2024-2025学年新教材高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 3 万有引力理论的成就（2）教学实录 新人教版必修2

2024-2025学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行3万有引力理论的成就（2）教学实录新人教版必修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析1.本节课的主要教学内容为新人教版必修2教材第七章“万有引力与宇宙航行”中关于“3万有引力理论的成就（2）”的内容，主要包括开普勒行星运动定律、牛顿的万有引力定律以及牛顿第三定律等知识点。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课将结合学生已学习的牛顿第二定律、圆周运动等知识，引导学生通过分析实际问题，推导出万有引力定律，进一步了解宇宙航行的相关知识。二、核心素养目标分析本节课旨在培养学生科学思维、科学探究和科学态度与责任的核心素养。通过学习万有引力定律及其成就，学生能够运用物理原理分析实际问题，发展逻辑推理和建模能力。同时，引导学生理解科学知识在宇宙航行中的应用，激发学生对科学探究的兴趣和责任感，培养跨学科解决问题的意识。三、学情分析本节课面对的是高中二年级的学生，这一阶段的学生已经具备了一定的物理基础，对牛顿运动定律和圆周运动有一定的了解。在知识层面，学生已经掌握了基本的物理概念和公式，但面对复杂的物理现象和理论推导时，可能存在理解上的困难。在能力方面，学生的抽象思维能力逐渐增强，但具体问题分析能力和逻辑推理能力仍有待提高。在素质方面，学生的自主学习能力和合作学习能力正在形成，但部分学生可能对物理学科的学习兴趣不高，存在一定的学习动力不足的情况。

行为习惯上，学生普遍能够遵守课堂纪律，但在课堂参与度和积极性上存在差异。部分学生可能对物理实验和实际应用感兴趣，而另一些学生可能更倾向于理论学习。这种差异对课程学习有一定影响，可能导致课堂互动和讨论的深度和广度受限。

针对以上学情，本节课的教学设计将注重以下几个方面：首先，通过实际问题引入，激发学生的学习兴趣，提高课堂参与度；其次，通过逐步引导和问题解决，帮助学生逐步理解万有引力定律的推导过程，提升学生的抽象思维和逻辑推理能力；最后，通过小组合作和实验活动，培养学生的科学探究精神和团队合作能力，同时关注不同学生的学习需求，提供个性化的学习支持。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（万有引力模拟装置、天平、计时器等）

-课程平台：学校内部教学平台，用于发布教学资料和在线测试

-信息化资源：万有引力定律相关的科普视频、在线学习资源、科学杂志文章摘要

-教学手段：PPT演示文稿、教学视频片段、黑板板书、实物模型展示、课堂讨论五、教学过程设计导入环节（5分钟）

1.展示宇宙航行的图片或视频，引导学生思考宇宙中物体运动的规律。

2.提出问题：“为什么地球上的物体都会受到重力作用？宇宙中的天体是如何相互吸引并保持运动状态的？”

3.学生自由讨论，教师简要总结，引出本节课的主题“万有引力与宇宙航行”。

讲授新课（20分钟）

1.万有引力定律的提出背景（2分钟）

-介绍开普勒行星运动定律的发现过程。

-引出牛顿对万有引力定律的猜想。

2.牛顿万有引力定律的推导（8分钟）

-通过牛顿第二定律和圆周运动的知识，引导学生推导万有引力定律。

-展示推导过程中的关键步骤，强调公式的推导过程。

3.万有引力定律的应用（5分钟）

-举例说明万有引力定律在宇宙航行中的应用，如卫星轨道计算、星际探测器发射等。

-分析万有引力定律在航天工程中的重要性。

4.牛顿第三定律的应用（5分钟）

-介绍牛顿第三定律，并举例说明其在宇宙航行中的应用。

-引导学生思考牛顿第三定律与万有引力定律的关系。

巩固练习（10分钟）

1.课堂练习（5分钟）

-给出几个与万有引力定律相关的实际问题，让学生独立完成。

-教师巡视课堂，解答学生的疑问。

2.小组讨论（5分钟）

-将学生分成小组，讨论以下问题：

a.如何利用万有引力定律计算卫星的轨道？

b.在宇宙航行中，如何利用牛顿第三定律解决实际问题？

-各小组派代表分享讨论结果，教师点评。

课堂提问（5分钟）

1.教师提问（3分钟）

-针对课堂内容，提出几个问题，引导学生思考。

-学生回答，教师点评。

2.学生提问（2分钟）

-学生提问，教师解答。

师生互动环节（10分钟）

1.教师提问与解答（5分钟）

-教师提出与课堂内容相关的问题，引导学生深入思考。

-学生回答，教师点评。

2.小组合作与展示（5分钟）

-学生以小组为单位，合作完成以下任务：

a.利用万有引力定律计算卫星的轨道。

b.分析宇宙航行中的实际问题，提出解决方案。

-各小组派代表展示成果，教师点评。

1.教师总结（3分钟）

-总结本节课的主要内容，强调万有引力定律在宇宙航行中的重要性。

2.学生拓展（2分钟）

-学生思考：除了万有引力定律，还有哪些物理原理在宇宙航行中起到关键作用？

-教师引导学生思考，拓展学生的知识面。

教学过程设计结束。六、学生学习效果学生学习效果主要表现在以下几个方面：

1.知识掌握方面：

-学生能够理解并记住开普勒行星运动定律和牛顿的万有引力定律的基本内容。

-学生能够运用万有引力定律解释和分析一些日常生活中的现象，如地球上的重力、卫星的轨道运动等。

-学生能够根据牛顿第三定律，理解物体间相互作用的性质，并应用于宇宙航行中的实际问题。

2.能力提升方面：

-学生的抽象思维能力得到增强，能够通过物理原理推导出万有引力定律。

-学生的逻辑推理能力得到提升，能够在分析问题时运用已学知识进行合理的推断。

-学生的实验操作能力得到锻炼，通过实验模拟活动，学生能够更好地理解万有引力定律的实际应用。

3.素质培养方面：

-学生的科学探究精神得到激发，对科学问题的好奇心和求知欲增强。

-学生的团队合作能力得到培养，通过小组讨论和合作解决问题，学生学会了分工合作和沟通协调。

-学生的学习兴趣和动力得到提升，通过了解宇宙航行中的物理原理，学生对物理学科产生了更深的兴趣。

4.实践应用方面：

-学生能够将万有引力定律应用于实际问题，如计算卫星轨道、分析星际探测器的设计等。

-学生能够理解物理学在航天工程中的重要性，认识到物理知识在现代社会中的应用价值。

-学生能够通过实践活动，增强解决实际问题的能力，为将来的学习和职业生涯打下基础。

5.综合素质方面：

-学生的批判性思维能力得到锻炼，能够对所学知识提出质疑，并进行深入思考。

-学生的自主学习能力得到提高，能够独立查找资料、解决问题，并在学习过程中进行自我反思。

-学生的社会责任感得到培养，认识到物理学在推动科技发展和人类进步中的作用。七、作业布置与反馈作业布置：

1.理论作业：

-完成教材中关于万有引力定律的相关习题，包括选择题、填空题和计算题。

-分析并解释牛顿第三定律在宇宙航行中的应用实例。

2.实践作业：

-设计一个实验方案，验证万有引力定律在地球表面附近的应用。

-利用计算机软件或物理实验装置，模拟卫星绕地球运动的轨迹，并分析影响卫星轨道的因素。

3.思考题：

-写一篇短文，探讨万有引力定律在航天工程中的重要性，并提出一些建议，以优化卫星轨道设计。

作业反馈：

1.及时批改作业，确保每位学生的作业都能得到及时的反馈。

2.对学生的作业进行详细的批改，包括对答案的正确性、解题过程的合理性以及语言表达的规范性进行评价。

3.对于作业中存在的问题，给出具体的改进建议，如：

-对于理论作业，指出学生是否理解了万有引力定律的基本原理，是否能够正确运用公式进行计算。

-对于实践作业，评估学生的实验设计是否合理，实验数据是否准确，分析是否深入。

-对于思考题，评价学生的观点是否具有创新性，论述是否清晰，论据是否充分。

4.通过课堂讨论或个别辅导，帮助学生解决作业中的难题，确保学生能够理解和掌握所学知识。

5.定期收集学生的作业反馈，了解学生的学习进度和存在的问题，调整教学策略，提高教学效果。

6.鼓励学生之间相互学习和交流，通过小组讨论和合作，共同提高解题能力和团队合作能力。

7.对于表现优秀的学生，给予表扬和奖励，激发学生的学习积极性；对于存在困难的学生，给予更多的关注和帮助，确保每个学生都能在物理学科上取得进步。八、内容逻辑关系①万有引力定律的提出背景

-开普勒行星运动定律的发现

-牛顿对万有引力定律的猜想

②牛顿万有引力定律的推导

-牛顿第二定律：F=ma

-圆周运动：向心力F=mv²/r

-万有引力定律公式：F=G(m1m2)/r²

-引力常数G的定义和数值

③牛顿第三定律的应用

-相互作用力与反作用力

-牛顿第三定律在宇宙航行中的应用实例

④万有引力定律的应