廣東省2024-2025年高中物理學(xué)業(yè)水平測試沖A第5章萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)的成就與局限教案（含解析）主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容《廣東省2024-2025年高中物理學(xué)業(yè)水平測試沖A》第5章萬有引力定律，經(jīng)典力學(xué)的成就與局限。教學(xué)內(nèi)容包括：

1.萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)及其數(shù)學(xué)表達(dá)式；

2.天體運(yùn)動(dòng)中的萬有引力定律應(yīng)用；

3.經(jīng)典力學(xué)的成就及局限性；

4.牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律與萬有引力定律的關(guān)系；

5.宇宙觀中萬有引力定律的意義。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)原理分析天體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的能力，深化對萬有引力定律的理解；

2.提高學(xué)生將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用于物理問題的解決，增強(qiáng)數(shù)學(xué)與物理學(xué)科間的聯(lián)系；

3.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和批判性思維，使其能夠評價(jià)經(jīng)典力學(xué)的成就與局限；

4.強(qiáng)化學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識，激發(fā)探索自然界規(guī)律的興趣；

5.培養(yǎng)學(xué)生的宇宙觀念和空間想象力，提高對宏觀世界的認(rèn)知。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其物理意義，強(qiáng)調(diào)萬有引力常量的發(fā)現(xiàn)與運(yùn)用；

-天體運(yùn)動(dòng)中的萬有引力定律應(yīng)用，特別是行星橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)；

-經(jīng)典力學(xué)的成就，特別是牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律與萬有引力定律的綜合應(yīng)用；

-宇宙觀中萬有引力定律對天體系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-萬有引力定律中向心力與引力之間的關(guān)系，學(xué)生需理解引力是向心力的來源；

-利用萬有引力定律進(jìn)行定量計(jì)算，如計(jì)算地球與月球之間的引力，需掌握相關(guān)數(shù)學(xué)運(yùn)算；

-對經(jīng)典力學(xué)局限性的理解，特別是相對論和量子力學(xué)對經(jīng)典力學(xué)的修正；

-將萬有引力定律與宏觀宇宙現(xiàn)象相結(jié)合，如黑洞、星系演化等，要求學(xué)生具備一定的空間想象力和綜合分析能力。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與策略1.選擇教學(xué)方法：

-講授法：系統(tǒng)講解萬有引力定律的基礎(chǔ)知識，強(qiáng)調(diào)定律的發(fā)現(xiàn)過程和物理意義；

-案例研究：通過分析具體天體運(yùn)動(dòng)實(shí)例，如月球繞地球運(yùn)動(dòng)，加深學(xué)生對萬有引力定律的理解；

-項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：分組討論經(jīng)典力學(xué)的成就與局限，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作和探究精神。

2.設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)：

-實(shí)驗(yàn)活動(dòng)：進(jìn)行模擬天體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，如使用彈簧測力計(jì)測量萬有引力常數(shù)；

-角色扮演：學(xué)生扮演科學(xué)家，闡述經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程，增強(qiáng)課堂互動(dòng)性；

-小組討論：針對宇宙觀中的萬有引力定律，讓學(xué)生展開思考和討論，提高批判性思維。

3.確定教學(xué)媒體使用：

-利用多媒體課件展示萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程、天體運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫等，增強(qiáng)視覺效果；

-使用物理教學(xué)軟件模擬天體運(yùn)動(dòng)，幫助學(xué)生形象理解抽象概念；

-結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源，拓展學(xué)生對宇宙探索和前沿物理知識的了解。教學(xué)過程首先，讓我們回顧一下上節(jié)課的內(nèi)容，我們學(xué)習(xí)了牛頓的三大運(yùn)動(dòng)定律，這些定律為我們理解物體的運(yùn)動(dòng)提供了基礎(chǔ)。今天，我們將進(jìn)入第5章，探討萬有引力定律，這是經(jīng)典力學(xué)的又一重要成就。

1.導(dǎo)入新課

（1）提問：“同學(xué)們，你們知道地球上的物體為什么會(huì)落回地面嗎？月球?yàn)槭裁磿?huì)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)？”

（2）引導(dǎo)學(xué)生思考引力現(xiàn)象，為新課的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

2.講解萬有引力定律

（1）介紹牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的背景和過程，強(qiáng)調(diào)科學(xué)家們對自然現(xiàn)象的觀察和思考。

（2）板書萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

\[F=G\frac{m_1m_2}{r^2}\]

解釋其中各符號的含義，并強(qiáng)調(diào)萬有引力常量G的重要性。

（3）通過示例計(jì)算，讓學(xué)生了解如何運(yùn)用萬有引力定律求解實(shí)際問題。

3.探究天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

（1）分析地球與月球之間的引力，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用萬有引力定律進(jìn)行計(jì)算。

（2）討論行星橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，闡述萬有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。

（3）提問：“為什么天體的運(yùn)動(dòng)軌跡是橢圓形而不是圓形？”引導(dǎo)學(xué)生思考并回答。

4.經(jīng)典力學(xué)的成就與局限

（1）介紹經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)史上的地位，強(qiáng)調(diào)其成就。

（2）討論經(jīng)典力學(xué)的局限性，如相對論和量子力學(xué)對其修正。

（3）提問：“同學(xué)們，你們認(rèn)為經(jīng)典力學(xué)在現(xiàn)代社會(huì)中還有價(jià)值嗎？為什么？”

5.實(shí)踐活動(dòng)：模擬天體運(yùn)動(dòng)

（1）分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使用彈簧測力計(jì)測量萬有引力常數(shù)G。

（2）讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析數(shù)據(jù)，總結(jié)規(guī)律。

（3）討論實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。

6.小組討論：宇宙觀中的萬有引力定律

（1）讓學(xué)生分組討論萬有引力定律在宇宙觀中的意義。

（2）每組派代表分享討論成果，全班交流。

（3）教師點(diǎn)評，總結(jié)討論要點(diǎn)。

7.總結(jié)與拓展

（1）回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

（2）布置作業(yè)：運(yùn)用萬有引力定律解答實(shí)際問題，加深理解。

（3）拓展閱讀：推薦學(xué)生閱讀有關(guān)宇宙探索和前沿物理知識的書籍，激發(fā)興趣。拓展與延伸為了加深同學(xué)們對萬有引力定律及其在天體運(yùn)動(dòng)中應(yīng)用的理解，以下是與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料和探究方向：

1.拓展閱讀材料

-《從牛頓到愛因斯坦：物理學(xué)巨人的思想歷程》

-《宇宙的奧秘：從地心說到大爆炸》

-《天體物理學(xué)》

2.探究方向

-研究牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的歷史背景，了解科學(xué)家的探索過程；

-深入了解開普勒定律與萬有引力定律之間的關(guān)系，探討行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)；

-學(xué)習(xí)相對論和量子力學(xué)對經(jīng)典力學(xué)的修正，理解經(jīng)典力學(xué)的局限性和現(xiàn)代物理的發(fā)展；

-研究天體運(yùn)動(dòng)中的實(shí)際問題，如衛(wèi)星軌道設(shè)計(jì)、宇宙飛船的引力助推等；

-探索宇宙中的極端現(xiàn)象，如黑洞、中子星等，了解萬有引力定律在極端條件下的表現(xiàn)；

-考察人類對宇宙的探索歷程，了解萬有引力定律在航天領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.實(shí)踐活動(dòng)建議

-利用天文望遠(yuǎn)鏡觀察月球、行星等天體的運(yùn)動(dòng)，結(jié)合萬有引力定律進(jìn)行分析；

-設(shè)計(jì)小型實(shí)驗(yàn)，如利用彈簧測力計(jì)測量物體間的引力，進(jìn)一步理解萬有引力定律；

-組織小組討論，針對宇宙觀中的萬有引力定律，探討其在不同尺度上的應(yīng)用。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識點(diǎn)：

-萬有引力定律

-數(shù)學(xué)表達(dá)式：\[F=G\frac{m_1m_2}{r^2}\]

-天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用

-經(jīng)典力學(xué)的成就與局限

②關(guān)鍵詞：

-引力

-萬有引力常量G

-橢圓軌道

-相對論

-量子力學(xué)

③藝術(shù)性與趣味性：

-使用不同顏色的粉筆突出重點(diǎn)，如引力公式用紅色，天體名稱用藍(lán)色；

-在黑板的一角繪制簡單的天體運(yùn)動(dòng)示意圖，展示行星繞太陽的橢圓形軌道；

-設(shè)計(jì)有趣的“引力猜猜看”小活動(dòng)，讓學(xué)生預(yù)測不同天體間的引力大小，增加互動(dòng)性；

-利用簡筆畫或漫畫形式，呈現(xiàn)科學(xué)家牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的場景，增強(qiáng)趣味性。

板書設(shè)計(jì)旨在通過直觀、有趣的視覺元素，幫助學(xué)生更好地理解和記憶萬有引力定律的相關(guān)知識，同時(shí)激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。課堂1.課堂評價(jià)

-在課堂教學(xué)中，通過以下方式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況：

①提問：針對萬有引力定律、天體運(yùn)動(dòng)等知識點(diǎn)，設(shè)計(jì)不同難度的問題，檢查學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度；

②觀察：觀察學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，如聽講、筆記、互動(dòng)等，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和興趣；

③測試：進(jìn)行隨堂測試，檢測學(xué)生對萬有引力定律及其應(yīng)用的掌握情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。

-針對學(xué)生的回答和表現(xiàn)，給予積極的評價(jià)和鼓勵(lì)，提高學(xué)生的自信心。

2.作業(yè)評價(jià)

-對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，關(guān)注以下幾個(gè)方面：

①知識點(diǎn)掌握：檢查