2024-2025學(xué)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(xué)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(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是萬有引力定律的應(yīng)用。學(xué)生將學(xué)習如何利用萬有引力定律計算兩個物體之間的引力，并了解萬有引力定律在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。具體內(nèi)容包括：

1.掌握萬有引力定律的公式及參數(shù)含義。

2.學(xué)會利用萬有引力定律解決實際問題，如計算地球表面不同緯度和高度處的重力加速度。

3.了解萬有引力定律在天文學(xué)和航天領(lǐng)域的應(yīng)用，如計算行星間的距離和周期。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：

1.學(xué)生需要掌握初中階段學(xué)習的牛頓運動定律，特別是第三定律，即作用力和反作用力相等、方向相反。

2.學(xué)生需要了解初中階段學(xué)習的相似三角形知識，用于計算物體間的距離和高度。

3.學(xué)生應(yīng)具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，能夠進行簡單的代數(shù)運算和方程求解。

本節(jié)課的內(nèi)容與新人教版必修2第六章第三節(jié)“萬有引力定律（2）”相呼應(yīng)，旨在鞏固學(xué)生對萬有引力定律的理解，并提高其應(yīng)用能力。通過實際例題和小組討論，學(xué)生可以更好地理解萬有引力定律在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)其科學(xué)思維和實踐能力。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新能力和實踐能力。通過學(xué)習萬有引力定律的應(yīng)用，學(xué)生將能夠：

1.運用科學(xué)方法分析問題，將實際問題轉(zhuǎn)化為物理模型，并運用萬有引力定律進行計算和解決。

2.培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力，學(xué)會將物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)方程，并運用代數(shù)運算和方程求解方法。

3.培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作和交流能力，通過小組討論和合作解決問題，提高溝通和協(xié)作能力。

4.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過觀察和實驗驗證萬有引力定律的準確性，培養(yǎng)對科學(xué)的熱愛和好奇心。學(xué)情分析在進入本節(jié)課的學(xué)習之前，我們需要對學(xué)生的學(xué)情進行深入分析，以便更好地設(shè)計教學(xué)活動和滿足學(xué)生的學(xué)習需求。

1.學(xué)生層次：本節(jié)課面向的是高中一年級的學(xué)生，他們已經(jīng)具備了一定的物理和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。在學(xué)習萬有引力定律之前，他們已經(jīng)學(xué)習了牛頓運動定律和三角函數(shù)等知識，這為理解萬有引力定律的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

2.知識、能力、素質(zhì)方面：學(xué)生在初中階段已經(jīng)接觸過一些天體物理的知識，對地球、太陽系有了初步的了解。他們能夠進行簡單的代數(shù)運算和幾何作圖，具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。在能力方面，學(xué)生具備一定的觀察、實驗和問題解決能力。在素質(zhì)方面，學(xué)生具備一定的邏輯思維和科學(xué)探究精神。

3.行為習慣：在學(xué)習過程中，部分學(xué)生可能對理論物理的學(xué)習感到枯燥乏味，缺乏學(xué)習的積極性。此外，部分學(xué)生在面對復(fù)雜數(shù)學(xué)運算時可能會感到困惑和抵觸。這些因素可能會對學(xué)習萬有引力定律的應(yīng)用產(chǎn)生一定的影響。

4.對課程學(xué)習的影響：基于學(xué)生的知識基礎(chǔ)和能力水平，我們需要在教學(xué)過程中注重理論與實際的結(jié)合，通過舉例和實驗等方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。在教學(xué)過程中，我們需要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習情緒，鼓勵他們積極參與討論和問題解決，提高他們的學(xué)習積極性。同時，我們需要引導(dǎo)學(xué)生正確面對數(shù)學(xué)運算，培養(yǎng)他們的耐心和自信心。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法

（1）情境教學(xué)法：通過設(shè)置相關(guān)的情境，讓學(xué)生置身于實際問題的解決過程中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，提高學(xué)習的主動性。

（2）問題驅(qū)動法：教師提出具有挑戰(zhàn)性和引導(dǎo)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生進行思考和討論，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。

（3）合作學(xué)習法：組織學(xué)生進行小組討論和合作，讓學(xué)生在討論中交流思想，共享成果，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神。

2.教學(xué)手段

（1）多媒體教學(xué)：利用多媒體課件，直觀地展示萬有引力定律的應(yīng)用實例，幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識。

（2）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺：利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，發(fā)布學(xué)習資源，方便學(xué)生進行自主學(xué)習和交流討論。

（3）實驗器材：利用實驗器材進行物理實驗，讓學(xué)生親身體驗萬有引力定律的實證過程，提高學(xué)生的實踐能力。

（4）教學(xué)軟件：運用教學(xué)軟件進行模擬計算和動畫演示，讓學(xué)生更加直觀地理解萬有引力定律的應(yīng)用。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時：5分鐘）

教師通過展示地球衛(wèi)星發(fā)射的短視頻，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注航天領(lǐng)域中的物理現(xiàn)象。接著，提出問題：“衛(wèi)星發(fā)射過程中，是什么力量推動它脫離地球引力，進入預(yù)定軌道？”從而引出本節(jié)課的主題——萬有引力定律的應(yīng)用。

2.新課講授（用時：20分鐘）

（1）回顧萬有引力定律的基本概念和公式，提醒學(xué)生關(guān)注公式中的參數(shù)含義。

（2）講解萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用，如衛(wèi)星軌道計算、地球同步軌道等。

（3）舉例說明萬有引力定律在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，如測量地球半徑、計算地球表面不同緯度和高度處的重力加速度等。

3.實踐活動（用時：10分鐘）

（1）讓學(xué)生分組，每組選擇一個感興趣的星球，利用萬有引力定律計算該星球表面不同緯度和高度處的重力加速度。

（2）學(xué)生通過實驗器材，測量地球表面的重力加速度，并與理論值進行對比。

（3）利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，讓學(xué)生模擬計算不同星球間的距離和周期。

4.學(xué)生小組討論（用時：10分鐘）

（1）討論萬有引力定律在航天技術(shù)中的應(yīng)用，如衛(wèi)星發(fā)射、軌道轉(zhuǎn)移等。

（2）探討萬有引力定律在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用前景，如城市規(guī)劃、地質(zhì)勘探等。

（3）分析萬有引力定律在未來的科學(xué)研究中的潛在價值，如尋找外星生命、探索宇宙起源等。

5.總結(jié)回顧（用時：5分鐘）

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)萬有引力定律在航天領(lǐng)域和現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。同時，強調(diào)萬有引力定律在科學(xué)研究中的重要地位，激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)的熱愛和好奇心。

總用時：40分鐘。教學(xué)資源拓展1.拓展資源

（1）科普讀物：《宇宙探索》、《天文愛好者》等科普讀物，幫助學(xué)生深入了解航天領(lǐng)域和宇宙探索的相關(guān)知識。

（2）紀錄片：觀看關(guān)于航天工程、宇宙探索的紀錄片，如《宇宙之旅》、《行星旅行》等，增強學(xué)生的直觀感受。

（3）網(wǎng)絡(luò)資源：搜索相關(guān)學(xué)術(shù)論文、新聞報道，了解萬有引力定律在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用和發(fā)展動態(tài)。

（4）實驗器材：地球儀、天體模型等實驗器材，用于直觀展示地球與其他天體之間的關(guān)系。

2.拓展建議

（1）學(xué)生可以利用課余時間閱讀科普讀物，深入了解航天領(lǐng)域和宇宙探索的相關(guān)知識，拓寬視野。

（2）安排課余時間觀看關(guān)于航天工程、宇宙探索的紀錄片，增強學(xué)生的直觀感受，激發(fā)學(xué)習興趣。

（3）鼓勵學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源搜索相關(guān)學(xué)術(shù)論文、新聞報道，了解萬有引力定律在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用和發(fā)展動態(tài)。

（4）在實驗室或課堂上，利用地球儀、天體模型等實驗器材，直觀展示地球與其他天體之間的關(guān)系，幫助學(xué)生更好地理解萬有引力定律。內(nèi)容邏輯關(guān)系重點知識點：萬有引力定律公式F=G(m1m2)/r^2，其中G為萬有引力常數(shù)，m1和m2分別為兩個物體的質(zhì)量，r為兩個物體之間的距離。

板書設(shè)計：在黑板上列出萬有引力定律的公式，旁邊標注各參數(shù)的含義，并用不同顏色標注重點詞匯，如G、m1、m2、r等。

2.萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用

重點知識點：衛(wèi)星軌道計算、地球同步軌道、行星間的距離和周期等。

板書設(shè)計：用流程圖或圖解的形式展示衛(wèi)星軌道計算的過程，以及在地球同步軌道、行星間的距離和周期計算中的關(guān)鍵步驟。

3.萬有引力定律在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用

重點知識點：測量地球半徑、計算地球表面不同緯度和高度處的重力加速度等。

板書設(shè)計：以表格或圖解的形式列出地球表面不同緯度和高度處的重力加速度的計算公式和實例，讓學(xué)生一目了然。反思改進措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.情境教學(xué)法的應(yīng)用：通過設(shè)置相關(guān)的情境，讓學(xué)生置身于實際問題的解決過程中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，提高學(xué)習的主動性。例如，在講解萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用時，可以引入地球衛(wèi)星發(fā)射的短視頻，讓學(xué)生直觀地了解航天領(lǐng)域中的物理現(xiàn)象。

2.問題驅(qū)動法：教師提出具有挑戰(zhàn)性和引導(dǎo)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生進行思考和討論，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。例如，在講解萬有引力定律的應(yīng)用時，可以提出問題：“衛(wèi)星發(fā)射過程中，是什么力量推動它脫離地球引力，進入預(yù)定軌道？”激發(fā)學(xué)生的思考和探索欲望。

（二）存在主要問題

1.學(xué)生學(xué)習興趣不足：部分學(xué)生可能對理論物理的學(xué)習感到枯燥乏味，缺乏學(xué)習的積極性。這可能是因為教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的實際生活聯(lián)系不緊密，或者是教學(xué)方法過于單一。

2.學(xué)生對數(shù)學(xué)運算的抵觸：部分學(xué)生在面對復(fù)雜數(shù)學(xué)運算時可能會感到困惑和抵觸，這可能是因為他們在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)方面存在不足，或者是教學(xué)過程中對數(shù)學(xué)運算的重視程度不夠。

（三）改進措施

1.增強教學(xué)的實踐性：為了提高學(xué)生的學(xué)習興趣和積極性，可以增加實驗環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親身體驗萬有引力定律的實證過程。例如，通過測量地球表面的重力加速度，讓學(xué)生親手驗證萬有引力定律的準確性。

2.引導(dǎo)學(xué)生正確面對數(shù)學(xué)運算：在教學(xué)過程中，要注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)運算能力，鼓勵他們積極參與數(shù)學(xué)運算，并給予他們足夠的耐心和信心。同時，可以通過實際例題，讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)運算在物理中的應(yīng)用，從而提高他們對數(shù)學(xué)運算的接受度。

3.多樣化教學(xué)方法：采用多種教學(xué)方法，如講解、演示、實驗、討論等，豐富教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。例如，在講解萬有引力定律的應(yīng)用時，可以通過動畫演示、實驗演示等方式，讓學(xué)生更加直觀地理解萬有引力定律的應(yīng)用。同時，組織學(xué)生進行小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神和交流能力。課后作業(yè)1.請根據(jù)萬有引力定律的公式，計算兩個物體之間的引力大小。

答案：設(shè)物體的質(zhì)量分別為m1和m2，距離為r，萬有引力常數(shù)為G，則兩個物體之間的引力大小為F=G(m1m2)/r^2。

2.請計算地球表面不同緯度和高度處的重力加速度。

答案：地球表面的重力加速度隨緯度和高度的變化而變化，可以使用萬有引力定律和地球的物理參數(shù)進行計算。

3.請利用萬有引力定律，計算地球同步軌道的半徑。

答案：地球同步軌道的半徑可以使用萬