高中物理-4 万有引力理论的成就教学设计学情分析教材分析课后反思

《万有引力理论的成就》教学设计教案标题《万有引力理论的成就》教学设计所属学科物理适用年级高一年级对应教材高中物理必修2人教版覆盖范围第六章第4节（1课时）教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图辅助第一阶段：创设情境、激发兴趣课前引入创设问题情境：首先复习万有引力定律的知识，实现知识的衔接。由于本课的叙述性、理论性较强，所以，我采用创设问题情境的方式（1、卡文迪许为什么能把自己的实验说成是“称量地球的质量”？2、外行人马克吐温说“科学真是迷人”到底科学在这一节课展现多少迷人风采呢？）让学生带着疑问走进新课，激起学生的好奇心、求知欲，从而增强对物理学习的兴趣。学生复习回顾万有引力定律的知识，准备回答通过这几个问题的回答,实现知识的衔接。让同学对本课的内容在整体上有一定的认识和了解，激发学生的学习兴趣。PPT图片展示（万有引力定律的知识网络图）第二阶段：新课教学自主学习、探索新知、第一种方法（利用万有引力等于重力）称量地球的质量，即课本“科学真是迷人”一部分。1、引导学生得出计算地球质量的方法，回到一开始设定的问题上由得到：说明：这种方法不考虑地球自转的影响1、阅读教材41页,思考讨论:卡文迪许利用重力加速度g,地球半径R和引力常量G“称量”地球质量的原理同桌合作，总结计算地球天体的第一种方法（利用万有引力等于重力的方法）。代表发言通过对问题的思考,增强同学的阅读理解和分析、归纳能力。PPT图片展示（小白人的问题1应用拓展、学以致用称量月球的质量2、引导学生思考用以上理论计算月球质量，需要哪些条件？3例题1，讲解，引导学生解题，强调规范解答。出示变式训练1，2、共同参与设计和讨论，得出结论（如可在月球上做一些实验）,加深对这一问题的理解，写出表达式整理例题1，思考变式训练1，学会知识迁移，拓展应用PPT图片展示（小白人的问题2）第二阶段：新课教学自主学习、探索新知万有引力理论成就的运用二：计算天体的质量（利用万有引力提供向心力）。万有引力理论成就的运用三：计算天体的密度万有引力理论成就的运用四：发现未知天体动画演示行星绕太阳运动，引力充当向心力求出太阳的质量。写出推导1.让学生阅读课本，并和学生一起应用万有引力2.根据理论，思考讨论，（1）行星绕太阳运动时轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值k跟什么因素有关？（2）在什么情况下用此方法计算天体的质量？计算出的是运行天体的质量还是中心天体的质量。（3）能不能用此方法计算地球的质量？3.进一步对这种方法进行延伸和拓展，分析总结：4．引导学生得到第二种方法计算天体质量的规律。5.引导学生得出计算地球质量的方法，回到一开始设定的问题上6.拓展运用，让学生再看动画演示（八大行星绕太阳转的的动画演示），观察有什么规律，并思考为什么会这样。7、例题2，讲解，引导学生解题，强调规范解答。出示变式训练2，8、如果把天体看作质量分布均匀的球体，怎样计算天体的密度？9.请同学们阅读课文“发现未知天体”部分的内容，并思考（ppt投影）：（1）万有引力理论在天文学上还有什么应用（2）人们利用万有引力理论发现了那些天体？10.老师小结：万有引力定律的发现，为天文学的发展起到了积极的作用，用它可以来计算天体的质量，同时还可以来发现未知天体.除此之外万有引力定律的发现还有很多其他方面的运用，比如人造地球卫星的发射等，有兴趣的同学下去查阅资料，大家来一起分享。1.阅读课本内容（42页“计算天体的质量”那一小节），感受利用万有引力提供向心力测太阳质量的方法。2．学生共同讨论，得出答案3.分析，讨论得出规律：只能求出中心天体的质量，而不能求出绕行天体的质量4.学生：可利用万有引力提供向心力，然后根据月球围绕地球转的来计算地球的质量5.学生：越是靠近太阳的行星，周期越小，并会利用公式进行分析。6．学生大多会答“还有人造地球卫星”7.整理例题2，思考变式训练28、学生共同讨论，得出答案9、学生：阅读课文，从课文中找出相应的答案：发现未知天体学生：天王星和海王星增强同学的阅读理解和分析、归纳能力。学会知识迁移，加深对开普勒第三定律的认识让学生学会“举一反三”，自我归纳由浅入深，循序渐进的启发式教学，激活同学内在的求知欲，引导同学积极思考，独立探究。前呼后应让学生自身观察，发散思维，学会探究性思考通过师生互动,总结得出正确结论，掌握,求解中心天体的质量的方法，突出重点，突破难点，达到教学目的。通过师生互动,总结得出正确结论，掌握,求解中心天体密度的方法通过海王星、冥王星预测直至发现的过程,渗透物理学史的思想教育,体会万有引力理论的成就。让学生体会万有引力定律在人类探索和发现太空中的伟大作用动画演示行星绕太阳的运动计算过程演示（计算地球质量与计算太阳质量相似，不需再板书，）再一次PPT动画演示PPT图片展示（小白人的问题3）PPT图片展示（小白人的问题4）第三阶段：课堂小结回顾梳理本节课所学内容。万有引力定律的发现有着重要的物理意义：它对物理学、天文学的发展具有深远的影响；对科学文化发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心，使人们有能力理解天地间的各种事物。请同学们一起回顾一下，这节课我们都学习了万有引力理论的哪些成就。让学生总结回顾本节课所学内容。然后请同学评价本节小结内容放开手，让学生自己总结所学内容，从而构建他们自己的知识框架,培养学生概括总结能力。当堂检测完成导学案中的4个小题板书设计6.4万有引力理论的成就计算天体的质量方法一：利用万有引力等于重力（此种方法不考虑地球的自转）方法二：利用万有引力提供向心力，即F万=F向：此种方法只能求出中心天体的质量，而不能求出绕行天体的质量发现未知天体天王星，海王星学情分析1、知识分析学生已经学习了圆周运动、开普勒行星运动定律和万有引力定律等有关知识，已经积累了一定的知识，理论上已经具备了学习这节课的能力。

2、能力分析高一学生正处于从初中物理的定性分析到高中物理的定量讨论；从初中的形象思维到高中的抽象思维；从初中简单的逻辑思维到高中复杂的分析推理的转变过程中。从心理学的角度分析他们的一般能力已经具备，具有一定的观察力、记忆力、抽象概括力、想象力。但其创造能力还比较欠缺，对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱；在学习过程中对知识点的把握还不是很准确，数学的推理能力较弱；但学生对感性材料的认知能力较强，接受新知识的能力也很强；而且学生的社交能力也正处于发展阶段，需要得到不断的锻炼。

3、教法、学法分析针对学情，采用问题教学法、探究法、展示结果（黑板展示）相结合，增强对同学思维的刺激，展开联想，拓展思路完成课堂教学任务。学生采用讨论法、分析归纳法学习本节内容，充分发挥学生的主体作用，增强学生学习的积极性。效果分析一、本节课是以学生自主学习为主体设计的。教师仅起问题的设置、课堂节奏的控制、点评、引导总结规律等作用。学生通过自主学习课本内容的基础上，解答讨论问题的过程，体会解决问题的方法，体会万有引力定律的成就和应用，从而很好的达成学习目标二、学生在解答题目过程中暴露出的问题大体有：（1）不列原始方程，而是直接把课本上推导出的结果写出来，然后代入数值求解，因此，在此要特别强调列出原始方程，变形推导后再代入数值求解。（2）数学计算错误，由此可知学生代数式运算能力不够。所以在此应特别要求学生细致认真计算结果，并点拨关于该类计算的方法。（3）学生在解答时，不画情景示意图，导致乱用字母而出错。在本章中字母混淆是学生常见的错误，而画出情景示意图并标出相应字母，是解决的最有效方法，例如。R，r分别表示天体的半径和轨道半径；M，m分别表示中心天体的质量和环绕天体的质量。教材分析1、教材性质与地位本章作为圆周运动的一个应用实例，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。在前面三节，通过追寻科学的足迹，从行星的运动规律的认识到最终推导出了万有引力的表达式，可以说是在用探寻的眼光去学习，去追寻先人的伟大成就，而这节课是属于应用性和检验性的教学内容，从前后联系来看，有利于巩固学生对万有引力定律的认识。教材的立意是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。可以说这一节课既是知识的传授又是能力、情感的培养课，它不仅能够激励学生学习科学的兴趣,更能激发学生去进一步探索宇宙奥秘的欲望，体现了新课程的理念和要求。课程分析教学重点、难点1.重点是利用万有引力等于重力来计算天体的质量。2.重点亦是难点，即要让学生知道行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。并能够利用万有引力定律和圆周运动的规律来计算太阳的质量，再由此迁移发散到各中天体质量的计算。突破方法根据高一年级学生的心理特征及认知规律，采用直观教学和活动探究的教学方法，“教师为主导，学生为主体”，引导学生一起得到计算天体质量的两种方法，在引申到对其他相关问题的分析和探讨，加强对这一知识的掌握和理解。教学工具PPT计算机辅助（图片，演示动画，视频），其他教学用具教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果当堂检测1．利用下列哪组数据，可以计算出地球质量（）A．已知地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径和周期B．已知月球绕地球做匀速圆周运动的轨道半径和周期C．已知月球绕地球做匀速圆周运动的轨道半径和角速度D．已知地球半径和地球表面重力加速度2．木星是太阳系中最大的行星，它有众多卫星。观察测出：木星绕太阳作圆周运动的半径为r1、周期为T1；木星的某一卫星绕木星作圆周运动的半径为r2、周期为T2，已知万有引力常量为G，则根据题中给定条件（ ）A．能求出木星的质量B．能求出木星与卫星间的万有引力C．能求出太阳与木星间的万有引力D．可以断定3．火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为（）A．0.2gB．0.4gC．2.5gD．5g4．某天体的质量约是地球质量的32倍，半径约是地球半径的2倍，已知地球表面的重力加速度为9.8m/s2，求：（1）该天体表面的重力加速度为多大？（2）如果分别在该天体表面和地球表面以同样的初速度竖直上抛一物体，物体在该天体上上升的最大高度与在地球上上升的最大高度之比是多少？课后反思本节内容是本章的核心内容。本章的大部分问题都是围绕这两大思路设制的，因此本节知识技能的掌握是能否顺利学习本章的关键自己在备课、上课过程的存在的问题有：（1）时间的安排：最后做完当堂训练后如果能够花1-2分钟的时间把本堂课的内容再总结一下，问同学们“你在这节课上学习了什么？还有什么疑问？”。这样的话，课堂会显得更加完整。（2）应该给学生更多的展示机会，有很东西学生知道的可以叫学生来回答或者在黑板上板书，给学生展示的机会，增强他们学习的信心，这一点事本人教学过程中一直存在的一个缺陷。（3）语言的表述和专业术语的描述还应该做到更精准，这样的话也有助于学生的知识形成。以下是本人的几点体会：eq\o\ac(○,1)集体的力量是强大的，本次从是本人准备到磨课到正式上课的过程中，经过反反复复的修改，本组的老师提供了很多宝贵的意见，才使得我的学案一步步的精细，课件一步步的精简，语言表达一步步的准确，有很多东西是我自己没有想到和考虑到的。eq\o\ac(○,2)要上好一堂课，真不是一件容易的事，不仅要花时间，关键还是要用心。用心去备课，用心去查找资料，虚心学习，认真钻研，每试完一堂课，都要认真分析不足之处，还有什么值得改进的地方。即便这样反复了几次，最后正式上完课后，我还是觉得有一些不满意的地方，认为本应该做得更好，还有一些不完美的地方。教无止境，只要善于发现，用心去钻研，一定会做得更好。如果下次还有这样的机会，我一定会更认真的准备，给大家呈现更精彩的课堂。课标要求知识与技能1．了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2.会用万有引力定律计算天体质量。3.理解并掌握运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。过程与方法1、通过推理过程，培养科学研究兴趣，领略物理学中所蕴含的严谨的逻辑关系。2、培养学生根据事件之间的相似性采取类比方法分析新问题的能力和方法。3、培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。情感态度与价值观1、通过测量天体的质量、预测未知天体的学习活动，体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用，体会万有引力定律对人类探索和认