2023高中物理萬有引力定律教案范文
高二時孤身奮斗的階段，是一個與寂寞為伍的階段，是一個耐力、意志、自控力比拚的階段。但它同時是一個厚實莊重的階段。由此可見，高二是高中三年的關鍵，也是最難把握的一年。為了幫你把握這個重要階段。接下來是小編為大家整理的2020高中物理萬有引力定律教案范文，希望大家喜歡!
2020高中物理萬有引力定律教案范文一
教學設計思路：
一、背景分析及指導思想：
本節(jié)課是針對應屆高三學生的第一輪復習而設置。在本節(jié)之前學生在高一已經(jīng)學習了萬有引力定律這一章的相關知識，但知識的系統(tǒng)性不強，對“表面模型”和“環(huán)繞模型”及二者特點有了一定的掌握，但解決問題的方法性不強，對部分的重點和難點的分析不透徹。因此在設計時我們兼顧了本章的知識特點、高考大綱要求和學生特點，在教學過程中設置提問，重在提升學生的思維能力和解決問題的能力。
二、高考特點分析：
本部分是高考考查的重點內(nèi)容之一，每年的高考試題中都會出現(xiàn)，頻率較高，命題的立意包括：萬有引力定律與其他知識的綜合;應用萬有引力定律解決一些實際問題，一般以選擇題、填空題或計算題(新課標后計算題出現(xiàn)頻率較低)的形式考查。
由于航天技術、人造地球衛(wèi)星屬于現(xiàn)代科技發(fā)展的重要領域，有關人造衛(wèi)星問題的考查頻率會越來越高，加上2012年載人航天的成功、中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建成和完善、中國探月計劃的實施、美國火星計劃的實施，這些都是命題的熱點。
三、內(nèi)容設置與方案：
鑒于本部分的內(nèi)容特點及在高考中的地位，設計這節(jié)復習課時，我們打破常規(guī)復習課以梳理知識為主的模式，重點突出模型教學與“問題式”方法教學。本節(jié)課設計了三個教學環(huán)節(jié)，第一個環(huán)節(jié)是知識梳理，以梳理基礎知識;第二個環(huán)節(jié)是模型探究，以“地表”和“天上”兩條線為引，突出圓和橢圓兩類問題，并能解決相應的實際問題——(包括質(zhì)量估算和簡單變軌問題)的基本技能;第三個環(huán)節(jié)從高考的考點入手，有效的抓住高考的得分點，引導學生構建從基本概念、基本規(guī)律出發(fā)應用所學知識分析、解決實際問題的能力。三個環(huán)節(jié)上彼此呼應，充分體現(xiàn)以學生為主體的課堂教學模式。
四、設計意圖：
啟發(fā)提示，設計階梯式問題，降低學生對問題理解的難度，引導學生順著疑問階梯找到知識的果實。并學會這一思維方法，達到突破這一重難點的目的。滲透科學研究方法以及問題解決的方法的教育，使學生學會“近似處理”和“估算法”，在實踐中體驗解決問題的脈絡。最后通過例題檢查學生學習的效果。
教學三維目標：
一、知識與技能：
1、理解萬有引力定律，了解它在天文學上的主要應用，使學生能應用萬有引力定律解決天體問題;
2、理解運用萬有引力定律處理天體問題的基本思路和基本方法;
3、掌握宇宙速度的概念，構建相關知識網(wǎng)絡。
二、過程與方法：
1、通過探求計算天體質(zhì)量公式的過程，體會利用模型解題的思維過程;
2、使學生能夠在教師的幫助下構建自己的知識結構體系，提高運用所掌握的科學知識分析和解決實際問題的能力。
三、情感態(tài)度與價值觀：
1、通過萬有引力定律在航天上的應用使學生感受到自己能應用所學物理知識解決實際問題——天體運動;
2、通過體會萬有引力定律在人類認識自然界奧秘中的巨大作用，讓學生懂得理論來源于實踐，反過來又可以指導實踐的辯證唯物主義觀點。
教學重點：
1、理解萬有引力定律及應用兩類模型解決天體運動的的解題思路方法;
2、應用萬有引力定律處理天體運動問題的歸類總結，構建自己的知識結構體系。
3、變軌問題速度、加速度、能量關系的討論
教學難點：
1、應用“萬有引力定律”處理天體運動問題及歸納
2、兩類模型的構建及使用模型計算中心天體質(zhì)量
教學方法：
討論、分析、歸納、計算機輔助
教學時間：40分鐘
教學內(nèi)容及過程：
基礎知識梳理：
引入： 展示太陽系星球分布圖。
我們知道現(xiàn)在地球的人口越來越多，開始制約經(jīng)濟的發(fā)展，對此人類計劃向太空移民，據(jù)了解目前最適合人類生存的是火星。美國國家航天局在2012年提出了“火星計劃”，并于2013年開始招募志愿者，在四月份的時候在中國招募了600名志愿者。我現(xiàn)在就有一個疑問：“美國人要將志愿者通過飛船送上火星，是不是簡簡單單的只要將飛船啟動就可以了呢?必須克服哪些困難呢?”當然首先必須克服的就是地球的束縛——地球的引力。
1687年，牛頓在前人的基礎上，總結并建立了萬有引力定律：
1、任何兩物體間都存在相互作用的引力，這個力的大小與這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，與兩物體之間的距離的平方成反比。
2、表達式：
3、適用于兩個質(zhì)點或均勻球體;r為兩質(zhì)點或球心間的距離;G為萬有引力恒量(1798年由英國物理學家卡文迪許利用扭秤裝置測出) 。
現(xiàn)在同學們考慮一個問題：是不是任何兩個物體間的引力都符合這個規(guī)律，都可以用這個公式來進行計算呢?需要注意：公式有適用條件，規(guī)律適用于任何物體間。
二、萬有引力定律在天體運動中的應用——模型探究：
現(xiàn)在同學們觀看“嫦娥一號”探月衛(wèi)星的3D模擬視頻，簡單介紹衛(wèi)星奔月過程，思考如何讓衛(wèi)星從地球到月球環(huán)繞。
展示衛(wèi)星奔月圖片：
提問引導：
問題(1)軌道模式分為哪兩種?
圓和橢圓兩種，兩個圓軌道之間有一橢圓軌道用來變軌
問題(2)衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運動，那么其所需要的向心力由什么提供呢?
由地球給它的萬有引力提供
思考：我們能否發(fā)射一顆衛(wèi)星以任意緯度為軌道運轉(zhuǎn)，比如圖中所示軌道?
問題(3)對勻速圓周運動需要滿足的基本供與需的關系是什么?
滿足關系：供=需，供就指的是二者間的萬有引力。
問題(4)衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運動有什么樣的運行規(guī)律?
對于常見的運動比如行星繞恒星的運動，衛(wèi)星繞行星的運動，人造天體繞地球(或其它行星)運動我們都處理為勻速圓周運動，其運動所需的向心力由萬有引力提供。
即 = ;
我們可以得出衛(wèi)星運行的規(guī)律：
r 越大衛(wèi)星線速度越小，角速度越小，周期越大，加速度越小。這種模型，我們稱之為“環(huán)繞模型”。
問題(5)地球上的物體隨地球一起轉(zhuǎn)動，其所受的萬有引力等于其運動所需的向心力嗎?
2020高中物理萬有引力定律教案范文二
【教材依據(jù)】
人教版高中物理必修二第六章第三節(jié)
【教材分析】
萬有引力定律是本章的核心，從內(nèi)容性質(zhì)與地位上看，本節(jié)內(nèi)容是對上一節(jié)“太陽與行星間的引力”的進一步外推，即：從天體運動推廣到地面上任何物體的運動;又是下一節(jié)掌握萬有引力理論在天文學上應用的學習的基礎。本節(jié)重點內(nèi)容是理解萬有引力定律的推導思路和過程，掌握萬有引力定律的內(nèi)容及表達公式，知道萬有引力定律得出的意義，知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律。本節(jié)難點是物體間距離的理解。另外本節(jié)內(nèi)容還注重是對學生“科學方法”教育和“情感態(tài)度與價值觀”的教育：使學生認識科學研究過程中根據(jù)事實和分析推理進行猜想、假設和檢驗的重要性，培養(yǎng)學生的推理能力、概括能力和歸納總結能力;本節(jié)結合“月—地檢驗”，經(jīng)歷思維程序“提出問題→猜想與假設→理論分析→實驗觀測→驗證結論”培養(yǎng)學生探究思維能力;使學生學習科學家們堅持不懈、勇往直前和一絲不茍的工作精神，培養(yǎng)學生良好的學習習慣和善于探索的思維品質(zhì)。
【學情分析】
上節(jié)內(nèi)容中，學生用所學的“圓周運動”、“開普勒行星運動定律”和“牛頓運動定律”知識，經(jīng)歷了一系列科學探究過程，得出了太陽與行星間的引力特點，學生對天體運動的研究產(chǎn)生了極大的興趣和求知欲。本節(jié)課教師再引導學生從太陽與行星間引力的規(guī)律出發(fā)，根據(jù)類比事實將“平方反比關系”的作用力進行猜想，假設和推廣，從太陽對行星的引力到地球?qū)υ虑虻囊?，再到任意物體間的吸引力都滿足“平方反比的關系”。學生會帶著好奇和探究意識以及必要的檢驗論證，一路探究下去，最終得出萬有引力定律。使學生在理解掌握萬有引力定律的基礎上，培養(yǎng)了探究思維能力和良好的思維品質(zhì)，為學生終身發(fā)展打下基礎。
【教學流程】
【教學目標】
一、知識與技能
1.理解萬有引力定律的推導思路和過程。
2.理解掌握萬有引力定律的內(nèi)容及表達公式，知道萬有引力定律得出的意義。
3.知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律。
二、過程與方法
1.認識科學研究過程中根據(jù)事實和分析推理進行猜想、假設和檢驗的重要性，培養(yǎng)學生的推理能力、概括能力和歸納總結能力。
2.結合“月—地檢驗”，經(jīng)歷思維程序“提出問題→猜想與假設→理論分析→實驗觀測→驗證結論”培養(yǎng)學生探究思維能力。
三、情感態(tài)度與價值觀
1.學習科學家們謙遜的美德，使學生在學習中互相協(xié)作、互相借鑒，培養(yǎng)團隊精神。
2.認識天文觀測、分析推理、歸納總結等科學意識和方法的重要性，培養(yǎng)學生尊重客觀事實并透過現(xiàn)象看本質(zhì)的認識觀。
3.學習科學家們堅持不懈、勇往直前和一絲不茍的工作精神，培養(yǎng)學生良好的學習習慣和善于探索的思維品質(zhì)。
【教學重點】
1.萬有引力定律的推導思路和過程。
2.萬有引力定律的內(nèi)容及表達公式。
【教學難點】
1.對萬有引力定律及物體間距離的理解。
2.對萬有引力定律普遍性的理解：任何物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律。
【教學媒體】
1.教室電腦多媒體系統(tǒng)。
2. PowerPoint課件、Flash動畫(行星繞太陽運動的動畫，月球在地球引力作用下運動及受力的動畫，蘋果在地球引力作用下落地的動畫)。
【教學方法】
閱讀思考、猜想假設、分析推理、事實驗證、歸納總結、討論交流、練習鞏固等。
【教學過程】
一、復習提問，導入新課
教師：我們上節(jié)課學習了兩個問題：一是追尋牛頓的足跡學習了行星運動的動力學問題，找到了太陽與行星間引力的規(guī)律，誰能回答一下其具體內(nèi)容呢?
學生：(老師引導學生復習上節(jié)課內(nèi)容)
老師：同學們掌握的很好，根據(jù)其引力的作用規(guī)律，完全可以解釋行星的運動了。正是由于行星受到了太陽對它的引力作用，行星才不會飛離太陽，而是按照開普勒發(fā)現(xiàn)的三個規(guī)律繞太陽運動。
老師：我們上節(jié)課學習的另一個問題是：太陽與行星間的引力規(guī)律是否適用于衛(wèi)星繞行星的運動。思考該問題的探究思維程序如何呢?
學生：提出問題→猜想與假設→理論分析→實驗觀測→驗證結論。
(引導學生復習上節(jié)課的內(nèi)容“說一說”和相應的探究思維程序，有助于提出“天體間引力規(guī)律的普遍性”的新問題從而導入新課。)
老師：那么，你們是否想過天體間引力規(guī)律是否具有普遍性呢?也就是說，地面物體與天體間的相互作用力也有同樣的“平方反比關系”的規(guī)律嗎?下面請同學們閱讀第三節(jié)開頭的三個自然段，體會牛頓當年是怎樣思考這個問題的。
二、新課教學
1.天體間引力規(guī)律的普遍性——科學推理，萌發(fā)猜想
教師：(多媒體出示如下閱讀提綱，引導學生閱讀理解，然后再多媒體演示行星繞太陽運動的動畫，月球在地球引力作用下運動及受力的動畫，蘋果在地球引力作用下落地的動畫，引導學生逐步完成閱讀問題。)
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閱讀提綱 學生閱讀活動或師生共同回答 (1)行星為什么沒有飛離太陽? 原因是：太陽對行星的引力作用。 (2)地面物體為什么不能離開地球而總是落回地面呢? 因為地面物體受到地球?qū)λ闹亓ψ饔谩?(3)地球與太陽間的引力和地球吸引蘋果的力是不是一種力呢? 猜想一：地球與太陽間的引力和地球吸引蘋果的力是一種力。 (4)最高的山頂上或建筑物上的重力有明顯減弱嗎? 客觀事實表明：物體在地面和高山上所受的重力大小沒多大區(qū)別。 (5)拉住月球的力和地面物體的重力性質(zhì)一樣嗎? 猜想二：地球?qū)χ車矬w的重力作用應該會延伸到很遠的地方，拉住月球的力和地面物體的重力性質(zhì)一樣。 (6)樹上掉下的蘋果砸著牛頓，使牛頓突發(fā)奇想而發(fā)現(xiàn)了萬有引力。你同意這種說法嗎? 不同意。機遇偏愛于有準備的頭腦?！爱斉ｎD思考月亮繞地球運行的原因時，蘋果偶然落地引起了他的遐想”的說法應該有點道理。 教師：根據(jù)以上分析，我們是否可以推測：拉住月球使它圍繞地球運動的力，與拉著蘋果下落的力以及地球、眾行星與太陽之間的作用力是同一種力，遵循相同的規(guī)律?也就是說我們上節(jié)課所學習的天體間引力的規(guī)律是否具有普遍性呢?
學生：可以，但這個想法的正確性要由事實來檢驗。
教師：很好，科學離不開事實。牛頓為了驗證這個想法的正確性，做了“月—地檢驗”。請同學們閱讀教材，然后回答檢驗的思路。
2.月地間引力與地球吸引物體的力相同——月—地檢驗，驗證猜想
(引導學生閱讀教材，理解月—底檢驗的思路。按如下板書思路逐步顯示。)
教師：根據(jù)以上分析，我們可以得出什么結論?
學生：地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力是同一種力。
教師：牛頓并沒有就此止步。我們也應該想到，能否再進一步推廣呢?也就是說任意物體間都有平方反比關系的吸引力嗎?
3.任意物體間的吸引都有平方反比的關系——解放思想，大膽推廣
教師：假設任意物體間都有平方反比關系的吸引力作用，為什么我們都沒有感覺到大樓、大石頭之類的物體吸引我們呢?
學生：因為身邊物體的質(zhì)量比天體的質(zhì)量小得多，我們覺察不出罷了。
教師：這個假設果真正確的話，我們可以大膽地把上面的結論推廣到宇宙中的一切物體之間。牛頓就這樣地將之推廣了，于是就有了具有劃時代意義的萬有引力定律的問世。
4.萬有引力定律——天地統(tǒng)一，得出萬有引力定律
(按學習物理規(guī)律的常規(guī)方法進行，引導學生分析得出下列各項板書內(nèi)容。)
(1)內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的大小與兩個物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間的距離r的二次方成反比。
(2)公式：
(3)單位：質(zhì)量——Kg、距離——m、力——N 。
(4)比例系數(shù)G叫做引力常量，普遍適用。
(5)距離的確定：
eq oac(○，1) 可視為質(zhì)點的物體，則為質(zhì)點間的距離;
eq oac(○，2) 對均質(zhì)球體則是兩個球心間的距離。
(6)意義：
eq oac(○，1) 對物理學、天文學的發(fā)展具有深遠的影響;
eq oac(○，2) 它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一起來了;
eq oac(○，3) 在科學文化發(fā)展起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立起了極大的信心，人們有能力理解天地間的各種事物。
萬有引力定律清楚地向人們提示，復雜運動的背后隱藏著簡潔的科學規(guī)律;它明確地向人們宣告，天上和地下都遵循著完全相同的科學法則。
5.扭秤裝置巧改造，引力常量被測出——天才發(fā)明與天才借鑒
教師：萬有引力定律——這一科學史上最偉大的定律，與1687年發(fā)表在牛頓的傳世之作《自然科學的數(shù)學原理》中。但在當時，牛頓無法確定其中的引力常量，萬有引力定律的正確性仍然值得懷疑。請同學們閱讀教材，明確是誰，在什么時間、什么地點測出了引力常量。
2020高中物理萬有引力定律教案范文三
【教學目標】
一、?知識與技能
1、了解萬有引力定律得出的思路和過程，知道重物下落和天體運動的統(tǒng)一性。
2、理解萬有引力定律的含義并會用萬有引力定律公式解決簡單的引力計算問題。
3、知道萬有引力定律公式的適用范圍。
4、理解萬有引力常量的意義及測定方法，了解卡文迪許實驗室。
二、?過程與方法
1、在萬有引力定律建立過程的學習中，學習發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設與推理論證等方法。
2、培養(yǎng)學生研究問題時，抓住主要矛盾，簡化問題，建立理想模型的處理問題的能力。
三、?情感態(tài)度與價值觀
1、通過牛頓在前人的基礎上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程，說明科學研究的長期性，連續(xù)性及艱巨性，提高學生科學價值觀。
2、經(jīng)過萬有引力常量測定的學習，讓學生體會科學的方法論和物理常量數(shù)量級的重要性
【教學重點】
1、?月-地檢驗的推到過程。
2、?萬有引力定律的內(nèi)容及表達公式。
【教學重點】
1、對萬有引力定律的理解。
2、使學生能把地面上的物體所受重力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質(zhì)的力聯(lián)系起來。
【教學設計思想】
在本節(jié)課教學，將讓學生繼續(xù)經(jīng)歷上節(jié)課的萬有引力定律“發(fā)現(xiàn)之旅”，為此使整個教學流程力圖體現(xiàn)如下規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程：
進一步猜想：“天上”的力與“人間”的力可能出于同一本源?
月-地檢驗：這個大膽的想法要由事實檢驗。
更大膽地猜想：是否任意兩個物體之間都存在這樣的引力?
得到萬有引力定律： (G為引力常量)。
檢驗萬有引力定律的普適性：卡文迪許測定萬有引力常量G.
通過這個假想，理論推導——實驗檢驗過程，讓學生在物理情景中主動的參與知識的構建過程，體會這種充滿著大膽的設想、巧妙的驗證和從中體現(xiàn)著的科學探索的精神與方法。
【教學設計過程】
一、?新課引入
教師活動：
?通過上節(jié)的分析，我們已經(jīng)知道了我們太陽與行星間的引力規(guī)律，那么：
A.?行星為什么能夠繞太陽運轉(zhuǎn)而不會飛離太陽?
B.?行星與太陽間的引力與什么因素有關?
C.?可以根據(jù)哪些已知規(guī)律推導出推出太陽與行星間的引力遵從的是什么樣的規(guī)律?
公式中的G是比例系數(shù)，F(xiàn)是太陽和行星之間的引力，正是太陽和行星之間的引力使得行星不能飛離太陽。那么大家想到過，又是什么力使得地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢?
為了研究這個問題，下面我們繼續(xù)來體驗一下：牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思維過程。
學生活動：
? (引導學生回答，教師及時糾正補充)
A.?行星與太陽間的引力提供作為行星繞太陽近似圓周運動的向心力，從而使得行星不能飛離太陽。
B.?行星與太陽間的引力F與太陽和行星之間的距離r，行星質(zhì)量m和太陽質(zhì)量M有關。
C.?根據(jù)開普勒第一、第二定律和牛頓第三定律推出太陽與行星間的引力遵從的規(guī)律： 。
二、?授新課
(一)、進一步猜想
教師活動：
?演示：將塑料制成且內(nèi)部空心的蘋果置于某位學生頭頂不遠處，靜止釋放。
誘思：
1.蘋果為什么只砸向這位同學，而不是砸向其他同學呢?
2.那么受到重力又是怎么產(chǎn)生的呢?
3.地球?qū)μO果的引力和太陽對行星的引力是否根本就是同一種力?若是這樣，物體離地面越遠，其受到地球的引力就應該越小，比如我們爬到高山上時，察覺到我們受到重力減小了?為什么?
4.這樣的高度比起天體之間的距離來說，簡直太小了。如果我們再往遠處設想，物體延伸到月球那么遠，物體將會怎么樣運動?
于是我們可以提出這樣的猜想：太陽對行星的引力 ，地球?qū)υ虑虻牧?，地球?qū)Φ孛嫔衔矬w的力，也許真是同一種力，遵循相同的規(guī)律?
學生活動：
? (觀察蘋果的運動，啟發(fā)學生提出問題，并進行思考討論)
1.由于重力方向豎直向下，蘋果在其重力作用下，在這位同學頭頂正上方可認為做豎直向下的自由落體運動。
2.由于地球?qū)μO果的吸引力而產(chǎn)生的。 .
3.可能是同一種力。
沒有明顯減弱，可能因為還不夠遠。
4.可能這個物體會象月球那樣繞著地球運動。
(二)、月-地檢驗
教師活動：
? 假定上述猜想成立，月球和蘋果的地位相當，則地球?qū)υ虑虻牧εc地球?qū)μO果的力應該同樣遵從“平方反比”律，即 ，那么月球軌道上的物體受到的引力比他在地面附近受到的引力要小.
創(chuàng)設情景：
在牛頓時代，重力加速度g、月-地的距離r、月球的公轉(zhuǎn)周期T都能精確的測定，已知r=3.8×108m，T=27 .3天， g=9.8m/s2，月球軌道半徑即月-地的距離r為地球半徑R的60倍，那么：
?、僭谠虑蜍壍郎系奈矬w受到的引力F1是它在地面附近受到的引力F2 的幾分之一?
②物體在月球軌道上的加速度a(月球公轉(zhuǎn)的向心加速度)是它在地面附近下落的加速度g重力加速度(重力加速度)的幾分之一?
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