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（1）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（1）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课程基本信息1.课程名称：高中物理第七章万有引力与宇宙航行2万有引力定律（1）

2.教学年级和班级：高中二年级，理科班

3.授课时间：2024年10月15日，星期二，第1节

4.教学时数：45分钟

本节课将依据新人教版必修2教材，深入探讨万有引力定律的概念、公式及其应用，通过实例分析，使学生在理解万有引力定律的基础上，掌握天体运动的基本原理，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。核心素养目标1.科学思维：培养学生运用逻辑推理和数学工具分析万有引力定律的能力，理解物理概念的本质。

2.实践探究：通过实例分析，让学生掌握万有引力定律的应用，提高解决实际问题的能力。

3.科学态度：激发学生对宇宙探索的兴趣，培养严谨认真、勇于探索的科学态度。

4.团队协作：鼓励学生在小组讨论中积极发表见解，提高合作解决问题的能力。学情分析高中二年级理科班学生在知识层面，已具备了一定的物理基础知识，掌握了牛顿运动定律和圆周运动的相关概念。在能力方面，学生们具有较强的逻辑思维能力和数学运算能力，能够运用公式解决一些物理问题。但在综合素质方面，部分学生对物理现象的观察和实验操作的熟练程度有待提高。

在行为习惯上，大部分学生具有较好的学习态度，积极参与课堂讨论，但仍有部分学生缺乏主动探究精神，对课程学习存在一定的依赖心理。此外，学生在团队协作方面表现不一，部分学生能够在小组中发挥积极作用，而部分学生则相对沉默。

这些情况对课程学习有一定影响，需要在教学过程中针对不同学生进行差异化指导，激发学生的学习兴趣，培养其独立思考和团队协作能力，以提高对万有引力定律的理解和应用水平。教学方法与策略1.教学方法：结合讲授法、讨论法和案例研究法，引导学生深入理解万有引力定律的原理和应用。通过对比分析不同天体的运动，激发学生思考，促进知识内化。

2.教学活动：设计小组讨论、实验演示和互动游戏等活动，让学生在讨论中碰撞思维，实验中观察现象，游戏中体验物理原理，提高课堂参与度和学习兴趣。

3.教学媒体：利用多媒体课件、网络资源和物理实验室设备，辅助教学，形象展示万有引力定律的相关知识和实例，增强学生对抽象概念的理解。同时，鼓励学生运用信息技术查询资料，培养自主学习能力。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对万有引力定律的兴趣，激发其探索宇宙的欲望。

过程：

开场提问：“你们知道什么是万有引力吗？它与我们生活的地球和其他天体有什么关系？”

展示宇宙中天体相互作用的图片和视频片段，让学生初步感受万有引力的普遍存在和重要性。

简短介绍万有引力定律的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.万有引力基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解万有引力定律的基本概念、公式和原理。

过程：

讲解万有引力定律的定义，包括牛顿的发现历程和公式表达。

通过地球与月球、地球与苹果等实例，让学生更好地理解万有引力定律的实际应用。

3.万有引力案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解万有引力定律的特性和应用。

过程：

选择几个典型的案例，如航天器轨道设计、卫星发射等，进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解万有引力定律在航天等领域的应用。

引导学生思考这些案例对实际生活和学习的影响，以及如何应用万有引力定律解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论万有引力定律在其他领域的应用，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与万有引力定律相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对万有引力定律的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调万有引力定律的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括万有引力定律的基本概念、公式、案例分析和小组讨论等。

强调万有引力定律在现实生活和学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用万有引力定律。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于万有引力定律在实际应用中的短文或报告，以巩固学习效果。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《宇宙的奥秘：万有引力与天体运动》

-《从苹果落地到航天飞行：万有引力定律的科学探索》

-《牛顿传：万有引力定律的发现者》

-《航天技术中的物理原理：万有引力定律的应用》

2.课后自主学习和探究：

-研究万有引力定律在航天工程中的应用，如卫星轨道设计、火星探测等。

-探讨万有引力与地球上的潮汐现象之间的联系。

-分析万有引力定律对行星运动规律的影响，了解开普勒定律与牛顿定律之间的关系。

-调查历史上对万有引力定律的验证实验，如卡文迪许的扭秤实验。

-通过物理实验或计算机模拟，观察和分析两个天体之间的引力相互作用。

-阅读相关科学家传记，了解他们在发现和验证万有引力定律过程中的贡献和科学精神。

-结合现代物理学的发展，了解相对论对万有引力定律的修正和拓展。

鼓励学生在课后通过以上拓展阅读材料和自主学习探究，深入理解万有引力定律的内涵和外延，提高物理学科素养，培养科学探究和创新思维能力。板书设计①重点知识点：

-万有引力定律公式：F=G*(m1*m2)/r^2

-牛顿万有引力定律的四大要素：质量、距离、万有引力常数、力的方向

-万有引力与天体运动的关系：行星运动规律、卫星轨道、地球上的重力

②词、句：

-"万有引力，宇宙间的无形纽带"

-"从苹果落地到航天飞行，万有引力定律的奇妙旅程"

-"探索宇宙，理解自然，万有引力开启知识大门"

③艺术性与趣味性：

-使用不同颜色的粉笔，突出重点公式和关键词，如绿色标注公式，蓝色标注重要概念。

-在黑板上绘制简单的天体运行轨迹图，展示万有引力作用下的运动规律。

-创设“宇宙空间站”情境，将板书设计成太空舱风格，增加趣味性。

-结合物理与艺术，使用图案和符号辅助表达复杂概念，如使用心形符号表示万有引力是宇宙中的“吸引力”。教学反思与改进在上完这节关于万有引力定律的课程后，我进行了深入的反思。首先，我注意到在讲解万有引力定律的基本概念时，部分学生似乎对公式的理解不够深入。这可能是因为我没有足够的时间进行详细的解释和示范。为了改善这一点，我计划在未来的教学中，增加一些互动环节，如让学生自己推导公式，或者通过物理实验来直观展示万有引力的作用。

其次，我发现小组讨论的环节，有些小组的参与度不高，这可能是因为我对讨论主题的设定不够明确，或者学生的团队合作能力有待提高。针对这个问题，我打算在下次课中，提前为学生提供更具体的讨论指导，明确讨论的目的和预期成果，并鼓励每个小组成员都积极参与进来。

此外，我也注意到在课堂展示环节，学生的表达能力还有待加强。为了提高学生的口头表达能力，我计划在未来的教学中，增加一些口头报告的练习，如课前演讲、小组报告等，让学生有更多的机会练习和改进。

为了评估教学效果，我将在课后收集学生的反馈，了解他们对课程内容的掌握程度，以及他们对教学方法的意见。同时，我也会通过观察学生的课后作业完成情况，来判断他们对知识点的理解和应用能力。

改进措施如下：

1.在公式推导环节，增加学生的动手操作机会，让他们通过实际计算来加深对公式的理解。

2.在小组讨论前，提供更明确的讨论指南，并在讨论过程中巡回指导，确保每个小组都能积极参与。

3.定期组织口头报告活动，为学生提供表达自己观点的平台，同时给予他们反馈和指导，帮助他们提高表达能力。

4.结合学生的反馈和作业情况，及时调整教学策略，确保教学内容与学生的实际需求相匹配。典型例题讲解1.计算地球与月球之间的万有引力：

给定数据：地球质量M=5.97×10^24kg，月球质量m=7.35×10^22kg，地球与月球之间的距离r=3.84×10^8m，万有引力常数G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

问题：计算地球与月球之间的万有引力。

解答：F=G*(M*m)/r^2=6.67×10^-11*(5.97×10^24*7.35×10^22)/(3.84×10^8)^2≈1.98×10^20N。

2.计算地球表面的重力加速度：

给定数据：地球半径R=6.37×10^6m，地球质量M=5.97×10^24kg，万有引力常数G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

问题：计算地球表面的重力加速度。

解答：g=G*M/R^2=6.67×10^-11*5.97×10^24/(6.37×10^6)^2≈9.81m/s^2。

3.计算绕地球运行的卫星速度：

给定数据：地球质量M=5.97×10^24kg，卫星质量m=1000kg，卫星轨道半径r=6.67×10^6m，万有引力常数G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

问题：计算该卫星绕地球运行的速度。

解答：v=√(G*M/r)=√(6.67×10^-11*5.97×10^24/6.67×10^6)≈7.73×10^3m/s。

4.计算两个质点在距离为d时的万有引力：

给定数据：两个质点的质量分别为m1=1kg和m2=2kg，它们之间的距离为d=1m，万有引力常数G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

问题：计算这两个质点之间的万有引力。

解答：F=G*(m1*m2)/d^2=6.67×10^-11*(1*2)/1^2≈1.34×10^-11N。

5.计算天体的运动