课题 万有引力定律
教材 章节 高中物理必修二第七章第二节 课型 新授课
授课 时间 授课 地点
教 材 分 析 本节的地位和作用: 万有引力定律是本章的核心内容,是对上一节“行星的运动”中开普勒行星运动定律的原因的进一步解释,也是对下一节“万有引力理论的成就”掌握万有引力定律在天文学上的应用的基础。 教材内容分析: 本节的主要任务是理解万有引力定律的推导思路和过程,根据已经学过的“匀速圆周运动”和“开普勒行星运动定律”的知识推导万有引力定律,掌握万有引力定律的内容和公式,能够运用万有引力定律解决问题。 本节的情感态度: 本节教材还注重对学生“科学态度和情感”的培养,通过对万有引力定律的推导和检验,让学生感受科学研究过程中,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等。
学 情 分 析 学生兴趣方面: 学生早已听说过牛顿万有引力定理,还有以万有引力为名的歌曲和影视作品,所以学生对星球之间的引力,和世间万物都有引力的原因有着强烈的好奇心。根据学生的这一特点,有助于教师开展本节知识的教学。 知识与能力基础: 学生已经学习过“牛顿运动定律”、“匀速圆周运动”和“开普勒行星运动定律”的内容,在推导万有引力定律时就会更容易理解其推导过程。而且,学生经过前几章的学习,对物理学习中,通过已知条件推导未知条件的探索方法也有了一定的了解。学生的这些基础就能帮助学生理解本节课重点的推导部分。 认知困难: 学生生活在地球上,对于恒星、行星之间的吸引力没有感性认识,不能清楚地明白星球之间存在引力。
教 学 目 标 物理观念: 1.理解万有引力定律的推导思路和过程; 2.掌握万有引力定律的内容和公式,能够运用万有引力定律解决问题; 3.知道任何物体之间都存在着万有引力,且遵循相同的规律。 科学探究: 结合“地—月检验”,经历思维程序“提出问题—猜想与假设—理论分析—实验观测—证据结论”的过程,培养学生探究思维能力。 科学思维: 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和归纳总结能力。 科学态度与责任: 了解天文观测、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的科研态度。学习科学家们善于从微小事物联系物理本质的能力,培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质。
重 点 与 难 点 重点: 1.万有引力定律的推导思路和过程 2.万有引力定律的内容和表达公式 难点: 1.对万有引力定律公式中距离r的理解 2.理解任何物体之间都存在着万有引力
教 学 方 法 以启发式教学为主,结合讲授法、问答法和练习法进行教学
教 学 用 具 传统教室
教 学 过 程
教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图
复习上节 对上节“行星的运动”进行简单复习,通过问答法的方式,复习地心说、日心说、开普勒行星运动定律的内容。 根据老师提问的内容,回忆上节课学过的地心说、日心说和开普勒行星运动定律的内容。 通过问答法的方式复习,引发学生主动思考上节内容,提高复习效率。
新课引入 教师提出一个问题:为什么行星围绕恒星运动呢?是什么样的力使得行星围绕恒星运动呢? 引导学生带着这两个问题自主阅读教材“行星与太阳间的引力”部分,在阅读的过程中寻找答案。 学生思考老师提问的问题,带着这个问题阅读本节教材,在教材中寻找答案。 教师提出问题引发学生思考,再让学生阅读教材,在自主阅读的过程中锻炼学生的阅读能力和思考能力。
新课讲授 用问答法与学生交流问题的答案,引导学生说出行星与太阳之间存在引力使得行星围绕太阳运动。 带领学生回忆之前学过的“相互作用力”、“匀速圆周运动”和“开普勒第三定律”的内容和表述公式,利用学生学过的知识推导行星与太阳之间的引力的公式: 相互作用力:力的作用是相互的。只要一个物体对另一个物体施加了力,受力物体反过来也肯定会给施力物体施加一个力。 匀速圆周运动公式:F=mv /r 开普勒第三定律公式表述:a /T =k 介绍公式中系数G—引力常量,G=6.67×10 N·m /Kg ,G是确定的值,与行星的质量、恒星的质量、行星和恒星之间的距离没有关系。 回答老师的问题,了解行星围绕太阳运动是由于引力的存在。 跟着老师的思路,回忆之前学过的知识,认真听讲,理解老师的推导思路和过程。 在推到过程中要紧跟老师的思路,灵活地将“相互作用力”、“匀速圆周运动”和“开普勒第三定律”运用到行星与太阳的匀速圆周运动中来,推导出行星与太阳之间引力的公式。 利用已知知识推导出未知知识的过程,可以培养学生的推理能力,这种学习方法也能在数学推导的方面上建立学生的物理思维网络,让学生认识到物理是一门严谨有趣的富有逻辑的学科。
新课讲授 由行星与太阳之间引力的公式,检验月球与地球之间的引力关系。再将“月球—地球”和“苹果—地球”的引力作对比。检验前面推导的引力公式的正确性。 利用刚刚推导出来的公式:F=Gm太m/r ,推及到“月球—地球”“苹果-地球”的存在引力关系中。学生要联系之前学过的“牛顿第二定律”的知识,应用到匀速圆周运动中来,对比“月球—地球”和“苹果—地球”的引力大小的关系。 利用月球与地球之间的引力,验证行星与太阳的引力公式的正确性,再将“月球—地球”和“苹果—地球”的引力作对比。不仅验证公式F=Gm太m/r 的正确性,也能通过多次推导验证,加深学生对此公式的理解。
新课讲授 1.由“月球—地球”之间的引力,“苹果—地球”之间的引力,推广到宇宙的一切物体之间,引出万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间的距离r的二次方成反比。 公式:F=Gm1m2/r 2.万有引力的适用条件: 3.万有引力的特性: 1.理解万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间的距离r的二次方成反比。 2.掌握万有引力定律的适用条件和特性。能够运用万有引力定律做题。 通过之前的一系列推导,总结出万有引力定律的文字表述和公式表述。再补充万有引力定律的适用条件和特性,让学生能够运用万有引力定律。
小结与练习 1.教师带领学生对本节内容进行总结: (1)万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间的距离r的二次方成反比。 公式:F=Gm1m2/r (2)万有引力定律的适用条件: 1.质点间的相互作用 2.两个质量分布均匀的球体间的相互作用 3.一个质量均匀分布的球体与一个质点间的相互作用 4.两物体的距离远远大于物体本身的大小 (3)万有引力定律的性质: 1.普遍性 2.相互性 3.宏观性 4.特殊性 跟着老师的带领,对本节内容进行总结,巩固重点知识点。 理解万有引力定律的文字表述和公式表述,明确万有引力定律的适用条件和特性。 对本节课进行整理回顾。
板 书 设 计