【教案】万有引力定律+教学设计高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

课题万有引力定律教材章节高中物理必修二第七章第二节课型新授课授课时间授课地点教材分析本节的地位和作用：万有引力定律是本章的核心内容，是对上一节“行星的运动”中开普勒行星运动定律的原因的进一步解释，也是对下一节“万有引力理论的成就”掌握万有引力定律在天文学上的应用的基础。教材内容分析：本节的主要任务是理解万有引力定律的推导思路和过程，根据已经学过的“匀速圆周运动”和“开普勒行星运动定律”的知识推导万有引力定律，掌握万有引力定律的内容和公式，能够运用万有引力定律解决问题。本节的情感态度：本节教材还注重对学生“科学态度和情感”的培养，通过对万有引力定律的推导和检验，让学生感受科学研究过程中，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等。学情分析学生兴趣方面：学生早已听说过牛顿万有引力定理，还有以万有引力为名的歌曲和影视作品，所以学生对星球之间的引力，和世间万物都有引力的原因有着强烈的好奇心。根据学生的这一特点，有助于教师开展本节知识的教学。知识与能力基础：学生已经学习过“牛顿运动定律”、“匀速圆周运动”和“开普勒行星运动定律”的内容，在推导万有引力定律时就会更容易理解其推导过程。而且，学生经过前几章的学习，对物理学习中，通过已知条件推导未知条件的探索方法也有了一定的了解。学生的这些基础就能帮助学生理解本节课重点的推导部分。认知困难：学生生活在地球上，对于恒星、行星之间的吸引力没有感性认识，不能清楚地明白星球之间存在引力。教学目标物理观念：1.理解万有引力定律的推导思路和过程；2.掌握万有引力定律的内容和公式，能够运用万有引力定律解决问题；3.知道任何物体之间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。科学探究：结合“地—月检验”，经历思维程序“提出问题—猜想与假设—理论分析—实验观测—证据结论”的过程，培养学生探究思维能力。科学思维：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和归纳总结能力。科学态度与责任：了解天文观测、分析推理、归纳总结等科学意识和方法的重要性，培养学生尊重客观事实的科研态度。学习科学家们善于从微小事物联系物理本质的能力，培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质。重点与难点重点：1.万有引力定律的推导思路和过程2.万有引力定律的内容和表达公式难点：1.对万有引力定律公式中距离r的理解2.理解任何物体之间都存在着万有引力教学方法以启发式教学为主，结合讲授法、问答法和练习法进行教学教学用具传统教室教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图复习上节对上节“行星的运动”进行简单复习，通过问答法的方式，复习地心说、日心说、开普勒行星运动定律的内容。根据老师提问的内容，回忆上节课学过的地心说、日心说和开普勒行星运动定律的内容。通过问答法的方式复习，引发学生主动思考上节内容，提高复习效率。新课引入教师提出一个问题：为什么行星围绕恒星运动呢？是什么样的力使得行星围绕恒星运动呢？引导学生带着这两个问题自主阅读教材“行星与太阳间的引力”部分，在阅读的过程中寻找答案。学生思考老师提问的问题，带着这个问题阅读本节教材，在教材中寻找答案。教师提出问题引发学生思考，再让学生阅读教材，在自主阅读的过程中锻炼学生的阅读能力和思考能力。新课讲授用问答法与学生交流问题的答案，引导学生说出行星与太阳之间存在引力使得行星围绕太阳运动。带领学生回忆之前学过的“相互作用力”、“匀速圆周运动”和“开普勒第三定律”的内容和表述公式，利用学生学过的知识推导行星与太阳之间的引力的公式：相互作用力：力的作用是相互的。只要一个物体对另一个物体施加了力，受力物体反过来也肯定会给施力物体施加一个力。匀速圆周运动公式：F=mv²/r开普勒第三定律公式表述：a³/T²=k介绍公式中系数G—引力常量，G=6.67×10⁻¹¹N·m²/Kg²，G是确定的值，与行星的质量、恒星的质量、行星和恒星之间的距离没有关系。回答老师的问题，了解行星围绕太阳运动是由于引力的存在。跟着老师的思路，回忆之前学过的知识，认真听讲，理解老师的推导思路和过程。在推到过程中要紧跟老师的思路，灵活地将“相互作用力”、“匀速圆周运动”和“开普勒第三定律”运用到行星与太阳的匀速圆周运动中来，推导出行星与太阳之间引力的公式。利用已知知识推导出未知知识的过程，可以培养学生的推理能力，这种学习方法也能在数学推导的方面上建立学生的物理思维网络，让学生认识到物理是一门严谨有趣的富有逻辑的学科。新课讲授由行星与太阳之间引力的公式，检验月球与地球之间的引力关系。再将“月球—地球”和“苹果—地球”的引力作对比。检验前面推导的引力公式的正确性。利用刚刚推导出来的公式：F=Gm太m/r²，推及到“月球—地球”“苹果-地球”的存在引力关系中。学生要联系之前学过的“牛顿第二定律”的知识，应用到匀速圆周运动中来，对比“月球—地球”和“苹果—地球”的引力大小的关系。利用月球与地球之间的引力，验证行星与太阳的引力公式的正确性，再将“月球—地球”和“苹果—地球”的引力作对比。不仅验证公式F=Gm太m/r²的正确性，也能通过多次推导验证，加深学生对此公式的理解。新课讲授1.由“月球—地球”之间的引力，“苹果—地球”之间的引力，推广到宇宙的一切物体之间，引出万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间的距离r的二次方成反比。公式：F=Gm1m2/r²2.万有引力的适用条件：3.万有引力的特性：1.理解万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间的距离r的二次方成反比。2.掌握万有引力定律的适用条件和特性。能够运用万有引力定律做题。通过之前的一系列推导，总结出万有引力定律的文字表述和公式表述。再补充万有引力定律的适用条件和特性，让学生能够运用万有引力定律。小结与练习1.教师带领学生对本节内容进行总结：（1）万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间的距离r的二次方成反比。公式：F=Gm1m2/r²（2）万有引力定律的适用条件：1.质点间的相互作用2.两个质量分布均匀的球体间的相互作用3.一个质量均匀分布的球体与一个质点间