2024-2025学年高中物理 第六章 万有引力与航天 1 行星运动（1）说课稿 新人教版必修2

2024-2025学年高中物理第六章万有引力与航天1行星运动（1）说课稿新人教版必修2一、教材分析

本章节为高中物理必修2中的“万有引力与航天”部分，主要探讨行星运动的基本规律。通过分析开普勒定律，引导学生理解行星运动轨迹、周期、速度等物理量之间的关系，进而引出万有引力定律。本节课内容与课本紧密相连，符合教学实际，有助于学生建立天体物理观念。二、核心素养目标分析

本节课旨在培养学生的科学探究能力、逻辑推理能力和科学态度与责任。通过分析行星运动规律，学生能够运用科学探究方法，理解万有引力定律的发现过程，培养严谨求实的科学态度。同时，通过解决实际问题，提升学生的逻辑推理能力和应用物理知识解决实际问题的能力。三、教学难点与重点

1.教学重点

①理解行星运动的三大定律，特别是第一定律的椭圆轨道特性和第三定律的周期平方与半长轴立方成正比的关系。

②掌握万有引力定律的推导过程，以及如何将引力公式应用于行星运动的分析中。

③能够运用万有引力定律解释和预测行星的轨道特性，如轨道周期、速度和距离等。

2.教学难点

①椭圆轨道的理解与应用，学生需要克服对非圆形轨道的直观理解困难，以及如何计算椭圆轨道上的速度和加速度。

②万有引力常数的测定及其在物理学史上的重要性，学生需要理解如何通过实验数据确定引力常数G的值。

③复杂行星系统的运动分析，如多行星系统中的相互引力作用，需要学生运用数学工具和物理规律进行计算和分析。四、教学资源

-软硬件资源：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、物理实验器材（天平、刻度尺、计时器等）

-课程平台：学校内部教学平台、在线教育平台

-信息化资源：开普勒定律的动画演示、万有引力定律的数学推导视频、行星运动的相关科普文章

-教学手段：课堂讲授、小组讨论、实验演示、数学计算练习五、教学过程

一、导入新课

1.老师提问：同学们，你们知道什么是行星运动吗？请举例说明。

2.学生回答：行星围绕太阳的运动。

3.老师总结：是的，行星运动是宇宙中非常普遍的现象。今天，我们将一起探究行星运动的基本规律。

二、新课讲授

1.讲解开普勒第一定律

a.老师展示开普勒第一定律的动画演示，引导学生观察行星轨道。

b.学生观察后，老师提问：行星轨道是什么样的？

c.学生回答：行星绕太阳运行的轨道是椭圆形的。

d.老师总结：这就是开普勒第一定律，行星绕太阳运行的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆的一个焦点上。

2.讲解开普勒第二定律

a.老师展示开普勒第二定律的动画演示，引导学生观察行星速度。

b.学生观察后，老师提问：行星在椭圆轨道上运动时，速度是如何变化的？

c.学生回答：行星在近日点速度最快，远日点速度最慢。

d.老师总结：这就是开普勒第二定律，行星在椭圆轨道上运动时，其线速度大小保持不变，即行星在轨道上不同位置的速度不同。

3.讲解开普勒第三定律

a.老师展示开普勒第三定律的动画演示，引导学生观察行星周期。

b.学生观察后，老师提问：行星绕太阳运动的周期与轨道半径有什么关系？

c.学生回答：行星绕太阳运动的周期与轨道半径的立方成正比。

d.老师总结：这就是开普勒第三定律，行星绕太阳运动的周期与轨道半径的立方成正比。

4.探究万有引力定律

a.老师提问：为什么行星会绕太阳运动？

b.学生讨论：可能是因为太阳对行星有吸引力。

c.老师讲解万有引力定律：任何两个物体之间都存在着相互吸引的力，这个力叫做万有引力。万有引力的大小与两个物体的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

d.老师展示万有引力定律的数学推导过程，引导学生理解定律的含义。

5.应用万有引力定律

a.老师提问：如何运用万有引力定律解释行星的运动？

b.学生讨论：可以利用万有引力定律计算行星的轨道、速度、加速度等。

c.老师举例说明：例如，我们可以计算地球绕太阳运动的周期、速度和加速度。

三、课堂练习

1.老师提出问题：请同学们计算一下地球绕太阳运动的周期。

2.学生运用所学知识进行计算，老师巡视指导。

3.学生展示计算结果，老师点评并总结。

四、课堂小结

1.老师总结本节课的主要内容：开普勒三大定律、万有引力定律及其应用。

2.学生回顾所学知识，巩固记忆。

3.老师布置课后作业，要求学生完成相关的计算题和思考题。

五、课堂延伸

1.老师提问：除了行星运动，还有哪些现象可以用万有引力定律解释？

2.学生讨论：例如，卫星绕地球运动、彗星运动等。

3.老师总结：万有引力定律在物理学中有着广泛的应用，是研究天体运动的重要理论基础。

六、课后反思

1.老师回顾本节课的教学过程，总结教学效果。

2.老师思考如何改进教学方法，提高学生的学习兴趣。

3.老师关注学生的学习情况，为下一节课做好准备。六、知识点梳理

1.行星运动的基本规律

-开普勒第一定律：行星绕太阳运行的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆的一个焦点上。

-开普勒第二定律：行星在椭圆轨道上运动时，其线速度大小保持不变，即行星在轨道上不同位置的速度不同。

-开普勒第三定律：行星绕太阳运动的周期与轨道半径的立方成正比。

2.万有引力定律

-万有引力定律：任何两个物体之间都存在着相互吸引的力，这个力叫做万有引力。万有引力的大小与两个物体的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

-万有引力常数的测定：通过实验数据确定引力常数G的值。

3.行星运动的计算

-行星轨道的计算：利用开普勒定律和万有引力定律计算行星的轨道参数，如半长轴、偏心率等。

-行星速度的计算：根据万有引力定律和行星轨道参数计算行星在不同位置的速度。

-行星加速度的计算：根据万有引力定律和行星轨道参数计算行星在不同位置上的加速度。

4.行星运动的实际应用

-卫星绕地球运动：利用万有引力定律计算卫星的轨道、速度和加速度。

-彗星运动：解释彗星在太阳系中的运动轨迹和周期性。

-行星探测：利用万有引力定律设计探测器的轨道和速度，实现对行星的探测。

5.行星运动的历史背景

-开普勒定律的发现：介绍开普勒如何通过观察和计算总结出行星运动的三大定律。

-万有引力定律的发现：介绍牛顿如何通过苹果落地的现象发现万有引力定律。

6.行星运动的相关概念

-轨道：行星绕太阳运行的路径。

-近日点：行星轨道上距离太阳最近的点。

-远日点：行星轨道上距离太阳最远的点。

-轨道周期：行星绕太阳一周所需的时间。

-轨道速度：行星在轨道上运动的速度。

-轨道半径：行星轨道的半长轴长度。

7.行星运动的数学工具

-椭圆方程：描述行星轨道的数学方程。

-万有引力公式：计算两个物体之间万有引力的公式。

-牛顿第二定律：描述物体运动与受力关系的公式。七、板书设计

1.行星运动规律

①开普勒第一定律：行星轨道是椭圆，太阳位于焦点

②开普勒第二定律：行星等面积原理，速度变化规律

③开普勒第三定律：周期与轨道半径的关系，T²∝a³

2.万有引力定律

①万有引力公式：F=G*(m1*m2)/r²

②引力常数：G的数值及其测量方法

③引力与质量、距离的关系

3.行星运动计算

①轨道参数计算：半长轴、偏心率

②行星速度计算：v=√(GM/r)

③行星加速度计算：a=GM/r²

4.行星运动实际应用

①卫星轨道设计

②彗星运动解释

③行星探测

5.行星运动历史背景

①开普勒定律发现过程

②牛顿万有引力定律发现

6.行星运动相关概念

①轨道定义

②近日点与远日点

③轨道周期

④轨道速度

⑤轨道半径

7.行星运动数学工具

①椭圆方程

②万有引力公式

③牛顿第二定律八、反思改进措施

反思改进措施

（一）教学特色创新

1.融入多媒体教学：在讲解行星运动规律时，利用动画和视频展示行星轨道、速度变化等，增强学生的直观感受，提高学习兴趣。

2.强化实践操作：通过设置实验环节，让学生亲自动手测量行星运动数据，加深对万有引力定律的理解和运用。

（二）存在主要问题

1.学生对椭圆轨道的理解不够深入：部分学生在理解行星轨道时，容易将椭圆轨道与圆形轨道混淆，需要加强这方面的教学。

2.学生对万有引力定律的应用能力不足：在计算行星运动参数时，部分学生存在计算错误，需要提高学生的计算能力和应用能力。

3.教学评价方式单一：目前主要依靠课堂提问和作业批改进行评价，缺乏对学生综合能力的全面评估。

（三）改进措施

1.深入讲解椭圆轨道：在讲解开普勒第一定律时，结合实际案例，让学生理解椭圆轨道的特点，并通过课堂练习巩固知识。

2.加强计算能力培养：在讲解万有引力定律及其应用时，设计一系列计算题，让学生在练习中提高计算能力，同时讲解解题思路，帮助学生掌握解题方法。

3.丰富教学评价方式：除了课堂提问和作业批改，增加课堂表现、实验操作、小组讨论等评价方式，全面评估学生的学习成果。同时，引入学生自评和互评，提高学生的自我反思和团队协作能力。

4.加强与学生的互动：在课堂上，多提问、多鼓励学生发表自己的观点，激发学生的思考。同