高中物理-萬有引力定律教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

《萬有引力定律》教學(xué)設(shè)計【教材依據(jù)】人教版高中物理必修二第六章第三節(jié)【教材分析】1、萬有引力定律這一節(jié)承上啟下，承接上章勻速圓周運動，開啟之后要學(xué)習(xí)的衛(wèi)星的運動規(guī)律。2、萬有引力定律這一節(jié)是本章的核心，這節(jié)內(nèi)容是對上兩節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的進一步推演，也是下節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)，是本章的教學(xué)重點。3、教材在尊重歷史事實的前提下，通過一些邏輯思維的鋪墊，讓學(xué)生以自己現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)，經(jīng)歷一次“發(fā)現(xiàn)”萬有引力定律的過程?！緦W(xué)情分析】1.高一學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓的三個定律、圓周運動的知識、開普勒三定律，已經(jīng)積累了一定的知識。理論上已經(jīng)具備了接受萬有引力定律的能力。2.在上一節(jié)中，學(xué)生經(jīng)歷了太陽與行星間引力的探究過程，學(xué)生對天體運動的研究產(chǎn)生了極大的興趣和求知欲。3.另一方面我國在航天事業(yè)上成就突出，捷報頻傳，極大的激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)宇宙、航天、衛(wèi)星知識的興趣。【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能1、了解萬有引力定律得出的思路和過程，知道重物下落和天體運動的統(tǒng)一性。

2、理解萬有引力定律的含義并會用萬有引力定律公式解決簡單的引力計算問題。

3、知道萬有引力定律公式的適用范圍。

4、理解萬有引力常量的意義及測定方法，了解卡文迪許實驗室。二、過程與方法

1、在萬有引力定律建立過程的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設(shè)與推理論證等方法。2、培養(yǎng)學(xué)生研究問題時，抓住主要矛盾，簡化問題，建立理想模型的處理問題的能力。三、情感態(tài)度與價值觀1、通過牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學(xué)研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學(xué)生科學(xué)價值觀。2、經(jīng)過萬有引力常量測定的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會科學(xué)的方法論和物理常量數(shù)量級的重要性。【教學(xué)重點】

1、月-地檢驗的推導(dǎo)過程。

2、萬有引力定律的內(nèi)容及表達式?！窘虒W(xué)難點】

1、對萬有引力定律的理解。

2、使學(xué)生能把地面上的物體所受重力與月地之間存在的引力是同種性質(zhì)的力聯(lián)系起來。【教學(xué)設(shè)計思想】在本節(jié)課教學(xué)，將讓學(xué)生繼續(xù)進行“發(fā)現(xiàn)之旅”去追尋牛頓的足跡，為此整個教學(xué)流程如下:由蘋果落地引起猜想---月地檢驗---更大膽的猜想---萬有引力定律---卡文迪許測定G。

通過假想---理論推導(dǎo)---實驗檢驗這一過程，讓學(xué)生在物理情景中主動的參與知識的構(gòu)建過程，體會其中的科學(xué)探索的精神與方法。【教學(xué)過程】一、新課引入教師活動學(xué)生活動通過上一節(jié)的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道了太陽與行星間的引力規(guī)律，提問：表達式是怎樣的？這一節(jié)我們將繼續(xù)追尋牛頓的足跡“發(fā)現(xiàn)”萬有引力定律。（教師板書課題：6.3萬有引力定律）提問：提到萬有引力定律，同學(xué)們首先想到什么?展示課件中的牛頓蘋果樹的圖片，講述中國也有牛頓蘋果樹的事實。學(xué)生回答想到：牛頓與蘋果的故事

設(shè)計說明：講述學(xué)生不知道的事實---中國也有牛頓蘋果樹，引起學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。二、教授新課（一）進一步猜想教師活動學(xué)生活動展示課件中牛頓與蘋果的故事圖片，“回味”牛頓的思考及牛頓的猜想：思考：（1）地球和月球之間的吸引力會不會與地球吸引蘋果的力是同一種力？思考：（2）即使在最高的建筑物上和最高的山頂上，重力都不會有明顯的減弱．那么地球表面的重力能否延伸到很遠的地方，會不會作用到月球上？思考：（3）拉住月球使它繞地球運動的力，與拉著蘋果使它下落的力，以及眾行星與太陽之間的作用力也許真的是同一種力，遵循相同的規(guī)律?牛頓的猜想：這些力是同一種性質(zhì)的力，并且都遵從與距離的平方成反比的規(guī)律．觀察圖片，與牛頓“一起”猜想：（1）地球和月球之間的吸引力使月球沒有做離心運動，地球吸引蘋果的力使蘋果落地，它們可能是同一種力。（2）高山上也有蘋果樹，蘋果熟了也會下落。地球表面的重力會延伸至很遠，也會作用的月球上。（3）猜想是同一種力，都遵從相同規(guī)律。設(shè)計說明：通過蘋果自由下落的物理情景，喚醒學(xué)生腦中當(dāng)年由蘋果落地而引起遐想進而發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的故事情景，從而啟發(fā)學(xué)生設(shè)問，使牛頓的想法能夠激發(fā)學(xué)生的興趣與想像力。（二）月-地檢驗教師活動學(xué)生活動以上只是牛頓的猜想，猜想要成為事實，必須用事實檢驗。這就是著名的牛頓的月地檢驗。（板書：一、月地檢驗）課件展示情景：月球繞地球做勻速圓周運動（月球軌道半徑r為地球半徑R的60倍）假定上述猜想成立，月球和蘋果的地位相當(dāng)，則地球?qū)υ虑虻牧εc地球?qū)μO果的力應(yīng)該同樣遵從“平方反比”規(guī)律，即。提問：（1）月球做什么運動？符合什么規(guī)律？（2）物體在地面附近受到的地球的吸引力表達式是怎樣的？（3）月球的加速度（月球公轉(zhuǎn)的向心加速度）是重力加速度g的幾分之一？課件展示：在牛頓時代，重力加速度g，月地的距離r、月球的公轉(zhuǎn)周期T都能精確的測定，已知月球周期：T=27.3天≈2.36×106s月球軌道半徑：r≈60R 地球半徑：R=6400×103m提問：（4）以上數(shù)據(jù)能計算出月球的向心加速度嗎？教師講解同時課件展示月地檢驗的過程?？梢姡河脭?shù)據(jù)說明上述猜想的正確性，牛頓的猜想經(jīng)受了事實的檢驗，地球?qū)υ虑虻牧Γ厍驅(qū)Φ孛嫖矬w的力真是同一種力。至此，平方反比律已經(jīng)擴展到太陽與行星之間，地球與月球之間、地球?qū)Φ孛嫖矬w之間。（通過創(chuàng)設(shè)情景中數(shù)據(jù)，讓學(xué)生進行定量計算）學(xué)生回答：符合牛頓第二定律，即：用上一章知識計算出數(shù)據(jù)：（借助計算器會更快）親身體驗推導(dǎo)過程，猜想得到證實，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情進一步提升。設(shè)計說明：通過創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)學(xué)生定量計算，用無可辯駁的事實證明猜想的正確性，增強學(xué)生的理性認(rèn)識。（三）萬有引力定律教師活動學(xué)生活動猜想得到了證實，那么我們可以展開想象的翅膀，更大膽設(shè)想：是否任何兩個物體之間都存在這樣的力？只是因為我們身邊的物體質(zhì)量比天體的質(zhì)量小得多，我們不易覺察罷了，于是我們可以把這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個物體間即萬有引力定律．提出問題，閱讀教材：1．什么是萬有引力？并舉出實例。2．萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律？其數(shù)學(xué)表達式如何？并注明每個符號的單位和物理意義。

3．萬有引力定律的適用條件是什么？同時體會萬有引力定律的內(nèi)容，理解萬有引力定律得普遍性、相互性、宏觀性：A、普遍性：萬有引力存在于任何兩個物體之間，只不過一般物體的質(zhì)量與星球相比太小了，他們之間的萬有引力也非常小，完全可以忽略不計。B、相互性：兩個物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力。C、宏觀性：通常情況下，萬有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義．在微觀世界中，粒子的質(zhì)量都非常小，粒子間的萬有引力很不顯著，萬有引力可以忽略不計．教師講解過程中適時展示課件內(nèi)容，并板書。二、萬有引力定律1．內(nèi)容：2．表達式：適用條件：適用于兩個質(zhì)點之間3．理解：①普遍性②相互性③宏觀性（提出問題，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)問題閱讀教材，教師引導(dǎo)總結(jié)）1．萬有引力是普遍存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間的相互吸引力。日對地、地對月、地對地面上物體的引力都是其實例。2．萬有引力定律的內(nèi)容是：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比.式中各物理量的含義及單位：F為兩個物體間的引力，單位：N．m1、m2分別表示兩個物體的質(zhì)量，單位：kgr為兩個物體間的距離，單位：mG為萬有引力常量：G=6.67×，它在數(shù)值上等于質(zhì)量是1Kg的物體相距米時的相互作用力，單位：3．適用于兩個質(zhì)點間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠大于物體本身時，物體可看成質(zhì)點；當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時，它們間的引力也可直接用公式計算，但式中的r是指兩球心間的距離。

設(shè)計說明：啟發(fā)學(xué)生更大膽的猜想，并在教師設(shè)問中，自主閱讀教材，做到有的放矢，自主學(xué)習(xí)，最后引導(dǎo)學(xué)生討論總結(jié)回答問題，在增強學(xué)生的科學(xué)表達能力。（四）、鞏固練習(xí)教師活動學(xué)生活動課件展示練習(xí)每個題請學(xué)生分析后，教師再小結(jié)要點：第1、2題考察萬有引力大小的表達式，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。同時體會人與人之間的萬有引力很小，所以平時覺察不到。第3、4、5題考察萬有引力定律的適用條件以及對萬有引力定律的理解。學(xué)生練習(xí)，再互相討論得出的答案，互相糾錯。學(xué)生主動給出自己的答案并分析選擇的理由。特別是其中第4題請學(xué)生分析CD項設(shè)計說明：及時做練習(xí)，讓學(xué)生體會親自推出萬有引力定律的成就感，并及時鞏固對萬有引力定律理解。（五）、引力常量的測定

教師活動學(xué)生活動牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卻沒有給出引力常量的數(shù)值。由于一般物體間的引力非常小，用實驗測定極其困難。直到一百多年之后，才由英國的卡文迪許用精巧的扭秤測出。課件展示圖片（教材中沒有，補充給學(xué)生）并介紹構(gòu)造、實驗過程，引導(dǎo)學(xué)生一起分析原理。

根據(jù)上述資料結(jié)合教材，思考問題：1．嘗試說明卡文迪許在測G值時巧妙在哪里？

2.這種巧妙之處還在哪兒學(xué)過？3．引力常量的測定有何實際意義？講解過程中適時板書：三、引力常量的測定觀察圖片，思考問題，學(xué)生代表發(fā)表見解

（教師引導(dǎo)總結(jié)：）1．巧妙之處是其中用到光學(xué)放大法。

2.學(xué)習(xí)彈力時，曾經(jīng)也用到光學(xué)放大法，用來觀察微小的形變。3．卡文迪許在測定引力恒量G，表明萬有引力定律適用于地面的任何兩個物體，用實驗方法進一步證明了萬有引力定律的普適性；同時使得包括計算星體質(zhì)量在內(nèi)的關(guān)于萬有引力定律的定量計算成為可能。

設(shè)計說明：通過圖片展示和教師講解，在教師設(shè)問下，組織學(xué)生進行討論和分析，使學(xué)生體會到卡文迪許扭稱實驗精巧的方法，同時鍛煉學(xué)生的信息處理能力。結(jié)合物理學(xué)史講解，讓學(xué)生體會引力常量的測定重要實際意義。（六）、課堂小結(jié)教師活動學(xué)生活動今天，我們從太陽與行星間引力的作用出發(fā)，根據(jù)類比事實將“平方反比關(guān)系”的作用力進行猜想和假設(shè)、檢驗和推廣，從而得出萬有引力定律。請同學(xué)們互相討論總結(jié)這節(jié)課有什么收獲？提問：通過這節(jié)學(xué)習(xí)有什么收獲？課件展示課堂總結(jié)：學(xué)生自主討論學(xué)習(xí)收獲。學(xué)生踴躍發(fā)言，暢談收獲。（七）、布置作業(yè)1、市學(xué)案自我測評1—62、預(yù)習(xí)第四節(jié)，思考萬有引力定律有哪些應(yīng)用？【板書設(shè)計】6.3萬有引力定律一、月-地檢驗二、萬有引力定律1．內(nèi)容：2．表達式：適用條件：適用于兩個質(zhì)點之間3．理解：①普遍性②相互性③宏觀性三、引力常量的測定萬有引力定律學(xué)情分析高一學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓的三個定律，了解了物體運動的條件，又學(xué)習(xí)了圓周運動的知識，知道做圓周運動的條件與規(guī)律，另外又學(xué)習(xí)了開普勒三定律，已經(jīng)積累了一定的知識。理論上已經(jīng)具備了接受萬有引力定律的能力。

高一學(xué)生正處于從初中物理的定性分析到高中物理的定量討論；從初中的形象思維到高中的抽象思維；從初中簡單的邏輯思維到高中復(fù)雜的分析推理的轉(zhuǎn)變過程中。從心理學(xué)的角度分析他們已經(jīng)具備一定的觀察力、記憶力、抽象概括力、想象力。但其創(chuàng)造能力還比較欠缺，對于利用已有知識創(chuàng)造出新的概念、理論的能力很弱；在學(xué)習(xí)過程中對知識點的把握還不是很準(zhǔn)確，數(shù)學(xué)的推理能力較弱；但學(xué)生對感性材料的認(rèn)知能力較強，接受新知識的能力也很強；所以對學(xué)習(xí)本課內(nèi)容學(xué)生的愿望是迫切的，積極性很高。萬有引力定律教學(xué)的效果分析本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)如下：一、知識與技能1、了解萬有引力定律得出的思路和過程，知道重物下落和天體運動的統(tǒng)一性。

2、理解萬有引力定律的含義并會用萬有引力定律公式解決簡單的引力計算問題。

3、知道萬有引力定律公式的適用范圍。

4、理解萬有引力常量的意義及測定方法，了解卡文迪許實驗室。二、過程與方法

1、在萬有引力定律建立過程的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設(shè)與推理論證等方法。2、培養(yǎng)學(xué)生研究問題時，抓住主要矛盾，簡化問題，建立理想模型的處理問題的能力。三、情感態(tài)度與價值觀1、通過牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學(xué)研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學(xué)生科學(xué)價值觀。2、經(jīng)過萬有引力常量測定的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會科學(xué)的方法論和物理常量數(shù)量級的重要性。通過本節(jié)課的教學(xué)，效果分析如下：通過追尋“牛頓的足跡”：假想---理論推導(dǎo)---實驗檢驗這一過程，讓學(xué)生在物理情景中主動的參與知識的構(gòu)建過程，體會其中的科學(xué)探索的精神與方法以及科學(xué)研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，提高了學(xué)生科學(xué)價值觀。通過月地檢驗的學(xué)習(xí)以及結(jié)果的定量計算，用無可辯駁的事實證明猜想的正確性，增強學(xué)生的理性認(rèn)識，體會出科學(xué)研究過程的艱辛。親身體驗推導(dǎo)過程，猜想得到證實，也進一步激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。學(xué)習(xí)萬有引力定律的過程中，啟發(fā)學(xué)生更大膽的猜想，并在教師設(shè)問中，自主閱讀教材，做到有的放矢，自主學(xué)習(xí)，最后引導(dǎo)學(xué)生討論總結(jié)回答問題，增強了學(xué)生的科學(xué)表達能力。及時做練習(xí)，讓學(xué)生體會親自推出萬有引力定律的成就感，并及時鞏固對萬有引力定律理解通過圖片展示和教師講解，在教師設(shè)問下，組織學(xué)生進行討論和分析，使學(xué)生體會到卡文迪許扭稱實驗精巧的方法，同時鍛煉學(xué)生的信息處理能力。結(jié)合物理學(xué)史講解，讓學(xué)生體會引力常量的測定重要實際意義。萬有引力定律教材分析

《萬有引力定律》，是高一物理必修2第六章第三節(jié)的內(nèi)容。本章作為圓周運動的一個應(yīng)用實例，是對第五章《曲線運動》所涉及的基本概念和規(guī)律在理解和應(yīng)用上的進一步加深。

本章的編寫主要按以下線索展開：1、開普勒對行星運動學(xué)規(guī)律的描述為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)；2、牛頓在前人的研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律；3、卡文迪許用實驗較準(zhǔn)確地測定了引力常量，使得萬有引力定律有了更實際的應(yīng)用；4、利用萬有引力定律及有關(guān)的知識討論天體和人造衛(wèi)星的運動情況。

而本節(jié)通過敘述了伽利略等科學(xué)家不斷的探索，牛頓在前人的基礎(chǔ)上，由他超凡的數(shù)學(xué)能力及創(chuàng)造力發(fā)現(xiàn)萬有引力定律。把地面上的物體運動和天體運動統(tǒng)一起來，揭示了自然界中一種基本的相互作用規(guī)律。打破了人們認(rèn)為天體運動神圣而不可了解的神秘感，為人類認(rèn)識宇宙、發(fā)展航天事業(yè)奠定了基礎(chǔ)。在人類認(rèn)識自然的歷史上樹立了一座里程碑，對人類文化的發(fā)展有巨大的影響。

萬有引力定律評測練習(xí)1.粗略的計算一下兩個質(zhì)量為50kg，相距0.5m的人之間的引力？答案：2、要使兩物體間萬有引力減小到原來的1/4，可采用的方法是(

)。A．使兩物體的質(zhì)量各減少一半，距離保持不變

。B．使兩物體間距離增至原來的2倍，質(zhì)量不變。C．使其中一個物體質(zhì)量減為原來的1/4，距離不變

。D．使兩物體質(zhì)量及它們之間的距離都減為原來的1/4。答案：ABC3.操場兩邊放著半徑為r1、r2，質(zhì)量分別為m1、m2的籃球和足球，兩者的直線間距為r，這兩球間的萬有引力大小為（）。A B大于C小于 D無法判斷答案：C4.對于萬有引力定律的表達式，下列說法中正確的是（）。A.m1與m2之間的相互作用力，總是大小相等，方向相反，是一對平衡力。B.m1與m2之間的相互作用力，總是大小相等，方向相反，是一對作用力和反作用力。C.當(dāng)r趨近于0時，F(xiàn)趨向于無窮大。D.當(dāng)r趨近于0時,公式不成立。答案:BD5.關(guān)于萬有引力，下列說法中正確得是()。A.萬有引力只有在天體之間才體現(xiàn)出來。B.萬有引力的大小與物體的運動狀態(tài)有關(guān)。C.地球?qū)θ嗽煨l(wèi)星的萬有引力遠大于衛(wèi)星對地球的萬有力。D.地球表面的大氣層是因為萬有引力的約束而存在于地球表面附近。答案：D

萬有引力定律課后反思通過自己課堂上的教學(xué)體驗和聽取各個聽課老師的點評，我感覺受益匪淺，收獲頗豐，在肯定自己工作上的優(yōu)點的同時，也暴露出自己的不足?，F(xiàn)在反思如下：

在整個教學(xué)過程中，我主要突出以下幾個方面：一、授課思路清晰明了，學(xué)生理解起來容易；二、注重新課標(biāo)的教學(xué)要求，做到以教師引導(dǎo)為主，學(xué)生全程參與，從提出問題到解決問題都注重發(fā)揮學(xué)生自主探索的能動性；三、注重課堂氣氛的調(diào)動，從