(教學(xué)設(shè)計(jì))第4章 第1節(jié) 天地力的綜合：萬(wàn)有引力定律2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第二冊(cè)(魯科版2019)

(教學(xué)設(shè)計(jì))第4章第1節(jié)天地力的綜合：萬(wàn)有引力定律2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第二冊(cè)(魯科版2019)授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)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)容為《高中物理必修第二冊(cè)(魯科版2019)》第4章第1節(jié)“天地力的綜合：萬(wàn)有引力定律”。教學(xué)內(nèi)容圍繞萬(wàn)有引力定律展開(kāi)，包括萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程、定律的表達(dá)式、適用范圍及其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。這一節(jié)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系在于，學(xué)生已在之前的課程中學(xué)習(xí)了力的概念、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等基礎(chǔ)物理知識(shí)，對(duì)力的作用和物體運(yùn)動(dòng)有了初步理解。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律，能讓學(xué)生進(jìn)一步探索天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，加深對(duì)自然界力的認(rèn)識(shí)，并為后續(xù)學(xué)習(xí)天體物理學(xué)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生以下幾方面的能力：《天地力的綜合：萬(wàn)有引力定律》的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生將發(fā)展科學(xué)探究與物理思維的能力，通過(guò)探索萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，理解科學(xué)方法的運(yùn)用，提升科學(xué)推理和問(wèn)題解決的能力。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)物理學(xué)概念的本質(zhì)理解，深化對(duì)力的概念的認(rèn)識(shí)，特別是在理解萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式及其適用條件時(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的模型建構(gòu)與數(shù)學(xué)運(yùn)用能力。此外，通過(guò)聯(lián)系實(shí)際生活中的實(shí)例，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識(shí)，使其認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要性，并能夠在實(shí)際情境中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)其科學(xué)創(chuàng)新與實(shí)踐能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

本節(jié)課的核心內(nèi)容包括：

-萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式及其物理意義。

-萬(wàn)有引力常數(shù)的概念及其在計(jì)算中的應(yīng)用。

-萬(wàn)有引力定律適用的條件及其在自然界和日常生活中的實(shí)例。

-通過(guò)實(shí)例分析，理解萬(wàn)有引力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。

在教學(xué)過(guò)程中，需重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以上內(nèi)容，確保學(xué)生能夠準(zhǔn)確掌握萬(wàn)有引力定律的基礎(chǔ)知識(shí)，并能夠在實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)用。

2.教學(xué)難點(diǎn)

本節(jié)課的難點(diǎn)內(nèi)容主要包括：

-理解萬(wàn)有引力定律中引力與距離平方成反比的概念，特別是對(duì)距離平方關(guān)系的直觀理解。

-掌握萬(wàn)有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并將其應(yīng)用于具體計(jì)算中，如計(jì)算地球與月球之間的引力。

-識(shí)別萬(wàn)有引力定律適用范圍，理解在極端條件下（如相對(duì)論效應(yīng)顯著時(shí)）該定律的局限性。

-將萬(wàn)有引力定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合，分析復(fù)雜的天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。

針對(duì)這些難點(diǎn)，教師應(yīng)采用直觀的教學(xué)工具和方法，如動(dòng)畫(huà)演示、數(shù)學(xué)建模、實(shí)例分析等，幫助學(xué)生形象化理解抽象概念，并通過(guò)逐步引導(dǎo)和練習(xí)，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。教學(xué)資源1.軟硬件資源：

-投影儀或智能黑板

-物理實(shí)驗(yàn)器材：質(zhì)量球、彈簧秤、測(cè)量尺等

-計(jì)算器

-物理教學(xué)軟件（如模擬天體運(yùn)動(dòng)的軟件）

2.課程平臺(tái)：

-學(xué)校課程管理系統(tǒng)（如校園網(wǎng)、學(xué)習(xí)平臺(tái)等）

3.信息化資源：

-電子教材

-動(dòng)畫(huà)演示萬(wàn)有引力定律和天體運(yùn)動(dòng)

-互動(dòng)式教學(xué)PPT

-在線物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M

4.教學(xué)手段：

-小組討論

-實(shí)物展示與操作

-課堂提問(wèn)與回答

-課后在線自測(cè)與反饋

-案例分析與研究

-互動(dòng)式教學(xué)游戲或應(yīng)用

-實(shí)驗(yàn)視頻或現(xiàn)場(chǎng)演示教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)萬(wàn)有引力定律的興趣，激發(fā)其探索宇宙和自然規(guī)律的欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們知道什么是萬(wàn)有引力定律嗎？它與我們生活的地球及其他天體有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于宇宙、地球與其他天體相互作用的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受萬(wàn)有引力定律的奧秘和作用。

簡(jiǎn)短介紹萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程和重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.萬(wàn)有引力定律基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解萬(wàn)有引力定律的基本概念、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解萬(wàn)有引力定律的定義，包括其數(shù)學(xué)表達(dá)式和物理意義。

詳細(xì)介紹萬(wàn)有引力定律的適用范圍、萬(wàn)有引力常數(shù)等組成部分，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.萬(wàn)有引力定律案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解萬(wàn)有引力定律的特性和重要性。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的案例進(jìn)行分析，如宇航員在月球上的行走、衛(wèi)星的軌道計(jì)算等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解萬(wàn)有引力定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解決實(shí)際問(wèn)題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論萬(wàn)有引力定律在未來(lái)太空探索中的應(yīng)用和改進(jìn)方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與萬(wàn)有引力定律相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如：萬(wàn)有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用、引力與行星運(yùn)動(dòng)的關(guān)系等。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)萬(wàn)有引力定律的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)萬(wàn)有引力定律的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括萬(wàn)有引力定律的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)萬(wàn)有引力定律在現(xiàn)實(shí)生活、學(xué)習(xí)以及未來(lái)科技發(fā)展中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用萬(wàn)有引力定律。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫(xiě)一篇關(guān)于萬(wàn)有引力定律在實(shí)際生活中應(yīng)用的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識(shí)與技能：

-掌握萬(wàn)有引力定律的基本概念、數(shù)學(xué)表達(dá)式及其物理意義。

-理解萬(wàn)有引力定律適用的條件及其在自然界和日常生活中的實(shí)例。

-學(xué)會(huì)運(yùn)用萬(wàn)有引力定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，如計(jì)算天體之間的引力。

-能夠分析萬(wàn)有引力定律在航天、天文等領(lǐng)域中的應(yīng)用，提出創(chuàng)新性的想法和建議。

2.過(guò)程與方法：

-通過(guò)案例分析，培養(yǎng)觀察、分析、解決問(wèn)題的能力。

-通過(guò)小組討論，提高合作交流、共同探究的能力。

-學(xué)會(huì)運(yùn)用圖表、示意圖等工具，形象地理解抽象的物理概念。

-能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題，形成解決實(shí)際問(wèn)題的思維方式。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：

-增強(qiáng)對(duì)物理學(xué)科的興趣，激發(fā)探索宇宙和自然規(guī)律的欲望。

-認(rèn)識(shí)到萬(wàn)有引力定律在科技發(fā)展和人類(lèi)進(jìn)步中的重要作用，提高科學(xué)素養(yǎng)。

-培養(yǎng)勇于提問(wèn)、敢于質(zhì)疑、積極探索的學(xué)習(xí)態(tài)度。

-樹(shù)立科學(xué)的世界觀，認(rèn)識(shí)到自然規(guī)律的可探索性和可預(yù)測(cè)性。

4.創(chuàng)新與實(shí)踐：

-在小組討論中，提出關(guān)于萬(wàn)有引力定律應(yīng)用和改進(jìn)的創(chuàng)新性想法。

-將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際情境中，解決實(shí)際問(wèn)題，展現(xiàn)創(chuàng)新思維。

-通過(guò)課后作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)撰寫(xiě)科學(xué)報(bào)告的能力。課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-閱讀材料：關(guān)于萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)歷程的相關(guān)文章，如牛頓的蘋(píng)果故事、牛頓與胡克的爭(zhēng)論等。

-視頻資源：宇宙探索紀(jì)錄片，特別是關(guān)于宇航員在太空中的生活、衛(wèi)星發(fā)射和軌道計(jì)算等內(nèi)容。

-科普書(shū)籍：介紹天體物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的書(shū)籍，如《宇宙簡(jiǎn)史》、《黑洞與時(shí)間彎曲》等。

-科普文章：關(guān)于萬(wàn)有引力在航天工程中的應(yīng)用，如引力助推技術(shù)、行星探測(cè)等。

2.拓展要求：

-鼓勵(lì)學(xué)生在課后自主選擇以上拓展內(nèi)容進(jìn)行閱讀或觀看，增加對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解和興趣。

-學(xué)生需撰寫(xiě)拓展學(xué)習(xí)的讀后感或觀后感，總結(jié)自己的收獲和感悟，以及與課堂學(xué)習(xí)的聯(lián)系。

-教師將提供閱讀材料、視頻資源的推薦列表，并為學(xué)生解答在拓展學(xué)習(xí)中遇到的疑問(wèn)。

-學(xué)生可以自愿參加課后討論會(huì)，分享自己的拓展學(xué)習(xí)成果，促進(jìn)同學(xué)間的交流與思考。

-教師將根據(jù)學(xué)生的拓展學(xué)習(xí)情況，給予必要的指導(dǎo)和評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生在拓展中深入思考和創(chuàng)新。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-觀察學(xué)生在課堂上的參與程度，包括提問(wèn)、回答問(wèn)題、互動(dòng)交流等方面的表現(xiàn)。

-關(guān)注學(xué)生對(duì)萬(wàn)有引力定律基本概念、數(shù)學(xué)表達(dá)式的理解和掌握情況。

-評(píng)價(jià)學(xué)生在觀看視頻、分析案例時(shí)的專(zhuān)注度和思考深度。

2.小組討論成果展示：

-評(píng)估各小組在討論過(guò)程中的合作程度、觀點(diǎn)闡述的清晰度和創(chuàng)新性。

-對(duì)各小組提出的關(guān)于萬(wàn)有引力定律應(yīng)用和改進(jìn)的想法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

-檢驗(yàn)學(xué)生能否將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中，并提出切實(shí)可行的解決方案。

3.隨堂測(cè)試：

-設(shè)計(jì)與萬(wàn)有引力定律相關(guān)的測(cè)試題目，包括選擇題、計(jì)算題和簡(jiǎn)答題等。

-通過(guò)測(cè)試，了解學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的掌握程度和運(yùn)用能力。

-分析測(cè)試結(jié)果，針對(duì)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行有針對(duì)性的輔導(dǎo)和指導(dǎo)。

4.課后作業(yè)：

-評(píng)價(jià)學(xué)生撰寫(xiě)的關(guān)于萬(wàn)有引力定律應(yīng)用的短文或報(bào)告，關(guān)注其知識(shí)運(yùn)用和表達(dá)能力。

-檢查學(xué)生拓展學(xué)習(xí)成果，如讀后感、觀后感等，了解學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和思考情況。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

-針對(duì)學(xué)生在課堂、討論、測(cè)試和作業(yè)中的表現(xiàn)，給予及時(shí)、具體的評(píng)價(jià)和反饋。

-指出學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和不足，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)效果。

-根據(jù)學(xué)生的評(píng)價(jià)結(jié)果，調(diào)整教學(xué)策略，以更好地滿(mǎn)足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提高教學(xué)質(zhì)量。板書(shū)設(shè)計(jì)①定義：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與兩個(gè)物體的質(zhì)量乘積成正比，與它們的距離平方成反比。

②公式：F=G*(m1*m2)/r^2，其中F為引力，G為萬(wàn)有引力常數(shù)，m1、m2為兩個(gè)物體的質(zhì)量，r為它們之間的距離。

③適用條件：適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，當(dāng)距離非常小或相對(duì)論效應(yīng)顯著時(shí)，定律不再適用。

2.萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用實(shí)例

①地月間的引力：計(jì)算地球與月球之間的引力，解釋月球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

②航天器的軌道計(jì)算：利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算衛(wèi)星、探測(cè)器等航天器的軌道，確保其穩(wěn)定運(yùn)行。

3.萬(wàn)有引力定律的意義與影響

①科學(xué)意義：萬(wàn)有引力定律揭示了自然界中物體相互作用的普遍規(guī)律，奠定了天體物理學(xué)的基礎(chǔ)。

②實(shí)踐意義：在航天、天文等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，對(duì)人類(lèi)科技進(jìn)步和宇宙探索具有重要意義。

4.萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程

①牛頓的蘋(píng)果故事：牛頓觀察到蘋(píng)果落地，啟發(fā)他思考地球?qū)ξ矬w的引力作用。

②胡克與牛頓的爭(zhēng)論：胡克與牛頓關(guān)于萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)權(quán)的爭(zhēng)論。

5.萬(wàn)有引力定