广东省揭阳市高中物理第六章万有引力与航天6.4万有引力定律得理论成就（1）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6.4万有引力定律得理论成就（1）教案新人教版必修2科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）广东省揭阳市高中物理第六章万有引力与航天6.4万有引力定律得理论成就（1）教案新人教版必修2教学内容分析1.本节课的主要教学内容为广东省揭阳市高中物理新人教版必修2教材第六章万有引力与航天6.4节“万有引力定律的理论成就（1）”。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课主要介绍万有引力定律的发现过程及其理论成就，要求学生掌握万有引力定律的基本内容，理解其物理意义。这与学生已学习的牛顿运动定律、圆周运动等知识有密切联系，有助于学生更好地理解万有引力定律在物理学中的地位和作用。核心素养目标分析本节课的核心素养目标旨在培养学生的物理观念、科学思维和创新意识。通过学习万有引力定律的理论成就，学生将能够运用物理知识解释天体运动现象，形成对自然界的整体认识；培养运用数学工具解决物理问题的能力，提升逻辑推理和数学建模的技能；同时，通过探讨科学家的探索过程，激发学生的科学探究兴趣，培养其独立思考和创新能力。教学难点与重点1.教学重点

①万有引力定律的表述及其公式：掌握万有引力定律的具体内容，理解引力公式中各量的物理意义及其单位。

②万有引力定律的应用：能够运用万有引力定律解释和计算天体运动中的引力问题，如行星运动、卫星轨道等。

2.教学难点

①万有引力定律的推导过程：理解万有引力定律的推导过程，包括卡文迪许实验的原理和结果，以及牛顿对万有引力定律的提出。

②引力加速度与重力加速度的关系：区分引力加速度和重力加速度的概念，理解它们在不同天体和位置上的变化规律，并能进行相应的计算。教学资源1.软硬件资源

-物理实验室设备（如弹簧秤、滑轮组等）

-多媒体投影仪

-电脑

2.课程平台

-学校教学管理系统

-物理学科在线教学资源库

3.信息化资源

-物理教学动画软件

-天体运动模拟软件

-物理学科相关教学视频

4.教学手段

-小组讨论

-实验操作

-课堂提问与解答

-作业练习与反馈教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料，包括万有引力定律的发现背景、公式推导的初步介绍，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕万有引力定律的推导过程，设计问题如“卡文迪许实验是如何测量引力常量的？”“万有引力定律公式中各量的物理意义是什么？”

-监控预习进度：通过平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保对万有引力定律的基本概念有初步理解。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生阅读预习资料，理解万有引力定律的基本概念和推导过程。

-思考预习问题：学生针对预习问题进行独立思考，记录理解和疑问。

-提交预习成果：学生将预习成果，如笔记、思维导图、问题等提交至平台。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考万有引力定律的基本概念。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过介绍牛顿发现万有引力定律的历史故事，激发学生学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解万有引力定律的公式推导过程，结合天体运动实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论，探讨万有引力定律在实际应用中的案例分析，如卫星发射轨道计算。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，通过案例学习万有引力定律的应用。

-提问与讨论：学生针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：详细讲解万有引力定律的公式推导和实际应用。

-实践活动法：通过案例分析，让学生在实践中掌握万有引力定律的应用。

-合作学习法：通过小组讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置与万有引力定律相关的计算题和思考题，巩固学生对定律的理解和应用能力。

-提供拓展资源：提供有关万有引力定律的拓展学习资料，如宇宙探索的纪录片、学术论文等。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：学生认真完成作业，通过计算和思考题巩固学习效果。

-拓展学习：学生利用拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：学生对学习过程和成果进行反思，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导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和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的万有引力定律知识点和计算技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野，理解万有引力定律在现代科技中的应用。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足，提出改进建议，促进自我提升。学生学习效果学生学习效果显著，具体体现在以下几个方面：

1.知识掌握方面：

-学生能够熟练背诵并解释万有引力定律的内容，理解引力公式中各量的物理意义，如引力常量G、质量m1和m2、距离r等。

-学生能够运用万有引力定律进行简单的计算，如计算两个质点之间的引力大小、天体质量等。

-学生能够描述万有引力定律的发现过程，了解牛顿对万有引力定律的贡献，以及卡文迪许实验在测量引力常量中的作用。

2.理解应用方面：

-学生能够将万有引力定律应用于解释天体运动现象，如行星围绕太阳的运动、卫星绕地球的运行等。

-学生能够通过万有引力定律分析实际问题，如卫星发射轨道的计算、航天器在轨道上的运动状态等。

-学生能够运用数学工具，如微积分，解决万有引力定律相关的复杂问题，如变质量系统的引力计算。

3.科学思维方面：

-学生能够通过实验和观察，如模拟天体运动的实验，培养科学探究的能力，形成科学思维。

-学生在解决万有引力定律相关问题时，能够运用逻辑推理和科学方法，分析问题、提出假设、设计实验和验证结论。

-学生能够批判性地思考万有引力定律的局限性，如它不适用于高速运动的物体或强引力场中的情况，从而引出广义相对论的概念。

4.创新意识方面：

-学生在学习和应用万有引力定律的过程中，能够提出新的问题和想法，尝试不同的解题方法和思路。

-学生能够结合现代科技，如航天技术，探讨万有引力定律在新技术中的应用和未来发展。

-学生在小组讨论和合作学习中，能够提出创新性的解决方案，展现团队合作和创新思维。

5.学习习惯与方法方面：

-学生能够通过自主学习，如预习和复习，提高学习效率和自主学习能力。

-学生能够通过反思和总结，发现自己在学习万有引力定律过程中的不足，及时调整学习策略和方法。

-学生能够利用信息技术手段，如在线资源和教学平台，获取更多学习资料，拓展知识视野。

6.情感态度与价值观方面：

-学生对物理学科的兴趣和热情得到提升，尤其是对天体物理和航天领域的兴趣。

-学生能够认识到科学研究的严谨性和持久性，理解科学家在探索自然规律过程中所体现的坚持不懈和勇于创新的精神。

-学生在掌握万有引力定律的同时，能够体会到科学知识对人类文明进步的重要贡献，形成正确的科学价值观。典型例题讲解例题1：

题目：一个质量为m的小球，从高度H处自由落下，不考虑空气阻力。求小球落地时的速度v和落地前1秒内的位移h。

解答：

根据自由落体运动的公式，落地时的速度v可以通过以下公式计算：

\[v=\sqrt{2gH}\]

其中，g为重力加速度，取值约为9.8m/s²。

落地前1秒内的位移h可以通过以下公式计算：

\[h=\frac{1}{2}gt^2\]

由于是落地前1秒，所以t=1秒，代入公式得：

\[h=\frac{1}{2}g(1)^2=\frac{1}{2}\times9.8\times1=4.9\text{m}\]

例题2：

题目：地球的质量是M，半径是R，一个质量为m的卫星在距地面高度h的轨道上运行。求卫星的运行速度v和周期T。

解答：

卫星的运行速度v可以通过以下公式计算：

\[v=\sqrt{\frac{GM}{R+h}}\]

其中，G为万有引力常数。

卫星的运行周期T可以通过以下公式计算：

\[T=2\pi\sqrt{\frac{(R+h)^3}{GM}}\]

例题3：

题目：两个质量分别为m1和m2的物体，相距r，求它们之间的引力F。

解答：

根据万有引力定律，两个物体之间的引力F可以通过以下公式计算：

\[F=\frac{Gm1m2}{r^2}\]

例题4：

题目：一个质量为m的卫星在地球表面附近绕地球做圆周运动，其轨道半径为R（地球半径），求卫星的向心加速度a。

解答：

卫星的向心加速度a可以通过以下公式计算：

\[a=\frac{v^2}{R}\]

由于卫星在地球表面附近绕地球运动，其速度v可以通过万有引力提供的向心力来计算：

\[\frac{GMm}{R^2}=\frac{mv^2}{R}\]

解得：

\[v=\sqrt{\frac{GM}{R}}\]

代入向心加速度公式得：

\[a=\frac{GM}{R^2}\]

例题5：

题目：一个质量为m的物体在地球表面上的重力是Fg，求该物体在地球半径2倍的高度的轨道上的重力Fg'。

解答：

在地球表面上的重力Fg可以通过以下公式计算：

\[Fg=\frac{GMm}{R^2}\]

在地球半径2倍的高度的轨道上的重力Fg'可以通过以下公式计算：

\[Fg'=\frac{GMm}{(2R)^2}=\frac{GMm}{4R^2}=\frac{1}{4}Fg\]

因此，物体在地球半径2倍的高度的轨道上的重力是其在地球表面上重力的四分之一。反思改进措施（一）教学特色创新

1.引入历史故事：在讲解万有引力定律时，我通过介绍牛顿发现万有引力定律的历史背景，激发学生的学习兴趣，让他们更加投入地学习物理知识。

2.结合实际应用：我尝试将万有引力定律与航天技术、卫星导航等现代科技应用相结合，让学生了解物理知识在现代科技中的重要性，提高他们的学习积极性。

3.创设互动环节：在课堂上，我设计了多个互动环节，如小组讨论、角色扮演等，让学生在互动中学习，培养他们的合作精神和沟通能力。

（二）存在主要问题

1.教学深度不足：在讲解万有引力定律的推导过程时，我发现部分学生对公式的理解不够深入，对推导过程的理解也不够清晰。

2.学生参与度不高：尽管我设计了多个互动环节，但部分学生在课堂上仍然表现出较低的参与度，影响了教学效果。

3.教学评价单一：目前的教学评价主要依赖考试成绩，忽视了学生在学习过程中的表现，不能全面反映学生的学习情况。

（三）改进措施

1.深化教学内容：针对教学深度不足的问题，我计划在课堂上详细讲解万有引力定律的推导过程，结合实际例子让学生更好地理解公式背后的物理意义。

2.提高学生参与度：为了提高学生的参与度，我将在课堂上增加更多的互动环节，如实验操作、问题解答等，让学生在实践中学习，提高他们的学习兴趣。

3.多元化教学评价：我将尝试采用多元化的教学评价方式，如课堂表现、作业完成情况、小组讨论等，全面评价学生的学习情况，以便更好地指导他们的学习。

4.加强课后辅导：针对部分学生的疑问，我将加强课后辅导，通过线上平台或面对面交流，及时解答他们的疑问，帮助他们掌握万有引力定律的知识。

5.拓展教学资源：为了让学生更好地理解万有引力定律的应用，我计划提供更多的教学资源，如相关学术论文、纪录片等，让学生在课后进行拓展学习，拓宽知识视野。板书设计1.万有引力定律的内容：

①万有引力定律的表述：两个质点之间的引力大小与它们的质量乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

②万有引力定律的公式：F=G*(m1*m2)/r²

③引力常量G：万有引力定律中的比例常数，其值约为6.674×10⁻¹¹N·m²/kg²。

2.万有