2024-2025学年高中物理 第六章 万有引力与航天 2 太阳与行星间的引力教案 新人教版必修2

2024-2025学年高中物理第六章万有引力与航天2太阳与行星间的引力教案新人教版必修2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容分析本节课的主要教学内容是太阳与行星间的引力。这部分内容涉及到万有引力定律的应用，以及太阳对行星的引力作用。具体内容包括：

1.太阳与行星间的引力公式：F=G*(M*m)/r^2，其中G为万有引力常数，M为太阳的质量，m为行星的质量，r为太阳与行星之间的距离。

2.行星绕太阳运动的轨道：根据牛顿第二定律，行星绕太阳运动的向心力由太阳对行星的引力提供，因此可以得出行星绕太阳做椭圆运动的规律。

3.行星运动的速度和周期：根据开普勒定律，行星运动的速度和周期与它与太阳之间的距离有关。

教学内容与学生已有知识的联系：

1.学生需要掌握万有引力定律的内容，了解万有引力常数G的值。

2.学生需要了解行星绕太阳运动的轨道是椭圆，以及开普勒定律的内容。

3.学生需要掌握圆周运动的相关知识，如线速度、角速度、周期等。核心素养目标本节课的核心素养目标包括：

1.科学思维：通过学习太阳与行星间的引力，培养学生的科学思维能力，使其能够运用万有引力定律和开普勒定律分析行星的运动规律。

2.科学探究：通过观察和分析行星的运动数据，培养学生的科学探究能力，使其能够运用实验方法和数据分析方法研究行星的运动规律。

3.科学交流：通过小组讨论和报告，培养学生的科学交流能力，使其能够与他人合作、表达和交流自己的研究成果。

4.科学态度：通过学习太阳与行星间的引力，培养学生的科学态度，使其能够积极参与学习，对科学知识保持好奇心和探索精神。教学难点与重点1.教学重点：

（1）万有引力定律的应用：太阳与行星间的引力公式和行星绕太阳运动的轨道。

举例：教师可以通过的实际例子，如地球绕太阳的运动，引导学生运用万有引力定律计算太阳对地球的引力，并解释地球绕太阳运动的轨道。

（2）行星运动的速度和周期：根据开普勒定律，行星运动的速度和周期与它与太阳之间的距离有关。

举例：教师可以通过开普勒第三定律的实际例子，如地球和火星的运动，引导学生运用开普勒定律计算行星的运动周期，并解释周期与距离的关系。

2.教学难点：

（1）理解万有引力定律的应用：学生可能对如何将万有引力定律应用于太阳与行星间的引力计算感到困惑。

教学策略：教师可以通过具体的实际例子，引导学生运用万有引力定律计算太阳对行星的引力，并解释计算过程和结果。

（2）理解行星绕太阳运动的轨道：学生可能对如何根据万有引力定律推导出行星绕太阳运动的轨道感到困惑。

教学策略：教师可以通过图形和动画演示，引导学生理解行星绕太阳运动的轨道是椭圆，并解释椭圆的形成原因。

（3）理解开普勒定律的应用：学生可能对如何根据开普勒定律计算行星的运动周期感到困惑。

教学策略：教师可以通过实际的例子，引导学生运用开普勒定律计算行星的运动周期，并解释计算过程和结果。

（4）理解行星运动的速度和周期与距离的关系：学生可能对如何根据行星与太阳之间的距离推断其运动速度和周期感到困惑。

教学策略：教师可以通过实际的例子，引导学生运用开普勒定律分析行星的运动速度和周期与距离的关系，并解释关系的原因。教学方法与策略1.教学方法：

（1）讲授法：在课堂上，教师以讲解为主，系统地传授太阳与行星间的引力知识，引导学生掌握万有引力定律、开普勒定律等核心概念。

（2）案例研究法：教师可以选择一些实际的行星运动案例，如地球、火星的运动，让学生分析并解释其运动规律，提高学生的实际应用能力。

（3）讨论法：在课堂上，教师可以组织学生进行小组讨论，让学生分享自己的观点和理解，培养学生的沟通能力和团队协作精神。

2.教学活动设计：

（1）角色扮演：教师可以让学生扮演太阳和行星，模拟它们之间的引力作用和运动规律，增强学生对知识的理解和记忆。

（2）实验：教师可以组织学生进行引力实验，如使用弹簧测力计测量力的大小，让学生直观地感受引力的作用，提高学生的实验操作能力和科学思维。

（3）游戏：教师可以设计一些与太阳与行星间引力相关的游戏，如引力接龙、行星探险等，让学生在游戏中学习知识，提高学生的学习兴趣和参与度。

3.教学媒体和资源使用：

（1）PPT：教师可以使用PPT展示太阳与行星间的引力知识，包括图片、公式、实例等，清晰地呈现教学内容，提高学生的学习效果。

（2）视频：教师可以播放一些与太阳与行星间引力相关的视频，如行星运动的动画、太空探索的视频等，让学生更直观地了解知识，提高学生的学习兴趣。

（3）在线工具：教师可以引导学生使用在线工具，如模拟行星运动的软件，让学生自主探索行星的运动规律，提高学生的自主学习能力。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《太阳与行星间的引力》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们是否曾经观察过夜空中的星星，它们是如何运动的呢？”这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索太阳与行星间引力的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解万有引力定律的基本概念。万有引力定律是描述物体间引力相互作用的规律。它的重要性在于能够解释和预测物体间的引力现象，包括地球上的物体掉落、行星的运动等。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了太阳对行星的引力作用，以及行星绕太阳运动的轨道。通过分析这个案例，我们可以理解万有引力定律在行星运动中的应用。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调万有引力定律和开普勒定律这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与太阳与行星间引力相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示物体间引力作用的基本原理。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“太阳与行星间引力在宇宙中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了太阳与行星间的引力、万有引力定律的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对太阳与行星间引力的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。知识点梳理本节课主要涉及以下知识点：

1.万有引力定律：万有引力定律是描述两个物体之间引力相互作用的规律。公式为F=G*(M*m)/r^2，其中F为引力大小，G为万有引力常数，M和m分别为两个物体的质量，r为它们之间的距离。

2.太阳与行星间的引力：太阳对行星的引力作用是万有引力定律的应用。太阳质量巨大，因此对行星的引力也非常强大，这使得行星围绕太阳做椭圆形的轨道运动。

3.行星运动的轨道：根据牛顿第二定律，行星绕太阳运动的向心力由太阳对行星的引力提供，因此可以得出行星绕太阳做椭圆运动的规律。

4.行星运动的速度和周期：根据开普勒定律，行星运动的速度和周期与它与太阳之间的距离有关。行星距离太阳越近，运动速度越快，周期越短。

5.开普勒定律：开普勒定律是描述行星运动规律的三个定律。其中第三定律表明，行星运动周期的平方与其椭圆轨道半长轴的立方成正比。

6.地球绕太阳的运动：地球绕太阳的运动是椭圆形的，地球在近日点运动速度最快，在远日点运动速度最慢。地球的公转周期约为365.25天。

7.太阳系中的其他行星：太阳系中的其他行星也绕太阳做椭圆形的轨道运动，它们的运动周期、速度和轨道半径都与地球有所不同。

8.天体运动：天体运动是指宇宙中各种天体（如行星、卫星、恒星等）在空间中的运动。天体运动的研究有助于我们更好地理解宇宙的结构和演化。

9.宇宙探索：人类对宇宙的探索包括观测、理论研究和实验验证等。通过宇宙探索，人类已经发现了许多关于宇宙的新知识，如黑洞、暗物质等。

10.科学方法：在研究太阳与行星间引力的过程中，科学家们运用了观察、假设、理论推导和实验验证等科学方法。教学反思与总结在教学过程中，我发现学生们对于行星运动的轨道和速度周期这两个难点部分感到有些困惑。为了帮助学生们理解这些难点，我采用了举例和比较的方法，通过具体的行星运动案例来解释这些概念。同时，我还组织学生们进行了实验操作，让他们通过实际的操作来加深对知识的理解。

总的来说，这节课的教学效果还是不错的，学生们对于太阳与行星间的引力的理解有了明显的提高。但是，我也发现了一些需要改进的地方。首先，在讲解行星运动的轨道和速度周期时，我应该更加注重细节，确保学生们能够完全理解这些概念。其次，在组织实验操作时，我应该更加注重安全，确保学生们能够在安全的环境下进行实验操作。最后，我应该更加注重课堂管理，确保学生们能够积极参与课堂活动，提高课堂的互动性和趣味性。

总的来说，这节课的教学效果还是不错的，学生们对于太阳与行星间的引力的理解有了明显的提高。但是，我也发现了一些需要改进的地方。首先，在讲解行星运动的轨道和速度周期时，我应该更加注重细节，确保学生们能够完全理解这些概念。其次，在组织实验操作时，我应该更加注重安全，确保学生们能够在安全的环境下进行实验操作。最后，我应该更加注重课堂管理，确保学生们能够积极参与课堂活动，提高课堂的互动性和趣味性。作业布置与反馈作业布置：

1.计算题：根据万有引力定律和开普勒定律，计算太阳对不同行星的引力，并解释行星绕太阳运动的轨道和速度周期。

2.分析题：分析太阳系中不同行星的运动规律，说明它们是如何受到太阳引力的影响。

3.实验报告：完成实验操作，记录实验结果，并分析实验结果与理论知识的联系。

4.小组讨论：以小组为单位，讨论太阳与行星间引力在宇宙中的应用，并提出自己的观点和想法。

作业反馈：

1.计算题：检查学生的计算过程和结果，指出计算错误和不足之处，并提供正确的计算方法和步骤。

2.分析题：评价学生的分析思路和观点，指出分析中的不足之处，并提供更深入的思考和建议。

3.实验报告：批改学生的实验报告，指出实验操作中的错误和不足之处，并提供改进的建议和方法。

4.小组讨论：评价学生的讨论成果，指出讨论中的不足之处，并提供更深入的思考和建议。重点题型整理1.计算行星绕太阳运动的轨道半径和周期

a)已知行星的质量m和太阳的质量M，求行星绕太阳运动的轨道半径r。

b)已知行星绕太阳运动的轨道半径r，求行星绕太阳运动的周期T。

2.计算行星绕太阳运动的向心力

a)已知行星的质量m和速度v，求行星绕太阳运动的向心力。

b)已知行星绕太阳运动的轨道半径r和速度v，求行星绕太阳运动的向心力。

3.计算行星绕太阳运动的线速度和角速度

a)已知行星的质量m和轨道半径r，求行星绕太阳运动的线速度v。

b)已知行星的质量m和轨道半径r，求行星绕太阳运动的角速度ω。

4.分析行星绕太阳运动的动力学原理

a)已知行星的质量m、轨道半径r和速度v，分析行星绕太阳运动的动力学原理。

b)已知行星的质量m、轨道半径r和向心力F，分析行星绕太阳运动的动力学原理。

5.解释太阳对行星的引力作用和行星的运动规律

a)已知行星的质量m和太阳的质量M，解释太阳对行星的引力作用。

b)已知行星的质量m、轨道半径r和速度v，解释行星的运动规律。板书设计①万有引力定