万有引力定律 教材分析

万有引力定律教材分析

一.整体分析

“万有引力定律”是高中物理必修二第五章的内容。这一章的知识内容与学生在必修一和必修二第四章的知识联系非常紧密。既有运动学也有动力学。特别是与第四章曲线运动中匀速圆周运动的知识联系紧密。在曲线运动之后再学万有引力定律，这样的安排，使得知识的学习环环相扣，水到渠成。万有引力定律的学习，对学生以后学习库仑力和带电粒子在磁场中的运动是一个基础。

二.章节分析

1.知识地位：本章内容包括六小节，分别是行星的运动，太阳与行星间的引力，万有引力定律，万有引力的理论成就，宇宙航行，经典力学的局限性。下面将对前面四节内容进行分析。本章知识在整个高中物理

知识中起到承上启下的作用，承上，是在学生学习了相互作用力，牛顿运动定律，曲线运动之后安排的；启下，为学生以后学习库仑力和带电粒子在磁场中的运动打下一定的基础。在整个教材中所占比例较大，在高考中属于必考内容，就近几年的高考情况来看，这一部分内容一般以选择题的形式出现，主要考查学生的理解推理能力，所占分值为6分左右。随着我国航天事业的飞速发展，这一部分内容成为热点知识，与现代科学技术的联系非常紧密，关于这一部分的科学素材也较多，如我国神州系列飞船的发射，北斗卫星的绕地球运行等。通过了解学习这些素材更能使学生产生学习知识的浓厚兴趣，激发他们探索未知宇宙知识的热情，对学生以后的发展有一定的导向作用。

2.知识结构体系：这四节内容，按照万有引力定律的发现过程，以及万有引力定律的发现在人类自然科学

中的地位和作用的顺序编排。先讲开普勒三定律，再讲太阳与行星间的引力，接着讲万有引力定律，最后讲万有引力定律的理论成就，课程编排由浅入深，由知识的获得到知识的应用，逻辑条理分明，使得学生易于接受。

三.每小节分析

第一节，行星的运动，先是讲到古代的“地心说”和“日心说”两种学说从这两种学说出发，并提出科学家“观测数据与这些学说之间的矛盾”，引发学生进行思考，并给出开普勒三定律的内容。书中的“做一做”，即“画椭圆”的方法，使得学生便于操作，能加强学生的动手能力，并能加强他们对于椭圆上的一点到两个焦点间距离关系的理解，后面对于卫星’椭圆运动”向“圆周运动”模型的近似，处理较好，并且配有插图，使学生容易理解。课后的“科学的足迹”，主要讲万有引力定律的

发现历程，使学生知道科学探究的严谨与伟大意义，激发他们探索科学的兴趣，培养他们对于宇宙自然的好奇心，并知道一定的物理历史。这一节的重点知识，就是开普勒三定律的得出过程以及知识内容，难点知识：①关于椭圆的知识，因为椭圆知识要到高二才学，所以“焦点”，“半长轴”等概念对学生理解较困难，②关于三定律的应用，③开普勒第三定律中比例系数k的问题，课本中只是针对以太阳为中心天体的行星说“比值k是一个对所有行星都相同的常量”，但实际上行星对应的中心天体不同，比例常数k是不同的。

第二节，太阳与行星间的引力，从“是什么原因使行星绕太阳运动？”这样一个问题开始，使学生产生想知道问题答案的好奇心，接下来推导太阳队行星的引力。由于在前一章已经学习了匀速圆周运动的知识，这一部分知识学生自己推导起来也比较容易。这一节内容

的重难点：①太阳对行星的引力的推导过程，②由“太阳对行星的引力”与“行星对太阳的引力”向“太阳与行星间引力”的转化，即由F ∝2r m ,F ∝2r M 向F ∝2

r m M 的转化，会使得一些学生难理解。后面的“说一说”是这一节内容的迁移，由太阳与行星间的规律拓展到其它的行星和所对应的卫星上，是知识的升华。这一节知识，以

第一节的内容为基础，又为后面“万有引力定律”的学习打下了一定的基础。整个一节的编排，由特殊的物理现象，物理问题，物理规律，再推广到普遍的物理现象，物理问题，物理规律，遵循学生的认知特点。这一部分内容学生在日常生活中常常遇到，但在课堂上几乎不能用实验的方法去演示，所以对学生的想象力，思维力，推导能力的要求较高，能更好得培养学生提问题，解决问题，分析与归纳的思维能力。

第三节，万有引力定律，万有引力定律的核心地位：

万有引力定律是本章的核心，是自然科学最伟大的成果之一，它为研究天体运动提供了理论依据，彻底使人们对宇宙的探索从被动描述走向主动发现。万有引力定律起到承上启下的作用，承上，圆周运动，启下，宇宙航行。掌握好本节课，能加深对前面知识的理解，对后面问题的顺利解决，将会起到重要的作用。重难点：万有引力定律的推导、应用。它既是前面匀速圆周运动知识的拓展，又是后面卫星运动知识的基础，万有引力定律综合了开普勒三定律、圆周运动知识、牛顿第三定律，涉及知识面较多；而且一般物体间的引力极小，学生对此缺乏感性认识，又无法进行演示实验。