高中2 万有引力定律教案设计

这是一份高中2 万有引力定律教案设计，共5页。教案主要包含了科学家对行星绕太阳运动的猜想，月地检验，牛顿万有引力定律等内容，欢迎下载使用。

课 题
人教版高中物理·必修·第二册
第七章第2节 万有引力定律
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
班级五中 高一年级
授课时间
年 月 日
教学内容分析
课标要求：
理解万有引力定律的推导过程，认识在发现科学规律的过程中大胆猜想与严格求证的重要性
知道万有引力存在于任意两个物体间，知道其表达式和适用范围，知道公式中的r的物理意义，会用万有引力定律求解相关问题
了解引力常量G的测量方法及其测定在科学史上的重大意义
教材分析：万有引力定律这一节是本章的重点，是对前一节课内容的延伸，也是下节课教学内容的基础。教材在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，通过月—地检验让学生体会万有引力定律的推导过程，亲自证实了天上的力和地上的力遵守相同的规律——万有引力定律。
通过对万有引力定律内容的分析学习，让学生知道万有引力定律的性质和适用条件，重点学会用定律解决相关题型。为下一节打好坚实的基础。
学情分析
知识储备：学生已经学习了与本节内容相关的知识。如牛顿运动定律、圆周运动、开普勒三定律等，理论上已经具备了接受万有引力定律的能力。同时，近几年我国在航天事业上成就突飞猛进，这对学生学习关与宇宙、航天、卫星等相关知识有极大的促进作用。为本节课打下了基础，同时激发了学生对天体运动知识的学习兴趣，挑起了学生的求知欲望。
能力基础：学生已经具备了一定思维能力和简单问题的逻辑推理、分析能力，具有一定的将物理模型和数学知识相结合进行简单推导的能力，有一定的对物理现象的分析能力。但是学生对物理现象的认识、理解只停留在感性认识上、简单理解上，对问题的本质深入探究能力有所不足，对数模结合问题的推导能力有所欠缺。
思维能力： 通过本节知识的学习，让学生形成科学的探究思维，体会本节是一种演绎思维和归纳思维相结合的推理知识建构结构，同时让学生明白，物理理论必须接受实践的检验
核心素养
物理观念：学生知道万有引力定律的内容和公式。知道行星按一定轨道运动的根本原因是万有引力，明白万有引力定律在任何两个物体间都存在。牛顿万有引力提供了描述和预测远距离物体间引力影响的数学模型。
科学思维：通过牛顿对万有引力的发现和推导、验证过程，培养学生的模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新的科学思维。
科学探究：通过对万有引力的发现和推导、验证总结过程，培养学生问题提出、交流、解释、证据、反思的科学探究能力
科学态度与责任：感受自然界任何物体间引力的关系，从而体会大自然的奥秘。通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的实验，让学生体会科学家们勇于探索、永不知足的精神和发现真理的曲折与艰辛。

教学准备
多媒体课件、苹果
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
活动一：导入新课
（一）检测导学案完成情况
1.检查前一节课后习题完成情况：
2.小组讨论导学案复习内容。
（1）巡视导前一节的课后习题情况；
（2）必要时可选讲导学案复习内容。
（1）小组长统计组内得分情况；
（2）小组讨论导学案复习内容。
（1）导学案完成小组评分；
（2）表扬完成优秀的同学；
（3）鼓励学生努力学习。
（二）展示学习目标
1、知道万有引力定律得出的思路和过程，通过月—地检验证明了天上行星之间的引力和地球上物体的重力是同种性质的力。
2、能通过建立简单的圆周运动模型来推导万有引力定律的公式。
3、能准确理解万有引力定律并会用万有引力定律公式解决相关问题。
3、了解卡文迪许通过扭称测出了引力常量并明白万有引力常量的意义。
让学生 明确学习目标，做到有的放矢；
课后根据目标，学生自我评价得失情况。
（三）情境导入
开普勒三定律的回顾
1、开普勒的三定律的内容是什么？
2、教师手拿一枚苹果提问：“看到这枚苹果想到了什么？”
3、牛顿是如何发现万有引力定律的呢？
1、学生回答（单人）
2、学生思考，想到与苹果相关的人或物（苹果掉到牛顿头上，从而发现万有引力定律）
（1）检验学生对上一节内容的掌握情况
2、主要目的是让学生想到牛顿和万有引力，一起学上思考，万有引力怎么来的
新课教学
活动二：行星运动原因猜测
介绍伽利略、开普勒、笛卡尔、胡克、牛顿对行星围绕太阳运动原因的猜测
请同学们观看教材49页内容，回答下列问题
书上关于科学家对行星运动原因猜测分别是什么？
教师针对学生的回答进行补充，PPT展示内容
学生看书思考，然后回答教师提出的问题
让学生形成科学探究思维：问题的提出→猜想与假设
活动三：行星与太阳间的引力
行星与太阳间的引力（重点）
构建物理模型、简化物理模型，建立行星绕太阳做匀速圆周运动模型
运用数学知识和物理模型推导太阳对行星引力表达式
利用牛顿第三定律结合太阳对行星引力表达式，推导出引力公式
教师引导学生建立简化圆周运动模型，让学生看书和同学间相互协作推导太阳对行星引力公式
F=4Π2mr/T2
结合开普勒第三定律得
F=4Π2km/r2
结论:太阳对行星的引力与行星质量成正比，与距离二次方成反比
结合牛顿第三定律得到：
F=GMm/r2
1、学生看书
2、学生利用前面学习过匀速圆周运动知识进行推导
科学探究：模型的简化建立→演绎与推导
培养学生的数学推导能力和同学间的合作交流能力
通过从第谷的数千个数据导开普勒行星运动定律再到牛顿得到引力表达式，让学生体会到认识越深刻，表诉就 越简洁，含义就越丰富。获得真知的喜悦和审美感受总是激励科学家不断探索。我们也要有这样的求取精神
活动四：月-地检验
牛顿的思考:“天上”的力和“人间”的力是否是同一性质的本源
月-地检验（难点）
理论结果：a月/g=1/602
实际观测a月=4Π2r/T2=2.7*10-3m/s2
a月/g=1/602
理论与实际观测结果一致，证明猜想的正确性
如果使苹果下落的重力和使月球绕着地球运动的力是同太阳与行星间的引力是同一性质的力，那么，他们同样要满足 与距离的二次方成反比的规律。那么它们运动的加速度之比应等于距离r二次方的反比。
如果满足这个规律，那么引力公式就不仅适用于太阳与行星之间，还适用于地月间，在推广，应适用于万事万物。
月地检验：建立模型，查找数据，验证。Rd=6400km 月球于地球间的距离r=3.8*108m 月球的公转周期T=27.3天
学生利用查找到的数据进行计算，看加速度之比是否满足平方反比关系
让学生体会成功的喜悦。
培养学生的数学运算能力
活动五：万有引力定律和引力常量
牛顿万有引力定律（重点）：
内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与它们质量的m1、m2的乘积成正比，与它们间距离的二次方成反比，引力在两物体连线上
公式：F=Gm1m2/r2
理解：1、普遍适用性 质点
对于质量分布均匀且有一定距离的球体，r指两球心距离
G是万有引力常量 G=6.67*10-11Nm2/kg2
G值是英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验测出
安排学生看书，总结归纳得出万有引力定律的内容和公式
让学生阅读拓展学习内容，知道引力常量测量
同时让学生明白G值测量的历史意义：证明了万有引力定律的正确性、让人们能够直接利用万有引力进行定量测量
学生看书和总计归纳
培养学生总结归纳能力
通过得出万有引力定律，让学生体会复杂运动的背后可能隐藏着简洁的科学规律。
明白放大发在物理学中的运用
活动六：课堂训练
练习与巩固
课件展示习题，巡查学生完成情况
1.自主完成
2.小组交流
评价完成情况，表扬优秀学生，鼓励未完成的学生，纠正错误做法。
活动七：课堂小结
学到了什么？
引导学生小结
小组讨论，总结本节课得失
活动六：作业设计
P54 练习与应用
1、2、3题
指导学生完成练习，面批练习。
按要求完成练习。
从完成情况和书写情况等方面进行评价。
主板书设计
§7.1万有引力定律
一、科学家对行星绕太阳运动的猜想
二、牛顿对太阳与行星间引力的推导和公式
三、月地检验
检验方法：物体在月球轨道上绕地球运动的加速度是否等于在地球上下落加速度的1/602
四、牛顿万有引力定律
1、内容
2、公式
3、理解
4、G值的测量和历史意义
教学反思