2024-2025学年高中物理 第六章 万有引力与航天 4 万有引力理论的成就（3）教案 新人教版必修2

2024-2025学年高中物理第六章万有引力与航天4万有引力理论的成就（3）教案新人教版必修2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教材分析《2024-2025学年高中物理第六章万有引力与航天4万有引力理论的成就（3）教案新人教版必修2》是针对高中物理课程的设计。本节课主要内容是基于万有引力理论的成就进行深入探讨。在教学过程中，我将引导学生通过观察和分析实际案例，了解万有引力理论的重要性和应用范围。

在课程设计中，我会先引入牛顿和伽利略的研究成果，让学生了解万有引力理论的起源和发展过程。接着，我会通过展示地球和月球之间的引力作用，让学生直观地感受万有引力的存在和作用效果。然后，我会引导学生探讨万有引力在航天领域的应用，如卫星轨道的计算和航天器的控制等。核心素养目标本节课的核心素养目标包括：

1.提高学生对物理概念的理解能力：通过观察和分析实际案例，让学生深入理解万有引力理论的基本概念和原理。

2.培养学生的科学思维能力：通过引导学生探讨万有引力理论的成就和应用，培养学生的科学思维和问题解决能力。

3.增强学生的科学探究能力：通过实验和观察，让学生亲身体验和探究万有引力的作用和影响，提高学生的科学探究能力。

4.培养学生的团队合作能力：通过小组讨论和合作，让学生共同解决问题，培养学生的团队合作能力和沟通能力。教学难点与重点1.教学重点

（1）万有引力定律的内容：每一个物体都吸引着其他物体，吸引力的大小与两个物体的质量的乘积和它们之间的距离的平方成反比，与两物体的相对位置无关。

（2）万有引力理论的成就：牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测出引力常量。

（3）万有引力在航天领域的应用：卫星轨道的计算、航天器的控制等。

2.教学难点

（1）万有引力定律的推导过程：理解并掌握两个物体之间的引力如何计算，以及如何推导出万有引力定律。

（2）引力常量的测定：理解卡文迪许的扭秤实验，以及引力常量的测定方法。

（3）万有引力理论在实际问题中的应用：如何将理论知识应用于解决实际问题，如航天器轨道计算等。

（4）理解万有引力与航天事业的关系：了解万有引力理论对航天事业的重要意义，以及航天事业的发展如何推动万有引力理论的完善。

举例说明：

对于教学重点中的万有引力定律的内容，可以通过展示牛顿和伽利略的研究成果，引导学生理解并掌握定律的基本原理。例如，可以通过展示地球和月球之间的引力作用，让学生直观地感受万有引力的存在和作用效果。

对于教学难点中的引力常量的测定，可以通过讲解卡文迪许的扭秤实验，让学生了解实验原理和测定方法。同时，可以通过实际案例分析，让学生掌握如何将万有引力定律应用于解决实际问题，如航天器轨道计算等。

在讲解万有引力与航天事业的关系时，可以结合我国航天事业的发展，让学生了解万有引力理论在航天领域的重要应用，以及航天事业的发展如何推动万有引力理论的完善。教学资源1.软硬件资源：

-教室内的投影仪和屏幕，用于展示PPT和视频资料。

-计算机和投影仪，用于播放相关的物理实验演示视频和动画。

-实验室设备，如扭秤实验装置，用于实地演示引力常量的测定。

2.课程平台：

-学校提供的教学管理系统，用于上传和下载教学资料。

-在线学习平台，如Moodle或Blackboard，用于发布课程通知和补充学习资源。

3.信息化资源：

-万有引力定律的动画和视频解释，用于直观展示引力作用原理。

-卡文迪许扭秤实验的详细步骤和结果，用于辅助学生理解实验过程。

-航天任务模拟软件，用于学生体验航天器轨道计算的实际操作。

4.教学手段：

-小组讨论：通过小组合作讨论，促进学生之间的交流和合作。

-问题引导：通过提问引导学生思考，激发学生的探究欲望。

-实验演示：通过实验演示，让学生直观地观察和体验物理现象。

-案例分析：通过分析实际案例，让学生将理论知识应用于解决实际问题。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《万有引力与航天》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们是否曾经仰望星空，对卫星或航天器如何保持轨道感兴趣？”这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索万有引力在航天领域的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解万有引力定律的基本概念。万有引力定律是牛顿发现的，它描述了两个物体之间的引力如何随着它们的质量和距离变化。这个定律是航天领域设计和计算的基础。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了万有引力定律在卫星轨道计算中的应用，以及它如何帮助我们理解航天器的行为。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调万有引力定律的数学表达和卫星轨道的稳定性这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与万有引力定律相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示两个物体之间引力的基本原理。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“万有引力定律在航天领域的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了万有引力定律的基本概念、重要性和在航天领域的应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对万有引力定律的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。教学资源拓展1.拓展资源：

（1）科普读物：《黑洞与时间弯曲》、《宇宙简史》等，帮助学生了解万有引力理论在宇宙学中的应用。

（2）科普视频：如BBC纪录片《宇宙的奇迹》、《宇宙之旅》等，直观展示万有引力在宇宙中的重要作用。

（3）学术论文：介绍万有引力定律在现代科学研究中的应用，如行星探测、黑洞研究等。

（4）在线课程：推荐Coursera、edX等平台上的相关课程，如《宇宙学导论》、《引力波与宇宙奥秘》等。

（5）实验室资源：推荐学校实验室开放日，让学生亲身体验万有引力定律的实验验证。

2.拓展建议：

（1）组织学生参观天文馆或科普展览，增强他们对宇宙和万有引力的直观认识。

（2）鼓励学生参加物理竞赛或科学俱乐部，深入研究万有引力定律及相关知识。

（3）引导学生进行家庭小实验，如制作简易引力模拟装置，增强对万有引力现象的理解。

（4）推荐学生阅读相关科普文章，如《自然》、《科学》等期刊发表的关于万有引力研究的相关文章。

（5）鼓励学生利用网络资源，如NASA官网、ESA官网等，了解最新的航天技术和万有引力研究进展。反思改进措施（一）教学特色创新

1.互动式教学：我在课堂上采用了互动式教学方式，通过提问和讨论，激发学生的思考和兴趣，提高他们的参与度。

2.实验演示：我利用实验室资源，进行了简单的实验演示，让学生直观地观察和体验万有引力的作用，增强他们的实证意识。

3.小组讨论：我组织学生进行小组讨论，让他们围绕实际问题展开思考和交流，培养他们的团队合作能力和解决问题的能力。

（二）存在主要问题

1.教学管理：在课堂管理方面，我有时会遇到学生注意力不集中的问题，需要进一步提高课堂管理的效率，确保学生都能积极参与课堂活动。

2.教学方法：在教学方法上，我需要更多地引导学生主动探索和思考，而不仅仅是单向传授知识，提高他们的学习积极性和效果。

3.教学评价：在教学评价方面，我需要更多地关注学生的过程表现，而不仅仅是最终的成绩，培养他们的综合能力和创新精神。

（三）改进措施

1.提高课堂管理效率：我将进一步学习和实践有效的课堂管理技巧，确保学生都能积极参与课堂活动，提高课堂效果。

2.引导学生主动探索：我将更多地采用问题引导和案例分析等方法，激发学生的思考和探索欲望，培养他们的主动学习能力和创新思维。

3.关注过程评价：我将重视学生的过程表现，通过观察和评价学生在课堂讨论、实验操作等环节的表现，全面评估他们的学习成果和能力发展。板书设计①板书设计应条理清楚、重点突出：

-展示万有引力定律的基本公式和关键要素。

-突出牛顿和卡文迪许的研究成果及其对万有引力定律的贡献。

-强调万有引力定律在航天领域的应用和重要意义。

②板书设计应简洁明了：

-使用简洁的语言和符号来表达核心概念和公式。

-避免冗长的文字描述，保持板书的清晰度和易读性。

-使用图表和图形来辅助说明万有引力定律的实际应用和案例分析。

③板书设计应具有艺术性和趣味性：

-利用颜色和图形的搭配，增加板书的视觉吸引力。

-加入一些幽默的插图或有趣的例子，以激发学生的兴趣和好奇心。

-设计一些互动环节，如提问和解答，鼓励学生积极参与课堂讨论和思考。课堂小结，当堂检测（一）课堂小结

本节课我们学习了万有引力与航天，主要内容包括：

1.万有引力定律：讲解了万有引力定律的发现、基本公式及其推导过程，使学生了解物体之间相互吸引的规律。

2.万有引力理论的成就：介绍了牛顿和卡文迪许的研究成果，以及万有引力定律在航天领域的应用，如卫星轨道的计算和航天器的控制等。

3.万有引力与航天事业的关系：分析了万有引力理论对航天事业的重要性，以及航天事业的发展如何推动万有引力理论的完善。

（二）当堂检测

1.选择题：

（1）下列哪个物体的质量与地球相同？

A.太阳B.月球C.火星D.木星

（2）在万有引力定律中，以下哪个物理量与引力大小成正比？

A.质量B.距离的平方C.角度D.速度

2.填空题：

（1）万有引力定律是