二節(jié)太陽與行星間的引力（2）。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了萬有引力的概念和計(jì)算方法，本節(jié)課將在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討太陽與行星間的引力。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠理解并應(yīng)用萬有引力定律來解釋太陽與行星之間的關(guān)系。教學(xué)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)態(tài)度四個(gè)方面。

1.物理觀念：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠建立和鞏固對(duì)萬有引力概念的理解，認(rèn)識(shí)太陽與行星間的引力關(guān)系，進(jìn)一步形成對(duì)天體物理的基本認(rèn)識(shí)。

2.科學(xué)思維：學(xué)生將通過對(duì)太陽與行星間引力的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)模型建構(gòu)、證據(jù)分析、邏輯推理等科學(xué)思維能力，提高運(yùn)用物理學(xué)方法解決問題的能力。

3.實(shí)驗(yàn)探究：本節(jié)課將通過觀察和分析實(shí)際的天體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究的方法，驗(yàn)證萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和問題解決能力。

4.科學(xué)態(tài)度：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠認(rèn)識(shí)科學(xué)研究的重要性和局限性，培養(yǎng)對(duì)科學(xué)的敬畏之心，增強(qiáng)對(duì)自然現(xiàn)象的好奇心和探索精神。

綜上，本節(jié)課旨在通過萬有引力與航天這一主題，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，使學(xué)生在知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面得到全面發(fā)展。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）太陽與行星間的引力概念：理解并掌握太陽與行星間的引力概念，認(rèn)識(shí)到它是萬有引力的一個(gè)特殊應(yīng)用。

（2）萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用：掌握萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)用，能夠運(yùn)用該定律解釋和預(yù)測(cè)天體運(yùn)動(dòng)軌跡。

（3）行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律：了解并掌握行星運(yùn)動(dòng)的三大定律，即開普勒定律，能夠運(yùn)用這些定律分析行星的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。

（4）航天技術(shù)：了解航天技術(shù)的基本原理和發(fā)展現(xiàn)狀，認(rèn)識(shí)到它在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的重要地位。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）太陽與行星間引力的計(jì)算：由于涉及到的天體質(zhì)量、距離較大，計(jì)算過程中需要進(jìn)行科學(xué)近似和簡(jiǎn)化，這對(duì)學(xué)生來說是一個(gè)難點(diǎn)。

（2）萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用：學(xué)生需要將抽象的萬有引力定律運(yùn)用到具體的天體運(yùn)動(dòng)問題中，這需要較強(qiáng)的邏輯推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力。

（3）行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推導(dǎo)：學(xué)生需要理解并推導(dǎo)出行星運(yùn)動(dòng)的三大定律，這涉及到復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯推理，是一個(gè)難點(diǎn)。

（4）航天技術(shù)的原理與應(yīng)用：學(xué)生需要理解航天技術(shù)的基本原理，如火箭推進(jìn)、軌道轉(zhuǎn)移等，以及它在實(shí)際應(yīng)用中的各種挑戰(zhàn)和解決方案。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《2024-2025學(xué)年高中物理第六章萬有引力與航天2太陽與行星間的引力（2）教案新人教版必修2》的教材，以便學(xué)生能夠跟隨教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的多媒體資源，包括圖片、圖表、視頻等。例如，可以準(zhǔn)備太陽系模型圖、行星運(yùn)動(dòng)軌跡圖、火箭發(fā)射原理圖等，以直觀展示太陽與行星間的引力關(guān)系和航天技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。

3.實(shí)驗(yàn)器材：如果涉及實(shí)驗(yàn)，需要提前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的器材，并確保其完整性和安全性。例如，可以準(zhǔn)備小型行星模型、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線等，用于模擬太陽與行星間的引力作用實(shí)驗(yàn)。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，對(duì)教室環(huán)境進(jìn)行布置?？梢栽O(shè)置分組討論區(qū)，供學(xué)生進(jìn)行小組討論和實(shí)驗(yàn)操作；同時(shí)，還可以設(shè)置實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，供學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和觀察。

此外，還需要準(zhǔn)備投影儀、計(jì)算機(jī)、白板等教學(xué)設(shè)備，以便教師能夠順利展示教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)行課堂互動(dòng)。同時(shí)，確保網(wǎng)絡(luò)暢通，以便于教師和學(xué)生能夠正常使用在線資源和教學(xué)平臺(tái)。

最后，教師應(yīng)提前熟悉教學(xué)內(nèi)容，準(zhǔn)備好教學(xué)PPT或教案，以便在課堂上進(jìn)行有序的教學(xué)和引導(dǎo)。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生興趣，引入新課內(nèi)容。

過程：教師通過展示太陽系的動(dòng)態(tài)圖像，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注太陽與行星之間的關(guān)系，提問：“你們知道太陽與行星之間是如何相互作用的嗎？”然后簡(jiǎn)要介紹本節(jié)課將學(xué)習(xí)的內(nèi)容，即太陽與行星間的引力。

2.太陽與行星間的引力概念（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生理解太陽與行星間的引力概念。

過程：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧萬有引力的概念，然后引入太陽與行星間的引力，解釋它是萬有引力的一個(gè)特殊應(yīng)用。通過展示太陽與行星間引力的計(jì)算公式，讓學(xué)生初步了解其計(jì)算方法。

3.萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用（20分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用萬有引力定律解釋和預(yù)測(cè)天體運(yùn)動(dòng)的能力。

過程：教師以地球繞太陽運(yùn)動(dòng)為例，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用萬有引力定律分析地球的運(yùn)動(dòng)軌跡。然后，教師給出一個(gè)具體的天體運(yùn)動(dòng)問題，讓學(xué)生分組討論并給出解答。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和問題解決能力。

過程：教師給出一個(gè)關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的問題，讓學(xué)生分組討論，并鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和解決方案。教師巡回指導(dǎo)，給予學(xué)生必要的幫助和提示。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：提高學(xué)生的表達(dá)能力和批判性思維能力。

過程：每組學(xué)生代表展示討論結(jié)果，其他學(xué)生和教師對(duì)其進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，提出自己的看法和問題。教師對(duì)學(xué)生的展示和點(diǎn)評(píng)進(jìn)行總結(jié)，并給予肯定和指導(dǎo)。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：幫助學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容，明確重點(diǎn)和難點(diǎn)。

過程：教師對(duì)本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)太陽與行星間的引力概念、萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用等核心知識(shí)。然后，教師提問學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的理解和體會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生提出問題并進(jìn)行思考。知識(shí)點(diǎn)梳理本節(jié)課的主要知識(shí)點(diǎn)包括太陽與行星間的引力、萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用、行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及航天技術(shù)的基本原理和發(fā)展現(xiàn)狀。

1.太陽與行星間的引力：太陽對(duì)行星的引力是由于萬有引力定律而產(chǎn)生的，它是太陽系中行星運(yùn)動(dòng)的重要驅(qū)動(dòng)力。學(xué)生需要理解并掌握太陽與行星間的引力概念，以及它是如何影響行星的運(yùn)動(dòng)軌跡的。

2.萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用：萬有引力定律是描述物體間引力相互作用的基本規(guī)律。學(xué)生需要學(xué)會(huì)運(yùn)用萬有引力定律來解釋和預(yù)測(cè)天體運(yùn)動(dòng)，如地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)、行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)等。

3.行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律：行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是描述行星運(yùn)動(dòng)軌跡和速度變化的規(guī)則。學(xué)生需要了解并掌握開普勒定律，即行星運(yùn)動(dòng)的三大定律，能夠運(yùn)用這些定律分析行星的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和行為。

4.航天技術(shù)的基本原理和發(fā)展現(xiàn)狀：航天技術(shù)是利用航天器進(jìn)行地球外的探索和利用的技術(shù)。學(xué)生需要了解航天技術(shù)的基本原理，如火箭推進(jìn)、軌道轉(zhuǎn)移等，以及它在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的重要地位和應(yīng)用現(xiàn)狀。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)：在講解太陽與行星間的引力時(shí)，我加入了模擬太陽系運(yùn)動(dòng)的實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生親自動(dòng)手搭建模型，觀察和分析行星的運(yùn)動(dòng)軌跡。這樣的實(shí)踐環(huán)節(jié)能夠讓學(xué)生更加直觀地理解萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，提高了學(xué)生的參與度和興趣。

2.小組合作學(xué)習(xí)：在講解行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，我組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生共同探討行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。這種合作學(xué)習(xí)的方式能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和批判性思維，同時(shí)也能夠提高課堂的互動(dòng)性和學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。

3.科技應(yīng)用介紹：在講述航天技術(shù)時(shí)，我結(jié)合當(dāng)前的科技發(fā)展，向?qū)W生介紹了一些最新的航天技術(shù)和應(yīng)用，如探月工程、火星探測(cè)等。這樣的介紹能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)航天技術(shù)的興趣，同時(shí)也能夠讓學(xué)生了解到航天技術(shù)在現(xiàn)代科技中的重要地位和應(yīng)用。

（二）存在主要問題

1.學(xué)生實(shí)踐操作能力不強(qiáng)：在實(shí)踐活動(dòng)環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在操作模型時(shí)不夠準(zhǔn)確，對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的觀察和分析能力有待提高。

2.小組合作學(xué)習(xí)效果不平衡：在小組討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分小組的合作學(xué)習(xí)效果較好，而有些小組的合作效果一般，小組內(nèi)部的合作分工不夠明確，討論成果的質(zhì)量不高。

3.學(xué)生對(duì)航天技術(shù)的了解不足：在航天技術(shù)部分的介紹中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)航天技術(shù)的了解較為有限，對(duì)一些最新的航天技術(shù)和應(yīng)用了解不足。

（三）改進(jìn)措施

1.加強(qiáng)實(shí)踐操作訓(xùn)練：針對(duì)學(xué)生實(shí)踐操作能力不強(qiáng)的問題，我將在實(shí)踐活動(dòng)環(huán)節(jié)增加更多的操作訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，提高學(xué)生的操作準(zhǔn)確性和對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的觀察分析能力。

2.優(yōu)化小組合作學(xué)習(xí)：為了提高小組合作學(xué)習(xí)的效果，我將對(duì)小組合作學(xué)習(xí)進(jìn)行優(yōu)化，明確小組內(nèi)部的合作分工，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的討論和交流，提高討論成果的質(zhì)量。

3.增加航天技術(shù)的學(xué)習(xí)資源：為了讓學(xué)生更好地了解航天技術(shù)，我將增加航天技術(shù)的學(xué)習(xí)資源，如引入更多的航天技術(shù)資料和視頻，組織學(xué)生參觀航天展覽等，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面和對(duì)航天技術(shù)的了解。課后作業(yè)1.根據(jù)萬有引力定律，計(jì)算兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體，相距r時(shí)的引力大小。

答案：F=G*m1*m2/r^2

2.假設(shè)地球的質(zhì)量為M，太陽的質(zhì)量為S，地球與太陽之間的距離為R。根據(jù)萬有引力定律，計(jì)算地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的向心加速度。

答案：a=G*S/R^2

3.根據(jù)開普勒第三定律，計(jì)算地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間T與地球與太陽平均距離A之間的關(guān)系。

答案：T^2=(4*π^2*A^3)/(G*S)

4.假設(shè)火星的質(zhì)量為M，地球的質(zhì)量為E，火星與地球之間的距離為R。根據(jù)萬有引力定律，計(jì)算火星受到地球的引力大小。

答案：F=G*E*M/R^2

5.假設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為R。根據(jù)萬有引力定律，計(jì)算衛(wèi)星的線速度v與軌道半徑R和地球質(zhì)量M之間的關(guān)系。

答案：v=√(G*M/R)板書設(shè)計(jì)①太陽與行星間的引力

-概念：太陽對(duì)行星的引力

-計(jì)算公式：F=G*m1*m2/r^2

②萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

-向心加速度：a=G*S/