高中物理万有引力定律教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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高中物理万有引力定律教学设计学情分析教材分析课后反思

课标分析

1．知识与技能目标

1、理解月地检验的结果说明了什么？

2、通过学生对万有引力定律的内容理解学会对定律的应用

2．过程与方法

通过学生经历假设与猜想、设计方案、进行实验、总结解释实验现象、得出结论、应用结论解决问题的过程，逐步探究出万有引力定律的内容，并学习科学探究的方法，提高学生的科学探究能力。

通过小组活动提高学生与他人交流、合作的能力。

3．情感、态度、价值观

通过本课的学习，发展学生学习天体物理的兴趣，乐于探究物体的运动的奥秘，通过物理学史的介绍，使学生理解科学探究的艰辛。

培养学生勤于思考、探索求实的科学态度让学生体验自主发现实验的喜悦，初步形成世界是有规律的且规律可知的认识；体会物理从生活中来辩证唯物主义观点。

并服务于人类。

教材分析

万有引力定律的发现过程犹如一部壮丽的科学史诗，它歌颂了前辈科学家的科学精神，也展现了科学发展过程中科学家们富有创造性而又严谨的科学思维，是发展学生思维能力难得的好材料，本节课内容充分利用这些材料发展学生的科学思维能力。

教科书在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，让学生以自己现有的知识基础身于历史的背景下，经历一次“发现”万有引力的过程：

万有引力定律是本章的核心，从内容性质与地位上看，本节内容是对上一节“太阳与行星间的引力”的进一步外推，即：

从天体运动推广到地面上任何物体的运动；又是下一节掌握万有引力理论在天文学上应用的学习的基础。

本节重点内容是理解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，知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。

本节难点是物体间距离的理解。

另外本节内容还注重是对学生“科学方法”教育和“情感态度与价值观”的教育：

使学生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；本节结合“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；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。

学情分析

高一物理必修二第六章要学习的是“万有引力定律”知识，在此之前的学习中学生对圆周运动都有简单的认识，但学生并不清楚这些知识之间的内在联系，而必修二的第六章内容就是在学生原有的知识的基础上向纵深发展——去认识万有引力与航天与圆周运动的内在联系，再通过太阳与行星间的引力学习的基础上，来理解万有引力定律，在此过程中，让学生在旧知识的基础上，产生新的认知。

《万有引力定律》这节课教学过程中本人注意设计实验情境，激发学生学习兴趣，帮助学生掌握本节课的内容。

需方法灵活多样，注重自学，指导学法，让学生大胆地说出来，活动人数多，不同层次学生都有收获。

万有引力定律的教学设计

【教材依据】

人教版高中物理必修二第六章第三节

【教材分析】

万有引力定律是本章的核心，从内容性质与地位上看，本节内容是对上一节“太阳与行星间的引力”的进一步外推，即：

从天体运动推广到地面上任何物体的运动；又是下一节掌握万有引力理论在天文学上应用的学习的基础。

本节重点内容是理解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，知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。

本节难点是物体间距离的理解。

另外本节内容还注重是对学生“科学方法”教育和“情感态度与价值观”的教育：

使学生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；本节结合“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；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。

【学情分析】

上节内容中，学生用所学的“圆周运动”、“开普勒行星运动定律”和“牛顿运动定律”知识，经历了一系列科学探究过程，得出了太阳与行星间的引力特点，学生对天体运动的研究产生了极大的兴趣和求知欲。

本节课教师再引导学生从太阳与行星间引力的规律出发，根据类比事实将“平方反比关系”的作用力进行猜想，假设和推广，从太阳对行星的引力到地球对月球的引力，再到任意物体间的吸引力都满足“平方反比的关系”。

学生会带着好奇和探究意识以及必要的检验论证，一路探究下去，最终得出万有引力定律。

使学生在理解掌握万有引力定律的基础上，培养了探究思维能力和良好的思维品质，为学生终身发展打下基础。

【教学流程】

【教学目标】

一、知识与技能

1.理解万有引力定律的推导思路和过程。

2.理解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.知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。

二、过程与方法

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、情感态度与价值观

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】

1.万有引力定律的推导思路和过程。

2.万有引力定律的内容及表达公式。

【教学难点】

1.对万有引力定律及物体间距离的理解。

2.对万有引力定律普遍性的理解：

任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。

【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】

一、复习提问，导入新课

教师：

我们上节课学习了两个问题：

一是追寻牛顿的足迹学习了行星运动的动力学问题，找到了太阳与行星间引力的规律，谁能回答一下其具体内容呢？

学生：

（老师引导学生复习上节课内容）

老师：

同学们掌握的很好,根据其引力的作用规律，完全可以解释行星的运动了。

正是由于行星受到了太阳对它的引力作用，行星才不会飞离太阳，而是按照开普勒发现的三个规律绕太阳运动。

老师：

我们上节课学习的另一个问题是：

太阳与行星间的引力规律是否适用于卫星绕行星的运动。

思考该问题的探究思维程序如何呢？

学生：

提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论。

（引导学生复习上节课的内容“说一说”和相应的探究思维程序，有助于提出“天体间引力规律的普遍性”的新问题从而导入新课。

）

老师：

那么，你们是否想过天体间引力规律是否具有普遍性呢？

也就是说，地面物体与天体间的相互作用力也有同样的“平方反比关系”的规律吗？

下面请同学们阅读第三节开头的三个自然段，体会牛顿当年是怎样思考这个问题的。

二、新课教学

1.天体间引力规律的普遍性——科学推理，萌发猜想

教师：

（多媒体出示如下阅读提纲，引导学生阅读理解，然后再多媒体演示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，引导学生逐步完成阅读问题。

）

阅读提纲

学生阅读活动或师生共同回答

（1）行星为什么没有飞离太阳?

原因是：

太阳对行星的引力作用。

（2）地面物体为什么不能离开地球而总是落回地面呢？

因为地面物体受到地球对它的重力作用。

（3）地球与太阳间的引力和地球吸引苹果的力是不是一种力呢？

猜想一：

地球与太阳间的引力和地球吸引苹果的力是一种力。

（4）最高的山顶上或建筑物上的重力有明显减弱吗？

客观事实表明：

物体在地面和高山上所受的重力大小没多大区别。

（5）拉住月球的力和地面物体的重力性质一样吗？

猜想二：

地球对周围物体的重力作用应该会延伸到很远的地方，拉住月球的力和地面物体的重力性质一样。

（6）树上掉下的苹果砸着牛顿，使牛顿突发奇想而发现了万有引力。

你同意这种说法吗？

不同意。

机遇偏爱于有准备的头脑。

“当牛顿思考月亮绕地球运行的原因时，苹果偶然落地引起了他的遐想”的说法应该有点道理。

教师：

根据以上分析，我们是否可以推测：

拉住月球使它围绕地球运动的力，与拉着苹果下落的力以及地球、众行星与太阳之间的作用力是同一种力，遵循相同的规律？

也就是说我们上节课所学习的天体间引力的规律是否具有普遍性呢？

学生：

可以，但这个想法的正确性要由事实来检验。

教师：

很好，科学离不开事实。

牛顿为了验证这个想法的正确性，做了“月—地检验”。

请同学们阅读教材，然后回答检验的思路。

2.月地间引力与地球吸引物体的力相同——月—地检验，验证猜想

（引导学生阅读教材，理解月—底检验的思路。

按如下板书思路逐步显示。

）

教师：

根据以上分析，我们可以得出什么结论？

学生：

地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种力。

教师：

牛顿并没有就此止步。

我们也应该想到，能否再进一步推广呢?

也就是说任意物体间都有平方反比关系的吸引力吗？

3.任意物体间的吸引都有平方反比的关系——解放思想，大胆推广

教师：

假设任意物体间都有平方反比关系的吸引力作用，为什么我们都没有感觉到大楼、大石头之类的物体吸引我们呢？

学生：

因为身边物体的质量比天体的质量小得多，我们觉察不出罢了。

教师：

这个假设果真正确的话，我们可以大胆地把上面的结论推广到宇宙中的一切物体之间。

牛顿就这样地将之推广了，于是就有了具有划时代意义的万有引力定律的问世。

4.万有引力定律——天地统一，得出万有引力定律

（按学习物理规律的常规方法进行，引导学生分析得出下列各项板书内容。

）

（1）内容：

自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与两个物体的质量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）公式：

（3）单位：

质量——Kg、距离——m、力——N。

（4）比例系数G叫做引力常量，普遍适用。

（5）距离的确定：

可视为质点的物体，则为质点间的距离；

对均质球体则是两个球心间的距离。

（6）意义：

对物理学、天文学的发展具有深远的影响；

它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来了；

在科学文化发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立起了极大的信心，人们有能力理解天地间的各种事物。

万有引力定律清楚地向人们提示，复杂运动的背后隐藏着简洁的科学规律；它明确地向人们宣告，天上和地下都遵循着完全相同的科学法则。

5.扭秤装置巧改造，引力常量被测出——天才发明与天才借鉴

教师：

万有引力定律——这一科学史上最伟大的定律，与1687年发表在牛顿的传世之作《自然科学的数学原理》中。

但在当时，牛顿无法确定其中的引力常量，万有引力定律的正确性仍然值得怀疑。

请同学们阅读教材，明确是谁，在什么时间、什么地点测出了引力常量。

牛顿（1643~1727）

1687年

万有引力定律

《自然哲学的数学原理》

←时差：

100多年→

卡文迪许（1731~1810）

1789年

在实验室中用扭秤装置测出引力常量

推荐标准值：

G=6.67259×10-11N·m2·Kg-2

推荐使用值：

G=6.67×10-11N·m2·Kg-2

（用多媒体投影上面内容，并展示卡文迪许扭秤实验装置。

）

适当提及18世纪80年代，库仑为定量研究电荷间的