(北京101中学张宁谋)
(一)[教材]人教版九年义务教育初中物理第二册
(二)[教学目的]
使学生初步了解电压使电路中形成了电流,电源是提供电压的装置以及电压的国际单位是伏特。
(三)[教学重点]
电压的作用。
(四)[教学方法]
用对比法讲解电压。
(五)[教具]
支架,底部用乳胶管相连的玻璃瓶A、B,伏打电池,小电珠,开关,导线。
(六)[教学过程]
(一)引入新课
提问:电灯为什么会亮?电动机为什么会转动?
因为有电流通过。
电流是怎样形成的呢?
自由电荷定向移动形成电流。
怎样才能使自由电荷在电路中作持续不断地定向移动呢?
必须有电压。
(二)新课教学
1.为了使学生易于理解电压,先了解水压的作用。
取两个底部用乳胶管相连的玻璃瓶A、B,内装一定量的水,用支架固定,使A瓶中水位比B瓶水位高得多。同时教师在黑板上画图,并启发学生,边观察、边思考,并在原图上根据需要逐步添画,最后完成的图如图1所示。
这套装置的名称是什么?
连通器。
若把阀门K打开会有什么现象?
水由A流向B。
是什么原因使水由A流向B?
因为两瓶水位不同,hAC>hBD,有高度差。(1)任取一液片E受到的压强PA>PB,在压强差PA-PB的作用下,小液片E向D移动,所以整个装置中形成由A向B的水流。若在F处装一架小水轮机,则水流对水轮机做功使它转动。但水流无法持久工作下去。当A、B两液面高度相同时,水流停止,水轮机也停止转动。这是因为压强差消失,水位差不存在了。
为了保持它的压强差(即水位差的存在)怎么办?
可以在A、B间装置一架小水泵P,不断地把B中的水抽向A中,保持A、B间的水位差。这样小水轮机F就可连续转动。它们之间的水压形成持续不断的水流。
由式可见:水压使水产生定向移动,形成水流,而流动的水可以做功。
2.电压形成了电流
演示:取一个伏打电池,把它的两个极板分别与小灯泡相连,当开关闭合,小电珠发光。表明有电流通过。
演示后,教师边讲、边画。最后板书。
伏打电池的正极A板(铜板)聚集有大量的正电荷,它是高电位。负极B板(锌板)聚有大量负电荷,它是低电位,A、B两板间存在有电位差,即电压。这个电压使得正电荷由正极向负极移动,负电荷由负极向正极移动(金属导体则属于后一种情况)。这样电路中的自由电荷由B向A作定向移动形成电流,小灯泡发光(电流做了功)。如果负极锌板上的多余的自由电子全部移到了正极铜板上和正电荷中和完毕,电路中就不再有电流了,小灯泡也停止发光。但是电池中的化学物质发生化学反应,使正极、负极各自始终保持有大量的正电荷及负电荷,使电路两端始终有一定的电压,电路中就有了持续电流存在。所以电源是提供电压的装置。它们之间的关系是:电源保持(提供)了电压,电压形成了电流。
由此可知,电压是使自由电荷作定向移动形成电流的原因,电源则是提供电压的装置。
3.电压的单位
不同的水泵可以使水管两端产生不同的水压,不同的电源在电路两端产生的电压也不相同。
电压用U表示
电压的单位是伏特,用V表示,简称伏。另有比伏特大或小的单位,它们的关系是:
1千伏(kV)=1000伏(V)1伏(V)=1000毫伏(mV)
1毫伏(mV)=1000微伏(μV)
需熟记的有几种电压:
1节干电池电压为1.5V,一个蓄电池电压为2V,照明电路电压为220V,对人体安全的电压不超过36V。
其他见教科书第75页图6-4。
(三)巩固新课
提问:电压的作用是什么?单位是什么?
(四)布置作业
1.复习课文,填写教科书第75页练习。
2.观察了解你家中各种用电器的电压(但要注意安全)。
(七)[板书设计]
由此可知:水压使水产生定向移动形成水流。
由此可知:电压使电路中自由电荷作定向移动形成电流。
2.电压的符号U
电压的国际单位:伏特(V)
1千伏(kV)=1000伏(V)
1伏(V)=1000毫伏(mV)
1毫伏(mV)=1000微伏(μV)
(一)教学目的
1.掌握电功的概念:知道电流做功的常见形式是推动机械做功,使导体发热发光等;理解电功的公式(W=UIt)和单位(焦);能综合欧姆定律和电功公式计算用电器(只限于一个)的电功。
2.知道电度表的用途和读数方法。
(二)教具
1.课本上电流做功把砝码提起来的实验装置;电键一只。
2.电动玩具汽车一只。
3.带灯座的小灯泡(或电阻丝)一只。
4.电度表挂图(或实物)。
(三)教学过程
引言在前几章中,我们学习了电路的连接方法,引入了反映电路工作状态的几个物理量椧坏缌鳌⒌缪购偷缱瑁约罢庑┝康南嗷ス叵禇椗纺范伞U庑际堑缪У幕≈丁T诘谝徊嶂形颐茄芯苛肆Χ晕锾遄龉Φ奈侍猓敲矗缌髂茏龉β穑肯匀唬谌粘I詈蜕校罅康墓ぷ魇怯傻缌髯龉赐瓿傻摹=裉欤颐且暗氖牵旱缌髯龉τ心男┨氐恪T跹扑愕缌髯龅墓Α
璤(板书:第九章电功和电功率)
首先学习电流做功问题。
(板书:电功)
1.复习提问
(l)过去学过力可以做功,怎样才算力对物体做了功?(答:力使物体在力的方向上移动一段距离,就算力对物体做了功)
(2)你能举出日常见到的做功的例子吗?
(教师引导学生答:水流推动水轮机做功,汽车、电车的牵引力带动车辆行驶做功等。)
2.讲授新课
(1)电流可以做功:电车的牵引力实际是由电动机产生的,电动机是通了电流才工作的。所以,电车行驶,实际上是电流做功的结果。
(演示:玩具电动汽车的行驶)
(2)电流做功的表现形式是多种多样的:电流通过电动机可以做功,那么电流通过电灯时发光。电流通过电炉时发热,算不算做功呢?
在这里我们应把“功”的概念加以扩大。用电动机移动物体或使机械转动,是电流做功的一种表现。电流使导体发热、发光,是电流做功的又一种表现。总之,电流做功的现象很多,例如电流通过电铃发声,电子表显示数字,电视机显示图像等,都是电流做功的表现。
(3)电流做功多少跟什么有关系?
演示课本图9-1的实验时,电流和电压应采用大型的示教电表来显示。实验分两步:
①用变阻器改变电流和电压,观察在相同时间内做功的多少。
首先指明:砝码被提升越高,表示电流做功越多。
先将变阻器滑片移至某位置(使接入电阻较大),闭合电键,观察砝码上升的时间和高度(通电时间由电键控制),并记下电流、电压值。
再将变阻器滑片移至另一位置(使接人电阻较小),闭合电键,观察相同时间砝码上升的高度,并记下电压、电流值。
比较两次实验,得出:
在相同时间内,电压和电流越大,电流做功越大。
②保持电压和电流不变,通电时间越长,电流做功越多。
(这一步可以不做实验,直接推出。)
指出:上述实验,所得出的电功与电压、电流和通电时间的关系,是定性关系。如果把实验做得精确些,可以得出:电功跟电流、电压、通电时间都是正比关系。如果电压U用伏做单位,电流I的单位用安,时间t的单位用秒,电功W的单位用焦,则有
W=UIt
应当提醒学生注意两点:一是公式中的W、U、I均指电路中同一段电路(即某个用电器)而言;二是W、U、I、t必须统一采用国际单位制。
(4)电功的计算。
(把课本图9-1的实验装置中的电动机换成小灯泡,做两次改变电压(取整数)电流的实验,通电时间都取10秒钟。让学生观察灯泡的亮度,并根据实验数据计算两次电流做功的大小)
提问:把重为1牛的物体举高1米所做的功是多少?(答:l焦)这些功如果由电动机完成,那么,电流所做的功是不是1焦呢?
(引导学生分析:电流做功的表现是多种多样的,电流通过电动机时,除了提举重物做功外,电流也会发热做功,因此电流的功为这两部分功的和。这就是课本图9-l的实验不定量的原因。因此在选用电动机时,发热愈小的效率愈高。)
列举常用电器工作时,1分钟能做的功:如手电灯泡为几十焦,照明灯泡为几百至几千焦,洗衣机为几万焦。
由于焦这个单位很小,生活中常用“度”作电功的单位:
l度=3.6×106焦。
(5)电能表(俗称电度表)。
出示电度表挂图(或实物)。让学生观察并读出读数。
指出电流做功时,表的转盘就转动(盘的边缘有个红点显示转动),每转3000转,耗电1度。表面上最后的数字是小数点后的一位数。
最后结合课本图9-4介绍1度电的作用,对学生进行节约用电的教育。
3.巩固练习
(1)电流做功有哪些表现?(列举常见的实例来说明)电功的大小由什么决定?
(2)把同一个灯泡先后接到220伏和110伏的电路中,则电流在相同时间内所做的电功之比:
A.2∶1;B.1∶2;C.4∶1;D.1∶4。
(3)一盏电灯所用的电压是36伏,电流是1.5安,通电50分钟,电流做了多少功?
(4)一个电炉通电4小时耗电6度,所用的电压是200伏,通过电炉丝的电流是多少?
这四道题应预先写在黑板上。让学生在课堂上回答和计算。学生回答第2题,可能有争议,有的选A,有的选C,教师可让选C的学生说明理由,然后提问:对同一个用电器只改变电压,而不改变电流是否可能?对不同阻值的用电器,电压相同时电流是否相同了引导学生用电功公式结合欧姆定律分析问题;对同一用电器I∞U,因此U增2倍,I亦增2倍,故W增4倍;对不同R的电热器,U相同时,I与R成反比,故W亦与R成正比)
4.家庭作业
如果巩固练习第3、4题在课堂上没有时间完成,可留为作业,课本习题一第1题也可留做作业。
5.板书设计
第九章电功和电功率
电功
电流做功的各种表现:
电动机牵引物体或带动机器转动
电炉发热
电灯发光
凡是通过电流引起的任何变化,都是电流做功的表。电功大小与什么有关?
电功公式W=UIt
注意:公式中各个量是对同一段电路而言。
各个量应统一采用国际单位制单位。
电功单位:焦
常用单位:度
1度=3.6×106焦
电度表用来测定电功的一种仪表。
(四)设想、体会
这节课的内容,表面上看较简单。学生学习也不会有什么困难,实际上隐含着两个疑点:一个是从力学的功过渡到电功,另一个是由定性实验后直接给出电功公式。但这两点都不能用扩展知识的办法去解决,而只能从现象的分析中加深学生的印象,使学生达到表观上的掌握。
例如,教学中强调:电流做功要引起各种变化,或牵引物体运动、或发热、发光、发声,或引起化学反应……,凡是电流引起的任何变化,都是电流做功的表现。反之,如果电流不引起任何变化,例如电流通过电阻很小,甚至电阻为零(超导体)的导体,不产生热效应,也不产生其它效应,则虽有电流但都不做功。这样学生虽然没有掌握电功的概念的内涵(电能转换为其它形式的能),却掌握了电功的全部外延。
又如,引出电功公式后,在教学中加了一个电流通过灯泡做功的实验和计算。这个实验和课本图9-1的实验可起到相辅相成的作用:图9-l为电流通过电动机提起的砝码做功,这个。实验为电流产生热做功。图9-l的实验为定性地探索电功与什么有关,为引出电功公式提出依据,这个实验则是承认电功公式正确,定量地测量和计算,以加深巩固电功知识。这样就弥补了定性实验引出定量关系之不足,也从力和热两方面显示了电功的效果。
在新课授完后,安排了四道巩固练习题,其目的一方面是小结、巩固这节课的知识,另一方面是综合应用所学知识培养学生分析和解决问题的能力。例如,电功与电压、电流和时间三个量有关,探索它们间的关系时,在物理学研究中总是让其它量保持不变,让应变量随一个自变量而变化,依此类推。这是物理学研究问题的基本方法。在电功的实验中,电压和电流却是同时变化以引起电功变化的。这就要联系到欧姆定律来分析。学生常易犯的错误如电压(或电流)增大2倍,电功亦增大2倍。这是由于孤立分析、顾此失彼所致,本题即为纠正这种错误而设计的。
引出电功公式后,提醒学生注意公式中各量应对同一电路取值并且要统一单位,这也是学生容易忽视的。
注:本教案依据的是人教初中物理教材第一册第九章
(北京101中学张宁谋)
(一)[教材]人教版九年义务教育初中物理第二册
(二)[教学目的]
认识电压表,掌握电压表的使用规则。
(三)[教学重点]
电压表的使用规则。
(四)[教学方法]
在实验中边讲边观察,并作简单的测试实验。
(五)[教具]
演示用电压表,表盘模型(自制)。
每小组一套的器材和仪表有:学生电压表,干电池(一节)、开关及导线。
(六)[教学过程]
(一)引入新课
教师阐述:由上节课知道,导体两端有电压时,导体中才能形成电流。导体中的电流强度用电流表测出,导体两端的电压值用什么仪表测出呢?用电压表。
(二)新课教学
教师出示大型演示用电压表,并让学生观察实验桌上的电压表。从表面上看,它的外形和电流表差不多,所以只能从表盘上的符号进行识别。电压表的符号是
1.外形结构:三个接线柱,两个量程。其中一个接线柱是共用接线柱,标有“+”(或“-”),另两个接线柱标有“3”和“15”这是“-”(或“+”)。使用时每次只能用两个接线柱,若用“-”及“3”(或“-”及“3”)则量程为3V,若用“+”及“15”(或“-”及“15”)则量程为15V。使用时只能用正、负两个接线柱。
通常零刻度在刻度表的左边,指针指“0”是电压为零,指针向右偏转说明电路两端有电压,所指数字即为电压值。
2.表盘读法:两个量程。
(1)表盘读数需和接线柱所示量程相吻合。
(2)确认每大格和每小格的电压值。选用0~3V量程时,每大格为1V,每小格为0.1V。选用0~15V量程时,每大格为5V,每小格为0.5V。
读出图1表盘上的电压值。
(3)用表盘模型进行读数练习。
①教师选定量程,并移动指针于不同位置,学生读出电压值。
②教师给出电压值,让学生选择适当量程,并正确移动指针至正确位置。
3.使用规则
(1)电压表必须和被测电路两端并联。因为电压表是测量某段电路两端电压,所以电压表正负两个接线柱必须和这段电路两端相接,即跟被测导体并联。
(2)正负接线柱的接法要正确。必须使电流从“+”接线柱流入电压表。
(3)选择适当量程。对被测电压进行估测或试触,被测电压不能超过电压表的量程。(若两个量程都能正确测出电压值,则应换接小量程,可使读数更精确)。
(三)巩固新课
1.用电压表测量一节干电池的电压。
当电池的电压不超过电压表的量程时,电压表可以直接与电池的正负极连接起来,这时电压表测出的是电池的电压。
按照教科书第79页图6-11电路测干电池的电压时,强调电流从电池的正极流出从电压表的“+”接线柱流入。量程先用0~15V,后改为0~3V。
2.完成教科书第78页练习1、2两题。
(四)布置作业
预习课文“三、实验:用电压表测电压”为下节课分组实验作准备。
(七)[板书设计]
二、电压表
1.电压表:测量电压的仪表
2.表盘读法
3.电压表的使用规则
(1)电压表要并联在电路中。
(2)“+”、“-”接线柱的接法要正确。
(3)被测电压不能超过电压表的量程。
(将教科书第77页图6-8画在黑板上)
(一)教材人教社九年义务教育初中物理第二册
(二)教学要求:
1.知道电流表的用途和符号。
2.知道正确读取电流表读数的方法,会读取电流表的读数。
3.知道正确使用电流表的规则。
(三)教具:J0401型(或J0402型)演示电流表1台,小电珠2个,大号干电池(R40)2节,开关1个,导线若干根;
几种不同外形的电流表(课本图5—5)各1台;
放大的J0407型电流表外形图1幅;
电流表读数示教板1块;
小黑板1块(预先画好实物图)。
(四)教学过程:
一、引入
提问:普通的照明日光灯和晶体管收音机,哪个工作电流大?(见课本图5?4)
要测量各种用电器的电流,需要用专门的仪表——电流表。
二、新课
板书。二、电流表
1.电流表的用途、种类和符号
说明电流表的用途后,展示各种电流表,图示并让学生记住电流表的符号。
引导学生观察J0407型直流电流表和放大的电流表外形挂图,问:
表盘上共有几排刻度?“0”在何处?
该电流表共有几个接线柱?
指出三个接线柱可以接成两种不同测量范围(顺便说明量程的概念)的接法,因而表盘上要有两排刻度,下面具体介绍读数方法。板书。
2.电流表的读数
用电流表读数示教板分别说明使用3安量程和0.6安量程时,每大格表示多大电流,每大格中有多少小格,每小格表示多大电流。
选择不同的指针位置,进行示范读数。
问:现要测量图1电路中通过灯泡的电流,应如何使用电流表?板书。
3.电流表的使用规则
(1)要串联在电路中
①在黑板上的图5—8中画出电流表串联接入电路的电路图。
②根据串联的特征解释串联二字的意义。
③通过把电流表接入实际的实验电路进行演示,让学生观察操作过程,加深对“串联在电路中”的理解。
④出示画有课本图5—8中乙图和丙图的实物器材图示的小黑板,用粉笔画线当导线,示范连接乙图,然后让学生连接丙图。(接线柱暂不标“+”、“?”)
(2)接线柱的接法要“+”进“?”出
①具体指明刚才实验演示时电流表接线柱的极性标志和电流流向。
②把两接线柱的连线对换后进行碰接演示,可看到电流表指针反转,说明“+”进、“?”出的必要。
③让学生在黑板上的电路图(图5—7和小黑板上的实物图课本图5—8)中,标出接线柱“+”、“?”极性。
④介绍课本图5?7两种电流表的接线柱“+”、“?”标记方法。
(3)被测电流不要超过量程
①选择适当规格的小灯泡,先用大量程测量通过灯泡的电流,要换用小量程测量同一电流,可看到换用小量程后指针偏转角度明显增大。设想如果量程过小,指针的偏转就可能超过量度范围而有损于电流表,说明被测电流的值不能超过电流表量程。
②用具体例子说明:在不超过量程的前提下,使用较小量程测量时,其表盘每小格表示的电流较小,测量比较精确。
③提问:如果被测电流的值约等于100mA、500mA、700mA、2.3A,各应取哪个量程?
④说明:如不知道被测电流的大约数值,应先选较大的量程,并且同时采取试触的办法来确定被测电流是否在量程之内。
(4)不准把电流表短接在电源两极上
把电流表串接一根合适的保险丝,演示电流表不经过用电器直接连在电源两极上而被“损坏”的情景。
三、巩固
1.归纳小结:本节课所学习的主要内容是“三要、一不、两看清”,并让学生默记一下“三、一、二”的具体内容。
2.根据学生的基础,让学生练习在不同实物图中连线,为下节课的学生实验打下基础。
四、布置作业:本节后的练习和章末习题第78题。
(一)教学目的
1.使学生知道当导体中有迅速变化的电流时,周围空间会有电磁波向外传播,借助于电磁波可以传输信号。
2.使学生知道电磁波的频率、波长的初步概念,能记住波长和频率的关系,能记住电磁波在空气中的传播速度。
(二)教具
粗棉绳一根(用5根粗棉线搓在一起构成)、金属锉刀一把、电池、导线、半导体收音机一台、画有收音机刻度板的小黑板。
课前要求有条件的学生自带一个小半导体收音机。
(三)教学过程
1.电磁波
用类此推理的方法,由机械波引出电磁波。
我们把导体中迅速变化的电流在周围空间产生的波叫做电磁波(板书)。
无线电通信正是利用电磁波来传输信号的。
2.电磁波的频率
就水面波来说,振源(木杆)每上下振动一次,水面上就出现一个波峰(凸起部分)和一个波谷(凹下部分)。在1秒钟内木杆振动的次数越多(即振动越快),水面上出现的波峰(或波谷)数也越多。
我们再观察一下绳上形成的波。
演示用手捏住竖直下垂绳子的上端,沿水平向左右先后做快慢不同的振动,可以看到,当振动较快时,从绳子上端每秒钟出现的波峰(或波谷)数较多;当振动较慢时,从绳子上端每秒钟出现的波峰(或波谷)数较少。
在以上情况下(指水波和绳上形成的波),1秒内出现的波峰(或波谷)数,叫做频率。它的单位名称叫赫兹(Hz),简称赫,常用频率单位还有千赫(kHz)和兆赫(mHz)。
1千赫=103赫
1兆赫=106赫
跟水波和绳上形成的波类似,电磁波也有自己的频率,电磁波的频率由电路中每秒电流变化的次数(或说每秒种电流振荡的次数)决定。
3.电磁波的波长
像前面那样,再做一次用绳子形成波的演示,让学生仔细观察:当改变振动的快慢时,不但波的频率发生改变,而且相邻两个波峰(或波谷)间的距离也不相同。
相邻两个波峰(或波谷)的距离,叫做波长。
由上面的演示还可看出,手捏住绳第一次振动出现一个波峰,第二次振动又出现一个波峰,而此时第一个波峰已向下传播了一段距离,这个距离恰好是一个波长。因此,也可以说波长等于每振动一次波峰沿波的传播方向传播的距离。波长的单位是米。
电磁波也有自己的波长,电磁波的波长表示电磁波每振动(或说振荡)一次传播的距离。
4.波长、频率、波速三者间的关系
波速表示波传播的快慢,由教材上水波在1秒内传播的波形图可以知道:
波速=波长×频率
对电磁波来说,同样有
波速=波长×频率
电磁波的波速和光速相同,在空气或真空中每秒传播的距离约30万千米,记为3×108米/秒。在空气或真空中,各种频率的电磁波的波速是相同的,所以,频率越高的电磁波,它的波长就越短。
指导学生阅读教材上的电磁波(无线电波)波段划分表。
5.布置作业
课外观察一台多波段收音机的选台指示盘,注意看各波段都在哪些频率范围和波长范围?把对应的波长和频率相乘,看看是不是等于光速?
(四)设想、体会
电磁波一节的教案,以演示为基础,有意识地突出振动和波的形成的关系。通过观察分析水波和绳上形成的波,让学生初步了解波的频率和波长的物理意义,再运用类比方法引出电磁波的频率和波长,以及波速、波长、频率三者间的关系,并注意引导学生初步建立在空气或真空中电磁波的波速与光速相同的观念。
注:本教案依据的教材是人教社初中物理第二册
(一)教学目的
1.知道惯性定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程.
2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法.
(二)重点与难点
重点:牛顿第一定律
难点:伽利略理想实验的推理过程.
(三)教学过程
1.引入新理
师:力能使静止的物体运动起来,力又能使运动物体速度增大或减小,还可以改变物体运动的方向,物体不受力又怎样呢?从这节课开始,我们就来研究有关力和运动的一系列问题.
[板书1]第九章力和运动
2.新课教学
师:请同学们观察实验
[实验1]静止在木板面上的小车.
师:小车处于什么状态?
生:静止.
师:静止的小车,水平方向不受推动和拉力的作用,它将会怎样?
生:永远处于静止.
[实验2]如图1所示,小车受水平拉力作用时.(让小车运动一段距离后立即用手使它静止下来)
师:观察小车的状态发生怎样变化?
生:由静止到运动.
[实验3]如图1.继续实验2,钩码使小车水平运动后,用手托住下落的钩码.小车失去水平拉力后,继续向前滑行一段距离停止.
师:你看到什么现象?
生:小车继续运动一段距离后才静止.
师:小车运动一段距离后,变为静止的原因是什么呢?
生:受到木板的摩擦阻力作用.
师:是不是这样呢?请大家继续观察下面实验.
[实验4]用同一小车分别(三次)从同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面,记下三次小车静止在相同水平面上的位置.如图2(A)、(B)、(C)所示.
师:哪一次水平滑行距离最短?
生:第一次.
师:为什么?
生:小车在斜面上高度最小,它在水平面上开始运动时速度最小(后半句话学生回答不出来,第一次可由老师说).
师:哪一次水平滑行距离最长?
生:第三次.
师:为什么?
生:小车在斜面上高度最大,它在水平面上开始运动时速度最大.
师:同理如果小车三次处于同一斜面、相同高度,自由滑向水平面,小车在水平面上开始运动的速度大小会怎样呢?
生:相同.
师:(介绍牛顿第一定律演示装置)这是一个斜面,把它放在讲台桌上.(如图3所示.)
[实验5]让小车分别三次从同一斜面的相同高度自由滑下,观察小车在不同材料的水平面上运动的情况.(在桌面铺上毛巾、棉布.)
师:哪次小车在水平面上运动距离最短,为什么?
生:第一次(或最上面那一次).表面材料是毛巾,阻力最大,滑行距离最短.(在学生回答过程中,填写表1第一行前三项)
师:很短距离,速度变为零.速度变化快呢,还是慢呢?
生:最快.(填写表1第一行最后一项)
师:第二次实验的情况如何,大家一起填表1的第二行.
生:棉布、阻力较大、滑行距离较长、速度变化较快.(填写表1第二行)
师:第三次实验的情况如何;大家一起填表的第三行.
生:桌子表面、阻力较小、滑行距离长、速度变化较慢.(填写表1第三行)
师:假定我们做第四次实验,水平表面用玻璃板,玻璃板的阻力比木板小,实验结果会怎样呢?(填写表1第四行前两项)
生:小车滑行的距离长,速度变化最慢.(填写表1第四行后两项)
师:假定我们还能找到某种材料,对小车的阻力比玻璃板还小,最最小,来做水平表面的材料,实验结果又会怎样呢?
生:那么小车滑行距离就更长,最最长,速度变化最最慢.
师:大家一起来填表1第五行(见表)
师:假如水平表面对小车没有阻力,实验结果又会怎样呢?
生:小车永不停止地运动下去!
师:一起来填表1的第六行.(见表)
表1
师:大家注意这个表格的前三行我们是做了实验的.第四、五行没有做实验,只是根据前三行的实验结果,加上逻辑推理得出来的结论.虽然没有做实验,但是在正确实验的基础上加上正确的推理,得到的结论也是正确的.
大家再仔细琢磨表的第六行,它和第四、第五行有什么不同.
生:没有阻力,而第四、五行还有阻力,只是一次比一次小.
师:非常正确,逻辑推理就是这样进行的.阻力逐渐变小,实验结论如何呢?阻力没了,结果又会怎样呢?
师:没有阻力的平面叫做理想光滑的平面,实际上并不存在.第六行的结果就是理想实验,实际上不存在,是在正确实验的基础上正确推理得出来的.
师:这种建立在实验的基础上,通过逻辑推理得到理想状况下的结论,也是研究物理的一种方法.
300多年前著名的物理学家伽利略就是这样通过实验推理得出来物体不受阻力将如何运动的.
师:谁给大家朗读书第104页倒数第三段?
生:(读课文略)
师:大家把这段倒数第三行“如果表面绝对光滑……运动下去”.画下来.
师:法国科学家笛卡儿,又对伽利略的结论作了补充,他是怎样说的,请一位同学读教材第104页倒数第二段.
生:(读课文略).
师:大家从此段的倒数第三行“如果运动物体……运动下去”.画下来.
师:笛卡儿的说法和伽利略的说法有什么不同?不同又说明了什么?
生:笛卡儿把伽利略的“物体受到的阻力为零”改为“物体不受任何力的作用.”说明,不是仅仅限于阻力了,而是任何力.
师:再后来英国的科学家总结了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理定律.叫做牛顿第一定律.
[板书2]
一、牛顿第一定律
一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态.牛顿第一定律.
师:牛顿的结论和伽利略、笛卡儿的结论有什么不一样?
生甲:牛顿和伽利略的结论比较有两点不同:第一把阻力为零,改为不受作用力;第二伽利略结论中无保持静止状态.
生乙:牛顿和笛卡儿结论比较,增加了保持静止状态.
师:现在给大家2分钟,看谁最先把牛顿第一定律内容背下来.
生:(背诵略)
师:大家看牛顿第一定律都说了些什么?定律的研究对象是(板书3(1)前半部分)
生:一切物体.(板书3(1)后半部分)
[板书3(1)](1)定律的研究对象一切物体.
师:一切物体的意思是包括固体、液体和气体.
师:定律成立的条件是(板书3(2)中的前半部分)
生:不能受外力作用.(板书3(2)中后半部分)
[板书3(2)](2)定律成立的条件不受外力作用.
师:谁不能受外力作用?
生:研究的物体.
师:定律的结论是(板书3(3)中的前半部分)
生:物体总保持静止状态或匀速直线运动状态.(板书3(3)中后面部分)
[板书3(3)](3)定律的结论总保持静止状态或匀速直线运动状态.
师:有同学把结论中的“或”读成“和”把“或”改作“和”对吗?
生:不对.
师:非常好,你能继续说一下为什么不对吗?
生:一个物体不可能同时存在两种状态,它要静止,就不可能做匀速直线运动.所以不能用“和”字.
师:大家同意他的看法吗?(在板书2中的“或”字下加点)
师:定律中“总保持”的含义是什么呢?
生:好像是不改变的意思.
师:你能给大家举例说明吗?
生:刚才第一个实验中小车在水平板上,不受钩码的拉力,原来静止,后来仍然静止.而由斜面滑下的小车,在理想平面上原来做匀速直线运动,后来仍然做匀速直线运动.
师:谁能再举出一些事例?
生:放在桌上的书,停在车站上的汽车,假如没有别的物体推拉它们,它们原来静止就永远静止下去,在地面上踢出去的球,假如地面和空气对它没有阻力作用,原来做匀速直线运动的球,永远匀速直线运动下去.
师:他说的大家同意吗?
生答:同意.
师:可见“总”字体现了“恒”,“或”字体现了不是静,就是动.(在板书2中的“总保持”三个字下加点)
师:物体不受力的时候,它后来的运动状态由什么决定呢?
生:由它原来状态决定的.
3.巩固练习
1.打出投影片
(1)已知某物体没有受到外力作用,那么该物体可能处于怎样的运动状态?为什么?
(2)在什么条件下,物体一定处于匀速直线运动状态?
(3)在什么条件下,物体一定处于静止状态?
师:同学们想一想,互相议论议论,然后回答.
生:物体可能处于静止状态,也可能处于运动状态.
师:为什么?
生:因为牛顿第一定律说一切物体不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态.题目中没有说明物体原来是什么状态,所以它的状态是两种可能都存在.
师:谁来回答第(2)题?
生甲:物体不受力的作用时.
师:还有不同意见吗?
生乙:物体还必须原来处于匀速直线运动状态.
师:也就是说要同时具备两个条件:第一、物体原来是运动的;第二,物体没有受到外力的作用.
师:谁来说说第(3)题?
生:要同时有两个条件,一是物体原来必须是静止的;二是物体没有受到外力作用.
师:请大家再思考这样一个问题:有人把牛顿第一定律说成“静止的物体永远静止,运动的物体永远运动”是否正确?为什么?
生:不正确,因为他把物体不受外力作用的条件丢了.
师:还有补充吗?
生:运动物体不受外力作用时,它永远作匀速直线运动.
师:可见,维持物体的运动不需要力,而物体运动状态改变则一定要有力的作用.
师:谁能总结一下,我们今天学习的知识.
4.小结
生甲:今天我们学习了牛顿第一定律,这是在实验基础上推理得到的.清楚了定律研究的对象、成立的条件和结论.
生乙:还有定律中关键字的含义.
5.布置作业
阅读教材,背诵牛顿第一定律.
教学说明
1.牛顿第一定律是初中物理难点课,困难有两点:一是如何在有限的三次实验基础上,通过逻辑推理得出理想实验的结论.二是如何使学生理解牛顿第一定律的实验.
为了克服第二个难点,本课设计了[实验4],目的是让学生明了,从斜面上同一高度下滑的物体,在水平面上开始运动的速度相同.
为了克服第一个难点,在表8-1中增加了第四、五、六三行.在讲授中应仔细认真引导学生领会第四、五行的物理意义和第六行的物理意义.从中领会伽利略理想实验的逻辑思维过程.
2.关于消除“力是维持运动的原因”的错误观念,不可能毕其功于一役.本节课只能在牛顿第一定律的基础上给予初步的说明.在今后的教学中,在适当时再给予进一步的说明,只有经过多次重复(逐渐深入)的分析和说明,才能消除“力是维持运动的原因”的错误观念.
注:教材选用人教版九年义务教育初中物理第一册.
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