2024-2025學年高中物理第五章萬有引力定律及其應用第1節(jié)萬有引力定律及引力常量的測定教案1魯科版必修2授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間教材分析本節(jié)課為人教版高中物理必修1第五章“萬有引力定律及其應用”的第一節(jié)，主要內(nèi)容是萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)及引力常量的測定。通過本節(jié)課的學習，學生應了解萬有引力定律的得出過程，掌握萬有引力常量的測定方法，并能夠運用萬有引力定律分析實際問題。

教學重點：

1.萬有引力定律的得出過程；

2.萬有引力常量的測定方法；

3.運用萬有引力定律分析實際問題。

教學難點：

1.萬有引力定律的數(shù)學表達式的推導；

2.萬有引力常量的測定方法的原理。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的科學探究能力、數(shù)學建模能力和科學思維。通過學習萬有引力定律的得出過程，學生能夠自主探究科學問題，提升科學探究能力；通過推導萬有引力定律的數(shù)學表達式，學生能夠運用數(shù)學知識解決物理問題，培養(yǎng)數(shù)學建模能力；同時，通過學習萬有引力常量的測定方法，學生能夠理解科學方法的應用，提升科學思維。此外，通過分析實際問題，學生能夠將所學知識應用到生活實際中，培養(yǎng)應用創(chuàng)新能力。教學難點與重點1.教學重點：

重點一：萬有引力定律的得出過程。學生需要理解并掌握萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，包括牛頓的蘋果實驗和開普勒定律的啟示。

重點二：萬有引力常量的測定方法。學生需要了解并能夠運用牛頓的萬有引力定律，結合實驗數(shù)據(jù)，計算萬有引力常量。

2.教學難點：

難點一：萬有引力定律的數(shù)學表達式的推導。學生需要掌握運用微積分和向量運算，推導出萬有引力定律的數(shù)學表達式。

難點二：萬有引力常量的測定方法的原理。學生需要理解扭秤實驗和引力計實驗的原理，以及如何通過實驗數(shù)據(jù)測定萬有引力常量。

難點三：運用萬有引力定律分析實際問題。學生需要能夠將理論知識應用到實際問題中，如行星運動、衛(wèi)星軌道等，解決實際問題。教學方法與手段1.教學方法：

方法一：問題驅動法。教師通過提出問題，引導學生思考和探索萬有引力定律的得出過程，激發(fā)學生的求知欲。

方法二：案例分析法。教師通過分析實際問題，如行星運動、衛(wèi)星軌道等，讓學生運用萬有引力定律解決問題，培養(yǎng)學生的應用能力。

方法三：小組合作法。教師組織學生進行小組討論和合作實驗，促進學生之間的交流和合作，提高學生的團隊協(xié)作能力。

2.教學手段：

手段一：多媒體演示。教師利用多媒體設備展示萬有引力定律的動畫和實驗過程，生動形象地呈現(xiàn)教學內(nèi)容，提高學生的學習興趣。

手段二：在線互動平臺。教師運用教學軟件或在線互動平臺，進行實時教學和交流，提供豐富的學習資源，幫助學生自主學習。

手段三：虛擬實驗室。教師引導學生使用虛擬實驗室軟件，進行模擬實驗和數(shù)據(jù)分析，增強學生的實踐操作能力。教學過程1.導入（5分鐘）

同學們，大家好！今天我們來學習萬有引力定律及其應用。在開始之前，我想請大家回顧一下我們之前學過的知識，也就是開普勒定律和牛頓的蘋果實驗。誰能夠簡要地回顧一下這些知識呢？

2.探究萬有引力定律（15分鐘）

好，看來大家對之前的內(nèi)容有了很好的回顧?，F(xiàn)在，我們來探究一下萬有引力定律是如何被發(fā)現(xiàn)的。請大家打開教材，閱讀有關萬有引力定律的部分，并思考以下問題：

（1）牛頓是如何從蘋果落地的現(xiàn)象中得到萬有引力定律的啟示的？

（2）萬有引力定律的數(shù)學表達式是什么？它是如何推導出來的？

在閱讀和思考的過程中，如果有任何疑問，可以隨時提出來，我們一起來討論。

3.學習萬有引力常量的測定方法（15分鐘）

（1）扭秤實驗和引力計實驗的原理是什么？

（2）如何通過實驗數(shù)據(jù)測定萬有引力常量？

同樣地，如果有任何疑問，可以隨時提出來，我們一起來討論。

4.應用萬有引力定律解決實際問題（15分鐘）

現(xiàn)在，我們已經(jīng)學習了萬有引力定律及其常量的測定方法，那么如何運用這些知識解決實際問題呢？請大家分成小組，共同討論以下問題：

（1）如何計算兩個物體之間的萬有引力？

（2）地球表面的重力是如何產(chǎn)生的？

每個小組需要選擇一個實際問題，運用萬有引力定律進行分析和解決。解決完后，我們一起來分享和討論。

5.總結與反思（10分鐘）

最后，如果有任何疑問或建議，請隨時提出來，我們一起學習和進步。謝謝大家！知識點梳理1.萬有引力定律的得出過程：

牛頓通過觀察蘋果落地的現(xiàn)象，提出了萬有引力定律。他認為，地球對蘋果的吸引力是造成蘋果落地的原因，而這種吸引力同樣是地球對其他物體的吸引力，即萬有引力。牛頓通過開普勒定律和牛頓運動定律的啟示，推導出了萬有引力定律的數(shù)學表達式：F=G*m1*m2/r^2。

2.萬有引力常量的測定方法：

萬有引力常量是萬有引力定律中的一個重要參數(shù)，用來衡量萬有引力的強度。牛頓時代，萬有引力常量的測定是通過扭秤實驗和引力計實驗來進行的。扭秤實驗是通過測量兩個物體之間的引力導致的扭轉角度，從而計算出萬有引力常量。引力計實驗則是通過測量物體在地球表面受到的引力，結合地球的質量和其他已知參數(shù)，計算出萬有引力常量。

3.運用萬有引力定律分析實際問題：

萬有引力定律在現(xiàn)實生活中有很多應用。例如，我們可以通過計算地球或其他天體對物體的吸引力，來解釋物體在地球表面受到的重力。此外，萬有引力定律還廣泛應用于天體力學領域，如計算行星軌道、衛(wèi)星軌道等。通過運用萬有引力定律，我們可以更好地理解和解釋這些實際問題。

4.數(shù)學表達式的推導過程：

萬有引力定律的數(shù)學表達式F=G*m1*m2/r^2是如何推導出來的呢？這個推導過程涉及到牛頓運動定律、向量運算和微積分等數(shù)學知識。具體推導過程如下：

假設兩個物體m1和m2之間存在引力F，根據(jù)牛頓第二定律，物體受到的力等于質量乘以加速度，即F=m1*a。由于引力是作用在兩個物體之間的，所以引力的大小與兩個物體的質量乘積有關，即F∝m1*m2。根據(jù)向量運算，引力F可以表示為兩個物體之間的距離r的函數(shù)，即F=G*m1*m2/r^2。

5.實驗數(shù)據(jù)的處理和分析：

在實驗中，我們通常會測量到兩個物體之間的引力大小，但如何通過這些數(shù)據(jù)測定萬有引力常量呢？這里涉及到實驗數(shù)據(jù)的處理和分析方法。首先，我們需要根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算出引力常量的估計值。然后，我們可以將這個估計值與已知的萬有引力常量的理論值進行比較，從而驗證實驗結果的準確性。

6.重力的產(chǎn)生原因：

地球表面的重力是由于地球對物體的吸引力產(chǎn)生的。根據(jù)萬有引力定律，地球對物體的吸引力與物體的質量成正比，與地球表面的距離成反比。因此，地球表面的重力可以表示為F=G*m1*m2/r^2，其中m1是地球的質量，m2是物體的質量，r是地球半徑加上物體距離地球表面的高度。通過計算地球表面的重力，我們可以得到物體的重量，即重力的大小。教學反思在導入環(huán)節(jié)，我通過提問方式引導學生回顧之前學過的開普勒定律和牛頓的蘋果實驗，為新課的學習做好鋪墊。在探究萬有引力定律的過程中，我引導學生閱讀教材，思考牛頓是如何從蘋果落地的現(xiàn)象中得到萬有引力定律的啟示，以及萬有引力定律的數(shù)學表達式是如何推導出來的。在此過程中，學生提出了疑問，我們通過討論的方式共同解決了問題。

在學習萬有引力常量的測定方法時，我向學生介紹了扭秤實驗和引力計實驗的原理，并引導學生通過實驗數(shù)據(jù)測定萬有引力常量。在此過程中，學生分組進行了討論和實驗操作，提高了他們的團隊協(xié)作能力。

最后，我組織學生應用萬有引力定律解決實際問題，如計算兩個物體之間的引力以及地球表面的重力產(chǎn)生原因。通過這些問題，學生將所學知識運用到實際中，培養(yǎng)了他們的應用創(chuàng)新能力。

在整個教學過程中，我密切關注學生的學習情況，對他們在學習過程中遇到的問題進行及時解答。在教學反思環(huán)節(jié)，我認為本節(jié)課的側重點突出，教學內(nèi)容與課本緊密結合，符合教學實際。同時，我也在思考如何進一步改進教學方法，以提高教學效果。課堂2.作業(yè)評價：

對學生的作業(yè)進行認真批改和點評，及時反饋學生的學習效果，鼓勵學生繼續(xù)努力。在布置作業(yè)時，我給出了與本節(jié)課內(nèi)容相關的問題，要求學生運用萬有引力定律進行分析和解決。通過批改作業(yè)，我發(fā)現(xiàn)大部分學生能夠正確運用萬有引力定律進行計算和分析，但仍有部分學生在理解萬有引力常量的測定方法上存在困難。在點評作業(yè)時，我給予了學生們具體的指導和鼓勵，指出他們的不足之處，并提醒他們加強鞏固相關知識。

3.學生反饋：

在課后，我向學生征求了對本節(jié)課教學的意見和建議。大部分學生表示，通過本節(jié)課的學習，他們對萬有引力定律有了更深入的理解，并能夠運用所學知識解決實際問題。但也有一部分學生提出，希望能夠在課堂上更多地進行實驗操