高中物理人教版第六章万有引力与航天万有引力理论的成就【省一等奖】

人教版必修2人教版必修2万有引力与航天第四节《万有引力理论的成就》教学设计课题名称：万有引力理论的成就模块：必修2第六章第四节教材分析本节课在教材编排上，呈现的是由点到面逐步展开的倒金字塔的形式，这符合学生的认知习惯。本节是属于应用性和检验性的教学内容，从前后联系来看，是对万有引力定律的进一步认识，也是对第五章《曲线运动》所涉及的基本概念和规律在理解和应用上的进一步加深。本节教材在开始和结尾阶段分别引用了马克·吐温和冯·劳厄对物理研究的精彩论述的话，意在使学生感受用物理理论探索未知世界的科学魅力，培养热爱科学的情感。学情分析学生通过曲线运动的学习，知道了曲线运动中力与运动的关系；通过万有引力定律的学习也知道了行星围绕中心天体运转的动力学原因，但对万有引力定律的作用和科学价值缺少了解，因而，通过本节的学习，重点要使学生深刻体会科学定律对人类探索未知世界的作用，激起学生对科学探究的兴趣。教学思路根据本节知识的特点和学情、学生认知的规律，教学活动共分四个层次：由海王星的发现为主要典例引入课题，说明万有引力理论的巨大成就，也是对万有引力定律的检验，是对万有引力定律应用的定性认识。活动一，探究测量地球质量的方法，体会万有引力定律的应用价值。活动二，结合学习材料估测太阳的密度，体会万有引力理论对认识天体的作用。活动三，探究测量月球质量的方案，提高对万有引力定律应用的认识。教学目标1．通过海王星等的发现，哈雷慧星的准时回归等，认识万有引力定律的科学成就，了解万有引力定律在探索自然中的重要作用。2．通过“称量地球的质量”、“计算太阳的质量”的活动，理解测量天体质量或密度的思路，学会用万有引力定律计算天体质量。3．掌握运用万有引力定律处理天体问题的方法，体会科学的迷人之处，养成热爱科学相信科学的习惯。教学重点和难点重点：利用万有引力定律和圆周运动的规律来计算地球、太阳的质量,由此迁移发散到各种天体质量的计算方法上。难点：在进行知识点迁移时，学生对准确抓住模型中的各个星体所担任的角色较为困难。突破方法：在进行已有知识的迁移时应重点重复围绕和被绕的关系，让学生理清星体角色，并应用错误分析的方法，加强对认识的刺激。教学资源PPT课件、教学视频、教学扩充阅读资料等

教学流程1．引入：发现未知天体—海王星视频、“哈雷彗星”的按时回归2．扩展课本资料，阅读资料初步完成求解天体质量思路的梳理3．求解太阳的密度并据此推测太阳的构成4．设计求解月球表面重力加速度的方案5．学生和老师共同总结求解天体质量的思路教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图引课提供阅读素材突破难点复习引入：（上课前，先将两个模型图画在黑板上，不标字母，上课后进行字母标注，让学生说出两物体间的万有引力表达式。）该表达式正确吗？有什么实例证明它的正确，进而确立了万有引力定律的地位呢？播放发现海王星的介绍视频，展示哈雷彗星的按时回归史料，激发学生兴趣。板书万有引力定律及表达式板书课题发现未知的天体，如海王星的发现；哈雷彗星的“按时回归”等。设置情境，激发学生兴趣和思考探索之旅第一站——地球1．试根据以上材料中的数据，思考估算地球质量的方案。根据所设计的方案，在笔记本上完成定量运算。2．试总结求解天体质量的思路是怎样的？学生思考并展示交流学生思考、回答通过提供的阅读材料，引导学生总结求解中心天体质量的两种思路，完成方法的初步感悟和梳理深化探究探索之旅第二站——太阳试根据以上材料中的数据，思考估算太阳质量的方案。根据所设计的方案，在笔记本上完成定量运算，并进一步求得太阳的密度。学生自己建立模型，分析所需数据，然后完成求解。培养学生模型迁移运用的能力，同时还要熟悉日常生活中的常用量。开放性探究问题探索之旅第三站——月球已知月球半径为R，现要测量月球表面的重力加速度，你有怎样的设计方案，需要测量哪些量？学生设计方案，并说明需测量的物理量及意义学以致用，检测学生建模能力的掌握情况。拓展引出下节课的预习任务请同学们思考，嫦娥四号要实现登月，要经历怎样的运动过程？请结合嫦娥探月轨道图，查阅相关资料对登月过程进行分析，并预习下一节：宇宙航行。学生讨论猜想航天器的发射过程引导学生关注万有引力定律在当今航天工程中的应用，激发兴趣，使其自觉关注我国的航天事业随堂练习1．利用下列哪组数据，可以计算出地球的质量（已知引力常量G）A．已知地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离rB．已知月球绕地球运动的周期T和月球中心