7.2 萬有引力定律教案

PAGEPAGE1（新教材）統(tǒng)編人教版高中物理必修二第七章第2節(jié)《萬有引力定律》說課稿（各位老師，大家好）我說課的內(nèi)容選自人教版高中物理必修二第七章第2節(jié)《萬有引力定律》，我的說課將按以下流程進行！【說課環(huán)節(jié)安排】教學目標設(shè)計、教法學法設(shè)計、教學活動設(shè)計、作業(yè)與評價設(shè)計、教學設(shè)計反思【教學目標設(shè)計】將以課標、教材、學情三個為依據(jù)課程標準普通高中物理課程標準（20172020教材依據(jù)：本單元由三個主題組成，回顧過去，介紹人類對行星運動規(guī)律的認識過程和牛頓建立萬有力定律的局限性和新理論的發(fā)現(xiàn)。究行星運動的延續(xù)，也為《萬有引力理論的成就》以及《宇宙航行》做好鋪墊。文迪什測出引力常量的重要意義，提供了很多落實物理學科核心素養(yǎng)的素材。學情分析：學生已經(jīng)學習了牛頓運動定律、圓周運動和開普勒三定律，理論上已經(jīng)具備了接受萬有引力定律的能力。耐心引導。確定教學目標：基于以上對課標、教材和學情的分析，我從物理學科核心素養(yǎng)的四個層面確定了本節(jié)課的教學目標。物理觀念：通過萬有引力定律的推導過程進一步深化學生的運動和相互作用觀念。理解萬有引力定律的內(nèi)容，知道其表達式和適用范圍?？茖W思維：受到太陽的引力作用。學生的模型建構(gòu)能力和科學推理能力;利用“月—地檢驗”過程培養(yǎng)學生的科學論證能力?？茖W探究：引導學生設(shè)計測量引力常量G的實驗方案，了解卡文迪什扭稱實驗的重要性；體會卡文迪什扭秤實驗的巧妙之處;科學態(tài)度與責任：了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)史，體會物理規(guī)律的簡潔性和普適性。通過牛頓推導萬有引力過程體會科學家們基于事實、敢于想象、勇于探索的科學精神。教學重難點：重點：1、引導學生經(jīng)歷探究萬有引力定律的過程，2、理解萬有引力定律的內(nèi)容。難點：經(jīng)歷萬有引力定律的推導過程?！窘谭▽W法設(shè)計】教法：講授法、任務(wù)驅(qū)動法、直觀演示法、談話法學法：自主學習法、合作學習法、探究學習法【學習活動設(shè)計】基于以上分析，本節(jié)課設(shè)計一個大任務(wù)：追尋科學發(fā)展的足跡，重走“發(fā)現(xiàn)”萬有引力定律之旅。三個分任務(wù)，每個任務(wù)下都設(shè)置了相應(yīng)的學習活動以落實相應(yīng)的素養(yǎng)目標。下面介紹本節(jié)課的重點學習體驗和教學。任務(wù)一：探究行星與太陽間的引力活動1：創(chuàng)設(shè)情境，復(fù)習引入基于牛頓運動定律，這種橢圓運動一定是行星受力的原因?；顒?：通過回顧物理史實追尋物理學家的足跡，感受科學探索的艱辛，并明確本節(jié)大任務(wù)。伽利略：一切物體都有合并的趨勢，這種趨勢導致天體做圓周運動。開普勒、吉爾伯特：行星是依靠從太陽發(fā)出的磁力運行的，這是早期的引力思想次方成反比。引力聯(lián)系起來、結(jié)合大膽的想象，解決了“行星為什么繞太陽運動”的問題?；顒?：探究引力方向和大小上節(jié)課學生已經(jīng)知道距離太陽越遠的行星，其軌道越來越接近圓形軌道，那么建立圓軌道建構(gòu)模型做勻速圓周運動的結(jié)論，太陽對行星的引力提供向心力。建構(gòu)模型通過以下問題引導，激勵學生在已有知識的基礎(chǔ)上探究行星與太陽間引力的方向和大小。[問題鏈設(shè)計]問題1：將行星繞太陽的運動看作是勻速圓周運動，太陽與行星間引力的方向是什么？問題2：太陽對行星的引力與哪些因素有關(guān)？表達式又是怎樣的呢？問題3：如何利用已有天文學觀測成果（開普勒第三定律）？通過問題2引導學生猜想太陽對行星的引力與哪些因素有關(guān)，并進行討論交流。接著通過3是站在巨人的肩膀上看待問題。F=F'問題F=F'4相同的原因，因為地位不同；只是一種假設(shè)；假設(shè)是否成立還需實踐來檢驗。通過以上活動突破了本節(jié)重點。學生表現(xiàn)：1、能建立理想化模型。2、能完成太陽與行星間引力關(guān)系的演繹推導。任務(wù)二：探究引力的統(tǒng)一性1：進行月-地檢驗（科學探究（科學思維）1地檢驗。通過閱讀教材回答以下問題，學生交流討論，匯報月地檢驗思路。問題2：月-地檢驗的目的是什么？問題3：月-地檢驗的驗證原理是怎樣的？為什么從力的研究轉(zhuǎn)化為比較加速度？問題4：如何進行驗證？通過問題3讓學生認識到在牛頓時代人們已經(jīng)能夠比較精確地測定地球半徑、月地距離和重力加速度，月球的繞地加速度是可以粗略估算的。2：發(fā)現(xiàn)萬有引力定律（科學探究（科學思維（物理觀念）通過類比思考、層層深入，發(fā)散思維，啟發(fā)學生更大膽的猜想一切物體之間是否都存在引力作用，將太陽與行星間的引力推廣到一切有質(zhì)量的物體之間，提出萬有引力的概念。通過以下問題，引導學生自主閱讀教材，知道萬有引力定律內(nèi)容及意義。同時要向?qū)W生明確定律是否正確還需要經(jīng)受實踐的檢驗。[問題鏈設(shè)計]問題1：用自己的話總結(jié)萬有引力定律的內(nèi)容。問題2：根據(jù)太陽與行星間引力表達式，寫出萬有引力表達式。問題3：表達式中G的單位是怎樣的？問題4：萬有引力定律的得出其意義是什么？學生表現(xiàn)：1、能理解月-地檢驗的原理，知道物理研究問題的方法。2、能闡明萬有引力定律的內(nèi)容、適用條件及意義。任務(wù)三：了解引力常量G的測定及其意義活動1：設(shè)計測量引力常量的方法并交流。問題1：測量G的原理是什么？需要測量哪些物理量？2：各物理量該如何測量？3：你遇到了怎樣的困難？活動2：結(jié)合教材和課件演示了解卡文迪什扭秤實驗原理。卡文迪什1G2：引力常量的測定有何實際意義？通過問題1組織學生討論和分析卡文迪什扭秤實驗的精妙之處，學生能體會微小量放大的思想，感受實驗之美。知道引力常量測定的實際意義?；顒?：演示實驗，實踐檢驗卡文迪什扭秤實驗TG力常量的測定重要實際意義。學生表現(xiàn)：1、能知道卡文迪什扭秤實驗原理及精妙之處。2、能通過觀察實驗解釋現(xiàn)象。3、知道引力常量測定的重要實際意義?！咀鳂I(yè)與評價設(shè)計】作業(yè)設(shè)計查閱資料，進一步體會扭秤實驗中的放大思想。0.5mr的含義。思考萬有引力與重力的關(guān)系。評價設(shè)計依據(jù)1.任務(wù)鏈、問題鏈（口語報告）依據(jù)2.實驗報告依據(jù)3.課后作業(yè)完成情況依據(jù)4.學習活動記錄表（持續(xù)性評價）【教學設(shè)計反思】追求課時目標、教學活動與評價的一致性。能夠及時評價，持續(xù)性評價，為學生建立成長檔案。本節(jié)課讓學生經(jīng)歷一個完整的科學探究過程，通過所設(shè)計的任務(wù)、活動、以及評價等幫助學生積極主動，深度學習，真實學習，在課堂中重視落實物理核心素養(yǎng)?；趯W生發(fā)展的教學結(jié)構(gòu)。課時設(shè)計緊緊圍繞單元設(shè)計理念和目標。建立一個整體有序新的內(nèi)在教學聯(lián)系，符合大單元設(shè)計理念。附件：學歷案、評價證據(jù)（口語報告）——人教版必修二《萬有引力與宇宙航行》第七章第2節(jié)萬有引力定律（學歷案）班級 姓名： 〖課標要求〗通過史實，了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程。知道萬有引力定律。認識發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的重要意義。〖學習目標〗了解從開普勒定律到萬有引力定律建立的過程中，眾多物理學家的貢獻。知道萬有引力定律的內(nèi)容、表達式和適用條件。理解萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的意義。理解月—地檢驗。G的測定在科學史上的重大意義?！荚u價任務(wù)〗完成任務(wù)一（1）完成任務(wù)二（2、完成任務(wù)三（4）任務(wù)一：探究行星與太陽間的引力。復(fù)習導入：開普勒行星運動定律〖建立模型〗根據(jù)開普勒第一定律：行星的軌道是，太陽處在焦點之上。由于數(shù)學知識的有限，中學階段我們將橢圓軌道近似為圓形軌道，太陽處在圓形軌道的圓心處。根據(jù)開普勒第二定律：行星繞太陽的圓周運動是圓周運動。設(shè)行星的質(zhì)量為m，速度為v，行星與太陽間的距離為r。〖提出問題〗是什么原因使行星繞太陽運動？？？〖科學猜想〗（歷史回顧）：伽利略、開普勒以及法國在數(shù)學家笛卡爾都提出過：太陽對行星的引力F應(yīng)該與有關(guān)。跟行星到太陽距離的成反比。在前人研究的基礎(chǔ)上得出：“以任何方式改變速度（包括改變速度的方向）么繞太陽運動”的問題。不僅如此，牛頓還通過思考與研究闡述了普遍意義下的定律?！祭碚撏蒲荨?.向？問題2.根據(jù)圓周運動的知識，引力大小與什么因素有關(guān)？表達式又是怎樣的呢？問題3.如何利用已有天文學觀測成果（開普勒第三定律）？結(jié)論1：太陽對行星的引力，與行星的質(zhì)量成，與行星和太陽間距離的次方成，方向。4.和什么有關(guān)呢？結(jié)論2：行星對太陽的的引力，與太陽的質(zhì)量成，與太陽和行星間距離的次方成，方向。5.F〖得出結(jié)論〗

mF'r2

MFF，你能歸納出什么？r2太陽與行星間引力的大小與、成正比，與兩者距離的次方成比，方向?！际聦崣z驗1〗任務(wù)二：探究引力的統(tǒng)一性大膽猜想：地球繞太陽運動，月球繞地球運動，它們 之間的作用力是同一種性質(zhì)的力嗎？這種力與地球?qū)渖咸O果的吸引力也是同一種性質(zhì)的力嗎？RT=27.3d2.36×106sg=9.8m/s2。檢驗思路：（閱讀教材，匯報檢驗思路）結(jié)論：太陽和行星間的引力、地球和月球間的引力、地球?qū)Φ孛嫖矬w的重力都是種（）性質(zhì)的力！遵從（）的規(guī)律！〖大膽設(shè)想〗牛頓做了更大膽的設(shè)想：會不會任意兩個有質(zhì)量的物體之間都存在這種引力相互作用被推廣到宇宙中一切物體之間。稱之為定律。內(nèi) 容：自然界中都相互吸引，引力的方向，引力的大小。表達式： 說 明：式中質(zhì)量的單位用，距離的單位用，力的單位用。G是比例系數(shù)，叫作，適用于?！际聦崣z驗2〗任務(wù)三：了解引力常量G的測定及其意義英國物理學家在實驗室里通過扭秤實驗測量，比較準確地得出了G的數(shù)值。通常取G＝ N·m2/kg2。（思考與討論）查閱資料，體會扭秤實驗中的放大思想。G的數(shù)值測定在科學史上有著怎樣的重要意義？作業(yè)布置：查閱資料，進一步體會扭秤實驗中的放大思想。0.5mr的含義。思考萬有引力與重力的關(guān)系。評價證據(jù)萬有引力定律（一）表現(xiàn)性任務(wù)1.口語報告 萬有引力定律。學生口語報告分析（萬有引力定律）主試：××被試：××實際口語記錄口語報告分析主試：太陽與行星間引力的推導中主要運用了哪些當時已有知識和規(guī)律？被試：開普勒定律；牛頓運動定律主試：太陽與行星間引力表達式是否適用于天體對其表面物體的引力？牛頓是如何驗證的？被試：月地檢驗被試：假設(shè)地月間引力和地球表面重力是同一重力，則月球繞地運動的向心加速度約為地球表面重力加速度的1/3600.主試：“月地檢驗”證實結(jié)論后，牛頓又有什么新的設(shè)想？被試：萬有引力主試：“萬有引力定律”的內(nèi)容？表達式？適用范圍？被試：略。主試：有了萬有引力定律之后，能否計算出天體間引力大