Diseño del plan de lección de la ley de la gravedad de física de la escuela secundaria
Análisis de libros de texto
El contenido de esta lección habla principalmente sobre el proceso de descubrimiento de la gravitación universal y la prueba de Newton con su extraordinaria habilidad matemática Las ideas y métodos de la ley universal de la gravedad.
La idea principal de esta lección es: a partir del conocimiento del movimiento circular y las leyes del movimiento de Kepler, se concluye que la fuerza gravitacional entre el planeta y el sol es proporcional a la masa del planeta. y la distancia entre el planeta y el sol es inversamente proporcional al cuadrado de , y de la reciprocidad de la gravedad se deduce que la gravedad también debería ser directamente proporcional a la masa del sol. El descubrimiento de esta ley unifica el movimiento de la Tierra con el movimiento de los cuerpos celestes, lo que es de gran importancia para el desarrollo de la civilización humana. Como concepto físico "aproximado", no puede demostrar el caso de órbitas elípticas medias-altas y sólo puede tratarse como órbitas aproximadamente circulares. Esta es una excelente manera de aprender física.
El contenido de esta sección incluye: las ideas y procesos de descubrimiento de la gravedad y la derivación de la ley de la gravedad.
Objetivos tridimensionales
1. Conocimientos y habilidades
1. Comprender las ideas y procesos de la ley de la gravitación universal.
2. Comprender y deducir el significado de la ley de gravitación universal, recordar la constante gravitacional G y comprender su connotación.
3. Saber que existe gravitación universal entre cualquier objeto y seguir la misma ley.
2. ¿Proceso y métodos?
1. Cultivar las habilidades y métodos de los estudiantes para captar las principales contradicciones, simplificar problemas y construir modelos al abordar problemas.
2. Cultivar la capacidad de razonamiento científico de los estudiantes.
3. ¿Actitudes y valores emocionales?
A través del proceso de pensamiento de Newton de descubrir la gravitación sobre la base de sus predecesores, se demuestra que la investigación científica es a largo plazo, continua y ardua.
Enfoque docente
1. Derivación de la ley de gravitación universal.
2. El contenido y expresión de la ley de gravitación universal.
Dificultades didácticas
1. Comprender la ley de la gravitación universal.
2. Permitir a los estudiantes relacionar la gravedad de los objetos en la Tierra con las mismas fuerzas entre otros planetas y la Tierra.
Métodos de enseñanza
1. Razonamiento sobre la ley de la gravedad - utilizando los métodos de análisis, razonamiento e inducción.
2. Afronta problemas difíciles: utiliza métodos de enseñanza y métodos de ejemplo.
Materiales didácticos
Material didáctico multimedia
Disposición de las clases
1 periodo de clase
Diseño didáctico
[Introducción a la historia]
En una cálida tarde de finales del verano de 1666, en Thorpe, Urs, Lincolnshire, Inglaterra, un joven entró en el jardín de su madre con un libro bajo el brazo y se sentó. sobre una mesa, debajo del árbol, comencé a sumergirme en la lectura. Al pasar la página, algo sacudió la rama sobre su cabeza y una de las manzanas más famosas de la historia cayó junto a Isaac Newton, de 23 años, que ese día estaba pensando mucho en un problema. ¿Mantener los planetas en órbita alrededor del sol? ¿Por qué cayó esta manzana al suelo? Fue a partir de esta pregunta que encontró las respuestas a estas preguntas.
Pregunta del profesor: La atracción gravitacional del sol sobre los planetas hace que los planetas giren alrededor del sol y la luna gire alrededor de la tierra. ¿Se puede explicar que la tierra tenga un efecto gravitacional sobre la luna? Los objetos arrojados siempre caen al suelo. ¿Significa esto que la tierra tiene un efecto gravitacional sobre los objetos?
¿Nuevo curso de enseñanza?
Visualización del material didáctico: Imagen 1: Ocho planetas orbitan alrededor del sol.
Figura 2: La luna gira alrededor de la tierra.
Figura 3: Satélites artificiales orbitan la Tierra.
Demostración 4: Si una persona en el suelo lanza un objeto hacia arriba, el objeto siempre volverá a caer al suelo.
Los estudiantes piensan y discuten las siguientes preguntas:
1. ¿Por qué los planetas pueden moverse en círculos aproximados alrededor del sol?
2. ¿Por qué la luna puede moverse en un círculo aproximado alrededor de la tierra?
3. ¿Qué pueden hacer los satélites cuando se mueven en círculos alrededor de la Tierra?
4. ¿La fuerza sobre el objeto en el suelo es la misma que la fuerza que está encima?
5. Basándose en las cuatro preguntas anteriores, ¿cuál es su suposición?
El profesor dirigió el análisis y supuso que la fuerza en el cielo y la fuerza en la tierra deberían ser de la misma naturaleza.
Notas del profesor: Al explorar los temas anteriores, utilizamos analogías para hacer conjeturas. Es necesario comprobar si la suposición es correcta, por lo que no se puede utilizar como conclusión.
Prueba Luna-Tierra
1. Propósito: Verificar que las fuerzas en el cielo y en la tierra son de la misma naturaleza.
2. Principio: El profesor P39 guía a los estudiantes a leer libros.
3. Verificación: Interacción maestro-alumno, el maestro orienta a los estudiantes a deducir:
Según el principio de verificación, si las fuerzas en el “Cielo” y en el “Hombre” son del misma naturaleza, entonces debe satisfacer los siguientes requisitos: f ∝ecuación incorporada. dsmt4.
Derivación teórica: La atracción gravitacional de la Tierra sobre la Luna: f ∝ecuación integrada. dsmt4
Ecuaciones integradas.
Incorporando ecuaciones. DSMT4
Medición real: La Luna se mueve en un movimiento circular uniforme alrededor de la Tierra, con aceleración centrípeta.
Ecuaciones integradas. DSMT4
Ecuaciones integradas. DSMT4
En segundo lugar, la ley de la gravitación universal
Nuestras mentes pueden estar más liberadas. ¿Existe una fuerza gravitacional entre dos objetos que sea "proporcional a las masas de los dos objetos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos"? Los científicos han realizado muchos experimentos y, de hecho, este es 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
Conceptos básicos de los libros de texto
Prensa de educación popular Curso obligatorio 2 de física de la escuela secundaria Capítulo 6 Sección 3
Análisis de libros de texto
1. La ley de la gravitación universal es un vínculo entre el pasado y el siguiente. Sigue el movimiento circular uniforme del capítulo anterior y las leyes de movimiento de los satélites que deben seguirse. aprender después de comenzar.
2. La Ley de la Gravitación Universal es el núcleo de este capítulo. Es una interpretación adicional del contenido didáctico de las dos clases anteriores. Es la base del contenido didáctico de la siguiente clase. enfoque didáctico de este capítulo.
3. Partiendo de la premisa de respetar los hechos históricos, el libro de texto permite a los estudiantes pasar por un proceso de "descubrimiento" de la ley de la gravedad a partir de sus conocimientos existentes a través de cierto pensamiento lógico.
Análisis de situaciones de aprendizaje
1. Los estudiantes de primer año de secundaria aprendieron las tres leyes de Newton, el conocimiento del movimiento circular y las tres leyes de Kepler, y acumularon algunos conocimientos. Teóricamente capaz de aceptar la ley de la gravedad.
2. En la última sección, 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 de los cuerpos celestes.
3. Por otro lado, nuestro país ha logrado logros destacados en la industria aeroespacial, con frecuentes buenas noticias, lo que ha estimulado enormemente el interés de los estudiantes por aprender sobre el universo, el espacio y los satélites.
Objetivos docentes
1. Conocimientos y habilidades
1. Comprender la idea y el proceso de la ley de la gravitación universal, y comprender la unidad de la caída de objetos pesados y el movimiento de los cuerpos celestes.
? 2. Comprender el significado de la ley de gravitación universal y utilizar la fórmula de la ley de gravitación universal para resolver problemas simples de cálculo de la gravedad.
? 3. Conocer el ámbito de aplicación de la fórmula de la ley de gravitación universal.
? 4. Comprender el significado y los métodos de medición de la constante gravitacional y del Laboratorio Cavendish.
2.Proceso y métodos
? 1. En el proceso de establecimiento de la ley de la gravitación universal, aprenda a descubrir problemas, hacer preguntas, adivinar hipótesis y razonar.
2. Cultivar la capacidad de los estudiantes para captar la contradicción principal, simplificar el problema y establecer un modelo ideal para abordar el problema.
En tercer lugar, 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 naturaleza ardua, continua y a largo plazo. de la investigación científica, Mejorar los valores científicos de los estudiantes.
2. Al aprender la determinación de la constante gravitacional, permita a los estudiantes comprender la metodología científica y la importancia del orden de magnitud de las constantes físicas.
¿Enfoque docente
? 1 y el proceso de deducción de la prueba lunar-tierra.
? 2. El contenido y expresión de la ley de gravitación universal.
¿Dificultades de enseñanza
? 1. Comprensión de la ley de gravitación universal.
? 2. Permita que los estudiantes relacionen la gravedad de los objetos en la Tierra con la gravedad entre la Luna y la Tierra.
Pensamientos de diseño educativo
En esta clase, los estudiantes continuarán su "viaje de descubrimiento", siguiendo los pasos de Newton. Para ello, todo el proceso de enseñanza es el siguiente: conjeturas provocadas por la caída de la manzana - experimentos en la luna y la tierra - conjeturas más audaces - la ley de la gravitación universal - la determinación de g por parte de Cavendish.
? A través de este proceso de hipótesis-derivación teórica-prueba experimental, los estudiantes pueden participar activamente en el proceso de construcción del conocimiento en situaciones físicas y experimentar el contenido plasmado en este espíritu y método lleno de suposiciones audaces, verificación ingeniosa y exploración científica.
Proceso de enseñanza
Primero, la introducción de nuevos cursos
Actividades del profesor Actividades de los estudiantes A través de la lección anterior, ya conocemos la relación entre el sol y la planetas la ley de la gravedad. Pregunta: ¿Cuál es la expresión?
En esta sección seguiremos los pasos de Newton y "descubriremos" la ley de la gravitación universal.
(Tema de la pizarra del profesor: La ley de la gravedad de 630 millones de años)
Pregunta: Cuando se trata de la ley de la gravitación universal, ¿en qué piensan primero los estudiantes?
Muestre la imagen del manzano de Newton en el material educativo y mencione el hecho de que hay manzanos de Newton en China. Respuestas de los estudiantes
¿Recuerdas la historia de Newton y Apple? Descripción: Cuente los hechos que los estudiantes no saben: hay manzanos de Newton en China, para despertar el interés de los estudiantes y estimular su entusiasmo por aprender.
En segundo lugar, enseñar nuevas lecciones
(1) Más especulaciones
Las actividades de los profesores y las actividades de los estudiantes muestran imágenes de Newton y manzanas en el material didáctico para "recordar" las enseñanzas de Newton. Pensamientos y conjetura de Newton;
Pensamiento: (1) ¿Será diferente la fuerza gravitacional entre la tierra y la luna?
¿La tierra atrae las manzanas con la misma fuerza?
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 terrestre extenderse muy lejos y tendrá un impacto en la Luna?
Pensando: (3) ¿Podrían la fuerza que atrae a la Luna alrededor de la Tierra, la fuerza que atrae a la manzana hacia abajo y la fuerza entre el planeta y el Sol realmente son la misma fuerza y siguen la misma ley? ?
Conjetura de Newton: Estas fuerzas tienen la misma naturaleza y siguen la ley de que son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia.
Mira la imagen y adivina junto con Newton:
(1) La fuerza gravitacional entre la Tierra y la Luna impide que la Luna tenga un movimiento centrífugo y la fuerza de la Tierra atrae la manzana hace que la manzana caiga al suelo. Puede que sean la misma fuerza.
(2) También hay manzanos en las montañas, y las manzanas caerán cuando estén maduras. La atracción gravitacional de la superficie de la Tierra se extiende muy lejos y también actúa sobre la Luna.
(3) Se conjetura que son la misma fuerza y obedecen a la misma ley.
Descripción del diseño: A través de la escena física de una manzana que cae libremente, despierta en la mente de los estudiantes la historia de la manzana que cae al suelo y el descubrimiento de la ley de la gravedad, inspirándolos así a hacer preguntas. y utilizar las ideas de Newton para estimular el interés y la fuerza de la imaginación de los estudiantes.
(2) Inspección parcial mensual
Actividades de profesores y actividades de estudiantes (escritura en pizarra: 1. Inspección mensual)
La escena que se muestra en el material didáctico es: el luna Hace un movimiento circular uniforme alrededor de la Tierra (el radio de la órbita de la luna R es 60 veces el radio de la Tierra R).
Suponiendo que la conjetura anterior es cierta y que la luna y la manzana están en la misma posición, entonces la fuerza de la Tierra sobre la Luna y la fuerza de la Tierra sobre la manzana también deberían seguir la dirección "inversa". ley del cuadrado", es decir.
Preguntas: (1) ¿Qué hace la luna? ¿Cuáles son las reglas?
(2) ¿Cuál es la atracción de la Tierra hacia los objetos cercanos a la Tierra?
(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?
El material didáctico muestra:
En la era de Newton, la aceleración de la gravedad G, la distancia R entre la Luna y la Tierra y el período de revolución de la Luna T se pueden medir con precisión y conocido.
Ciclo lunar: T = 27,3 días≈2,36×106s.
Radio de la órbita de la Luna: r ≈ 60R
Radio de la Tierra: R = 6400×103m.
Pregunta: (4) ¿Se puede calcular la aceleración centrípeta de la luna a partir de los datos anteriores?
Se puede ver que los datos muestran la exactitud de la hipótesis anterior y la conjetura de Newton ha sido probada por hechos. La fuerza de la Tierra 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 hagan cálculos cuantitativos creando datos en escenarios)
Los estudiantes respondieron:
De la segunda ley de Newton:
Usando los datos de cálculo de conocimiento del capítulo anterior: ( Será más rápido con la ayuda de una calculadora)
Experimente el proceso de deducción personalmente, confirme sus conjeturas y mejore aún más el entusiasmo por el aprendizaje de los estudiantes.
Descripción del diseño: Al crear escenarios, se guía a los estudiantes para que realicen cálculos cuantitativos y utilicen hechos irrefutables para demostrar la exactitud de sus conjeturas, mejorando así la comprensión racional de los estudiantes.
(3) La ley de la gravitación universal
Las conjeturas de las actividades de los profesores y de los estudiantes se han confirmado. Podemos desplegar las alas de la imaginación e imaginar con más valentía: si existe alguna. relación entre dos objetos cualesquiera ¿Tal fuerza? Solo porque la masa de los objetos que nos rodean es mucho menor que la masa del cuerpo celeste, no nos resulta fácil percibirlo, 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. ¿Qué es la gravedad? Y da ejemplos.
2. ¿Cómo refleja la ley de gravitación universal la ley de interacción entre objetos? ¿Cuál es su expresión matemática? E indicar la unidad y significado físico de cada símbolo. ?
3. ¿Cuáles son las condiciones aplicables a la ley de gravitación universal?
Comprender al mismo tiempo el contenido de la ley de la gravitación universal y comprender su universalidad, mutualidad y macroscopicidad;
A. En general, la masa del objeto es demasiado pequeña en comparación con la del planeta, y la fuerza gravitacional entre ellos también es muy pequeña y puede ignorarse por completo.
b. Interacción: La fuerza gravitacional de dos objetos que interactúan es un par de fuerza de acción y fuerza de reacción.
C. Naturaleza macroscópica: En general, la gravedad es muy pequeña, y su existencia sólo tiene significado físico macroscópico entre cuerpos celestes de grandes masas o entre cuerpos celestes y objetos. En el mundo microscópico, la masa de las partículas es muy pequeña, la fuerza gravitacional entre las partículas es muy insignificante y la fuerza gravitacional puede ignorarse.
Escribe en la pizarra a tiempo durante la explicación:
Segundo, la ley de la gravitación universal
1. Contenido:
2. . Expresión:
Condiciones aplicables: partículas
3. Comprensión: ①Universalidad
②Reciprocidad
③Macroscopicidad
( Haga preguntas y guíe a los estudiantes a leer el libro de texto basándose en las preguntas, y el maestro guiará el resumen)
1. La gravedad es la atracción mutua entre cualquier objeto con masa ubicua en el universo. La atracción gravitacional de los objetos sobre el Sol sobre la Tierra, la atracción gravitacional de la Tierra sobre la Luna y la atracción gravitacional de la Tierra sobre la Tierra son todos ejemplos.
2. El contenido de la ley de la gravitación universal es que dos objetos cualesquiera en la naturaleza se atraen entre sí y la dirección de la gravedad está en la línea que los conecta. La magnitud de la fuerza gravitacional es directamente proporcional al producto de las masas del objeto m1 y m2, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia r entre ellas.
El significado y la unidad de cada cantidad física en la fórmula:
Diseño del plan de lección 3 de la ley de la gravedad de física para la escuela secundaria
Análisis de libros de texto
Contenido de esta sección Seleccionado del Capítulo 5, Sección 3 del Curso Obligatorio 2 de Física de la Escuela Secundaria de la Edición de Ciencias de Shanghai. Antes de esta lección se presentaron las leyes de Kepler y la ley de la gravitación universal. Esta sección aplica principalmente la ley de la gravitación universal para calcular la masa y densidad de los cuerpos celestes. Es un curso práctico y de aplicación de conocimientos.
Análisis del alumno
Antes de esta clase, estuve expuesto a la fuerza centrípeta proporcionada por la gravedad para el movimiento de los planetas alrededor del sol y dominé las diferentes expresiones de la fuerza centrípeta. En la escuela secundaria, ya aprendí la fórmula del volumen de una esfera y la fórmula de la densidad de la materia, lo que sentó una buena base para que los estudiantes aprendieran este curso. Además, después de casi un año de estudios en la escuela secundaria, la capacidad de pensamiento abstracto de los estudiantes ha mejorado enormemente y pueden construir modelos físicos en sus mentes y realizar análisis, lo cual también es una condición necesaria para que los estudiantes aprendan bien este curso.
Al mismo tiempo, aunque los estudiantes de este curso básicamente han estado expuestos a los conocimientos utilizados, su capacidad para aplicar de manera integral los conocimientos de diferentes secciones no es buena, por lo que es previsible que los estudiantes encuentren problemas. el proceso de análisis y derivación. Por otro lado, los estudiantes han formado ciertos hábitos de cálculo y a menudo confunden letras sin prestar atención a los significados específicos representados por las letras físicas. Para resolver estos dos problemas, debemos aprovechar al máximo el poder de la discusión grupal y dominar la lógica a través de la discusión grupal. Por lo tanto, esta clase consistirá principalmente en el autoestudio de los estudiantes, discusiones cooperativas en grupo, presentaciones de los estudiantes, comentarios de los maestros, ejercicios en el aula y consolidación.
Objetivos docentes
1. ¿Conocimientos y habilidades
? ¿Entiendes las importantes aplicaciones de la ley de la gravedad en astronomía
? ¿Puedes utilizar la ley de la gravitación universal para calcular la masa de los cuerpos celestes
2. Proceso y métodos
? ¿Comprende las ideas y métodos para abordar los problemas celestes bajo la ley de la gravitación universal
? Comprender la importante aplicación de la ley de gravitación universal en astronomía y comprender y aplicar la ley de gravitación universal para abordar problemas celestes.
3. ¿Metas de emoción, actitud y valores
? Al medir la masa y la densidad de los cuerpos celestes, podemos comprender el importante papel de los métodos de investigación científica en la comprensión humana de la naturaleza, así como 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 gravitación para resolver problemas en el movimiento de cuerpos celestes específicos
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Métodos de enseñanza
1. Método de enseñanza: método de conferencia, demostración multimedia.
(1) A través de las conferencias intensivas del profesor, los estudiantes pueden dominar el contenido clave y difícil.
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