第三章 第三节 万有引力定律的应用(教学设计)2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（粤教版）

第三章第三节万有引力定律的应用(教学设计)2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（粤教版）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的应用。教学内容与学生已有知识的联系：在学习本节课之前，学生已经学习了万有引力定律的基本概念和公式，本节课将引导学生将理论知识应用到实际问题中，加深对万有引力定律的理解。

具体内容包括：

1.地球表面的物体受到的重力。

2.物体在地球表面不同纬度和高度受到的重力变化。

3.地球对物体的引力与物体质量的关系。

4.利用万有引力定律计算地球的质量。二、核心素养目标分析本节课的核心素养目标主要包括：

1.科学思维：通过解决实际问题，培养学生的科学思维能力，使其能够运用万有引力定律分析地球表面的物体受到的重力问题。

2.科学探究：引导学生进行自主探究，发现物体在地球表面不同纬度和高度受到的重力变化规律，培养学生的科学探究能力。

3.科学交流：鼓励学生在课堂上进行交流讨论，分享自己的探究过程和结果，提高学生的科学交流能力。

4.科学态度与价值观：通过解决实际问题，使学生认识到物理知识在生活中的重要性，培养学生的科学态度与价值观。三、重点难点及解决办法重点：

1.万有引力定律在实际问题中的应用。

2.地球表面不同纬度和高度的重力变化规律。

难点：

1.如何将抽象的万有引力定律应用于解决实际问题。

2.理解并计算地球的质量。

解决办法：

1.对于重点内容，通过提供具体的实例和问题，让学生练习如何应用万有引力定律。例如，可以让学生计算不同纬度和高度的重力加速度，并解释其原因。

2.对于难点内容，可以通过数学推导和实际观测数据来帮助学生理解。例如，可以引导学生利用地球表面的物体自由落体实验数据，推导出地球的质量。同时，也可以通过动画或模型演示，帮助学生直观地理解重力加速度随纬度和高度的变化规律。四、教学资源1.软硬件资源：多媒体投影仪、白板、计算器、测量工具（如尺子、量角器）。

2.课程平台：纸质教材《2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（粤教版）》。

3.信息化资源：互联网资料（地球重力加速度数据、相关科普文章）、教学课件、视频动画（地球重力场模拟）、在线讨论平台。

4.教学手段：讲授法、问题驱动法、小组合作讨论、实验演示、peerinstruction（同伴教学）、实时反馈机制。五、教学过程1.导入新课

同学们，上节课我们学习了万有引力定律，知道了它是描述物体间引力大小与距离的平方成反比、与质量的乘积成正比的规律。这节课，我们将把万有引力定律应用于实际问题，看看它在我们生活中的应用。

2.探究地球表面的物体受到的重力

首先，我们来探讨地球表面的物体受到的重力。请同学们思考一下，地球表面的物体为什么会受到重力的作用呢？是因为地球的质量吗？请大家翻到教材的第33页，看看课后思考题，是否能给我们一些启示。

（等待学生回答）

同学们回答得很好。地球表面的物体确实受到重力的作用，这是因为地球具有质量，它对物体的引力使得物体受到重力的影响。那么，地球的重力加速度是多少呢？请大家查看教材第34页，我们可以看到地球的平均重力加速度约为9.8m/s²。

3.物体在地球表面不同纬度和高度受到的重力变化

（等待学生讨论）

同学们讨论得很好。根据我们的分析，赤道的重力加速度应该小于两极的重力加速度。那么，我们如何验证这个结论呢？请大家翻到教材第35页，我们可以通过地球表面的物体自由落体实验来验证这个结论。

4.利用万有引力定律计算地球的质量

现在，我们来利用万有引力定律计算地球的质量。请大家想象一下，如果我们能测量出一个物体在地球表面受到的重力，我们是否可以利用万有引力定律来计算地球的质量呢？请大家查看教材第36页，我们可以通过以下公式来计算地球的质量：

F=G*(M*m)/r²

其中，F是物体在地球表面受到的重力，G是万有引力常数，M是地球的质量，m是物体的质量，r是地球的半径。

请大家分组讨论，并尝试利用这个公式计算地球的质量。

（等待学生讨论）

同学们讨论得很好。现在，我们来总结一下，如何利用万有引力定律计算地球的质量。首先，我们需要测量一个物体在地球表面受到的重力，然后根据上述公式，代入已知的数值，计算出地球的质量。

5.课堂小结

同学们，通过本节课的学习，我们了解了万有引力定律在地球表面的物体受到的重力中的应用，探讨了物体在地球表面不同纬度和高度受到的重力变化，并利用万有引力定律计算了地球的质量。希望大家能通过本节课的学习，更好地理解和应用万有引力定律，将它运用到我们的日常生活中。

6.作业布置

请大家课后完成教材第37页的练习题，并准备下节课的讨论。六、拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

为了帮助同学们更深入地理解万有引力定律的应用以及地球的重力场，这里提供一些拓展阅读材料。同学们可以阅读教材第38页的“阅读与思考”部分，了解万有引力定律在其他行星上的应用。此外，还可以查阅一些科学论文或科普文章，了解科学家如何利用万有引力定律研究地球内部结构、其他行星的质量和密度等。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究

同学们可以在课后自主学习与地球重力场相关的知识，例如地球重力场的变化、地球内部结构的研究等。此外，还可以尝试寻找一些实际问题，利用万有引力定律进行解决。例如，可以尝试计算不同纬度和高度的重力加速度，并与实际情况进行对比。另外，同学们可以思考一下，除了地球，还有哪些行星具有磁场？它们磁场的性质和地球的磁场有何不同？

此外，还可以查阅一些科学家在万有引力定律应用方面的研究成果，了解他们是如何利用万有引力定律解决实际问题的。例如，可以阅读一些关于行星探测、卫星导航等方面的资料，了解科学家是如何利用万有引力定律来测量行星质量和密度、确定卫星轨道等问题的。

3.课堂讨论与分享

在下一节课开始时，可以邀请同学们分享自己在课后学习和探究的成果，大家相互交流，共同进步。同时，老师可以根据同学们的学习情况，对相关知识进行讲解和补充，以提高同学们对万有引力定律应用的深入理解。七、课后拓展1.拓展内容：

阅读材料：请同学们阅读教材第39页的“阅读与思考”部分，了解万有引力定律在探测地球内部结构方面的应用。此外，还可以阅读一些关于地球重力场、地球质量测量等方面的科学论文或科普文章，以加深对地球重力场特性的理解。

视频资源：请同学们观看教材第40页推荐的科普视频，了解地球重力场的变化及其对人类生活的影响。此外，还可以寻找一些关于行星探测、卫星导航等方面的视频资源，了解科学家是如何利用万有引力定律解决实际问题的。

2.拓展要求：

鼓励同学们利用课后时间进行自主学习和拓展，深入研究万有引力定律在地球科学、行星探测等领域的应用。在自主学习过程中，如果遇到疑问或困难，可以随时向老师请教，老师会提供必要的指导和帮助。

请同学们结合本节课所学内容，思考万有引力定律在实际生活中的应用，尝试寻找一些实际问题，利用万有引力定律进行解决。例如，可以计算不同纬度和高度的重力加速度，并与实际情况进行对比。

鼓励同学们参与线上讨论，分享自己在课后学习和拓展的成果，与其他同学相互交流，共同进步。可以加入班级微信群、论坛等平台，发表自己的观点和见解，与他人分享自己的学习心得。八、板书设计1.万有引力定律的应用

-地球表面的物体受到的重力

-物体在地球表面不同纬度和高度受到的重力变化

-地球对物体的引力与物体质量的关系

2.地球的质量计算

-物体在地球表面受到的重力

-万有引力定律公式：F=G*(M*m)/r²

-计算地球的质量

3.万有引力定律在其他行星上的应用

-行星探测

-卫星导航

4.地球重力场的特性

-地球重力场的变化

-地球重力场对人类生活的影响

5.万有引力定律在实际生活中的应用

-计算不同纬度和高度的重力加速度

-实际问题的解决

板书设计要求：

-目的明确：板书内容要紧扣教学目标，突出本节课的重点和难点。

-结构清晰：板书内容应按照教学流程和逻辑顺序进行组织，便于学生理解和记忆。

-简洁明了：板书要用简洁的文字和符号，突出重点，准确精炼。

-艺术性和趣味性：板书设计要具有一定的艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。课堂小结，当堂检测1.课堂小结

本节课我们学习了万有引力定律在地球表面的物体受到的重力、物体在地球表面不同纬度和高度受到的重力变化、利用万有引力定律计算地球的质量等方面的应用。同学们掌握了万有引力定律的基本概念和公式，了解了地球重力场的特性，并能够将理论知识应用到实际问题中。希望大家能够通过本节课的学习，更好地理解和应用万有引力定律，将它运用到我们的日常生活中。

2.当堂检测

为了巩固同学们对本节课内容的理解和掌握，请同学们完成以下当堂检测题目：

题目1：根据万有引力定律，计算两个质量分别为m1和m2的物体之间