7.3万有引力理论的成就教学设计高一下学期物理人教版

课题7.3万有引力理论的成就教材章节高中物理必修二第七章第三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：本节人高中物理必修2第七章第三节，承接万有引力定律，通过卡文迪什测量的引力常量G，进而得到测量地球质量和天体质量的方法,又介绍了万有引力定律在发现未知天体和预言哈雷彗星回归的重大作用，多个科学实例帮助学生理解万有引力理论的巨大作用和价值。同时，本节也是学习宇宙航行和先导知识，使学生掌握万有引力充当向心力的研究方法同时，也为后面学习人造卫星的知识做了铺垫。教材内容分析：本节课主要采用探索式教学，由教师指导学生，积极参与到课堂教学中来，使学生在探索中掌握天体质量测量的基本方法和思路，在探索万有引力理论成就的过程中，使学生经历猜想、探究、讨论、构建模型的过程，培养了学生严谨的思维能力、团结协作能力，激励了学生学习物理科学的兴趣。学情分析兴趣特点：通过学习行星的运动和万有引力定律的内容，学生对万有引力理论的成就有着强烈的好奇心。学生对万有引力定律的实际应用有很大的求知欲，利用这点，有利于开展本节课的教学。知识与能力基础：学生已经学过本章的第一、二节，初步了解了行星运动的规律和万有引力定律的知识，对天文世界也有了一定的认识，掌握了处理天体运动的基本思想，本节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解万有引力在天体的运动中起决定性作用。认知困难：学生在实际生活中很少接触到有关万有引力的应用，而且，通常物体之间的万有引力很小，常常察觉不出来，学生没有办法亲身感受到万有引力的作用。教学目标物理观念：1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用，2.学会用万有引力定律计算天体质量；科学探究：理解运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法；科学思维：体会科学定律帮助科技进步的意义；科学态度与责任：1.通过测量天体质量，预测未知天体的学习活动，体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用，明白曲折的科学发展历程，感悟科学是人类进步不竭的动力。重点与难点重点：运用万有引力定律计算天体质量难点：学会利用万有引力定律解决实际问题教学方法采用探索式教学，利用讨论法，问答法，读书指导法相结合的教学方法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上节复习带领学生复习上节课的知识：万有引力定律的文字表述和公式表述，强调公式中引力常量G的含义、数值和单位。回忆上节课学过的知识，跟着老师巩固万有引力定律的含义。回顾上节课的知识，不仅帮助学生加深对万有引力定律的理解，还有利于开展本节课万有引力理论的成就的讲授。新课引入向介绍万有引力理论在科技中的应用，简单地举例说明万有引力定律在计算天体质量、发现未知天体等方面的作用，引起学生好奇心，让学生带着求知欲学习本节课的内容。提出问题，让学生思考日常生活中称量物体的方法，再询问如何称量地球的质量，并引导学生分组讨论，如何利用万有引力定律计算地球的质量。了解万有引力定律的实际应用。体会科学真理在人类进步上的作用。思考教师提出的问题：1.日常生活中称量物体的方法，2.如何称量地球的质量；根据已学习的知识，探讨测量地球质量的方法。提出具体问题，创设情境，激发学生的学习兴趣。新课讲授活动一：称量地球的质量已知地面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，求地球的质量M？让学生分享自己小组内讨论出的测量地球质量方法，并具体讲解其中应用到的物理规律。若不考虑地球自转的影响，地面上的物体重力：mg=GmM/R2其中，M是地球的质量，R是地球的半径，也就是物体到地球中心的距离，解得：M=gR2/G在学生分享完测量地球质量的方法之后，老师介绍卡文迪什的科研经历：在卡文迪什测出引力常量之后，可以具体地计算出地球的质量M，因此，卡文迪什把他自己的实验说成是“称量地球的质量”。学生根据教材中的介绍，讨论出测量地球质量的方法，并向同学们介绍小组的讨论结果：若不考虑地球自转的影响，地面上的物体重力：mg=GmM/R2其中，M是地球的质量，R是地球的半径，也就是物体到地球中心的距离，解得：M=gR2/G体会卡文迪什将自己测量引力常量的实验称为“称为地球的质量”的原因。教师引导探索测量地球质量的方法，感受卡文迪什将自己测量引力常量的实验称为“称为地球的质量”的原因教师进一步追问如何通过测量地球质量的方法来求太阳的质量？活动二：计算天体的质量：帮助学生构建物理模型，在行星运动中，将太阳可以看成中心天体，行星看成环绕天体。环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，中心天体与环绕天体之间的万有引力提供向心力。设m太是太阳的质量，m是某个行星的质量，r是太阳与行星之间的距离，行星做匀速圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提供，列出方程：Gmm太/r2=mw2r又有关系：w=2π/T代入得到：Gmm太/r2=m4π2r/T2由此式可得：m太=4π2r3/GT2按照老师提出的问题，进一步思考如何通过测量地球质量的方法来求太阳的质量，并参考教材分组讨论出方案。构建中心天体和环绕天体的模型，加深对万有引力提供向心力的理解。设m太是太阳的质量，m是某个行星的质量，r是太阳与行星之间的距离，行星做匀速圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提供，列出方程：Gmm太/r2=mw2r又有关系：w=2π/T代入得到：Gmm太/r2=m4π2r/T2由此式可得：m太=4π2r3/GT2由测量地球的质量深入探究太阳的质量的方法。通过实例，学会运用万有引力定律计算天体的质量，明确计算天体质量的方法和思路。活动三：发现未知天体、预言哈雷彗星回归提出以下问题：1.海王星为什么被称为“笔尖下发现的行星”？2.万有引力定律对预测彗星回归有何意义？指导学生阅读教材“发现未知天体”和“预言哈雷彗星回归”部分的内容。学生阅读教材“发现未知天体”和“预言哈雷彗星回归”部分的内容，并思考老师提出的问题，小组内进行讨论，明白海王星的发现过程充分展示了理论对于实践的巨大指导作用，海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位。通过阅读教材内容，让学生感受万有引力定律在天文学上的重要应用。小结本节从计算天体的质量、发现未知天体等实例，认识了万有引力理论的成就。可以说，牛顿