第三节 万有引力定律的应用教学设计-2025-2026学年高中物理沪科版2020必修第二册-沪科版2020

第三节万有引力定律的应用教学设计-2025-2026学年高中物理沪科版2020必修第二册-沪科版2020学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析1.本节课的主要教学内容：第三节万有引力定律的应用，包括地球卫星运动规律、双星运动规律以及地球重力场等。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课内容与课本第一章“万有引力定律”紧密相连，学生在学习本章内容后，已掌握万有引力定律的基本概念和公式。通过本节课的学习，学生能够将所学知识应用于实际问题，加深对万有引力定律的理解。核心素养目标1.科学思维：培养学生运用万有引力定律分析和解决实际问题的能力，提升逻辑推理和模型构建的素养。

2.科学探究：通过实验和观察，引导学生探索地球卫星运动规律，培养实验操作和科学探究的精神。

3.科学态度与责任：使学生认识到物理学在科技发展中的重要性，激发学生对科学的兴趣和责任感，培养严谨的科学态度。重点难点及解决办法1.重点：

重点在于应用万有引力定律解决实际问题，特别是地球卫星的运动问题。学生需要理解万有引力定律的应用条件和步骤。

解决办法：通过实例教学，如地球同步卫星的轨道高度计算，引导学生逐步分析问题，并总结出应用万有引力定律解决实际问题的方法。

2.难点：

难点在于双星系统的运动规律和地球重力场的计算。学生可能难以理解双星系统的相对运动和地球重力场中物体运动的复杂性。

解决办法：采用分步骤讲解和分组讨论的方式，逐步解析双星系统的运动方程，通过模拟实验帮助学生直观理解地球重力场中的物体运动。同时，利用数学工具如微分方程，引导学生逐步解决复杂问题。教学方法与策略1.采用讲授与讨论相结合的教学方法，通过讲解万有引力定律的基本原理和应用，引导学生思考。

2.设计角色扮演活动，让学生扮演科学家，模拟探索地球卫星运动的过程，增强学生的参与感和体验。

3.利用实验模拟地球重力场，通过小组合作完成实验，让学生直观感受万有引力定律在现实中的应用。

4.结合多媒体教学，展示地球卫星轨道图和双星系统动画，帮助学生理解抽象概念。

5.设置项目导向学习任务，让学生分组研究特定问题，如计算地球同步卫星的轨道高度，提升学生的综合应用能力。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

1.开场白：通过提问“你们认为宇宙中存在什么力量使得物体相互吸引？”引导学生思考万有引力的问题。

2.引入话题：简要介绍牛顿的万有引力定律，并提出本节课要探讨的内容。

3.提出问题：提出“如何应用万有引力定律解决实际问题？”激发学生的兴趣。

二、新课讲授（用时15分钟）

1.讲解地球卫星运动规律：介绍地球卫星的运动方程，讲解开普勒定律，并举例说明地球同步卫星的轨道高度计算。

2.讲解双星系统运动规律：介绍双星系统的运动方程，通过动画展示双星系统的相对运动，分析双星系统的周期和轨道半径。

3.讲解地球重力场：讲解地球重力场的分布规律，通过实验模拟地球重力场，让学生直观感受地球重力场对物体运动的影响。

三、实践活动（用时15分钟）

1.地球卫星轨道计算：让学生分组计算地球同步卫星的轨道高度，巩固所学知识。

2.双星系统模拟实验：让学生分组进行双星系统模拟实验，观察实验现象，分析实验数据，得出结论。

3.地球重力场实验：让学生利用实验器材模拟地球重力场，观察物体在重力场中的运动，理解地球重力场的影响。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.地球卫星轨道计算：学生讨论如何根据已知条件计算地球卫星的轨道高度，分享计算方法和结果。

2.双星系统运动规律：学生讨论双星系统的运动规律，分析双星系统的周期和轨道半径之间的关系。

3.地球重力场：学生讨论地球重力场对物体运动的影响，分析重力场对地球表面物体运动的影响。

五、总结回顾（用时5分钟）

1.回顾本节课所学内容，强调万有引力定律的应用。

2.总结重点难点：地球卫星运动规律、双星系统运动规律和地球重力场。

3.提出课后作业：让学生完成课本中的相关练习题，巩固所学知识。

总计用时：45分钟学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.理解和应用万有引力定律：通过本节课的学习，学生能够深入理解万有引力定律的基本原理，掌握其应用条件和步骤。在解决地球卫星运动、双星系统以及地球重力场相关问题时，学生能够运用所学知识进行分析和计算，提高了解决实际问题的能力。

2.提升数学和物理综合运用能力：本节课涉及了数学工具如微分方程的应用，学生在学习过程中，不仅巩固了物理知识，还提高了数学运算能力和逻辑思维能力。通过实际问题的解决，学生能够将物理知识与数学方法有机结合，提升了综合运用能力。

3.培养科学探究精神：在实践活动和小组讨论环节，学生通过实验、模拟和讨论等方式，积极参与到科学探究过程中。这有助于培养学生严谨的科学态度、团队合作精神和创新思维。

4.加深对宇宙和地球的认识：通过学习地球卫星运动规律和地球重力场，学生能够更加深入地了解宇宙和地球的奥秘。这有助于激发学生对科学的兴趣，增强他们的科学素养。

5.增强实践操作能力：在实践活动环节，学生通过亲自动手进行实验和模拟，提高了实践操作能力。这有助于他们在未来的学习和工作中更好地应对实际问题。

6.培养自主学习能力：在小组讨论和项目导向学习环节，学生需要自主探究、合作交流和总结归纳。这有助于培养学生的自主学习能力，提高他们在面对新知识、新问题时的适应能力。

7.增强团队协作能力：在小组讨论和项目导向学习环节，学生需要与同伴共同完成任务。这有助于培养学生的团队协作能力，提高他们在团队中的沟通和协作水平。

8.提高科学素养：通过本节课的学习，学生不仅掌握了物理知识，还了解了物理学在科技发展中的重要性。这有助于提高学生的科学素养，为他们的未来发展奠定基础。

-理解和应用万有引力定律

-提升数学和物理综合运用能力

-培养科学探究精神

-加深对宇宙和地球的认识

-增强实践操作能力

-培养自主学习能力

-增强团队协作能力

-提高科学素养

这些成果将有助于学生在未来的学习和工作中更好地应对挑战，实现个人价值。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.互动式教学：我在本节课中采用了较多的互动式教学方式，如提问、小组讨论等，这有助于激发学生的兴趣和参与度。特色与创新之处在于，我尝试了让学生通过角色扮演来模拟科学家发现万有引力定律的过程，这样不仅增加了课堂的趣味性，还能让学生更深刻地体会到科学发现的不易。

2.项目式学习：我引入了项目导向学习，让学生通过分组完成地球同步卫星轨道计算的项目，这种教学方法不仅提高了学生的动手能力，还培养了他们的团队协作精神。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生参与度不均衡：在小组讨论和实验环节，我发现部分学生参与度较高，而有些学生则显得较为被动。这可能是因为学生的性格、学习习惯和基础知识的差异造成的。

2.教学节奏把握不足：在讲解双星系统运动规律时，由于涉及较多数学推导，我发现部分学生对这部分内容掌握得不够扎实。这可能是因为教学节奏把握得不够好，导致学生在理解过程中感到吃力。

3.教学评价单一：本节课的教学评价主要依赖于学生的课堂表现和作业完成情况，缺乏对学生的综合评价，这不利于全面了解学生的学习效果。

反思改进措施（三）

1.个性化教学：针对学生参与度不均衡的问题，我将尝试根据学生的个性特点和兴趣，设计个性化的学习任务，确保每个学生都能在课堂上有所收获。

2.优化教学节奏：在讲解数学推导时，我会提前准备更多的时间，确保学生能够充分理解每个步骤。同时，我也会适时调整教学节奏，避免因过快的讲解而导致学生跟不上进度。

3.多元化教学评价：为了更全面地评价学生的学习效果，我计划引入多种教学评价方式，如课堂观察、学生自评、同伴互评等，以便更准确地把握学生的学习情况。此外，我还将关注学生在实际操作中的表现，以及他们在项目中的团队协作能力。内容逻辑关系①万有引力定律的基本原理

-重点知识点：牛顿的万有引力定律公式\(F=G\frac{m_1m_2}{r^2}\)

-关键词：引力常数\(G\)，质量\(m_1,m_2\)，距离\(r\)，引力\(F\)

-重点句子：\(F=G\frac{m_1m_2}{r^2}\)描述了两个质点之间的引力大小。

②地球卫星运动规律

-重点知识点：开普勒定律，特别是第三定律\(T^2\proptoa^3\)

-关键词：轨道周期\(T\)，半长轴\(a\)，开普勒第三定律

-重点句子：开普勒第三定律表明，卫星的轨道周期平方与其半长轴立方成正比。

③双星系统运动规律

-重点知识点：双星系统的运动方程，包括质心运动和相对运动

-关键词：质心，相对运动，角速度，轨道周期

-重点句子：双星系统的运动可以通过质心的运动和两星之间的相对运动来描述。

④地球重力场

-重点知识点：地球表面的重力加速度，重力势能和势能曲线