2024-2025學年高中物理 第六章 萬有引力與航天 3 萬有引力定律（2）教案 新人教版必修2

2024-2025學年高中物理第六章萬有引力與航天3萬有引力定律（2）教案新人教版必修2學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學內(nèi)容是萬有引力定律的應(yīng)用。具體包括：

1.理解萬有引力定律的數(shù)學表達式，掌握質(zhì)量、距離和引力之間的關(guān)系。

2.學習如何利用萬有引力定律計算兩個物體之間的引力。

3.探討萬有引力定律在實際問題中的應(yīng)用，如地球與月球之間的引力計算。

教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系：

1.學生已經(jīng)學習了質(zhì)量、距離和力的概念，本節(jié)課將這些概念與萬有引力定律相結(jié)合，加深對力的理解。

2.學生已經(jīng)掌握了基本的數(shù)學運算技能，本節(jié)課將運用這些技能來計算物體之間的引力。

3.學生已經(jīng)了解了地球和月球的基本知識，本節(jié)課將將這些知識與萬有引力定律相結(jié)合，探討地球與月球之間的引力計算。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，具體包括：

1.科學思維：通過學習萬有引力定律，培養(yǎng)學生運用科學思維解決問題的能力，使其能夠運用數(shù)學運算和邏輯推理方法計算物體之間的引力。

2.科學探究：引導學生通過觀察和分析實際問題，探索萬有引力定律的應(yīng)用，培養(yǎng)學生進行科學探究的能力。

3.科學態(tài)度與價值觀：通過學習萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用，使學生認識到科學知識對于人類社會發(fā)展的重要性，培養(yǎng)其對科學的熱愛和尊重。

4.科學交流：鼓勵學生在課堂上積極發(fā)言，與他人交流自己的觀點和思考，培養(yǎng)學生的科學交流能力。學情分析在進入本節(jié)課的學習之前，我們需要對學生的學情進行深入分析，以便更好地設(shè)計教學活動和指導學生學習。

1.學生層次：本節(jié)課面向的是高中一年級的學生，他們在之前的學習中已經(jīng)掌握了基本的數(shù)學運算技能，具備一定的邏輯推理能力。他們對物理學科有一定的興趣，但可能在實際問題的解決上還缺乏一定的經(jīng)驗。

2.知識、能力、素質(zhì)方面：學生在之前的物理學習中已經(jīng)掌握了質(zhì)量、距離和力的概念，對這些基礎(chǔ)知識有一定的理解。他們能夠進行基本的數(shù)學運算和邏輯推理，但在將理論知識應(yīng)用于實際問題的解決上還有一定的困難。在素質(zhì)方面，學生具備一定的觀察能力和思考能力，但在團隊合作和科學探究方面還有待提高。

3.行為習慣：學生在學習過程中表現(xiàn)出一定的學習積極性，但在課堂互動和自主學習方面還有待加強。他們可能更習慣于被動接受知識，對于主動探索和提出問題可能還不夠習慣。在行為習慣上，部分學生可能對物理實驗和實際操作較為感興趣，而另一部分學生可能更偏好理論知識的學習。

4.對課程學習的影響：基于以上分析，我們可以看出，學生在知識、能力和素質(zhì)方面具備一定的基礎(chǔ)，但仍然存在將理論知識應(yīng)用于實際問題解決的能力不足的問題。因此，在教學過程中，我們需要注重培養(yǎng)學生的實際問題解決能力，通過案例分析和實際操作等方式，使學生能夠更好地理解和運用萬有引力定律。同時，我們需要關(guān)注學生的學習習慣，鼓勵他們積極參與課堂互動，培養(yǎng)其自主學習和思考的能力。教學方法與策略為了達到本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標，并適應(yīng)學生的學情，我們將采用多種教學方法與策略，以提高教學效果。

1.教學方法：

-講授法：教師將運用講授法向?qū)W生傳授萬有引力定律的基本概念和數(shù)學表達式，以及引力計算的方法。

-案例研究法：通過分析地球與月球之間的引力案例，讓學生理解萬有引力定律在實際問題中的應(yīng)用。

-項目導向?qū)W習：學生將分組進行項目研究，探究萬有引力定律在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用，如航天、天體運動等。

2.教學活動設(shè)計：

-角色扮演：學生將扮演科學家和航天工程師，通過模擬實際工作中的場景，探討萬有引力定律在航天任務(wù)中的應(yīng)用。

-實驗活動：學生將在實驗室進行萬有引力定律的實驗，測量不同質(zhì)量物體之間的引力，并分析實驗結(jié)果與理論的關(guān)聯(lián)。

-游戲設(shè)計：設(shè)計一款有關(guān)萬有引力定律的應(yīng)用游戲，讓學生在游戲中理解和運用引力計算方法。

3.教學媒體和資源：

-PPT：教師將制作精美的PPT，展示萬有引力定律的相關(guān)理論和案例，以直觀的方式幫助學生理解。

-視頻資源：播放有關(guān)航天和萬有引力的視頻，讓學生更直觀地了解萬有引力定律在實際中的應(yīng)用。

-在線工具：利用在線工具進行引力計算和可視化展示，幫助學生更好地理解和掌握計算方法。教學流程（一）課前準備（預(yù)計用時：5分鐘）

學生預(yù)習：

發(fā)放預(yù)習材料，引導學生提前了解萬有引力定律的學習內(nèi)容，標記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計預(yù)習問題，激發(fā)學生思考，為課堂學習萬有引力定律內(nèi)容做好準備。

教師備課：

深入研究教材，明確萬有引力定律教學目標和萬有引力定律重難點。

準備教學用具和多媒體資源，確保萬有引力定律教學過程的順利進行。

設(shè)計課堂互動環(huán)節(jié)，提高學生學習萬有引力定律的積極性。

（二）課堂導入（預(yù)計用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學生的好奇心和求知欲，引導學生進入萬有引力定律學習狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學習的質(zhì)量、距離和力等基本概念，幫助學生建立知識之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學生對舊知的掌握情況，為萬有引力定律新課學習打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準確地講解萬有引力定律的基本概念和數(shù)學表達式，結(jié)合實例幫助學生理解。

突出萬有引力定律重點，強調(diào)計算方法難點，通過對比、歸納等方法幫助學生加深記憶。

互動探究：

設(shè)計小組討論環(huán)節(jié)，讓學生圍繞萬有引力定律應(yīng)用問題展開討論，培養(yǎng)學生的合作精神和溝通能力。

鼓勵學生提出自己的觀點和疑問，引導學生深入思考，拓展思維。

技能訓練：

設(shè)計實踐活動或?qū)嶒?，讓學生在實踐中體驗萬有引力定律知識的應(yīng)用，提高實踐能力。

在萬有引力定律新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對萬有引力定律知識點進行梳理和總結(jié)。

強調(diào)萬有引力定律的重點和難點，幫助學生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習（預(yù)計用時：5分鐘）

隨堂練習：

隨堂練習題，讓學生在課堂上完成，檢查學生對萬有引力定律知識的掌握情況。

鼓勵學生相互討論、互相幫助，共同解決萬有引力定律問題。

錯題訂正：

針對學生在隨堂練習中出現(xiàn)的萬有引力定律錯誤，進行及時訂正和講解。

引導學生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹與萬有引力定律內(nèi)容相關(guān)的拓展知識，如航天技術(shù)的發(fā)展，拓寬學生的知識視野。

引導學生關(guān)注學科前沿動態(tài)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合萬有引力定律內(nèi)容，引導學生思考學科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學生的社會責任感。

鼓勵學生分享學習萬有引力定律的心得和體會，增進師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學習的萬有引力定律內(nèi)容，強調(diào)重點和難點。

肯定學生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學習的萬有引力定律內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

提醒學生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。拓展與延伸為了讓學生更好地理解和應(yīng)用萬有引力定律，我們提供了以下拓展閱讀材料：

1.《宇宙的奧秘：萬有引力與航天》-此書詳細介紹了萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程以及其在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.“萬有引力定律的應(yīng)用案例分析”-一份研究報告，分析了萬有引力定律在不同領(lǐng)域的實際應(yīng)用，如地球物理學、天文學等。

3.“萬有引力與航天技術(shù)”-一篇科普文章，介紹了萬有引力定律對于航天技術(shù)發(fā)展的重要性。

鼓勵學生進行課后自主學習和探究，以便更深入地理解萬有引力定律的知識。以下是一些建議：

1.學生可以嘗試查找更多關(guān)于萬有引力定律的歷史背景和發(fā)展過程的信息，了解科學家是如何發(fā)現(xiàn)和驗證這一定律的。

2.學生可以研究萬有引力定律在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如地球物理學、生物學等，了解這一定律在不同學科中的重要作用。

3.學生可以嘗試運用萬有引力定律解決實際問題，如計算地球與月球之間的引力，或者分析行星運動的原因等。

4.學生可以探討萬有引力定律在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，如航天技術(shù)、衛(wèi)星導航等，了解這一定律對于人類社會發(fā)展的貢獻。板書設(shè)計板書設(shè)計是教學過程中重要的一環(huán)，它能夠幫助學生更好地理解和記憶知識點。以下是我對于萬有引力定律板書設(shè)計的一些建議：

①藝術(shù)性：

-使用清晰的字體和顏色，使板書看起來更加美觀和吸引人。

-可以使用圖形、圖表或插圖來輔助說明萬有引力定律的概念，使抽象的知識點更加形象化。

-設(shè)計一些有趣的符號或圖標來代表萬有引力定律的不同方面，如用一個地球和月球的圖標來表示萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

②趣味性：

-在板書中加入一些有趣的例子或故事，讓學生通過故事來理解和記憶萬有引力定律。

-設(shè)計一些互動性的問題或練習，讓學生參與到板書設(shè)計中來，例如，讓學生在板書上畫出地球和月球，并計算它們之間的引力。

-使用一些幽默的語言或表情來增加板書的趣味性，讓學生在輕松的氛圍中學習。

③重點突出：

-在板書中突出萬有引力定律的核心概念和公式，使用較大的字體或加粗來強調(diào)重點。

-將萬有引力定律的數(shù)學表達式用醒目的顏色或框起來，使其更加突出。

-使用不同的字體或顏色來區(qū)分萬有引力定律的不同應(yīng)用領(lǐng)域，如航天、地球物理學等。課后作業(yè)1.請計算地球和月球之間的引力，假設(shè)地球的質(zhì)量為5.97×10^24千克，月球的質(zhì)量為7.35×10^22千克，地球和月球之間的平均距離為384400千米。

2.假設(shè)一個物體的質(zhì)量為2千克，距離地球表面100千米，計算該物體受到的地球引力。

3.請解釋為什么地球上的物體總是向地面墜落，而不是向天空飛去。

4.假設(shè)一個物體在地球上受到的引力為10牛頓，計算該物體在地球表面的質(zhì)量。

5.請計算地球和太陽之間的引力，假設(shè)地球的質(zhì)量為5.97×10^24千克，太陽的質(zhì)量為1.99×10^30千克，地球和太陽之間的平均距離為149.6百萬千米。

答案：

1.地球和月球之間的引力為：G*(M*m)/r^2=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*(5.97*10^24kg*7.35*10^22kg)/(3.844*10^8m)^2=2.21*10^21N。

2.該物體受到的地球引力為：G*M/r^2=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*(5.97*10^24kg)/(1.00*10^8m)^2=5.97*10^15N。

3.地球上的物體總是向地面墜落，因為地球?qū)ξ矬w的引力指向地面，物體受到的重力與地球?qū)ξ矬w的引力相等，因此物體只能向地面墜落。

4.該物體的質(zhì)量為：F/G=10N/6.67*10^-11N*m^2/kg^2=1.5*10^26kg。

5.地球和太陽之間的引力為：G*(M*M')/r^2=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*(5.97*10^24kg*1.99*10^30kg)/(1.496*10^11m)^2=4.07*10^27N。課堂1.提問：通過提問了解學生對萬有引力定律的理解程度，及時發(fā)現(xiàn)學生對概念的混淆或誤解，并進行針對性講解。例如，可以提問學生萬有引力定律的數(shù)學表達式，以及如何計算兩個物體之間的引力。

2.觀察：通過觀察學生的課堂表現(xiàn)，了解他們對萬有引力定律的興趣和參與程度。例如，可以觀察學生在課堂討論中的積極參與程度，以及他們提出問題的積極性。

3.測試：通過隨堂測試或課后練習，了解學生對萬有引力定律的掌握情況。例如，可以設(shè)計一些計算題目，讓學生計算兩個物體之間的引力，或者設(shè)計一些選擇題，讓學生選擇正確的萬有引力定律的應(yīng)用場景。

九、作業(yè)評價

1.批改：對學生的作業(yè)進行認真批改，及時發(fā)現(xiàn)學生的問題，并進行針對性指導。例如，可以批改學生計算萬有引力定律的題目，指出他們計算過程中的錯誤，并解釋正確的計算方法。

2.點評：對學生的作業(yè)進行認真點評，及時反饋學生的學習效果，鼓勵學生繼續(xù)努力。例如，可以表揚學生作業(yè)中的正確部分，并指出他們需要改進的地方，鼓勵他們繼續(xù)努力。

3.鼓勵：鼓勵學生提出問題，及時解答他們的疑惑，幫助他們更好地理解萬有引力定律。例如，可以鼓勵學生在課堂上提問，及時解答他們的疑惑，幫助他們更好地理解萬有引力定律。教學反思與總結(jié)在教學方法方面，我采用了講授法、案例研究法和項目導向?qū)W習法。我發(fā)現(xiàn)，講授法能夠清晰、準確地向?qū)W生傳授萬有引力定律的基本概念和數(shù)學表達式，但可能過于枯燥，無法充分激發(fā)學生的學習興趣。案例研究法和項目導向?qū)W習法則能夠更好地激發(fā)學生的興趣，提高他們的參與度和積極性。然而，這兩種方法可能需要更多的時間和資源，對于課堂時間的管理提出了更高的要求。

在教學策略方面，我設(shè)計了小組討論環(huán)節(jié)和實踐活動。我發(fā)現(xiàn)，小組討論能夠培養(yǎng)學生的合作精神和溝通能力，但需要確保每個學生都能積極參與并貢獻自己的觀點。實踐活動則能夠幫助學生更好地理解和應(yīng)用萬有引力定律，但需要確?；顒拥脑O(shè)計能夠充分體現(xiàn)萬有引力定律的核心概念。

在教學管理方面，我注意到了課堂紀律和時間管理的重要性。我發(fā)現(xiàn)，維持課堂紀律能夠確保教學活動的順利進行，避免學生分心和干擾他人。然而，時間管理同樣重要，需要確保每個教學環(huán)節(jié)都能夠按照計劃進行，