2024-2025學(xué)年高中物理 第六章 萬有引力與航天 2 太陽與行星間的引力教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第六章萬有引力與航天2太陽與行星間的引力教案新人教版必修2授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是太陽與行星間的引力。這部分內(nèi)容涉及到萬有引力定律的應(yīng)用，以及太陽對行星的引力作用。具體內(nèi)容包括：

1.太陽與行星間的引力公式：F=G*(M*m)/r^2，其中G為萬有引力常數(shù)，M為太陽的質(zhì)量，m為行星的質(zhì)量，r為太陽與行星之間的距離。

2.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道：根據(jù)牛頓第二定律，行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的向心力由太陽對行星的引力提供，因此可以得出行星繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

3.行星運(yùn)動(dòng)的速度和周期：根據(jù)開普勒定律，行星運(yùn)動(dòng)的速度和周期與它與太陽之間的距離有關(guān)。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：

1.學(xué)生需要掌握萬有引力定律的內(nèi)容，了解萬有引力常數(shù)G的值。

2.學(xué)生需要了解行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓，以及開普勒定律的內(nèi)容。

3.學(xué)生需要掌握圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識，如線速度、角速度、周期等。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：

1.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)太陽與行星間的引力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，使其能夠運(yùn)用萬有引力定律和開普勒定律分析行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

2.科學(xué)探究：通過觀察和分析行星的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，使其能夠運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)分析方法研究行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

3.科學(xué)交流：通過小組討論和報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)交流能力，使其能夠與他人合作、表達(dá)和交流自己的研究成果。

4.科學(xué)態(tài)度：通過學(xué)習(xí)太陽與行星間的引力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，使其能夠積極參與學(xué)習(xí)，對科學(xué)知識保持好奇心和探索精神。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

（1）萬有引力定律的應(yīng)用：太陽與行星間的引力公式和行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道。

舉例：教師可以通過的實(shí)際例子，如地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用萬有引力定律計(jì)算太陽對地球的引力，并解釋地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道。

（2）行星運(yùn)動(dòng)的速度和周期：根據(jù)開普勒定律，行星運(yùn)動(dòng)的速度和周期與它與太陽之間的距離有關(guān)。

舉例：教師可以通過開普勒第三定律的實(shí)際例子，如地球和火星的運(yùn)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用開普勒定律計(jì)算行星的運(yùn)動(dòng)周期，并解釋周期與距離的關(guān)系。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

（1）理解萬有引力定律的應(yīng)用：學(xué)生可能對如何將萬有引力定律應(yīng)用于太陽與行星間的引力計(jì)算感到困惑。

教學(xué)策略：教師可以通過具體的實(shí)際例子，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用萬有引力定律計(jì)算太陽對行星的引力，并解釋計(jì)算過程和結(jié)果。

（2）理解行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道：學(xué)生可能對如何根據(jù)萬有引力定律推導(dǎo)出行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道感到困惑。

教學(xué)策略：教師可以通過圖形和動(dòng)畫演示，引導(dǎo)學(xué)生理解行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓，并解釋橢圓的形成原因。

（3）理解開普勒定律的應(yīng)用：學(xué)生可能對如何根據(jù)開普勒定律計(jì)算行星的運(yùn)動(dòng)周期感到困惑。

教學(xué)策略：教師可以通過實(shí)際的例子，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用開普勒定律計(jì)算行星的運(yùn)動(dòng)周期，并解釋計(jì)算過程和結(jié)果。

（4）理解行星運(yùn)動(dòng)的速度和周期與距離的關(guān)系：學(xué)生可能對如何根據(jù)行星與太陽之間的距離推斷其運(yùn)動(dòng)速度和周期感到困惑。

教學(xué)策略：教師可以通過實(shí)際的例子，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用開普勒定律分析行星的運(yùn)動(dòng)速度和周期與距離的關(guān)系，并解釋關(guān)系的原因。教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法：

（1）講授法：在課堂上，教師以講解為主，系統(tǒng)地傳授太陽與行星間的引力知識，引導(dǎo)學(xué)生掌握萬有引力定律、開普勒定律等核心概念。

（2）案例研究法：教師可以選擇一些實(shí)際的行星運(yùn)動(dòng)案例，如地球、火星的運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生分析并解釋其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

（3）討論法：在課堂上，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生分享自己的觀點(diǎn)和理解，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

2.教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)：

（1）角色扮演：教師可以讓學(xué)生扮演太陽和行星，模擬它們之間的引力作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解和記憶。

（2）實(shí)驗(yàn)：教師可以組織學(xué)生進(jìn)行引力實(shí)驗(yàn)，如使用彈簧測力計(jì)測量力的大小，讓學(xué)生直觀地感受引力的作用，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)思維。

（3）游戲：教師可以設(shè)計(jì)一些與太陽與行星間引力相關(guān)的游戲，如引力接龍、行星探險(xiǎn)等，讓學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)知識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。

3.教學(xué)媒體和資源使用：

（1）PPT：教師可以使用PPT展示太陽與行星間的引力知識，包括圖片、公式、實(shí)例等，清晰地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（2）視頻：教師可以播放一些與太陽與行星間引力相關(guān)的視頻，如行星運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫、太空探索的視頻等，讓學(xué)生更直觀地了解知識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（3）在線工具：教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用在線工具，如模擬行星運(yùn)動(dòng)的軟件，讓學(xué)生自主探索行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是《太陽與行星間的引力》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個(gè)問題：“你們是否曾經(jīng)觀察過夜空中的星星，它們是如何運(yùn)動(dòng)的呢？”這個(gè)問題與我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容密切相關(guān)。通過這個(gè)問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索太陽與行星間引力的奧秘。

二、新課講授（用時(shí)10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解萬有引力定律的基本概念。萬有引力定律是描述物體間引力相互作用的規(guī)律。它的重要性在于能夠解釋和預(yù)測物體間的引力現(xiàn)象，包括地球上的物體掉落、行星的運(yùn)動(dòng)等。

2.案例分析：接下來，我們來看一個(gè)具體的案例。這個(gè)案例展示了太陽對行星的引力作用，以及行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道。通過分析這個(gè)案例，我們可以理解萬有引力定律在行星運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。

3.重點(diǎn)難點(diǎn)解析：在講授過程中，我會特別強(qiáng)調(diào)萬有引力定律和開普勒定律這兩個(gè)重點(diǎn)。對于難點(diǎn)部分，我會通過舉例和比較來幫助大家理解。

三、實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)10分鐘）

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個(gè)與太陽與行星間引力相關(guān)的實(shí)際問題。

2.實(shí)驗(yàn)操作：為了加深理解，我們將進(jìn)行一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)操作。這個(gè)操作將演示物體間引力作用的基本原理。

3.成果展示：每個(gè)小組將向全班展示他們的討論成果和實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果。

四、學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“太陽與行星間引力在宇宙中的應(yīng)用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵(lì)提出自己的觀點(diǎn)和想法，并與其他小組成員進(jìn)行交流。

2.引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個(gè)引導(dǎo)者，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個(gè)小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

今天的學(xué)習(xí)，我們了解了太陽與行星間的引力、萬有引力定律的基本概念、重要性和應(yīng)用。同時(shí)，我們也通過實(shí)踐活動(dòng)和小組討論加深了對太陽與行星間引力的理解。我希望大家能夠掌握這些知識點(diǎn)，并在日常生活中靈活運(yùn)用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請隨時(shí)向我提問。知識點(diǎn)梳理本節(jié)課主要涉及以下知識點(diǎn)：

1.萬有引力定律：萬有引力定律是描述兩個(gè)物體之間引力相互作用的規(guī)律。公式為F=G*(M*m)/r^2，其中F為引力大小，G為萬有引力常數(shù)，M和m分別為兩個(gè)物體的質(zhì)量，r為它們之間的距離。

2.太陽與行星間的引力：太陽對行星的引力作用是萬有引力定律的應(yīng)用。太陽質(zhì)量巨大，因此對行星的引力也非常強(qiáng)大，這使得行星圍繞太陽做橢圓形的軌道運(yùn)動(dòng)。

3.行星運(yùn)動(dòng)的軌道：根據(jù)牛頓第二定律，行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的向心力由太陽對行星的引力提供，因此可以得出行星繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

4.行星運(yùn)動(dòng)的速度和周期：根據(jù)開普勒定律，行星運(yùn)動(dòng)的速度和周期與它與太陽之間的距離有關(guān)。行星距離太陽越近，運(yùn)動(dòng)速度越快，周期越短。

5.開普勒定律：開普勒定律是描述行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的三個(gè)定律。其中第三定律表明，行星運(yùn)動(dòng)周期的平方與其橢圓軌道半長軸的立方成正比。

6.地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)：地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)是橢圓形的，地球在近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度最快，在遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度最慢。地球的公轉(zhuǎn)周期約為365.25天。

7.太陽系中的其他行星：太陽系中的其他行星也繞太陽做橢圓形的軌道運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)周期、速度和軌道半徑都與地球有所不同。

8.天體運(yùn)動(dòng)：天體運(yùn)動(dòng)是指宇宙中各種天體（如行星、衛(wèi)星、恒星等）在空間中的運(yùn)動(dòng)。天體運(yùn)動(dòng)的研究有助于我們更好地理解宇宙的結(jié)構(gòu)和演化。

9.宇宙探索：人類對宇宙的探索包括觀測、理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等。通過宇宙探索，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多關(guān)于宇宙的新知識，如黑洞、暗物質(zhì)等。

10.科學(xué)方法：在研究太陽與行星間引力的過程中，科學(xué)家們運(yùn)用了觀察、假設(shè)、理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等科學(xué)方法。教學(xué)反思與總結(jié)在教學(xué)過程中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對于行星運(yùn)動(dòng)的軌道和速度周期這兩個(gè)難點(diǎn)部分感到有些困惑。為了幫助學(xué)生們理解這些難點(diǎn)，我采用了舉例和比較的方法，通過具體的行星運(yùn)動(dòng)案例來解釋這些概念。同時(shí)，我還組織學(xué)生們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)操作，讓他們通過實(shí)際的操作來加深對知識的理解。

總的來說，這節(jié)課的教學(xué)效果還是不錯(cuò)的，學(xué)生們對于太陽與行星間的引力的理解有了明顯的提高。但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些需要改進(jìn)的地方。首先，在講解行星運(yùn)動(dòng)的軌道和速度周期時(shí)，我應(yīng)該更加注重細(xì)節(jié)，確保學(xué)生們能夠完全理解這些概念。其次，在組織實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，我應(yīng)該更加注重安全，確保學(xué)生們能夠在安全的環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。最后，我應(yīng)該更加注重課堂管理，確保學(xué)生們能夠積極參與課堂活動(dòng)，提高課堂的互動(dòng)性和趣味性。

總的來說，這節(jié)課的教學(xué)效果還是不錯(cuò)的，學(xué)生們對于太陽與行星間的引力的理解有了明顯的提高。但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些需要改進(jìn)的地方。首先，在講解行星運(yùn)動(dòng)的軌道和速度周期時(shí)，我應(yīng)該更加注重細(xì)節(jié)，確保學(xué)生們能夠完全理解這些概念。其次，在組織實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，我應(yīng)該更加注重安全，確保學(xué)生們能夠在安全的環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。最后，我應(yīng)該更加注重課堂管理，確保學(xué)生們能夠積極參與課堂活動(dòng)，提高課堂的互動(dòng)性和趣味性。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.計(jì)算題：根據(jù)萬有引力定律和開普勒定律，計(jì)算太陽對不同行星的引力，并解釋行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道和速度周期。

2.分析題：分析太陽系中不同行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，說明它們是如何受到太陽引力的影響。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：完成實(shí)驗(yàn)操作，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論知識的聯(lián)系。

4.小組討論：以小組為單位，討論太陽與行星間引力在宇宙中的應(yīng)用，并提出自己的觀點(diǎn)和想法。

作業(yè)反饋：

1.計(jì)算題：檢查學(xué)生的計(jì)算過程和結(jié)果，指出計(jì)算錯(cuò)誤和不足之處，并提供正確的計(jì)算方法和步驟。

2.分析題：評價(jià)學(xué)生的分析思路和觀點(diǎn)，指出分析中的不足之處，并提供更深入的思考和建議。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：批改學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，指出實(shí)驗(yàn)操作中的錯(cuò)誤和不足之處，并提供改進(jìn)的建議和方法。

4.小組討論：評價(jià)學(xué)生的討論成果，指出討論中的不足之處，并提供更深入的思考和建議。重點(diǎn)題型整理1.計(jì)算行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期

a)已知行星的質(zhì)量m和太陽的質(zhì)量M，求行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r。

b)已知行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r，求行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期T。

2.計(jì)算行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的向心力

a)已知行星的質(zhì)量m和速度v，求行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的向心力。

b)已知行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和速度v，求行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的向心力。

3.計(jì)算行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的線速度和角速度

a)已知行星的質(zhì)量m和軌道半徑r，求行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的線速度v。

b)已知行星的質(zhì)量m和軌道半徑r，求行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的角速度ω。

4.分析行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)原理

a)已知行星的質(zhì)量m、軌道半徑r和速度v，分析行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)原理。

b)已知行星的質(zhì)量m、軌道半徑r和向心力F，分析行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)原理。

5.解釋太陽對行星的引力作用和行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

a)已知行星的質(zhì)量m和太陽的質(zhì)量M，解釋太陽對行星的引力作用。

b)已知行星的質(zhì)量m、軌道半徑r和速度v，解釋行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。板書設(shè)計(jì)①萬有引力定