2024-2025學年新教材高中物理第七章萬有引力與宇宙航行2萬有引力定律（1）教學實錄新人教版必修2授課內容授課時數授課班級授課人數授課地點授課時間教材分析2024-2025學年新教材高中物理第七章“萬有引力與宇宙航行”中的“萬有引力定律（1）”教學實錄，緊扣新人教版必修2教材內容，以牛頓萬有引力定律為核心，通過實驗、推導和實際應用，引導學生深入理解萬有引力定律的原理及其在宇宙航行中的應用。課程設計注重理論與實踐相結合，旨在培養(yǎng)學生的科學探究能力和實際應用能力。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生科學探究能力、邏輯推理能力和科學思維能力。通過實驗驗證萬有引力定律，學生將學習如何設計實驗、分析數據、構建物理模型，并能夠運用數學工具進行物理量的計算和推導。此外，課程還將提升學生對宇宙航行物理原理的理解，培養(yǎng)其跨學科知識和實際應用能力。教學難點與重點1.教學重點

①理解萬有引力定律的基本原理，即任何兩個物體之間都存在相互吸引的力，該力的大小與兩物體的質量的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比。

②掌握萬有引力常數的概念及其在牛頓萬有引力定律中的應用。

③能夠運用萬有引力定律解決簡單的物理問題，如計算兩個物體的相互作用力。

2.教學難點

①將抽象的物理定律與具體現(xiàn)象聯(lián)系起來，使學生能夠形象地理解萬有引力定律的意義。

②在推導過程中，正確處理數學表達式的變形，尤其是平方、開方等運算。

③分析和理解萬有引力在宇宙航行中的應用，如衛(wèi)星軌道的確定、宇宙飛船的發(fā)射速度等實際問題。教學資源-硬件資源：物理實驗器材（天平、彈簧秤、斜面、滑輪、刻度尺等）

-軟件資源：牛頓萬有引力定律相關課件、教學軟件

-課程平臺：學校內部網絡教學平臺

-信息化資源：在線物理教育資源網站、視頻教程

-教學手段：多媒體教學設備（投影儀、計算機）、實物模型展示、黑板板書教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對萬有引力定律的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是萬有引力嗎？它與我們的生活有什么關系？”

展示一些關于地球衛(wèi)星、行星運動等自然現(xiàn)象的圖片或視頻片段，讓學生初步感受萬有引力在日常生活中的體現(xiàn)。

簡短介紹萬有引力定律的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎。

2.萬有引力定律基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解萬有引力定律的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解萬有引力定律的定義，包括其主要組成元素或結構。

詳細介紹萬有引力定律的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.萬有引力定律案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解萬有引力定律的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的萬有引力定律案例進行分析，如衛(wèi)星軌道計算、行星運動規(guī)律等。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解萬有引力定律的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對實際生活或學習的影響，以及如何應用萬有引力定律解決實際問題。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與萬有引力定律相關的主題進行深入討論，如“萬有引力定律在航天工程中的應用”。

小組內討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對萬有引力定律的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內容，強調萬有引力定律的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內容，包括萬有引力定律的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調萬有引力定律在現(xiàn)實生活或學習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用萬有引力定律。

7.課后作業(yè)布置（5分鐘）

目標：鞏固學習效果，培養(yǎng)學生的自主學習能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學生撰寫一篇關于萬有引力定律的短文或報告，要求結合實際生活或學習中的例子，展示對萬有引力定律的理解和應用。

鼓勵學生在課后進行進一步的閱讀和研究，以拓寬知識面和提高學習興趣。學生學習效果學生學習效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.理解萬有引力定律的基本原理：通過本節(jié)課的學習，學生能夠理解萬有引力定律的基本原理，認識到任何兩個物體之間都存在相互吸引的力，該力的大小與兩物體的質量的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比。

2.掌握萬有引力常數的概念：學生能夠掌握萬有引力常數G的概念，了解其在牛頓萬有引力定律中的作用，并能夠運用G值進行相關計算。

3.應用萬有引力定律解決實際問題：學生能夠運用萬有引力定律解決簡單的物理問題，如計算兩個物體之間的相互作用力，以及分析衛(wèi)星軌道、行星運動等實際問題。

4.培養(yǎng)科學探究能力：在實驗驗證萬有引力定律的過程中，學生學會了如何設計實驗、分析數據、構建物理模型，提高了科學探究能力。

5.提升邏輯推理能力：通過推導萬有引力定律的過程，學生鍛煉了邏輯推理能力，學會了如何運用數學工具進行物理量的計算和推導。

6.增強跨學科知識：本節(jié)課將萬有引力定律與宇宙航行等實際問題相結合，使學生認識到物理學在現(xiàn)實生活中的應用，增強了跨學科知識。

7.提高實際應用能力：學生通過學習萬有引力定律在宇宙航行中的應用，了解了衛(wèi)星軌道的確定、宇宙飛船的發(fā)射速度等實際問題，提高了實際應用能力。

8.培養(yǎng)團隊合作精神：在小組討論環(huán)節(jié)，學生學會了與他人合作，共同解決問題，培養(yǎng)了團隊合作精神。

9.增強學習興趣：通過本節(jié)課的學習，學生對物理學產生了濃厚的興趣，激發(fā)了進一步探索物理學的熱情。

10.提高自主學習能力：課后作業(yè)的布置，要求學生撰寫關于萬有引力定律的短文或報告，培養(yǎng)了學生的自主學習能力。課堂小結，當堂檢測課堂小結：

1.回顧本節(jié)課的主要內容，強調萬有引力定律的基本原理和重要性。

2.總結萬有引力定律的應用，包括衛(wèi)星軌道計算、行星運動規(guī)律等。

3.強調學生在實驗、推導和案例分析中培養(yǎng)的科學探究能力、邏輯推理能力和實際應用能力。

4.鼓勵學生在課后繼續(xù)探索萬有引力定律的更多應用，提高學習興趣。

當堂檢測：

1.簡答題：

-什么是萬有引力定律？請簡述其基本原理。

-萬有引力常數G在牛頓萬有引力定律中的作用是什么？

-請舉例說明萬有引力定律在實際生活中的應用。

2.計算題：

-兩個質量分別為m1和m2的物體相距r，求它們之間的萬有引力大小。

-一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，已知衛(wèi)星距離地球表面的高度為h，地球半徑為R，求衛(wèi)星的運行速度。

3.應用題：

-一顆衛(wèi)星繞地球做橢圓軌道運動，已知近日點距離地球表面為r1，遠日點距離地球表面為r2，求衛(wèi)星在近日點和遠日點的速度比。

4.分析題：

-分析地球引力對衛(wèi)星軌道的影響，并解釋為什么衛(wèi)星能夠在軌道上穩(wěn)定運行。重點題型整理1.題型一：萬有引力定律的應用

例題：兩個質量分別為5kg和10kg的物體相距2m，求它們之間的萬有引力大小。

解答：根據萬有引力定律公式F=G*(m1*m2)/r^2，其中G=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2，m1=5kg，m2=10kg，r=2m。

計算得：F=(6.67430×10^-11)*(5*10)/(2^2)≈8.3365×10^-10N。

2.題型二：衛(wèi)星軌道計算

例題：一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，已知衛(wèi)星距離地球表面的高度為h=300km，地球半徑為R=6371km，求衛(wèi)星的運行速度。

解答：衛(wèi)星軌道半徑r=R+h=6371km+300km=6671km。

根據向心力等于萬有引力，m*v^2/r=G*(m*M)/r^2，其中M為地球質量，m為衛(wèi)星質量，v為衛(wèi)星速度。

解得：v=√(G*M/r)。

代入G=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2，M=5.972×10^24kg，r=6671×10^3m，計算得：v≈7.8km/s。

3.題型三：行星運動規(guī)律

例題：已知地球繞太陽公轉的周期為T=365.25天，地球到太陽的平均距離為d=1.496×10^11m，求地球公轉速度。

解答：地球公轉速度v=d/T。

代入d=1.496×10^11m，T=365.25天，將天數轉換為秒，計算得：v≈29.78km/s。

4.題型四：引力勢能計算

例題：一個質量為2kg的物體從地球表面被拋射到高度為h=1000m的地方，求物體的引力勢能變化。

解答：地球表面引力勢能Ep0=-G*M*m/R，其中M為地球質量，m為物體質量，R為地球半徑。

高度h處的引力勢能Ep=-G*M*m/(R+h)。

計算引力勢能變化ΔEp=Ep-Ep0。

代入G=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2，M=5.972×10^24kg，m=2kg，R=6371km，h=1000m，計算得：ΔEp≈-3.99×10^10J。

5.題型五：天體運動軌跡分析

例題：一顆人造衛(wèi)星繞地球做橢圓軌道運動，已知近日點距離地球表面為r1=500km，遠日點距離地球表面為r2=1500km，求衛(wèi)星在近日點和遠日點的速度比。

解答：根據開普勒第二定律，衛(wèi)星在橢圓軌道上運動時，其軌道面積速度是恒定的。

設衛(wèi)星在近日點和遠日點的速度分別為v1和v2，則有(1/2)*r1*v1=(1/2)*r2*v2。

解得：v1/v2=r2/r1。

代入r1=500km，r2=1500km，計算得：v1/v2=3。板書設計①萬有引力定律

-公式：F=G*(m1*m2)/r^2

-G：萬有引力常數

-m1,m2：兩物體的質量

-r：兩物體間的距離

②萬有引力常數的值

-G=6.67430×10^-11N·m^2/kg^2

③萬有引力定律的應用

-衛(wèi)星軌道計算

-行星運動規(guī)律

-引力勢能計算

④衛(wèi)星軌道半徑

-r=R+h

-R：地球半徑

-h：衛(wèi)星距離地球表面的高度

⑤地球公轉速度

-v=d/T

-d：地球到太陽的平均距離

-T：地球公轉周期

⑥引力勢能

-Ep=-G*M*m/r

-M：地球質量

-m：物體質量

-r：物體與地球的距離

⑦天體運動軌跡分析

-開普勒第二定律：軌道面積速度恒定

-v1/v2=r2/r1

-r1：近日點距離

-r2：遠日點距離教學反思今天這節(jié)課，我覺得整體上還算順利，但也有些地方需要反思和改進。

首先，我覺得在導入新課的時候，我通過提問和展示圖片的方式，成功引起了學生的興趣。他們對于萬有引力定律這個概念充滿了好奇，這讓我很高興。但是，我也注意到，有幾個學生對于萬有引力這個概念還是有些模糊，可能在今后的教學中，我需要更加細致地講解一些基本概念，確保每個學生都能跟上。

接著，在講解萬有引力定律的基本原理時，我盡量用簡單易懂的語言和圖表來解釋，但是我也發(fā)現(xiàn)，有些學生對于公式中的G值和r^2的理解還是有些困難。這可能是因為他們在數學和物理的基礎知識上還有所欠缺。所以，我打算在接下來的教學中，加強對基礎知識的復習和鞏固，尤其是那些對后續(xù)學習至關重要的概念。

在案例分析環(huán)節(jié)，我選擇了幾個與生活密切相關的例子，比如衛(wèi)星軌道的計算和行星運動的規(guī)律，這些案例讓學生看到了物理學的實際應用，他們的興趣明顯提高了。不過，我也注意到，在討論過程中，有些小組的討論不夠深入，可能是由于他們對某些概念的理解不夠透徹。因此，我需要更加細