《万有引力定律是怎样发现的》说课稿

《万有引力定律是怎样发现的》说课稿
高一物理备课组 冯少辉
一、 说教材 　　
本章的编写主要按以下线索展开：开普勒对行星运动学规律的描述为万有引力定律的发现奠定了基础——牛顿在前人的研究的基础上发现了万有引力定律——卡文迪许用实验较准确地测定了引力常量，使得万有引力定律有了更实际的应用——利用万有引力定律及有关的知识讨论天体和人造卫星的运动情况。 　　
二、说教学目标：
知识与技能：
理解并掌握万有引力定律，理解和体会平方反比规律的意义；学会运用万有引力定律分析和计算物体间的引力大小，判断引力的方向，解释天体的运行。
过程与方法：
通过对经历及其“巨人们”对行星绕太阳运动原因的研究，得出万有引力定律的过程，体会科学研究的一般思路与方法；经历数学推理过程，感受数学方法、物理模型、理想化方法在科学研究中的地位和作用，培养运用数学解决物理问题的能力。
情感态度价值观：
经历“通过物体的运动情况探究受力情况”的过程，体验和感悟“审证求因”“有果必有因”等辩证唯物主义观点，感悟物理学的发展对人类思想解放的意义和作用；培养学生的唯物主义世界观和实事求是的科学态度。
三、说教学重点、难点：
重点：万有引力定律的内容
难点：万有引力定律的得出过程
四、 说教学方法与过程 　　
教学方法的制定
针对学生在学科知识水平上已经达到了推导万有引力定律的可能性，但学生的创造能力还比较欠缺，对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱；对最近有关的天文、航天事例比较感兴趣，参与、表现欲望较强，但已有的知识水平较低、甚至还有错误的认识。在这两个矛盾的基础上确定主要采用问题教学法授课，同时使用讨论法和演示法，既有利于发挥学生的主动性与参与性，又可以锻炼学生的创造能力，从而达到认可本课的社会文化价值，掌握科学的研究放法，解决简单的应用问题的目的。 　　
重点、难点的突破
因为本课的叙述性（万有引力定律的发现史）、理论性较强（万有引力定律的推导），参与性、操作性教弱故在重点与难点的突破上采用如下设置：
1、设置情景，激发学生的学习兴趣、增强学生的操作性；
2、 通过有目的的复习，启发学生的思维，整理有待创造的素材。
3、采用多媒体教学，再现行星运动，增强学生的感性认识。
4、 采用问题教学法，增强学生的参与度。
5、 强调月地计算的作用，变理论为现实，突破难点。
五、说教学过程
复习提问：
1.宇宙空间中的行星是怎样运动的？它们的运动遵从什么样的规律？
2．物体做曲线运动的条件是什么？
3.牛顿第二、第三定律的内容是什么？如何计算匀速圆周运动的线速度？
4.根据物体做圆周运动的条件可以推知，行星运动中肯定受到指向太阳的力。那么这是什么力呢？这个力的大小又是由什么因素决定的呢？
教师讲述：
本节课我们将沿着“巨人”们及牛顿的足迹，探讨行星绕太阳运动的原因问题，看看是什么力使行星绕太阳运动，并探究这个力的大小及方向。
新课教学
阅读课文83页。展示课件：播放视频：浩渺的宇宙（取自《宇宙与人》）；展示课件；音频资料：“从开普勒到牛顿”（略）
组织讨论：
1.“巨人们”的工作有那些？
2.牛顿在总结 “巨人”们研究结果的基础上，提出的设想是什么？他的研究思路是什么？组织探究——“重走牛顿的探究之路”
1.牛顿的困难：缺乏解决诸如研究曲线运动等变化问题的数学工具；如何处理作为庞然大物的天体（太阳）上各部分对行星产生的力的总效果？；在研究一天体对行星的作用时，如何排除其它天体对行星的影响？
探究一：太阳对行星的引力——牛顿的创举
发明并使用数学工具——微积分；建立质点模型；舍弃次要因素，即只考虑中心天体对行星运动的影响。
建立联系——寻找力与质量、距离的关系：
遇到困难——速度不易直接观测。所以，太阳对行星的引力，与行星的质量成正比，与行星到太阳的距离的平方成反比。
讨论问题：牛顿遇到了什么困难？他是怎样克服的？伽利略在研究落体速度时是怎样解决类似问题的？
探究二：行星对太阳的引力
教师讲述1——“类比推理”的意义
教师讲述2——“平方反比”的历史地位
探究三：太阳与行星间的引力——结论推广
阅读课文：85页，体会牛顿万有引力发现的历史意义
新课小结：
牛顿在“巨人”们观察研究的基础上，利用他总结的地面上物体运动所遵守的“牛顿第二、第三运动定律”，运用类比、数学推理，得出了太阳与行星间的引力与他们间的距离的平方成反比这一规律，奠定了万有引力定律的基础。表现了牛顿超凡地创新思维能力和数学才能，在这一研究过程中，牛顿建立的理想模型（将天体视为质点）方法，舍弃次要因素（忽略其他星体对行星的引力，只考虑太阳的引力）的方法，成为了物理学研究方法的瑰宝，这一方法和他的经典力学体系成了物理学永恒的经典。在这一研究过程中，牛顿发明的微积分不仅解决了物理学研究的需要，也为数学理论的完善和发展奠定了基础。
布置作业
1.复习课文，书面完成课本89页“家庭作业与活动”3、4、5。
3.预习《万有引力定律与天文学的新发现》
课堂辩论——87页“请思考”