2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第七章 2 萬有引力定律教學(xué)實錄 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第七章2萬有引力定律教學(xué)實錄新人教版必修2學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具課程基本信息1.課程名稱：萬有引力定律

2.教學(xué)年級和班級：高中二年級

3.授課時間：2024年10月15日，第2節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、科學(xué)思維能力以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。通過探究萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，學(xué)生將學(xué)會運用實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，培養(yǎng)批判性思維和問題解決能力。此外，課程還將引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到物理學(xué)在宇宙探索中的重要作用，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣和責(zé)任感。學(xué)情分析本節(jié)課針對的是高二年級的學(xué)生，他們在物理學(xué)科上已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ)，能夠理解牛頓運動定律和簡單曲線運動的相關(guān)知識。在知識層面，學(xué)生對力的概念和運動規(guī)律有一定的認(rèn)識，但萬有引力定律作為牛頓力學(xué)體系的重要組成部分，對于他們來說是一個新的概念，需要通過實驗和理論分析來深入理解。

在能力方面，學(xué)生已經(jīng)具備一定的實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力，但面對復(fù)雜的物理現(xiàn)象和理論推導(dǎo)時，他們的邏輯思維能力和抽象思維能力可能有所欠缺。因此，本節(jié)課的教學(xué)需要注重引導(dǎo)學(xué)生逐步建立物理模型，培養(yǎng)他們的邏輯推理和抽象思維能力。

在素質(zhì)方面，學(xué)生普遍具備良好的學(xué)習(xí)態(tài)度，但對于物理學(xué)科的學(xué)習(xí)，部分學(xué)生可能存在畏難情緒，對抽象的物理概念和公式理解困難。此外，學(xué)生在合作學(xué)習(xí)方面表現(xiàn)良好，但獨立解決問題的能力有待提高。

這些學(xué)情特點對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生以下影響：首先，教學(xué)過程中需要注重啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動探究；其次，通過實驗和實例幫助學(xué)生建立直觀的物理模型，提高他們的學(xué)習(xí)興趣；最后，通過小組討論和問題解決活動，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和獨立思考能力，為后續(xù)的物理學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：結(jié)合多媒體演示，講解萬有引力定律的歷史背景和基本原理，幫助學(xué)生建立初步的概念。

2.實驗法：通過設(shè)計簡單的引力實驗，讓學(xué)生親自動手，觀察和記錄實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。

3.討論法：組織學(xué)生分組討論，探討引力現(xiàn)象在日常生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體課件：利用PPT展示引力公式、歷史圖片和實驗視頻，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性和趣味性。

2.互動軟件：運用教學(xué)軟件進(jìn)行虛擬實驗，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中體驗萬有引力定律的實際應(yīng)用。

3.教學(xué)模型：制作萬有引力模型，讓學(xué)生通過模型直觀地理解引力作用和力的合成。教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：通過提問“你們知道我們生活的地球是如何圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的嗎？”來引入話題，激發(fā)學(xué)生的好奇心。

-回顧舊知：簡要回顧牛頓第一定律和第二定律，以及圓周運動的相關(guān)知識，為萬有引力定律的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

-講解新知：詳細(xì)講解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，包括開普勒定律、牛頓的思考以及引力常數(shù)的測定。

-舉例說明：通過地球繞太陽的運動、月球繞地球的運動等實例，幫助學(xué)生理解萬有引力定律的應(yīng)用。

-互動探究：組織學(xué)生討論“為什么地球和月球之間的引力會使月球圍繞地球運動？”等問題，引導(dǎo)學(xué)生思考并得出結(jié)論。

3.實驗演示（約10分鐘）

-實驗準(zhǔn)備：展示萬有引力實驗裝置，包括兩個小球和彈簧測力計。

-實驗操作：演示如何使用彈簧測力計測量兩個小球之間的引力，并引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。

-數(shù)據(jù)分析：引導(dǎo)學(xué)生記錄實驗數(shù)據(jù)，分析引力與距離、質(zhì)量之間的關(guān)系。

4.計算練習(xí)（約15分鐘）

-學(xué)生活動：讓學(xué)生根據(jù)萬有引力定律計算兩個物體之間的引力大小。

-教師指導(dǎo)：對于學(xué)生的計算過程，教師及時給予指導(dǎo)和幫助，確保學(xué)生理解計算方法。

5.應(yīng)用拓展（約10分鐘）

-應(yīng)用實例：介紹萬有引力定律在航天、地質(zhì)、氣象等領(lǐng)域的應(yīng)用實例。

-思考討論：引導(dǎo)學(xué)生思考萬有引力定律在實際生活中的應(yīng)用，如衛(wèi)星通信、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究等。

6.鞏固練習(xí)（約20分鐘）

-學(xué)生活動：發(fā)放練習(xí)題，讓學(xué)生獨立完成，鞏固對萬有引力定律的理解和應(yīng)用。

-教師指導(dǎo)：巡視課堂，解答學(xué)生在練習(xí)過程中遇到的問題，確保學(xué)生掌握知識點。

7.總結(jié)反思（約5分鐘）

-教師總結(jié)：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應(yīng)用價值。

-學(xué)生反思：引導(dǎo)學(xué)生反思本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程，總結(jié)自己的收獲和不足。

8.布置作業(yè)（約5分鐘）

-作業(yè)內(nèi)容：布置與萬有引力定律相關(guān)的課后作業(yè)，如計算題、應(yīng)用題等。

-作業(yè)要求：提醒學(xué)生按時完成作業(yè)，并對作業(yè)質(zhì)量提出要求。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握程度

-學(xué)生能夠準(zhǔn)確地理解萬有引力定律的基本概念，包括引力常數(shù)的定義、引力公式以及引力與質(zhì)量、距離的關(guān)系。

-學(xué)生能夠運用萬有引力定律解釋和預(yù)測簡單的引力現(xiàn)象，如地球繞太陽的運動、月球繞地球的運動等。

-學(xué)生能夠通過計算練習(xí)，獨立完成涉及萬有引力定律的物理問題，如計算兩個物體之間的引力大小。

2.能力提升

-實驗操作能力：通過實驗演示和數(shù)據(jù)分析，學(xué)生的實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力得到提升。

-邏輯思維能力：在探究萬有引力定律的過程中，學(xué)生的邏輯思維能力得到鍛煉，能夠運用科學(xué)方法分析問題。

-問題解決能力：通過討論和應(yīng)用拓展，學(xué)生的問題解決能力得到增強(qiáng)，能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用于實際情境。

3.態(tài)度與價值觀

-科學(xué)探究興趣：學(xué)生對物理學(xué)和宇宙探索的興趣得到激發(fā)，愿意進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)知識。

-科學(xué)態(tài)度：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)了實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度。

-社會責(zé)任感：學(xué)生認(rèn)識到物理學(xué)在科技發(fā)展和社會進(jìn)步中的重要作用，增強(qiáng)了社會責(zé)任感。

4.應(yīng)用能力

-實際應(yīng)用：學(xué)生能夠?qū)⑷f有引力定律應(yīng)用于實際生活，如解釋衛(wèi)星通信、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究等領(lǐng)域的現(xiàn)象。

-創(chuàng)新思維：在討論和應(yīng)用拓展環(huán)節(jié)，學(xué)生展現(xiàn)了創(chuàng)新思維，提出了新的觀點和解決方案。

5.團(tuán)隊合作與溝通能力

-小組討論：學(xué)生在小組討論中積極參與，能夠有效溝通和協(xié)作，共同完成任務(wù)。

-交流分享：學(xué)生在課堂上積極分享自己的學(xué)習(xí)心得和實驗結(jié)果，提高了溝通能力。典型例題講解1.例題：已知地球半徑為6.4×10^6m，地球表面重力加速度為9.8m/s^2，求地球的質(zhì)量。

解答：根據(jù)萬有引力定律，地球表面重力加速度g可以表示為：

g=G*M/R^2

其中，G為萬有引力常數(shù)，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑。

解方程得：

M=g*R^2/G

代入已知數(shù)值：

M=9.8m/s^2*(6.4×10^6m)^2/6.674×10^-11N·m^2/kg^2

M≈5.97×10^24kg

2.例題：兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體，相距r，求它們之間的引力。

解答：根據(jù)萬有引力定律，兩個物體之間的引力F可以表示為：

F=G*m1*m2/r^2

其中，G為萬有引力常數(shù)。

代入已知數(shù)值：

F=6.674×10^-11N·m^2/kg^2*m1*m2/r^2

3.例題：一顆衛(wèi)星繞地球做圓周運動，周期為T，求衛(wèi)星的軌道半徑。

解答：衛(wèi)星繞地球做圓周運動時，向心力由萬有引力提供，即：

G*M*m/r^2=m*v^2/r

其中，M為地球質(zhì)量，m為衛(wèi)星質(zhì)量，r為軌道半徑，v為衛(wèi)星速度。

衛(wèi)星的速度v可以表示為：

v=2πr/T

代入向心力公式得：

G*M/r^2=(2πr/T)^2/r

解方程得：

r=(G*M*T^2)/(4π^2)

4.例題：一顆行星繞太陽做橢圓運動，近日點距離為r1，遠(yuǎn)日點距離為r2，求行星的平均軌道半徑。

解答：行星繞太陽做橢圓運動時，根據(jù)開普勒第二定律，行星在相等時間內(nèi)掃過的面積相等。因此，行星的平均軌道半徑R可以表示為：

R=(r1+r2)/2

5.例題：一顆衛(wèi)星繞地球做圓周運動，已知地球半徑為R，衛(wèi)星的軌道半徑為r，求衛(wèi)星的線速度。

解答：衛(wèi)星繞地球做圓周運動時，向心力由萬有引力提供，即：

G*M*m/r^2=m*v^2/r

其中，M為地球質(zhì)量，m為衛(wèi)星質(zhì)量，r為軌道半徑，v為衛(wèi)星速度。

解方程得：

v=√(G*M/r)

代入已知數(shù)值：

v=√(6.674×10^-11N·m^2/kg^2*5.97×10^24kg/r)教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

學(xué)生在課堂上積極參與討論，對于萬有引力定律的基本概念和公式表現(xiàn)出濃厚的興趣。大部分學(xué)生能夠跟隨教師的講解，理解并復(fù)述出萬有引力定律的主要內(nèi)容。在實驗演示環(huán)節(jié)，學(xué)生的觀察能力和實驗操作能力得到了鍛煉，能夠準(zhǔn)確地記錄實驗數(shù)據(jù)。

2.小組討論成果展示：

在小組討論環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠提出自己的觀點，并與其他成員進(jìn)行有效的溝通和交流。討論成果展示時，各小組能夠清晰地闡述自己的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論，體現(xiàn)了團(tuán)隊合作和集體智慧。討論過程中，學(xué)生對于萬有引力定律的應(yīng)用有了更深入的理解。

3.隨堂測試：

通過隨堂測試，可以評估學(xué)生對萬有引力定律知識的掌握程度。測試結(jié)果顯示，大部分學(xué)生能夠正確解答與萬有引力定律相關(guān)的計算題和應(yīng)用題。但也存在部分學(xué)生在理解引力公式和計算過程中出現(xiàn)錯誤的情況，需要教師在課后進(jìn)行個別輔導(dǎo)。

4.學(xué)生自評與互評：

學(xué)生在課后進(jìn)行自評和互評，反思自己在課堂上的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)效果。自評內(nèi)容包括對知識的理解程度、實驗操作的熟練度以及團(tuán)隊合作的表現(xiàn)?；ピu則是對同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中的優(yōu)點和不足進(jìn)行評價，有助于學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)和共同進(jìn)步。

5.教師評價與反饋：

針對學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)和測試結(jié)果，教師進(jìn)行以下評價與反饋：

-對知識掌握較好的學(xué)生，鼓勵他們繼續(xù)深入研究，拓展相關(guān)知識領(lǐng)域。

-對在實驗操作和計算過程中出現(xiàn)錯誤的學(xué)生，教師進(jìn)行個別輔導(dǎo)，幫助他們理解和掌握相關(guān)知識點。

-對在小組討論中表現(xiàn)積極的學(xué)生，給予表揚(yáng)和肯定，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。

-教師通過課后作業(yè)和輔導(dǎo)，針對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難，提供針對性的幫助和指導(dǎo)。

-教師定期組織復(fù)習(xí)課，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識，提高學(xué)習(xí)效果。內(nèi)容邏輯關(guān)系①萬有引力定律的提出背景

-開普勒定律的總結(jié)

-牛頓對天體運動的思考

-萬有引力常數(shù)的測定

②萬有引力定律的基本內(nèi)容

-引力公式：F=G*m1*m2/r^2

-引力常數(shù)的定義