人教版物理必修二第六章第三節(jié)《萬有引力定律》教學(xué)設(shè)計科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）人教版物理必修二第六章第三節(jié)《萬有引力定律》教學(xué)設(shè)計設(shè)計意圖本節(jié)課通過引入天體運動現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自然界普遍存在的萬有引力現(xiàn)象，揭示其規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。結(jié)合課本內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生探究萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和創(chuàng)新能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神，通過實驗和觀察，讓學(xué)生體驗科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，提高實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。增強學(xué)生的科學(xué)思維，理解萬有引力定律的普適性和適用性，發(fā)展邏輯推理和抽象思維能力。同時，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，認(rèn)識到物理學(xué)在解釋自然界現(xiàn)象中的重要性，激發(fā)學(xué)生對宇宙奧秘的好奇心。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

學(xué)生在進入本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓第一定律和第二定律，對力的概念和運動學(xué)有初步的了解。此外，他們可能對天體運動有一定的認(rèn)識，例如地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)，月球圍繞地球公轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

學(xué)生對宇宙和天體現(xiàn)象普遍具有濃厚的興趣，愿意探索自然界中的奧秘。他們的學(xué)習(xí)能力各異，部分學(xué)生可能具有較強的邏輯思維和抽象思維能力，能夠快速理解萬有引力定律的原理。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，有的學(xué)生偏好通過實驗和觀察來學(xué)習(xí)，有的則更傾向于通過理論推導(dǎo)和公式推導(dǎo)來掌握知識。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在學(xué)習(xí)萬有引力定律時可能遇到的困難包括對引力概念的理解、萬有引力公式推導(dǎo)的復(fù)雜性以及對天體運動現(xiàn)象的直觀感受不足。此外，學(xué)生可能對萬有引力常數(shù)的概念感到困惑，難以理解其在定律中的作用。為了克服這些困難，需要通過實例講解、實驗演示和小組討論等方式幫助學(xué)生深入理解。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過講解萬有引力定律的歷史背景、原理和推導(dǎo)過程，幫助學(xué)生建立對概念的理解。

2.討論法：組織學(xué)生圍繞天體運動實例進行討論，激發(fā)學(xué)生的思考，培養(yǎng)他們的分析能力。

3.實驗法：設(shè)計簡單的實驗，讓學(xué)生親自動手驗證萬有引力定律，增強實踐操作能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體展示：利用PPT展示天體運動圖片和動畫，直觀展示引力作用效果。

2.互動軟件：使用教學(xué)軟件模擬引力作用，讓學(xué)生通過虛擬實驗加深理解。

3.課堂練習(xí)：通過在線測試或紙質(zhì)練習(xí)，及時鞏固學(xué)生對萬有引力定律的掌握情況。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞《萬有引力定律》課題，設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，如“為什么行星會圍繞太陽公轉(zhuǎn)？”“萬有引力是如何影響物體運動的？”等，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解萬有引力定律的基本概念和公式。

思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺或老師處。

方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前了解萬有引力定律，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

導(dǎo)入新課：通過展示天體運動視頻，引出《萬有引力定律》課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識點：詳細(xì)講解萬有引力定律的公式推導(dǎo)過程，結(jié)合地球和月球、地球和太陽的引力關(guān)系實例，幫助學(xué)生理解。

組織課堂活動：設(shè)計小組討論，讓學(xué)生探討如何應(yīng)用萬有引力定律解釋其他天體運動現(xiàn)象。

解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，如“萬有引力常數(shù)的值是如何確定的？”進行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

參與課堂活動：積極參與小組討論，嘗試應(yīng)用萬有引力定律解釋不同天體運動。

提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

方法/手段/資源：

講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解萬有引力定律的公式和推導(dǎo)過程。

實踐活動法：設(shè)計小組討論，讓學(xué)生在實踐中應(yīng)用萬有引力定律。

合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

幫助學(xué)生深入理解萬有引力定律，掌握其應(yīng)用。

通過實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：布置設(shè)計天體運動軌跡的練習(xí)題，鞏固學(xué)生對萬有引力定律的理解。

提供拓展資源：提供與萬有引力定律相關(guān)的拓展資源，如科普書籍、在線課程等，供學(xué)生進一步學(xué)習(xí)。

反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進行進一步的學(xué)習(xí)和思考。

反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進行反思和總結(jié)，提出改進建議。

方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進行反思和總結(jié)。

作用與目的：

鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的萬有引力定律知識點和技能。

通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。拓展與延伸1.拓展閱讀材料

-《宇宙中的萬有引力》：介紹萬有引力在宇宙尺度上的應(yīng)用，包括恒星、行星、衛(wèi)星等天體的運動規(guī)律，以及宇宙背景輻射等現(xiàn)象。

-《黑洞與引力波》：探討黑洞的形成、性質(zhì)以及引力波的研究進展，引導(dǎo)學(xué)生了解萬有引力在現(xiàn)代物理學(xué)中的重要性。

-《牛頓的萬有引力定律》：回顧萬有引力定律的歷史背景、牛頓的發(fā)現(xiàn)過程以及定律的數(shù)學(xué)表達(dá)形式。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究

-學(xué)生可以嘗試自己推導(dǎo)萬有引力定律的公式，通過查閱資料或與同學(xué)討論，加深對公式的理解。

-組織學(xué)生進行小組合作，選擇一個天體系統(tǒng)（如地球與月球、太陽與行星等），研究其運動規(guī)律，并利用萬有引力定律進行計算和驗證。

-鼓勵學(xué)生探索萬有引力在日常生活中的應(yīng)用，例如研究地球上的重力、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等。

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理學(xué)領(lǐng)域的最新研究動態(tài)，了解萬有引力定律在現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)中的應(yīng)用，如引力波探測、暗物質(zhì)研究等。

拓展內(nèi)容：

-引力勢能：介紹引力勢能的概念，推導(dǎo)引力勢能的公式，并討論引力勢能在天體運動中的作用。

-引力透鏡效應(yīng)：講解引力透鏡效應(yīng)的原理，探討其在天文學(xué)中的應(yīng)用，如觀測遙遠(yuǎn)星系、探測黑洞等。

-引力波：介紹引力波的產(chǎn)生、傳播和探測方法，探討引力波在宇宙學(xué)、黑洞研究等方面的應(yīng)用。

-暗物質(zhì)與暗能量：討論暗物質(zhì)和暗能量的概念，探討其在宇宙學(xué)中的地位，以及與萬有引力定律的關(guān)系。

探究活動：

-設(shè)計一個實驗，驗證萬有引力定律在不同距離下的準(zhǔn)確性。

-通過查閱資料，研究萬有引力定律在地球以外的天體系統(tǒng)中的應(yīng)用實例。

-探討萬有引力定律在不同質(zhì)量物體之間的作用差異，如地球與其他行星之間的引力作用。

-分析萬有引力定律在解釋天體運動現(xiàn)象中的局限性，如行星軌道的偏差等。課堂1.課堂評價

-提問與回答：在課堂教學(xué)中，通過提問的方式檢驗學(xué)生對萬有引力定律的理解程度。設(shè)計不同難度的問題，包括基本概念、公式應(yīng)用和問題解決等，鼓勵學(xué)生積極參與，并及時給予正面的反饋。

-觀察學(xué)生參與度：通過觀察學(xué)生的課堂參與情況，如是否專注、是否主動參與討論和實驗，評估學(xué)生對課程的興趣和投入程度。

-實驗操作評估：在實驗環(huán)節(jié)，觀察學(xué)生的實驗技能和操作規(guī)范性，確保學(xué)生能夠正確理解和應(yīng)用萬有引力定律進行實驗操作。

-課堂小測驗：在課程結(jié)束時進行小測驗，測試學(xué)生對萬有引力定律的掌握情況，包括對基本概念、公式的理解和應(yīng)用能力。

-小組討論評估：在小組討論環(huán)節(jié)，評估學(xué)生之間的合作能力、溝通技巧以及團隊解決問題的能力。

舉例說明：

-提問：教師提出“如何計算兩個物體之間的萬有引力？”并要求學(xué)生給出解答。

-觀察：教師注意學(xué)生在實驗過程中的操作是否規(guī)范，是否能夠按照實驗步驟進行。

-實驗操作評估：學(xué)生在實驗中正確使用了萬有引力定律公式計算了兩個質(zhì)量不同的球體的引力。

-課堂小測驗：學(xué)生能夠獨立完成計算兩個不同質(zhì)量行星之間的萬有引力的題目。

-小組討論評估：學(xué)生在小組討論中能夠有效溝通，共同完成對萬有引力定律應(yīng)用的案例分析。

2.作業(yè)評價

-認(rèn)真批改作業(yè)：對學(xué)生的作業(yè)進行仔細(xì)批改，確保每個問題都得到了適當(dāng)?shù)姆答仭?/p>

-點評與反饋：在批改作業(yè)時，不僅給出正確答案，還要對學(xué)生的解題思路、步驟和方法進行點評，指出其優(yōu)點和需要改進的地方。

-及時反饋：通過課堂討論、電子郵件或家長聯(lián)系等方式，及時將學(xué)生的作業(yè)評價反饋給學(xué)生和家長。

-鼓勵學(xué)生進步：在評價中強調(diào)學(xué)生的進步和成就，鼓勵他們在未來繼續(xù)保持努力。

-個性化評價：根據(jù)學(xué)生的個體差異，給予個性化的評價和建議。

舉例說明：

-作業(yè)批改：學(xué)生在作業(yè)中正確使用了萬有引力定律計算了地球和月球之間的引力，但在解釋計算步驟時出現(xiàn)了一些錯誤，教師在批改時給出了詳細(xì)的反饋和正確的解釋。

-點評：教師在作業(yè)評語中寫道，“你的計算是正確的，但在解釋步驟時要注意使用清晰的語言，這樣可以使你的解題過程更加易懂?！?/p>

-及時反饋：教師在第二天課堂上對學(xué)生作業(yè)中的典型錯誤進行了討論，并鼓勵學(xué)生根據(jù)反饋進行自我修正。

-鼓勵學(xué)生進步：教師對學(xué)生作業(yè)中的亮點給予表揚，并在班上分享，以此激勵其他學(xué)生。板書設(shè)計①萬有引力定律的基本內(nèi)容

-定律名稱：萬有引力定律

-定律內(nèi)容：任何兩個質(zhì)點都相互吸引，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。

-定律公式：F=G*(m1*m2)/r^2

-引力常數(shù)：G=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2

②引力常數(shù)的概念和測定

-概念：引力常數(shù)是萬有引力定律中的一個比例常數(shù)，用于表示兩個質(zhì)點之間的引力強度。

-測定：引力常數(shù)的測定對物理學(xué)的發(fā)展具有重要意義，歷史上通過多種實驗方法測定，如卡文迪許實驗。

③萬有引力定律的應(yīng)用

-天體運動：解釋行星、衛(wèi)星、月球等天體的運動規(guī)律。

-地球引力：計算地球表面物體的重力。

-宇宙現(xiàn)象：解釋宇宙中的引力現(xiàn)象，如星系旋轉(zhuǎn)曲線、黑洞等。

④萬有引力定律的拓展

-引力勢能：引力勢能的概念和計算方法。

-引力透鏡效應(yīng)：引力透鏡效應(yīng)的原理和應(yīng)用。

-引力波：引力波的產(chǎn)生、傳播和探測。典型例題講解1.例題：

一個質(zhì)量為5kg的物體和一個質(zhì)量為10kg的物體相距20cm，它們之間的萬有引力是多少？（G=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2）

解答：

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

F=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2*(5kg*10kg)/(0.20m)^2

F=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2*50kg^2/0.04m^2

F=8.33715×10^-9N

2.例題：

一個地球上的物體質(zhì)量為1kg，它受到的重力是多少？（地球質(zhì)量約為5.972×10^24kg，地球半徑約為6.371×10^6m）

解答：

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

F=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2*(1kg*5.972×10^24kg)/(6.371×10^6m)^2

F=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2*5.972×10^24kg/4.059×10^13m^2

F=9.80665m/s^2（地球表面的重力加速度）

3.例題：

一顆質(zhì)量為2kg的衛(wèi)星繞地球做圓周運動，衛(wèi)星距離地球表面300km。求衛(wèi)星受到的萬有引力。

解答：

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

F=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2*(2kg*5.972×10^24kg)/(6.371×10^6m+300×10^3m)^2

F=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2*2kg*5.972×10^24kg/(6.671×10^6m)^2

F=7.54×10^6N

4.例題：

兩個物體分別質(zhì)量為3kg和6kg，相距0.5m。求它們之間的萬有引力。

解答：

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

F=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2*(3kg*6kg)/(0.5m)^2

F=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2*18kg^2/0.25m^2

F=3.5904×10^-9N

5.例題：

一顆質(zhì)量為500kg的衛(wèi)星在距離地球表面800km的高度進行軌道運行。求衛(wèi)星受到的萬有引力。

解答：

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

F=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2*(500kg*5.972×10^24kg)/(6.371×10^6m+800×10^3m)^2

F=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2*500kg*5.972×10^24kg/(7.171×10^6m)^2

F=2.47×10^6N

這些例題涵蓋了萬有引力定律在不同場景下的應(yīng)用，包括地球表面物體的重力、衛(wèi)星繞地球運動、兩個物體之間的引力等。通過這些例題，學(xué)生可以更好地理解萬有引力定律的計算方法和實際應(yīng)用。反思改