資源簡介

課題 萬有引力定律
教材 章節 高中物理必修二第七章第二節 課型 新授課
授課 時間 授課 地點
教 材 分 析 本節的地位和作用： 萬有引力定律是本章的核心內容，是對上一節“行星的運動”中開普勒行星運動定律的原因的進一步解釋，也是對下一節“萬有引力理論的成就”掌握萬有引力定律在天文學上的應用的基礎。 教材內容分析： 本節的主要任務是理解萬有引力定律的推導思路和過程，根據已經學過的“勻速圓周運動”和“開普勒行星運動定律”的知識推導萬有引力定律，掌握萬有引力定律的內容和公式，能夠運用萬有引力定律解決問題。 本節的情感態度： 本節教材還注重對學生“科學態度和情感”的培養，通過對萬有引力定律的推導和檢驗，讓學生感受科學研究過程中，根據事實和分析推理進行猜想、假設和檢驗的重要性，培養學生的推理能力、概括能力和歸納總結能力等。
學 情 分 析 學生興趣方面： 學生早已聽說過牛頓萬有引力定理，還有以萬有引力為名的歌曲和影視作品，所以學生對星球之間的引力，和世間萬物都有引力的原因有著強烈的好奇心。根據學生的這一特點，有助于教師開展本節知識的教學。 知識與能力基礎： 學生已經學習過“牛頓運動定律”、“勻速圓周運動”和“開普勒行星運動定律”的內容，在推導萬有引力定律時就會更容易理解其推導過程。而且，學生經過前幾章的學習，對物理學習中，通過已知條件推導未知條件的探索方法也有了一定的了解。學生的這些基礎就能幫助學生理解本節課重點的推導部分。 認知困難： 學生生活在地球上，對于恒星、行星之間的吸引力沒有感性認識，不能清楚地明白星球之間存在引力。
教 學 目 標 物理觀念： 1.理解萬有引力定律的推導思路和過程； 2.掌握萬有引力定律的內容和公式，能夠運用萬有引力定律解決問題； 3.知道任何物體之間都存在著萬有引力，且遵循相同的規律。 科學探究： 結合“地—月檢驗”，經歷思維程序“提出問題—猜想與假設—理論分析—實驗觀測—證據結論”的過程，培養學生探究思維能力。 科學思維： 認識科學研究過程中根據事實和分析推理進行猜想、假設和檢驗的重要性，培養學生的推理能力和歸納總結能力。 科學態度與責任： 了解天文觀測、分析推理、歸納總結等科學意識和方法的重要性，培養學生尊重客觀事實的科研態度。學習科學家們善于從微小事物聯系物理本質的能力，培養學生良好的學習習慣和善于探索的思維品質。
重 點 與 難 點 重點： 1.萬有引力定律的推導思路和過程 2.萬有引力定律的內容和表達公式 難點： 1.對萬有引力定律公式中距離r的理解 2.理解任何物體之間都存在著萬有引力
教 學 方 法 以啟發式教學為主，結合講授法、問答法和練習法進行教學
教 學 用 具 傳統教室
教 學 過 程
教學 環節 教師活動 學生活動 設計意圖
復習上節 對上節“行星的運動”進行簡單復習，通過問答法的方式，復習地心說、日心說、開普勒行星運動定律的內容。 根據老師提問的內容，回憶上節課學過的地心說、日心說和開普勒行星運動定律的內容。 通過問答法的方式復習，引發學生主動思考上節內容，提高復習效率。
新課引入 教師提出一個問題：為什么行星圍繞恒星運動呢？是什么樣的力使得行星圍繞恒星運動呢？ 引導學生帶著這兩個問題自主閱讀教材“行星與太陽間的引力”部分，在閱讀的過程中尋找答案。 學生思考老師提問的問題，帶著這個問題閱讀本節教材，在教材中尋找答案。 教師提出問題引發學生思考，再讓學生閱讀教材，在自主閱讀的過程中鍛煉學生的閱讀能力和思考能力。
新課講授 用問答法與學生交流問題的答案，引導學生說出行星與太陽之間存在引力使得行星圍繞太陽運動。 帶領學生回憶之前學過的“相互作用力”、“勻速圓周運動”和“開普勒第三定律”的內容和表述公式，利用學生學過的知識推導行星與太陽之間的引力的公式： 相互作用力：力的作用是相互的。只要一個物體對另一個物體施加了力，受力物體反過來也肯定會給施力物體施加一個力。 勻速圓周運動公式：F=mv /r 開普勒第三定律公式表述：a /T =k 介紹公式中系數G—引力常量，G=6.67×10 N·m /Kg ，G是確定的值，與行星的質量、恒星的質量、行星和恒星之間的距離沒有關系。 回答老師的問題，了解行星圍繞太陽運動是由于引力的存在。 跟著老師的思路，回憶之前學過的知識，認真聽講，理解老師的推導思路和過程。 在推到過程中要緊跟老師的思路，靈活地將“相互作用力”、“勻速圓周運動”和“開普勒第三定律”運用到行星與太陽的勻速圓周運動中來，推導出行星與太陽之間引力的公式。 利用已知知識推導出未知知識的過程，可以培養學生的推理能力，這種學習方法也能在數學推導的方面上建立學生的物理思維網絡，讓學生認識到物理是一門嚴謹有趣的富有邏輯的學科。
新課講授 由行星與太陽之間引力的公式，檢驗月球與地球之間的引力關系。再將“月球—地球”和“蘋果—地球”的引力作對比。檢驗前面推導的引力公式的正確性。 利用剛剛推導出來的公式：F=Gm太m/r ，推及到“月球—地球”“蘋果-地球”的存在引力關系中。學生要聯系之前學過的“牛頓第二定律”的知識，應用到勻速圓周運動中來，對比“月球—地球”和“蘋果—地球”的引力大小的關系。 利用月球與地球之間的引力，驗證行星與太陽的引力公式的正確性，再將“月球—地球”和“蘋果—地球”的引力作對比。不僅驗證公式F=Gm太m/r 的正確性，也能通過多次推導驗證，加深學生對此公式的理解。
新課講授 1.由“月球—地球”之間的引力，“蘋果—地球”之間的引力，推廣到宇宙的一切物體之間，引出萬有引力定律：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質量m1和m2的乘積成正比、與它們之間的距離r的二次方成反比。 公式：F=Gm1m2/r 2.萬有引力的適用條件： 3.萬有引力的特性： 1.理解萬有引力定律：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質量m1和m2的乘積成正比、與它們之間的距離r的二次方成反比。 2.掌握萬有引力定律的適用條件和特性。能夠運用萬有引力定律做題。 通過之前的一系列推導，總結出萬有引力定律的文字表述和公式表述。再補充萬有引力定律的適用條件和特性，讓學生能夠運用萬有引力定律。
小結與練習 1.教師帶領學生對本節內容進行總結： （1）萬有引力定律：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質量m1和m2的乘積成正比、與它們之間的距離r的二次方成反比。 公式：F=Gm1m2/r （2）萬有引力定律的適用條件： 1.質點間的相互作用 2.兩個質量分布均勻的球體間的相互作用 3.一個質量均勻分布的球體與一個質點間的相互作用 4.兩物體的距離遠遠大于物體本身的大小 （3）萬有引力定律的性質： 1.普遍性 2.相互性 3.宏觀性 4.特殊性 跟著老師的帶領，對本節內容進行總結，鞏固重點知識點。 理解萬有引力定律的文字表述和公式表述，明確萬有引力定律的適用條件和特性。 對本節課進行整理回顧。
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