高中物理万有引力定律教案设计
高中物理万有引力定律教案设计
教科书分析
这节课的内容主要讲述了万有引力的发现过程以及牛顿以其非凡的数学能力证明万有引力普遍定律的思路和方法。
这节课的主要思想是:从圆周运动和开普勒运动定律的知识，得出行星和太阳之间的引力与行星的质量成正比，与行星和太阳之间距离的平方成反比，从引力的互易性得出引力也应该与太阳的质量成正比。这一定律的发现将地面上的运动与天体的运动统一起来，对人类文明的发展具有重要意义。作为一种“近似”的物理概念，不能证明高中椭圆轨道的情况，只能近似地当作圆轨道来处理。这是学习物理的极好方法。
本节内容包括:发现引力的思想和过程，引力定律的推导。
三维目标
一.知识和技能
1.了解万有引力定律的思路和过程。
2.理解并推导万有引力定律的含义，记住引力常数G，理解其内涵。
3.知道任何物体之间都存在万有引力，遵循同样的定律。
二、流程和方法？
1.培养学生处理问题时抓住主要矛盾、简化问题、建立模型的能力和方法。
2.培养学生的科学推理能力。
三、情感态度和价值观？
通过牛顿在前人基础上发现万有引力的思想过程，说明科学研究是长期的、持续的、艰巨的。
教学重点
1.万有引力定律的推导。
2.万有引力定律的内容和表达式。
教学困难
1.理解万有引力定律。
2.使学生能够将地面上物体的重力与其他行星和地球之间的相同力联系起来。
教学方法
1.万有引力定律的推理--采用分析、推理、归纳的方法。
2.处理难题-运用教学方法和范例方法。
教具
多媒体课件
班级安排
1课时
教学设计
[故事导入]
1666夏末一个温暖的傍晚，在英国林肯郡乌尔斯的索普，一个年轻人腋下夹着一本书走进母亲的花园，坐在一棵树下，开始埋头读书。当他翻页的时候，他头上的树枝有什么东西晃动了一下，一个历史上最著名的苹果掉在了23岁的艾萨克·牛顿旁边，他那天正好在努力思考一个问题。让行星保持在围绕太阳的轨道上？这个苹果为什么会掉到地上？正是从这个问题中，他找到了这些问题的答案。
老师的问题:太阳对行星的引力使得行星绕着太阳转，月亮绕着地球转。能否说明地球对月球有引力作用？抛出的物体总是落回地面。是否意味着地球对物体有引力作用？
新课程教学？
课件展示:图片1:八大行星绕太阳转。
图2:月亮绕着地球转。
图3:人造卫星绕着地球转。
演示4:地上的人把物体扔上去，物体总会落回地面。
学生思考并讨论以下问题:
1，为什么行星可以绕太阳做近似圆周运动？
2.为什么月球可以绕地球做近似圆周运动？
3.卫星绕地球做圆周运动能做什么？
4.地面上物体受的力和上面的力一样吗？
5.根据以上四个问题，你的猜测是什么？
老师主导分析，猜测天上的力和地上的力应该属于同一性质。
老师手记:在探索上述问题时，我们用类比的方法进行了猜测。猜测是否正确需要检验，所以不能作为结论。
月地试验
1.目的:验证天上和地上的力是同一性质的。
2.原理:P39老师引导学生看书。
3、验证:师生互动，教师引导学生推导:
根据验证原理，如果“天”和“人”中的力是同性质的，则应满足以下要求:f ∝嵌入等式。dsmt4。
理论推导:地球对月球的引力:f ∝嵌入方程。dsmt4
embedded方程式. dsmt4。
通过嵌入等式。DSMT4
实测:月球绕地球做匀速圆周运动，向心加速度。
嵌入等式。DSMT4
嵌入等式。DSMT4
第二，万有引力定律
我们的思想可以更加解放。任意两个物体之间是否存在“与两个物体的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比”的引力？科学家们经过了大量的试验，确实是这样。牛顿在前人的基础上总结出这个定律，我们称之为万有引力定律。
高中物理万有引力定律教案设计2
教科书基础
人民教育出版社高中物理必修二第六章第三节
教科书分析
1，万有引力定律是承上启下的，它遵循上一章的匀速圆周运动，开启后要学习的卫星的运动规律。
2.万有引力定律这一段是本章的核心，是对上两节课教学内容的进一步演绎，是下一节课教学内容的基础，也是本章的教学重点。
3.教材在尊重历史事实的前提下，通过一定的逻辑思维，让学生在已有的知识基础上，经历一个“发现”万有引力定律的过程。
学习情况分析
1.高一学生学习了牛顿三定律、圆周运动知识、开普勒三定律，积累了一些知识。理论上有能力接受万有引力定律。
2.在最后一节，学生们体验了探索太阳和行星之间引力的过程，对天体的研究产生了极大的兴趣和好奇。
3.另一方面，我国在航天事业上成绩斐然，捷报频传，极大地激发了学生学习宇宙、太空、卫星的兴趣。
教学目标
一.知识和技能
1，了解万有引力定律的思想和过程，认识重物下落和天体运动的统一性。
？2.理解万有引力定律的含义，利用万有引力定律的公式解决简单的引力计算问题。
？3.知道万有引力定律公式的适用范围。
？4.了解引力常数和卡文迪许实验室的意义和测定方法。
二、流程和方法
？1，在建立万有引力定律的过程中，学会发现问题，提出问题，猜测假设，推理。
2.培养学生抓住主要矛盾，简化问题，建立处理问题的理想模型的能力。
第三，情感态度和价值观
1.通过牛顿在前人基础上发现万有引力定律的思维过程，说明科学研究的长期性、连续性和艰巨性，提高学生的科学价值观。
2.通过学习引力常数的确定，让学生了解科学的方法论和物理常数数量级的重要性。
教学重点
？1与月地试验的推演过程。
？2.万有引力定律的内容和表述。
教学困难
？1，对万有引力定律的理解。
？2.使学生能够将地面物体的重力与月球和地球之间的重力联系起来。
教学设计思想
在这堂课上，学生们将继续他们的“发现之旅”——追随牛顿的脚步。为此，整个教学过程如下:苹果落地引发的猜想——月球与地球试验——更大胆的猜想——万有引力定律——卡文迪许对g的测定。
？通过这种假设—理论推导—实验检验的过程，学生可以在物理情境中积极参与知识建构的过程，体验这种充满大胆设想、巧妙验证和科学探索的精神和方法所体现的内容。
教学过程
第一，新课程的引入
老师的活动学生的活动通过上节课，我们已经知道了太阳和行星之间的引力定律。问题:表达方式是什么？
这一节，我们将继续追随牛顿的脚步，“发现”万有引力定律。
(老师板书题目:63000万年引力定律)
问题:说到万有引力定律，学生们首先会想到什么？
展示课件中牛顿苹果树的图片，说出中国有牛顿苹果树的事实。学生回答
想起牛顿和苹果的故事？描述:说出学生不知道的事实——中国有牛顿苹果树，引起学生兴趣，激发学习热情。
第二，教新课
(1)进一步推测
教师活动学生活动展示课件中牛顿和苹果的图片，“追忆”牛顿的思想和牛顿的猜想；
思考:(1)地球和月球之间的引力会不一样吗？
地球吸引苹果的力是一样的吗？
思考:(2)即使在最高的建筑和最高的山顶上，引力也不会明显减弱。那么地球表面的引力是否可以延伸到很远的地方，是否会对月球产生影响？
思考:(3)拉月亮绕地球转的力，拉苹果下来的力，行星和太阳之间的力，可能真的是同一个力，遵循同一个定律？
牛顿猜想:这些力性质相同，都遵循与距离的平方成反比的规律。
看图和牛顿一起猜:
(1)地球和月球之间的引力使月球不做离心运动，地球吸引苹果的力使苹果落地。它们可能是同一种力。
(2)山里也有苹果树，苹果熟了会掉下来。地球表面的引力会延伸到很远的地方，也会作用在月球上。
(3)猜想是同一个力，都服从同一个定律。
设计描述:通过苹果自由落体的物理场景，唤醒当年学生脑海中苹果落地引起遐想、万有引力定律发现的故事场景，从而启发学生提问，用牛顿的思想激发学生的兴趣和想象力。
(2)每月一次的局部检查
教师活动和学生活动(板书:1。月度检查)
课件展示的场景是:月球绕地球做匀速圆周运动(月球轨道半径R是地球半径R的60倍)。
假设上述猜想成立，月亮和苹果在同一位置，那么地球对月亮的作用力和地球对苹果的作用力也应该遵循“平方反比定律”，即。
问题:(1)月亮是干什么的？规则是什么？
(2)地球对近地物体的吸引力是什么表现？
(3)月球的加速度(月球公转的向心加速度)是重力加速度g的几分之一？
课件显示:
在牛顿的时代，重力加速度G，月球与地球的距离R，月球的公转周期T，都是可以精确测量和知道的。
太阴周期:T = 27.3天≈2.36×106s。
月球轨道半径:r ≈ 60R
地球半径:R = 6400×103m。
问题:(4)从上面的数据可以算出月球的向心加速度吗？
可见，数据显示了上述假设的正确性，牛顿猜想得到了事实的检验。地球对月球的作用力和地球对地面物体的作用力真的是同一个力。至此，平方反比定律已经推广到太阳与行星之间、地球与月球之间、地球与地面物体之间。(通过创建场景中的数据，让学生做定量计算)
学生回答道:
来自牛顿第二定律:
利用上一章的知识计算数据:(有计算器的帮助会更快)
亲身体验推演过程，证实猜想，学生学习积极性进一步提高。
设计描述:通过创设情景，引导学生进行定量计算，用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，从而增强学生的理性认识。
(3)万有引力定律
教师活动和学生活动的猜想得到了证实，我们可以展开想象的翅膀，更大胆地想象:任意两个物体之间是否存在这样的力？正因为我们周围物体的质量远小于天体的质量，我们不容易感知，所以我们可以把这个定律推广到自然界任意两个物体之间的万有引力定律。
提问并阅读课本:
1.什么是重力？并举例说明。
2.万有引力定律是如何体现物体之间的相互作用规律的？它的数学表达式是什么？并标明每个符号的单位和物理意义。？
3.万有引力定律的适用条件是什么？
同时了解万有引力定律的内容，了解其普遍性、相互性和宏观性；
A.普适性:任何两个物体之间都存在引力，但一般物体的质量与行星相比太小，它们之间的引力也很小，完全可以忽略不计。
b、相互作用:两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力。
C.宏观性:一般来说，引力很小，它的存在只有在质量巨大的天体之间或天体与物体之间才有宏观物理意义。在微观世界中，粒子的质量非常小，粒子之间的引力非常微不足道，引力可以忽略不计。
讲解时及时写在黑板上:
第二，万有引力定律
1.内容:
2.表情:
适用条件:粒子
3.理解:①普遍性
②互惠性
③宏观性
(提出问题，引导学生根据问题阅读教材，老师会引导总结)
1.引力是宇宙中普遍存在的任何有质量的物体之间的相互吸引。太阳上的物体对地球的引力，地球对月球的引力，地球对地球的引力都是例子。
2.万有引力定律的内容是自然界中任意两个物体相互吸引，引力的方向在它们的连线上。引力的大小与物体质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比。
公式中各物理量的含义和单位:
高中物理万有引力定律教案设计之三
教科书分析
本节内容选自上海理科版高中物理必修2第五章第三节。在这节课之前，开普勒定律和万有引力定律已经介绍过了。本节主要应用万有引力定律求天体的质量和密度，是一门知识应用和实践课。
学习者分析
在这节课之前，我已经接触过万有引力为行星绕太阳运动提供的向心力，掌握了向心力的不同表达方式。在初中阶段，我已经学习了球体的体积公式和物质的密度公式，为学生学习这门课打下了良好的基础。另外，经过近一年的高中学习，学生的抽象思维能力有了很大的提高，能够在脑海中构建物理模型并进行分析，这也是学生学好本课的必要条件。
同时，虽然这门课学生使用的知识基本都有所接触，但是他们综合运用不同板块知识的能力并不好，因此可以预见学生在分析和推导的过程中会遇到一定的障碍。另一方面，学生已经形成了一定的计算习惯，经常混淆字母，而不注意物理字母所代表的具体含义。解决这两个问题，需要充分发挥小组讨论的力量，通过小组讨论掌握逻辑。因此，这节课将主要由学生自学、小组合作讨论、学生展示、教师点评、课堂练习和巩固组成。
教学目标
1.知识和技能
？了解万有引力定律在天文学中的重要应用
？会用万有引力定律来计算天体的质量
2.过程和方法
？理解万有引力定律处理天体问题的思路和方法
？了解万有引力定律在天文学中的重要应用，理解并运用万有引力定律处理天体问题。
3.情感、态度和价值观目标
？通过测量天体的质量和密度，可以了解科学研究方法在人类认识自然中的重要作用，以及万有引力定律在人类探索和认识未知世界中的作用。
教学重点
用万有引力定律计算天体质量
教学困难
应用万有引力定律解决特定天体运动中的问题
教学方法
1.教学方法:讲授法，多媒体演示。
(1)通过老师的精讲，使学生掌握重点难点内容。
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