人教版必修二6.2太陽(yáng)與行星間的引力教學(xué)設(shè)計(jì)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱(chēng)）人教版必修二6.2太陽(yáng)與行星間的引力教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：人教版必修二6.2節(jié)“太陽(yáng)與行星間的引力”，包括萬(wàn)有引力定律的提出、公式及其應(yīng)用。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課與之前學(xué)習(xí)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí)緊密相連，有助于學(xué)生理解和掌握天體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索太陽(yáng)與行星間引力的奧秘。

2.提升學(xué)生的科學(xué)思維能力，通過(guò)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解決實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)邏輯推理和問(wèn)題解決能力。

3.強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)在解釋自然現(xiàn)象中的重要性，培養(yǎng)對(duì)科學(xué)的敬畏和尊重。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已基本掌握了牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)、向心力等基礎(chǔ)知識(shí)，這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供了必要的理論基礎(chǔ)。

2.學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對(duì)宇宙、天體運(yùn)動(dòng)等題材普遍保持較高的興趣，喜歡通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察來(lái)探究自然現(xiàn)象。學(xué)生在能力上具備一定的邏輯思維和抽象思維能力，但部分學(xué)生可能在空間想象方面存在困難。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生既有喜歡動(dòng)手實(shí)踐的類(lèi)型，也有偏好理論分析的。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在理解萬(wàn)有引力定律時(shí)，學(xué)生可能會(huì)對(duì)公式中的數(shù)學(xué)表達(dá)式感到困惑，特別是在處理復(fù)雜計(jì)算時(shí)。此外，由于涉及宇宙尺度的概念，學(xué)生可能在空間想象上遇到困難，難以將抽象的引力概念與實(shí)際天體運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)。為了克服這些困難，教學(xué)中需要提供足夠的實(shí)例分析和直觀教具輔助。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過(guò)清晰講解萬(wàn)有引力定律的背景、公式及其推導(dǎo)過(guò)程，幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的知識(shí)體系。

2.討論法：組織學(xué)生討論引力在實(shí)際天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的思考和分析能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作感受引力的作用，加深對(duì)理論的理解。

教學(xué)手段：

1.多媒體展示：利用PPT展示天體運(yùn)動(dòng)圖像和引力作用動(dòng)畫(huà)，增強(qiáng)直觀感受。

2.教學(xué)軟件應(yīng)用：借助天文模擬軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中觀察行星運(yùn)動(dòng)，提高學(xué)習(xí)興趣。

3.實(shí)物教具：使用模型或地球儀等教具，幫助學(xué)生直觀理解引力作用和天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。教學(xué)過(guò)程【導(dǎo)入新課】

同學(xué)們，今天我們來(lái)學(xué)習(xí)一個(gè)新的物理概念——太陽(yáng)與行星間的引力。在之前的課程中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓的運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律的基本知識(shí)。今天，我們將進(jìn)一步探討萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，以及它是如何解釋太陽(yáng)與行星之間相互作用的。

【新課講授】

一、萬(wàn)有引力定律的提出

（1）回顧牛頓的工作：首先，我會(huì)簡(jiǎn)要回顧牛頓在力學(xué)方面的貢獻(xiàn)，特別是他如何通過(guò)觀察蘋(píng)果落地的現(xiàn)象，提出了萬(wàn)有引力定律的初步設(shè)想。

（2）引入萬(wàn)有引力定律：接著，我會(huì)介紹萬(wàn)有引力定律的公式，并解釋其含義。我會(huì)強(qiáng)調(diào)G（引力常數(shù)）的重要性，它是連接質(zhì)量和距離的關(guān)鍵因素。

二、萬(wàn)有引力公式的應(yīng)用

（1）行星軌道的計(jì)算：我會(huì)展示如何使用萬(wàn)有引力公式來(lái)計(jì)算行星的軌道速度和周期。我會(huì)給出一些具體的例子，如地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度。

（2）雙星系統(tǒng)的分析：然后，我會(huì)介紹雙星系統(tǒng)的概念，并討論如何利用萬(wàn)有引力定律來(lái)分析雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。

三、實(shí)驗(yàn)與觀察

（1）實(shí)驗(yàn)演示：為了讓學(xué)生更直觀地理解引力，我會(huì)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)演示，比如使用磁鐵和鐵釘來(lái)模擬引力作用。

（2）觀察天體運(yùn)動(dòng)：我會(huì)播放一些天體運(yùn)動(dòng)的視頻，讓學(xué)生觀察行星的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，并引導(dǎo)他們思考這些運(yùn)動(dòng)背后的物理原理。

四、討論與思考

（1）小組討論：我會(huì)將學(xué)生分成小組，讓他們討論以下問(wèn)題：萬(wàn)有引力定律是如何解釋月球的潮汐現(xiàn)象的？地球上的重力與萬(wàn)有引力有何區(qū)別？

（2）學(xué)生展示：每組選擇一名代表，向全班分享他們的討論結(jié)果，并鼓勵(lì)其他學(xué)生提問(wèn)和討論。

五、總結(jié)與回顧

（1）總結(jié)要點(diǎn)：我會(huì)總結(jié)本節(jié)課的關(guān)鍵點(diǎn)，包括萬(wàn)有引力定律的公式、應(yīng)用以及實(shí)驗(yàn)觀察。

（2）回顧與反思：我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的內(nèi)容，并鼓勵(lì)他們思考如何將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中。

【課堂練習(xí)】

一、計(jì)算題

（1）我會(huì)給出一些計(jì)算題，讓學(xué)生獨(dú)立完成，以檢驗(yàn)他們對(duì)萬(wàn)有引力公式的理解。

（2）學(xué)生提交答案后，我會(huì)進(jìn)行集體批改，并講解正確答案和解題思路。

二、思考題

（1）我會(huì)提出一些思考題，如：如果地球的質(zhì)量減小，那么對(duì)人類(lèi)生活會(huì)有什么影響？

（2）學(xué)生獨(dú)立思考后，我會(huì)邀請(qǐng)他們分享自己的觀點(diǎn)和見(jiàn)解。

【課后作業(yè)】

一、完成練習(xí)冊(cè)上的相關(guān)練習(xí)題。

二、收集有關(guān)天體運(yùn)動(dòng)和萬(wàn)有引力的資料，準(zhǔn)備下節(jié)課的課堂展示。

【教學(xué)評(píng)價(jià)】

一、課堂表現(xiàn)：觀察學(xué)生的參與度和積極性，評(píng)價(jià)他們的學(xué)習(xí)態(tài)度。

二、作業(yè)完成情況：檢查學(xué)生的課后作業(yè)，評(píng)估他們的理解和應(yīng)用能力。

三、小組討論和展示：評(píng)價(jià)學(xué)生在小組討論和展示中的表現(xiàn)，包括他們的表達(dá)能力和合作精神。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-天體物理學(xué)的歷史與發(fā)展：介紹天體物理學(xué)的發(fā)展歷程，從古代對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)到現(xiàn)代天體物理學(xué)的理論體系，讓學(xué)生了解學(xué)科的發(fā)展脈絡(luò)。

-天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：探討開(kāi)普勒定律和牛頓萬(wàn)有引力定律之間的關(guān)系，以及它們?nèi)绾喂餐忉屘祗w運(yùn)動(dòng)。

-引力波的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用：介紹引力波的發(fā)現(xiàn)過(guò)程及其在天文學(xué)和物理學(xué)研究中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對(duì)前沿科學(xué)的好奇心。

-宇宙大爆炸理論：簡(jiǎn)要介紹宇宙大爆炸理論的基本內(nèi)容，以及它如何解釋宇宙的起源和演化。

2.拓展建議：

-閱讀推薦書(shū)籍：《宇宙簡(jiǎn)史》作者史蒂芬·霍金所著，適合對(duì)宇宙和物理學(xué)感興趣的讀者，能夠提供對(duì)宇宙起源和演化的深入理解。

-觀看科普視頻：推薦觀看NASA或國(guó)家地理頻道制作的關(guān)于宇宙和天體物理學(xué)的紀(jì)錄片，這些視頻能夠直觀地展示宇宙的壯麗景象和科學(xué)原理。

-參與天文觀測(cè)活動(dòng)：鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)?；蛏鐓^(qū)的天文觀測(cè)活動(dòng)，如觀星會(huì)或天文講座，親身體驗(yàn)天文觀測(cè)的樂(lè)趣。

-在線學(xué)習(xí)平臺(tái)：利用Coursera、edX等在線學(xué)習(xí)平臺(tái)上的天體物理學(xué)課程，這些課程通常由大學(xué)教授授課，能夠提供系統(tǒng)的學(xué)習(xí)資源。

-科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，如測(cè)量地球的重力加速度，以加深對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解。

-天文軟件學(xué)習(xí)：教授學(xué)生使用天象軟件，如Stellarium或Celestia，通過(guò)模擬天體運(yùn)動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)天體物理學(xué)知識(shí)。

-科學(xué)論文閱讀：推薦學(xué)生閱讀一些關(guān)于天體物理學(xué)的基礎(chǔ)論文，如關(guān)于黑洞或暗物質(zhì)的研究，以提升科學(xué)閱讀能力。

-參加科學(xué)競(jìng)賽：鼓勵(lì)學(xué)生參加天文或物理競(jìng)賽，如英特爾國(guó)際科學(xué)與工程大獎(jiǎng)賽，通過(guò)競(jìng)賽提升科學(xué)探究和解決問(wèn)題的能力。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)【課堂小結(jié)】

同學(xué)們，今天我們學(xué)習(xí)了“太陽(yáng)與行星間的引力”這一重要章節(jié)。通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了萬(wàn)有引力定律的提出、公式及其在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。以下是我們本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容：

1.萬(wàn)有引力定律的提出：回顧了牛頓的工作，了解了萬(wàn)有引力定律的背景和提出過(guò)程。

2.萬(wàn)有引力公式的應(yīng)用：學(xué)習(xí)了如何使用萬(wàn)有引力公式計(jì)算行星的軌道速度和周期，以及如何分析雙星系統(tǒng)。

3.實(shí)驗(yàn)與觀察：通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示和視頻觀察，加深了對(duì)引力作用和天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解。

4.討論與思考：通過(guò)小組討論和思考題，提升了學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

【當(dāng)堂檢測(cè)】

為了檢驗(yàn)大家對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況，我將進(jìn)行以下檢測(cè)：

一、選擇題

1.以下哪個(gè)物理學(xué)家提出了萬(wàn)有引力定律？（）

A.牛頓B.開(kāi)普勒C.哥白尼D.培根

2.萬(wàn)有引力公式中，G代表什么？（）

A.引力常數(shù)B.行星質(zhì)量C.太陽(yáng)質(zhì)量D.距離

3.地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度可以通過(guò)以下哪個(gè)公式計(jì)算？（）

A.v=2πr/TB.v=GM/rC.v=2πr/T^2D.v=GM/r^2

二、填空題

1.萬(wàn)有引力定律的公式為：F=_______。

2.引力常數(shù)G的數(shù)值約為：_______。

3.地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期約為：_______。

三、簡(jiǎn)答題

1.簡(jiǎn)述萬(wàn)有引力定律的提出過(guò)程。

2.解釋萬(wàn)有引力公式中的各個(gè)物理量的含義。

3.舉例說(shuō)明萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。

四、計(jì)算題

1.已知地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑為1.5×10^8km，太陽(yáng)質(zhì)量為2×10^30kg，求地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度。

2.一顆行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期為365天，太陽(yáng)質(zhì)量為2×10^30kg，求該行星的軌道半徑。

請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真作答，下課后我會(huì)進(jìn)行批改和講解。希望大家能夠通過(guò)這次檢測(cè)，鞏固所學(xué)知識(shí)，提高自己的物理素養(yǎng)。典型例題講解例題1：

已知地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期為365天，地球與太陽(yáng)之間的平均距離為1.5×10^8km。求地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度。

解答：

首先，我們需要將地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期轉(zhuǎn)換為秒，因?yàn)樗俣鹊膯挝皇莔/s。

365天=365×24×3600秒=3.15576×10^7秒

v=2πr/T

其中，r是地球與太陽(yáng)之間的平均距離，T是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期。

代入已知數(shù)值：

v=2π×1.5×10^8km/3.15576×10^7秒

將距離轉(zhuǎn)換為米：

v=2π×1.5×10^11m/3.15576×10^7秒

v≈2.98×10^4m/s

所以，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度約為2.98×10^4m/s。

例題2：

一個(gè)質(zhì)量為m的物體被拋射到空中，其初速度為v0，忽略空氣阻力，求物體在最高點(diǎn)的速度。

解答：

在最高點(diǎn)，物體的豎直速度分量為0，因?yàn)樗俏矬w在拋射過(guò)程中豎直方向速度逐漸減小至0的過(guò)程。因此，最高點(diǎn)的速度僅由水平分量決定。

由于忽略空氣阻力，水平分量在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持不變，所以最高點(diǎn)的速度v_top等于初速度v0。

v_top=v0

例題3：

一個(gè)質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星距離地球中心的距離為r。求衛(wèi)星的線速度。

解答：

衛(wèi)星受到的向心力由地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力提供，因此我們可以使用萬(wàn)有引力公式和向心力公式來(lái)求解。

萬(wàn)有引力公式：F=GMm/r^2

向心力公式：F=mv^2/r

由于這兩個(gè)力相等，我們可以將它們?cè)O(shè)置為等式：

GMm/r^2=mv^2/r

現(xiàn)在我們可以解出衛(wèi)星的線速度v：

v^2=GM/r

v=√(GM/r)

例題4：

兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的行星在太空中相距r，它們之間的引力為F。如果將兩個(gè)行星的質(zhì)量都增加一倍，它們之間的引力將如何變化？

解答：

根據(jù)萬(wàn)有引力公式，引力F與兩個(gè)物體的質(zhì)量乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。

原始引力：F=GM1M2/r^2

如果兩個(gè)行星的質(zhì)量都增加一倍，新的引力F'將是：

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

F'=4GM1M2/r^2

因此，新的引力是原來(lái)的4倍。

例題5：

一個(gè)質(zhì)量為m的物體被拋射到斜上方，初速度為v0，與水平面的夾角為θ。求物體落地時(shí)的速度。

解答：

物體的運(yùn)動(dòng)可以分解為水平分量和豎直分量。在水平方向上，速度保持不變；在豎直方向上，速度由于重力作用而改變。

水平分量速度：v_x=v0*cos(θ)

豎直分量速度：v_y=v0*sin(θ)-gt

其中，g是重力加速度，t是物體在空中的時(shí)間。

當(dāng)物體落地時(shí)，豎直分量速度v_y變?yōu)?（因?yàn)槲矬w從最高點(diǎn)下落），我們可以解出時(shí)間t：

v_y=v0*sin(θ)-gt=0

gt=v0*sin(θ)

t=v0*sin(θ)/g

現(xiàn)在我們可以計(jì)算落地時(shí)的總速度v：

v=√(v_x^2+v_y^2)

v=√((v0*cos(θ))^2+(v0*sin(θ))^2)

v=√(v0^2*cos^2(θ)+v0^2*sin^2(θ))

v=√(v0^2*(cos^2(θ)+sin^2(θ)))

v=√(v0^2*1)

v=v0

所以，物體落地時(shí)的速度等于初速度v0。板書(shū)設(shè)