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（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3万有引力理论的成就（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：高中物理万有引力与宇宙航行

2.教学年级和班级：高中二年级一班

3.授课时间：2024年10月10日

4.教学时数：45分钟教学目标分析1.理解万有引力的概念，掌握万有引力定律的表达式，并能够运用万有引力定律分析实际问题。

2.掌握万有引力理论的成就，了解牛顿、卡文迪许等科学家对万有引力理论的贡献。

3.培养学生的科学思维能力，提高学生的科学探究能力，使学生能够运用科学的方法分析问题、解决问题。

4.培养学生对物理学科的兴趣和热情，激发学生的学习积极性，培养学生的创新精神。

5.通过对万有引力理论的学习，使学生认识到科学的发展是不断积累、不断完善的过程，培养学生的科学态度和科学精神。重点难点及解决办法1.重点：

-万有引力定律的表述及运用。

-万有引力理论的成就和科学家的贡献。

2.难点：

-理解万有引力定律中质量、距离和力之间的关系。

-掌握运用万有引力定律解决实际问题的方法。

3.解决办法：

-通过物理实验和日常生活实例，让学生直观感受万有引力的存在和作用。

-利用数学计算和图形演示，帮助学生理解万有引力定律中的数学关系。

-分步骤讲解和练习，引导学生逐步掌握运用万有引力定律解决实际问题的方法。

-组织小组讨论和同学之间的交流，促进学生对万有引力理论的理解和应用。

-提供充足的练习题和解答指导，帮助学生巩固所学知识和提高解题能力。教学方法与手段1.教学方法：

-讲授法：教师通过讲解万有引力定律的表述、数学关系和实际应用，引导学生理解并掌握知识点。

-讨论法：组织学生进行小组讨论，分享对万有引力理论的理解和观点，促进学生之间的交流和思考。

-实验法：安排物理实验，让学生亲身体验万有引力的作用，增强对万有引力概念的理解。

-案例分析法：通过分析具体的实际问题案例，引导学生运用万有引力定律进行问题解决。

-反思法：鼓励学生在学习过程中进行自我反思，总结学习经验和提高解题能力。

2.教学手段：

-多媒体设备：利用多媒体课件和教学视频，生动展示万有引力定律的原理和实际应用，提高学生的学习兴趣和理解能力。

-教学软件：运用物理模拟软件和在线学习平台，提供互动式学习和练习机会，帮助学生巩固知识点和提高解题技巧。

-实物模型和教具：使用万有引力模型和相关的物理教具，直观展示万有引力的作用和数学关系，增强学生的空间想象力。

-学习手册和练习题：提供学习手册和精选练习题，引导学生进行自主学习和复习，巩固所学知识。

-在线讨论区：建立在线讨论区，鼓励学生提出问题、分享学习心得，促进学生之间的互动和合作学习。教学流程1.导入新课（用时5分钟）

-开始上课时，教师可以通过提问方式引导学生回顾上一节课所学的知识，例如：“上节课我们学习了行星的运动规律，那么你们知道行星运动背后的原因是什么吗？”

-教师可以利用多媒体课件展示地球和其他行星围绕太阳运行的图像，引导学生思考这些运动背后的力量。

-教师可以简要介绍本节课将要学习的万有引力定律，激发学生对万有引力理论的好奇心和兴趣。

2.新课讲授（用时15分钟）

-教师首先讲解万有引力定律的表述，包括质量、距离和力之间的关系，并通过数学公式进行展示。

-教师通过讲解牛顿和卡文迪许等科学家对万有引力理论的贡献，帮助学生了解万有引力理论的发展过程。

-教师通过举例说明如何运用万有引力定律解决实际问题，如计算两个物体之间的引力大小，引导学生掌握运用理论知识解决实际问题的方法。

3.实践活动（用时10分钟）

-学生分组进行物理实验，测量不同质量物体之间的引力大小，并记录实验数据。

-学生利用数学计算和图形演示，分析实验数据，验证万有引力定律的正确性。

-学生通过讨论和交流，分享实验结果和发现，促进学生对万有引力理论的理解和应用。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

-学生分组讨论万有引力定律在日常生活中的应用，例如地球上的物体掉落、天体的运动等。

-学生举例说明万有引力定律在其他领域的应用，如航天工程、卫星导航等。

-学生通过讨论和交流，提出对万有引力理论的理解和观点，促进学生之间的互动和思考。

5.总结回顾（用时5分钟）

-教师引导学生回顾本节课所学的知识点，包括万有引力定律的表述和应用。

-教师强调万有引力定律在物理学和实际生活中的重要性，激发学生对物理学科的兴趣和热情。

-教师鼓励学生在课后进行自主学习和复习，巩固所学知识，并提醒学生注意相关的学习资源和辅导材料。

总用时：45分钟拓展与延伸-《宇宙的一生》：这本书详细介绍了宇宙的起源、发展和未来，包括万有引力在宇宙演化中的重要作用。

-《物理世界》：这是一本介绍物理学最新进展和应用的杂志，可以提供更多关于万有引力理论和宇宙航行的前沿知识。

-《牛顿的原理》：这本书详细阐述了牛顿的万有引力定律和运动定律，适合对物理学有深入兴趣的学生阅读。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-学生可以利用课后时间进一步深入学习万有引力定律的应用，例如在航天、卫星导航等领域的研究。

-学生可以查阅科学家的传记或相关历史资料，了解牛顿、卡文迪许等科学家对万有引力理论的贡献。

-学生可以尝试进行一些物理实验或观察日常生活中的物理现象，运用所学知识解释这些现象背后的原理。

3.拓展知识点：

-学生可以学习万有引力定律在不同情况下的应用，例如在非均匀引力场中的物体运动、黑洞的性质等。

-学生可以探索宇宙中的其他引力现象，如星系间的引力相互作用、引力波的探测等。

-学生可以了解万有引力理论在现代科学研究中的地位和作用，例如在宇宙学、粒子物理学等领域中的应用。

4.实用性强的拓展与延伸：

-学生可以尝试解决一些与万有引力相关的实际问题，如计算地球表面物体受到的重力大小、设计一个简单的卫星轨道模型等。

-学生可以参与科学竞赛或项目研究，将所学知识应用到实际问题中，提高自己的科学素养和解决问题的能力。

-学生可以加入科学俱乐部或参加科学讲座和研讨会，与其他对物理学科感兴趣的学生交流和学习，共同进步。课堂小结，当堂检测1.课堂小结：

-通过本节课的学习，我们掌握了万有引力定律的表述和数学关系，了解了万有引力理论的成就和科学家的贡献。

-我们学习了如何运用万有引力定律解决实际问题，并通过实践活动和小组讨论加深了对知识的理解和应用。

-通过本节课的学习，我们认识到科学的发展是不断积累、不断完善的过程，培养了对物理学科的兴趣和热情。

2.当堂检测：

-请用简洁的语言描述万有引力定律的表述和数学关系。

-请举例说明如何运用万有引力定律解决实际问题。

-请谈谈你对万有引力理论的成就和科学家贡献的理解。

-请提出一个与万有引力相关的问题，并简要说明你想要探究的答案。

3.检测题目：

-计算两个物体之间的引力大小，给定物体的质量和距离。

-解释为什么地球上的物体最终会落到地面上。

-简述牛顿和卡文迪许对万有引力理论的贡献。

-探究万有引力定律在现代科学技术中的应用。

4.检测题目解答：

-根据万有引力定律的数学关系，计算两个物体之间的引力大小。

-地球上的物体掉落是因为受到地球的引力作用，地球的质量较大，所以物体最终会落到地面上。

-牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过实验测量出了万有引力常数。

-万有引力定律在现代科学技术中应用广泛，例如在航天工程、卫星导航等领域。

5.总结：

-通过课堂小结和当堂检测，学生可以巩固所学知识，提高解题能力和应用能力。

-教师可以通过检测题目的解答情况了解学生的学习效果，及时进行教学调整和指导。

-课堂小结和当堂检测有助于提高学生的学习积极性和主动性，培养学生的科学思维能力。典型例题讲解八、典型例题讲解

1.例题一：一个质量为2kg的物体在地球表面受到的重力是多少？

解答：根据万有引力定律，物体受到的重力F=G*m1*m2/r^2，其中G为万有引力常数，m1和m2分别为两个物体的质量，r为两个物体之间的距离。在地球表面，r为地球半径，约为6400km。将已知数值代入公式，可得F=6.67*10^-11*2*5.97*10^24/(6400*10^3)^2=9.81N。因此，该物体在地球表面受到的重力为9.81N。

2.例题二：两个质量分别为m1和m2的物体，相距r，它们之间的万有引力大小是多少？

解答：根据万有引力定律，两个物体之间的万有引力F=G*m1*m2/r^2。将已知数值代入公式，可得F=6.67*10^-11*m1*m2/r^2。因此，两个物体之间的万有引力大小为6.67*10^-11*m1*m2/r^2。

3.例题三：一个质量为m的物体在距离地球表面r的地方，受到的万有引力是多少？

解答：根据万有引力定律，物体受到的万有引力F=G*m1*m2/r^2，其中m1为地球的质量，m2为物体的质量，r为物体到地球中心的距离。将已知数值代入公式，可得F=6.67*10^-11*5.97*10^24*m/r^2。因此，该物体在距离地球表面r的地方，受到的万有引力为6.67*10^-11*5.97*10^24*m/r^2。

4.例题四：卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为R，卫星质量为m，地球质量为M，求卫星的线速度v。

解答：根据牛顿运动定律，卫星做匀速圆周运动时，向心力等于万有引力，即G*M*m/R^2=m*v^2/R。解得v=sqrt(G*M/R)。因此，卫星的线速度v为sqrt(G*M/R)。

5.例题五：地球同步卫星的周期T为24小时，地球半径R为6400km，求同步卫星离地面的高度h。

解答：同步卫星的周期T与其轨道半径R'有关，T=2*pi*sqrt(R'^3/G*M)，其中M为地球质量。将已知数值代入公式，可得R'=((T^2*G*M)/(4*pi^2))^(1/3)。因此，同步卫星的轨道半径R'为((24^2*6.67*10^-11*5.97*10^24)/(4*pi^2))^(1/3)。同步卫星离地面的高度h为R'-R。将已知数值代入公式，可得h=((24^2*6.67*10^-11*5.97*10^24)/(4*pi^2))^(1/3)-6400*10^3。因此，同步卫星离地面的高度h为约36000km。内容逻辑关系①万有引力定律的表述：

-知识点：万有引力定律的表述为F=G*m1*m2/r^2，其中G为万有引力常数，m1和m2为两个物体的质量，r为两个物体之间的距离。

-关键词：万有引力定律、质量、距离、万有引力常数。

②万有引力理论的成就：

-知识点：牛顿和卡文迪许等科学家对万有引力理论的贡献，包括牛顿的万有引力定律和卡文迪许的实验测量。

-关键词：牛顿、卡文迪许、万有引力定律、实验测量。

③万有引力定律的应用：

-知识点：如何运用万有引力定律解决实际问题，例如计算物体之间的引力大小、解释物体掉落的原因等。

-关键词：应用、实际问题、引力大小、物体掉落。

板书设计：

1.万有引力定律的表述：

-F=G*m1*m2/r^2

2.万有引力理论的成就：

-牛顿的万有引力定律

-卡文迪许的实验测量

3.万有引力定律的应用：

-计算物体之间的引力大小

-解释物体掉落的原因

-卫星绕地球做匀速圆周运动

-地球同步卫星的周期和高度

板书设计应条理清楚、重点突出、简洁明了，以便于学生理解和记忆。通过板书，学生可以直观地了解万有引力定律的表述、理论成就和应用，帮助学生更好地掌握本节课的知识点。教学反思与总结今天，我上了关于万有引力定律的一节课。在教学过程中，我采用了讲授法、讨论法和实验法，希望通过多种教学方法激发学生的学习兴趣和主动性。在导入新课时，我通过提问方式引导学生回顾上一节课的内容，并利用多媒体课件展示地球和其他行星围绕太阳运行的图像，引发学生对万有引力理论的好奇心和兴趣。在新课讲授部分，我详细讲解了万有引力定律的表述和数学关系，并通过举例说明如何运用万有引力定律解决实际问题。在实践活动部分，学生分组进行物理实验，测量不同质量物体之间的引力大小，并记录实验数据。在学生小组讨论部分，学生分组讨论万有引力定律在日常生活中的应用，并提出对万有引力理论的理解和观点。在总结回顾部分，我引导学生回顾本节课所学的知识点，并强调万有引力定律在物理学和实际生活中的重要性。

在教学过程中，我发现学生对万有引力定律的理解和应用能力