高中物理萬有引力定律教學方案設計

　　物理學的發(fā)端始于人類對理解星體運行的追求。三百多年前，萬有引力定律的發(fā)現堪稱人類文明與理性探索進程中最壯麗的詩篇，其所體現出的科學智慧的震撼力， 至今仍為世人所嘆服，它第一次把看似毫不相關的地上與天上運動統(tǒng)一起來，第一次揭示大自然的對稱和諧與物理規(guī)律表達簡潔而含蓄的內在美，并作為牛頓的“從 運動現象研究自然力”的又一個科學思辨范例，而不斷為歷代科學家所效仿。從物理學史進程中，可以看出《萬有引力定律》這節(jié)內容是對上兩節(jié)課教學內容的進一 步推演，并與之構成本章的第一單元內容。

　　【學生分析】

　　從知識結構來看，在學習萬有引力定律前，學生已經對力、重力、向心力、太陽對行星的引力、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動和圓周運動等運動規(guī)律，能熟練運用牛頓運動定律解決動力學問題。已經完全具備深入探究和學習萬有引力定律的起點能力。

　　從知識建構的進程來看，在上一節(jié)中學生經歷了太陽與行星間引力的探究過程，從中向學生滲透了發(fā)現問題、提出問題、猜想假設、推理論證等方法思想，依照 學生的認知心理特點，播放兩個視頻片段月球繞地球轉動和蘋果落地，很容易在他們腦中形成這樣一個問題：地球對月球的引力和地球對蘋果的引力會不會就是同一 種力呢?從而為進一步探究萬有引力定律的發(fā)現過程，確定了切入點。

　　然而高一學生其思維方式容易停滯在知識接受層面，而忽視概念間、規(guī)律間的相互聯系，且很多學生不能建立明確的動態(tài)的物理圖像或物理情景，進而無法通過同化 和順應，完成知識的建構過程。因此，在教學過程中要注重從學生實際入手，依據學生認知規(guī)律，注重創(chuàng)設物理情景，創(chuàng)造和諧的課堂氛圍，進行互動討論探究式教 學。

　　【教學目標】

　　1.知識和技能目標

　　(1)掌握月—地檢驗。

　　(2)知道萬有引力定律的內容、表達式和適用條件，會解決簡單的引力計算問題。

　　2.過程和方法目標

　　學習物理規(guī)律提出猜想—理論推導—實驗檢驗的科學研究方法。

　　3.情感、態(tài)度和價值觀目標

　　(1)經歷萬有引力定律的發(fā)現過程，激發(fā)學生科學探究的興趣。

　　(2)通過引力常量的測量簡介，說明科學研究的長期性，提高學生的科學價值觀。

　　【教學重點】

　　萬有引力定律及適用條件。

　　【教學難點】

　　月地檢驗的思路。

　　【教學設計思想】

　　通過提出猜想—理論推導—實驗檢驗過程，讓學生在物理情景中主動的參與知識的構建過程，體會這種大膽的猜想、已有理論的應用、巧妙的實驗檢驗和從中體現著的科學探索的精神與方法。

　　【教學設計過程】

　　一、新課引入

　　通過上節(jié)課的學習，我們已經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，F是太陽和行星之間的引力，提供行星繞太陽近似圓周運動的向心力，正是這個引力使得行星不能飛離太陽。

　　『設計說明』：通過上述介紹，旨在讓學生回憶上節(jié)課內容，回顧萬有引力定律發(fā)現過程的前一半，從而為接下來的研究奠定基礎，進而引出新課。

　　二、教授新課

　　(一)提出猜想

　　觀察視頻，提出問題。(引導學生回答，教師及時糾正補充)

　　月球為什么繞地球做圓周運動?

　　由于月球受到地球對它的吸引力。

　　蘋果為什么向下運動而不向上運動?

　　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生的呢?

　　由于地球對蘋果的吸引力而產生的。

　　我們很自然的想到，地球對月球的引力和地球對蘋果的引力會不會就是同一種力呢?

　　按照我們物理學的研究規(guī)律，為了解釋某種現象，提出猜想，這是理論，然后再去檢驗是否正確。物理學就是在不斷的檢驗完善中前進的。同樣我們的猜想是否正確也需要事實的檢驗。那么請同學們思考下面幾個問題。

　　『設計說明』：通過月球繞地球運轉和蘋果自由下落的物理情景，喚醒學生腦中當年由蘋果落地而引起遐想進而發(fā)現萬有引力定律的故事情景，激發(fā)學生的興趣與想像力。