人教部物理必修二6.4萬有引力理論的成就教學設計授課內容授課時數授課班級授課人數授課地點授課時間課程基本信息1.課程名稱：物理必修二6.4萬有引力理論的成就

2.教學年級和班級：高中二年級

3.授課時間：第14周星期一，第1-2節課

4.教學時數：90分鐘（2課時）核心素養目標分析1.科學思維：學生能夠理解萬有引力定律的發現過程，掌握科學推理方法，發展邏輯思維和批判性思維能力。

2.實證意識：學生通過分析歷史數據和科學實驗，培養基于證據進行科學探究的意識，增強對科學知識的實證理解。

3.探究與創新：鼓勵學生探討萬有引力理論在實際應用中的創新，激發學生的探究興趣，培養其解決實際問題的能力。

4.科學態度與責任：學生認識到萬有引力理論對科技進步的重要性，形成積極的科學態度，明確科學學習中應承擔的社會責任。學習者分析1.學生已經掌握了重力概念、向心力、行星運動規律等基礎知識，能夠理解物體間力的作用和運動的關系。他們在之前的課程中學習了牛頓運動定律，為理解萬有引力定律奠定了基礎。

2.學生普遍對宇宙和天體運動有較高的興趣，具備一定的觀察能力和邏輯推理能力。他們的學習風格多樣，既有喜歡通過實驗探究的實踐型學習者，也有善于通過理論學習分析問題的理論型學習者。

3.在學習萬有引力理論的過程中，學生可能遇到的困難和挑戰包括：理解萬有引力定律的數學表達式和物理意義，將理論應用到復雜問題中，如計算天體運動軌跡等；此外，對萬有引力常數和行星質量等概念的理解也可能成為學生的難點。在解決實際問題時，如何將理論知識與實際情境有效結合，對學生的思維能力和創新能力提出了較高要求。教學資源準備1.教材：確保每位學生都備有物理必修二教材，特別是第六章第四節的相關內容。

2.輔助材料：準備萬有引力定律發現過程、行星運動軌跡等相關圖片和視頻資料，以及天體質量和距離的圖表，以輔助講解。

3.實驗器材：準備天平、計算器、行星模型等實驗器材，用于演示萬有引力對行星運動的影響。

4.教室布置：將教室劃分為講解區和實驗區，確保實驗操作臺安全、整潔，便于學生分組討論和實驗操作。教學過程設計1.導入環節（5分鐘）

-利用多媒體展示宇宙星空視頻，引導學生觀察行星運動軌跡，提出問題：“行星為什么會圍繞太陽運動？”

-通過問題激發學生的好奇心，為新課的學習營造氛圍。

2.講授新課（20分鐘）

-回顧牛頓運動定律，引導學生理解力的作用和物體運動的關系。

-介紹萬有引力定律的發現過程，闡述牛頓如何通過觀察蘋果落地受到啟發，從而提出萬有引力理論。

-講解萬有引力定律的數學表達式和物理意義，強調萬有引力常數和天體質量、距離的關系。

-結合教材，分析行星運動規律與萬有引力定律的關聯，解釋行星圍繞太陽運動的原理。

3.鞏固練習（15分鐘）

-設計練習題，讓學生計算給定天體的萬有引力大小，鞏固對萬有引力定律的理解。

-分組討論，讓學生探討萬有引力理論在實際應用中的例子，如衛星發射、行星探測等。

-教師巡回指導，解答學生疑問，確保學生對新知識的掌握。

4.課堂提問（5分鐘）

-教師針對本節課的重點內容提問，檢查學生對萬有引力定律的理解程度。

-鼓勵學生回答問題，對學生的回答給予積極評價，激發學生的學習興趣。

5.師生互動環節（5分鐘）

-創設情境：假設學生為一組宇航員，需要計算發射火箭到達火星的最佳軌道，要求學生運用萬有引力定律進行計算。

-學生分組討論，合作解決問題，教師巡回指導，引導學生運用所學知識解決實際問題。

-各組展示成果，師生共同評價，總結優點和不足。

6.核心素養能力拓展（5分鐘）

-引導學生思考：萬有引力定律在科技發展中的作用，以及在未來可能的應用前景。

-鼓勵學生提出創新性想法，培養學生的創新精神和科學態度。

7.總結與布置作業（5分鐘）

-教師簡要總結本節課的重點內容，強調萬有引力定律在實際應用中的重要性。

-布置作業：設計一道綜合性的計算題，要求學生運用萬有引力定律解決問題。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《從蘋果到月球：牛頓萬有引力定律的故事》

-《宇宙的奧秘：從地心說到廣義相對論》

-《天體物理學入門：探索宇宙的奧秘》

2.課后自主學習與探究：

-研究萬有引力定律在航天領域的應用，如衛星軌道設計、太空探測器任務規劃等。

-探索行星運動規律的發現歷程，了解開普勒定律的提出及其對天文學的貢獻。

-分析萬有引力常數在物理學中的重要性，研究其對天體運動計算的影響。

-調查歷史上關于萬有引力理論的爭論和驗證實驗，如卡文迪什實驗等。

-了解現代物理學對萬有引力理論的修正和擴展，如廣義相對論對萬有引力定律的重新解釋。

-探究天體物理中的一些未解之謎，如黑洞、暗物質和暗能量與萬有引力之間的關系。

鼓勵學生在課后通過閱讀以上推薦的拓展材料，結合課本知識進行深入學習和思考。通過這些探究活動，學生不僅能夠加深對萬有引力理論的理解，還能夠培養科學探究的獨立性和創新能力。同時，這些拓展活動有助于學生形成跨學科的知識體系，為未來的學術和職業發展打下堅實的基礎。反思改進措施（一）教學特色創新

1.創設情境：通過引入宇宙星空視頻和宇航員計算軌道的情境，增強了學生的學習興趣和代入感，使抽象的物理概念更加具體和生動。

2.實踐探究：將理論知識與實際應用緊密結合，如分組討論行星運動的應用實例，提高了學生的參與度和實踐能力。

（二）存在主要問題

1.教學組織：在分組討論時，部分學生參與度不高，可能是因為對討論話題的興趣不足或小組組織不夠合理。

2.教學評價：課堂提問環節，對于學生的回答反饋不夠及時和具體，可能導致學生不能準確了解自己的掌握情況。

（三）改進措施

針對教學組織的不足，我將在未來的教學中更加注重分組合理性，確保每個學生都能在小組中發揮作用，提高他們的參與感。同時，我將增加課堂上的即時反饋，對學生的回答給予更具體的評價和指導，幫助他們明確自己的學習進度和需要改進的地方。

此外，我還計劃在課后增加一些個性化的學習任務，讓學生能夠根據自己的興趣和掌握程度選擇拓展閱讀材料，以促進他們的自主學習能力。同時，我會定期收集學生的反饋，了解他們對教學方法的看法，以便不斷調整和優化教學策略，提高教學效果。通過這些改進措施，我希望能夠進一步提升學生對萬有引力理論的理解和應用能力，同時培養他們的科學素養和創新能力。板書設計①重點知識點：

-萬有引力定律

-牛頓運動定律與行星運動規律

-萬有引力常數的意義

-行星軌道計算

②關鍵詞：

-引力

-行星

-軌道

-牛頓

-開普勒

③重點句：

-"萬有引力使行星圍繞太陽運動。"

-"萬有引力定律的數學表達式：F=G*(m1*m2)/r^2"

-"行星軌道的計算依賴于萬有引力定律和開普勒定律。"

-"萬有引力常數G是連接宏觀天體運動與微觀物理世界的關鍵。"

板書設計將圍繞上述重點知識點、關鍵詞和重點句展開，通過清晰、有序的布局，幫助學生抓住課堂學習的核心內容，加深對萬有引力理論的理解和記憶。課堂1.課堂評價

-通過課堂提問，評估學生對萬有引力定律的理解程度，檢查他們是否能夠將理論知識應用到具體問題中。

-觀察學生在小組討論和實驗操作中的表現，評價他們的合作能力、實踐操作能力和問題解決能力。

-在課堂練習環節，及時檢查學生的計算過程和答案，發現并糾正他們在理解上的誤區和計算上的錯誤。

-根據學生的反饋和課堂互動情況，調整教學節奏和教學方法，確保教學活動能夠滿足學生的學習需求。

2.作業評價

-對學生布置的作業進行認真批改，重點關注學生對萬有引力定律的應用和計算準確性。

-給出具體的點評，指出學生的優點和需要改進的地方，鼓勵他們繼續努力，提高作業質量。

-及時反饋作業評價結果，讓學生了解自己的學習成效，激發他們進一步學習的動力。

-對于作業中普遍存在的問題，進行集體講評，幫助學生澄清概念，提高解題能力。典型例題講解例題1：計算地球對月球施加的萬有引力大小。

已知地球質量M=5.97×10^24kg，月球質量m=7.35×10^22kg，地球與月球之間的平均距離r=3.84×10^8m。萬有引力常數G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

解答：根據萬有引力定律，計算公式為F=G*(M*m)/r^2。代入已知數據，得到F=(6.67×10^-11)*(5.97×10^24*7.35×10^22)/(3.84×10^8)^2=1.98×10^20N。

例題2：計算地球表面物體所受重力加速度。

已知地球半徑R=6371km，地球質量M=5.97×10^24kg，萬有引力常數G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

解答：地球表面物體所受的重力加速度g=G*M/R^2。代入已知數據，得到g=(6.67×10^-11)*(5.97×10^24)/(6371×10^3)^2=9.81m/s^2。

例題3：計算火星對一艘火星探測器的萬有引力大小。

已知火星質量M=6.39×10^23kg，探測器質量m=1000kg，火星與探測器之間的距離r=3.6×10^7m。萬有引力常數G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

解答：根據萬有引力定律，計算公式為F=G*(M*m)/r^2。代入已知數據，得到F=(6.67×10^-11)*(6.39×10^23*1000)/(3.6×10^7)^2=8.91×10^3N。

例題4：計算地球與月球之間的平均距離。

已知地球質量M=5.97×10^24kg，月球質量m=7.35×10^22kg，地球與月球之間的萬有引力F=1.98×10^20N。萬有引力常數G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

解答：根據萬有引力定律，計算公式為F=G*(M*m)/r^2。