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（3）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（3）教案新人教版必修2學校授課教師課時授課班級授課地點教具教材分析本節(jié)課為人教版物理必修2第六章“萬有引力與航天”的第二節(jié)內(nèi)容，主要講解太陽與行星間的引力。本節(jié)內(nèi)容是在學習了牛頓第三定律和向心力基礎(chǔ)上，進一步探討天體間的引力作用，為后續(xù)天體運動的學習打下基礎(chǔ)。通過本節(jié)課的學習，學生應掌握萬有引力定律的內(nèi)容，了解萬有引力常量的測定，并能運用萬有引力公式分析實際問題。同時，結(jié)合課本中的例題和練習題，培養(yǎng)學生的解題能力和科學思維。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)，具體包括：

1.科學思維：通過學習萬有引力定律，培養(yǎng)學生運用科學方法分析和解決問題的能力，學會從實際問題中抽象出物理模型。

2.科學探究：通過實驗和案例分析，使學生掌握萬有引力常量的測定方法，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和數(shù)據(jù)處理能力。

3.科學態(tài)度與科學精神：通過學習科學家對萬有引力定律的探索歷程，培養(yǎng)學生敢于質(zhì)疑、勇于探索的科學態(tài)度和科學精神。

4.科學應用：學會運用萬有引力公式分析太陽與行星間的引力問題，提高學生將物理知識應用于實際問題的能力。重點難點及解決辦法重點：1.萬有引力定律的表述及應用；2.萬有引力常量的測定方法；3.運用萬有引力公式分析太陽與行星間的引力問題。

難點：1.對萬有引力定律的理解和應用；2.萬有引力常量的測定原理；3.在實際問題中正確運用萬有引力公式。

解決辦法：1.通過講解典型例題，讓學生深入理解萬有引力定律的內(nèi)涵和外延，學會將定律應用于實際問題；2.借助實驗和模擬演示，讓學生直觀地理解萬有引力常量的測定過程，提高其科學探究能力；3.針對不同難度的題目，引導學生運用合適的解題方法，如數(shù)學建模、科學思維等，突破難點。

突破策略：1.設(shè)計具有層次性的練習題，讓學生在解決問題的過程中逐漸掌握萬有引力定律的應用；2.組織小組討論和交流，讓學生分享解題心得和方法，共同提高解題能力；3.對學生進行個別輔導，針對其薄弱環(huán)節(jié)進行有針對性的訓練，幫助其克服困難。教學方法與策略1.采用講授法，系統(tǒng)地講解萬有引力定律的內(nèi)涵、外延及應用，確保學生掌握基本概念和公式。

2.運用案例研究和項目導向?qū)W習，讓學生通過分析實際問題，運用萬有引力定律解決問題，提高學生的實際應用能力。

3.設(shè)計實驗和模擬演示，如行星運動模擬，讓學生直觀地理解萬有引力常量的測定過程，提高學生的科學探究能力。

4.組織小組討論和交流，讓學生分享解題心得和方法，共同提高解題能力。

5.利用多媒體教學，如動畫、視頻等，形象地展示太陽與行星間的引力關(guān)系，增強學生的空間想象能力。

6.對學生進行個別輔導，針對其薄弱環(huán)節(jié)進行有針對性的訓練，幫助其克服困難。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、視頻講解和相關(guān)文檔，明確預習目標和要求。

-設(shè)計預習問題：提出問題如“萬有引力定律是如何描述天體間相互作用的？”引導學生自主思考。

-監(jiān)控預習進度：通過在線平臺收集學生的預習筆記和問題，確保預習效果。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：學生在家獨立閱讀預習資料，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平臺或老師處。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：培養(yǎng)學生的獨立思考和自主學習能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺促進資源共享和進度監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學生提前熟悉新課內(nèi)容，為課堂學習做好準備。

-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：通過播放宇宙探索的視頻，引出太陽與行星間引力的課題，激發(fā)學生興趣。

-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：分組討論萬有引力在航天中的應用，如行星軌道計算。

-解答疑問：針對學生的疑問，進行實時解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：學生專注聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：學生在小組中積極參與討論，共同解決航天問題。

-提問與討論：學生針對不理解的部分提出問題，并與同學討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：確保學生理解萬有引力定律的理論基礎(chǔ)。

-實踐活動法：通過小組討論，培養(yǎng)學生的實際應用能力。

-合作學習法：通過小組合作，提高學生的溝通和協(xié)作能力。

作用與目的：

-確保學生深入理解萬有引力定律，并能夠應用于實際問題。

-培養(yǎng)學生的實際操作能力和團隊協(xié)作能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：設(shè)計相關(guān)的計算題和思考題，鞏固學生對萬有引力定律的應用。

-提供拓展資源：推薦學生閱讀關(guān)于天體物理的書籍和在線課程。

-反饋作業(yè)情況：批改作業(yè)，提供具體反饋，指導學生改進。

學生活動：

-完成作業(yè)：學生獨立完成作業(yè)，鞏固課堂上學到的知識。

-拓展學習：學生利用推薦資源進行深入學習，拓寬知識面。

-反思總結(jié)：學生對自己的學習過程進行反思，總結(jié)學習心得。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

-反思總結(jié)法：引導學生對自己的學習過程進行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學生對萬有引力定律的理解和應用能力。

-激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)自主學習和反思能力。知識點梳理1.萬有引力定律的內(nèi)容

-定義：萬有引力定律是牛頓在1687年提出的，它描述了任何兩個物體之間都存在著相互吸引的力，這個力的大小與兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。

-數(shù)學表達式：F=G*(m1*m2)/r^2，其中F是萬有引力，G是萬有引力常量，m1和m2是兩個物體的質(zhì)量，r是它們之間的距離。

2.萬有引力常量的測定

-萬有引力常量G是一個實驗測定的常數(shù)，它的值約為6.674*10^-11N·m^2/kg^2。

-測定方法：卡文迪許實驗是通過測量兩個鉛球之間的引力，從而計算出萬有引力常量G的值。

3.太陽與行星間的引力

-太陽對行星的引力：太陽對行星的引力是使行星圍繞太陽運行的力，這個力使得行星沿著橢圓形的軌道運動。

-行星對太陽的引力：行星對太陽的引力相對較小，因為行星的質(zhì)量遠小于太陽，但行星的引力仍然對太陽產(chǎn)生微小的吸引作用。

4.向心力與圓周運動

-向心力：向心力是使物體沿著圓周運動的力，它的方向指向圓心。

-向心力公式：F=m*v^2/r，其中m是物體的質(zhì)量，v是物體的速度，r是圓周運動的半徑。

5.牛頓第三定律

-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。

-示例：當一個人站在地面上時，人和地面之間的相互作用力，人對地面的壓力和地面對人的支持力大小相等、方向相反。

6.行星軌道的計算

-開普勒定律：行星圍繞太陽運動的軌道是橢圓形的，且行星在橢圓軌道上的面積速率是恒定的。

-軌道周期：行星繞太陽一周的周期T與軌道半長軸a的關(guān)系為T^2=k*a^3，其中k是一個常數(shù)。

7.地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)

-地球自轉(zhuǎn)：地球圍繞自己的軸線旋轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)周期為一天，地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的現(xiàn)象包括晝夜交替和地球的科里奧利力。

-地球公轉(zhuǎn)：地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)周期為一年，地球公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的現(xiàn)象包括季節(jié)變化和太陽高度角的變化。教學反思今天上的這節(jié)課，讓我思考了很多。我意識到，作為一名教師，我不僅要傳授知識，更要引導學生去探索、去發(fā)現(xiàn)，讓他們真正理解和掌握知識。

在課前自主探索環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學生們對萬有引力定律的理解存在一些問題。他們能記住公式，但不知道如何應用，如何將理論轉(zhuǎn)化為實際問題。這讓我意識到，我們需要更多的實例，更多的實際操作，讓學生們在實踐中學習。

在課中的強化技能環(huán)節(jié)，我盡量用生動的例子和實際問題來解釋萬有引力定律，引導學生去思考、去解決問題。我發(fā)現(xiàn)，學生們在解決實際問題時，更能理解萬有引力定律的本質(zhì)，也更能激發(fā)他們的學習興趣。

但在課后拓展應用環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學生們對作業(yè)的完成情況參差不齊。有些學生能夠?qū)⑺鶎W知識應用到實際問題中，但也有些學生仍然停留在記憶公式層面。這讓我思考，如何更好地引導學生去應用知識，如何提高他們的實際操作能力。板書設(shè)計①萬有引力定律：F=G*(m1*m2)/r^2

②萬有引力常量：G=6.674*10^-11N·m^2/kg^2

③行星軌道的計算：T^2=k*a^3

在板書設(shè)計上，我盡量將重點知識點以簡潔明了的方式呈現(xiàn)，同時注重藝術(shù)性和趣味性，以激發(fā)學生的學習興趣。例如，在萬有引力定律的板書中，我使用了不同的顏色來區(qū)分各個變量，使學生更容易理解和記憶。在萬有引力常量的板書中，我使用了形象的圖表來展示G的值，使學生更容易理解和記憶。在行星軌道的計算板書中，我使用了箭頭來表示公式的方向，使學生更容易理解和記憶。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.計算題：請計算地球和月球之間的萬有引力，假設(shè)地球的質(zhì)量為M，月球的質(zhì)量為m，地球和月球之間的距離為R。

2.思考題：請解釋為什么行星沿著橢圓形的軌道運動，并給出相關(guān)的物理原理。

3.實驗設(shè)計：請設(shè)計一個實驗來測定萬有引力常量G的值，并說明實驗原理和實驗步驟。

作業(yè)反饋：

1.對于計算題，我注意到有些學生沒有正確使用萬有引力定律的公式，導致計算結(jié)果不準確。我建議學生在計算時仔細閱讀題目，理解題目要求，正確使用公式進行計算。

2.在思考題中，我發(fā)現(xiàn)一些學生沒有很好地理解行星運動的物理原理。我建議學生在回答問題時，先回顧課本中的相關(guān)內(nèi)容，然后用自己的語言清晰地解釋行星為什么沿著橢圓形軌道運動。

3.對于實驗設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)一些學生設(shè)計的實驗步驟不夠詳細，沒有考慮到實驗中的可能影響因素。我建議學生在設(shè)計實驗時，要充分考慮實驗的可行性和準確性，確保實驗結(jié)果的可靠性。重點題型整理1.題目：已知地球的質(zhì)量M和地球表面附近的物體質(zhì)量m，求物體在地球表面附近的萬有引力。

答案：物體在地球表面附近的萬有引力F=G*(M*m)/R^2，其中G是萬有引力常量，R是地球的半徑。

2.題目：已知兩個物體A和B的質(zhì)量分別是m1和m2，它們之間的距離是r，求物體A對物體B的萬有引力。

答案：物體A對物體B的萬有引力F=G*(m1*m2)/r^2。

3.題目：已知萬有引力常量G和兩個物體之間的距離r，