7.3万有引力理论的成就 教案

・万有引力理论的成就教案73《

7.3万有引力理论的成就》选自人教版高中物理必修二，本章节在学生对力的概念、牛顿第

一、二定律有一定理解的基础上，进一步探讨万有引力理论及其在天文学上的成就通过学习，学生能掌握万有引力定律的表述、应用，理解天体运动的基本原理，认识万有引力理论在探索宇宙中的重要作用，如解释行星运动规律、预测海王星等，培养科学思维与探索精神教学内容与课本紧密关联，符合高中物理教学实际需求核心素养目标

二、核心素养目标学情分析本节课面向的是高中二年级学生，他们在前一阶段的学习中已经掌握了牛顿运动定律、圆周运动等基本物理概念，具备了一定的物理推理和问题解决能力然而,在理解万有引力定律的抽象性和复杂性方面，学生可能存在一定难度知识层面上，学生对天文学的兴趣较高，但对万有引力理论的具体应用和深层物理意义认识不足能力上，学生的数学运算和逻辑思维能力有待加强，这对于理解万有引力定律中的数学表达式和推导过程至关重要素质方面，学生的合作探究能力和科学思维能力有待提升，这对课程学习的深度和广度将产生影响止匕外，学生在日常学习中可能形成的依赖教师讲解的习惯，可能影响他们在本节课中自主学习、主动探究的效果因此，教学中需注重启发式教学，引导学生主动构建知识体系，培养其独立思考和解决问题的能力教学方法与手段教学方法

1.讲授法通过生动的语言和实例，讲解万有引力定律的发现过程、定律内容及其在天文学上的应用，加深学生对理论知识的理解

2.讨论法组织学生分组讨论，分析万有引力定律的推导过程，以及其在不同情境下的应用，激发学生的思考和探究兴趣

3.实验法设计简单的模拟实验，如用弹簧测力计模拟行星间的引力，让学生亲身体验，增强对万有引力概念的理解教学手段

1.多媒体设备运用PPT、视频等展示万有引力定律的发现历程、天体运动图像等，增强视觉效果，提高学生的学习兴趣

2.教学软件运用物理模拟软件，如PhET,让学生自主探索万有引力定律，直观感受天体运动规律

3.网络资源提供相关科普文章、在线课程等，拓展学生的知识视野，促进自主学习教学实施过程

1.课前自主探索教师活动-发布预习任务通过学校在线学习平台，发布关于万有引力定律的预习资料，包括定律的历史背景和基本概念-设计预习问题围绕万有引力定律的发现过程，提出问题，如“牛顿是如何发现万有引力定律的？”“定律如何描述天体间的相互作用？”-监控预习进度通过学习平台的数据反馈，了解学生的预习情况，确保学生为新课做好准备学生活动-自主阅读预习资料学生按照预习要求，阅读相关资料，初步理解万有引力定律-思考预习问题对提出的问题进行独立思考，记录自己的理解和新产生的疑问-提交预习成果将预习笔记、疑问等通过平台提交，为课堂讨论做准备教学方法/手段/资源-自主学习法鼓励学生独立探索新知识，培养自主学习能力-信息技术手段利用在线平台，实现资源共享和预习进度监控作用与目的-帮助学生了解万有引力定律的背景和基本概念，为课堂学习打下基础-培养学生的自主学习能力和提出问题的能力

2.课中强化技能教师活动-导入新课通过讲述牛顿观察苹果落地的故事，引出万有引力定律-讲解知识点详细讲解万有引力定律的数学表达式和物理意义，结合行星运动的实例-组织课堂活动设计小组讨论，分析行星运动规律，进行角色扮演，模拟科学家探究过程-解答疑问针对学生的疑问，进行个别指导或集体解答学生活动；-听讲并思考认真听讲，对讲解的知识点进行深入思考-参与课堂活动在小组讨论中积极发言，通过角色扮演体验科学探究过程-提问与讨论对不解之处提出问题，与同学和老师进行讨论教学方法/手段/资源-讲授法通过讲解，帮助学生深入理解万有引力定律-实践活动法通过小组讨论和角色扮演，加强学生对定律的理解和应用-合作学习法通过团队协作，培养学生的合作精神和沟通技巧作用与目的-加深学生对万有引力定律的理解，掌握其应用-通过实践活动，提高学生的动手能力和问题解决能力-培养学生的团队合作和沟通能力

3.课后拓展应用教师活动-布置作业根据课程内容，布置相关的习题和思考题，巩固学习成果-提供拓展资源向学生推荐相关的科普文章、视频等，以便于学生深入拓展学习-反馈作业情况及时批改作业，给予学生反馈，指导学生改进学生活动-完成作业认真完成作业，巩固课堂上学到的知识和技能-拓展学习利用拓展资源，对万有引力定律进行更深入的研究-反思总结对自己的学习过程进行反思，总结学习收获和不足教学方法/手段/资源-自主学习法鼓励学生在课后自主完成作业和拓展学习-反思总结法指导学生通过反思，提升自我认识和学习的深度作用与目的-巩固学生对万有引力定律的理解，提高解题能力-拓宽学生的知识视野，增强学习的兴趣和动力-通过反思，帮助学生识别自身的学习弱点，促进自我提升学生学习效果

1.知识与技能-理解并掌握万有引力定律的基本概念、表达式及其物理意义-能够运用万有引力定律解释行星运动规律，解决相关实际问题-学会运用数学工具，如圆周运动公式、牛顿运动定律等，对天体运动进行定量分析-通过课堂实验和实践活动，提高观察、分析和解决问题的能力

2.过程与方法-培养自主学习、合作学习和探究学习的能力，形成良好的学习习惯-学会运用信息技术手段，如在线学习平台、多媒体资源等，进行有效学习-在讨论、提问和解答过程中，提高表达、沟通和逻辑思维能力

3.情感态度与价值观-增强对物理学科的兴趣和热情，激发探索宇宙、追求科学真理的欲望-了解科学家牛顿的成就和科学精神，培养尊重科学、勇于创新的态度-通过学习万有引力定律，认识到自然界规律的普遍性和人类对自然界的探索能力具体表现如下

1.学生能够准确描述万有引力定律的发现过程，阐述其数学表达式和物理意义-例如在课堂讨论中，学生能够结合牛顿的苹果故事，解释万有引力定律的原理及其在天体运动中的应用

2.学生能够运用万有引力定律解决实际问题，如计算行星间的引力大小、预测行星运动轨迹等-例如在课后作业中，学生能够根据给定的行星质量和距离，运用万有引力定律计算出它们之间的引力，并分析其对行星运动的影响

3.学生在课堂实验和实践中，能够观察现象、分析问题，并提出合理的解释-例如在模拟行星运动的实验中，学生能够观察到随着距离的增加，引力的大小呈反比关系，从而加深对万有引力定律的理解

4.学生在小组讨论、提问和解答过程中，能够积极发表观点，倾听他人意见，形成良好的沟通和协作氛围-例如在讨论行星运动规律时，学生能够主动提问、分享自己的看法，并在小组内共同探讨问题的解决方案

5.学生能够运用信息技术手段，如在线学习平台、教学软件等，进行有效学习,提高学习效率-例如学生利用在线平台预习资料、提交作业，并通过平台与老师和同学互动,提高学习效果

6.学生通过学习万有引力定律，增强对自然界的敬畏和探索精神，培养科学素养-例如在课后拓展学习中，学生主动阅读科普文章、观看科普视频，深入了解宇宙的奥秘，激发对科学的热爱课堂

1.课堂评价-通过课堂提问，评估学生对万有引力定律的理解程度，如提问学生关于定律的表述、应用场景等问题，以此了解学生的掌握情况-观察学生在小组讨论、实验操作中的表现，评价学生的合作能力、动手能力和问题解决能力-在课堂练习和即时测试中，检测学生对万有引力定律数学表达式的运用能力，以及对行星运动规律的分析能力-及时发现学生在学习过程中的困惑和错误，针对共性问题进行集体讲解，对个性问题给予个别指导

2.作业评价-对学生的课后作业进行细致批改，关注学生在解题过程中的思维逻辑和计算准确性-给出具体的评价和建议，指出学生在知识掌握和运用方面的优点和不足-通过作业反馈，鼓励学生继续保持良好学习习惯，对存在的问题提出改进措施-定期对作业情况进行总结，调整教学策略，确保教学活动能够有效促进学生能力的提升课后作业

1.计算题-已知地球质量为M,某卫星质量为m,卫星绕地球做圆周运动的半径为r求卫星所受的万有引力大小-答案根据万有引力定律，F=G*M*m/M2,其中G为万有引力常数

2.分析题-地球表面附近有一物体，其质量为10kg计算物体所受的地球万有引力大小,并讨论如果物体上升到距地面100km的高空，万有引力的大小如何变化-答案在地球表面，F=G*M*m/RA2,其中M为地球质量，R为地球半径上升到100km高空，半径增加，引力大小将减小

3.应用题-如果要发射一颗卫星进入地球同步轨道，该轨道距地面大约为

3.6x10%km计算卫星所受的地球万有引力大小，并讨论如何通过调整卫星的速度来维持其在该轨道上的稳定运行-答案卫星所受引力F=G*M*m/”2,为保持稳定运行，卫星的速度应使其所受的向心力等于该引力，即mvA2/r=G*M*m/32,解得v=YG*M/r

4.探究题-牛顿发现万有引力定律后，曾尝试计算地球的质量假设地球半径为6400km,地球表面重力加速度为

9.8m/s人2,试根据万有引力定律推导地球的质量-答案mg=G*（M*m）/RA2,其中g为重力加速度，R为地球半径解得M=g*RA2/Go

5.综合题-某行星质量为地球质量的10倍，半径为地球半径的2倍求该行星表面的重力加速度，并比较与地球表面的重力加速度-答案该行星的重力加速度g=G*（M，*m）/R1A2,其中M，为行星质量，R为行星半径由于10M,R=2R,代入可得g=（G*10M*m）/（2R）A2=

2.5*g（地球表面的重力加速度）教学反思在本节课的教学中，我主要采用了讲授法、讨论法和实验法相结合的方式来传授万有引力定律通过生动的语言和实例，我讲解了万有引力定律的发现过程、定律内容及其在天文学上的应用同时，我组织学生进行了小组讨论，让他们分析万有引力定律的推导过程，以及其在不同情境下的应用止匕外，我还设计了一些简单的模拟实验，让学生亲身体验，增强对万有引力概念的理解在教学过程中，我发现学生们对万有引力定律表现出浓厚的兴趣，他们积极参与讨论，提出问题，并尝试解决实际问题通过课堂实验和实践活动，学生们提高了观察、分析和解决问题的能力同时，我也注意到了一些问题部分学生在理解万有引力定律的抽象性和复杂性方面存在一定难度，需要我在教学中更加耐心和细致地解释在课后作业的布置上，我注重了学生对万有引力定律的应用和拓展我布置了一些计算题、分析题和应用题，让学生能够将所学知识运用到实际问题中通过这些练习，学生们加深了对万有引力定律的理解，并提高了他们的解题能力在教学评价方面，我通过课堂提问、观察和测试等方式，了解学生的学习情况，并及时发现问题并进行解决我也对学生的作业进行了认真批改和点评，及时反馈学生的学习效果，并鼓励学生继续努力在课后作业的补充和说明中，我举了一些典型的题型，并给出了详细的解答这些题型涵盖了万有引力定律的应用、计算和综合分析等方面，旨在巩固学生对知识的理解和运用能力在教学反思中，我认识到教学过程中存在的一些问题例如，部分学生对万有引力定律的理解不够深入，需要我在教学中更加注重启发式教学，引导学生主动构建知识体系止匕外，我也意识到需要更加关注学生的学习进度和个体差异，给予个别指导和支持。