7.2万有引力定律及其应用 教学设计-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

万有引力定律及其应用的教学设计 教材分析： 万有引力定律是高中物理鲁科版第五章的内容，从内容和地位上看，是第四章曲线运动中圆周运动的应用，也是学生将来掌握万有引力理论在天文学上应用的学习基础，同时在教学大纲和高考的考纲中都是重点。从学生学科核心素养的养成来看，本章知识有大量的物理学家参与研究，根据事实进行分析推理，猜想、假设和检验得到规律，经历的思维程序是“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”，所以本章知识的学习能培养学生观察，分析和探究思维能力；使学生学习科学家们坚持不懈、勇往直前和一丝不苟的工作精神，培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质。对于物理学科素养的养成具有很大的促进作用。 学情分析： 学生通过圆周运动的学习，掌握了基本的知识储备，在圆周运动的学习中又经历了一系列的科学探究过程，具备了学习本章知识的思维前提。   教学目标: 一、物理观念 1.开普勒三大定律。 2.万有引力定律的推导思路和过程，掌握万有引力定律的内容及表达公式，知道万有引力定律得出的意义。 3.宇宙速度和卫星知识。  二、科学思维和理论探究 1.认识科学研究过程中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性，培养学生的推理能力、概括能力和归纳总结能力。 2.结合“月—地检验”，经历思维程序“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”培养学生探究思维能力。 三、科学态度与责任 1.学习科学家们谦逊的美德，使学生在学习中互相协作、互相借鉴，培养团队精神。  2.认识天文观测、分析推理、归纳总结等科学意识和方法的重要性，培养学生尊重客观事实并透过现象看本质的认识观。  3.学习科学家们坚持不懈、勇往直前和一丝不苟的工作精神，培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质。  教学重点: 1. 开普勒三大定律 2. 万有引力定律的推导思路和过程，万有引力定律的内容及应用。  教学难点: 宇宙速度和卫星发射运行等问题 教学媒体: 1.教室电脑多媒体系统。  2. PowerPoint课件、Flash动画（行星绕太阳运动的动画，月球在地球引力作用下运动及受力的动画，苹果在地球引力作用下落地的动画）。  教学方法: 阅读思考、猜想假设、分析推理、事实验证、归纳总结、讨论交流、练习巩固等。  教学过程: 环节一：课前预习: 质量为m的物体绕圆心O做半径为r的匀速圆周运动，已知线速度v，角速度ω，周期T和向心加速度a，则它需要的向心力F为多少？   F=         =           =           =         环节二：进行新课: （一）、开普勒三大定律 1、观看视频（太阳系行星运动规律），提出运动上的问题，学习开普勒三大定律。 2、开普勒三大定律（通过查阅相关资料，识记并理解该规律） 开普勒第一定律 开普勒第二定律 开普勒第三定律 3、观察课本90页行星运动的有关数据，让学生填空。 由数据得到 （1）行星到太阳的平均距离越大，则周期                  （2）半长轴的立方与周期平方的比值                   （3）行星的运动可以看作是匀速圆周运动的依据是            。 4、观看八大行星模拟运动视频 设计意图：通过视频进行新课，提高学生的学习兴趣，提升学生学习的内在动力，通过对于视频现象的观察，对现象进行思考，结合课本具体数据进行分析，得出开普勒三大定律，再通过视频进行规律的验证，使这块知识的学习更符合学生的认知规律，有利于知识的掌握和物理研究方法的巩固。  （二）、探讨牛顿是如何思考的？ 1、研究太阳对行星的作用（学生填空，教师引导学生利用之前掌握的知识进行分析） 太阳系行星运动规律 （1）太阳系中的行星做曲线运动，说明行星一定受到       （2）假设太阳的质量为M，行星的质量为m，线速度为v，半径为r 4、观看苹果落地的视频（增加课堂趣味性，提出南京大学的牛顿树）         建立万有引力定律（学生记忆）  设计意图：充分利用最近发展区理论，利用已经学习过的知识对现象进行质的研究分析，其实是重复了牛顿的研究过程，结合月----地检验，充分认识到科学家的科学素养和工匠精神，最后通过苹果落地的视频提高学习兴趣，结合南京大学引入的牛顿树，强调学科素养的养成教育。 （三）、引力常量的测定 1、观察卡文迪许扭秤实验原理图 分析实验装置所使用的科学方法 2、例题1  并排放着的两个均匀球体，他们的球心相距1m，质量分别为1kg，请用万有引力定律来计算他们之间的引力。 G的物理意义:在数值上等于质量为1kg的两个物体             相互吸引力的大小。 设计意图：等效法是物理学课素养中非常重要的一个方法，引力常量的测量是这个方法应用的一个典型事例，通过例题提高对