2024-2025學年高中物理第三章萬有引力定律2萬有引力定律教學實錄3教科版必修2學校授課教師課時授課班級授課地點教具課程基本信息1.課程名稱：高中物理

2.教學年級和班級：高一年級

3.授課時間：2024年10月15日

4.教學時數：1課時核心素養目標1.提升科學思維，通過探究萬有引力定律，培養學生的邏輯推理和模型構建能力。

2.強化科學探究，通過實驗和數據分析，培養學生提出假設、設計實驗、收集和分析數據的能力。

3.增強科學態度與責任，使學生理解自然規律的重要性，培養對科學探索的敬畏和責任感。學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：

學生在進入本節課之前，已具備基礎的物理知識，包括牛頓運動定律、力的合成與分解等。然而，對于萬有引力定律的理解可能較為淺顯，尚未深入到引力的本質及其數學表達。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

高中一年級學生對物理學科普遍抱有好奇心，但興趣點可能因個體差異而異。部分學生可能對宇宙、天體運動等話題特別感興趣。學習能力方面，學生的數學基礎參差不齊，對數學公式的推導和應用能力有待提高。學習風格上，有的學生偏好通過實驗和直觀演示來理解概念，而有的學生則更傾向于通過邏輯推理和抽象思維來學習。

3.學生可能遇到的困難和挑戰：

在學習萬有引力定律時，學生可能會遇到以下困難：一是理解引力作為一種長程力與距離的關系；二是掌握萬有引力常數的概念及其在公式中的應用；三是將萬有引力定律應用于實際問題的解題能力。此外，對于數學基礎較弱的學生，公式的推導和理解可能會成為學習中的障礙。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有《物理》教科版必修2教材。

2.輔助材料：準備與萬有引力定律相關的圖片、圖表和天體運動視頻等多媒體資源。

3.實驗器材：準備用于演示萬有引力效應的模型或實驗裝置，如彈簧秤、地球模型等。

4.教室布置：設置分組討論區，并準備實驗操作臺，以方便學生進行小組實驗和討論。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，激發其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是萬有引力嗎？它在生活中有哪些應用？”

展示一些關于地球引力作用下的物體運動圖片或視頻片段，讓學生初步感受萬有引力的魅力或特點。

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，包括其公式和基本假設。

詳細介紹萬有引力定律的組成部分，如質量、距離和引力常數，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，如地球對衛星的引力、行星運動等。

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“如何計算兩物體之間的引力”。

小組內討論該主題的現狀、挑戰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，包括主題的現狀、挑戰及解決方案。

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.布置課后作業

目標：讓學生鞏固學習效果，提高自主學習能力。

過程：

布置課后作業：讓學生完成一道關于萬有引力定律的應用題，并撰寫一篇簡短的報告，總結本節課所學內容，并表達對萬有引力定律的理解和感悟。拓展與延伸1.提供與本節課內容相關的拓展閱讀材料：

-《宇宙簡史》：作者史蒂芬·霍金在這本書中深入淺出地介紹了宇宙的起源、發展和終結，包括萬有引力在宇宙中的作用，適合對宇宙學和引力有興趣的學生閱讀。

-《萬有引力與航天》：這本書詳細介紹了萬有引力定律在航天領域的應用，包括衛星軌道、航天器發射等，對于希望了解物理學在工程實踐中應用的學生非常有幫助。

-《牛頓傳》：通過閱讀牛頓的生平，學生可以更深入地理解萬有引力定律的歷史背景和牛頓的科學思想。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究：

-學生可以嘗試自己推導萬有引力定律的公式，通過查閱資料，了解牛頓如何從開普勒定律出發，推導出萬有引力定律。

-設計一個簡單的實驗，驗證萬有引力定律在日常生活中的應用，例如測量不同質量的物體下落時間，觀察其差異。

-利用在線模擬軟件，模擬不同質量天體之間的引力作用，觀察行星運動的軌跡變化。

-探究地球以外的天體引力，如月球對地球的引力，以及地球對其他天體的引力，了解太陽系中天體的相互引力關系。

-通過查閱資料，了解現代物理學對萬有引力定律的補充和發展，如廣義相對論對引力場的影響。

3.實踐項目建議：

-學生可以組成小組，選擇一個與萬有引力定律相關的科學問題，如“地球引力如何影響天氣變化？”或“引力波在宇宙探測中的應用”，進行研究和報告。

-設計一個關于萬有引力定律的教育游戲，通過互動方式幫助學生更好地理解引力概念。

-參與學校或社區的科學展覽，展示萬有引力定律的相關知識和實驗，與公眾分享科學的樂趣。內容邏輯關系①萬有引力定律的基本概念

-萬有引力定律的定義

-引力的普遍性

-引力的相互作用

②萬有引力定律的數學表達

-引力公式：F=G*(m1*m2)/r^2

-引力常數G的物理意義

-引力與距離平方成反比的關系

③萬有引力定律的應用

-地球對物體的引力

-行星運動軌跡的描述

-航天器軌道的計算反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創新

1.結合實際案例教學：在講解萬有引力定律時，我會嘗試結合一些學生熟悉的實際案例，比如衛星發射、地球引力對潮汐的影響等，讓學生在實際情境中理解抽象的物理概念。

2.多媒體輔助教學：利用多媒體資源，如動畫、視頻等，直觀展示萬有引力定律的動態效果，幫助學生更好地構建物理模型。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生參與度不足：在小組討論環節，我發現部分學生參與度不高，可能是由于對物理學科的興趣不夠，或者對小組合作不適應。

2.教學方法單一：雖然我在課堂上有意識地引入了一些多媒體和實際案例，但整體教學方法還是以講解為主，學生的主動學習機會較少。

3.評價方式單一：目前主要依賴學生的課堂表現和作業完成情況來評價學生的學習效果，缺乏多元化的評價方式。

反思改進措施（三）改進措施

1.提高學生參與度：為了提高學生的參與度，我計劃在課堂上更多地采用互動式教學，如設置問題引導學生思考，鼓勵學生提問和發表意見。同時，可以設計一些小組競賽活動，激發學生的興趣和競爭意識。

2.豐富教學方法：除了講解，我還將嘗試更多的教學方法，如角色扮演、問題解決、實驗探究等，讓學生在多樣化的學習活動中掌握知識。

3.多元化評價方式：為了更全面地評價學生的學習效果，我將引入形成性評價和總結性評價相結合的方式，包括課堂表現、小組合作、實驗報告、個人報告等多種評價手段，以促進學生全面發展。此外，我還將考慮引入同伴評價，讓學生在評價中學習如何評估他人的工作。課后作業1.作業題目：地球表面上的物體所受的重力與其質量成正比，已知一個物體的質量為2kg，求該物體所受的重力（g取9.8m/s2）。

解答：根據萬有引力定律，重力F=G*(m1*m2)/r^2，其中G為萬有引力常數，m1和m2為物體的質量，r為地球半徑。由于物體在地球表面，r可以近似為地球半徑R。因此，F=m*g=2kg*9.8m/s2=19.6N。

2.作業題目：月球繞地球運動的軌道半徑約為3.84×10^8m，月球的質量約為7.34×10^22kg，地球的質量約為5.97×10^24kg。求月球繞地球運動的向心加速度。

解答：向心加速度a=v^2/r，其中v為月球繞地球運動的線速度。線速度v可以通過萬有引力提供向心力來計算，即G*(m1*m2)/r^2=m2*v^2/r。解得v=√(G*m1/r)。代入數值計算得到v≈1.022km/s。然后計算a=v^2/r≈(1.022km/s)^2/(3.84×10^8m)≈2.68×10^-3m/s2。

3.作業題目：一個質量為0.5kg的物體在地球表面受到的重力為4.9N，求地球的半徑。

解答：根據萬有引力定律，重力F=G*(m1*m2)/r^2，其中G為萬有引力常數，m1和m2為物體的質量，r為地球半徑。已知F=4.9N，m1=0.5kg，G=6.67430×10^-11N·m2/kg2。解得r=√(G*m1/F)≈6.37×10^6m。

4.作業題目：兩個質量分別為m1和m2的物體相距r，它們之間的萬有引力為F。如果將它們的質量都增加到原來的兩倍，它們之間的萬有引力將變為多少？

解答：根據萬有引力定律，F=G*(m1*m2)/r^2。當質量都增加到原來的兩倍時，新的引力F'=G*(2m1*2m2)/r^2=4*G*(m1*m2)/r^2=4F。

5.作業題目：一個質量為m的物體在地球表面受到的重力為mg，如果將物體移動到地球表面以上的高度h處，重力將變為多少？（假設地球的半徑為R，萬有引力常數G已知）

解答：在地球表面，重力F=G*(m*M)/R^2，其中M為地球的質量。在高度h處，重力F'=G*(m*M)/(R+h)^2。因此，F'/F=(R+h)^2/R^2。代入已知數值計算得到F'=F*(R+h)^2/R^2。課堂課堂評價是教學過程中不可或缺的一環，它有助于教師了解學生的學習情況，及時調整教學策略，同時也能幫助學生認識到自己的學習進度和不足。以下是我對課堂評價的一些具體做法：

1.課堂提問：

-通過提問，我可以檢驗學生對萬有引力定律的理解程度。我會設計一些開放性問題，如“你認為萬有引力定律在航天領域有哪些應用？”這樣的問題可以激發學生的思考，并引導他們從不同的角度去分析問題。

-我會注意觀察學生的回答，特別是那些不太積極的學生，鼓勵他們參與討論。對于回答正確或提出有創意觀點的學生，我會給予及時的表揚和鼓勵。

2.觀察學生參與度：

-在課堂討論和實驗環節，我會觀察學生的參與程度，包括他們是否積極提問、是否能夠與同學有效合作等。

-通過觀察，我可以發現哪些學生可能對萬有引力定律的理解有困難，或者在實驗操作中遇到了問題。

3.小組合作評價：

-在小組討論和實驗中，我會評價學生的合作能力。這包括他們在小組中的角色、貢獻以及與團隊成員的溝通效果。

-我會根據小組的表現給出評價，并鼓勵學生在接下來的學習中繼續發揚團隊合作的精神。

4.課堂測試：

-定期進行課堂測試，可以評估學生對萬有引力定律知識的掌握程度。測試可以是選擇題、填空題或簡答題，形式多樣，以適應不同學生的學習風格。

-測試后，我會及