2024-2025学年高中物理 第六章 万有引力与航天 2 太阳与行星间的引力（3）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2太阳与行星间的引力（3）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教材分析本节课为人教版物理必修2第六章“万有引力与航天”的第二节内容，主要讲解太阳与行星间的引力。本节内容是在学习了牛顿第三定律和向心力基础上，进一步探讨天体间的引力作用，为后续天体运动的学习打下基础。通过本节课的学习，学生应掌握万有引力定律的内容，了解万有引力常量的测定，并能运用万有引力公式分析实际问题。同时，结合课本中的例题和练习题，培养学生的解题能力和科学思维。核心素养目标本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，具体包括：

1.科学思维：通过学习万有引力定律，培养学生运用科学方法分析和解决问题的能力，学会从实际问题中抽象出物理模型。

2.科学探究：通过实验和案例分析，使学生掌握万有引力常量的测定方法，培养学生的实验操作能力和数据处理能力。

3.科学态度与科学精神：通过学习科学家对万有引力定律的探索历程，培养学生敢于质疑、勇于探索的科学态度和科学精神。

4.科学应用：学会运用万有引力公式分析太阳与行星间的引力问题，提高学生将物理知识应用于实际问题的能力。重点难点及解决办法重点：1.万有引力定律的表述及应用；2.万有引力常量的测定方法；3.运用万有引力公式分析太阳与行星间的引力问题。

难点：1.对万有引力定律的理解和应用；2.万有引力常量的测定原理；3.在实际问题中正确运用万有引力公式。

解决办法：1.通过讲解典型例题，让学生深入理解万有引力定律的内涵和外延，学会将定律应用于实际问题；2.借助实验和模拟演示，让学生直观地理解万有引力常量的测定过程，提高其科学探究能力；3.针对不同难度的题目，引导学生运用合适的解题方法，如数学建模、科学思维等，突破难点。

突破策略：1.设计具有层次性的练习题，让学生在解决问题的过程中逐渐掌握万有引力定律的应用；2.组织小组讨论和交流，让学生分享解题心得和方法，共同提高解题能力；3.对学生进行个别辅导，针对其薄弱环节进行有针对性的训练，帮助其克服困难。教学方法与策略1.采用讲授法，系统地讲解万有引力定律的内涵、外延及应用，确保学生掌握基本概念和公式。

2.运用案例研究和项目导向学习，让学生通过分析实际问题，运用万有引力定律解决问题，提高学生的实际应用能力。

3.设计实验和模拟演示，如行星运动模拟，让学生直观地理解万有引力常量的测定过程，提高学生的科学探究能力。

4.组织小组讨论和交流，让学生分享解题心得和方法，共同提高解题能力。

5.利用多媒体教学，如动画、视频等，形象地展示太阳与行星间的引力关系，增强学生的空间想象能力。

6.对学生进行个别辅导，针对其薄弱环节进行有针对性的训练，帮助其克服困难。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、视频讲解和相关文档，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：提出问题如“万有引力定律是如何描述天体间相互作用的？”引导学生自主思考。

-监控预习进度：通过在线平台收集学生的预习笔记和问题，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生在家独立阅读预习资料，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平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生的独立思考和自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台促进资源共享和进度监控。

作用与目的：

-帮助学生提前熟悉新课内容，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：通过播放宇宙探索的视频，引出太阳与行星间引力的课题，激发学生兴趣。

-讲解知识点：详细讲解万有引力定律的数学表达和适用条件。

-组织课堂活动：分组讨论万有引力在航天中的应用，如行星轨道计算。

-解答疑问：针对学生的疑问，进行实时解答和指导。

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：学生在小组中积极参与讨论，共同解决航天问题。

-提问与讨论：学生针对不理解的部分提出问题，并与同学讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：确保学生理解万有引力定律的理论基础。

-实践活动法：通过小组讨论，培养学生的实际应用能力。

-合作学习法：通过小组合作，提高学生的沟通和协作能力。

作用与目的：

-确保学生深入理解万有引力定律，并能够应用于实际问题。

-培养学生的实际操作能力和团队协作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：设计相关的计算题和思考题，巩固学生对万有引力定律的应用。

-提供拓展资源：推荐学生阅读关于天体物理的书籍和在线课程。

-反馈作业情况：批改作业，提供具体反馈，指导学生改进。

学生活动：

-完成作业：学生独立完成作业，巩固课堂上学到的知识。

-拓展学习：学生利用推荐资源进行深入学习，拓宽知识面。

-反思总结：学生对自己的学习过程进行反思，总结学习心得。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励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进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生对万有引力定律的理解和应用能力。

-激发学生的学习兴趣，培养自主学习和反思能力。知识点梳理1.万有引力定律的内容

-定义：万有引力定律是牛顿在1687年提出的，它描述了任何两个物体之间都存在着相互吸引的力，这个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是万有引力，G是万有引力常量，m1和m2是两个物体的质量，r是它们之间的距离。

2.万有引力常量的测定

-万有引力常量G是一个实验测定的常数，它的值约为6.674*10^-11N·m^2/kg^2。

-测定方法：卡文迪许实验是通过测量两个铅球之间的引力，从而计算出万有引力常量G的值。

3.太阳与行星间的引力

-太阳对行星的引力：太阳对行星的引力是使行星围绕太阳运行的力，这个力使得行星沿着椭圆形的轨道运动。

-行星对太阳的引力：行星对太阳的引力相对较小，因为行星的质量远小于太阳，但行星的引力仍然对太阳产生微小的吸引作用。

4.向心力与圆周运动

-向心力：向心力是使物体沿着圆周运动的力，它的方向指向圆心。

-向心力公式：F=m*v^2/r，其中m是物体的质量，v是物体的速度，r是圆周运动的半径。

5.牛顿第三定律

-牛顿第三定律：任何两个物体之间的相互作用力都是相等且反向的。

-示例：当一个人站在地面上时，人和地面之间的相互作用力，人对地面的压力和地面对人的支持力大小相等、方向相反。

6.行星轨道的计算

-开普勒定律：行星围绕太阳运动的轨道是椭圆形的，且行星在椭圆轨道上的面积速率是恒定的。

-轨道周期：行星绕太阳一周的周期T与轨道半长轴a的关系为T^2=k*a^3，其中k是一个常数。

7.地球的自转和公转

-地球自转：地球围绕自己的轴线旋转，自转周期为一天，地球自转产生的现象包括昼夜交替和地球的科里奥利力。

-地球公转：地球围绕太阳公转，公转周期为一年，地球公转产生的现象包括季节变化和太阳高度角的变化。教学反思今天上的这节课，让我思考了很多。我意识到，作为一名教师，我不仅要传授知识，更要引导学生去探索、去发现，让他们真正理解和掌握知识。

在课前自主探索环节，我发现学生们对万有引力定律的理解存在一些问题。他们能记住公式，但不知道如何应用，如何将理论转化为实际问题。这让我意识到，我们需要更多的实例，更多的实际操作，让学生们在实践中学习。

在课中的强化技能环节，我尽量用生动的例子和实际问题来解释万有引力定律，引导学生去思考、去解决问题。我发现，学生们在解决实际问题时，更能理解万有引力定律的本质，也更能激发他们的学习兴趣。

但在课后拓展应用环节，我发现学生们对作业的完成情况参差不齐。有些学生能够将所学知识应用到实际问题中，但也有些学生仍然停留在记忆公式层面。这让我思考，如何更好地引导学生去应用知识，如何提高他们的实际操作能力。板书设计①万有引力定律：F=G*(m1*m2)/r^2

②万有引力常量：G=6.674*10^-11N·m^2/kg^2

③行星轨道的计算：T^2=k*a^3

在板书设计上，我尽量将重点知识点以简洁明了的方式呈现，同时注重艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣。例如，在万有引力定律的板书中，我使用了不同的颜色来区分各个变量，使学生更容易理解和记忆。在万有引力常量的板书中，我使用了形象的图表来展示G的值，使学生更容易理解和记忆。在行星轨道的计算板书中，我使用了箭头来表示公式的方向，使学生更容易理解和记忆。作业布置与反馈作业布置：

1.计算题：请计算地球和月球之间的万有引力，假设地球的质量为M，月球的质量为m，地球和月球之间的距离为R。

2.思考题：请解释为什么行星沿着椭圆形的轨道运动，并给出相关的物理原理。

3.实验设计：请设计一个实验来测定万有引力常量G的值，并说明实验原理和实验步骤。

作业反馈：

1.对于计算题，我注意到有些学生没有正确使用万有引力定律的公式，导致计算结果不准确。我建议学生在计算时仔细阅读题目，理解题目要求，正确使用公式进行计算。

2.在思考题中，我发现一些学生没有很好地理解行星运动的物理原理。我建议学生在回答问题时，先回顾课本中的相关内容，然后用自己的语言清晰地解释行星为什么沿着椭圆形轨道运动。

3.对于实验设计，我发现一些学生设计的实验步骤不够详细，没有考虑到实验中的可能影响因素。我建议学生在设计实验时，要充分考虑实验的可行性和准确性，确保实验结果的可靠性。重点题型整理1.题目：已知地球的质量M和地球表面附近的物体质量m，求物体在地球表面附近的万有引力。

答案：物体在地球表面附近的万有引力F=G*(M*m)/R^2，其中G是万有引力常量，R是地球的半径。

2.题目：已知两个物体A和B的质量分别是m1和m2，它们之间的距离是r，求物体A对物体B的万有引力。

答案：物体A对物体B的万有引力F=G*(m1*m2)/r^2。

3.题目：已知万有引力常量G和两个物体之间的距离r，