2024-2025学年高中物理 第三章 万有引力定律及其应用 第2节 万有引力定律的应用教学实录1 粤教版必修2

2024-2025学年高中物理第三章万有引力定律及其应用第2节万有引力定律的应用教学实录1粤教版必修2主备人备课成员教学内容分析1.本节课的主要教学内容为粤教版必修2第三章万有引力定律及其应用第2节万有引力定律的应用。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课将引导学生回顾牛顿万有引力定律的基本概念和公式，并结合具体实例分析其应用，如地球卫星的运动、行星运动等。这些内容与学生在初中阶段所学的天文学知识紧密相关，有助于学生将已有知识体系进行拓展和深化。核心素养目标本节课旨在培养学生的科学思维、科学探究和科学态度与责任。通过引导学生运用万有引力定律分析实际问题，提升学生运用物理规律解决实际问题的能力。同时，鼓励学生自主探究、合作学习，培养科学探究精神。此外，通过学习宇宙中的引力现象，激发学生对宇宙的好奇心和探索欲望，树立科学的世界观。学情分析本节课的教学对象为高中一年级的学生，这一阶段的学生正处于青春期，思维活跃，好奇心强，对未知领域充满探索欲望。在知识层面，学生已经具备了初中物理的基础知识，对力学、运动学等概念有一定的了解，但具体到万有引力定律及其应用，学生可能存在以下特点：

1.知识基础：学生对牛顿万有引力定律有一定的认知，但对其公式的推导和应用可能理解不够深入，缺乏对引力概念在复杂情境下的应用能力。

2.能力水平：学生在解决物理问题时，通常能运用已学知识，但面对复杂的问题时，可能缺乏分析问题和解决问题的能力，需要教师引导和启发。

3.素质培养：学生在自主学习、合作交流等方面表现出一定的积极性，但部分学生可能存在依赖性强、缺乏独立思考的问题。

4.行为习惯：学生在课堂上普遍能够认真听讲，但在课堂互动和讨论环节，部分学生可能表现出参与度不高，需要教师激发学生的兴趣和参与度。

5.对课程学习的影响：由于学生对万有引力定律及其应用的理解程度不一，可能导致学生在解决实际问题时的困难。因此，教师需要关注学生的个体差异，采取分层教学，确保每位学生都能在课程中有所收获。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与策略1.教学方法：采用讲授与讨论相结合的教学方法，结合案例研究，引导学生深入理解万有引力定律的应用。

2.教学活动：设计“万有引力定律挑战”小组讨论活动，让学生通过小组合作，分析地球卫星的轨道运动，提出解决方案。

3.教学媒体：利用多媒体展示万有引力定律的历史背景、公式推导过程，并结合动画模拟卫星运动，增强学生的直观理解。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示天文图片或视频，如地球卫星轨道的动画，提问学生：“你们知道卫星是如何围绕地球运行的吗？”

-回顾旧知：引导学生回顾牛顿第一定律和第二定律，以及圆周运动的基本概念。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：详细讲解万有引力定律的基本内容，包括公式、适用范围和推导过程。

-举例说明：通过太阳与行星之间的引力作用，解释地球卫星的轨道运动，以及月球围绕地球的运动。

-互动探究：组织学生进行小组讨论，探讨如何应用万有引力定律解决实际问题，如计算卫星的轨道速度和周期。

3.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：进一步讲解万有引力常数G的意义和测量方法，以及万有引力定律在地球表面上的应用。

-举例说明：通过实际案例，如地球的重力加速度，展示万有引力定律在日常生活中的应用。

-互动探究：学生分组进行实验设计，利用简单的实验装置验证万有引力定律。

4.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：介绍开普勒定律与万有引力定律的关系，解释行星运动的规律。

-举例说明：通过行星运动的实例，如火星和地球的轨道比较，展示开普勒定律的应用。

-互动探究：学生分组模拟行星运动，通过实际操作理解开普勒定律。

5.巩固练习（约30分钟）

-学生活动：布置练习题，要求学生独立完成，题目包括计算卫星轨道参数、分析地球表面重力等。

-教师指导：巡视课堂，解答学生在练习过程中遇到的问题，并提供必要的帮助。

6.总结与反馈（约5分钟）

-教师总结：回顾本节课的主要知识点，强调万有引力定律在物理学中的重要地位。

-学生反馈：收集学生对本节课内容的反馈，了解学生的学习效果。

7.作业布置（约2分钟）

-布置课后作业，包括阅读相关资料、完成课后习题和准备下一节课的讨论话题。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《宇宙的奥秘：从地球到遥远星系》

-《天体物理学导论》

-《万有引力定律的历史与哲学》

-《开普勒定律与现代天文学的结合》

-《卫星导航系统的工作原理与应用》

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-学生可以阅读上述书籍，深入了解万有引力定律的发现历史、数学推导和应用案例。

-探究不同星体之间的引力作用，如双星系统、黑洞引力透镜效应等。

-通过网络资源或图书馆，寻找关于现代天文学中引力波探测的最新研究。

-设计实验或模拟，验证万有引力定律在不同条件下的适用性。

-研究地球重力场对地球表面物体运动的影响，如抛物运动、火箭发射等。

-分析地球卫星的轨道设计，探讨如何优化卫星轨道以提高通信和观测效率。

-结合地理知识，探讨地球自转和公转对气候和季节变化的影响。

-研究引力在相对论框架下的表现，如广义相对论对引力场的描述。

-探索引力在宇宙学中的应用，如宇宙膨胀、暗物质和暗能量的研究。

-通过撰写报告或参与科学竞赛，展示学生对万有引力定律及其应用的深入理解和创新思维。板书设计①万有引力定律

-公式：F=G*(m1*m2)/r^2

-G：万有引力常数

-m1,m2：两个物体的质量

-r：两个物体中心之间的距离

②引力常数的测定

-卡文迪许实验：首次测定G的值

-测量方法：扭秤实验

③引力作用的应用

-地球卫星的轨道运动

-行星运动规律（开普勒定律）

-地球表面重力加速度

-引力透镜效应

-黑洞引力

④万有引力定律的拓展

-广义相对论中的引力

-引力波

-宇宙学中的应用（宇宙膨胀、暗物质、暗能量）教学反思与总结今天的课，我觉得还是有些收获的。首先，我觉得在教学方法上，我尝试了讲授和讨论相结合的方式，发现这样的方法能够激发学生的兴趣，让他们在讨论中碰撞出思维的火花。比如，在讲解万有引力定律时，我让学生们分组讨论，他们能更积极地参与到课堂中来。

但是，我也发现了一些问题。比如说，在讲解公式推导的过程中，我发现有些学生还是不太理解，可能是因为这个内容比较抽象，需要更多的直观演示。所以我打算在下一节课中，通过动画或者实验的方式来帮助学生更好地理解这个公式。

在策略上，我觉得我做得还算不错。我提前准备了相关的案例和问题，让学生们通过讨论来解决实际问题。这种做法不仅提高了他们的学习兴趣，也锻炼了他们的思维能力。不过，我发现有些学生还是不太善于表达自己的观点，这可能是因为他们在日常生活中不太习惯于表达自己的想法。所以，我打算在今后的教学中，多鼓励学生发言，培养他们的表达能力和自信心。

在课堂管理方面，我觉得我还需要加强。比如，今天课堂上有些学生纪律不太好，我虽然及时进行了提醒，但效果似乎不太理想。这可能是因为我还没有找到一种有效的管理方法。我觉得我需要更深入地研究如何调动学生的积极性，同时保持课堂纪律。

至于教学效果，我觉得总体来说还是不错的。学生们对万有引力定律有了更深入的理解，能够运用所学知识解决一些实际问题。当然，也有一些不足之处。比如，部分学生对公式的推导过程理解不够，这可能需要我在今后的教学中加强这方面的教学。

针对这些问题，我提出以下改进措施和建议：

1.对于公式推导部分，我打算在下一节课中采用更直观的教学方法，如动画演示或者实验操作，帮助学生更好地理解。

2.在课堂管理上，我计划通过设置一些小组竞赛或者奖励机制，来提高学生的课堂参与度和纪律性。

3.对于学生的表达问题，我会在课堂上多创造一些发言的机会，鼓励他们勇敢地表达自己的想法。

4.对于学生的个别辅导，我会在课后进行，针对他们的具体问题提供帮助。课后作业1.作业内容：

-已知地球半径R=6.37×10^6m，地球表面重力加速度g=9.8m/s^2，求地球的万有引力常数G。

-答案：

-G=g*R^2/(m*g)，其中m为地球质量

-G≈6.674×10^-11N·m^2/kg^2

2.作业内容：

-一颗人造卫星在地球表面附近绕地球做圆周运动，其轨道半径为地球半径的1.5倍。求卫星的运行速度和周期。

-答案：

-v=√(G*M/r)，其中M为地球质量，r为轨道半径

-v≈7.9km/s

-T=2π*√(r^3/(G*M))，其中T为周期

-T≈1.5小时

3.作业内容：

-在地球表面，一个物体的质量为2kg，求该物体所受的重力。

-答案：

-F=m*g，其中m为物体质量，g为重力加速度

-F=2kg*9.8m/s^2

-F≈19.6N

4.作业内容：

-一个质量为5kg的物体被抛向空中，初速度为10m/s，求物体到达最高点时的重力势能。

-答案：

-重力势能E_p=m*g*h，其中m为物体质量，g为重力加速度，h为高度

-h=v^2/(2*g)

-E_p=m*g*(v^2/(2*g))

-E_p=5kg*9.8m/s^2*(10m/s)^2/(2*9.8m/s^2)

-E_p=5kg*50m^2/s^2

-E_p=250J

5.作业内容：

-一颗行星绕太阳做椭圆运动，已知近日点和远日点的距离分别为R1=1.5×10^11m和R2=2.5×10^11m，求行星的平均轨道半径。

-答案：

-平均轨道半径R_avg=(R1+R2)/2

-R_avg=(1.5×10^11m+2.5×10^11m)/2

-R_avg=4×10^11m/2

-R_avg=2×10^11m教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生在课堂上积极参与讨论，对万有引力定律的基本概念和公式表现出浓厚的兴趣。

-大部分学生能够跟随老师的讲解，对公式推导过程有基本的理解。

-部分学生在课堂互动环节表现出较强的参与度，能够主动提出问题和观点。

2.小组讨论成果展示：

-小组讨论活动激发了学生的创新思维，学生们在讨论中能够提出多种解决方案。

-学生们能够运用所学知识分析实际问题，如卫星轨道设计、地球重力场的影响等。

-学生在展示讨论成果时，表现出良好的合作精神和沟通能力。

3.随堂测试：

-随堂测试结果显示，学生对万有引力定律的基本概念和公式掌握较好。

-在应用公式解决实际问题时，部分学生能够准确计算，但仍有少数学生在处理复杂问题时存在困难。

-测试也反映出学生在运用数学工具和物理模型方面的能力有待提高。

4.学生反馈：

-学生普遍认为本节课内容丰富，能够帮助他们更好地理解万有引力定律及其应用。

-部分学生提出建议，希望老师在讲解公式推导时能