6.3万有引力定律说课稿教学设计
6.3万有引力定律
各位评委专家,您们好!我说课的题目是高中物理人教版必修2第6章第3节《万有引力定律》。下面,我将从课标和教材分析、教学目标、重点和难点、教法与学法、教学过程及板书设计六个方面进行说课。
一、【教材分析、学情分析】
课标:通过有关事实了解万有引力定律的发现过程。知道万有引力定律。认识发现万有引力定律的重要意义,体会科学定律对人类探索未知世界的作用。这就要求学生通过史实了解万有引力定律的发现过程,这里强调了对物理学发展历程的展示,体现了学科互相渗透的理念。当然学生不仅要了解发现过程,而且还应该知道万有引力定律。万有引力定律的发现具有非常重要的意义,如促使物理学完成了第一次大综合,预测了当时的未知天体,使人造卫星上天等,万有引力定律的发现让人类对世界有了更多的认识,学生应有此体会科学定律人类探索未知世界的作用。 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。
二、【教学目标】
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。
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。
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。
三、【教学重点、难点】
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。
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)。
四、【教法和学法】
教法:教材先介绍万有引力定律发现的思路,然后运用科学推理得出万有引力定律,重在逻辑思维和渗透物理学的研究方法。因此,根据教材编排的意图和教材内容的特点,结合高一学生的知识基础和认识能力,我采用“阅读-启发”式教学法。教学中运用图表分析、设问、提问、幻灯投影、多媒体教学等综合手段,体现教师在教学中的主导地位。
⒈对万有引力定律的推理——采用分析推理、归纳总结的方法。
⒉对疑 难 问 题 的处理——采用讲 授 法、例 证 法。
学法:教是为了不教,在教知识的同时最关键的是要教给学生学习的方法,让学生在学中悟法、会中用法。这样才有利于学生全面素质的提高。根据本节教材的特点,采用学生课前预习、查阅资料、课堂阅读、讨论总结、数理推导、归纳概括等学习方法,为学生提供大量参与教学活动的机会,积极思维,充分体现教学活动中学生的主体地位。
五、【教学过程】
(一)、复习提问,导入新课
问题1: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
学生:
问题2: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。)
问题3: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
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。
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?
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。) 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
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:F=G(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: 1可视为质点的物体,则为质点间的距离; ○2对均质球体则是两个球心间的距离。 ○1对物理学、天文学的发展具有深远的影响; ○2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; ○mmr122 (6)意义:
3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。
(展示卡文迪许扭秤实验装置。)
万有引力定律的检验需要大量的事实,卡文迪许测定引力常量的实验是其他检验无法代替的,它为万有引力定律的普遍意义奠定了强有力的实验基础。如果没有G的测出,则万有引力定律在许多问题的应用受到限制。正是由于卡文迪许测出了引力常量G,才使得万有引力定律在天文学的发展上起了重要的作用。
(三)、课堂小结
教师引导学生进行小结:今天,我们从太阳与行星间引力的作用出发,根据类比事实将“平方反比关系”的作用力进行猜想和假设、检验和推广,从而得出万有引力定律。即:
1.根据行星总是绕太阳运动而未离开太阳类比物体总是落回地面而不能离开
(两事实类比一 → 猜想假设之一)
2.根据地球上很高的地方与地面相比重力没有明显减弱的事实,猜想地球吸引物体的力必定延伸到很远的地方,进而猜想地球吸引物体的力和吸引月球做圆周运动的力是同一种力。
(两事实类比二 → 猜想假设之二)
3.猜想以上作用力都应该遵从同样的“平方反比关系”的规律,并进行了著
(归纳猜想 → 检验假设)
4.根据以上的猜想以及对猜想的检验,进行了一次更大胆的推广:任意物体
(教师用多媒体投影板书以上内容,总结本节课的内容和科学研究方法。)
(四)、布置作业
作业:课本 “问题与练习” T1、T2、T3。
万有引力定律
1. 天体间引力规律的普遍性——科学推理,萌发猜想;
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;
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;
4. 万有引力定律——天地统一,得出万有引力定律;
(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。 六、【板书设计】 间都是相互吸引的“平方反比关系”的作用力,因而得出了万有引力定律。 名的“月—地检验”。 地球的事实,猜想太阳吸引行星的力和地球吸引周围物体的力是同一种力。
(2)公式:F(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: 1可视为质点的物体,则为质点间的距离; ○2对均质球体则是两个球心间的距离。 ○mm Gr122 (6)意义: 1对物理学、天文学的发展具有深远的影响; ○2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; ○3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
5. 扭秤装置巧改造,引力常量被测出——天才发明与天才借鉴。
【教学设计说明】
“万有引力定律”是高一物理曲线运动动力学部分“万有引力与航天”一章中的重要内容,而新课程理念下实验教科书安排,先认识太阳与行星间引力规律,再学习万有引力定律是有其道理的,这既符合历史事实,更主要是为了培养学生的探究思维能力和逻辑分析能力。在设计本节教案时,充分考虑这一新要求设计了如下的教学程序:
首先,从太阳与行星间引力的作用出发,根据类比事实将“平方反比关系”的作用力进行猜想和假设,检验和推广,引导学生认识科学研究活动中根据事实和分析推理进行猜想、假设和验证的重要性,在科学方法上它是本节课的重点,也是难点。
然后,结合“月—底检验”培养学生“提出问题→猜想与假设→理论分析→实其次,我们按学习物理规律的常规方法学习了万有引力定律,对其理解以及其验观测→验证结论”的探究思维意识和能力。 内容和表达公式是本节课的重点;对万有引力及其规律、物体间距离的理解是本节课的难点。
最后,认识引力常量的测量与发现万有引力定律的时间差,引导学生认识普通常见物体间的万有引力太小而不易测量是造成100多年时间差的主要原因;认识学习中互相协作、互相借鉴的重要意义,培养其团队精神。 1789年 英国 卡文迪许 G =6.67×10N·m·Kg -112-2