2024-2025學(xué)年高中物理第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行第二節(jié)萬(wàn)有引力定律教學(xué)實(shí)錄新人教版必修第二冊(cè)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒔虒W(xué)內(nèi)容新教材必修第二冊(cè)第七章第二節(jié)，主要內(nèi)容包括萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程、萬(wàn)有引力定律的表述、萬(wàn)有引力常數(shù)的測(cè)量方法以及萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用。具體涉及牛頓的萬(wàn)有引力定律、萬(wàn)有引力公式、萬(wàn)有引力常數(shù)的測(cè)定等知識(shí)點(diǎn)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)探究萬(wàn)有引力定律；提高邏輯思維能力，理解萬(wàn)有引力定律的普適性和應(yīng)用價(jià)值；增強(qiáng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，認(rèn)識(shí)到物理學(xué)在宇宙航行中的重要意義。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解萬(wàn)有引力定律的表述，掌握其數(shù)學(xué)形式；

②掌握萬(wàn)有引力常數(shù)的概念及其測(cè)量方法；

③能夠應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解決實(shí)際問題，如衛(wèi)星軌道計(jì)算。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解萬(wàn)有引力定律的普適性和適用條件；

②分析引力場(chǎng)的性質(zhì)，包括引力場(chǎng)的矢量和標(biāo)量場(chǎng)的特點(diǎn)；

③理解萬(wàn)有引力定律與牛頓第三定律的關(guān)系，以及萬(wàn)有引力定律在相對(duì)論框架下的修正。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）、物理實(shí)驗(yàn)器材（天平、測(cè)力計(jì)、小球等）

-課程平臺(tái)：學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

-信息化資源：萬(wàn)有引力定律相關(guān)視頻資料、在線物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件

-教學(xué)手段：課堂講授、小組討論、實(shí)驗(yàn)演示、問題解答五、教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

-詳細(xì)內(nèi)容：首先，通過播放一段關(guān)于宇宙航行的視頻，激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心。然后，提問學(xué)生：宇宙中星體之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是什么？引導(dǎo)學(xué)生思考引力的概念。接著，介紹牛頓的萬(wàn)有引力定律，簡(jiǎn)要說(shuō)明其歷史背景和科學(xué)意義。最后，明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，即理解萬(wàn)有引力定律的表述、掌握其應(yīng)用。

用時(shí)：5分鐘

2.新課講授

-詳細(xì)內(nèi)容：

①講解萬(wàn)有引力定律的表述，通過公式F=G*m1*m2/r^2，解釋引力的大小與距離平方成反比，與兩物體質(zhì)量的乘積成正比。

②分析萬(wàn)有引力常數(shù)的概念，介紹其測(cè)量方法，如卡文迪許實(shí)驗(yàn)。

③通過實(shí)例講解萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用，如地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星軌道計(jì)算等。

用時(shí)：10分鐘

3.實(shí)踐活動(dòng)

-詳細(xì)內(nèi)容：

①學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用天平和測(cè)力計(jì)測(cè)量不同質(zhì)量的物體之間的引力，驗(yàn)證萬(wàn)有引力定律。

②學(xué)生利用在線物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件，模擬衛(wèi)星軌道，觀察引力對(duì)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的影響。

③學(xué)生分組討論，分析地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，太陽(yáng)對(duì)地球的引力與地球?qū)μ?yáng)的引力之間的關(guān)系。

用時(shí)：15分鐘

4.學(xué)生小組討論

-3方面內(nèi)容舉例回答：

①關(guān)于萬(wàn)有引力定律的普適性，學(xué)生討論并回答：萬(wàn)有引力定律適用于所有天體之間的引力作用，不受物體大小和形狀的影響。

②關(guān)于引力場(chǎng)的性質(zhì)，學(xué)生討論并回答：引力場(chǎng)是一個(gè)矢量場(chǎng)，其方向指向負(fù)質(zhì)量，大小與質(zhì)量成正比。

③關(guān)于萬(wàn)有引力定律與牛頓第三定律的關(guān)系，學(xué)生討論并回答：萬(wàn)有引力定律與牛頓第三定律相輔相成，表明了作用力和反作用力的關(guān)系。

用時(shí)：10分鐘

5.總結(jié)回顧

-內(nèi)容：首先，回顧本節(jié)課所學(xué)的萬(wàn)有引力定律、萬(wàn)有引力常數(shù)、引力場(chǎng)的性質(zhì)等內(nèi)容。然后，強(qiáng)調(diào)萬(wàn)有引力定律在宇宙航行中的重要性，并舉例說(shuō)明其在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值。最后，布置課后作業(yè)，要求學(xué)生完成相關(guān)習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

用時(shí)：5分鐘

總計(jì)用時(shí)：45分鐘六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.理解能力提升：

學(xué)生通過學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律，能夠理解天體之間的引力作用規(guī)律，掌握引力的大小與距離平方成反比、與質(zhì)量乘積成正比的關(guān)系。學(xué)生能夠運(yùn)用萬(wàn)有引力定律解釋和預(yù)測(cè)天體的運(yùn)動(dòng)軌跡，如地球繞太陽(yáng)的橢圓軌道、月球繞地球的運(yùn)動(dòng)等。

2.應(yīng)用能力增強(qiáng)：

學(xué)生能夠?qū)⑷f(wàn)有引力定律應(yīng)用于實(shí)際問題解決，例如計(jì)算衛(wèi)星的軌道速度、周期和高度，理解并應(yīng)用開普勒定律。通過實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生能夠?qū)嶋H測(cè)量引力并驗(yàn)證定律的正確性，提高實(shí)際問題解決能力。

3.探究能力培養(yǎng)：

學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究萬(wàn)有引力定律，學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果和得出結(jié)論的方法。這種科學(xué)探究能力對(duì)于學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)其他物理定律和科學(xué)理論具有重要意義。

4.思維能力發(fā)展：

學(xué)生在學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律的過程中，鍛煉了邏輯思維和抽象思維能力。理解引力場(chǎng)的概念和性質(zhì)，需要學(xué)生能夠從矢量場(chǎng)和標(biāo)量場(chǎng)的角度思考問題，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維具有積極作用。

5.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：

學(xué)生通過學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律，認(rèn)識(shí)到物理學(xué)在解釋自然現(xiàn)象和推動(dòng)科技進(jìn)步中的重要作用。這有助于學(xué)生形成科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值觀，樹立對(duì)科學(xué)的尊重和追求。

6.團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力：

在小組討論和實(shí)踐活動(dòng)過程中，學(xué)生需要與同伴合作，共同完成任務(wù)。這有助于學(xué)生學(xué)會(huì)溝通、協(xié)調(diào)和分工合作，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

7.信息技術(shù)應(yīng)用能力：

學(xué)生在利用在線物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)會(huì)了使用信息技術(shù)工具進(jìn)行科學(xué)探究。這有助于學(xué)生適應(yīng)信息時(shí)代的學(xué)習(xí)方式，提高信息技術(shù)應(yīng)用能力。

-理解并掌握了萬(wàn)有引力定律的基本概念和公式；

-能夠?qū)⑷f(wàn)有引力定律應(yīng)用于實(shí)際問題解決；

-培養(yǎng)了科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)技能；

-提升了邏輯思維和抽象思維能力；

-形成了科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值觀；

-增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和信息技術(shù)應(yīng)用能力。七、典型例題講解1.例題一：地球表面重力加速度的計(jì)算

已知地球的半徑為R=6.4×10^6m，地球的質(zhì)量為M=5.98×10^24kg，萬(wàn)有引力常數(shù)為G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。求地球表面的重力加速度g。

解答：根據(jù)萬(wàn)有引力定律，地球表面的重力加速度g可以通過以下公式計(jì)算：

g=G*M/R^2

代入已知數(shù)值：

g=(6.67×10^-11N·m^2/kg^2)*(5.98×10^24kg)/(6.4×10^6m)^2

g≈9.81m/s^2

2.例題二：雙星系統(tǒng)的周期計(jì)算

一對(duì)雙星，質(zhì)量分別為m1和m2，距離為L(zhǎng)。已知雙星的總質(zhì)量M=m1+m2，求雙星系統(tǒng)的軌道周期T。

解答：雙星系統(tǒng)中的萬(wàn)有引力提供向心力，可以列出以下等式：

G*m1*m2/L^2=m1*v^2/r1=m2*v^2/r2

由于雙星在軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以軌道周期T與軌道半徑r和線速度v有關(guān)：

T=2πr/v

結(jié)合以上關(guān)系，可以推導(dǎo)出雙星系統(tǒng)的軌道周期T：

T=2π*√(L^3/(G*M))

3.例題三：衛(wèi)星軌道高度的計(jì)算

一顆衛(wèi)星繞地球做圓形軌道運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，地球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星的質(zhì)量為m。已知衛(wèi)星的軌道周期為T，求衛(wèi)星的軌道高度h。

解答：衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，可以列出以下等式：

G*M*m/r^2=m*v^2/r

衛(wèi)星的軌道周期T與軌道半徑r和線速度v有關(guān)：

T=2πr/v

結(jié)合以上關(guān)系，可以推導(dǎo)出衛(wèi)星的軌道高度h：

h=√(r^3/(G*M))-r

4.例題四：地球?qū)πl(wèi)星的引力計(jì)算

一顆衛(wèi)星繞地球做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，地球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，衛(wèi)星與地球的距離為r。求地球?qū)πl(wèi)星的引力F。

解答：地球?qū)πl(wèi)星的引力F可以通過萬(wàn)有引力定律計(jì)算：

F=G*M*m/r^2

5.例題五：月球?qū)Φ厍虻囊τ?jì)算

月球的質(zhì)量為m1，地球的質(zhì)量為m2，月球與地球的距離為r。求月球?qū)Φ厍虻囊。

解答：月球?qū)Φ厍虻囊可以通過萬(wàn)有引力定律計(jì)算：

F=G*m1*m2/r^2

注意：以上例題中的r表示衛(wèi)星或月球與地球中心的距離，而非衛(wèi)星或月球表面的距離。在實(shí)際計(jì)算中，需要根據(jù)具體情況確定r的值。八、內(nèi)容邏輯關(guān)系1.萬(wàn)有引力定律的表述

①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律公式F=G*m1*m2/r^2

②重點(diǎn)詞句：引力大小與距離平方成反比，與兩物體質(zhì)量乘積成正比

2.萬(wàn)有引力常數(shù)的概念

①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：萬(wàn)有引力常數(shù)G的數(shù)值和單位

②重點(diǎn)詞句：G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2

3.引力場(chǎng)的性質(zhì)

①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：引力場(chǎng)是矢量場(chǎng)，方向指向負(fù)質(zhì)量，大小與質(zhì)量成正比

②重點(diǎn)詞句：引力場(chǎng)強(qiáng)度E=G*M/r^2

4.萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用

①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律在衛(wèi)星軌道計(jì)算中的應(yīng)用

②重點(diǎn)詞句：衛(wèi)星軌道速度v=√(G*M/r)

5.萬(wàn)有引力定律的歷史背景

①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的歷史背景

②重點(diǎn)詞句：牛頓的蘋果樹故事，萬(wàn)有引力定律的提出

6.萬(wàn)有引力定律與牛頓第三定律的關(guān)系

①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律與牛頓第三定律的內(nèi)在聯(lián)系

②重點(diǎn)詞句：作用力與反作用力相等、方向相反

7.萬(wàn)有引力定律在相對(duì)論框架下的修正

①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：廣義相對(duì)論對(duì)萬(wàn)有引力定律的修正

②重點(diǎn)詞句：引力場(chǎng)彎曲時(shí)空，引力波的概念反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

在導(dǎo)入新課時(shí)，我嘗試通過播放與萬(wàn)有引力定律相關(guān)的視頻，將學(xué)生的注意力吸引到宇宙航行的奇妙世界，激發(fā)他們對(duì)物理學(xué)科的興趣。同時(shí)，結(jié)合歷史故事，如牛頓的蘋果樹，讓學(xué)生感受到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的魅力。

2.實(shí)驗(yàn)探究，提升能力

在實(shí)踐活動(dòng)中，我鼓勵(lì)學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過親自操作和觀察，驗(yàn)證萬(wàn)有引力定律的正確性。這種實(shí)驗(yàn)探究的方式不僅能夠幫助學(xué)生理解抽象的物理概念，還能提高他們的動(dòng)手能力和科學(xué)探究能力。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.教學(xué)深度不足

在講解萬(wàn)有引力定律時(shí)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)引力場(chǎng)的概念理解不夠深入，對(duì)于引力場(chǎng)與電場(chǎng)、磁場(chǎng)的關(guān)系把握不準(zhǔn)。這說(shuō)明我在教學(xué)過程中對(duì)知識(shí)點(diǎn)的深度挖掘還不夠，需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

2.學(xué)生參與度不高

在小組討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生參與度不高，討論氣氛不夠熱烈。這可能是因?yàn)槲覍?duì)討論環(huán)節(jié)的引導(dǎo)和激勵(lì)不夠，需要我在今后的教學(xué)中更加注重激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和參與感。

3.評(píng)價(jià)方式單一

目前，我的評(píng)價(jià)方式主要依賴于課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成情況，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的評(píng)價(jià)。為了更全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，我需要引入多元化的評(píng)價(jià)方式。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.深化教學(xué)內(nèi)容，拓展知識(shí)面

在今后的教學(xué)中，我將更加注重對(duì)引力場(chǎng)概念的解釋和拓展，通過引入更多的實(shí)例和類比，幫助學(xué)生更好地理解引力場(chǎng)的性質(zhì)。同時(shí)，結(jié)合電磁場(chǎng)和磁場(chǎng)的知識(shí)，讓學(xué)生建立起物理知識(shí)之間的聯(lián)系。

2.提高學(xué)生參與度，活躍課堂氛圍

為了提高學(xué)生的參與度，我將設(shè)計(jì)更多互動(dòng)環(huán)節(jié)，如小組競(jìng)賽、角色扮演等，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)。此外，我還將加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的個(gè)別指導(dǎo)，確保每個(gè)學(xué)生都能參與到課堂活動(dòng)中來(lái)。

3.多元化評(píng)價(jià)方式，全面了解學(xué)生

為了更全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，我將引入實(shí)驗(yàn)報(bào)告、項(xiàng)目展示、口頭報(bào)告等多種評(píng)價(jià)方式，關(guān)注學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維。同時(shí)，我將與家長(zhǎng)保持溝通，共同關(guān)注學(xué)生的成長(zhǎng)和發(fā)展。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

今天我們學(xué)習(xí)了萬(wàn)有引力定律，這是一個(gè)非常重要的物理定律，它揭示了天體之間引力的基本規(guī)律。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解到：

1.萬(wàn)有引力定律的表述：兩個(gè)物體之間的引力大小與它們的質(zhì)量乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。

2.萬(wàn)有引力常數(shù)的概念和測(cè)量方法：萬(wàn)有引力常數(shù)G是一個(gè)物理常數(shù)，其數(shù)值約為6.67×10^-11N·m^2/kg^2。我們可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量萬(wàn)有引力常數(shù)，如卡文迪許實(shí)驗(yàn)。

3.引力場(chǎng)的性質(zhì)：引力場(chǎng)是一個(gè)矢量場(chǎng)，其方向指向負(fù)質(zhì)量，大小與質(zhì)量成正比。

4.萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用：我們可以用萬(wàn)有引力定律來(lái)計(jì)算天體的軌道速度、周期、高度等，以及解釋和預(yù)測(cè)天體的運(yùn)動(dòng)軌跡。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.請(qǐng)寫出萬(wàn)有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

答案：F=G*m1*m2/r^2

2.地球的質(zhì)量為5.98×10^24kg，地球半徑為6.4×10^6m，求地球表面的重力加速度g。

答案：g=9.81m/s^2

3.一顆衛(wèi)星繞地球做圓形軌道運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r=7.5×10^6m，地球的質(zhì)量為M=5.98×10^24kg。求衛(wèi)星的軌道周