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1、 万有引力习题课教学设计1、教材分析 万有引力定律是牛顿提出来的，它在物理学中的地位不可或缺。它奠定了 航空学的基础。万有引力是圆周运动的特殊情况，是天体力学的基础。它在人造卫星、预 知未知天体、卫星的轨道等天体中都有重要的作用。体会科学定律对认识世界 的作用在高中标准中，万有引力定律是物理必修二第二章圆周运动中的 基本概念和规律在理解和应用上的进一步加深。万有引力的发展过程强调了对 物理学发展历程的展示，体现了学科渗透的理念。要求会计算天体的质量，会 计算人造卫星的环绕速度，知道第宇宙速度和第三宇宙速度。应用万有引力定律，涉及到天体这个概念比较综合、抽象物理量之间的关 系比较复杂，对学生的能
2、力思维要求比较高。通过本章节的学习可以提高学生 的逻辑思维能力，对学习万有引力不在感觉到特别困难。 2、学情分析在前面的学习中学生已经知道了万有引力的定律和开普勒三定律，以及圆周运动的规律，学生已经学会计算天体的质量；计算人造卫星的环绕速度；知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。并能简单的利用万有引力定律的公式求引力或一些的比例运算。以及利用圆周运动的一些规律和公式进行简单的推导。学生已经处在高中的学习阶段,已经有一定的思维能力和思考能力，但是还 是处于比较低的地位，有一定的思维障碍。学生的在计算这一模块的习题时， 由于对知识规律的掌握熟练程度低，推理思维和运算能力比较差，加上本章书 的公式运用较为
3、灵活，可能对解答习题时会感到有点困难。学生处在高中阶段的学习，因果学习兴趣占主要地位，学生会主动的思考 主动地去问为什么，了解因果关系，得出解决问题的方法。教师必须利用学生 的这一兴趣特点，培养学生自主学习物理，解决问题的能力。由于重力和万有引力的关系，容易让学生产生重力就是万有引力的错误前 概念，教师上课时要注意纠正学生错误的前概念。本节课的学习是学生在教师的指导下，通过卡文迪许的扭成实验证明万有 引力的正确性，综合应用万有引力定律和一些基本的圆周运动的知识点进行简单的计算和掌握解万有引力计算题时的步骤。因此在本节的教学中重视科学实验探究过程，培养学生科学探究的能力， 应该注重交给学生解题的
4、方法和步骤，提高学生的思维能力。3、教学目标1、知识与技能（1）区别万有引力和重力（2）会计算天体表面重力加速度问题（3）会计算天体质量和密度2、过程与方法（1）在“卡文迪许扭称实验”证明万有引力正确性实验中，初步学会“实验 分析猜想实验验证归纳结论”的实验探究方法。（2）在计算万有引力的习题中，学会总结解题时的步骤和方法。（3） “在搜集万有引力定律”方面的学习资料中，学习搜集，处理信息的能力。3、情感态度与价值观（1）学生在学习万有引力定律中感受万有引力定律的发现是经历了几代科学家 的不断努力，甚至付出了生命，最后牛顿总结前人的经验的基础上才发现的。 让学生在应用万有引力的过程中多观察、多
5、思考。（2）通过天文史实的资料，激发学生的爱国热情，增强学生建设祖国的神圣使 命感。4、教学重点与难点重点：学生亲历“卡文迪许扭称实验”证明万有引力定律的正确性的实验过程 中，理解万有引力的本质。难点：利用万有引力定律解题时，总结总结解题时的步骤和方法。5、教学方法讲解法、讨论法、实验法、读书指导法6、教学媒体“卡文迪许扭称实验”实验器材、计算机、网络、投影仪、教科书7、教学过程（一）新课引入创设情境，新课引入复习万有引力定律复习第一宇宙速度、第二宇宙速度、人造卫星的环绕速 度实验探究“卡文迪许扭称实验”提出问题猜想假设实验验证 万有引力定律的基本应用万有引力和重力的区别天体表面重力加速度计算
6、的方法和步骤天体质量和密度的计算方法和步骤【教学事件 1】教学任务及实现途径教师的活动学生的活动复习万有引力定律提问：万有引力的内容、 公式、适用条件。引导并和学生一起复习认真回忆知识【教学事件 2】教学任务及实现途径教师的活动学生的活动复习第一宇宙速度、第 二宇宙速度、人造卫星 的环绕速度提问：第一宇宙速度的 推导过程、大小。第二宇宙速度的大小人造卫星的最大环绕速 度和最小发射速度是多 少以及它们的推导过程引导并和学生一起复习认真回忆知识，必要时 记一下笔记，(二)新课教学【教学事件 3】教学任务及实现途径教师的活动学生的活动展示“卡文迪许扭成称 验”演示实验，引导学生观 察实验，记录数据观
7、察实验操作，认真计 算是实验中的数据得出数据并验证万有引 力定律的正确性和学生一起处理实验得 出的数据，得出结论。看自己得出的结论是否 跟老师得出的结论一致 【教学事件 4】教学任务及实现途径教师的活动学生的活动万有引力定律的基本用典型例题有质量相等的两个人造地 球卫星A和B，分别在不同 的轨道上绕地球做匀速圆周应用这道例题让学生会 应用万有引力定律解题 时的步骤学生通过自己的思考解 出答案老师师总结完后，自己 在做总结并做笔记运动 .两卫星的轨道半径分别为，BARR 和BARR 则A和B两卫星相比较， 以下说法正确的是 （ ）A.卫星A的运行周期较小 B.卫星A受到的地球引力 较 大 C.卫
8、星A的动能较大D.卫星A的机械能较大【教学事件 5】教学任务及实现途径教师的活动学生的活动提出问题：是否重力就 是万有引力。引导学生通过复习过的 知识寻找答案，组织学 生进行小组之间交流。万有引力和重力的区别小组讨论完成后，进行 小组发言，教师进行记 录总结万有引力和重力 的区别学生通过小组讨论分析 重力和万有引力的知识， 并能够总结出万有引力 和重力的不同点让学生解答已经选好的 例题，并进行提示例题的分析讲解例题，并总结解题 时思考的方法和步骤学生通过自己的思考解 出答案【教学事件 6】教学任务及实现途径教师的活动学生的活动总结有关天体表面重力提出问题：月球表面的学生先独立思考并计算，重力加
9、速度是否和地球 上的加速度一样。分别给学生在地球上和 月球上测量到的数据， 并给予提示计算月球的 加速度，引导学生思考加速度计算的方法和步 骤小组讨论完成后，进行 小组发言，教师进行总 结完整的表述计算天体 表面重力加速度的步骤然后进行小组的讨论， 总结有关天体表面重力 加速度计算的步骤让学生解答这道例题， 教师并进行提示学生通过自己的思考解 出答案典型例题 1 的分析设地球为均匀球体，半径 为R，质量为M，自转角速 度为，万有引力恒量 为G，地球两极重力加速 度为g1，赤道重力加速 度为g2.则( )A.221RMGggBRRMGgRMGg2 2221CRRMGgRMGg2 2122DRRM
10、Ggg2 221讲解例题，并总结解题 时思考的方法和步骤老师师总结完后，自己 在做总结并做笔记典型例题2 的分析假设地球是一半径为R、 质量分布均匀的球体一 矿井深度为d.已知质量 分布均匀的球壳对壳内物 体的引力为零矿井底部 和地面处的重力加速度大 小之为( ) 让学生解答这道例题， 教师并进行提示学生通过自己的思考解 出答案A， B. Rd-1Rd1D.2)(RdR2)(dRR 讲解例题，并总结解题 时思考的方法和步骤老师师总结完后，自己 在做总结并做笔记【教学事件 7】教学任务及实现途径教师的活动学生的活动提出问题：月球的质量 和密度通过万有引力的 知识能不能计算出来学生先独立思考并计算
11、， 然后进行小组的讨论怎 样计算月球的质量和密 度，总结有关天体天体 质量和密度计算的步骤分别给学生在地球上和 月球上测量到的数据， 并给予提示利用类比求 地球的质量和密度来计 算月球的质量和密度， 并引导学生思考老师总结完后学生在自 己总结，并记录笔记总结天体质量和密度的 计算方法和步骤小组讨论完成后，进行 小组发言，教师进行总 结完整的表述计算天体 表面重力加速度的步骤让学生解答这道例题， 教师并进行提示学生通过自己的思考解 出答案典型例题 1登月火箭关闭发动机在离 月球表面112km 的空中沿 圆形轨道运动，周期 120.5min,月球的半径 是 1740km,根据这组数据计算 月球的质
12、量和平均密度 ？讲解例题，并总结解题 时思考的方法和步骤老师师总结完后，自己 在做总结并做笔记典型例题 2已知火星上大气压是地球的 1/200火星直径约为球直 径的一半， 地球平均密度，火33/105.5mkg地让学生解答这道例题， 教师并进行提示学生通过自己的思考解 出答案星平均密度试求火33/104mkg地星上大气质量与地球大气 质量之比 ？讲解例题，并总结解题 时思考的方法和步骤老师师总结完后，自己 在做总结并做笔记（3）课堂小结【教学事件 8】教学任务及实现途径教师的活动学生的活动先让学生进行小组讨论， 有关本节课的知识点， 然后让学生谈谈本节课 的收获和体会。回顾本节学过的知识点 和解有关万有引力定律 题目时的步骤和方法进行回顾和总结小组讨论构建知识体系（四）布置作业【教学事件 9】教学任务及实现途径教师的活动学生的活动复习巩固本节课的内容布置学生感兴趣的作业1、搜集神州7号的发射资 料，进行小组讨论，分析 它是怎样发射成功的，写 出它的发射原理。2、近年来科学家在航天事 业作出了不断地努力，搜 集资料，尝试着找出有关 于我们学过的知识点的事 件，小组交流。3、布置书本上的课后作业 题记录作业内容，小组交流 完成作业
