2024-2025學年高中物理第五章萬有引力定律及其應用第2節(jié)萬有引力定律的應用教學實錄3魯科版必修2科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學年高中物理第五章萬有引力定律及其應用第2節(jié)萬有引力定律的應用教學實錄3魯科版必修2教學內容魯科版必修2物理教材第五章萬有引力定律及其應用第2節(jié)，主要內容包括：萬有引力定律的推導過程，萬有引力常量的測定方法，以及萬有引力定律在實際問題中的應用，如衛(wèi)星運動、天體運動、地球自轉等問題。通過本節(jié)課的學習，學生應掌握萬有引力定律的應用，并能解決簡單的實際問題。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、科學思維和科學態(tài)度與責任。學生將通過實驗探究萬有引力定律，提升提出問題、設計實驗、收集數據、分析結果的能力。同時，通過學習萬有引力定律在天體運動中的應用，培養(yǎng)學生運用物理知識解釋自然現象的能力，增強對科學原理的敬畏和對科學方法的尊重。學情分析高中學生正處于青春期，思維活躍，好奇心強，對未知事物充滿探索欲望。在物理學科方面，學生已經具備了一定的物理基礎知識，對力學、運動學等概念有一定的理解。然而，由于物理學科本身的抽象性和復雜性，部分學生對萬有引力定律的理解可能存在困難。

在知識層面，學生已經學習了牛頓運動定律和圓周運動的相關知識，對力的概念和運動規(guī)律有一定的認識。但在能力方面，學生的實驗操作能力和數據分析能力可能還有待提高，尤其是在涉及復雜計算和物理模型構建時。

在素質方面，學生的科學探究精神和批判性思維能力需要進一步培養(yǎng)。部分學生可能對物理學科缺乏興趣，導致學習動力不足。此外，學生在課堂上的參與度和合作意識也有待加強。

行為習慣方面，學生在課堂上可能存在注意力不集中、參與度不高的情況，這可能會影響他們對萬有引力定律的理解和應用。對課程學習的影響主要體現在以下方面：

1.學生對萬有引力定律的理解可能不夠深入，難以將其與實際生活中的現象聯系起來。

2.學生在解決實際問題時，可能缺乏運用物理知識的能力，導致問題解決效果不佳。

3.學生在實驗操作和數據分析過程中，可能因為缺乏經驗而出現錯誤，影響學習效果。

因此，針對以上學情，本節(jié)課將注重引導學生積極參與實驗探究，培養(yǎng)他們的科學探究能力和實驗操作技能，同時通過實例分析和討論，提高學生對萬有引力定律的理解和應用能力。教學資源1.軟硬件資源：物理實驗室、萬有引力實驗裝置、電腦、投影儀、電子白板。

2.課程平臺：學校網絡教學平臺，用于發(fā)布教學資料和在線作業(yè)。

3.信息化資源：萬有引力定律相關視頻、動畫、在線實驗模擬軟件。

4.教學手段：多媒體教學課件、實物模型、板書、課堂提問、小組討論。教學流程1.導入新課（用時5分鐘）

-教師展示地球、月球、太陽等天體的圖片，引導學生思考天體間是否存在某種力量使它們相互吸引。

-提問：你們知道是什么力量使地球圍繞太陽旋轉，月球圍繞地球旋轉嗎？

-通過學生的回答，引出牛頓的萬有引力定律。

2.新課講授（用時15分鐘）

-第一條：介紹萬有引力定律的提出背景和牛頓的推導過程，通過多媒體展示牛頓的生平和主要貢獻。

-第二條：講解萬有引力定律的數學表達式，即F=G*(m1*m2)/r^2，其中F為引力，G為萬有引力常數，m1和m2為兩個物體的質量，r為兩物體間的距離。

-第三條：通過實例分析，如地球與月球之間的引力、地球對物體的引力等，幫助學生理解萬有引力定律的應用。

3.實踐活動（用時15分鐘）

-第一條：分組實驗，讓學生使用萬有引力實驗裝置，測量不同質量物體間的引力，驗證萬有引力定律的正確性。

-第二條：模擬實驗，利用在線實驗模擬軟件，讓學生觀察不同條件下物體間的引力變化，加深對定律的理解。

-第三條：案例分析，提供實際案例，如地球同步衛(wèi)星的軌道計算，讓學生運用萬有引力定律解決實際問題。

4.學生小組討論（用時10分鐘）

-第一方面：討論萬有引力定律在日常生活中的應用，如電梯中的失重現象、拋物線運動等。

-第二方面：分析萬有引力定律在科技發(fā)展中的作用，如衛(wèi)星通信、航天器發(fā)射等。

-第三方面：探討萬有引力定律在科學研究中的意義，如宇宙探索、天體物理學等。

5.總結回顧（用時5分鐘）

-教師引導學生回顧本節(jié)課的主要內容，強調萬有引力定律的重要性。

-通過提問，檢查學生對萬有引力定律的理解程度，如“萬有引力定律是如何推導出來的？”“萬有引力定律在哪些領域有應用？”

-總結本節(jié)課的重難點，如萬有引力定律的數學表達式及其應用，強調學生在解決實際問題時如何運用這一定律。

-完成課后練習題，鞏固對萬有引力定律的理解。

-查閱資料，了解萬有引力定律在科技發(fā)展中的應用實例。

-準備下一次課的討論話題，如“萬有引力定律對未來科技發(fā)展的影響”。

教學流程總結：

本節(jié)課通過導入新課、新課講授、實踐活動、學生小組討論和總結回顧等環(huán)節(jié)，使學生全面了解萬有引力定律的概念、推導過程和應用。在教學過程中，注重學生的參與和實踐，通過實驗和案例分析，幫助學生理解萬有引力定律的實際意義。同時，通過小組討論，培養(yǎng)學生的合作意識和科學探究精神。整個教學流程用時45分鐘，符合教學實際，達到了教學目標。教學資源拓展1.拓展資源：

-天體物理學簡介：介紹天體物理學的基本概念和研究內容，如恒星、行星、黑洞等天體的物理性質和運動規(guī)律。

-萬有引力定律的歷史背景：探討萬有引力定律的提出過程，包括牛頓的生平、科學貢獻以及定律的發(fā)現背景。

-萬有引力常數G的測定：介紹萬有引力常數G的測定方法，如卡文迪許實驗、衛(wèi)星軌道測量等。

-天體運動的基本規(guī)律：講解開普勒定律，分析行星運動軌跡、周期、軌道偏心率等參數與萬有引力定律的關系。

2.拓展建議：

-閱讀相關科普書籍：《宇宙的奧秘》、《天體物理學導論》等，幫助學生了解天體物理學的基本知識。

-觀看科普視頻：推薦《宇宙奇觀》、《宇宙大爆炸》等視頻，通過直觀的方式感受宇宙的浩瀚和萬有引力定律的神奇。

-參與科學實驗：鼓勵學生參與學校或社區(qū)的科學實驗活動，如萬有引力實驗、衛(wèi)星軌道模擬等，提高學生的實踐能力。

-查閱學術論文：引導學生查閱相關學術論文，如《萬有引力常數G的精確測量》等，了解科學研究的最新進展。

-開展小組研究：組織學生開展關于萬有引力定律在科技發(fā)展中的應用的小組研究，如衛(wèi)星通信、航天器發(fā)射等，培養(yǎng)學生的科研興趣。

-制作科普課件：讓學生制作關于萬有引力定律的科普課件，通過講解和展示，提高學生的表達能力和團隊合作精神。

-參加科學競賽：鼓勵學生參加物理競賽或科技創(chuàng)新大賽，如全國中學生物理競賽、青少年科技創(chuàng)新大賽等，激發(fā)學生的科學潛能。

-探索課外閱讀：推薦閱讀《牛頓傳》、《愛因斯坦傳》等書籍，了解科學家們的生平和科學成就，激發(fā)學生對科學的熱愛。內容邏輯關系①本文重點知識點：

-萬有引力定律的數學表達式：F=G*(m1*m2)/r^2

-萬有引力常量G的值：G≈6.67430×10^-11N·m^2/kg^2

-引力的單位：牛頓（N）

②本文重點詞句：

-“自然界中任何兩個物體都是相互吸引的?！?/p>

-“引力的大小與兩個物體的質量成正比，與它們之間的距離的平方成反比。”

-“萬有引力定律是牛頓在1687年提出的?！?/p>

③本文內容邏輯關系：

-從牛頓的發(fā)現引出萬有引力定律的概念。

-通過實驗和理論推導，得出萬有引力定律的數學表達式。

-講解萬有引力常量G的測定及其在定律中的作用。

-分析萬有引力定律在實際問題中的應用，如天體運動、衛(wèi)星軌道等。

-總結萬有引力定律的歷史背景和科學意義。典型例題講解1.例題：質量為m1的地球繞質量為m2的太陽做勻速圓周運動，已知地球的軌道半徑為r，求地球繞太陽運行的周期T。

解答：根據萬有引力定律，地球受到的引力F為：

F=G*(m1*m2)/r^2

由于地球做勻速圓周運動，引力提供向心力，所以：

F=m1*v^2/r

聯立上述兩個公式，得到：

G*(m1*m2)/r^2=m1*v^2/r

化簡得：

v=√(G*m2/r)

地球繞太陽運行的周期T與速度v和軌道半徑r的關系為：

T=2πr/v

代入v的表達式，得到：

T=2πr/√(G*m2/r)

T=2π√(r^3/G*m2)

因此，地球繞太陽運行的周期T為：

T=2π√(r^3/G*m2)

2.例題：一顆衛(wèi)星繞地球做圓周運動，已知衛(wèi)星的軌道半徑為r，地球的質量為M，求衛(wèi)星的速度v。

解答：根據萬有引力定律，衛(wèi)星受到的引力F為：

F=G*(M*m)/r^2

由于衛(wèi)星做勻速圓周運動，引力提供向心力，所以：

F=m*v^2/r

聯立上述兩個公式，得到：

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

化簡得：

v=√(G*M/r)

因此，衛(wèi)星繞地球運行的速度v為：

v=√(G*M/r)

3.例題：質量為m1的物體在質量為m2的物體上做勻速圓周運動，已知兩物體的距離為r，求物體m1的速度v。

解答：根據萬有引力定律，物體m1受到的引力F為：

F=G*(m1*m2)/r^2

由于物體m1做勻速圓周運動，引力提供向心力，所以：

F=m1*v^2/r

聯立上述兩個公式，得到：

G*(m1*m2)/r^2=m1*v^2/r

化簡得：

v=√(G*m2/r)

因此，物體m1的速度v為：

v=√(G*m2/r)

4.例題：一個質量為m的物體在地球表面受到的引力為F，地球的半徑為R，求地球的質量M。

解答：根據萬有引力定律，物體受到的引力F為：

F=G*(M*m)/R^2

化簡得：

M=F*R^2/(G*m)

因此，地球的質量M為：

M=F*R^2/(G*m)

5.例題：一個質量為m的物體從地球表面拋出，初速度為v0，求物體到達最高點時的速度v。

解答：物體在最高點時，水平方向的速度不變，垂直方向的速度為0。根據機械能守恒定律，物體在拋出點和最高點的機械能相等，即：

(1/2)*m*v0^2=(1/2)*m*v^2+m*g*h

由于物體在最高點時垂直方向的速度為0，所以h為物體的高度，即h=R*(1-cosθ)，其中θ為拋出角。代入上式，得到：

(1/2)*m*v0^2=m*g*R*(1-cosθ)

化簡得：

v=√(v0^2-2*g*R*(1-cosθ))

因此，物體到達最高點時的速度v為：

v=√(v0^2-2*g*R*(1-cosθ))反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.案例教學法的應用：在講解萬有引力定律時，我嘗試引入實際案例，如地球同步衛(wèi)星的軌道計算，讓學生通過分析案例來理解定律的應用，這種教學方法能夠激發(fā)學生的學習興趣，提高他們的實際應用能力。

2.實驗教學的加強：為了讓學生更直觀地理解萬有引力定律，我在課堂上安排了實驗環(huán)節(jié)，讓學生親自動手操作，通過實驗數據來驗證定律的正確性，這樣的實踐性教學能夠增強學生的動手能力和科學探究精神。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生參與度不足：在課堂討論和實驗操作中，我發(fā)現部分學生參與度不高，可能是由于對物理學科的興趣不足或者對實驗操作不熟悉導致的。

2.教學節(jié)奏把握不當：在講解復雜的概念和公式時，我發(fā)現教學節(jié)奏有時過快，導致部分學生跟不上進度，需要調整教學節(jié)奏，確保每個學生都能理解。

3.評價方式單一：目前主要依靠課堂表現和作業(yè)完成情況來評價學生的學習效果，這種方式可能無法全面反映學生的學習情況，需要探索更加多元化的評價方式。

反思改進措施（三）改進措施

1.提高學生參與度：為了提高學生的參與度，我計劃在課堂上設計更多互動環(huán)節(jié)，如小組討論、角色扮演等，讓學生在輕松愉快的氛圍中學習。

2.調整教學節(jié)奏：在講解重點內容時，我會適當放慢節(jié)奏，確保每個學生都能跟上，同時，對于較難理解的概念，我會通過多次重復和舉例來幫助學生鞏固。

3.多元化評價方式：為了更全面地評價學生的學習效果，我計劃引入課堂表現評價、實驗報告評價、小組合作評價等多種評價方式，以更全面地了解學生的學習情況。

4.加強教學反思：我會定期進行教學反思，總結教學過程中的成功經驗和不足之處，不斷調整和改進教學方法，以提高教學效果。

5.豐富教學資源：我會利用網絡資源、圖書館資源等，為學生提供更多學習資料，豐富教學內容，激發(fā)學生的學習興趣。課堂小結，當堂檢測課堂小結：

今天我們學習了萬有引力定律及其應用，這是一條非常重要的物理定律，它揭示了自然界中物體之間相互吸引的規(guī)律。通過今天的學習，我們掌握了以下幾點：

1.萬有引力定律的內容：任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小與兩個物體的質量成正比，與它們之間的距離的平方成反比。

2.萬有引力常量G的值：G≈6.67430×10^-11N·m^2/kg^2。

3.引力的單位：牛頓（N）。

4.萬有引力定律的應用：在天體運動、衛(wèi)星軌道、地球自轉等方面都有廣泛的應用。

當堂檢測：

1.選擇題：

A.下列哪個選項不屬于萬有引力定律的內容？

a.任何兩個物體都是相互吸引的

b.引力的大小與兩個物體的質量成正比

c.引力的大小與兩個物體的距離成正比