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
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- 高中物理 万有引力定律 教学 设计 情分 教材 分析 课后 反思