《万有引力理论的成就》教学设计公开课教案教案设计.docx

《万有引力理论的成就》教学设计 一、教材分析 1 ．课程标准要求 课标对这一部分内容的要求重点不在于应用万有引力定律解决多么高难的问题，重点在于体会 科学定律的价值，让学生认识到科学定律对人类认识世界、探索世界的重要性，培养学生正确的对 待科学的态度与责任。 2 ．本节内容在物理知识体系中的地位 本节是在学习万有引力定律和由卡文迪许测量出来的引力常量的基础上，应用万有引力定律求 解天体的质量和发现新天体等，要求学生体会万有引力定律经受实践的检验，理解万有引力理论的 巨大作用和价值。为后面学习宇宙航行、卫星运动等问题奠定知识基础。 3 ．教材内容与体系安排 教材首先通过理论推导，给出了一种应用万有引力定律解决问题的思路与方法——“称量地球 的质量”；又以计算太阳质量为例，给出了第二种运用万有引力定律计算天体质量的思路和方法，体 现出科学定律的普适性；最后从科学史的角度，简要介绍了发现海王星和成功预测哈雷彗星的过程， 显示了万有引力理论的巨大成就。 二、学情分析 1 ．知识基础：：学生们已经学习了由牛顿发现的万有引力定律，也清楚了由卡文迪许测量出来 的引力常量。学生们也有地理基础，明白地球有公转和自转，地球公转周期大约是一年， 自转周期 是一天。 2 ．技能基础：学会了处理曲线运动的重要方法——运动的合成和分解。已经掌握了向心力与向 心加速度的关系，能够对圆周运动的问题进行受力分析。能够进行简单的数学运算和公式处理。 3 ．思维障碍：对天体运动是实际轨迹不太清楚，宇宙中的环绕天体有哪些，中心天体又是谁存 在一定的知识误区。对地球上的物体所受重力与万有引力的关系分辨不清。 三、教学目标 1．物理观念 (1)了解万有引力定律在天文学上的重要应用； (2)会用万有引力定律计算天体质量； 2．科学思维 (1)理解运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法，体会科学定律的意义； (2)培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。 3．科学探究 (1)了解“称量地球质量”、“计算太阳质量”的基本思路； (2)探究解决天体问题的两条思路。 4 ．科学态度与责任 (1)培养学生认真严谨的科学态度和大胆探究的心理品质； (2)体会物理学规律的简洁性和普适性领略物理学的优美。 四、教学重难点 1．教学重点：地球质量的计算、太阳等中心天体质量的计算。 2 2．教学难点：运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。 五、教学方法 1 ．实验探究法 物理学是一门以实验为基础的科学，而物理实验是教学的重要内容和手段。本节教学注重让学 生设计实验，从而寻找问题的答案。 2 ．启发引导法 教学过程中适时地穿插教师形象生动、富有启发的讲解， 以点拨、启发学生。在讲授知识的过 程中渗透探究的思想，而在探究的过程中又讲授必要的物理知识。如最后引导学生分计算天体质量 的方法，总结归纳计算天体质量的两条思路。 六、教学流程 创设情境、导入新课；温故知新，启发思考；情境探究、总结规律；课堂练习、巩固新知；课 堂总结、布置作业。 七、教学过程 教学环节与教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 一、创设情境、导入新课 “橘子与柠檬”之争。 【启发思考】 牛顿根据引力理论计算后断 定，地球的赤道部分应该隆 起，形状像个橘子。而笛卡 尔根 据 旋 涡 假 设 作 出的 预 言，地球应该是两极伸长的 扁球体，像个柠檬。“橘子与 柠檬”之争持续了几十年， 最终牛顿胜利了，万有引力 定律也胜利经受了考验。 【思考】 万有引力理论还 有哪些伟大的成 就？ 利用物理学史进行 导入，能让学生了 解科学家探索自然 的艰辛与不易，更 能激发学生学习兴 趣，迅速进入学习 状态。 二、温故知新，启发思考 1.复 习回顾 万有 引力理 论。 【提问】 万有引力定律的内容？ 万有 引力的表达式？ 引力常量的 物理意义？谁测量的引力常 量？ 【回答】 通过复习回顾万有 引力理论，顺利引 出卡文迪许扭程实 验，从而顺利过渡 到介绍卡文迪许的 成就。 2.介绍卡文迪许的重要贡 献。 【启发思考】 卡文迪许的重要贡献之一是 1789 年完成了测量万有引力 常数的扭称实验，进而算出 了地球的质量。如果你是卡 文迪许 ， 如何测量地球质 量？ 【思考】 如 何 在 实 验 室 “称量”地球的 质量。 万有引力的伟大成 就之一就是称量天 体质量 。通过回顾 扭秤实验，介绍卡 文 迪 许 的 重 要 贡 献，顺利引出他是 称量地球第一人 。 加强学生对物理学 史的了解。 3 教学环节与教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 三、情境探究，总结规律 1.探究一：如何在实验室 测量地球质量。 【引导分析】 若不考虑地球自转，测量地 球质量需要知道哪些物理量 的大小？ 【深入剖析】 化简可得g ，该式为 黄金代换公式。 【分析】