广东省2024-2025年高中物理 学业水平测试冲A 第5章 万有引力定律 经典力学的成就与局限教案（含解析）

广东省2024-2025年高中物理学业水平测试冲A第5章万有引力定律经典力学的成就与局限教案（含解析）主备人备课成员教学内容《广东省2024-2025年高中物理学业水平测试冲A》第5章万有引力定律，经典力学的成就与局限。教学内容包括：

1.万有引力定律的发现及其数学表达式；

2.天体运动中的万有引力定律应用；

3.经典力学的成就及局限性；

4.牛顿三大运动定律与万有引力定律的关系；

5.宇宙观中万有引力定律的意义。核心素养目标1.培养学生运用物理学原理分析天体运动现象的能力，深化对万有引力定律的理解；

2.提高学生将数学工具应用于物理问题的解决，增强数学与物理学科间的联系；

3.培养学生的科学思维和批判性思维，使其能够评价经典力学的成就与局限；

4.强化学生对科学本质的认识，激发探索自然界规律的兴趣；

5.培养学生的宇宙观念和空间想象力，提高对宏观世界的认知。教学难点与重点1.教学重点

-万有引力定律的数学表达式及其物理意义，强调万有引力常量的发现与运用；

-天体运动中的万有引力定律应用，特别是行星椭圆轨道运动的特点；

-经典力学的成就，特别是牛顿三大运动定律与万有引力定律的综合应用；

-宇宙观中万有引力定律对天体系统稳定性的影响。

2.教学难点

-万有引力定律中向心力与引力之间的关系，学生需理解引力是向心力的来源；

-利用万有引力定律进行定量计算，如计算地球与月球之间的引力，需掌握相关数学运算；

-对经典力学局限性的理解，特别是相对论和量子力学对经典力学的修正；

-将万有引力定律与宏观宇宙现象相结合，如黑洞、星系演化等，要求学生具备一定的空间想象力和综合分析能力。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与策略1.选择教学方法：

-讲授法：系统讲解万有引力定律的基础知识，强调定律的发现过程和物理意义；

-案例研究：通过分析具体天体运动实例，如月球绕地球运动，加深学生对万有引力定律的理解；

-项目导向学习：分组讨论经典力学的成就与局限，培养学生团队合作和探究精神。

2.设计教学活动：

-实验活动：进行模拟天体运动的实验，如使用弹簧测力计测量万有引力常数；

-角色扮演：学生扮演科学家，阐述经典力学的发展历程，增强课堂互动性；

-小组讨论：针对宇宙观中的万有引力定律，让学生展开思考和讨论，提高批判性思维。

3.确定教学媒体使用：

-利用多媒体课件展示万有引力定律的发现过程、天体运动动画等，增强视觉效果；

-使用物理教学软件模拟天体运动，帮助学生形象理解抽象概念；

-结合网络资源，拓展学生对宇宙探索和前沿物理知识的了解。教学过程首先，让我们回顾一下上节课的内容，我们学习了牛顿的三大运动定律，这些定律为我们理解物体的运动提供了基础。今天，我们将进入第5章，探讨万有引力定律，这是经典力学的又一重要成就。

1.导入新课

（1）提问：“同学们，你们知道地球上的物体为什么会落回地面吗？月球为什么会绕地球转动？”

（2）引导学生思考引力现象，为新课的学习做好铺垫。

2.讲解万有引力定律

（1）介绍牛顿发现万有引力定律的背景和过程，强调科学家们对自然现象的观察和思考。

（2）板书万有引力定律的数学表达式：

\[F=G\frac{m_1m_2}{r^2}\]

解释其中各符号的含义，并强调万有引力常量G的重要性。

（3）通过示例计算，让学生了解如何运用万有引力定律求解实际问题。

3.探究天体运动中的应用

（1）分析地球与月球之间的引力，引导学生运用万有引力定律进行计算。

（2）讨论行星椭圆轨道运动的特点，阐述万有引力定律在天体运动中的应用。

（3）提问：“为什么天体的运动轨迹是椭圆形而不是圆形？”引导学生思考并回答。

4.经典力学的成就与局限

（1）介绍经典力学在科学史上的地位，强调其成就。

（2）讨论经典力学的局限性，如相对论和量子力学对其修正。

（3）提问：“同学们，你们认为经典力学在现代社会中还有价值吗？为什么？”

5.实践活动：模拟天体运动

（1）分组进行实验，使用弹簧测力计测量万有引力常数G。

（2）让学生观察实验现象，分析数据，总结规律。

（3）讨论实验中遇到的问题，引导学生思考如何改进实验方法。

6.小组讨论：宇宙观中的万有引力定律

（1）让学生分组讨论万有引力定律在宇宙观中的意义。

（2）每组派代表分享讨论成果，全班交流。

（3）教师点评，总结讨论要点。

7.总结与拓展

（1）回顾本节课所学内容，强调重点和难点。

（2）布置作业：运用万有引力定律解答实际问题，加深理解。

（3）拓展阅读：推荐学生阅读有关宇宙探索和前沿物理知识的书籍，激发兴趣。拓展与延伸为了加深同学们对万有引力定律及其在天体运动中应用的理解，以下是与本节课内容相关的拓展阅读材料和探究方向：

1.拓展阅读材料

-《从牛顿到爱因斯坦：物理学巨人的思想历程》

-《宇宙的奥秘：从地心说到大爆炸》

-《天体物理学》

2.探究方向

-研究牛顿发现万有引力定律的历史背景，了解科学家的探索过程；

-深入了解开普勒定律与万有引力定律之间的关系，探讨行星运动规律的发现；

-学习相对论和量子力学对经典力学的修正，理解经典力学的局限性和现代物理的发展；

-研究天体运动中的实际问题，如卫星轨道设计、宇宙飞船的引力助推等；

-探索宇宙中的极端现象，如黑洞、中子星等，了解万有引力定律在极端条件下的表现；

-考察人类对宇宙的探索历程，了解万有引力定律在航天领域的应用。

3.实践活动建议

-利用天文望远镜观察月球、行星等天体的运动，结合万有引力定律进行分析；

-设计小型实验，如利用弹簧测力计测量物体间的引力，进一步理解万有引力定律；

-组织小组讨论，针对宇宙观中的万有引力定律，探讨其在不同尺度上的应用。板书设计①重点知识点：

-万有引力定律

-数学表达式：\[F=G\frac{m_1m_2}{r^2}\]

-天体运动中的应用

-经典力学的成就与局限

②关键词：

-引力

-万有引力常量G

-椭圆轨道

-相对论

-量子力学

③艺术性与趣味性：

-使用不同颜色的粉笔突出重点，如引力公式用红色，天体名称用蓝色；

-在黑板的一角绘制简单的天体运动示意图，展示行星绕太阳的椭圆形轨道；

-设计有趣的“引力猜猜看”小活动，让学生预测不同天体间的引力大小，增加互动性；

-利用简笔画或漫画形式，呈现科学家牛顿发现万有引力定律的场景，增强趣味性。

板书设计旨在通过直观、有趣的视觉元素，帮助学生更好地理解和记忆万有引力定律的相关知识，同时激发他们的学习兴趣和主动性。课堂1.课堂评价

-在课堂教学中，通过以下方式了解学生的学习情况：

①提问：针对万有引力定律、天体运动等知识点，设计不同难度的问题，检查学生对知识点的掌握程度；

②观察：观察学生在课堂上的表现，如听讲、笔记、互动等，了解学生的学习态度和兴趣；

③测试：进行随堂测试，检测学生对万有引力定律及其应用的掌握情况，及时发现并解决问题。

-针对学生的回答和表现，给予积极的评价和鼓励，提高学生的自信心。

2.作业评价

-对学生的作业进行认真批改，关注以下几个方面：

①知识点掌握：检查