2.萬有引力定律教學(xué)設(shè)計-2025-2026學(xué)年高中物理教科版必修2-教科版2004課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：萬有引力定律

2.教學(xué)年級和班級：2025-2026學(xué)年，高中物理必修2年級，2班

3.授課時間：2025年9月20日，星期一，上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運用觀察、實驗、推理等方法，理解萬有引力定律的提出過程，發(fā)展科學(xué)探究能力。

2.科學(xué)探究：通過探究萬有引力與質(zhì)量、距離的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)探究的基本步驟，提高實驗操作和數(shù)據(jù)分析能力。

3.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到萬有引力定律在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的重要性，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的科學(xué)精神。三、學(xué)情分析本節(jié)課面向的是高中物理必修2年級的學(xué)生，他們已經(jīng)具備了一定的物理基礎(chǔ)，對力學(xué)的基本概念和規(guī)律有所了解。然而，在進(jìn)入萬有引力定律的學(xué)習(xí)之前，學(xué)生們的知識層次和能力水平存在以下特點：

1.知識方面：學(xué)生已掌握牛頓第一定律和第二定律，對力的概念和運動規(guī)律有初步的認(rèn)識。但他們對萬有引力這一概念的理解可能較為模糊，對引力與質(zhì)量、距離的關(guān)系缺乏直觀感受。

2.能力方面：學(xué)生的邏輯思維能力逐漸增強(qiáng)，能夠進(jìn)行簡單的推理和計算。然而，在處理復(fù)雜問題時，他們可能缺乏綜合運用所學(xué)知識解決問題的能力，特別是在涉及多因素分析時。

3.素質(zhì)方面：學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度積極，樂于探索未知，但對物理學(xué)科的興趣可能因抽象概念而有所波動。學(xué)生具備一定的合作學(xué)習(xí)能力，但在獨立思考和創(chuàng)新實踐方面還有待提高。

4.行為習(xí)慣：學(xué)生在課堂上表現(xiàn)出良好的紀(jì)律性和參與度，但在課下自主學(xué)習(xí)方面存在一定差異，部分學(xué)生可能對物理學(xué)習(xí)缺乏持續(xù)性和系統(tǒng)性。

這些學(xué)情特點對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生以下影響：

-在教學(xué)中，教師需注重引導(dǎo)學(xué)生從已有知識出發(fā)，逐步構(gòu)建萬有引力定律的概念體系。

-教師應(yīng)設(shè)計豐富的教學(xué)活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時注重培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新思維。

-教師需關(guān)注學(xué)生的個體差異，提供差異化教學(xué)，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

-教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高自主學(xué)習(xí)能力，為后續(xù)物理學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有《高中物理教科版必修2》教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與萬有引力定律相關(guān)的圖片、圖表、歷史視頻等多媒體資源，以增強(qiáng)直觀教學(xué)效果。

3.實驗器材：準(zhǔn)備天平、彈簧秤、鐵球、鉛球等實驗器材，用于演示萬有引力與質(zhì)量、距離的關(guān)系。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，安排實驗操作臺，確保教學(xué)活動有序進(jìn)行。五、教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

-教師通過展示太陽系行星運動的圖片，引導(dǎo)學(xué)生回顧牛頓第一定律和第二定律，提出問題：“行星圍繞太陽運動的向心力從何而來？”

-引導(dǎo)學(xué)生思考力的作用和物體運動狀態(tài)之間的關(guān)系，自然過渡到萬有引力定律的學(xué)習(xí)。

2.新課講授（用時15分鐘）

-第一部分：引力概念的形成

-教師介紹開普勒定律和牛頓的工作，強(qiáng)調(diào)萬有引力定律的歷史背景。

-通過動畫或圖片展示牛頓的引力實驗，解釋引力與質(zhì)量、距離的關(guān)系。

-學(xué)生觀看視頻，了解引力常數(shù)的測定過程。

-第二部分：萬有引力定律的應(yīng)用

-教師通過實例講解萬有引力定律在日常生活中的應(yīng)用，如地球重力加速度的計算。

-學(xué)生練習(xí)計算不同星球表面的重力加速度，加深對定律的理解。

-第三部分：萬有引力定律的推導(dǎo)

-教師引導(dǎo)學(xué)生從牛頓第二定律推導(dǎo)萬有引力定律，展示推導(dǎo)過程。

-學(xué)生跟隨教師一起推導(dǎo)，理解公式的推導(dǎo)思路。

3.實踐活動（用時15分鐘）

-第一項：小組實驗

-學(xué)生分組進(jìn)行實驗，使用彈簧秤測量不同質(zhì)量物體的重力，觀察重力與質(zhì)量的關(guān)系。

-學(xué)生記錄實驗數(shù)據(jù)，分析并總結(jié)實驗結(jié)果，得出重力與質(zhì)量成正比的結(jié)論。

-第二項：計算練習(xí)

-教師提供一系列計算題，如計算兩個物體之間的萬有引力大小。

-學(xué)生獨立完成計算，鞏固對萬有引力定律的應(yīng)用。

-第三項：案例分析

-教師提供實際案例，如衛(wèi)星軌道問題，讓學(xué)生運用萬有引力定律進(jìn)行計算和分析。

4.學(xué)生小組討論（用時10分鐘）

-第一方面：重力與質(zhì)量的關(guān)系

-學(xué)生討論：如果質(zhì)量加倍，重力會發(fā)生怎樣的變化？

-舉例回答：如果質(zhì)量加倍，重力也會加倍，因為重力與質(zhì)量成正比。

-第二方面：重力與距離的關(guān)系

-學(xué)生討論：如果距離加倍，重力會發(fā)生怎樣的變化？

-舉例回答：如果距離加倍，重力會變?yōu)樵瓉淼乃姆种唬驗橹亓εc距離的平方成反比。

-第三方面：萬有引力定律的實際應(yīng)用

-學(xué)生討論：萬有引力定律在哪些領(lǐng)域有實際應(yīng)用？

-舉例回答：萬有引力定律在航天、天體物理、地球物理等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

5.總結(jié)回顧（用時5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)萬有引力定律的意義和推導(dǎo)過程。

-教師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生回顧重難點，如萬有引力定律的公式、引力與質(zhì)量、距離的關(guān)系。

-學(xué)生回答問題，教師進(jìn)行點評和總結(jié)，強(qiáng)調(diào)重點和難點，如如何正確運用萬有引力定律進(jìn)行計算。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握：

-學(xué)生能夠熟練掌握萬有引力定律的基本概念，理解引力與質(zhì)量、距離的關(guān)系。

-學(xué)生能夠運用萬有引力定律進(jìn)行簡單的計算，如計算兩個物體之間的引力大小。

-學(xué)生能夠通過實例分析，理解萬有引力定律在日常生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用。

2.能力提升：

-學(xué)生在實驗活動中，提高了實驗操作和數(shù)據(jù)分析能力，能夠獨立完成實驗報告。

-學(xué)生在計算練習(xí)中，提升了數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，能夠熟練運用物理公式進(jìn)行計算。

-學(xué)生在案例分析中，培養(yǎng)了問題分析和解決能力，能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用于實際問題。

3.思維發(fā)展：

-學(xué)生通過小組討論，鍛煉了批判性思維和合作學(xué)習(xí)能力，能夠提出自己的觀點并接受他人的意見。

-學(xué)生在推導(dǎo)萬有引力定律的過程中，培養(yǎng)了邏輯推理和抽象思維能力。

-學(xué)生在總結(jié)回顧環(huán)節(jié)，能夠?qū)λ鶎W(xué)知識進(jìn)行歸納和總結(jié)，形成完整的知識體系。

4.學(xué)習(xí)興趣：

-通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對物理學(xué)科產(chǎn)生了更濃厚的興趣，認(rèn)識到物理知識在生活中的廣泛應(yīng)用。

-學(xué)生在實踐活動和案例分析中，體驗到物理學(xué)習(xí)的樂趣，提高了學(xué)習(xí)積極性。

-學(xué)生在小組討論中，學(xué)會了與同伴合作，共同解決問題，增強(qiáng)了團(tuán)隊協(xié)作意識。

5.素質(zhì)培養(yǎng)：

-學(xué)生在實驗活動中，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，學(xué)會了如何進(jìn)行科學(xué)探究。

-學(xué)生在計算練習(xí)中，培養(yǎng)了認(rèn)真細(xì)致的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高了學(xué)習(xí)效率。

-學(xué)生在案例分析中，學(xué)會了如何從實際問題中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維。七、典型例題講解1.例題一：

**題目**：地球表面重力加速度為9.8m/s2，月球表面重力加速度為1.6m/s2。一個物體在地球表面和月球表面的質(zhì)量分別為m?和m?，求m?和m?的關(guān)系。

**解題步驟**：

-由于質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的量，不受位置變化的影響，因此m?=m?。

-答案：m?=m?。

2.例題二：

**題目**：在地球表面，一個物體受到的重力為F?，質(zhì)量為m。求該物體在地球軌道上（距離地球表面高度為h）受到的萬有引力F?。

**解題步驟**：

-使用萬有引力公式：F=G*(m?*m?)/r2，其中G為萬有引力常數(shù)，r為物體與地球中心的距離。

-在地球表面，r為地球半徑R，因此F?=G*m/R2。

-在軌道上，r=R+h，因此F?=G*m/(R+h)2。

-答案：F?=G*m/(R+h)2。

3.例題三：

**題目**：一個質(zhì)量為m的衛(wèi)星在距離地球中心R的軌道上運行，求衛(wèi)星的線速度v。

**解題步驟**：

-衛(wèi)星受到的向心力由地球的萬有引力提供，即G*(M*m)/R2=m*v2/R，其中M為地球質(zhì)量。

-解得：v=√(G*M/R)。

-答案：v=√(G*M/R)。

4.例題四：

**題目**：兩個質(zhì)量分別為m?和m?的星體之間的距離為d，求它們之間的萬有引力F。

**解題步驟**：

-使用萬有引力公式：F=G*(m?*m?)/d2。

-答案：F=G*(m?*m?)/d2。

5.例題五：

**題目**：一個質(zhì)量為m的物體被拋射到空間中，求物體在拋射后t秒內(nèi)的位移s。

**解題步驟**：

-由于物體在空間中只受到萬有引力作用，其運動可視為勻加速直線運動。

-使用運動學(xué)公式：s=ut+(1/2)*a*t2，其中u為初速度，a為加速度。

-在此問題中，初速度u為拋射速度，加速度a為萬有引力產(chǎn)生的加速度，即G*M/r2。

-答案：s=ut+(1/2)*(G*M/r2)*t2。八、教學(xué)評價1.課堂評價

-提問：通過課堂提問，教師可以即時了解學(xué)生對萬有引力定律的理解程度。教師可以設(shè)計一系列問題，從基礎(chǔ)知識到應(yīng)用問題，逐步提高問題的難度，以檢驗學(xué)生的掌握情況。

-觀察：教師通過觀察學(xué)生在課堂上的參與度、實驗操作、小組討論的表現(xiàn)，評估學(xué)生的實際操作能力和團(tuán)隊合作精神。

-測試：在課程結(jié)束后，教師可以設(shè)計小測驗或隨堂測試，以評估學(xué)生對萬有引力定律的掌握程度。測試題應(yīng)包括選擇題、填空題和簡答題，以全面考察學(xué)生的知識應(yīng)用能力。

2.作業(yè)評價

-批改：教師對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行認(rèn)真批改，確保作業(yè)的正確性和完整性。批改過程中，教師應(yīng)注重學(xué)生的解題思路和方法，以及是否能夠靈活運用所學(xué)知識。

-點評：在作業(yè)批改后，教師應(yīng)給予學(xué)生具體的點評，指出學(xué)生的優(yōu)點和不足，并提供改進(jìn)建議。點評應(yīng)鼓勵學(xué)生，增強(qiáng)他們的自信心。

-反饋：教師應(yīng)及時將作業(yè)評價結(jié)果反饋給學(xué)生，讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和存在的問題。反饋可以通過個別談話、班級討論或書面形式進(jìn)行。

3.形成性評價

-小組評價：在實踐活動和小組討論中，教師可以評估學(xué)生的參與度和貢獻(xiàn)程度。通過小組評價，教師可以了解學(xué)生在團(tuán)隊中的角色和作用。

-自我評價：鼓勵學(xué)生進(jìn)行自我評價，反思自己在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)和進(jìn)步。自我評價可以幫助學(xué)生認(rèn)識到自己的學(xué)習(xí)需求，并制定相應(yīng)的學(xué)習(xí)計劃。

4.總結(jié)性評價

-期末考試：通過期末考試，教師可以全面評估學(xué)生在整個學(xué)期內(nèi)對萬有引力定律的掌握情況。期末考試應(yīng)包括理論知識和實驗操作兩部分，以全面考察學(xué)生的綜合能力。

-評價反饋：在學(xué)期結(jié)束時，教師應(yīng)向?qū)W生提供全面的評價反饋，包括學(xué)生的優(yōu)點、需要改進(jìn)的地方以及未來的學(xué)習(xí)建議。板書設(shè)計①萬有引力定律的基本概念

-萬有引力定律：宇宙中任何兩個物體都相互吸引，引力的大小與兩物體的質(zhì)量乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。

-引力公式：F=G*(m?*m?)/r2

-G：萬有引力常數(shù)

②引力常數(shù)的測定

-卡文迪許實驗：通過扭秤實驗測定萬有引力常數(shù)G。

-G的數(shù)值：G≈6.67430×10?11N·m2/kg2

③引力與質(zhì)量、距離的關(guān)系

-質(zhì)量與引力的關(guān)系：引力與質(zhì)量成正比。

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