人教部物理必修二 6.4 万有引力理论的成就 教学设计

人教部物理必修二6.4万有引力理论的成就教学设计授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：物理必修二6.4万有引力理论的成就

2.教学年级和班级：高中二年级

3.授课时间：第14周星期一，第1-2节课

4.教学时数：90分钟（2课时）核心素养目标分析1.科学思维：学生能够理解万有引力定律的发现过程，掌握科学推理方法，发展逻辑思维和批判性思维能力。

2.实证意识：学生通过分析历史数据和科学实验，培养基于证据进行科学探究的意识，增强对科学知识的实证理解。

3.探究与创新：鼓励学生探讨万有引力理论在实际应用中的创新，激发学生的探究兴趣，培养其解决实际问题的能力。

4.科学态度与责任：学生认识到万有引力理论对科技进步的重要性，形成积极的科学态度，明确科学学习中应承担的社会责任。学习者分析1.学生已经掌握了重力概念、向心力、行星运动规律等基础知识，能够理解物体间力的作用和运动的关系。他们在之前的课程中学习了牛顿运动定律，为理解万有引力定律奠定了基础。

2.学生普遍对宇宙和天体运动有较高的兴趣，具备一定的观察能力和逻辑推理能力。他们的学习风格多样，既有喜欢通过实验探究的实践型学习者，也有善于通过理论学习分析问题的理论型学习者。

3.在学习万有引力理论的过程中，学生可能遇到的困难和挑战包括：理解万有引力定律的数学表达式和物理意义，将理论应用到复杂问题中，如计算天体运动轨迹等；此外，对万有引力常数和行星质量等概念的理解也可能成为学生的难点。在解决实际问题时，如何将理论知识与实际情境有效结合，对学生的思维能力和创新能力提出了较高要求。教学资源准备1.教材：确保每位学生都备有物理必修二教材，特别是第六章第四节的相关内容。

2.辅助材料：准备万有引力定律发现过程、行星运动轨迹等相关图片和视频资料，以及天体质量和距离的图表，以辅助讲解。

3.实验器材：准备天平、计算器、行星模型等实验器材，用于演示万有引力对行星运动的影响。

4.教室布置：将教室划分为讲解区和实验区，确保实验操作台安全、整洁，便于学生分组讨论和实验操作。教学过程设计1.导入环节（5分钟）

-利用多媒体展示宇宙星空视频，引导学生观察行星运动轨迹，提出问题：“行星为什么会围绕太阳运动？”

-通过问题激发学生的好奇心，为新课的学习营造氛围。

2.讲授新课（20分钟）

-回顾牛顿运动定律，引导学生理解力的作用和物体运动的关系。

-介绍万有引力定律的发现过程，阐述牛顿如何通过观察苹果落地受到启发，从而提出万有引力理论。

-讲解万有引力定律的数学表达式和物理意义，强调万有引力常数和天体质量、距离的关系。

-结合教材，分析行星运动规律与万有引力定律的关联，解释行星围绕太阳运动的原理。

3.巩固练习（15分钟）

-设计练习题，让学生计算给定天体的万有引力大小，巩固对万有引力定律的理解。

-分组讨论，让学生探讨万有引力理论在实际应用中的例子，如卫星发射、行星探测等。

-教师巡回指导，解答学生疑问，确保学生对新知识的掌握。

4.课堂提问（5分钟）

-教师针对本节课的重点内容提问，检查学生对万有引力定律的理解程度。

-鼓励学生回答问题，对学生的回答给予积极评价，激发学生的学习兴趣。

5.师生互动环节（5分钟）

-创设情境：假设学生为一组宇航员，需要计算发射火箭到达火星的最佳轨道，要求学生运用万有引力定律进行计算。

-学生分组讨论，合作解决问题，教师巡回指导，引导学生运用所学知识解决实际问题。

-各组展示成果，师生共同评价，总结优点和不足。

6.核心素养能力拓展（5分钟）

-引导学生思考：万有引力定律在科技发展中的作用，以及在未来可能的应用前景。

-鼓励学生提出创新性想法，培养学生的创新精神和科学态度。

7.总结与布置作业（5分钟）

-教师简要总结本节课的重点内容，强调万有引力定律在实际应用中的重要性。

-布置作业：设计一道综合性的计算题，要求学生运用万有引力定律解决问题。拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《从苹果到月球：牛顿万有引力定律的故事》

-《宇宙的奥秘：从地心说到广义相对论》

-《天体物理学入门：探索宇宙的奥秘》

2.课后自主学习与探究：

-研究万有引力定律在航天领域的应用，如卫星轨道设计、太空探测器任务规划等。

-探索行星运动规律的发现历程，了解开普勒定律的提出及其对天文学的贡献。

-分析万有引力常数在物理学中的重要性，研究其对天体运动计算的影响。

-调查历史上关于万有引力理论的争论和验证实验，如卡文迪什实验等。

-了解现代物理学对万有引力理论的修正和扩展，如广义相对论对万有引力定律的重新解释。

-探究天体物理中的一些未解之谜，如黑洞、暗物质和暗能量与万有引力之间的关系。

鼓励学生在课后通过阅读以上推荐的拓展材料，结合课本知识进行深入学习和思考。通过这些探究活动，学生不仅能够加深对万有引力理论的理解，还能够培养科学探究的独立性和创新能力。同时，这些拓展活动有助于学生形成跨学科的知识体系，为未来的学术和职业发展打下坚实的基础。反思改进措施（一）教学特色创新

1.创设情境：通过引入宇宙星空视频和宇航员计算轨道的情境，增强了学生的学习兴趣和代入感，使抽象的物理概念更加具体和生动。

2.实践探究：将理论知识与实际应用紧密结合，如分组讨论行星运动的应用实例，提高了学生的参与度和实践能力。

（二）存在主要问题

1.教学组织：在分组讨论时，部分学生参与度不高，可能是因为对讨论话题的兴趣不足或小组组织不够合理。

2.教学评价：课堂提问环节，对于学生的回答反馈不够及时和具体，可能导致学生不能准确了解自己的掌握情况。

（三）改进措施

针对教学组织的不足，我将在未来的教学中更加注重分组合理性，确保每个学生都能在小组中发挥作用，提高他们的参与感。同时，我将增加课堂上的即时反馈，对学生的回答给予更具体的评价和指导，帮助他们明确自己的学习进度和需要改进的地方。

此外，我还计划在课后增加一些个性化的学习任务，让学生能够根据自己的兴趣和掌握程度选择拓展阅读材料，以促进他们的自主学习能力。同时，我会定期收集学生的反馈，了解他们对教学方法的看法，以便不断调整和优化教学策略，提高教学效果。通过这些改进措施，我希望能够进一步提升学生对万有引力理论的理解和应用能力，同时培养他们的科学素养和创新能力。板书设计①重点知识点：

-万有引力定律

-牛顿运动定律与行星运动规律

-万有引力常数的意义

-行星轨道计算

②关键词：

-引力

-行星

-轨道

-牛顿

-开普勒

③重点句：

-"万有引力使行星围绕太阳运动。"

-"万有引力定律的数学表达式：F=G*(m1*m2)/r^2"

-"行星轨道的计算依赖于万有引力定律和开普勒定律。"

-"万有引力常数G是连接宏观天体运动与微观物理世界的关键。"

板书设计将围绕上述重点知识点、关键词和重点句展开，通过清晰、有序的布局，帮助学生抓住课堂学习的核心内容，加深对万有引力理论的理解和记忆。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，检查他们是否能够将理论知识应用到具体问题中。

-观察学生在小组讨论和实验操作中的表现，评价他们的合作能力、实践操作能力和问题解决能力。

-在课堂练习环节，及时检查学生的计算过程和答案，发现并纠正他们在理解上的误区和计算上的错误。

-根据学生的反馈和课堂互动情况，调整教学节奏和教学方法，确保教学活动能够满足学生的学习需求。

2.作业评价

-对学生布置的作业进行认真批改，重点关注学生对万有引力定律的应用和计算准确性。

-给出具体的点评，指出学生的优点和需要改进的地方，鼓励他们继续努力，提高作业质量。

-及时反馈作业评价结果，让学生了解自己的学习成效，激发他们进一步学习的动力。

-对于作业中普遍存在的问题，进行集体讲评，帮助学生澄清概念，提高解题能力。典型例题讲解例题1：计算地球对月球施加的万有引力大小。

已知地球质量M=5.97×10^24kg，月球质量m=7.35×10^22kg，地球与月球之间的平均距离r=3.84×10^8m。万有引力常数G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

解答：根据万有引力定律，计算公式为F=G*(M*m)/r^2。代入已知数据，得到F=(6.67×10^-11)*(5.97×10^24*7.35×10^22)/(3.84×10^8)^2=1.98×10^20N。

例题2：计算地球表面物体所受重力加速度。

已知地球半径R=6371km，地球质量M=5.97×10^24kg，万有引力常数G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

解答：地球表面物体所受的重力加速度g=G*M/R^2。代入已知数据，得到g=(6.67×10^-11)*(5.97×10^24)/(6371×10^3)^2=9.81m/s^2。

例题3：计算火星对一艘火星探测器的万有引力大小。

已知火星质量M=6.39×10^23kg，探测器质量m=1000kg，火星与探测器之间的距离r=3.6×10^7m。万有引力常数G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

解答：根据万有引力定律，计算公式为F=G*(M*m)/r^2。代入已知数据，得到F=(6.67×10^-11)*(6.39×10^23*1000)/(3.6×10^7)^2=8.91×10^3N。

例题4：计算地球与月球之间的平均距离。

已知地球质量M=5.97×10^24kg，月球质量m=7.35×10^22kg，地球与月球之间的万有引力F=1.98×10^20N。万有引力常数G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

解答：根据万有引力定律，计算公式为F=G*(M*m)/r^2。