2024-2025学年新教材高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 2 万有引力定律（2）教案 新人教版必修2

2024-2025学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行2万有引力定律（2）教案新人教版必修2科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行2万有引力定律（2）教案新人教版必修2教材分析本节课为人教版物理必修2第七章“万有引力与宇宙航行”第二节“万有引力定律（2）”。本节内容是在第一节的基础上，进一步探究万有引力定律的应用和计算。主要包括两个方面：一是万有引力常量的确定；二是利用万有引力定律计算天体间的引力。

教学目标：

1.理解万有引力常量的意义和数值；

2.掌握万有引力定律的应用，能够运用万有引力定律计算天体间的引力；

3.培养学生的实际问题解决能力，激发学生对宇宙物理的兴趣。

教学重点：

1.万有引力常量的数值和意义；

2.万有引力定律的应用和计算。

教学难点：

1.万有引力常量的测定方法；

2.利用万有引力定律计算天体间的引力。

教学方法：

1.采用问题驱动的教学方法，引导学生通过探究解决问题；

2.利用多媒体演示和实验，增强学生对知识的理解和记忆；

3.结合实际例子，让学生感受物理知识在生活中的应用。

教学过程：

1.复习导入：回顾上一节内容，引导学生复习万有引力定律的基本概念；

2.探究万有引力常量：介绍万有引力常量的测定方法，让学生了解其数值和意义；

3.应用万有引力定律：讲解如何利用万有引力定律计算天体间的引力，并通过实际例子进行演示；

4.练习与讨论：布置一些相关的练习题，让学生进行计算和讨论，巩固所学知识；

5.总结与拓展：对本节内容进行总结，并提出一些拓展问题，激发学生的学习兴趣。

教学评价：

1.课后作业：布置一些有关万有引力定律的应用题，检验学生对知识的掌握程度；

2.课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度和表现，了解学生的学习状态；

3.小组讨论：评价学生在小组讨论中的表现，考察学生的合作能力和问题解决能力。核心素养目标本节课旨在培养学生的科学思维、科学探究和科学态度三个方面的核心素养。

1.科学思维：通过探究万有引力常量的测定方法，培养学生的逻辑思维和科学推理能力，使学生能够运用科学的方法分析问题和解决问题。

2.科学探究：通过实际例子演示和练习，培养学生的观察能力、实验能力和数据分析能力，使学生能够运用科学的方法进行探究和验证。

3.科学态度：通过学习万有引力定律在宇宙航行中的应用，培养学生的创新意识和对宇宙物理的兴趣，使学生能够积极思考和探索宇宙的奥秘，培养学生的科学态度和科学精神。重点难点及解决办法重点：

1.万有引力常量的数值和意义；

2.万有引力定律的应用和计算。

难点：

1.万有引力常量的测定方法；

2.利用万有引力定律计算天体间的引力。

解决办法：

1.对于万有引力常量的测定方法，可以通过多媒体演示和实验，让学生直观地了解其测定过程，加深对万有引力常量的理解和记忆。

2.对于利用万有引力定律计算天体间的引力，可以引导学生通过实际例子进行计算和讨论，锻炼学生的计算能力和问题解决能力。同时，可以组织小组合作学习，让学生在讨论中互相学习和启发，共同突破难点。教学资源1.软硬件资源：多媒体投影仪、计算机、实验器材（如弹簧测力计、质量砝码）、白板、黑板。

2.课程平台：学校教学管理系统、物理教学资源库。

3.信息化资源：万有引力定律相关的教学视频、动画、图片、学术论文、在线计算器。

4.教学手段：课堂讲解、实验演示、小组讨论、问题解决、练习题、课后作业、在线学习任务。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：提供万有引力定律的预习PPT、视频和相关的学术论文，要求学生预习相关内容。

-设计预习问题：提出问题如“万有引力定律是如何描述天体之间相互作用的？”、“万有引力常量是如何测定的？”

-监控预习进度：通过在线平台收集学生的预习笔记和问题，了解学生的预习情况。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生在家独立阅读PPT和视频，理解万有引力定律的基本概念。

-思考预习问题：学生针对问题进行思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将预习笔记和问题提交至在线平台，供教师查看。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：学生在家独立完成预习任务，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台共享预习资源，方便学生预习和教师监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解本节课的主要内容，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示一个有关万有引力定律在现实生活中的应用案例，如卫星轨道设计，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解万有引力定律的数学表达式和计算方法。

-组织课堂活动：分组进行实验，测量不同质量物体之间的引力，让学生在实践中掌握万有引力定律的应用。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：学生专注听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：学生分组进行实验，测量物体之间的引力，实践万有引力定律。

-提问与讨论：学生针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解万有引力定律的数学表达式和计算方法。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握万有引力定律的应用。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解万有引力定律的知识点，掌握相关的计算技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据本节课的内容，布置一些有关万有引力定律应用的计算题，巩固学习效果。

-提供拓展资源：推荐一些有关宇宙航行和万有引力的拓展阅读材料，供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：学生认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：学生利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的万有引力定律知识点和计算技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。学生学习效果1.理解万有引力定律的基本概念和数学表达式，能够运用万有引力定律进行简单的计算。

2.掌握万有引力常量的数值和意义，了解万有引力常量的测定方法。

3.能够运用万有引力定律计算天体间的引力，并理解引力计算在宇宙航行中的应用。

4.培养学生的科学思维、科学探究和科学态度三个方面的核心素养。

5.提高学生的实际问题解决能力，能够将所学的物理知识应用到实际生活中。

6.培养学生的团队合作意识和沟通能力，通过小组讨论和实践活动，提高学生的合作能力。

7.激发学生对宇宙物理的兴趣，培养学生的创新意识和对宇宙的探索精神。

具体表现在以下几个方面：

1.在课前自主探索环节，学生能够独立完成预习任务，对万有引力定律的基本概念和数学表达式有初步的理解。通过思考预习问题，学生能够提出自己的疑问，并能够在课堂上与老师和同学进行讨论。

2.在课中强化技能环节，学生能够通过听讲和参与课堂活动，深入理解万有引力定律的知识点，并能够熟练运用万有引力定律进行计算。在实验活动中，学生能够动手操作，实践万有引力定律的应用，并通过小组讨论，培养团队合作意识和沟通能力。

3.在课后拓展应用环节，学生能够独立完成课后作业，巩固课堂上学到的知识。通过拓展学习，学生能够拓宽知识视野，对宇宙航行和万有引力有更深入的了解。在反思总结中，学生能够发现自己的不足，并提出改进建议，促进自我提升。

总体来说，通过本节课的学习，学生不仅能够掌握万有引力定律的知识点，还能够培养科学思维、科学探究和科学态度的核心素养，提高实际问题解决能力，培养团队合作意识和沟通能力，激发对宇宙物理的兴趣。这些学习效果将有助于学生在后续的学习中更好地理解和应用物理知识，并为学生的全面发展奠定基础。教学反思与改进在完成了万有引力定律（2）的教学后，我认为有必要对教学效果进行反思，并识别需要改进的地方。以下是我对教学过程的反思及改进措施的制定。

首先，我注意到学生在理解万有引力定律的应用和计算方面存在一定的困难。许多学生在进行引力计算时容易出错，尤其是在处理复杂的计算问题时。我意识到，我在课堂上对计算方法的讲解可能不够清晰，导致学生无法正确掌握计算方法。因此，我计划在未来的教学中，通过更多的实例和练习题，帮助学生更好地理解和掌握引力计算的方法。

其次，我发现学生在参与课堂活动时积极性不高，特别是在小组讨论和实验活动中。这可能是因为学生对万有引力定律的应用和计算缺乏兴趣，或者是因为他们对课堂活动的组织方式不满意。为了提高学生的参与度，我计划在未来的教学中，通过更多的实际例子和与学生生活相关的问题，激发学生的学习兴趣。同时，我将尝试不同的组织方式，如角色扮演、小组竞赛等，以提高学生的参与度和学习动力。

此外，我还注意到学生在完成课后作业时，存在一些问题。许多学生在完成作业时缺乏独立思考的能力，常常依赖同学或老师的帮助。为了培养学生的独立思考能力，我计划在未来的教学中，通过更多的思考题和问题解决练习，鼓励学生独立思考和解决问题。同时，我将加强对学生的作业指导，帮助他们掌握解决问题的方法，而不是直接给出答案。

最后，我认为在教学中，我应该更加关注学生的个体差异，提供个性化的指导和支持。我注意到，有些学生在理解万有引力定律方面存在困难，而有些学生则能够轻松掌握。为了满足不同学生的需求，我计划在未来的教学中，通过更多的个性化指导和辅导，帮助每个学生达到他们的学习目标。典型例题讲解例题1：一个质量为m的物体在距离地球表面为h的地方，受到的重力为G。求地球的质量M。

解答：根据万有引力定律，物体受到的重力等于地球对物体的引力，即：

F=G*M*m/(R^2)

其中，G是万有引力常量，M是地球的质量，m是物体的质量，R是地球的半径。由于物体在地球表面受到的重力是mg，因此我们可以将上式改写为：

mg=G*M*m/R^2

从而得到地球的质量M为：

M=(g*R^2)/G

其中，g是地球表面的重力加速度，R是地球的半径。

例题2：一个质量为m的物体在地球表面受到的重力为F。求地球的质量M和半径R。

解答：同样根据万有引力定律，物体在地球表面受到的重力F等于地球对物体的引力，即：

F=G*M*m/R^2

由于F已知，我们可以将上式改写为：

M=F*R^2/G

由于地球表面的重力加速度g是已知的，我们可以将g表示为F/m，即：

g=F/m

将g代入M的表达式中，得到：

M=(F/m)*R^2/G

从而得到地球的质量M和半径R。

例题3：一个质量为M的地球绕着质量为m的太阳运行。求太阳对地球的引力。

解答：根据万有引力定律，地球绕太阳运行时受到的引力F等于太阳对地球的引力，即：

F=G*M*m/(R^2)

其中，R是地球到太阳的距离。由于地球的质量M是已知的，我们可以将上式改写为：

F=(G*M*m)/R^2

从而得到太阳对地球的引力。

例题4：一个质量为m的物体在距离地球表面为h的地方，受到的引力为F。求地球的质量M和半径R。

解答：根据万有引力定律，物体在距离地球表面为h的地方受到的引力F等于地球对物体的引力，即：

F=G*M*m/(R^2)

由于F已知，我们可以将上式改写为：

M=F*R^2/G

由于物体在地球表面受到的重力是mg，即：

mg=F

将mg代入M的表达式中，得到：

M=(mg*R^2)/G

从而得到地球的质量M和半径R。

例题5：一个质量为M的物体在距离地球表面为R的地方，受到的引力为F。求地球的质量M和半径R。

解答：根据万有引力定律，物体在距离地球表面为R的地方受到的引力F等于地球对物体的引力，即：

F=G*M*M/(R^2)

由于F已知，我们可以将上式改写为：

M=F*R^2/G

由于物体在地球表面受到的重力是mg，即：

mg=F

将mg代入M的表达式中，得到：

M=(mg*R^2)/G

从而得到地球的质量M和半径R。板书设计标题：万有引力定律（2）

1.万有引力定律的基本概念和数学表达式：

-F=G*M*m/R^2

-其中，F为引力，G为万有引力常量，M为天体质量，m为物体质量，R为天体半径

2.万有引力常量的数值和意义：

-6.67430x10^-11m^3kg^-1s^-2

-表示天体之间相互吸引的力与天体质量的乘积成正比，与天体间距离的平方成反比

3.万有引力定律的应用和计算：

-计算天体间的引力

-理解引力计算在宇宙航行中的应用

4.典型例题讲解：

-例题1：物体在地球表面受到的重力计算

-例题2：地球的质量M和半径R的计算

-例题3：太阳