教学设计
课题 7.2 万有引力定律
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 实验探究课□ 习题/试卷讲评课□ 课题研究课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
从行星运动规律到万有引力定律的建立过程,是本章的重要内容,是极好的科学探究素材。教材将“行星与太阳间的引力”与“万有引力定律”合编为一节,包括问题的提出、演绎、假设与推理、结论的得出、检验论证等,是一个比较完整的探究过程。需要指出的是,万有引力定律虽然是本章的重点知识,但万有引力定律的理解并不困难。从培养学生科学思维、科学探究素养的角度,让学生经历万有引力定律的推导过程是最有价值的。教师要避免自己边讲边推导的教学方式,而要通过问题引导,激励学生根据已有的知识经历推理的过程。
学情分析
学生对力、重力、向心力、加速度、重力加速速度、向心加速度等概念有较好的理角解，能熟练运用牛顿运动定律解决动力学问题，已经完全具备深入探究和学习万有引力定律的能力，所以推导太阳与与行星运动规律时，教师可以要求学生自主地运用原有的知识进行推导,并要求说明每一步推理的理论依据什么，教师仅在难点问题上做适当点拨。同时,高一学生的思维方式容易停滞在知识接受层面，而忽视概念间、规律间的相互联系,因此学生对体会地面上的物体所受的力与太阳、行星间的引力是同种性质的力比较困难。
学习目标
(1)物理观念：知道万有引力存在于任意两个物体之间，知道其表达式和适用范围。 (2)科学探究：理解万有引力定律的推导过程,认识在科学规律发现过程中大胆猜想与严格求证的重要性。 (3)科学思维：知道万有引力定律的发现使地球上的重物下落与天体运动完成了人类认识上的统一。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。 (4)科学态度与责任：会用万有引力定律解决简单的引力计算问题。知道万有引力定律公式中r的物理意义,了解引力常量G的测定在科学史上的重大意义。
学习重点难点
教学重点： 根据开普勒第三定律和牛顿万有引力定律推导出太阳与行星间是引力公式；月—地检验 教学难点： 推导公式，月—地检验
教学辅助支持
多媒体、导学案
教学活动设计
过程学习内容与教师活动学生任务/活动设计设计意图及对应目标达成环节一 内容1.复习上节课的内容 教师活动： 开普勒行星定律的内容是什么？ 学生任务/活动1. 回答开普勒三条定律衔接上节课的知识，并且为新课做知识储备环节二内容2. 新课导入 教师：各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星间的引力是使行星绕行的主要原因。引力的大小和方向能确定吗？学生任务/活动2. 学生思考激发学生的探究兴趣环节三内容3.一、行星与太阳间的引力 教师：结合学生阐述 简单介绍17世纪前伽利略、开普勒、笛卡尔等科学家对行星运动规律的原因的认识。 学生任务/活动3. 学生自学教材上的内容 培养学生的阅读兴趣，通过科学家的思路历程，使学生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。 内容4..一、行星与太阳间的引力 教师：提问 行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动的规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？ 行星绕太阳做匀速圆周运动所需的向心力如何表示？太阳对行星的引力与向心力的关系如何？ 太阳对行星的引力表达式中轨道半径、公转周期如何处理？ 由太阳对行星的引力表达式表达式你能得出什么结论？ 行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是什么关系？行星对太阳的引力有何特点？ 行星与太阳间的引力如何？ 学生任务/活动4. 学生思考并回答问题 （1）近似处理 将椭圆简化成圆 （5）由于牛顿第三定律 （6）由于牛顿第二定律 培养学生学生的知识迁移能力和推导能力总结： 环节四内容5.二、月—地检验 教师：提问问题链 地球对月球的引力，与地球对树上苹果的吸引力是同一种性质的力吗？ 地球对月球的引力、地球对地面上物体的引力若为同一种力，其大小的表达式应满足： 结合引力表达式进行计算：月球受到在地球引力为？将苹果受到地球引力为？ 两者的加速度之比？ 已知月球轨道半径是地球半径的60倍，为 384400km，月球的公转周期为27.3天，求月球的加速度 两者的加速度之比学生任务/活动5. 学生猜测 学生要清楚知道检验的两个力满足上面的公式的话，加速度满足即可 力 加速度比 运动 加速度比 地球与月球之间的引力F＝G，根据牛顿第二定律a月＝＝G。 地面上苹果自由下落的加速度a苹＝＝G. 由于r＝60R，（4）＝ （5）a月＝()2r＝2.7×10－3m/s2 （6）＝2.8×10－4≈ 引导学生定量的计算，用事实验证猜想的正确性 通过月地检验，使学生大胆猜想，培养学生的质疑能力。总结：地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律环节五内容6.三、万有引力定律 教师：根据学生预习提问 内容？ 表达式？ 适用条件？ 理解 (1)普遍性 (2)相互性 (3)宏观性 (4)独立性 学生任务/活动6 学生阅读课本回答 （1）内容：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，与它们之间距离r的二次方成反比。 （2）表达式：F＝G （3）严格的说是质点间强调万有引力定律是前面的一个重要的推广环节六内容7.四、引力常量 教师：展示装置测量过程 引力常量是谁测量的 利用的什么装置？ 装置原理是什么？ （4）测定引力常量的意义？ （5）引力常量多大？学生任务/活动7. 学生通过阅读课本回答 卡文迪许 扭称装置 二次放大 1．证明了万有引力的存在； “开创了测量弱力的新时代” （英国物理学家玻印廷语）； 标准值： G＝6.67259×10－11N·m2/kg2， 通常取： G＝6.67×10－11N·m2/kg2 。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，通过例题提高对于万有引力时弱力的范围，利用数据的冲击性加深对于知识的掌握。 课堂小结1 什么是万有引力定律 2 万有引力定律是适用条件是什么学生回答强调本节课的重难点，加深学生的记忆
板书设计
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