7.3 万有引力理论的成就 教学设计-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

万有引力理论的成就 一、教学目标 1.物理观念 1）会用万有引力定律计算天体的质量。 2）理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。 2.科学思维 知道行星绕太阳做匀速圆周运动向心力的来源。 3.科学探究 通过未知天体的发现，使学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的唯物主义的观点。 4.科学态度与责任 ①通过极限思想和数学知识的应用,体会学科知识间的联系,建立普遍联系的观点。 ②体会应用知识的乐趣,感受物理就在身边,激发学生学习的兴趣。 二、教学重难点 教学重点：了解万有引力定律在天文学上的应用。 教学难点：会用万有引力定律计算天体的质量、密度。 三、教学分析 学生的年龄特点和认知特点：高一的学生学习兴趣浓厚，他们的观察不只停留在一些表面现象，具有更深层次的探究愿望。在思维方式上由初中形象思维为主向高中抽象思维为主过渡。学生在学习本节内容之前，已经学习了匀速圆周运动的相关知识，知道匀速圆周运动的向心力由合外力提供，初步掌握了利用牛顿第二定律和向心力表达式处理匀速圆周运动的方法。在前一节又学习了万有引力定律，但不熟悉运用万有引力定律解决实际问题的思路和方法。学生对天文学的研究方法相对比较陌生，不了解万有引力理论所取得的成就。 教学内容分析：本节教材先介绍通过万有引力计算地球质量，让学生体会万有引力的神奇。再介绍天体质量的计算，最后介绍发现未知天体的应用。体会科学定律对人类探索未知世界的作用 四、教学过程 教学环节 教师活动 设计意图 新课导入 提出问题：刚刚我们用了如此精妙的方法，称出了地球的质量。太阳的质量更大，怎样测量太阳的质量呢？用刚才的办法可以吗？ 活动：测量地球的质量若某行星的质量为m，绕太阳运行的轨迹近似与圆周，轨道半径为r，公转周期为T，求太阳的质量。（帮助学生构建物理模型）在行星运动模型中，将太阳可以看成中心天体，行星看成环绕天体。环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，中心天体对环绕天体的万有引力提供向心力 回忆天体做圆周运动的向心力来源并且复习圆周运动知识和万有引力知识。创设情境，激发学习兴趣 课内探究 思考： （1）应用此方法能否求出行星的质量?为什么？ （2）不同行星绕太阳运动的轨道半径r、公转周期T不同，这种方法能否保证用不同行星计算出的太阳质量必须是一样的？小结：应用万有引力定律计算天体质量的两种思路： ①知道中心天体的半径和表面的重力加速度，利用重力和万有引力相等计算。 ②知道环绕天体运动的情况和轨道半径，利用万有引力提供向心力计算。注意：这两种方法只能计算中心天体的质量。 活动：测量月球的质量畅想一下，假如2024年你被选为宇航员被送到月球上，给你的任务之一是测量月球的质量，请你设计一份能完成这次任务的实施方案。 体会卡文迪许将自己测得引力常量的实验称之为“称量地球质量”的原因。体会物理模型及其重要性。利用万有引力定律和向心力表达式列方程 思维延伸 活动：发现未知天体阅读教材“发现未知天体”部分的内容，同时思考下列问题 1．海王星为什么被称为“笔尖上发现的行星”？ 2．应用万有引力定律发现的星体有哪些？有何意义？开放性的探究活动，融入合作小组成员之间的交流，综合运用所学知识解决遇到的实际问题。综合运用所学万有引力定律知识和密度、球体体积公式处理问题，培养综合运用知识的能力。学生阅读教材内容。学生之间进行讨论，交流。认识到：海王星的发现通过万有引力定律成功地预测未知的星体，这不仅巩固了万有引力定律的地位，也充分展示了科学理论的预见性。通过“发现未知天体”，了解万有引力定律在天文学上的重要应用。 总结概括本节课的收获，更有利于激发学生学习化学的兴趣，有利于学生发散思维的打开。 课堂小结 总结提升 当堂达标检测（对学生进行评价）内化解决实际生活中的问题 学生讨论小结，互相补充回忆巩固本节课知识，进一步夯实基础提升能力。 课堂小结 1、万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路： (1)地面的物体所受到重力等于地球对物体的吸引力 (2)中心天体对环绕天体的吸引力等于环绕天体做匀速圆周运动所需要的向心力。 2、万有引力理论在天文学的发现中起到了关键的作用. 效果分析：本节课主要采用探究式教学、问题导向式教学法，学生在教师的指导下，积极参与到课堂教学中来，多数学生能够掌握了“天体质量和密度的测量”的基本思路和方法。在探究万有引力理论成就的过程中，学生经历了猜想，讨论，探究，模型建立，公式推导的过程，培养了学生严谨的思维能力，团结协作能力。在讨论了地球质量和密度的测量方法之后，学生通过演绎推理，分组合作，探讨交流太阳以及其他天体的质量、密度测量的方法。另外介绍了万有引力理论带来的其他成就：海王星冥王星等未知天体的发现。通过物理科学常识的介绍，激励了学生学习物理科学的兴趣。同时学生在教师的指导下，也能把这节课的重要知识得到了升华。 观评记录： 这节课的整体教学设计好，新课标教学理念教学要求建立的师生平等、充满和谐的课堂文化等都体现得淋漓尽致。 一、复习导入，目标明确通过上一节课万有引力定律的复习让学生感觉今天所学的知识是与学过的知识有关系的，从而增强学生学习新知识的信心。通过复习旧知，起到巩固提高，也为学习新课奠定了良好的知识基础。 二、创设情景落实到位，突出知识间的联系学生是教学活动的主体，而“动手实践、自主探索与合作交流是学生学习物理的重要方法”。教学中，教师呈现生活情境，通过观看我们国家在世界上领先的航空航天科技的视频，使学生们了解万有引力定律揭示了天体运动的规律，是研究天体运动的重要理论基础。万有引力定律的发现对天文学的发展起到了巨大的推动作用，尤其在天体物理学计算、天文观测、卫星发射和回收等天文活动中，万有引力定律可称为最有力的工具。同时给学生以民族自豪感，激发了学生的学习兴趣，顺理成章引入新课。 三、达标练习精心设计，重点、难点把握到位结合本节课的重点，难点、教学目标等要求，在不同层次的练习中，建构知识框架，练习设计由易到难，努力做到数学与生活的密切结合，让学生体验到成功的快乐。本节课从整体上把握教材，鼓励学生积极参与教学活动:问题让学生自己解决；方法让学生自己探索；规律让学生自己发现；知识让学生自己获得。培养了学生的自我意识，发挥了学生的主体作用。整个教学过程，结构严谨，层次分明，符合学生的认知规律，发展了学生的思维能力，教学效果显著 学科网（北京）股份有限公司 $$