第4章 萬有引力定律及航天 素養(yǎng)檢測(cè)2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第二冊(cè)同步教學(xué)設(shè)計(jì)（魯科版2019）

第4章萬有引力定律及航天素養(yǎng)檢測(cè)2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第二冊(cè)同步教學(xué)設(shè)計(jì)（魯科版2019）課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是萬有引力定律及航天。這部分內(nèi)容涉及到萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)、表達(dá)式以及應(yīng)用，同時(shí)也會(huì)引導(dǎo)學(xué)生了解航天知識(shí)，如衛(wèi)星軌道、地球引力等。我們會(huì)通過實(shí)際的例子，讓學(xué)生更好地理解這些抽象的概念。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系主要在于力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。學(xué)生需要對(duì)牛頓三定律有一定的了解，能夠理解力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，我們引入萬有引力定律，讓學(xué)生能夠?qū)⒁延械闹R(shí)應(yīng)用到新的領(lǐng)域。同時(shí)，通過航天知識(shí)的介紹，讓學(xué)生了解物理知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用，提高他們的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)素養(yǎng)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)在于提高學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)思維能力。通過學(xué)習(xí)萬有引力定律，學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)方法，分析和解決實(shí)際問題。同時(shí)，通過航天知識(shí)的介紹，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱愛和好奇心，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。在教學(xué)過程中，我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、思考、分析和討論，培養(yǎng)他們的科學(xué)思維能力。此外，我還會(huì)在教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通表達(dá)能力，通過小組討論和報(bào)告等形式，讓學(xué)生在合作中學(xué)習(xí)，提高他們的團(tuán)隊(duì)合作能力。三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：1.萬有引力定律的公式及其物理意義。2.萬有引力定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用。3.航天知識(shí)的理解和掌握。

難點(diǎn)：1.萬有引力定律公式的推導(dǎo)和理解。2.航天知識(shí)中衛(wèi)星軌道的計(jì)算和理解。

解決辦法：1.對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容，通過講解和示例讓學(xué)生理解萬有引力定律的公式及其物理意義，并通過實(shí)際問題引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用。2.對(duì)于難點(diǎn)內(nèi)容，通過圖形和動(dòng)畫輔助解釋衛(wèi)星軌道的計(jì)算，引導(dǎo)學(xué)生通過小組討論和探究來突破難點(diǎn)。3.針對(duì)航天知識(shí)，可以邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的專家進(jìn)行講座，或者組織學(xué)生參觀航天博物館，以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際感受和理解。四、教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.問題驅(qū)動(dòng)法：通過提出與萬有引力定律及航天相關(guān)的問題，激發(fā)學(xué)生的思考和探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。

2.案例分析法：通過分析具體的航天實(shí)例，讓學(xué)生理解和應(yīng)用萬有引力定律，提高學(xué)生的實(shí)際問題解決能力。

3.小組合作法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論和合作，共同研究萬有引力定律的公式推導(dǎo)和航天知識(shí)的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用多媒體課件和動(dòng)畫，直觀地展示萬有引力定律的原理和航天場(chǎng)景，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受和理解。

2.在線學(xué)習(xí)平臺(tái)：利用教學(xué)軟件和在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，提供豐富的學(xué)習(xí)資源和互動(dòng)工具，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)和交流討論。

3.實(shí)驗(yàn)?zāi)M：通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件或者實(shí)際實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)萬有引力的作用和航天技術(shù)的應(yīng)用，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)萬有引力定律及航天的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場(chǎng)提問：“你們知道什么是萬有引力定律嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于航天飛行的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受航天科技的震撼力。

簡短介紹萬有引力定律的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.萬有引力定律基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解萬有引力定律的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解萬有引力定律的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細(xì)介紹萬有引力定律的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.萬有引力定律案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解萬有引力定律的特性和重要性。

過程：

選擇幾個(gè)典型的航天案例進(jìn)行分析。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(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)用萬有引力定律解決實(shí)際問題。

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題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與萬有引力定律相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

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)萬有引力定律及航天的認(rèn)識(shí)和理解。

過程：

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)萬有引力定律及航天的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括萬有引力定律的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)萬有引力定律及航天在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用萬有引力定律及航天科技。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于萬有引力定律及航天應(yīng)用的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.理解萬有引力定律的基本概念和表達(dá)式，掌握萬有引力定律的物理意義及其在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.能夠運(yùn)用萬有引力定律分析實(shí)際問題，如計(jì)算兩個(gè)物體之間的引力大小，解釋地球?qū)πl(wèi)星的引力作用等。

3.了解航天基本知識(shí)，包括衛(wèi)星軌道、地球引力等，并能夠運(yùn)用所學(xué)的萬有引力定律知識(shí)解釋航天現(xiàn)象。

4.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)思維能力，通過案例分析和小組討論，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

5.激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱愛和好奇心，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

具體來說，學(xué)生能夠在課后獨(dú)立完成關(guān)于萬有引力定律及航天應(yīng)用的短文或報(bào)告，展示他們對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。同時(shí)，學(xué)生在小組討論中能夠展現(xiàn)出良好的團(tuán)隊(duì)合作精神，能夠有效地分析和解決實(shí)際問題。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅掌握了物理知識(shí)，還培養(yǎng)了科學(xué)思維和探究能力，提高了他們的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。七、重點(diǎn)題型整理1.填空題：

請(qǐng)?zhí)顚懴铝芯渥又械目瞻滋帲海?）萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是_______。（2）衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的向心力由地球?qū)πl(wèi)星的_______提供。

答案：（1）F=G(m1m2)/r^2（2）萬有引力

2.判斷題：

請(qǐng)判斷下列陳述的正確性。（1）萬有引力定律適用于任意兩個(gè)物體之間的引力計(jì)算。（2）衛(wèi)星軌道的形狀只能是圓形。

答案：（1）正確（2）錯(cuò)誤

3.計(jì)算題：

兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體，距離r為10^9m，萬有引力常數(shù)G為6.67×10^-11N·m^2/kg^2，求它們之間的萬有引力大小。

答案：F=G(m1m2)/r^2=6.67×10^-11×(m1m2)/(10^9)^2=6.67×10^-11×(m1m2)/10^18=6.67×10^-31(m1m2)N

4.應(yīng)用題：

假設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，某衛(wèi)星質(zhì)量為m，軌道半徑為r，求衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的周期T。

答案：根據(jù)萬有引力定律，地球?qū)πl(wèi)星的引力F=G(mM)/r^2，這個(gè)引力提供了衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的向心力F=m(v^2)/r，所以有G(mM)/r^2=m(v^2)/r。解得v=sqrt(G(M/r))，所以T=2πr/v=2πr/sqrt(G(M/r))。

5.分析題：

分析萬有引力定律在航天領(lǐng)域中的應(yīng)用，舉例說明。

答案：萬有引力定律在航天領(lǐng)域中有廣泛應(yīng)用。例如，衛(wèi)星發(fā)射時(shí)，需要計(jì)算和控制火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，使其克服地球引力，將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。在衛(wèi)星運(yùn)行過程中，需要根據(jù)萬有引力定律計(jì)算衛(wèi)星軌道的形狀和周期，以及進(jìn)行軌道修正。在行星探測(cè)任務(wù)中，科學(xué)家們利用萬有引力定律計(jì)算探測(cè)器進(jìn)入行星軌道的條件，以及進(jìn)行探測(cè)器軌道的調(diào)整。八、教學(xué)反思今天的課堂氛圍整體來說還是不錯(cuò)的，學(xué)生們對(duì)于萬有引力定律及航天知識(shí)表現(xiàn)出濃厚的興趣，這也讓我感到非常欣慰。在教學(xué)過程中，我嘗試采用了問題驅(qū)動(dòng)法和案例分析法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和探索，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力和科學(xué)思維能力。同時(shí)，我也注意引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，提高他們的實(shí)踐操作能力。

然而，我也發(fā)現(xiàn)了一些需要改進(jìn)的地方。首先，在講解萬有引力定律的公式推導(dǎo)時(shí)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)于公式的理解和記憶還存在一定的困難。因此，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中，加強(qiáng)對(duì)公式的解釋和推導(dǎo)過程的講解，幫助學(xué)生更好地理解和掌握萬有引力定律。

其次，在小組討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)于航天知識(shí)的應(yīng)用還比較陌生，不知道如何將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問題中。針對(duì)這個(gè)問題，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中，增加一些實(shí)際的案例分析，讓學(xué)生更好地理解航天知識(shí)，并能夠?qū)⑵溥\(yùn)用到實(shí)際問題中。

此外，我還發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在課堂上的參與度不高，對(duì)于一些問題的討論和思考不夠積極。針對(duì)這個(gè)問題，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中，更多地采用互動(dòng)式教學(xué)方式，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂討論，提高他們的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

最后，我認(rèn)識(shí)到在教學(xué)過程中，我還需要不斷學(xué)習(xí)和提升自己的專業(yè)素養(yǎng)，以便更好地為學(xué)生提供高質(zhì)量的教學(xué)。我會(huì)積極參加各種教師培訓(xùn)和學(xué)術(shù)研討活動(dòng)，不斷更新自己的知識(shí)體系，提高自己的教學(xué)水平。板書設(shè)計(jì)②萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用：通過具體的航天案例，如衛(wèi)星軌道、地球引力等，讓學(xué)生了解萬有引力定律在航天領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

③航天知識(shí)的關(guān)鍵點(diǎn)：包括衛(wèi)星軌道的形狀、衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的周期等，通過簡潔明了的詞句，幫助學(xué)生掌握航天知識(shí)的關(guān)鍵點(diǎn)，便于學(xué)生理解和記憶。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了萬有引力定律及其在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。通過講解和案例分析，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了萬有引力定律的基本概念和表達(dá)式，理解了萬有引力定律的物理意義及其在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。同時(shí)，學(xué)生也了解了航天基本知識(shí)，包括衛(wèi)星軌道、地球引力等，并能夠運(yùn)用所學(xué)的萬有引力定律知識(shí)解釋航天現(xiàn)象。

在教學(xué)過程中，我采用了問題驅(qū)動(dòng)法和案例分析法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和探索，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力和科學(xué)思維能力。我也注意引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，提高他們的實(shí)踐操作能力。

當(dāng)堂檢測(cè)：

請(qǐng)學(xué)生完成以下檢