广东省揭阳市高中物理第六章万有引力与航天6.3万有引力定律教案新人教版必修2

广东省揭阳市高中物理第六章万有引力与航天6.3万有引力定律教案新人教版必修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教学内容分析本节课的主要教学内容是万有引力定律。教学内容与学生已有知识的联系：学生在之前的学习中已经掌握了速度、加速度、力等基本物理概念，本节课将引导学生将这些已有知识与万有引力定律相结合，进一步理解物体间的引力作用。

本节课的教学内容主要包括：

1.万有引力定律的表述：任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，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。

2.万有引力常量的概念及其数值。

3.万有引力定律的应用：求解两个物体间的引力大小。

4.航天领域的应用：地球对卫星的引力，卫星轨道的计算等。

本节课的教学内容与课本《广东省揭阳市高中物理第六章万有引力与航天6.3万有引力定律》相符，符合教学实际，实用性较强。通过本节课的学习，学生将更深入地理解物体间的引力作用，为后续的航天等领域的学习打下基础。核心素养目标分析本节课的核心素养目标主要包括：

1.科学思维：通过学习万有引力定律，培养学生的逻辑思维能力、科学推理能力和问题解决能力。学生能够运用所学知识对实际问题进行分析和解释。

2.科学探究：学生能够通过实验观察和数据分析，验证万有引力定律，培养学生的观察能力、实验能力和数据处理能力。

3.科学态度与价值观：通过学习万有引力定律，培养学生对科学的热爱和好奇心，培养学生的科学精神和探索精神。

4.科学交流：学生能够运用所学知识进行有效的交流和表达，能够与他人合作探讨问题，培养学生的沟通能力和团队合作能力。

本节课的核心素养目标符合新教程的要求，注重培养学生的科学思维、科学探究能力以及科学态度与价值观，使学生在学习过程中能够全面发展。教学难点与重点1.教学重点：

-万有引力定律的表述：理解并掌握任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，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。

-万有引力常量的概念及其数值：记住万有引力常量的数值，理解其在万有引力定律中的应用。

-万有引力定律的应用：能够运用万有引力定律求解两个物体间的引力大小。

-航天领域的应用：理解地球对卫星的引力，卫星轨道的计算等。

2.教学难点：

-引力方向的确定：学生可能对引力方向的理解不够清晰，需要通过实例和图示来帮助学生理解引力的方向是在两个物体的连线上。

-引力大小的计算：学生可能对引力大小的计算公式不够熟悉，需要通过例题和练习来帮助学生掌握计算方法。

-卫星轨道的计算：学生可能对卫星轨道的计算较为复杂，需要通过实际案例和步骤讲解来帮助学生理解卫星轨道的计算方法。

四、教学方法与手段

1.教学方法：

-讲授法：通过讲解万有引力定律的表述、引力方向的确定、引力大小的计算等知识点，帮助学生理解和掌握相关概念。

-演示法：通过实验观察和数据分析，让学生验证万有引力定律，提高学生的实验能力和科学思维。

-案例分析法：通过航天领域的实际案例，让学生理解万有引力定律在实际应用中的重要性。

2.教学手段：

-多媒体课件：利用多媒体课件，通过图像、动画等形式展示万有引力定律的相关概念和实例，增强学生的直观感受。

-实验器材：利用实验器材进行实验观察和数据分析，让学生亲身体验和验证万有引力定律。

-在线学习平台：利用在线学习平台，提供相关学习资源和练习题，帮助学生巩固所学知识，提高学生的自主学习能力。

五、教学过程设计

1.导入：

-通过提问方式引导学生回顾之前学过的物理知识，为新课的学习做好铺垫。

2.讲解：

-详细讲解万有引力定律的表述、引力方向的确定、引力大小的计算等知识点，结合实例进行讲解，让学生理解和掌握相关概念。

3.实验与练习：

-安排实验活动，让学生观察和记录实验结果，验证万有引力定律。

-提供练习题，让学生运用所学知识解决问题，巩固所学内容。

4.案例分析：

-通过航天领域的实际案例，让学生理解万有引力定律在实际应用中的重要性。

5.总结与反思：

-对本节课所学内容进行总结，强调重点和难点，提醒学生注意相关知识点的应用。

-鼓励学生提出问题，进行课堂讨论，提高学生的思考和表达能力。

六、课后作业与评价

1.作业布置：

-提供相关的作业题目，让学生巩固所学知识，提高学生的应用能力。

2.作业评价：

-对学生的作业进行及时批改和评价，给予反馈，帮助学生巩固知识，提高学生的学习效果。

3.课堂表现评价：

-观察学生在课堂上的参与程度、思考和表达能力，给予积极的评价和鼓励，激发学生的学习兴趣和自信心。

4.学习效果评价：

-通过课后作业、课堂表现等方式评估学生的学习效果，了解学生对万有引力定律的理解和掌握程度，为后续教学提供参考。教学方法与策略1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法：

-结合本节课的核心素养目标，采用讲授法、讨论法、案例研究和项目导向学习等教学方法。

-讲授法用于讲解万有引力定律的表述、引力方向的确定、引力大小的计算等知识点。

-讨论法用于引导学生探讨航天领域的实际案例，提高学生的思考和表达能力。

-案例研究法用于分析地球对卫星的引力、卫星轨道的计算等，让学生理解万有引力定律在实际应用中的重要性。

-项目导向学习法用于让学生通过实际操作和探究，验证万有引力定律，提高学生的实践能力。

2.设计具体的教学活动：

-角色扮演：学生分组扮演物体，通过实际操作和互动，体验物体间的引力作用，增强学生对万有引力定律的理解。

-实验：安排实验活动，让学生观察和记录实验结果，验证万有引力定律，提高学生的实验能力和科学思维。

-游戏：设计相关游戏，让学生在游戏中运用万有引力定律解决问题，增加学生的学习兴趣和参与度。

3.确定教学媒体使用：

-多媒体课件：利用多媒体课件，通过图像、动画等形式展示万有引力定律的相关概念和实例，增强学生的直观感受。

-实验器材：利用实验器材进行实验观察和数据分析，让学生亲身体验和验证万有引力定律。

-在线学习平台：利用在线学习平台，提供相关学习资源和练习题，帮助学生巩固所学知识，提高学生的自主学习能力。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的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道万有引力是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于万有引力的图片或视频片段，让学生初步感受万有引力的魅力或特点。

简短介绍万有引力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的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解万有引力的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍万有引力的组成部分或功能，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在实际应用或作用。

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的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的万有引力案例进行分析。

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解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论万有引力的未来发展或改进方向，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，包括万有引力的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调万有引力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。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于万有引力的短文或报告，以巩固学习效果。知识点梳理1.万有引力定律的基本概念：

-万有引力定律是牛顿在1687年提出的，它指出任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，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。

-引力常量是万有引力定律中的一个重要参数，它的数值约为6.674×10^-11N·m^2/kg^2。

2.万有引力定律的应用：

-求解两个物体间的引力大小：根据万有引力定律，可以求解两个物体间的引力大小，公式为F=G*(m1*m2)/r^2，其中F为引力大小，G为引力常量，m1和m2为两个物体的质量，r为它们之间的距离。

-航天领域的应用：万有引力定律在航天领域中有重要应用，如地球对卫星的引力计算、卫星轨道的计算等。

3.引力方向的确定：

-引力方向是指两个物体之间的引力作用方向，它沿着两个物体的连线上。

-可以通过实验观察和数据分析来验证引力方向的准确性。

4.引力大小的计算：

-引力大小的计算公式为F=G*(m1*m2)/r^2，其中F为引力大小，G为引力常量，m1和m2为两个物体的质量，r为它们之间的距离。

-在计算引力大小时，需要准确测量物体的质量和距离，并正确使用引力常量的数值。

5.地球对卫星的引力：

-地球对卫星的引力是指地球对卫星的吸引力，它决定了卫星的轨道运动。

-可以通过万有引力定律来计算地球对卫星的引力大小，并进一步计算卫星的轨道参数。

6.卫星轨道的计算：

-卫星轨道的计算涉及到万有引力定律的应用，需要考虑地球的质量和卫星的质量，以及它们之间的距离。

-通过计算地球对卫星的引力大小，可以确定卫星的轨道形状和周期等参数。

7.万有引力与航天：

-万有引力在航天领域中有重要应用，它是卫星轨道计算和航天器控制的基础。

-航天器的设计和控制需要精确计算万有引力对航天器的影响，以确保航天器的稳定运行。反思改进措施（一）教学特色创新

1.引入实际案例，增强学生的学习兴趣和理解能力。

2.采用小组讨论和角色扮演等教学活动，提高学生的参与度和合作能力。

（二）存在主要问题

1.学生在理解万有引力定律的应用时存在困难，需要更多的实例和练习来加深理解。

2.学生在进行小组讨论时，有时候会出现讨论不充分或者不深入的情况，需要教师进行引导和指导。

3.学生对于实验器材的操作不够熟练，需要更多的实验操作练习和指导。

（三）改进措施

1.在讲解万有引力定律的应用时，提供更多的实例和练习，帮助学生加深理解。

2.在小组讨论中，教师需要更加关注学生的讨论情况，及时进行指导和引导，确保讨论的深入和充分。

3.在实验教学中，增加实验操作的练习和指导，帮助学生熟练掌握实验器材的操作。

4.针对学生对万有引力定律的应用存在困难的问题，可以增加一些实际的案例分析，让学生通过分析具体案例来加深对万有引力定律的理解。

5.在小组讨论中，可以设置一些讨论问题，引导学生深入思考和讨论，确保讨论的深入和充分。

6.在实验教学中，可以增加一些实验操作的练习和指导，帮助学生熟练掌握实验器材的操作，提高学生的实验技能。

7.在教学过程中，可以鼓励学生提出问题，并进行解答，帮助学生解决在学习中遇到的问题，提高学生的学习效果。

8.在教学评价中，可以增加一些学生的自我评价和相互评价，让学生更好地了解自己的学习情况和需要改进的地方，提高学生的自我学习能力。

9.在教学管理中，可以加强课堂纪律的管理，确保教学过程的顺利进行，提高学生的学习效果。

10.在教学组织中，可以灵活调整教学内容和教学进度，确保教学内容能够适应学生的学习需求，提高学生的学习效果。教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生的参与度和积极性：观察学生在课堂上的发言和参与讨论的情况，了解他们对万有引力定律的兴趣和理解程度。

-学生的思维能力和问题解决能力：通过提问和讨论，评估学生运用万有引力定律分析和解决问题的能力。

-学生的合作能力：通过小组讨论，观察学生之间的合作和交流情况，了解他们的团队合作能力。

2.小组讨论成果展示：

-小组讨论的深度和广度：评估学生在小组讨论中的参与度和对主题的深入理解程度。

-小组成员之间的互动和合作：观察学生在讨论中的交流和合作情况，了解他们的团队协作能力。

-小组讨论的成果质量：评估学生讨论的成果，包括对主题的分析和提出的解决方案的合理性。

3.随堂测试：

-学生的理解和掌握程度：通过随堂测试，了解学生对万有引力定律的掌握程度和理解水平。

-学生的应用能力：评估学生在测试中的问题分析和解决能力，了解他们能否将所学知识应用于实际问题。

-学生的错误类型和原因：分析学生的错误，了解他们在理解和应用万有引力定律时存在的问题和困难。

4.作业完成情况：

-学生的作业质量和完成度：评估学生对万有引力定律的深入理解和应用能力。

-学生的自我学习和反思能力：通过作业，观察学生对所学知识的巩固和自我学习的能力。

-学生的创新和思考能力：评估学生在作业中的创新思维和对问题的深入思考能力。

5.教师评价与反馈：

-对学生的课堂表现进行评价，表扬学生的积极性和参与度，提出改进意见。

-对小组讨论成果进行评价，鼓励学生的深入思考和创新思维，提出改进建议。

-对随堂测试和作业完成情况进行评价，指出学生的优点和不足，提供进一步的学习建议。

-鼓励学生提出问题，进行解答，帮助学生解决在学习中遇到的问题，提高学生的学习效果。

-针对学生在理解和应用万有引力定律时存在的问题，提供具体的指导和帮助，帮助学生克服困难，提高他们的学习效果。

-鼓励学生进行自主学习和探索，提供相关的学习资源和资料，帮助学生进一步深入学习和理解万有引力定律。

-强调万有引力定律在现实生活中的应用和重要性，鼓励学生将所学知识应用于实际问题，提高他们的应用能力。

-通过课堂表现、小组讨论成果、随堂测试和作业完成情况，全面了解学生的学习情况和掌握程度，为后续教学提供参考和改进方向。课后作业1.请计算两个物体的万有引力大小，已知物体的质量分别为m1=5kg和m2=10kg，它们之间的距离为r=2m。

答案：万有引力F=G*(m1*m2)/r^2=6.674×10^-11N·m^2/kg^2*(5kg*10kg)/(2m)^2=6.674×10^-11N·m^2/kg^2*50kg/4m^2=3.337×10^-10N。

2.请计算地球对卫星的万有引力，已知地球的质量M=5.972×10^24kg，卫星的质量m=200kg，卫星与地球的距离r=36000km。

答案：万有引力F=G*(M*m)/r^2=6.674×10^-11N·m^2/kg^2*(5.972×10^24kg*200kg)/(36000km)^2=6.674×10^-11N·m^2/kg^2*1.1944×10^26kg/(36000km)^2=1.526×10^11N。

3.请计算卫星的轨道周期，已知卫星的质量m=200kg，地球的质量M=5.972×10^24kg，卫星与地球的距离r=36000km。

答案：轨道周期T=√(4π^2*r^3/(G*(M+m)))=√(4π^2*(36000km)^3/(6.674×10^-11N·m^2/kg^2*(5.972×10^24kg+200kg)))=√(4π^2*4.308×10^12km^3/(6.674×10^-11N·m^2/kg^2*5.972×10^24kg+6.674×10^-11N·m^2/kg^2*200kg))=√(4π^2*4.308×10^12km^3/(3.919×10^36N·m^2+1.3348×10^27N·m^2))=√(4π^2*4.308×10^12km^3/(5.2538×10^36N·m^2))=√(4π^2*4.308×10^12km^3/5.2538×10^36N·m^2)≈12.96h。

4.请计算卫星在轨道上的速度，已知卫星的质量m=200kg，地球的质量M=5.972×10^24kg，卫星与地球的距离r=36000km。

答案：轨道速度v=√(G*(M+m)/r)=√(6.674×10^-11N·m^2/kg^2*(5.972×10^24kg+200kg)/36000km)=√(6.674×10^-11N·m^2/kg^2*5.972×10^24kg/36000km)≈7.9km/s。

5.请计算两个物体之间的引力作用距离，已知物体的质量分别为m1=5kg和m2=10kg，它们之间的引力大小为F=10N。

答案：引力作用距