第4章 万有引力定律及航天 素养检测2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步教学设计（鲁科版2019）

第4章万有引力定律及航天素养检测2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步教学设计（鲁科版2019）课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容是万有引力定律及航天。这部分内容涉及到万有引力定律的发现、表达式以及应用，同时也会引导学生了解航天知识，如卫星轨道、地球引力等。我们会通过实际的例子，让学生更好地理解这些抽象的概念。

教学内容与学生已有知识的联系主要在于力学基础知识。学生需要对牛顿三定律有一定的了解，能够理解力与运动的关系。在此基础上，我们引入万有引力定律，让学生能够将已有的知识应用到新的领域。同时，通过航天知识的介绍，让学生了解物理知识在实际中的应用，提高他们的学习兴趣和科学素养。二、核心素养目标本节课的核心素养目标在于提高学生的科学探究能力和科学思维能力。通过学习万有引力定律，学生能够运用科学方法，分析和解决实际问题。同时，通过航天知识的介绍，培养学生对科学的热爱和好奇心，提高他们的科学素养。在教学过程中，我会引导学生进行观察、思考、分析和讨论，培养他们的科学思维能力。此外，我还会在教学中注重培养学生的团队合作意识和沟通表达能力，通过小组讨论和报告等形式，让学生在合作中学习，提高他们的团队合作能力。三、重点难点及解决办法重点：1.万有引力定律的公式及其物理意义。2.万有引力定律在实际问题中的应用。3.航天知识的理解和掌握。

难点：1.万有引力定律公式的推导和理解。2.航天知识中卫星轨道的计算和理解。

解决办法：1.对于重点内容，通过讲解和示例让学生理解万有引力定律的公式及其物理意义，并通过实际问题引导学生应用。2.对于难点内容，通过图形和动画辅助解释卫星轨道的计算，引导学生通过小组讨论和探究来突破难点。3.针对航天知识，可以邀请相关领域的专家进行讲座，或者组织学生参观航天博物馆，以增强学生的实际感受和理解。四、教学方法与手段教学方法：

1.问题驱动法：通过提出与万有引力定律及航天相关的问题，激发学生的思考和探究欲望，引导学生主动学习。

2.案例分析法：通过分析具体的航天实例，让学生理解和应用万有引力定律，提高学生的实际问题解决能力。

3.小组合作法：组织学生进行小组讨论和合作，共同研究万有引力定律的公式推导和航天知识的应用，培养学生的团队合作和沟通能力。

教学手段：

1.多媒体演示：利用多媒体课件和动画，直观地展示万有引力定律的原理和航天场景，增强学生的直观感受和理解。

2.在线学习平台：利用教学软件和在线学习平台，提供丰富的学习资源和互动工具，方便学生自主学习和交流讨论。

3.实验模拟：通过实验模拟软件或者实际实验，让学生亲身体验万有引力的作用和航天技术的应用，提高学生的实践操作能力。五、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定律及航天的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道什么是万有引力定律吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于航天飞行的图片或视频片段，让学生初步感受航天科技的震撼力。

简短介绍万有引力定律的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.万有引力定律基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解万有引力定律的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解万有引力定律的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍万有引力定律的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.万有引力定律案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解万有引力定律的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的航天案例进行分析。

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定律在航天领域的应用。

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定律解决实际问题。

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定律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定律及航天的认识和理解。

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，强调万有引力定律及航天的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括万有引力定律的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调万有引力定律及航天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定律及航天科技。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于万有引力定律及航天应用的短文或报告，以巩固学习效果。六、学生学习效果1.理解万有引力定律的基本概念和表达式，掌握万有引力定律的物理意义及其在航天领域的应用。

2.能够运用万有引力定律分析实际问题，如计算两个物体之间的引力大小，解释地球对卫星的引力作用等。

3.了解航天基本知识，包括卫星轨道、地球引力等，并能够运用所学的万有引力定律知识解释航天现象。

4.培养学生的科学探究能力和科学思维能力，通过案例分析和小组讨论，提高学生分析问题和解决问题的能力。

5.激发学生对科学的热爱和好奇心，提高学生的科学素养和团队合作意识。

具体来说，学生能够在课后独立完成关于万有引力定律及航天应用的短文或报告，展示他们对所学知识的理解和应用能力。同时，学生在小组讨论中能够展现出良好的团队合作精神，能够有效地分析和解决实际问题。通过本节课的学习，学生不仅掌握了物理知识，还培养了科学思维和探究能力，提高了他们的学习兴趣和动力。七、重点题型整理1.填空题：

请填写下列句子中的空白处：（1）万有引力定律的数学表达式是_______。（2）卫星绕地球运行的向心力由地球对卫星的_______提供。

答案：（1）F=G(m1m2)/r^2（2）万有引力

2.判断题：

请判断下列陈述的正确性。（1）万有引力定律适用于任意两个物体之间的引力计算。（2）卫星轨道的形状只能是圆形。

答案：（1）正确（2）错误

3.计算题：

两个质量分别为m1和m2的物体，距离r为10^9m，万有引力常数G为6.67×10^-11N·m^2/kg^2，求它们之间的万有引力大小。

答案：F=G(m1m2)/r^2=6.67×10^-11×(m1m2)/(10^9)^2=6.67×10^-11×(m1m2)/10^18=6.67×10^-31(m1m2)N

4.应用题：

假设地球质量为M，半径为R，某卫星质量为m，轨道半径为r，求卫星绕地球运行的周期T。

答案：根据万有引力定律，地球对卫星的引力F=G(mM)/r^2，这个引力提供了卫星绕地球运行的向心力F=m(v^2)/r，所以有G(mM)/r^2=m(v^2)/r。解得v=sqrt(G(M/r))，所以T=2πr/v=2πr/sqrt(G(M/r))。

5.分析题：

分析万有引力定律在航天领域中的应用，举例说明。

答案：万有引力定律在航天领域中有广泛应用。例如，卫星发射时，需要计算和控制火箭发动机的推力，使其克服地球引力，将卫星送入预定轨道。在卫星运行过程中，需要根据万有引力定律计算卫星轨道的形状和周期，以及进行轨道修正。在行星探测任务中，科学家们利用万有引力定律计算探测器进入行星轨道的条件，以及进行探测器轨道的调整。八、教学反思今天的课堂氛围整体来说还是不错的，学生们对于万有引力定律及航天知识表现出浓厚的兴趣，这也让我感到非常欣慰。在教学过程中，我尝试采用了问题驱动法和案例分析法，引导学生主动思考和探索，培养他们的科学探究能力和科学思维能力。同时，我也注意引导学生将所学知识与实际应用相结合，提高他们的实践操作能力。

然而，我也发现了一些需要改进的地方。首先，在讲解万有引力定律的公式推导时，我发现部分学生对于公式的理解和记忆还存在一定的困难。因此，我计划在今后的教学中，加强对公式的解释和推导过程的讲解，帮助学生更好地理解和掌握万有引力定律。

其次，在小组讨论环节，我发现部分学生对于航天知识的应用还比较陌生，不知道如何将所学知识运用到实际问题中。针对这个问题，我计划在今后的教学中，增加一些实际的案例分析，让学生更好地理解航天知识，并能够将其运用到实际问题中。

此外，我还发现部分学生在课堂上的参与度不高，对于一些问题的讨论和思考不够积极。针对这个问题，我计划在今后的教学中，更多地采用互动式教学方式，鼓励学生积极参与课堂讨论，提高他们的学习积极性和主动性。

最后，我认识到在教学过程中，我还需要不断学习和提升自己的专业素养，以便更好地为学生提供高质量的教学。我会积极参加各种教师培训和学术研讨活动，不断更新自己的知识体系，提高自己的教学水平。板书设计②万有引力定律在航天领域的应用：通过具体的航天案例，如卫星轨道、地球引力等，让学生了解万有引力定律在航天领域的实际应用，提高学生的学习兴趣和主动性。

③航天知识的关键点：包括卫星轨道的形状、卫星绕地球运行的周期等，通过简洁明了的词句，帮助学生掌握航天知识的关键点，便于学生理解和记忆。课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了万有引力定律及其在航天领域的应用。通过讲解和案例分析，学生应该已经掌握了万有引力定律的基本概念和表达式，理解了万有引力定律的物理意义及其在航天领域的应用。同时，学生也了解了航天基本知识，包括卫星轨道、地球引力等，并能够运用所学的万有引力定律知识解释航天现象。

在教学过程中，我采用了问题驱动法和案例分析法，引导学生主动思考和探索，培养他们的科学探究能力和科学思维能力。我也注意引导学生将所学知识与实际应用相结合，提高他们的实践操作能力。

当堂检测：

请学生完成以下检