2024-2025学年新教材高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 3 万有引力理论的成就（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3万有引力理论的成就（2）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：高中物理第七章万有引力与宇宙航行3万有引力理论的成就（2）

2.教学年级和班级：高中二年级

3.授课时间：2024年11月20日

4.教学时数：45分钟

本节课将深入探讨万有引力理论的发展历程，重点关注牛顿的万有引力定律及其在天体运动中的应用。通过分析实例，让学生理解万有引力理论在宇宙航行和天体研究中的重要成就，并与新人教版必修2教材紧密关联，确保教学内容符合教学实际。核心素养目标分析本节课的核心素养目标旨在培养学生以下能力：

1.物理观念：通过学习万有引力理论，使学生理解宇宙中物体相互作用的普遍规律，形成宏观与微观世界的联系观念。

2.科学思维：训练学生运用牛顿万有引力定律解决实际问题的能力，培养逻辑思维和批判性思维。

3.科学探究：鼓励学生通过实例分析，探索万有引力定律在宇宙航行和天体研究中的应用，提高实践操作和探究能力。

4.科学态度与责任：培养学生对物理学科的兴趣，激发他们探索宇宙奥秘的热情，增强社会责任感和使命感。学习者分析1.学生已经掌握了万有引力定律的基本概念，了解天体运动的基本规律，能够运用万有引力定律进行简单问题的分析。

2.学生对宇宙和航天话题具有浓厚兴趣，具备一定的逻辑思维和推理能力，学习风格多样，包括视觉型、听觉型和动手操作型。

3.学生可能在新知识的应用和综合分析方面遇到困难，如理解万有引力定律在复杂天体系统中的应用，以及解决实际问题时所涉及的数学计算和物理模型构建。此外，部分学生可能在探究过程中遇到抽象思维和空间想象能力的挑战。教学方法与手段1.教学方法：

-讲授法：通过生动的语言和实例，引导学生理解万有引力定律的深层含义和应用。

-讨论法：组织学生分组讨论，分享对万有引力理论成就的理解，促进知识内化。

-实验法：设计模拟实验，让学生亲身体验万有引力定律在简单模型中的应用，增强实践感知。

2.教学手段：

-多媒体设备：利用PPT和视频资料，展示宇宙航行和天体运动的图像和动画，增强视觉冲击力和理解力。

-教学软件：运用物理模拟软件，让学生通过互动操作，直观感受万有引力定律的作用。

-网络资源：提供相关在线学习资源和科普文章，鼓励学生自主拓展知识。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理论的兴趣，激发其探索宇宙欲望。

过程：

开场提问：“你们知道万有引力是什么吗？它与我们生活的地球和其他天体有什么关系？”

展示宇宙星空和一些天体运动的图片或视频片段，让学生初步感受宇宙的奥秘和万有引力的作用。

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、组成部分和原理。

过程：

讲解万有引力定律的定义，包括其公式和主要变量。

使用图表或示意图详细介绍万有引力定律的组成部分和作用原理。

通过实例，如地球与月球、地球与太阳的相互作用，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重要性。

过程：

选择几个典型的案例，如航天器发射、行星探测等，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天体研究中的应用。

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。

小组讨论：让学生分组讨论万有引力定律在未来航天和天体研究中的发展或改进方向，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、航天和天体研究中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用。

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。教学资源拓展1.拓展资源：

-推荐阅读：《宇宙简史》、《黑洞与时间弯曲》等科普书籍，这些书籍深入浅出地介绍了宇宙的奥秘和万有引力定律在实际中的应用。

-视频资料：观看关于宇宙探索和航天科技的纪录片，如《宇宙之旅》、《星际穿越》等，帮助学生更直观地理解万有引力定律在天体运动中的作用。

-实地考察：组织学生参观天文馆或航天博物馆，通过实地观察和互动体验，加深对万有引力定律的理解和认识。

2.拓展建议：

-鼓励学生在课后自主学习相关的物理知识，如天体物理学、相对论等，以拓宽知识面。

-建议学生关注国内外航天动态，了解最新的航天技术和宇宙探索成果，关注万有引力定律在其中的应用。

-鼓励学生参加学校或社区组织的科普活动，如科普讲座、天文观测等，增强实践操作能力。

-引导学生尝试撰写科普文章或制作科普视频，将所学的万有引力知识分享给更多的人。

-提供一些关于万有引力定律的习题和挑战性问题，让学生在课后进行深入研究和思考，提高解决问题的能力。课堂小结，当堂检测1.课堂小结：

本节课我们学习了万有引力定律的理论成就，深入探讨了其在宇宙航行和天体研究中的应用。通过实例分析，我们理解了万有引力定律的基本概念、组成部分和作用原理。以下为本节课的要点小结：

-万有引力定律的定义及其公式。

-天体运动中万有引力定律的应用。

-万有引力定律在航天和宇宙探索中的重要性。

-学生分组讨论，提出了关于万有引力定律未来发展及改进方向的想法。

2.当堂检测：

（1）选择题：

1.以下哪个选项正确描述了万有引力定律？

A.物体之间的引力与它们的质量成正比，与距离的平方成反比。

B.物体之间的引力与它们的质量成正比，与距离成正比。

C.物体之间的引力与它们的质量成反比，与距离的平方成正比。

D.物体之间的引力与它们的质量成反比，与距离成反比。

2.以下哪个选项是万有引力定律的公式？

A.F=G*m1*m2/r

B.F=G*m1*m2*r

C.F=G*(m1+m2)/r

D.F=G*(m1-m2)*r

（2）简答题：

1.请简述万有引力定律在天体运动中的应用。

2.请举例说明万有引力定律在航天领域的实际应用。

（3）案例分析：

请分析以下案例，阐述万有引力定律在其中所起到的作用：

案例一：地球与月球的相互作用。

案例二：航天器发射和返回地球的过程。教学反思在本次教学活动中，我以万有引力定律的理论成就为主题，尝试引导学生深入理解宇宙中的物体相互作用规律。回顾整个教学过程，我认为有以下几个方面值得反思：

1.教学方法的选择：我采用了讲授法、讨论法和实验法等多种教学方法，旨在激发学生的学习兴趣和主动性。在实际操作中，学生对实验环节表现出较高的兴趣，但在讨论环节，部分学生显得不够积极。针对这一问题，我将在今后的教学中适当调整讨论主题，让学生更有兴趣参与。

2.教学资源的拓展：为了拓宽学生的知识面，我推荐了一些科普书籍、视频资料等。从学生的反馈来看，这些资源对他们的学习起到了积极的促进作用。但在拓展建议方面，我发现部分学生对于实地考察等活动参与度不高。在今后的教学中，我将尝试组织更多有趣、富有挑战性的实地考察活动，以提高学生的参与度。

3.当堂检测的设计：我在课堂上设计了选择题、简答题和案例分析等形式的检测题目。通过这些题目，我发现学生对万有引力定律的基本概念和应用有了较好的掌握。但在案例分析方面，部分学生的分析能力仍有待提高。为此，我将在后续教学中加强学生分析能力的培养，提供更多实例进行分析讨论。

4.课堂氛围的营造：在整个教学过程中，我努力营造轻松、活跃的课堂氛围，鼓励学生提问和发表见解。总体来看，学生能够在课堂上积极参与，但仍有部分学生表现较为内向。为了更好地激发这些学生的积极性，我将尝试采用更多互动性强的教学手段，如小组合作、角色扮演等。

5.教学内容的深度与广度：本次教学活动主要围绕万有引力定律的理论成就展开，但部分学生对更深入的知识点表现出浓厚的兴趣。在今后的教学中，我将在确保完成教学大纲的基础上，适当拓展一些更具深度和广度的内容，以满足学生不同的学习需求。重点题型整理题目：计算地球与月球之间的万有引力。

解答：根据万有引力定律，计算公式为F=G*m1*m2/r^2，其中G为引力常数，m1、m2分别为地球和月球的质量，r为地球与月球之间的距离。代入数值计算即可得到万有引力的大小。

2.题型二：分析天体运动轨迹

题目：分析地球围绕太阳运动的轨迹。

解答：根据万有引力定律，地球围绕太阳运动的轨迹为椭圆。这是由于万有引力提供了向心力，使地球在太阳的引力作用下做椭圆运动。

3.题型三：计算航天器发射速度

题目：计算航天器从地球发射到月球所需的最小速度。

解答：根据万有引力定律，航天器需要克服地球的引力，达到第一宇宙速度，即7.9km/s。同时，为了进入月球轨道，航天器还需达到第二宇宙速度，即11.2km/s。

4.题型四：分析