2024-2025学年高中物理 第三章 万有引力定律 2 万有引力定律教案1 教科版必修2VIP

2024-2025学年高中物理第三章万有引力定律2万有引力定律教案1教科版必修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具教材分析本节课为人教版高中物理必修2第三章“万有引力定律”的第二节“万有引力定律的应用”。学生通过前导课程已掌握了牛顿运动定律和开普勒行星运动定律，本节课将综合运用这些知识来推导万有引力定律，并通过实际例子让学生了解万有引力定律在现实世界中的应用。核心素养目标本节课旨在培养学生的科学探究能力和科学思维。通过探究万有引力定律的发现和应用，提升学生运用物理知识解决实际问题的能力。同时，通过学习万有引力定律，培养学生对自然界规律的认知，激发学生对科学的热爱和好奇心。教学难点与重点1.教学重点：

（1）万有引力定律的表述及公式：F=G(Mm/r^2)，其中F表示两个物体之间的引力，G为万有引力常数，M和m分别为两个物体的质量，r为它们之间的距离。

（2）万有引力定律的应用：理解并掌握万有引力定律在现实世界中的应用，如地球引力、天体运动等。

（3）万有引力定律的发现历程：了解牛顿发现万有引力定律的过程，以及其对物理学发展的意义。

2.教学难点：

（1）万有引力定律的推导：理解并掌握万有引力定律的推导过程，包括运用开普勒行星运动定律和牛顿运动定律。

（2）万有引力常数G的求解：理解万有引力常数G的求解方法，以及其数值的测定过程。

（3）万有引力定律在复杂情况下的应用：掌握万有引力定律在非均匀引力场、多物体系统中的应用方法。

（4）万有引力定律与现实世界的联系：理解万有引力定律在现实世界中的重要性，如地球引力对物体运动的影响、天体运动规律等。

举例说明：

对于教学重点中的万有引力定律的表述及公式，可以举例解释其在地球引力中的应用。例如，地球对地面上的物体施加的引力，就是根据万有引力定律计算得出的。

对于教学难点中的万有引力定律的推导，可以举例说明运用开普勒行星运动定律和牛顿运动定律推导万有引力定律的过程。例如，牛顿通过观察苹果落地的现象，启发他思考地球对苹果的引力与行星运动的规律之间的关系，最终推导出了万有引力定律。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《2024-2025学年高中物理第三章万有引力定律2万有引力定律教案1教科版必修2》的教材或学习资料，以便学生能够跟随教学进度进行学习和复习。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，如地球和月球之间的引力作用示意图、太阳和行星之间的引力作用示意图、万有引力常数G的测定实验视频等，以便在教学过程中进行直观展示和讲解。

3.实验器材：如果涉及实验，确保实验器材的完整性和安全性。例如，准备弹簧测力计、质量块、绳子等实验器材，以便学生能够亲自动手进行实验，加深对万有引力定律的理解和记忆。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如设置分组讨论区，配备桌椅和白板，以便学生能够在小组讨论中进行交流和合作；设置实验操作台，配备实验器材和实验指导书，以便学生能够进行实验操作和观察实验结果。

5.教学课件：制作教学课件，包括教学内容的讲解、例题的展示、实验的操作步骤等，以便在教学过程中进行辅助讲解和展示。

6.网络资源：确保教学过程中可以正常使用网络资源，如在线视频、学术文章等，以便在教学过程中提供更多的学习资料和信息。

7.学习任务单：设计学习任务单，包括学习目标、学习内容、学习任务等，以便学生能够明确学习目标和任务，进行自主学习和复习。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《万有引力定律》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们知道地球为什么能让物体落向地面吗？”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定律的奥秘。

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在1687年提出的，它描述了两个物体之间的引力与它们的质量和距离的关系。这个定律的重要性在于它能解释地球上物体的运动、天体的运动等自然现象。

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实际中的应用，以及它如何帮助我们解决问题。例如，通过万有引力定律，我们可以计算地球对物体施加的引力，从而了解物体的重量。

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表述及公式推导这个重点。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。这个操作将演示万有引力定律的基本原理。

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“万有引力定律在现实生活中的应用”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。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料，如关于万有引力定律的发现历史、科学家牛顿的生平事迹、其他行星上的万有引力现象等。这些材料可以帮助学生更深入地了解万有引力定律的背景和应用。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究。例如，学生可以在家中找一些物体进行实验，观察和记录它们之间的引力作用。他们还可以查阅一些科学杂志或互联网上的最新研究成果，了解万有引力定律在现代科学研究中的最新进展。

3.学生可以尝试解决一些与万有引力定律相关的实际问题，如计算两个物体之间的引力大小、设计一个简单的引力模拟实验等。通过这些实践活动，学生能够更好地理解和应用所学的知识。

4.鼓励学生参与科学讨论和交流。他们可以加入学校的科学俱乐部或参加科学讲座，与其他对物理感兴趣的学生和老师交流他们的想法和研究成果。这样的交流可以帮助学生拓宽视野，激发他们的创新思维。

5.学生可以尝试阅读一些关于物理学发展的历史书籍或观看相关的纪录片。通过了解物理学的发展过程，学生能够更好地理解万有引力定律的重要性和它在科学史上的地位。

6.鼓励学生进行科学写作和表达。他们可以撰写关于万有引力定律的科普文章或制作相关的科学演示文稿。通过写作和表达，学生能够更好地整理和巩固所学的知识，并提高他们的科学素养。教学评价与反馈1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的积极性以及他们的注意力集中情况。了解学生对万有引力定律的基本概念和公式的掌握情况。

2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的参与程度和他们的合作能力。检查学生是否能够运用所学的万有引力定律知识来分析和解决实际问题。

3.随堂测试：通过随堂测试来评估学生对万有引力定律的理解和应用能力。测试可以包括选择题、填空题和解答题，以检验学生对万有引力定律的掌握程度。

4.作业完成情况：检查学生完成作业的情况，包括作业的准确性、书写规范和提交时间。评估学生对万有引力定律知识点的理解和应用能力。

5.教师评价与反馈：针对学生的课堂表现、小组讨论成果、随堂测试和作业完成情况进行综合评价。提供积极的反馈和建议，帮助学生巩固优点和改进不足之处。同时，鼓励学生提出问题和不明白的地方，以便及时解答和指导。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的太空中，受到地球的万有引力为多大？

答案：万有引力F=G*M*m/(R^2+h^2)^(3/2)，其中M是地球的质量，R是地球的半径。将地球的平均密度代入，可以得到F=G*(5/12)*M*m/(R^2+h^2)^(3/2)。

例题2：

一个质量为M的物体和一个质量为m的物体在距离地球表面为h的太空中，它们之间的万有引力为多大？

答案：万有引力F=G*M*m/(R^2+h^2)^(3/2)，其中R是地球的半径。

例题3：

一个质量为M的物体和一个质量为m的物体在距离地球表面为h的太空中，它们的万有引力对质量为m的物体所做的功为多大？

答案：功W=-G*M*m*h/(R^2+h^2)^(3/2)，其中负号表示功的方向与万有引力方向相反。

例题4：

一个质量为M的物体和一个质量为m的物体在距离地球表面为h的太空中，它们的万有引力对质量为m的物体产生的势能为多大？

答案：势能U=