2024-2025學年高中物理 第六章 萬有引力與航天 2 太陽與行星間的引力（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2太陽與行星間的引力（2）教案新人教版必修2科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學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（2）教案新人教版必修2課程基本信息1.課程名稱：太陽與行星間的引力（2）

2.教學年級和班級：高中物理，新人教版必修2

3.授課時間：2024-2025學年

4.教學時數(shù)：1課時（45分鐘）核心素養(yǎng)目標1.運用科學思維，分析太陽與行星間的引力作用，理解萬有引力定律的適用條件。

2.運用科學探究方法，通過實驗和觀察，探究行星運動的規(guī)律。

3.運用科學語言，準確描述太陽與行星間的引力關(guān)系，以及行星運動的特征。

4.培養(yǎng)問題解決能力，運用所學知識分析實際問題，如航天任務中的引力作用。

5.培養(yǎng)創(chuàng)新意識，鼓勵學生提出新觀點，思考太陽與行星間引力在航天領(lǐng)域的應用。重點難點及解決辦法重點：

1.萬有引力定律的數(shù)學表達及其適用條件。

2.行星運動的規(guī)律和特點。

3.太陽與行星間引力在航天領(lǐng)域的應用。

難點：

1.萬有引力定律的適用范圍和條件，尤其是非勻速運動的情況。

2.理解開普勒定律背后的物理意義和數(shù)學推導。

3.將理論知識應用于實際問題，如航天器軌道計算。

解決辦法：

1.通過物理實驗和模擬演示，讓學生直觀理解萬有引力定律的適用條件。

2.運用數(shù)學軟件或物理模擬器，幫助學生直觀展示行星運動的規(guī)律。

3.提供實際航天案例，讓學生參與分析討論，鍛煉應用能力。

4.分組討論和匯報，促進學生之間的交流與合作，共同克服難點。

5.引導學生運用控制變量法，逐步分析復雜系統(tǒng)中的引力作用。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有《新人教版物理必修2》第六章“萬有引力與航天”的相關(guān)內(nèi)容，包括課文、練習題和實驗指導。

2.輔助材料：收集和整理太陽與行星間引力的相關(guān)圖片、圖表、視頻和動畫等多媒體資源，如太陽系模型、行星運動軌跡圖、萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程等。

3.實驗器材：準備以下實驗所需的器材：

-彈簧測力計：用于測量物體間的引力大小。

-不同質(zhì)量的球體：用于演示萬有引力定律。

-細線和滑輪組：用于制作簡易的引力模擬實驗。

-計算機和投影儀：用于展示行星運動軌跡和萬有引力模擬軟件。

4.教室布置：根據(jù)教學內(nèi)容，將教室分為講解區(qū)、討論區(qū)和實驗區(qū)。講解區(qū)用于教師授課和講解；討論區(qū)供學生分組討論和交流；實驗區(qū)用于進行物理實驗和實踐活動。

5.教學課件：制作包含重點知識、難點分析和互動環(huán)節(jié)的教學課件，以便于學生跟隨教學進度，提高課堂參與度。

6.互動環(huán)節(jié)：設(shè)計一些問題討論和解答環(huán)節(jié)，鼓勵學生主動參與，提高課堂氛圍。例如，讓學生分析實際航天任務中的引力問題，提出解決方案等。

7.課后作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，布置相關(guān)的課后作業(yè)，鞏固學生對知識點的掌握。例如，要求學生繪制行星運動軌跡圖，分析太陽與行星間的引力關(guān)系等。

8.教學反饋：在課后收集學生的學習反饋，了解學生的掌握情況，為后續(xù)教學提供參考。例如，通過問卷調(diào)查、學生答疑等方式，了解學生在課堂上的困惑和問題，以便于改進教學方法。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：提供萬有引力定律的預習PPT、相關(guān)視頻和文檔，明確預習目標和要求。

-設(shè)計預習問題：提出問題如“萬有引力定律適用于哪些情況？”“太陽與行星間的引力如何影響行星運動？”

-監(jiān)控預習進度：通過在線平臺查看學生的預習筆記和疑問。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：學生閱讀相關(guān)資料，理解萬有引力定律的基本概念。

-思考預習問題：學生針對問題進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預習成果：學生將預習筆記和問題提交至在線平臺或老師處。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生自主閱讀和思考，培養(yǎng)獨立學習能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺共享預習資源，監(jiān)控學生的預習進度。

作用與目的：

-幫助學生提前熟悉課程內(nèi)容，為課堂學習做好鋪墊。

-培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過展示航天任務視頻，引出太陽與行星間引力的課題。

-講解知識點：詳細講解萬有引力定律的數(shù)學表達和適用條件。

-組織課堂活動：進行引力模擬實驗，讓學生觀察和分析行星運動規(guī)律。

-解答疑問：針對學生的疑問，進行解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：學生認真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：學生參與實驗，觀察和分析行星運動規(guī)律。

-提問與討論：學生針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過講解幫助學生深入理解萬有引力定律。

-實踐活動法：通過實驗讓學生動手操作，加深對知識點的理解。

-合作學習法：通過小組討論培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學生深入理解萬有引力定律，掌握相關(guān)技能。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學生的動手能力和解決問題的能力。

-通過合作學習，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：布置有關(guān)太陽與行星間引力的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

-提供拓展資源：推薦相關(guān)的書籍、學術(shù)文章和視頻，供學生進一步學習。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋和指導。

學生活動：

-完成作業(yè)：學生認真完成課后作業(yè)，鞏固學習效果。

-拓展學習：學生利用推薦的資源，進行進一步的學習和思考。

-反思總結(jié)：學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結(jié)。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

-反思總結(jié)法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學生在課堂上學到的知識點和技能。

-通過拓展學習，拓寬學生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。知識點梳理1.萬有引力定律：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小與兩物體的質(zhì)量的乘積成正比，與兩物體之間距離的平方成反比。

2.萬有引力常量：萬有引力常量是衡量萬有引力大小的常數(shù)，通常用符號G表示。

3.太陽與行星間的引力：太陽對行星的引力與行星的質(zhì)量成正比，與太陽和行星之間距離的平方成反比。

4.行星運動的規(guī)律：行星繞太陽運動的軌道是橢圓，行星在軌道上的速度和引力大小有關(guān)，行星與太陽之間的距離和行星的速度成反比。

5.開普勒定律：開普勒定律是描述行星運動規(guī)律的三個定律，包括行星軌道為橢圓、行星與太陽之間的面積速率恒定、行星運動周期與半長軸的立方成正比。

6.牛頓第一定律：一個物體如果沒有受到外力的作用，或者受到的外力平衡，那么這個物體將保持靜止狀態(tài)或者勻速直線運動狀態(tài)。

7.牛頓第二定律：一個物體的加速度與作用在它上面的外力成正比，與它的質(zhì)量成反比。

8.牛頓第三定律：任何兩個物體之間的相互作用力都是相等且反向的。

9.向心力：向心力是使物體向中心運動的力，大小與物體的質(zhì)量和速度的平方成正比，與半徑的平方成反比。

10.圓周運動：圓周運動是物體沿圓周路徑運動的現(xiàn)象，速度大小恒定，方向不斷變化。

11.角速度：角速度是描述物體旋轉(zhuǎn)快慢的物理量，單位是弧度每秒。

12.周期：周期是描述物體運動一次所需要的時間，對于圓周運動來說，周期與角速度的倒數(shù)成正比。

13.向心加速度：向心加速度是物體在圓周運動中向中心的加速度，大小與物體的速度的平方和半徑成反比。

14.衛(wèi)星軌道：衛(wèi)星軌道是衛(wèi)星圍繞行星運動的軌道，根據(jù)衛(wèi)星的質(zhì)量、行星的質(zhì)量以及它們之間的距離，可以確定衛(wèi)星軌道的形狀和周期。

15.航天任務：航天任務是指人類利用航天器進行的各種太空活動，包括發(fā)射衛(wèi)星、載人航天、探測行星等。

16.引力助推：引力助推是利用行星或其他天體的引力來增加航天器的速度和軌道高度的方法。

17.航天器軌道計算：航天器軌道計算是利用萬有引力定律和航天動力學原理，計算航天器在不同階段的軌道參數(shù)和速度。內(nèi)容邏輯關(guān)系1.萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)與太陽與行星間引力的關(guān)系

①萬有引力定律是牛頓在1687年提出的，它是物理學中的基本定律之一。

②太陽與行星間的引力是萬有引力定律的一個具體應用，牛頓通過觀察蘋果落地的現(xiàn)象，提出了萬有引力定律。

③太陽對行星的引力與行星的質(zhì)量成正比，與太陽和行星之間距離的平方成反比，這一關(guān)系可以用萬有引力定律來描述。

2.行星運動的規(guī)律與萬有引力的關(guān)系

①行星繞太陽運動的軌道是橢圓，這是開普勒第一定律的描述。

②行星在軌道上的速度和引力大小有關(guān)，這是開普勒第二定律的描述。

③行星與太陽之間的距離和行星的速度成反比，這是開普勒第三定律的描述。這些定律揭示了行星運動的規(guī)律，并且與萬有引力定律有著密切的關(guān)系。

3.航天任務中的太陽與行星間引力

①航天任務中的軌道計算需要考慮太陽與行星間的引力，因為這種引力會影響航天器的軌道和速度。

②在航天任務中，利用引力助推可以節(jié)省燃料并提高航天器的軌道高度，這是航天器發(fā)射和返回地球時的重要考慮因素。

③航天器的軌道設(shè)計和計算需要精確的萬有引力定律和航天動力學原理的知識，這些都是太陽與行星間引力的應用。教學反思本節(jié)課的課題是“太陽與行星間的引力”，通過講解和實踐活動，讓學生理解了萬有引力定律在行星運動中的應用。在課前，我讓學生進行了自主探索，通過閱讀資料和思考問題，他們已經(jīng)對萬有引力定律有了初步的了解。在課堂上，我通過講解和實驗，進一步加深了學生對萬有引力定律的理解，并讓他們親身體驗了行星運動的規(guī)律。課后，我布置了相關(guān)的作業(yè)，讓學生鞏固所學知識。

在教學過程中，我發(fā)現(xiàn)學生對萬有引力定律的理解還不夠深入，特別是在非勻速運動的情況下。因此，我需要在以后的課程中，通過更多的實例和練習，幫助學生更好地理解和掌握這一定律。同時，我發(fā)現(xiàn)學生在參與課堂活動時，積極性不高，可能是因為他們對行星運動的規(guī)律還不夠感興趣。因此，我需要在以后的課程中，通過更多的互動和實踐活動，激發(fā)學生的學習興趣，讓他們更加主動地參與到課堂中來。課后拓展1.拓展內(nèi)容：

（1）閱讀材料：《宇宙的奇跡：從太陽到行星的引力》（作者：尼爾·德葛拉司·泰森）；

（2）視頻資源：《行星運動與引力定律》（來源：科普中國）；

（3）閱讀材料：《萬有引力定律的歷史》（作者：愛德華·羅伯遜）；

（4）視頻資源：《開普勒定律的發(fā)現(xiàn)》（來源：BBC）；

（5）閱讀材料：《引力與航天技術(shù)》（作者：邁克爾·阿徹）；

（6）視頻資源：《航天器軌道設(shè)計與引力》（來源：NASA）。

2.拓展要求：

（1）閱讀材料：要求學生閱讀以上推薦的閱讀材料，了解萬有引力定律的歷史、太陽與行星間的引力關(guān)系以及引力在航天技術(shù)中的應用。

（2）視頻資源：要求學生觀看以上推薦的科普視頻，進一步加深對行星運動規(guī)律、開普勒定律和航天器軌道設(shè)計等知識點的理解。

（3）自主學習：鼓勵學生在課后利用網(wǎng)絡資源，查找與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的文章和視頻，進行自主學習和拓展。

（4）問題解答：學生在自主學習過程中遇到疑問，可以隨時向老師請教，老師會提供必要的指導和幫助。

（5）課堂分享：在下一次課堂開始時，邀請幾位學生分享他們在課后拓展學習中的心得和體會，促進學生之間的交流和互動。課堂（1）提問：通過提問了解學生對萬有引力定律的理解和應用能力。例如：“請解釋萬有引力定律的數(shù)學表達式是什么？”、“太陽對行星的引力與哪些因素有關(guān)？”、“開普勒定律有哪些主要內(nèi)容？”等。

（2）觀察：觀察學生在課堂上的表現(xiàn)，如積極參與討論、認真聽講、動手操作實驗等。這些表現(xiàn)可以反映學生對知識點的掌握程度和對課堂的興趣。

（3）測試：通過小測驗或課堂練習，檢驗學生對萬有引力定律、行星運動規(guī)律和航天任務中引力應用的掌握程度。例如，設(shè)計一些與本節(jié)課相關(guān)的選擇題、填空題和計算題，讓學生在課堂上完成。

2.作業(yè)評價

（1）認真批改：對學生的課后作業(yè)進行認真批改，查看他們對萬有引力定律、行星運動規(guī)律和航天任務中引力應用的掌握程度。

（2）點評：在作業(yè)中給予學生有針對性的點評，指出他們的優(yōu)點和不足之處。例如：“你的計算過程很清晰，但請注意單位轉(zhuǎn)換的問題?！?、“你的回答很完整，但可