Diseño de plan docente sobre la ley de gravitación universal en física de secundaria
Dos partículas cualesquiera se atraen entre sí mediante la fuerza en la dirección de la línea que conecta los centros. La magnitud de esta fuerza gravitacional es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de su distancia, y no tiene nada que ver con la composición química de los dos objetos y el tipo de medio entre ellos. El siguiente es el diseño del plan de lección de la ley de física de la gravitación universal para la escuela secundaria que compilé para ti. Espero que te guste.
Diseño del plan de lección de la ley de física de la gravitación universal para la escuela secundaria 1
<. p> Análisis de libros de textoEl contenido de esta lección habla principalmente sobre el proceso de descubrimiento de la gravitación universal y las ideas y métodos de Newton para deducir la ley general de la gravitación universal basándose en el trabajo de sus predecesores con su extraordinario habilidad matemática.?
El propósito de esta lección La idea principal es: con base en el conocimiento del movimiento circular y la ley del movimiento de Kepler, se concluye que la fuerza gravitacional entre el planeta y el sol es directamente proporcional. a la masa del planeta e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia del planeta al sol, y se obtiene de la reciprocidad de la gravedad. La fuerza gravitacional también debe ser proporcional a la masa del sol. unifica el movimiento de la Tierra con el movimiento de los cuerpos celestes, lo cual es de gran importancia para el desarrollo de la civilización humana.
Como una idea física "aproximada" que no puede probar la órbita elíptica en la escuela secundaria y solo puede tratarse con una órbita circular. Este es un método excelente para estudiar física.
Esta sección El contenido incluye: idea y proceso de descubrimiento de la gravitación universal y la derivación de la ley de la gravitación universal.
Metas tridimensionales
1. Conocimientos y habilidades
1 Comprender la ley de la gravitación universal.
2. Comprender el significado de la ley de la gravitación universal y ser capaz de deducir la ley de la gravitación universal, recordar la constante gravitacional G y comprender su connotación. >
3. Conocer cualquier objeto. Existe gravedad universal y sigue las mismas leyes.
2. Procesos y métodos
1. ¿Capacitar a los estudiantes para que comprendan la contradicción principal y la simplifiquen? el problema a la hora de afrontar problemas. , la capacidad y los métodos para construir modelos.
2. Cultivar la capacidad de razonamiento científico de los estudiantes
3. Actitudes y valores emocionales
A través de Newton El proceso de pensamiento de descubrir la gravitación sobre la base de sus predecesores ilustra la naturaleza ardua, continua y a largo plazo de la investigación científica.
Enfoque de enseñanza
1. Derivación de la ley de la gravedad.?
2. El contenido y la fórmula de expresión de la ley de la gravitación universal.
Dificultades de enseñanza
1. Comprensión de la ley de la gravitación universal.?
2 .Permitir a los estudiantes conectar la gravedad que ejercen los objetos en la tierra con la fuerza gravitacional existente entre otros planetas y la tierra, que son fuerzas de la misma naturaleza. /p>
Métodos de enseñanza
1. Razonamiento sobre la ley de la gravitación universal - utilizando métodos de razonamiento analítico e inducción y resumen
2. Manejo de problemas difíciles - utilizando la enseñanza. métodos y ejemplos
Herramientas didácticas
Material didáctico multimedia
Horario de clases
1 periodo de clase
Diseño didáctico.
[Introducción a la historia]
En una cálida tarde de finales del verano de 1666, en Ullsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra, un joven con un libro bajo el brazo entró en el jardín de En la casa de su madre, se sentó bajo un árbol y comenzó a leer. Cuando pasó las páginas del libro, algo se sacudió en las ramas sobre su cabeza. Una de las manzanas más famosas de la historia cayó y aterrizó junto a ella. Isaac Newton, de 23 años, sucedió que ese día estaba sufriendo dolores. Pensando mucho en una pregunta: ¿Qué fuerza mantiene a la Luna en su órbita alrededor de la Tierra y qué mantiene a los planetas en su órbita alrededor del Sol? ¿Esta manzana cae al suelo? Es a partir de esta pregunta que comenzó. Se encontraron las respuestas a estas preguntas.
El maestro preguntó: La atracción gravitacional del sol sobre los planetas hace que los planetas se muevan. el sol y la luna se mueven alrededor de la tierra ¿Significa esto que la tierra tiene un efecto gravitacional sobre la luna? Los objetos lanzados siempre caen y regresan al suelo, ¿significa que la tierra tiene un efecto gravitacional sobre los objetos? p>
¿Nueva lección impartida?
Visualización del material didáctico: Pantalla 1: Ocho planetas se mueven alrededor del sol
Pantalla 2: La luna se mueve alrededor de la Tierra
Imagen 3: El satélite artificial se mueve alrededor de la Tierra
Demostración 4: Las personas en el suelo lanzan objetos hacia arriba y los objetos siempre caen al suelo
Los estudiantes piensan y discuten el siguientes preguntas:
1. ¿Por qué los planetas pueden moverse en un círculo aproximado alrededor del sol
2. ¿Por qué la luna puede moverse en un círculo aproximado alrededor de la tierra
3. ¿Qué pueden hacer los satélites artificiales en movimiento circular alrededor de la Tierra?
4. ¿Son las fuerzas sobre los objetos en la Tierra las mismas que las fuerzas anteriores? De acuerdo con los cuatro anteriores Al explorar el problema, ¿cuáles son sus conjeturas?
El maestro guió el análisis y adivinó: La fuerza en el "cielo" y la fuerza en "el mundo" deberían ser iguales. naturaleza.
Explicación del profesor: Al explorar los temas anteriores, utilizamos analogías para hacer conjeturas. ¿Es correcta la conjetura?
Es necesario probarlo, por lo que no se puede tomar como una conclusión.
Prueba Luna-Tierra
1. Propósito: Verificar que la fuerza en el "cielo" y la fuerza en el interior. "tierra" son de la misma naturaleza.
2. Principio: El maestro del libro de texto P39 orienta a los estudiantes en la lectura.
3. Verificación: Interacción profesor-alumno, el profesor guía a los estudiantes para deducir:
Según el principio de verificación, si las fuerzas en "el cielo" y "en la tierra" son de de la misma naturaleza, debe satisfacer: F∝ EMBED Equation.DSMT4
Derivación teórica: La gravedad de la Tierra en la Luna: F∝ EMBED Equation.DSMT4
También EMBED Equation. DSMT4
Por EMBED Equation.DSMT4
Medición real: la luna se mueve en un movimiento circular uniforme alrededor de la Tierra y la aceleración centrípeta es EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4
2. La Ley de la Gravitación Universal
Nuestros pensamientos pueden ser más liberadores ¿Existe alguna relación entre ellos? dos objetos que es "proporcional a la masa de los dos objetos y proporcional a la masa entre ellos" ¿Qué pasa con la atracción de que "la distancia es inversamente proporcional al cuadrado del cuadrado de la distancia"? Los científicos han descubierto que este es efectivamente el caso. Newton resumió esta ley basándose en sus predecesores, a la que llamamos ley de gravitación universal.
Diseño 2 del plan de lección de la ley de la gravedad de física de la escuela secundaria
Base del libro de texto
People's Education Press Curso obligatorio de física de la escuela secundaria 2 Capítulo 6 Sección 3
Análisis de libros de texto
1. La ley de la gravedad universal Esta sección es una continuación del capítulo anterior, retomando el movimiento circular uniforme del capítulo anterior e iniciando las leyes del movimiento de los satélites que se estudiarán. más tarde.
2. La Ley de la Gravedad Universal es el núcleo de este capítulo. El contenido de esta sección es una deducción adicional del contenido didáctico de las dos clases anteriores. También es la base del contenido didáctico de. la próxima clase y es el enfoque didáctico de este capítulo.
3. Partiendo de la premisa de respetar los hechos históricos, el libro de texto permite a los estudiantes experimentar el proceso de "descubrir" la ley de la gravedad basándose en sus conocimientos existentes a través del pensamiento lógico.
Análisis Académico
1. Los estudiantes de primer año de secundaria han aprendido las tres leyes de Newton, el conocimiento del movimiento circular y las tres leyes de Kepler, y han acumulado una cierta cantidad de conocimiento. Teóricamente, tenemos la capacidad de aceptar la ley de la gravitación universal.
2. En la sección anterior, los estudiantes experimentaron el proceso de exploración de la gravedad entre el sol y los planetas, y desarrollaron un gran interés y curiosidad en el estudio del movimiento de los cuerpos celestes.
3. Por otro lado, nuestro país ha logrado logros sobresalientes en la industria aeroespacial, y las frecuentes buenas noticias han estimulado enormemente el interés de los estudiantes por aprender sobre el universo, el conocimiento aeroespacial y satelital.
Objetivos docentes
1. Conocimientos y habilidades
1. Comprender las ideas y procesos derivados de la ley de la gravitación universal, y conocer la unidad de la caída. de objetos pesados y el movimiento de los cuerpos celestes.
?2. Comprender el significado de la ley de la gravitación universal y ser capaz de utilizar la fórmula de la ley de la gravitación universal para resolver problemas sencillos de cálculo de la gravedad.
?3. Conocer el ámbito de aplicación de la fórmula de la ley de la gravitación universal.
? 4. Comprender el significado y método de medición de la constante gravitacional, y comprender el Laboratorio Cavendish.
2. Proceso y métodos
? 1. En el proceso de aprender el establecimiento de la ley de la gravedad, aprenda métodos como descubrir problemas, hacer preguntas, conjeturas, hipótesis y razonamiento y argumentación.
2. Cultivar la capacidad de los estudiantes para captar las principales contradicciones, simplificar el problema y establecer un modelo ideal para abordar el problema al estudiar problemas.
3. Actitudes y valores emocionales
1. A través del proceso de pensamiento de Newton de descubrir la ley de la gravitación universal sobre la base de sus predecesores, ilustra la continuidad y el largo plazo. arduo carácter de la investigación científica. Mejorar los valores científicos de los estudiantes.
2. A través del estudio de la determinación de la constante gravitacional, que los estudiantes comprendan la importancia de la metodología científica y el orden de magnitud de las constantes físicas.
Enfoque docente
? 1. El proceso de derivación de la inspección Luna-Tierra.
? 2. El contenido y expresión de la ley de la gravitación universal.
Dificultades de enseñanza
1. Comprensión de la ley de la gravitación universal.
?2. Permitir a los estudiantes conectar la fuerza gravitacional ejercida por los objetos en la tierra y la fuerza gravitacional existente entre la luna y la tierra como fuerzas de la misma naturaleza.
Enseñanza de ideas de diseño
En esta lección, los estudiantes continuarán en un "viaje de descubrimiento" --- siguiendo los pasos de Newton. Con este fin, todo el proceso de enseñanza es el mismo. sigue: Por Apple El aterrizaje provocó conjeturas---prueba de la Luna a la Tierra---conjetura más audaz---la ley de la gravitación universal---la determinación de Cavendish de G.
A través de este proceso de prueba experimental, derivación teórica de hipótesis, los estudiantes pueden participar activamente en el proceso de construcción del conocimiento en situaciones físicas y experimentar este tipo de imaginación audaz, verificación inteligente y reflexión. El espíritu y el método de la ciencia. exploración.
Proceso de enseñanza
1. Introducción de nuevos cursos
Actividades del profesorado y actividades de los estudiantes A través del estudio del apartado anterior ya conocemos las leyes de la gravedad. entre el sol y los planetas, pregunte: ¿Cuál es la expresión?
En esta sección seguiremos los pasos de Newton y "descubriremos" la ley de la gravitación universal.
(Tema de pizarra del profesor: 6.3 Ley de la Gravedad Universal)
Pregunta: Cuando se menciona la ley de la gravitación universal, ¿en qué piensan primero los estudiantes?
Mostrar el manzano de Newton en el material didáctico La imagen muestra que China también tiene manzanos de Newton. Respuesta del estudiante
¿Piensa en la historia de Newton y Apple? Descripción del diseño: Cuente los hechos que los estudiantes no conocen: también hay manzanos Newton en China, para despertar el interés de los estudiantes y estimularlos. 'Entusiasmo por aprender.
2. Enseñar nuevas lecciones
(1) Otras conjeturas
Las actividades de los profesores y las actividades de los estudiantes muestran imágenes de la historia de Newton y Apple en el material didáctico, " regusto" El pensamiento de Newton y la conjetura de Newton:
Pensamiento: (1) ¿Es la atracción entre la tierra y la luna la misma fuerza que la fuerza que atrae las manzanas hacia la tierra?
Pensamiento : (2) Incluso en los edificios más altos y en la cima de las montañas más altas, la gravedad no se debilitará significativamente. Entonces, ¿puede la gravedad de la superficie de la Tierra extenderse a lugares muy lejanos y afectará a la Luna? >
Pensamiento: (3) La fuerza que empuja a la Luna para moverse alrededor de la Tierra, la fuerza que empuja a la manzana para hacerla caer y las fuerzas entre los planetas y el Sol pueden ser realmente las mismas. Todo tipo de fuerzas. siguen las mismas leyes?
Conjetura de Newton: Estas fuerzas son de la misma naturaleza, y todas siguen la ley de ser inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
Observa la imagen. , Conjetura "junto" con Newton:
(1) La atracción entre la Tierra y la Luna impide que la Luna realice un movimiento centrífugo, y la fuerza de la Tierra que atrae a la manzana hace que ésta caiga al suelo. Puede que sean la misma fuerza.
(2) También hay manzanos en las montañas altas, y las manzanas caerán cuando estén maduras. La gravedad de la superficie de la Tierra se extiende muy lejos y también actúa sobre la Luna.
(3) La conjetura es que son la misma fuerza y siguen las mismas leyes.
Descripción del diseño: A través de la escena física de la manzana cayendo libremente, se despierta la mente de los estudiantes. al ensueño causado por la manzana que cae al suelo. La historia del descubrimiento de la ley de la gravitación universal inspira a los estudiantes a hacer preguntas, de modo que las ideas de Newton puedan estimular el interés y la imaginación de los estudiantes.
(2) Inspección Luna-Tierra
Actividades para profesores y actividades de estudiantes (escribiendo en la pizarra: 1. Inspección Luna-Tierra)
Escenario de visualización del material didáctico: La luna se mueve a una velocidad constante alrededor de la Tierra Movimiento circular (el radio r de la órbita de la luna es 60 veces el radio R de la Tierra)
Suponiendo que la conjetura anterior es cierta y que la luna y la manzana tienen el mismo estatus, entonces la fuerza de la Tierra sobre la Luna y la fuerza de la Tierra sobre la manzana deberían seguir las mismas reglas, es decir, la ley del "cuadrado inverso".
Preguntas: (1) ¿Qué hace la luna? ¿Qué leyes sigue?
(2) ¿Cuál es la expresión para la atracción de la tierra sobre los objetos cercanos al suelo?
(3) ¿Qué fracción de la aceleración de la luna (la aceleración centrípeta de la revolución de la luna) es la aceleración de la gravedad g
Visualización del material didáctico:
El período lunar: T = 27,3. días ≈ 2,36×106s
El radio de la órbita lunar : r ≈ 60R
Radio de la Tierra: R = 6400×103m
Pregunta: (4) ¿Puede ¿Se puede calcular la aceleración centrípeta de la luna a partir de los datos anteriores?
Se puede ver que la exactitud de la suposición anterior se demuestra con los datos que la conjetura de Newton ha resistido la prueba de los hechos. sobre la Luna y la fuerza de la Tierra sobre los objetos terrestres son en realidad la misma fuerza. Hasta ahora, la ley del cuadrado inverso se ha extendido entre el Sol y los planetas, entre la Tierra y la Luna, y entre la Tierra y los objetos terrestres. (Permita que los estudiantes realicen cálculos cuantitativos creando datos en escenarios)
Respuesta del estudiante:
De la segunda ley de Newton:
Utilice el conocimiento del capítulo anterior para calcular Genere los datos: (será más rápido con la ayuda de una calculadora)
Experimente el proceso de derivación personalmente, la conjetura se confirmará y el entusiasmo de los estudiantes por aprender aumentará aún más.
Descripción del diseño: Al crear escenarios, se guía a los estudiantes para que realicen cálculos cuantitativos y se utilizan hechos irrefutables para demostrar la exactitud de las conjeturas y mejorar la comprensión racional de los estudiantes.
(3) La ley de la gravitación universal
Si se ha confirmado la conjetura de las actividades de los profesores y de los estudiantes, entonces podemos extender las alas de la imaginación e imaginar con más audacia: si hay ¿Es tal relación entre dos objetos la fuerza? Solo porque la masa de los objetos que nos rodean es mucho más pequeña que la masa del cuerpo celeste, no es fácil para nosotros detectarla, por lo que podemos extender esta ley a la ley. de gravitación universal entre dos objetos cualesquiera en la naturaleza
Haz preguntas y lee el libro de texto:
1.
2. ¿Cómo refleja la ley de gravitación universal la ley de interacción entre objetos? ¿Cuál es su expresión matemática? Indique también la unidad y el significado físico de cada símbolo.
3. ¿Cuáles son las condiciones aplicables a la ley de la gravitación universal?
Al mismo tiempo, comprender el contenido de la ley de la gravitación universal y comprender la universalidad, la mutualidad y Macroscopicidad de la ley de la gravitación universal:
A. Universalidad: La gravitación universal existe entre dos objetos cualesquiera, pero la masa de los objetos generales es demasiado pequeña en comparación con la del planeta, y la gravitación universal entre ellos también es muy pequeño y puede ser completamente ignorado.
B. Reciprocidad: La fuerza gravitacional de dos objetos que interactúan es un par de fuerza de acción y fuerza de reacción.
C. Macroscopicidad: En circunstancias normales, la gravitación universal es muy pequeña, y su existencia sólo tiene significado físico macroscópico entre cuerpos celestes con masas enormes o entre cuerpos celestes y objetos en el mundo microscópico, de masa. de partículas es muy pequeña, la gravitación universal entre partículas es muy insignificante y la gravitación universal se puede ignorar.
Escribe en la pizarra en el momento adecuado durante el proceso de explicación:
<. p> 2. La ley de la gravitación universal1. Contenido:
2. Expresión:
Condición aplicable: partícula
3 Comprensión: ① Universalidad
② Mutualidad
③Naturaleza macroscópica
(Haga preguntas, guíe a los estudiantes a leer el libro de texto de acuerdo con las preguntas y el maestro guía el resumen)
1. La gravedad es omnipresente en cualquier objeto con masa en el universo y atracción mutua entre ellos. La atracción gravitacional del Sol hacia la Tierra, la Tierra hacia la Luna y la Tierra hacia los objetos en la Tierra son todos ejemplos.
2. El contenido de la ley de la gravitación universal es: dos objetos cualesquiera en la naturaleza se atraen entre sí, la dirección de la gravedad está en su línea de conexión y la magnitud de la gravedad es proporcional al producto de la gravedad. la masa del objeto m1 y m2, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia r entre ellos
El significado y la unidad de cada cantidad física en la fórmula:
Ley de física de secundaria. del diseño del plan de lección de gravitación universal 3
Análisis de libros de texto
El contenido de esta sección se selecciona de la tercera sección del Capítulo 5 de la edición de ciencia y tecnología de Shanghai del curso obligatorio de física de la escuela secundaria 2. Antes de esta lección, se introdujeron la ley de Kepler y la ley de la gravitación universal. Esta sección principalmente Aplicar la ley de la gravitación universal para encontrar la masa y la densidad de los cuerpos celestes es una aplicación de conocimiento y una lección práctica.
Análisis del alumno
Antes de esta clase, estuve expuesto al hecho de que la gravedad proporciona la fuerza centrípeta para que los planetas se muevan alrededor del sol. También he dominado las diferentes expresiones de la fuerza centrípeta. fuerza, y aprendí sobre esferas en la escuela secundaria. La fórmula del volumen y la fórmula de la densidad de la materia sientan una buena base para que los estudiantes estudien en esta lección. Además, después de casi un año de estudios en la escuela secundaria, los estudiantes han mejorado enormemente sus habilidades de pensamiento abstracto y son capaces de construir modelos físicos en sus mentes y realizar análisis y derivaciones, lo cual también es una condición necesaria para que los estudiantes estudien este curso.
Al mismo tiempo, aunque los estudiantes básicamente han estado expuestos al conocimiento utilizado en esta lección, su capacidad para aplicar de manera integral el conocimiento de diferentes secciones aún no es lo suficientemente buena, por lo que se puede predecir que los estudiantes. fallará en el proceso de análisis y derivación. Por otro lado, los estudiantes han formado ciertos hábitos de cálculo y no prestan atención a distinguir los significados específicos representados por las letras físicas. Problemas, necesitamos usar el poder de la discusión grupal. A través de la discusión grupal, algunos estudiantes del grupo que no pueden completar los cálculos de derivación pueden dominar las ideas lógicas y el proceso de solución. Por lo tanto, esta clase consistirá principalmente en el autoestudio de los estudiantes, discusiones colaborativas dentro del grupo, presentaciones de los estudiantes, comentarios de los maestros y consolidación de la práctica en el aula.
Objetivos de enseñanza
1. Conocimientos y habilidades
¿Comprender la importante aplicación de la ley de la gravitación universal en astronomía? capaz de utilizar la ley de la gravitación universal Calcular la masa de los cuerpos celestes
2. Procesos y métodos
¿Comprende las ideas y métodos de la ley de la gravitación universal al abordar problemas celestes?
?Comprender la importancia de la ley de gravitación universal en astronomía Aplicar, comprender y utilizar la ley de gravitación universal para abordar problemas celestes
3. Emociones, actitudes y objetivos valorativos
? Al medir la masa y la densidad de los cuerpos celestes, comprender el impacto de los métodos de investigación científica en los seres humanos. Comprender el importante papel de la naturaleza y apreciar el papel de la ley de la gravitación universal en la exploración humana y la comprensión del mundo desconocido
Enfoque didáctico
Usar la ley de la gravitación universal para calcular la masa de los cuerpos celestes
Dificultades didácticas
Aplicar la ley de la gravitación universal para resolver problemas en movimientos específicos de cuerpos celestes
Métodos de enseñanza
1. Métodos de enseñanza: método de conferencia, demostración multimedia
(1) Hacer que los estudiantes dominen. contenidos clave y difíciles a través de la enseñanza intensiva de los profesores
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