2024-2025學(xué)年高中物理第六章萬有引力與航天4萬有引力理論的成就2教案新人教版必修2

PAGE1-萬有引力理論的成就一、教學(xué)分析1.教材分析本節(jié)課是《萬有引力定律》之后的一節(jié)，內(nèi)容是萬有引力在天文學(xué)上的應(yīng)用。教材主要支配了“科學(xué)真是迷人”、“計(jì)算天體質(zhì)量”和“發(fā)覺未知天體”三個(gè)標(biāo)題性內(nèi)容。學(xué)生通過這一節(jié)課的學(xué)習(xí)，一方面對(duì)萬有引力的應(yīng)用有所熟識(shí)，另一方面通過卡文迪許“稱量地球的質(zhì)量”和海王星的發(fā)覺，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，并借此對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感、看法、價(jià)值觀的學(xué)習(xí)。2．教學(xué)過程概述本節(jié)課從宇宙中具有共同特點(diǎn)的幾幅圖片入手，對(duì)萬有引力供應(yīng)天體圓周運(yùn)動(dòng)的向心力進(jìn)行了復(fù)習(xí)引入萬有引力在天體運(yùn)動(dòng)中有什么應(yīng)用呢？接下來，通過“假設(shè)你成為了一名宇航員，駕駛宇宙飛船……發(fā)覺前方未知天體”，圍繞“你有什么方法可以測(cè)出該天體的質(zhì)量嗎”全面綻開教學(xué)。密度的計(jì)算以及海王星的發(fā)覺自然過渡和涉及。在教材的處理上，既立足于教材，但不被教科書所限制，除了介紹教科書中重要的基本內(nèi)容外，關(guān)注科技新進(jìn)展和我國天文觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，時(shí)代氣息深厚，反映課改精神，著力于培育學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。二、教學(xué)目標(biāo)1.學(xué)問與技能（1）通過“計(jì)算天體質(zhì)量”的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)估算中數(shù)據(jù)的近似處理方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量；（2）通過“發(fā)覺未知天體”，“勝利預(yù)料彗星的回來”等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。2.過程與方法運(yùn)用萬有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量，體驗(yàn)運(yùn)用萬有引力解決問題的基本思路和方法。3.情感、看法、價(jià)值觀（1）通過“發(fā)覺未知天體”、“勝利預(yù)料彗星的回來”的學(xué)習(xí)，體會(huì)科學(xué)定律在人類探究未知世界的作用；（2）通過了解我國天文觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，激發(fā)學(xué)習(xí)的愛好，養(yǎng)成酷愛科學(xué)的情感。三、教學(xué)重點(diǎn)1.中心天體質(zhì)量的計(jì)算；2.“稱量地球的質(zhì)量”和海王星的發(fā)覺，加強(qiáng)物理學(xué)史的教學(xué)。四、教學(xué)打算

試驗(yàn)器材、PPT課件等多媒體教學(xué)設(shè)備五、教學(xué)過程（一）、圖片觀賞復(fù)習(xí)引入通過幾張宇宙圖片的觀賞，學(xué)生體驗(yàn)宇宙中螺旋的共同特點(diǎn)，萬有引力供應(yīng)向心力是天體都遵循的規(guī)律。那么，萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中還有哪些詳細(xì)的應(yīng)用呢？讓我們一起進(jìn)入本章《萬有引力理論的成就》的學(xué)習(xí)。（二）、創(chuàng)設(shè)情境

解決中心問題

情境創(chuàng)設(shè)：假如你成為了一名宇航員，駕駛宇宙飛船航行在宇宙深處，突然，前方一漂亮的天體出現(xiàn)在你的面前。你先關(guān)閉了宇宙的發(fā)動(dòng)機(jī)，然后飛船剛好繞漂亮天體做了完備的圓周運(yùn)動(dòng)，繞行一周后，飛船就平穩(wěn)的著陸在了星球上。合作探討：你有什么方法可以測(cè)得這一神奇天體的質(zhì)量嗎？（學(xué)生通過小組探究，老師巡回指導(dǎo)，形成自己本組的看法，由小組選出的代表來向全班展示自己思索的結(jié)果。）小組代表講解展示：思路一：測(cè)出宇宙飛船繞行一周的時(shí)間和軌道半徑，依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力，即：從而得出星球（中心天體）的質(zhì)量思路二：依據(jù)宇航員著陸在星球表面上后，重力近似等于萬有引力，即：得出在思路二完成之后，緊接著問題：如何測(cè)得星球表面的重力加速度g呢？（學(xué)生探討回答，現(xiàn)場老師展示借助小球的自由落體運(yùn)動(dòng)，通過現(xiàn)代技術(shù)“傳感器”現(xiàn)場完成重力加速度的測(cè)量。）設(shè)計(jì)說明：1.通過“學(xué)生成為宇航員駕駛宇宙飛船發(fā)覺未知天體”的情境創(chuàng)設(shè)，圍繞”如何測(cè)得星球的質(zhì)量？”這一中心問題綻開學(xué)生的探討活動(dòng)，在讓學(xué)生覺得好玩味的同時(shí)，通過小組探討、合作學(xué)習(xí)來促使學(xué)生創(chuàng)建性的思索、解決本節(jié)課的中心問題。2.多媒體和現(xiàn)代測(cè)量方法——傳感器讓學(xué)生感受技術(shù)帶來的便捷。（三）、物理學(xué)史

呈現(xiàn)人文魅力啟示：一旦測(cè)出了引力常量G，那么就可以利用公式得到地球的質(zhì)量了。1798年，卡文迪許通過自己設(shè)計(jì)的扭秤試驗(yàn)，勝利得到了引力常量的值。因此卡文迪許把自己的試驗(yàn)說成是“稱量地球的重量”，是不無道理的。而正是這段故事，讓一個(gè)外行人、聞名文學(xué)家馬克·吐溫滿懷激情的說：“科學(xué)真是迷人。依據(jù)零星的事實(shí)，增加一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多的收獲！”(四)、課堂延長——如何得到這一天體的密度？設(shè)計(jì)說明：在這一問題中，老師提示了球體的體積公式，然后就把時(shí)間交給學(xué)生了。學(xué)生進(jìn)行了主動(dòng)的演算，可得到的答案有兩種，一種是帶有半徑的，而另一種則是把半徑約分掉的?！盀槭裁窗霃娇梢约s掉呢？”這一問題又再一次促進(jìn)了學(xué)生的思索。而這也保證了課堂的開放性。(五)、發(fā)覺未知天體視頻：“海王星的發(fā)覺”，——呈現(xiàn)科學(xué)發(fā)覺的蹤跡，注意學(xué)生進(jìn)行科學(xué)看法和情感。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、物理學(xué)家馮勞厄說：“沒有任何東西像牛頓引力理論對(duì)行星軌道的計(jì)算那樣，如此有力的樹立起人們對(duì)年輕物理學(xué)的敬重。從今以后，這門自然科學(xué)成了巨大的精神王國……”(六)、課堂小結(jié)與反饋

簡潔回顧本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容六、板書設(shè)計(jì)：