2024-2025学年新教材高中物理 第4章 万有引力定律及航天 习题课5 万有引力定律及航天教案 鲁科版必修第二册

2024-2025学年新教材高中物理第4章万有引力定律及航天习题课5万有引力定律及航天教案鲁科版必修第二册课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容是万有引力定律及航天。教学内容与学生已有知识的联系主要体现在以下几个方面：

1.学生需要掌握万有引力定律的表述、适用范围以及计算方法。这部分内容与初中阶段的力学知识有所联系，如重力、抛体运动等。

2.学生需要了解地球引力对物体运动的影响，以及航天器在地球引力作用下的运动规律。这与初中阶段的圆周运动、向心力等知识有关。

3.学生需要通过实例分析，掌握万有引力定律在实际问题中的应用。这部分内容可结合生活中的实例，如地球卫星、人造地球卫星等，让学生更好地理解万有引力定律的实际意义。

4.学生需要了解航天技术的发展及我国在航天领域取得的成就。这部分内容可激发学生的民族自豪感，培养他们对科学的热爱和探索精神。

5.学生需要通过习题训练，提高运用万有引力定律解决实际问题的能力。习题内容涵盖本节课的主要知识点，有助于巩固所学内容。二、核心素养目标本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，具体包括：

1.科学思维：通过学习万有引力定律，培养学生运用科学思维解决问题、分析问题的能力，使其能够从现象中提炼出规律，形成科学的认知方式。

2.科学探究：引导学生通过观察、实验、验证等方法，探究万有引力定律的适用范围和实际应用，提高学生进行科学探究的能力。

3.科学态度与价值观：通过了解我国在航天领域取得的成就，培养学生对科学的热爱和探索精神，使其树立正确的科学态度和价值观。

4.科学应用：培养学生运用万有引力定律解决实际问题的能力，使其能够将所学知识运用到生活和工作中，提高学生的科学应用能力。

5.协同合作：在课堂讨论、习题训练等环节，鼓励学生与他人合作、交流，培养学生的团队协作能力和沟通能力。三、教学难点与重点1.教学重点

（1）万有引力定律的表述及适用范围：理解万有引力定律的数学表达式，掌握质量、距离和引力之间的关系，明确万有引力定律适用于质点间的相互作用。

举例：地球对物体的引力作用，物体之间的相互吸引力等。

（2）万有引力定律的计算方法：学会运用万有引力定律计算两个物体之间的引力，掌握公式的变形和运用。

举例：给定地球半径和物体质量，计算地球对物体的引力。

（3）地球引力对物体运动的影响：了解地球引力对物体运动（如抛体运动、圆周运动等）的影响，掌握相关运动规律。

举例：计算地球卫星的轨道周期、轨道半径等。

（4）万有引力定律在实际问题中的应用：学会将万有引力定律应用于实际问题，如地球卫星、人造地球卫星等。

举例：计算地球同步卫星的高度、轨道周期等。

（5）我国在航天领域取得的成就：了解我国在航天领域的发展历程及取得的重大成就，培养学生的民族自豪感。

举例：我国的长征系列运载火箭、嫦娥探月工程、火星探测等。

2.教学难点

（1）万有引力定律的数学表达式及适用范围：学生可能对万有引力定律的数学表达式理解不深，导致在实际问题中不知道如何运用。

教学策略：通过具体例子，让学生反复练习，加深对公式的理解和运用。

（2）地球引力对物体运动的影响：学生可能对地球引力对物体运动的影响理解不透，难以把握相关运动规律。

教学策略：通过动画演示、实际案例分析等方式，帮助学生理解地球引力对物体运动的影响。

（3）万有引力定律在实际问题中的应用：学生可能不知道如何将理论知识应用于实际问题，缺乏实际操作能力。

教学策略：提供丰富的实际问题，引导学生运用所学知识进行分析和解决，提高学生的实际操作能力。

（4）我国在航天领域取得的成就：学生可能对我国航天领域的发展历程及成就了解不多，缺乏民族自豪感。

教学策略：通过视频、讲座等形式，介绍我国航天领域的发展历程及取得的重大成就，激发学生的民族自豪感。

（5）习题训练：学生在解决习题时可能存在思路不清晰、计算错误等问题。

教学策略：教师引导学生进行习题训练，及时发现问题并加以纠正，提高学生的解题能力。四、教学方法与策略1.教学方法

（1）讲授法：在讲解万有引力定律、地球引力对物体运动的影响等知识点时，采用讲授法，清晰、系统地阐述相关概念和理论。

（2）案例研究法：通过分析实际案例，如地球卫星、人造地球卫星等，让学生深刻理解万有引力定律在实际问题中的应用。

（3）项目导向学习：组织学生进行航天项目设计，如计算地球卫星的轨道周期、轨道半径等，提高学生的实际操作能力和团队协作能力。

（4）讨论法：在课堂中组织学生进行讨论，分享学习心得和解决问题的方法，培养学生的沟通能力和团队协作精神。

2.教学活动设计

（1）角色扮演：让学生扮演航天设计师、宇航员等角色，进行情景模拟，增强学生对航天知识的兴趣和理解。

（2）实验操作：组织学生进行地球引力对物体运动影响的实验，如抛体运动、圆周运动等，让学生直观地感受地球引力的作用。

（3）游戏设计：设计有关万有引力定律的互动游戏，如引力拼图、卫星轨道模拟等，提高学生的参与度和学习兴趣。

3.教学媒体和资源使用

（1）PPT：制作精美的PPT，展示万有引力定律的相关知识点、实例分析及习题训练，方便学生理解和掌握。

（2）视频：播放我国航天领域的重大成就的视频，如嫦娥探月工程、火星探测等，激发学生的民族自豪感。

（3）在线工具：利用在线工具进行航天器轨道计算、引力模拟等，帮助学生更好地理解万有引力定律的实际应用。

（4）习题库：提供丰富的习题库，让学生进行针对性训练，巩固所学知识，提高解题能力。五、教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解万有引力定律及航天的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习万有引力定律及航天内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确万有引力定律及航天的教学目标和重难点。

准备教学用具和多媒体资源，确保万有引力定律及航天教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习万有引力定律及航天的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入万有引力定律及航天学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的万有引力定律及航天内容，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为万有引力定律及航天新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解万有引力定律及航天的知识点，结合实例帮助学生理解。

突出教学重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕万有引力定律及航天问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

设计实践活动或实验，让学生在实践中体验万有引力定律及航天的应用，提高实践能力。

在万有引力定律及航天新课呈现结束后，对知识点进行梳理和总结。

强调教学重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对万有引力定律及航天知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决万有引力定律及航天问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与万有引力定律及航天内容相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合万有引力定律及航天内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习万有引力定律及航天的心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的万有引力定律及航天内容，强调教学重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的万有引力定律及航天内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。六、学生学习效果1.知识与技能：

学生将能够准确理解万有引力定律的表述及适用范围，掌握质量、距离和引力之间的关系，并能够运用万有引力定律解决实际问题。

举例：学生能够运用万有引力定律计算两个物体之间的引力，并解释地球卫星的轨道周期、轨道半径等。

2.过程与方法：

学生将能够通过观察、实验、验证等方法，探究万有引力定律的适用范围和实际应用，提高学生进行科学探究的能力。

举例：学生能够通过实验操作，观察地球引力对物体运动的影响，并能够运用所学知识进行实践活动，如计算人造地球卫星的轨道参数等。

3.情感态度与价值观：

学生将能够了解我国在航天领域取得的成就，培养学生的民族自豪感，激发学生对科学的热爱和探索精神。

举例：学生能够通过观看我国航天领域的成就视频，了解长征系列运载火箭、嫦娥探月工程等，激发学生的民族自豪感。

4.合作与交流：

学生将能够在小组讨论环节中，与他人合作、交流，培养学生的团队协作能力和沟通能力。

举例：学生在讨论万有引力定律在实际问题中的应用时，能够与组员共同探讨，分享自己的观点和心得，并能够倾听他人的意见，共同解决问题。

5.创新与实践：

学生将能够通过实践活动，将理论知识运用到实际问题中，提高学生的实践能力和创新意识。

举例：学生能够设计航天器轨道计算的实践活动，运用万有引力定律解决轨道参数计算的问题，培养学生的创新意识和实践能力。

6.综合应用：

学生将能够将万有引力定律的知识与其他学科知识相结合，提高学生的综合应用能力。

举例：学生能够将万有引力定律与数学知识相结合，运用数学工具进行引力计算，提高学生的综合应用能力。七、板书设计1.①万有引力定律的表述：F=G*m1*m2/r^2

②地球引力对物体运动的影响：重力、抛体运动、圆周运动等

③万有引力定律的计算方法：G=6.67*10^-11N*m^2/kg^2

2.①地球引力对物体运动的影响：重力加速度g=9.8m/s^2

②地球卫星的轨道周期：T=2*π*√(r^3/GM)

③人造地球卫星的轨道高度：h=R+r

3.①我国在航天领域取得的成就：长征系列运载火箭、嫦娥探月工程、火星探测等

②航天器轨道计算：GM=4*π^2*r/T^2

③引力波的发现：2015年，LIGO实验首次观测到引力波

板书设计应条理清楚、重点突出、简洁明了，以便于学生理解和记忆。同时，板书设计应具有艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。八、教学反思与改进在完成本节课的教学后，我进行了深入的反思，以评估教学效果并识别需要改进的地方。

首先，我注意到学生在理解和运用万有引力定律时存在一定的困难。部分学生对公式的理解和运用不够熟练，导致在解决实际问题时出现错误。为了改进这一点，我计划在未来的教学中增加更多的实例和习题，帮助学生更好地理解和运用万有引力定律。

其次，我发现学生在进行实验操作时，对地球引力对物体运动的影响的理解不够深刻。为了提高学生对这一知识点的理解，我计划在未来的教学中增加更多的实验操作，让学生通过实际操作来更深入地理解地球引力对物体运动的影响。

另外，我在课堂互动环节中发现，学生在分享自己的观点和疑问时，有时会出现沉默的情况。为了鼓励学生积极参与课堂讨论，我计划在未来的教学中采取更多的互动方式，如小组讨论、问题解答等，以提高学生的参与度和学习兴趣。

最后，我认为在本节课的教学中，我对学生的关注度不够。为了更好地了解学生的学习情况和需求，我计划在未来的教学中加强与学生的沟通，了解学生的学习情况和困难，以便更好地指导学生。

1.增加更多的实例和习题，帮助学生更好地理解和运用万有引力定律。

2.增加更多的实验操作，让学生通过实际操作来更深入地理解地球引力对物体运动的影响。

3.采取更多的互动方式，如小组讨论、问题解答等，以提高学生的参与度和学习兴趣。

4.加强与学生的沟通，了解学生的学习情况和困难，以便更好地指导学生。课后拓展1.拓展内容

（1）阅读材料：

-《从地球到月球》（儒勒·凡尔纳）：一部科幻小说，描绘了人类首次登月的壮丽历程，激发学生对航天科技的兴趣。

-《宇宙简史》（史蒂芬·霍金）：介绍宇宙的起源、黑洞、引力波等宇宙知识，拓宽学生对宇宙的认知。

-《航天技术》（NASA）：介绍航天技术的发展历程、航天器设计、火箭发射等知识，增强学生对航天领域的了解。

（2）视频资源：

-《嫦娥探月工程》：介绍我国嫦娥探月工程的发展历程和取得的成就，激发学生对航天事业的热爱。

-《火星探测》：介绍火星探测任务、火星车设计、火星探索成果等，培养学生对航天探索的热情。

-《宇宙探索之路》：记录人类航天探索的历程，包括卫星发射、载人航天、太空站建设等，增强学生对航天科技的兴趣。

2.拓展要求

（1）鼓励学生利用课后时间自主学习和拓展，深入研究万有引力定律及其在航天领域的应用。

（2）学生可选择阅读材料或观看视频资源，通过阅读和观看，加深对万有引力定律及航天