2024-2025學(xué)年高中物理 第三章 萬有引力定律 2 萬有引力定律教學(xué)實錄3 教科版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第三章萬有引力定律2萬有引力定律教學(xué)實錄3教科版必修2學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱：高中物理

2.教學(xué)年級和班級：高一年級

3.授課時間：2024年10月15日

4.教學(xué)時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標(biāo)1.提升科學(xué)思維，通過探究萬有引力定律，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理和模型構(gòu)建能力。

2.強(qiáng)化科學(xué)探究，通過實驗和數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生提出假設(shè)、設(shè)計實驗、收集和分析數(shù)據(jù)的能力。

3.增強(qiáng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，使學(xué)生理解自然規(guī)律的重要性，培養(yǎng)對科學(xué)探索的敬畏和責(zé)任感。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已具備基礎(chǔ)的物理知識，包括牛頓運(yùn)動定律、力的合成與分解等。然而，對于萬有引力定律的理解可能較為淺顯，尚未深入到引力的本質(zhì)及其數(shù)學(xué)表達(dá)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

高中一年級學(xué)生對物理學(xué)科普遍抱有好奇心，但興趣點(diǎn)可能因個體差異而異。部分學(xué)生可能對宇宙、天體運(yùn)動等話題特別感興趣。學(xué)習(xí)能力方面，學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)參差不齊，對數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)和應(yīng)用能力有待提高。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，有的學(xué)生偏好通過實驗和直觀演示來理解概念，而有的學(xué)生則更傾向于通過邏輯推理和抽象思維來學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在學(xué)習(xí)萬有引力定律時，學(xué)生可能會遇到以下困難：一是理解引力作為一種長程力與距離的關(guān)系；二是掌握萬有引力常數(shù)的概念及其在公式中的應(yīng)用；三是將萬有引力定律應(yīng)用于實際問題的解題能力。此外，對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較弱的學(xué)生，公式的推導(dǎo)和理解可能會成為學(xué)習(xí)中的障礙。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《物理》教科版必修2教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與萬有引力定律相關(guān)的圖片、圖表和天體運(yùn)動視頻等多媒體資源。

3.實驗器材：準(zhǔn)備用于演示萬有引力效應(yīng)的模型或?qū)嶒炑b置，如彈簧秤、地球模型等。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，并準(zhǔn)備實驗操作臺，以方便學(xué)生進(jìn)行小組實驗和討論。教學(xué)過程設(shè)計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)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是萬有引力嗎？它在生活中有哪些應(yīng)用？”

展示一些關(guān)于地球引力作用下的物體運(yùn)動圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受萬有引力的魅力或特點(diǎn)。

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)。

2.萬有引力定律基礎(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、組成部分和原理。

過程：

講解萬有引力定律的定義，包括其公式和基本假設(shè)。

詳細(xì)介紹萬有引力定律的組成部分，如質(zhì)量、距離和引力常數(shù)，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.萬有引力定律案例分析（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重要性。

過程：

選擇幾個典型的萬有引力定律案例進(jìn)行分析，如地球?qū)πl(wèi)星的引力、行星運(yùn)動等。

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的多樣性或復(fù)雜性。

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

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，如“如何計算兩物體之間的引力”。

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、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)萬有引力定律在現(xiàn)實生活或?qū)W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。

7.布置課后作業(yè)

目標(biāo)：讓學(xué)生鞏固學(xué)習(xí)效果，提高自主學(xué)習(xí)能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生完成一道關(guān)于萬有引力定律的應(yīng)用題，并撰寫一篇簡短的報告，總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，并表達(dá)對萬有引力定律的理解和感悟。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：

-《宇宙簡史》：作者史蒂芬·霍金在這本書中深入淺出地介紹了宇宙的起源、發(fā)展和終結(jié)，包括萬有引力在宇宙中的作用，適合對宇宙學(xué)和引力有興趣的學(xué)生閱讀。

-《萬有引力與航天》：這本書詳細(xì)介紹了萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用，包括衛(wèi)星軌道、航天器發(fā)射等，對于希望了解物理學(xué)在工程實踐中應(yīng)用的學(xué)生非常有幫助。

-《牛頓傳》：通過閱讀牛頓的生平，學(xué)生可以更深入地理解萬有引力定律的歷史背景和牛頓的科學(xué)思想。

2.鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)生可以嘗試自己推導(dǎo)萬有引力定律的公式，通過查閱資料，了解牛頓如何從開普勒定律出發(fā)，推導(dǎo)出萬有引力定律。

-設(shè)計一個簡單的實驗，驗證萬有引力定律在日常生活中的應(yīng)用，例如測量不同質(zhì)量的物體下落時間，觀察其差異。

-利用在線模擬軟件，模擬不同質(zhì)量天體之間的引力作用，觀察行星運(yùn)動的軌跡變化。

-探究地球以外的天體引力，如月球?qū)Φ厍虻囊Γ约暗厍驅(qū)ζ渌祗w的引力，了解太陽系中天體的相互引力關(guān)系。

-通過查閱資料，了解現(xiàn)代物理學(xué)對萬有引力定律的補(bǔ)充和發(fā)展，如廣義相對論對引力場的影響。

3.實踐項目建議：

-學(xué)生可以組成小組，選擇一個與萬有引力定律相關(guān)的科學(xué)問題，如“地球引力如何影響天氣變化？”或“引力波在宇宙探測中的應(yīng)用”，進(jìn)行研究和報告。

-設(shè)計一個關(guān)于萬有引力定律的教育游戲，通過互動方式幫助學(xué)生更好地理解引力概念。

-參與學(xué)?；蛏鐓^(qū)的科學(xué)展覽，展示萬有引力定律的相關(guān)知識和實驗，與公眾分享科學(xué)的樂趣。內(nèi)容邏輯關(guān)系①萬有引力定律的基本概念

-萬有引力定律的定義

-引力的普遍性

-引力的相互作用

②萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)

-引力公式：F=G*(m1*m2)/r^2

-引力常數(shù)G的物理意義

-引力與距離平方成反比的關(guān)系

③萬有引力定律的應(yīng)用

-地球?qū)ξ矬w的引力

-行星運(yùn)動軌跡的描述

-航天器軌道的計算反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.結(jié)合實際案例教學(xué)：在講解萬有引力定律時，我會嘗試結(jié)合一些學(xué)生熟悉的實際案例，比如衛(wèi)星發(fā)射、地球引力對潮汐的影響等，讓學(xué)生在實際情境中理解抽象的物理概念。

2.多媒體輔助教學(xué)：利用多媒體資源，如動畫、視頻等，直觀展示萬有引力定律的動態(tài)效果，幫助學(xué)生更好地構(gòu)建物理模型。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生參與度不足：在小組討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生參與度不高，可能是由于對物理學(xué)科的興趣不夠，或者對小組合作不適應(yīng)。

2.教學(xué)方法單一：雖然我在課堂上有意識地引入了一些多媒體和實際案例，但整體教學(xué)方法還是以講解為主，學(xué)生的主動學(xué)習(xí)機(jī)會較少。

3.評價方式單一：目前主要依賴學(xué)生的課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，缺乏多元化的評價方式。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.提高學(xué)生參與度：為了提高學(xué)生的參與度，我計劃在課堂上更多地采用互動式教學(xué)，如設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生思考，鼓勵學(xué)生提問和發(fā)表意見。同時，可以設(shè)計一些小組競賽活動，激發(fā)學(xué)生的興趣和競爭意識。

2.豐富教學(xué)方法：除了講解，我還將嘗試更多的教學(xué)方法，如角色扮演、問題解決、實驗探究等，讓學(xué)生在多樣化的學(xué)習(xí)活動中掌握知識。

3.多元化評價方式：為了更全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，我將引入形成性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合的方式，包括課堂表現(xiàn)、小組合作、實驗報告、個人報告等多種評價手段，以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。此外，我還將考慮引入同伴評價，讓學(xué)生在評價中學(xué)習(xí)如何評估他人的工作。課后作業(yè)1.作業(yè)題目：地球表面上的物體所受的重力與其質(zhì)量成正比，已知一個物體的質(zhì)量為2kg，求該物體所受的重力（g取9.8m/s2）。

解答：根據(jù)萬有引力定律，重力F=G*(m1*m2)/r^2，其中G為萬有引力常數(shù)，m1和m2為物體的質(zhì)量，r為地球半徑。由于物體在地球表面，r可以近似為地球半徑R。因此，F(xiàn)=m*g=2kg*9.8m/s2=19.6N。

2.作業(yè)題目：月球繞地球運(yùn)動的軌道半徑約為3.84×10^8m，月球的質(zhì)量約為7.34×10^22kg，地球的質(zhì)量約為5.97×10^24kg。求月球繞地球運(yùn)動的向心加速度。

解答：向心加速度a=v^2/r，其中v為月球繞地球運(yùn)動的線速度。線速度v可以通過萬有引力提供向心力來計算，即G*(m1*m2)/r^2=m2*v^2/r。解得v=√(G*m1/r)。代入數(shù)值計算得到v≈1.022km/s。然后計算a=v^2/r≈(1.022km/s)^2/(3.84×10^8m)≈2.68×10^-3m/s2。

3.作業(yè)題目：一個質(zhì)量為0.5kg的物體在地球表面受到的重力為4.9N，求地球的半徑。

解答：根據(jù)萬有引力定律，重力F=G*(m1*m2)/r^2，其中G為萬有引力常數(shù)，m1和m2為物體的質(zhì)量，r為地球半徑。已知F=4.9N，m1=0.5kg，G=6.67430×10^-11N·m2/kg2。解得r=√(G*m1/F)≈6.37×10^6m。

4.作業(yè)題目：兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體相距r，它們之間的萬有引力為F。如果將它們的質(zhì)量都增加到原來的兩倍，它們之間的萬有引力將變?yōu)槎嗌伲?/p>

解答：根據(jù)萬有引力定律，F(xiàn)=G*(m1*m2)/r^2。當(dāng)質(zhì)量都增加到原來的兩倍時，新的引力F'=G*(2m1*2m2)/r^2=4*G*(m1*m2)/r^2=4F。

5.作業(yè)題目：一個質(zhì)量為m的物體在地球表面受到的重力為mg，如果將物體移動到地球表面以上的高度h處，重力將變?yōu)槎嗌?？（假設(shè)地球的半徑為R，萬有引力常數(shù)G已知）

解答：在地球表面，重力F=G*(m*M)/R^2，其中M為地球的質(zhì)量。在高度h處，重力F'=G*(m*M)/(R+h)^2。因此，F(xiàn)'/F=(R+h)^2/R^2。代入已知數(shù)值計算得到F'=F*(R+h)^2/R^2。課堂課堂評價是教學(xué)過程中不可或缺的一環(huán)，它有助于教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整教學(xué)策略，同時也能幫助學(xué)生認(rèn)識到自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和不足。以下是我對課堂評價的一些具體做法：

1.課堂提問：

-通過提問，我可以檢驗學(xué)生對萬有引力定律的理解程度。我會設(shè)計一些開放性問題，如“你認(rèn)為萬有引力定律在航天領(lǐng)域有哪些應(yīng)用？”這樣的問題可以激發(fā)學(xué)生的思考，并引導(dǎo)他們從不同的角度去分析問題。

-我會注意觀察學(xué)生的回答，特別是那些不太積極的學(xué)生，鼓勵他們參與討論。對于回答正確或提出有創(chuàng)意觀點(diǎn)的學(xué)生，我會給予及時的表揚(yáng)和鼓勵。

2.觀察學(xué)生參與度：

-在課堂討論和實驗環(huán)節(jié)，我會觀察學(xué)生的參與程度，包括他們是否積極提問、是否能夠與同學(xué)有效合作等。

-通過觀察，我可以發(fā)現(xiàn)哪些學(xué)生可能對萬有引力定律的理解有困難，或者在實驗操作中遇到了問題。

3.小組合作評價：

-在小組討論和實驗中，我會評價學(xué)生的合作能力。這包括他們在小組中的角色、貢獻(xiàn)以及與團(tuán)隊成員的溝通效果。

-我會根據(jù)小組的表現(xiàn)給出評價，并鼓勵學(xué)生在接下來的學(xué)習(xí)中繼續(xù)發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊合作的精神。

4.課堂測試：

-定期進(jìn)行課堂測試，可以評估學(xué)生對萬有引力定律知識的掌握程度。測試可以是選擇題、填空題或簡答題，形式多樣，以適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格。

-測試后，我會及