第三章 第2节 万有引力定律2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步教学设计（教科版2019）

第三章第2节万有引力定律2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步教学设计（教科版2019）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：高中物理必修第二册——万有引力定律

2.教学年级和班级：2023-2024学年，高中二年级一班

3.授课时间：2023年10月18日

4.教学时数：45分钟

二、教学内容与目标

1.教学内容：

（1）回顾万有引力定律的发现过程，理解万有引力定律的表述。

（2）通过实验和例题，掌握万有引力定律的应用，学会计算两个物体之间的万有引力。

（3）了解万有引力定律在天文学和工程学中的应用。

2.教学目标：

（1）学生能回顾并掌握万有引力定律的表述。

（2）学生能通过实验和例题，应用万有引力定律进行计算。

（3）学生能了解万有引力定律在天文学和工程学中的应用。

三、教学方法与步骤

1.教学方法：

（1）采用讲授法，讲解万有引力定律的表述和应用。

（2）采用实验法，进行万有引力定律的实验验证。

（3）采用案例分析法，分析万有引力定律在天文学和工程学中的应用。

2.教学步骤：

（1）回顾万有引力定律的发现过程，引导学生理解万有引力定律的表述。

（2）进行万有引力定律的实验，让学生通过实验验证万有引力定律。

（3）通过例题，教授学生如何应用万有引力定律进行计算。

（4）分析万有引力定律在天文学和工程学中的应用，让学生了解万有引力定律的实际意义。

四、教学评价

1.课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况，评价学生的参与度。

2.实验操作能力：评价学生在实验过程中的操作技能和观察能力。

3.知识掌握程度：通过课后作业和测试，评价学生对万有引力定律的表述和应用的掌握程度。

五、教学资源

1.教材：高中物理必修第二册（教科版2019）。

2.实验器材：测量距离的工具、测量质量的工具、引力计等。

3.多媒体课件：用于辅助讲解和展示实验结果。核心素养目标分析1.科学思维：通过学习万有引力定律，培养学生运用科学思维方法，从现象中总结规律，提高分析问题和解决问题的能力。

2.科学探究：引导学生参与实验，观察实验现象，培养学生通过实验探究，验证物理规律的能力。

3.科学态度与责任：通过了解万有引力定律在天文学和工程学中的应用，使学生认识到物理知识在现实生活中的重要性，培养学生的社会责任感和使命感。

4.科学交流：鼓励学生在课堂上积极发言，与他人讨论问题，培养学生的沟通能力和团队协作精神。教学难点与重点-万有引力定律的表述：理解万有引力定律中质量、距离和引力之间的关系。

-万有引力定律的应用：学会使用万有引力定律计算两个物体之间的引力。

-万有引力定律的实际意义：了解万有引力定律在天文学和工程学中的应用。

2.教学难点：

-万有引力定律的数学推导：理解并推导万有引力定律的数学表达式，掌握相关数学运算。

-实验操作与数据处理：在进行实验验证时，学生需要掌握实验操作技巧，并能够处理实验数据，得出正确结论。

-引力计算在实际情境中的应用：学会将万有引力定律应用于实际情况，如计算天体运动轨迹或工程结构稳定性等。

举例说明：

-教学重点举例：通过示例题，让学生独立完成两个物体质量、距离给定时引力计算的过程，确保学生能够掌握万有引力定律的应用。

-教学难点举例：在实验环节，学生需要操作引力计进行测量，理解实验原理，处理实验数据，得出引力与距离、质量之间的关系，这需要学生具备一定的实验操作能力和数据处理能力。教学方法与手段1.教学方法：

（1）互动式讲授法：在讲解万有引力定律时，教师与学生互动，引导学生积极参与，提问和解答学生的疑问，提高学生的理解和记忆。

（2）实验引导法：组织学生进行万有引力定律的实验，引导学生观察实验现象，培养学生的实验操作能力和科学探究能力。

（3）案例分析法：通过分析万有引力定律在天文学和工程学中的应用案例，让学生了解物理知识在现实生活中的应用，提高学生的学习兴趣和社会责任感。

2.教学手段：

（1）多媒体演示法：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原理和应用，提高学生的学习兴趣和理解能力。

（2）在线教学法：利用教学软件和网络资源，开展在线学习活动，拓宽学生的学习渠道，提高学生的自主学习能力。

（3）互动评价法：通过学生之间的互动评价，促进学生之间的交流与合作，提高学生的沟通能力和团队协作精神。教学过程1.导入新课

亲爱的同学们，大家好！上一节课我们学习了牛顿的运动定律，今天我们将继续深入学习物理学的另一个重要定律——万有引力定律。万有引力定律是描述物体之间引力相互作用的规律，它在天文学、工程学等领域有着广泛的应用。让我们一起来探索和学习这个重要的定律吧！

2.知识回顾

同学们，我们先来回顾一下万有引力定律的表述。万有引力定律指出，任何两个物体都相互吸引，这个引力的大小与两个物体的质量乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。记住，这个引力是作用在两个物体之间的，而且是不受其他因素影响的。

3.实验验证

现在，我们来进行一个实验，来验证一下万有引力定律。请大家准备好实验器材，我们要测量不同质量的物体之间的引力。

（教师引导学生进行实验，学生观察实验现象，记录数据）

同学们，通过实验我们观察到了不同质量的物体之间的引力，我们可以看到，质量越大的物体之间的引力也越大。这与我们之前学过的万有引力定律是一致的，对吧？

4.例题讲解

（教师引导学生解题，学生跟随教师的步骤进行计算）

同学们，我们根据万有引力定律的公式进行了计算，得出了物体之间的引力。这个计算过程就是我们应用万有引力定律的过程，大家掌握了吗？

5.应用与拓展

现在，我们来讨论一下万有引力定律在天文学和工程学中的应用。请大家思考一下，万有引力定律在天文学中的应用是什么？

（教师引导学生思考和回答，学生分享自己的思考）

同学们，万有引力定律在天文学中用于计算和预测天体的运动轨迹，对吧？那我们再想想，在工程学中，万有引力定律有什么应用呢？

（教师引导学生思考和回答，学生分享自己的思考）

同学们，万有引力定律在工程学中用于计算和预测建筑结构的稳定性，对吧？我们可以看到，万有引力定律在现实生活中的应用是非常广泛的。

6.课堂小结

同学们，今天我们学习了万有引力定律的表述、实验验证、应用与拓展。希望大家能够通过今天的课堂学习，深入理解并掌握万有引力定律，并能够将其应用到实际问题中。

7.作业布置

请大家课后完成课后作业，题目是：计算两个质量分别为5kg和10kg的物体，它们之间的距离是20m时的引力。

8.课堂结束

同学们，今天的课堂就到这里，我们下节课再见！如果大家有任何问题，请随时向我提问，我会尽力帮助大家理解和掌握知识。谢谢大家！拓展与延伸1.拓展阅读材料

为了帮助同学们更深入地了解万有引力定律及其应用，这里提供两篇与本节课内容相关的拓展阅读材料。

材料一：《宇宙中的引力定律》

本文介绍了万有引力定律的发现过程，以及它在宇宙中的应用。通过阅读这篇文章，同学们可以了解到万有引力定律在天文学、航天工程等领域的广泛应用，并深入理解其重要性。

材料二：《引力波与黑洞》

本文介绍了引力波的概念以及它是如何被发现的。引力波是黑洞合并时产生的现象，它的发现证明了万有引力定律的正确性。通过阅读这篇文章，同学们可以了解到万有引力定律在现代物理学中的重要地位。

2.课后自主学习与探究

同学们在课后可以进行以下自主学习和探究活动：

活动一：自制引力计

同学们可以尝试自己动手制作一个简单的引力计，通过实验来验证万有引力定律。在实验过程中，注意观察和记录数据，然后根据实验数据进行计算和分析。

活动二：研究其他行星的运动轨迹

同学们可以利用万有引力定律，计算和预测其他行星的运动轨迹。通过查阅相关资料，了解其他行星的运动特点，并尝试解释这些特点与万有引力定律之间的关系。

活动三：探讨万有引力定律在现实生活中的应用

同学们可以思考和探讨万有引力定律在现实生活中的应用，例如：建筑设计、地球卫星轨道设计等。通过查找相关资料，了解这些应用的具体原理和实施方法。教学反思与总结在今天的高中物理课堂上，我教授了万有引力定律这一重要内容。在教学过程中，我尽力引导学生通过实验和例题来理解和掌握万有引力定律，并探索其在天文学和工程学中的应用。

在教学方法上，我采用了互动式讲授法和实验引导法。通过与学生的互动，我能够更好地了解他们的疑问和需求，并针对性地进行解答和指导。同时，通过实验的进行，学生们能够亲自观察和验证万有引力定律，提高他们的实验操作能力和科学探究能力。

在教学手段上，我充分利用了多媒体演示法和在线教学法。通过多媒体课件和教学软件的使用，我能够更直观地展示万有引力定律的原理和应用，并提供了丰富的学习资源和学习渠道，让学生们能够自主地进行学习和探索。

在教学过程中，我注意到了一些教学难点和学生的问题。首先，学生在万有引力定律的数学推导上存在一定的困难，我需要更加耐心地进行解释和引导，帮助他们理解和掌握数学表达式。其次，学生在实验操作和数据处理方面也需要进一步提高，我需要加强对他们的实验指导和训练。

对于今后的教学，我会更加注重学生的参与和互动，鼓励他们积极提问和思考，提高他们的学习兴趣和主动性。我也会加强对学生的实验指导和数据处理能力的培养，让他们能够更好地应用所学的知识。此外，我还会继续寻找更多的教学资源和教学方法，以丰富课堂教学，提高学生的学习效果。课后作业1.请根据万有引力定律的公式，计算两个质量分别为5kg和10kg的物体，它们之间的距离是20m时的引力。

答案：

F=G*(m1*m2)/r^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*(5*10)/(20*20)

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*50/(400)

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*50/400

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*50/400

F=1.335*10^-10N

2.请计算地球与月球之间的引力。已知地球的质量为5.97*10^24kg，月球的质量为7.342*10^22kg，地球与月球之间的平均距离为384,400km。

答案：

F=G*(M*m)/r^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*(5.97*10^24*7.342*10^22)/(384,400*10^3)^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*5.97*10^24*7.342*10^22/(384,400*10^3)^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*5.97*10^24*7.342*10^22/(147,120,000,000*10^6)^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*5.97*10^24*7.342*10^22/(2,238,256,000,000,000,000)^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*5.97*10^24*7.342*10^22/(2.238256*10^15)^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*5.97*10^24*7.342*10^22/4.996184*10^30

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*5.97*10^24*7.342*10^22/4.996184*10^30

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*5.97*10^24*7.342*10^22/4.996184*10^30

F=1.685*10^20N

3.请计算地球与太阳之间的引力。已知地球的质量为5.97*10^24kg，太阳的质量为1.989*10^30kg，地球与太阳之间的平均距离为1.496*10^11m。

答案：

F=G*(M*m)/r^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*(1.989*10^30*5.97*10^24)/(1.496*10^11)^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*1.989*10^30*5.97*10^24/(1.496*10^11)^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*1.989*10^30*5.97*10^24/(2.279*10^22)^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*1.989*10^30*5.97*10^24/(2.279*10^22)^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*1.989*10^30*5.97*10^24/(2.279*10^22)^2

F=3.285*10^23N

4.请计算两个质量分别为1kg和2kg的物体，它们之间的距离是3m时的引力。

答案：

F=G*(m1*m2)/r^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*(1*2)/(3*3)

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*2/(9)

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*2/9

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*2/9

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*2/9

F=1.08*10^-10N

5.请计算两个质量分别为10kg和20kg的物体，它们之间的距离是10m时的引力。

答案：

F=G*(m1*m2)/r^2

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*(10*20)/(10*10)

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*10*20/(100)

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*10*20/100

F=6.67*10^-11N*m^2/kg^2*10*20/100

F=1.335*10^-10N

板书设计1.重点知识点

①万有引力定律的表述：任何两个物体都相互吸引，这个引力的大小与两个物体的质量乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

②万有引力定律的应用：学会使用万有引力定律计算两个物体之间的引力，了解万有引力定律在天文学和工程学中的应用。

③实验验证：通过实验观察不同质量的物体之间的引力，验证万有引力定律的正确性。

2.关键词

①质量：描述物体惯性大小的物理量，与物体所受外力的关系成反比。

②距离：描述物体之间的空间距离，与物体之间的相互作用力成反比。

③引力：物体之间的相互吸引作用力，由万有引力定律描述。

3.趣味性

①通过制作一个简单的引力计，让学生亲身体验万有引力定律的实验，激发学生的学习兴趣。

②利用多媒体课件展示天体运动轨迹，让学生了解万有引力定律在天文学中的应用。

③通过讨论和分享万有引力定律在现实生活中的应用案例，提高学生的学习兴趣和社会责任感。作业布置与反馈作业布置：

1.请根据万有引力定律的公式