高中物理萬有引力定律教學(xué)方案設(shè)計(jì)

　　物理學(xué)的發(fā)端始于人類對(duì)理解星體運(yùn)行的追求。三百多年前，萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)堪稱人類文明與理性探索進(jìn)程中最壯麗的詩篇，其所體現(xiàn)出的科學(xué)智慧的震撼力， 至今仍為世人所嘆服，它第一次把看似毫不相關(guān)的地上與天上運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來，第一次揭示大自然的對(duì)稱和諧與物理規(guī)律表達(dá)簡潔而含蓄的內(nèi)在美，并作為牛頓的“從 運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象研究自然力”的又一個(gè)科學(xué)思辨范例，而不斷為歷代科學(xué)家所效仿。從物理學(xué)史進(jìn)程中，可以看出《萬有引力定律》這節(jié)內(nèi)容是對(duì)上兩節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一 步推演，并與之構(gòu)成本章的第一單元內(nèi)容。

　　【學(xué)生分析】

　　從知識(shí)結(jié)構(gòu)來看，在學(xué)習(xí)萬有引力定律前，學(xué)生已經(jīng)對(duì)力、重力、向心力、太陽對(duì)行星的引力、加速度、重力加速度、向心加速度等概念有了較 好的理解，并且掌握自由落體運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能熟練運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問題。已經(jīng)完全具備深入探究和學(xué)習(xí)萬有引力定律的起點(diǎn)能力。

　　從知識(shí)建構(gòu)的進(jìn)程來看，在上一節(jié)中學(xué)生經(jīng)歷了太陽與行星間引力的探究過程，從中向?qū)W生滲透了發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、猜想假設(shè)、推理論證等方法思想，依照 學(xué)生的認(rèn)知心理特點(diǎn)，播放兩個(gè)視頻片段月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)和蘋果落地，很容易在他們腦中形成這樣一個(gè)問題：地球?qū)υ虑虻囊偷厍驅(qū)μO果的引力會(huì)不會(huì)就是同一 種力呢?從而為進(jìn)一步探究萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，確定了切入點(diǎn)。

　　然而高一學(xué)生其思維方式容易停滯在知識(shí)接受層面，而忽視概念間、規(guī)律間的相互聯(lián)系，且很多學(xué)生不能建立明確的動(dòng)態(tài)的物理圖像或物理情景，進(jìn)而無法通過同化 和順應(yīng)，完成知識(shí)的建構(gòu)過程。因此，在教學(xué)過程中要注重從學(xué)生實(shí)際入手，依據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，注重創(chuàng)設(shè)物理情景，創(chuàng)造和諧的課堂氛圍，進(jìn)行互動(dòng)討論探究式教 學(xué)。

　　【教學(xué)目標(biāo)】

　　1.知識(shí)和技能目標(biāo)

　　(1)掌握月—地檢驗(yàn)。

　　(2)知道萬有引力定律的內(nèi)容、表達(dá)式和適用條件，會(huì)解決簡單的引力計(jì)算問題。

　　2.過程和方法目標(biāo)

　　學(xué)習(xí)物理規(guī)律提出猜想—理論推導(dǎo)—實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的科學(xué)研究方法。

　　3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)

　　(1)經(jīng)歷萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣。

　　(2)通過引力常量的測(cè)量簡介，說明科學(xué)研究的長期性，提高學(xué)生的科學(xué)價(jià)值觀。

　　【教學(xué)重點(diǎn)】

　　萬有引力定律及適用條件。

　　【教學(xué)難點(diǎn)】

　　月地檢驗(yàn)的思路。

　　【教學(xué)設(shè)計(jì)思想】

　　通過提出猜想—理論推導(dǎo)—實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)過程，讓學(xué)生在物理情景中主動(dòng)的參與知識(shí)的構(gòu)建過程，體會(huì)這種大膽的猜想、已有理論的應(yīng)用、巧妙的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)和從中體現(xiàn)著的科學(xué)探索的精神與方法。

　　【教學(xué)設(shè)計(jì)過程】

　　一、新課引入

　　通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道了太陽與行星間的引力遵從平方反比律： 。

　　公式中的G是比例系數(shù)，F(xiàn)是太陽和行星之間的引力，提供行星繞太陽近似圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，正是這個(gè)引力使得行星不能飛離太陽。

　　『設(shè)計(jì)說明』：通過上述介紹，旨在讓學(xué)生回憶上節(jié)課內(nèi)容，回顧萬有引力定律發(fā)現(xiàn)過程的前一半，從而為接下來的研究奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而引出新課。

　　二、教授新課

　　(一)提出猜想

　　觀察視頻，提出問題。(引導(dǎo)學(xué)生回答，教師及時(shí)糾正補(bǔ)充)

　　月球?yàn)槭裁蠢@地球做圓周運(yùn)動(dòng)?

　　由于月球受到地球?qū)λ奈Α?/p>

　　蘋果為什么向下運(yùn)動(dòng)而不向上運(yùn)動(dòng)?

　　蘋果在其重力作用下落向地面。

　　那么受到的重力又是怎么產(chǎn)生的呢?

　　由于地球?qū)μO果的吸引力而產(chǎn)生的。

　　我們很自然的想到，地球?qū)υ虑虻囊偷厍驅(qū)μO果的引力會(huì)不會(huì)就是同一種力呢?

　　按照我們物理學(xué)的研究規(guī)律，為了解釋某種現(xiàn)象，提出猜想，這是理論，然后再去檢驗(yàn)是否正確。物理學(xué)就是在不斷的檢驗(yàn)完善中前進(jìn)的。同樣我們的猜想是否正確也需要事實(shí)的檢驗(yàn)。那么請(qǐng)同學(xué)們思考下面幾個(gè)問題。

　　『設(shè)計(jì)說明』：通過月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)和蘋果自由下落的物理情景，喚醒學(xué)生腦中當(dāng)年由蘋果落地而引起遐想進(jìn)而發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的故事情景，激發(fā)學(xué)生的興趣與想像力。