高中物理-万有引力定律教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE1PAGE教学设计“万有引力定律”是高一物理曲线运动动力学部分“万有引力与航天”一章中的重要内容，而新课程理念下实验教科书安排，先认识太阳与行星间引力规律，再学习万有引力定律是有其道理的，这既符合历史事实，更主要是为了培养学生的探究思维能力和逻辑分析能力。在设计本节教案时，充分考虑这一新要求设计了如下的教学程序： 首先，通过视频让学生了解牛顿的在天文物理中的贡献及发现万有引力定律的过程，论证万有引力的存在过程：从太阳与行星间引力的作用出发，根据类比事实将“平方反比关系”的作用力进行猜想和假设，检验和推广，引导学生认识科学研究活动中根据事实和分析推理进行猜想、假设和验证的重要性，在科学方法上它是本节课的重点，也是难点。 然后，结合“月—底检验”培养学生“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”的探究思维意识和能力。让学生体会论证过程。 其次，我们按学习物理规律的常规方法学习了万有引力定律，对其理解以及其内容和表达公式是本节课的重点；对万有引力及其规律、物体间距离的理解是本节课的难点。 最后，通实验视频了解引力常量的测量，认识引力常量的测量与发现万有引力定律的时间差，引导学生认识普通常见物体间的万有引力太小而不易测量是造成100多年时间差的主要原因；认识学习中互相协作、互相借鉴的重要意义，培养其团队精神。学情分析经上节内容中，学生用所学的“圆周运动”、“开普勒行星运动定律”和“牛顿运动定律”知识，经历了一系列科学探究过程，得出了太阳与行星间的引力特点，学生对天体运动的研究产生了极大的兴趣和求知欲。本节课教师再引导学生从太阳与行星间引力的规律出发，通过视频引导学生牛顿是如何发现万有引力定律及论证过程，根据类比事实将“平方反比关系”的作用力进行猜想，假设和推广，从太阳对行星的引力到地球对月球的引力，再到任意物体间的吸引力都满足“平方反比的关系”。通过视频理解万有引力的发现过程，学生会带着好奇和探究意识以及必要的检验论证，一路探究下去，最终得出万有引力定律。使学生在理解掌握万有引力定律的基础上，培养了探究思维能力和良好的思维品质，为学生终身发展打下基础。效果分析借助影片展示将要学习的知识，为学生创设情境，让他们在感慨和刺激中学习。本章内容“注重科学探究，提倡教学方式多样化”，即以物理知识和技能为载体，改革以书本为主、实验为辅的传统教学模式，将现代信息技术、多媒体技术应用于物理教学中。播放牛顿发现万有引力的历史过程视频，让学生领略科学的神奇，并由此产生问题，带着问题去学习。通过以上一件小事，我反思我在教学中存在的很多问题。首先，落实不到位。本来应该当时落实没能及时落实。再有就是教学过于死板，平时让学生参与的机会较少，总是满足于自己一言堂。不给学生机会出错，而学生从自己的错误中得到的认识会更加深刻。卡文迪许扭称实验视频，让学生掌握科学理论需要事实来验证。因此，在今后的教学中，只有不断的充实自己提高自己，不断的向周围的人学习和请教，为早日成为一名合格的教师而努力。教材分析万有引力定律是本章的核心，从内容性质与地位上看，本节内容是对上一节“太阳与行星间的引力”的进一步外推，即：从天体运动推广到地面上任何物体的运动；又是下一节掌握万有引力理论在天文学上应用的学习的基础。本节重点内容是领会牛顿分析自然现象得出万有引力定律的思想过程，引导学生理解万有引力定律的推导思路和过程，掌握万有引力定律的内容及表达公式，知道万有引力定律得出的意义，知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。本节难点是物体间距离的理解。另外本节内容还注重是对学生“科学方法”教育和“情感态度与价值观”的教育：使学生认识科学研究过程中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性，培养学生的推理能力、概括能力和归纳总结能力。本节结合“月—地检验”，经历思维程序“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”培养学生探究思维能力；使学生学习科学家们坚持不懈、勇往直前和一丝不苟的工作精神，培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质。测评练习1．牛顿发现万有引力定律的思维过程是下列的 ()．A．理想实验——理论推导——实验检验B．假想——理论推导——实验检验C．假想——理论推导——规律形成D．实验事实——假想——理论推导2．关于引力常量，下列说法正确的是()． A．引力常量是两个质量为1kg的质点相距1m时的相互吸引力B．牛顿发现了万有引力定律，给出了引力常量的值C．引力常量的测定，证明了万有引力的存在D．引力常量的测定，使人们可以测出天体的质量3．两位质量各为50kg的人相距1m时，他们之间的万有引力的数量级约为()．A．10－7N B．107NC．10－11N D．1011N4．地球质量大约是月球质量的81倍，一飞行器位于地球与月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，飞行器距月球球心的距离与月球球心距地球球心之间的距离之比为()A．1∶9B．9∶1C．1∶10D．10∶15．设想把物体放到地球中心，则此物体与地球间的万有引力为（）A零B无穷大C某一有限值D无法确定6．假设地球自转速度达到使赤道上的物体能“飘”起来(完全失重)．试估算一下，此时地球上的一天等于多少小时？(地球半径取6.4×106m，g取10m/s2)考点补偿练习：万有引力和重力的区别和联系万有引力对物体的作用效果可以等效为两个力的作用，一个是重力mg，另一个是物体随地球自转需要的向心力F向，可知：地面上的物体的重力随纬度的增大而增大，故重力加速度g从赤道到两极逐渐增加。在两极：重力等于万有引力，重力加速度最大。在赤道：F万=F向+mg由于地球的自转角速度很小，地球自转带来的影响很小，一般情况下认为：GMm/r2=mg，距地面越高，物体的重力加速度越小，距地面高度为h处的重力加速度为g’=（r/(r+h)）2g,其中r为地球半径，g为地球表面重力加速度。自测题：1．假如地球自转速度增大，关于物体的重力，下列说法中正确的是 ()． A．放在赤道地面上物体的万有引力不变B．放在两极地面上物体的重力不变 C．放在赤道地面上物体的重力减小D．放在两极地面上物体的重力增大2．万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律，以下说法正确()．A．物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的B．人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大C．人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供D．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用3．在离地面高度等于地球半径的高度处，重力加速度的大小是地球表面的重力加速度的()A．2倍B．1倍C.eq\f(1,2)倍D.eq\f(1,4)倍4．1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16km.若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同．已知地球半径R＝6400km，地球表面重力加速度为g.这个小行星表面的重力加速度为()A．400gB.eq\f(1,400)gC．20gD.eq\f(1,20)g课后反思物理学科的教学，讲究的是科学性、严谨性、条理性。因此，有些表面上看起来相近的事物，其本质却是大相径庭。而在日常的教学中有些规律我们自认为给学生以讲的原理明确，条理清淅。但在学生理解时却总是表现的似是而非，模棱两可，这时就要求老师给他们指出一条迷雾中的光明之路。在第五章《万有引力》的教学过程中，我就遇到了这样的一个问题。下面就是我对此的一点反思。在第五章学习了万有引力定律后，教材研究了天体的运动，卫星的运动。对于这些运动，都近似认为是匀速圆周运动，而由于地球本身也在自转，地球上的物体也随地球一起字转，也同样在做匀速圆周运动。研究匀速圆周运动，着眼点一般是向心力由谁提供，由向心力产生的向心加速度如何随物体的位置的改变而改变的规律等方面。在此，由于情况类型较多，有多有相似之处，所以学生分析起来往往感到困难，容易混淆，也容易出错。课标分析（1）猜想I：“天上”的力与“人间”的力可能出于同一本源？通过上节的分析，对于行星的运动规律可以解释了。但是，牛顿接着设想：太阳与行星间的引力使得行星不能飞离太阳；而地面上的物体，如：苹果被抛出后总要落回地面，是什么力使得苹果不离开地球呢？是否也是由于地球对苹果的引力造成的？地球对苹果的引力和太阳对行星的引力是否根本就是同一种力呢？若真是这样，物体离地面越远，其受到地球的引力就应该越小，可是，地面上的物体距地面很远时，如在高山上似乎重力没有明显的减弱？还不够远吗？这样的高度比起天体之间的距离来，真的不算远！再往远处设想，如果物体延伸到月球那么远，物体是否也会向月球那样围绕地球运动？地球对月球的力、地球对地面上物体的力、太阳对行星的力，也许真是同一种力？建议在教学中，通过启发式的设问，使牛顿的想法能够激发学生的兴趣与想像力，引发学生提出更多的问题。（2）月－地检验：这个大胆的想法要由事实检验。假定设想成立，月球与苹果的地位相当，则地球与月球（或苹果）之间的引力大小应该同样遵从“平方反比”律，月球受到地球的引力就应该比苹果受到的引力小得多，已知月球轨道半径约为地球半径的60倍，即：月球受到地球的引力应是苹果受到引力的1/602，根据牛顿第二定律，月球轨道处的向心加速度就应该是地面附近自由落体加速度的1/602，牛顿时代，重力加速度g、月－地距离、月球公转周期都已能较精确地测定，可以让学生做以下计算：已知：r月地=3．8×108m,T月=27．3天，g=9．8m/s2，求：a月/g=?解：用数据说明上述设想的正确性，牛顿的大胆设想经受了事实的检验。至此，平方反比律已经扩展到太阳与行星间、地球与月球间、地球与地面物体间。（3）猜想II：万有引力定律牛顿作了更大胆地设想，任意两个物体之间都存在这样的力？很可能，因为一般物体的质量比天体的质量小得多，我们不易觉察，于是上述结论被推广到宇宙中的一切物体之间。今天，我们谈及万有引力定律，似乎早已是老生常谈，但是牛顿当时的魄力、胆识和惊人的想像力实在让我们佩服！这最后一步假设，虽然无法得到直接验证，但是我们没有反驳它的理由，而且以后的无数事实都支持了这一点，我们在教学中很重视演绎推理，而往往忽视这种大胆的猜想、直觉、洞察力，这也是我们在实现情感、态度、价值观的教学目标时，应该很好挖掘和利用的地方，物理学的许多重大理论的发现，不是简单的实验