2024-2025學年新教材高中物理 第4章 萬有引力定律及航天 第2節(jié) 萬有引力定律的應用教學實錄1 魯科版必修第二冊

2024-2025學年新教材高中物理第4章萬有引力定律及航天第2節(jié)萬有引力定律的應用教學實錄1魯科版必修第二冊主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：2024-2025學年新教材高中物理第4章萬有引力定律及航天第2節(jié)萬有引力定律的應用教學實錄1

2.教學年級和班級：高一年級（1）班

3.授課時間：2024年10月20日星期五第3節(jié)課

4.教學時數：1課時核心素養(yǎng)目標分析學情分析高一年級的學生正處于青春期，他們的思維活躍，對新知識充滿好奇心。在物理學科方面，學生對基礎物理概念和定律有一定的了解，但對于萬有引力定律這樣較為復雜的物理理論，學生的理解和應用能力存在差異。

知識方面，學生已掌握牛頓運動定律和圓周運動的相關知識，為學習萬有引力定律奠定了基礎。然而，部分學生對引力概念的理解較為淺顯，難以將引力與質量、距離等物理量建立聯系。

能力方面，學生的分析問題和解決問題的能力參差不齊。在解決實際問題時，部分學生能夠運用所學知識，但往往缺乏邏輯性和嚴謹性。此外，學生在實驗操作和數據處理方面也存在不足。

素質方面，學生的自主學習能力和合作學習意識有待提高。在課堂討論和合作實驗中，部分學生表現出主動性不足，難以與同伴有效溝通和協作。

行為習慣方面，學生的課堂紀律和參與度存在差異。部分學生上課注意力不集中，容易分心，影響學習效果。此外，學生在課后復習和預習方面也存在一定的問題。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源1.軟硬件資源：物理實驗室、電子秤、計時器、地球儀、演示文稿電腦、投影儀。

2.課程平臺：學校內部教學資源庫、在線教學平臺。

3.信息化資源：萬有引力定律的相關視頻資料、在線模擬實驗軟件。

4.教學手段：多媒體課件、實物模型演示、小組討論、課堂提問。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（如PPT、視頻、文檔等），明確預習目標和要求。

-設計預習問題：圍繞“萬有引力定律及其應用”課題，設計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，如“地球引力是如何影響物體的運動？”、“不同質量的物體在地球引力作用下會有什么不同？”等，引導學生自主思考。

-監(jiān)控預習進度：利用平臺功能或學生反饋，監(jiān)控學生的預習進度，確保預習效果。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：按照預習要求，自主閱讀預習資料，理解萬有引力定律的基本概念。

-思考預習問題：針對預習問題，進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預習成果：將預習成果（如筆記、思維導圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：通過引導學生自主預習，培養(yǎng)自主學習能力。

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

作用與目的：

-幫助學生提前了解萬有引力定律及其應用，為課堂學習做好準備。

-培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過講述歷史故事“伽利略的斜塔實驗”，引出萬有引力定律，激發(fā)學生的學習興趣。

-講解知識點：詳細講解萬有引力定律的公式及其推導過程，結合實例如地球衛(wèi)星的運行軌跡等幫助學生理解。

-組織課堂活動：設計小組討論，讓學生根據萬有引力定律計算不同質量物體在地球表面的重力。

-解答疑問：針對學生在學習中產生的疑問，如“為什么地球表面的重力是恒定的？”進行及時解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：認真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：積極參與小組討論，嘗試應用萬有引力定律解決問題。

-提問與討論：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：通過詳細講解，幫助學生理解萬有引力定律的核心內容。

-實踐活動法：通過小組討論和計算練習，讓學生在實踐中掌握萬有引力定律的應用。

-合作學習法：通過小組合作，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學生深入理解萬有引力定律，掌握其應用方法。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學生的動手能力和解決問題的能力。

-通過合作學習，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)：布置設計不同質量物體在地球表面和月球表面的重力計算題，鞏固學生對萬有引力定律的理解。

-提供拓展資源：推薦閱讀與航天相關的書籍或在線文章，如《航天器動力學》等，供學生進一步學習。

-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)：認真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

-拓展學習：利用老師提供的拓展資源，進行進一步的學習和思考。

-反思總結：對自己的學習過程和成果進行反思和總結，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技能。

-通過拓展學習，拓寬學生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結，幫助學生發(fā)現自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。知識點梳理1.萬有引力定律的基本概念

-萬有引力定律的提出者：艾薩克·牛頓

-定律內容：宇宙中任意兩個物體都相互吸引，其引力大小與兩物體的質量乘積成正比，與兩物體間距離的平方成反比。

-引力公式：F=G*(m1*m2)/r^2，其中F為引力，G為引力常數，m1和m2為兩物體的質量，r為兩物體間的距離。

2.引力常數的意義和應用

-引力常數G的數值：G≈6.67430×10^-11N·m^2/kg^2

-引力常數的應用：計算兩個物體間的引力大小，以及地球對物體的重力。

3.地球的重力加速度

-地球表面的重力加速度：g≈9.8m/s^2

-重力加速度的意義：表示物體在地球表面受到的重力與物體質量之比。

4.地球對物體的引力計算

-物體在地球表面的重力：F=m*g，其中m為物體的質量，g為地球表面的重力加速度。

-地球對物體的萬有引力：F=G*(m*M)/R^2，其中M為地球的質量，R為地球的半徑。

5.天體運動與萬有引力定律的關系

-開普勒定律：描述行星圍繞太陽運動的規(guī)律。

-第一定律：行星圍繞太陽的軌道是橢圓，太陽位于一個焦點上。

-第二定律：行星與太陽連線在相同時間內掃過的面積相等。

-第三定律：行星繞太陽運動的周期的平方與其軌道半長軸的立方成正比。

6.人造衛(wèi)星的運動

-衛(wèi)星繞地球運動的軌道：通常為圓形或橢圓形。

-衛(wèi)星的軌道速度：v=√(GM/R)，其中G為引力常數，M為地球的質量，R為衛(wèi)星軌道的半徑。

-衛(wèi)星的軌道周期：T=2π√(R^3/GM)，其中G為引力常數，M為地球的質量，R為衛(wèi)星軌道的半徑。

7.航天器發(fā)射與軌道轉移

-航天器發(fā)射的原理：利用火箭的推力克服地球的引力，將航天器送入軌道。

-軌道轉移：航天器在地球軌道上從低軌道轉移到高軌道的過程。

-軌道轉移的原理：通過改變航天器的速度和方向，使其進入新的軌道。

8.重力勢能和機械能守恒

-重力勢能：物體在重力場中由于位置變化而具有的能量。

-機械能守恒：在沒有外力做功的情況下，物體的機械能（動能和勢能之和）保持不變。

9.人造衛(wèi)星的通信與導航

-衛(wèi)星通信：利用衛(wèi)星作為中繼站，實現地面之間的通信。

-衛(wèi)星導航：利用衛(wèi)星發(fā)射的信號，確定地面接收器的位置和速度。

10.宇宙的引力與宇宙學

-宇宙的大尺度結構：星系、星系團、超星系團等。

-宇宙的引力與宇宙膨脹：宇宙的引力作用與宇宙膨脹之間的平衡。

-宇宙背景輻射：宇宙大爆炸后遺留下來的輻射。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.計算題：請根據萬有引力定律，計算兩個質量分別為5kg和10kg的物體在距離為2m時的引力大小。

2.應用題：假設一個質量為1kg的物體在地球表面受到的重力為9.8N，請計算地球的質量和地球的半徑。

3.實驗題：設計一個實驗方案，驗證萬有引力定律在地球表面附近的有效性。

作業(yè)反饋：

1.計算題反饋：

-檢查學生是否正確應用了萬有引力定律的公式進行計算。

-評估學生是否理解了引力與質量、距離的關系。

-對于計算錯誤，引導學生回顧公式和計算步驟，找出錯誤原因。

2.應用題反饋：

-檢查學生是否能夠將萬有引力定律應用于實際問題。

-評估學生是否能夠正確計算地球的質量和半徑。

-對于計算錯誤，引導學生回顧地球表面重力加速度的定義和計算方法。

3.實驗題反饋：

-檢查學生設計的實驗方案是否合理可行。

-評估學生是否能夠根據實驗目的選擇合適的實驗器材和測量方法。

-對于實驗方案中的不足，引導學生思考改進措施，如增加實驗次數、提高測量精度等。

改進建議：

1.對于計算題，建議學生加強公式記憶和計算能力的訓練，可以通過多做練習題來鞏固。

2.對于應用題，建議學生多閱讀相關資料，了解地球的重力加速度和其他相關物理量的實際應用。

3.對于實驗題，建議學生積極參與實驗活動，通過實際操作來加深對萬有引力定律的理解。

作業(yè)批改與反饋的時間安排：

-作業(yè)布置后，學生需要在課后的一周內完成作業(yè)。

-教師在收到作業(yè)后的第二天進行批改。

-批改后的作業(yè)將在第三天反饋給學生。

作業(yè)反饋的方式：

-教師可以通過課堂講解、個別輔導或小組討論的方式，針對作業(yè)中的問題進行講解和指導。

-教師可以提供書面反饋，指出學生的錯誤和不足，并給出具體的改進建議。

-教師可以利用在線平臺或班級微信群，及時與學生溝通作業(yè)反饋情況，解答學生的疑問。板書設計①萬有引力定律

-定律內容：任意兩個物體都相互吸引，引力大小與質量乘積成正比，與距離的平方成反比。

-公式：F=G*(m1*m2)/r^2

-引力常數：G≈6.67430×10^-11N·m^2/kg^2

②地球的重力加速度

-地球表面重力加速度：g≈9.8m/s^2

-重力加速度的意義：物體在地球表面受到的重力與物體質量之比。

③地球對物體的引力計算

-地球表面重力：F=m*g

-地球對物體的萬有引力：F=G*(m*M)/R^2

④天體運動與萬有引力定律的關系

-開普勒定律：行星繞太陽運動的規(guī)律。

-第一定律：行星軌道是橢圓，太陽位于一個焦點上。

-第二定律：行星與太陽連線在相同時間內掃過的面積相等。

-第三定律：行星繞太陽運動的周期的平方與其軌道半長軸的立方成正比。

⑤人造衛(wèi)星的運動

-衛(wèi)星軌道速度：v=√(GM/R)

-衛(wèi)星軌道周期：T=2π√(R^3/GM)

⑥航天器發(fā)射與軌道轉移

-航天器發(fā)射的原理：利用火箭推力克服地球引力。

-軌道轉移：改變航天器速度和方向，進入新的軌道。