2024-2025学年新教材高中物理 第七章 2 万有引力定律教学实录 新人教版必修2

2024-2025学年新教材高中物理第七章2万有引力定律教学实录新人教版必修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：万有引力定律

2.教学年级和班级：高中二年级

3.授课时间：2024年10月15日，第2节课

4.教学时数：1课时核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究能力、科学思维能力以及科学态度与责任。通过探究万有引力定律的发现过程，学生将学会运用实验数据进行分析，培养批判性思维和问题解决能力。此外，课程还将引导学生认识到物理学在宇宙探索中的重要作用，激发学生对科学研究的兴趣和责任感。学情分析本节课针对的是高二年级的学生，他们在物理学科上已经具备了一定的基础，能够理解牛顿运动定律和简单曲线运动的相关知识。在知识层面，学生对力的概念和运动规律有一定的认识，但万有引力定律作为牛顿力学体系的重要组成部分，对于他们来说是一个新的概念，需要通过实验和理论分析来深入理解。

在能力方面，学生已经具备一定的实验操作能力和数据分析能力，但面对复杂的物理现象和理论推导时，他们的逻辑思维能力和抽象思维能力可能有所欠缺。因此，本节课的教学需要注重引导学生逐步建立物理模型，培养他们的逻辑推理和抽象思维能力。

在素质方面，学生普遍具备良好的学习态度，但对于物理学科的学习，部分学生可能存在畏难情绪，对抽象的物理概念和公式理解困难。此外，学生在合作学习方面表现良好，但独立解决问题的能力有待提高。

这些学情特点对课程学习产生以下影响：首先，教学过程中需要注重启发式教学，引导学生主动探究；其次，通过实验和实例帮助学生建立直观的物理模型，提高他们的学习兴趣；最后，通过小组讨论和问题解决活动，培养学生的合作能力和独立思考能力，为后续的物理学习打下坚实的基础。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：结合多媒体演示，讲解万有引力定律的历史背景和基本原理，帮助学生建立初步的概念。

2.实验法：通过设计简单的引力实验，让学生亲自动手，观察和记录实验数据，培养实验操作能力和数据分析能力。

3.讨论法：组织学生分组讨论，探讨引力现象在日常生活中的应用，激发学生的创新思维和问题解决能力。

教学手段：

1.多媒体课件：利用PPT展示引力公式、历史图片和实验视频，增强教学的直观性和趣味性。

2.互动软件：运用教学软件进行虚拟实验，让学生在虚拟环境中体验万有引力定律的实际应用。

3.教学模型：制作万有引力模型，让学生通过模型直观地理解引力作用和力的合成。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过提问“你们知道我们生活的地球是如何围绕太阳旋转的吗？”来引入话题，激发学生的好奇心。

-回顾旧知：简要回顾牛顿第一定律和第二定律，以及圆周运动的相关知识，为万有引力定律的学习打下基础。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：详细讲解万有引力定律的发现过程，包括开普勒定律、牛顿的思考以及引力常数的测定。

-举例说明：通过地球绕太阳的运动、月球绕地球的运动等实例，帮助学生理解万有引力定律的应用。

-互动探究：组织学生讨论“为什么地球和月球之间的引力会使月球围绕地球运动？”等问题，引导学生思考并得出结论。

3.实验演示（约10分钟）

-实验准备：展示万有引力实验装置，包括两个小球和弹簧测力计。

-实验操作：演示如何使用弹簧测力计测量两个小球之间的引力，并引导学生观察实验现象。

-数据分析：引导学生记录实验数据，分析引力与距离、质量之间的关系。

4.计算练习（约15分钟）

-学生活动：让学生根据万有引力定律计算两个物体之间的引力大小。

-教师指导：对于学生的计算过程，教师及时给予指导和帮助，确保学生理解计算方法。

5.应用拓展（约10分钟）

-应用实例：介绍万有引力定律在航天、地质、气象等领域的应用实例。

-思考讨论：引导学生思考万有引力定律在实际生活中的应用，如卫星通信、地球内部结构研究等。

6.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：发放练习题，让学生独立完成，巩固对万有引力定律的理解和应用。

-教师指导：巡视课堂，解答学生在练习过程中遇到的问题，确保学生掌握知识点。

7.总结反思（约5分钟）

-教师总结：回顾本节课的主要内容，强调万有引力定律的重要性和应用价值。

-学生反思：引导学生反思本节课的学习过程，总结自己的收获和不足。

8.布置作业（约5分钟）

-作业内容：布置与万有引力定律相关的课后作业，如计算题、应用题等。

-作业要求：提醒学生按时完成作业，并对作业质量提出要求。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握程度

-学生能够准确地理解万有引力定律的基本概念，包括引力常数的定义、引力公式以及引力与质量、距离的关系。

-学生能够运用万有引力定律解释和预测简单的引力现象，如地球绕太阳的运动、月球绕地球的运动等。

-学生能够通过计算练习，独立完成涉及万有引力定律的物理问题，如计算两个物体之间的引力大小。

2.能力提升

-实验操作能力：通过实验演示和数据分析，学生的实验操作能力和数据分析能力得到提升。

-逻辑思维能力：在探究万有引力定律的过程中，学生的逻辑思维能力得到锻炼，能够运用科学方法分析问题。

-问题解决能力：通过讨论和应用拓展，学生的问题解决能力得到增强，能够将理论知识应用于实际情境。

3.态度与价值观

-科学探究兴趣：学生对物理学和宇宙探索的兴趣得到激发，愿意进一步学习相关知识。

-科学态度：学生在学习过程中培养了实事求是、严谨求实的科学态度。

-社会责任感：学生认识到物理学在科技发展和社会进步中的重要作用，增强了社会责任感。

4.应用能力

-实际应用：学生能够将万有引力定律应用于实际生活，如解释卫星通信、地球内部结构研究等领域的现象。

-创新思维：在讨论和应用拓展环节，学生展现了创新思维，提出了新的观点和解决方案。

5.团队合作与沟通能力

-小组讨论：学生在小组讨论中积极参与，能够有效沟通和协作，共同完成任务。

-交流分享：学生在课堂上积极分享自己的学习心得和实验结果，提高了沟通能力。典型例题讲解1.例题：已知地球半径为6.4×10^6m，地球表面重力加速度为9.8m/s^2，求地球的质量。

解答：根据万有引力定律，地球表面重力加速度g可以表示为：

g=G*M/R^2

其中，G为万有引力常数，M为地球质量，R为地球半径。

解方程得：

M=g*R^2/G

代入已知数值：

M=9.8m/s^2*(6.4×10^6m)^2/6.674×10^-11N·m^2/kg^2

M≈5.97×10^24kg

2.例题：两个质量分别为m1和m2的物体，相距r，求它们之间的引力。

解答：根据万有引力定律，两个物体之间的引力F可以表示为：

F=G*m1*m2/r^2

其中，G为万有引力常数。

代入已知数值：

F=6.674×10^-11N·m^2/kg^2*m1*m2/r^2

3.例题：一颗卫星绕地球做圆周运动，周期为T，求卫星的轨道半径。

解答：卫星绕地球做圆周运动时，向心力由万有引力提供，即：

G*M*m/r^2=m*v^2/r

其中，M为地球质量，m为卫星质量，r为轨道半径，v为卫星速度。

卫星的速度v可以表示为：

v=2πr/T

代入向心力公式得：

G*M/r^2=(2πr/T)^2/r

解方程得：

r=(G*M*T^2)/(4π^2)

4.例题：一颗行星绕太阳做椭圆运动，近日点距离为r1，远日点距离为r2，求行星的平均轨道半径。

解答：行星绕太阳做椭圆运动时，根据开普勒第二定律，行星在相等时间内扫过的面积相等。因此，行星的平均轨道半径R可以表示为：

R=(r1+r2)/2

5.例题：一颗卫星绕地球做圆周运动，已知地球半径为R，卫星的轨道半径为r，求卫星的线速度。

解答：卫星绕地球做圆周运动时，向心力由万有引力提供，即：

G*M*m/r^2=m*v^2/r

其中，M为地球质量，m为卫星质量，r为轨道半径，v为卫星速度。

解方程得：

v=√(G*M/r)

代入已知数值：

v=√(6.674×10^-11N·m^2/kg^2*5.97×10^24kg/r)教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上积极参与讨论，对于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教师的讲解，理解并复述出万有引力定律的主要内容。在实验演示环节，学生的观察能力和实验操作能力得到了锻炼，能够准确地记录实验数据。

2.小组讨论成果展示：

在小组讨论环节，学生能够提出自己的观点，并与其他成员进行有效的沟通和交流。讨论成果展示时，各小组能够清晰地阐述自己的发现和结论，体现了团队合作和集体智慧。讨论过程中，学生对于万有引力定律的应用有了更深入的理解。

3.随堂测试：

通过随堂测试，可以评估学生对万有引力定律知识的掌握程度。测试结果显示，大部分学生能够正确解答与万有引力定律相关的计算题和应用题。但也存在部分学生在理解引力公式和计算过程中出现错误的情况，需要教师在课后进行个别辅导。

4.学生自评与互评：

学生在课后进行自评和互评，反思自己在课堂上的表现和学习效果。自评内容包括对知识的理解程度、实验操作的熟练度以及团队合作的表现。互评则是对同学在学习过程中的优点和不足进行评价，有助于学生之间的相互学习和共同进步。

5.教师评价与反馈：

针对学生在课堂上的表现和测试结果，教师进行以下评价与反馈：

-对知识掌握较好的学生，鼓励他们继续深入研究，拓展相关知识领域。

-对在实验操作和计算过程中出现错误的学生，教师进行个别辅导，帮助他们理解和掌握相关知识点。

-对在小组讨论中表现积极的学生，给予表扬和肯定，激发他们的学习热情。

-教师通过课后作业和辅导，针对学生在学习过程中遇到的困难，提供针对性的帮助和指导。

-教师定期组织复习课，帮助学生巩固所学知识，提高学习效果。内容逻辑关系①万有引力定律的提出背景

-开普勒定律的总结

-牛顿对天体运动的思考

-万有引力常数的测定

②万有引力定律的基本内容

-引力公式：F=G*m1*m2/r^2

-引力常数的定义