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教案新人教版必修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：高中物理第六章万有引力与航天4万有引力理论的成就

2.教学年级和班级：高二年级一班

3.授课时间：2024年10月10日

4.教学时数：45分钟

二、教学目标

1.了解万有引力理论的成就，掌握万有引力定律及其应用。

2.通过探究万有引力定律的发现过程，培养学生的科学思维和探索精神。

3.能够运用万有引力定律解释实际问题，提高学生的实践能力。

三、教学内容

1.万有引力定律的发现过程：牛顿发现万有引力定律的过程，包括牛顿的苹果实验等。

2.万有引力定律的表述：理解万有引力定律的数学表达式，掌握质量、距离、引力之间的关系。

3.万有引力定律的应用：通过实例讲解万有引力定律在航天、地球科学等领域的应用。

四、教学方法

1.采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究万有引力定律的发现过程。

2.利用多媒体演示万有引力定律的应用实例，增强学生的直观感受。

3.开展小组讨论，让学生通过合作交流，共同解决问题。

五、教学资源

1.多媒体课件：包括万有引力定律的发现过程、应用实例等。

2.教学视频：关于万有引力定律的发现和应用的短视频。

3.练习题：针对本节课内容的练习题，以巩固所学知识。

六、教学评价

1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习状态。

2.练习题完成情况：检查学生练习题的完成质量，评估学生对知识的掌握程度。

3.小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的表现，包括观点阐述、合作交流等。核心素养目标分析1.科学思维：通过探究万有引力定律的发现过程，培养学生的科学思维能力，使其能够运用科学方法分析和解决问题。

2.科学探究：引导学生主动参与课堂探究活动，提升学生独立思考和合作探究的能力。

3.科学态度与价值观：通过了解万有引力定律在航天等领域的应用，激发学生对物理科学的兴趣和热情，培养学生的创新精神和责任感。

4.实践能力：通过实例讲解和小组讨论，提高学生运用万有引力定律解决实际问题的能力。重点难点及解决办法1.重点：

-万有引力定律的表述及其数学表达式。

-万有引力定律在航天等领域的应用。

2.难点：

-理解万有引力定律的发现过程，尤其是牛顿的苹果实验。

-掌握万有引力定律在复杂情境中的应用。

解决办法：

-通过多媒体演示和互动讨论，生动形象地展示牛顿的苹果实验，帮助学生理解万有引力定律的发现过程。

-提供实际案例和问题，引导学生运用万有引力定律进行分析和解决，从而突破复杂情境中的应用难点。

-分组讨论和小组合作，鼓励学生之间相互交流和分享，共同克服理解上的障碍。

-在课堂上及时提问和反馈，帮助学生及时发现和纠正自己的理解偏差。教学资源1.软硬件资源：

-教室内的投影仪和显示屏。

-计算机和投影仪连接，用于展示多媒体课件。

-实验室中的相关实验设备和模型。

2.课程平台：

-学校的学习管理系统（LMS），用于上传教案、课件和作业。

3.信息化资源：

-多媒体课件和教学视频。

-在线科学数据库和万有引力定律的相关文献。

4.教学手段：

-互动讨论和小组合作。

-实验演示和观察。

-问题驱动的学习和案例分析。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与航天知识的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道什么是万有引力吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于航天飞行和万有引力的图片或视频片段，让学生初步感受其魅力或特点。

简短介绍万有引力与航天知识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、组成部分和原理。

过程：

讲解万有引力定律的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍万有引力定律的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

通过实例或案例，让学生更好地理解万有引力定律的实际应用或作用。

3.万有引力定律案例分析（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重要性。

过程：

选择几个典型的航天案例进行分析。

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的多样性或复杂性。

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

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、组成部分、案例分析等。

强调万有引力定律在现实生活或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的短文或报告，以巩固学习效果。知识点梳理1.万有引力定律的定义及数学表达式：

-任意两个物体都相互吸引，这个力叫做万有引力。

-万有引力的大小与两个物体的质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。

-数学表达式：F=G*(m1*m2)/r^2，其中F为万有引力，G为万有引力常数，m1和m2分别为两个物体的质量，r为它们之间的距离。

2.万有引力常数G的值：

-G的值为6.67430×10^-11N·m^2/kg^2。

3.万有引力定律的应用：

-解释行星运动：开普勒定律、牛顿第一定律。

-计算天体质量：通过观测天体的轨道运动，利用万有引力定律计算天体的质量。

-航天器轨道计算：计算航天器在地球或其他天体周围的轨道运动，以及航天器的发射和返回。

4.牛顿的苹果实验：

-牛顿观察到一个苹果从树上落下，引发了他对万有引力的思考。

-实验说明了地球上的物体都受到地球的吸引力，这个力使得物体朝向地球的中心运动。

5.地球的质量计算：

-通过观测月球绕地球运动的周期和轨道半径，利用万有引力定律计算地球的质量。

6.航天器轨道的类型：

-圆形轨道：航天器在圆形轨道上运行时，速度和轨道半径保持恒定。

-椭圆形轨道：航天器在椭圆形轨道上运行时，速度和轨道半径会发生变化。

-抛物线轨道：航天器从地球发射后，经过一段时间后返回地球。

7.万有引力与航天技术的关系：

-万有引力定律是航天技术的基础，用于计算航天器的轨道、速度和燃料消耗。

-航天器的设计和控制需要精确了解和应用万有引力定律。

8.万有引力定律的局限性：

-万有引力定律适用于质点间的引力计算，对于大质量物体或复杂结构的引力计算需要进一步的研究和理论。

-万有引力定律无法解释暗物质和暗能量的引力作用。典型例题讲解1.例题一：计算两个质量分别为m1和m2的物体在距离r处的万有引力大小。

解答：根据万有引力定律的数学表达式，F=G*(m1*m2)/r^2，将m1、m2和r的值代入公式计算得到万有引力的大小。

2.例题二：已知地球的质量M和月球的质量m，计算地球对月球的万有引力大小。

解答：根据万有引力定律的数学表达式，F=G*(M*m)/r^2，其中r为地球和月球之间的距离。将M、m和r的值代入公式计算得到地球对月球的万有引力大小。

3.例题三：计算地球表面上一物体的重力。

解答：地球表面上的物体受到的万有引力等于其重力，即F=mg，其中m为物体的质量，g为重力加速度（约为9.8m/s^2）。将m和g的值代入公式计算得到物体的重力。

4.例题四：已知地球的质量M和地球表面上的物体质量m，计算物体在地球表面上的重力。

解答：物体在地球表面上的重力等于万有引力，即F=G*(M*m)/R^2，其中R为地球的半径。将M、m和R的值代入公式计算得到物体在地球表面上的重力。

5.例题五：计算航天器在距离地球表面r处的万有引力大小，已知航天器的质量m和地球的质量M。

解答：根据万有引力定律的数学表达式，F=G*(M*m)/r^2，将M、m和r的值代入公式计算得到航天器在距离地球表面r处的万有引力大小。板书设计

①重点知识点：万有引力定律的数学表达式F=G*(m1*m2)/r^2

②词：万有引力、引力常数、质点、距离、质量

③句：万有引力定律是描述任意两个物体之间相互吸引力的基本定律，引力的大小与两个物体的质量的乘积成正比，与它们之间