提起教案,我相信大家都不陌生,撰写教案有利于教研活动的开展,教师经常会为写教案感到苦恼,写教案要注意哪些方面呢?下面是由小编为大家整理的[2023课件] 高中物理教案壹篇,仅供参考,欢迎大家阅读。
一、教学目标
知识与技能:
1、理解力的分解概念。
2、知道力的分解是合成的逆运算,并知道力的分解遵循平行四边形定则。
3、学会按力的实际作用效果分解力。
4、学会用力的分解知识解释一些简单的物理现象。
过程与方法:
1、通过生活情景的再现和实验模拟体会物理与实际生活的密切联系。
3、通过对力的实际作用效果的分析,理解按实际作用效果分解力的意义,并感受具体问题具体分析的方法。情感、态度与价值观:
1、通过联系生活实际情景,激发求知欲望和探究的兴趣。
2、通过对力的分解实际应用的分析与讨论,养成理论联系实际的自觉性,培养解决生活实际问题的能力。
二、教学重点难点
教学重点:理解力的分解的概念,利用平行四边形定则按力的作用效果进行力的分解。
教学难点:力的实际作用效果的分析。
三、教学过程
(一)引入:
1、观察一幅打夯的图片,分析为什么需要那么多人一起打夯。
2、模拟打夯,指出用多个力的共同作用来代替一个力的作用的实际意义,突出等效替代的思想。
3、引出力的分解的概念:把一个力分解成几个分力的方法叫力的分解。
(二)一个力可分解为几个力?
由打夯的例子可以看出一个力的作用可以分解为任意几个力,最简单的情况就是把一个力分解为两个力。
(三)一个力分解成两个力遵循什么规则?
力的分解是力的合成的逆运算,因此把一个力分解为两个分力也遵循平行四边形定则。
(四)力的分解实例分析
以一个力为对角线作平行四边形可以作出无数个平行四边形,因此把一个力分解为两个力有无数组解,但如果已知两个分力的方向,那力的分解就只有唯一解了。如何确定两个分力的方向呢?在解决实际问题时要根据力的实际作用效果确定分力的方向。
一、斜面上重力的分解
[演示]用薄塑料片做成斜面,将物块放在斜面上,斜面被压弯,同时物块沿斜面下滑.
[结论]重力G产生两个效果:使物体沿斜面下滑和压紧斜面.
[分析]重力的两个分力大小跟斜面的倾斜角有何关系?
[结论]通过作图和实验演示可看出倾角越大,下压分力越小而下滑分力越大。
[问题]游乐场的滑梯为什么倾角很大?山路为什么要修成盘山状?
[分析]斜面倾角越大,使物体下滑的力越大,物体越容易下滑,故公园滑梯倾角较大,但山路若直接从山脚往山顶修,则倾角太大,车辆上坡艰难而下坡又不安全,是不可行的,修成盘山状则可解决这个问题。
二、直角支架所受拉力的分解
[实验模拟]同学甲用一手撑腰,同学乙用力向下拉甲同学的肘部,让同学谈体会,即分析向下拉肘部的力产生的作用效果。
[实验演示]在支架上挂一重物,观察橡皮膜的变化,分析重物对支架的拉力产生的作用效果。
[分析]支架所受拉力一方面挤压水平杆,另一方面拉伸倾斜杆。
[分解]按效果分解拉力并作出平行四边形法。
三、劈木柴刀背上力的分解
[观察图片]为什么一斧头下去,木桩被劈开了?作用在斧头上的力实际产生了什么效果?
[小实验]同学甲双手合十,同学乙用一只手试图从甲的两手中间劈下去,体会手上的感觉。
[分析]乙同学的手向两侧挤压甲同学的两只手,因此刀背上的力的作用效果也是使得刀的两个侧面去挤压木柴。
[分解]按力的作用效果分解刀背上的力,作出平行四边形,并比较分力与合力的大小关系。
[思考]由生活经验可知砍柴的刀越锋利越容易把柴劈开,为什么?分析分力大小跟分力夹角的关系。
[体验]通过小实验体会在合力一定的情况下,分力大小随其夹角变化而变化的规律:
○用一根羊绒线,中间吊一个砝码,观察当抓住线的两手距离不断增大时线有何变化。
○用两个弹簧秤共同拉一个砝码,拉的夹角逐渐增大,观察弹簧秤示数的变化。
[规律总结]在合力一定的情况下,对称分布的两个分力的夹角越大,分力越大。
[应用]
○如何把陷进泥潭的汽车拉出来?
○如何移动一只很重的箱子?
(五)小结:
1、知道什么叫力的分解
2、知道力的分解遵循平行四边形定则
3、掌握在解决实际问题时按力的实际作用效果分解的方法。
教案课件是每个老师在开学前需要准备的东西,每个老师都需要仔细规划教案课件。老师在写了教案课件后,也能让老师很好去总结和反思,大家是不是在为写教案课件发愁呢?栏目小编为您搜集整理的这篇“高中物理教学教案”内容,希望你更多关注本网站更新!
1、知道力的分解的含义。并能够根据力的效果分解力。
2、通过实验探究,理解力的分解,会用力的分解的方法分析日常生活中的问题。
3、培养观察、实验能力;以及利用身边材料自己制作实验器材的能力。
(二)过程与方法:
1、通过经历力的分解概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学研究过程中的作用。
2、通过经历力的分解科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。
1、培养学生实事求是的科学态度。
2、通过学习,了解物理规律与数学规律之间存在和谐美,领略自然界的奇妙与和谐。
3、发展对科学的好奇心与求知欲,培养主动与他人合作的精神,能将自己的见解与他人交流的愿望,培养团队精神。
为什么要实施力的分解?如何依据力的作用效果实施分解?这既是本课节教学的内容,更是该课节教学的重心!很多交换四认为只要教会学生正交分解就可以了,而根据力的效果分解没有必要,所以觉得这一节根本不需要教。其实本节内容是一个很好的科学探究的材料。本人对这节课的设计思路如下:受伽利略对自由落体运动的研究的启发,按照伽利略探究的思路:“猜想DD验证”,本节课主要通过学生的猜想DD实验探究得出力的分解遵循平行四边形定则,让学生通过实验自己探究出把一个理分解应该根据力的效果来分解。同时物理是一门实验学科,本节课通过自己挖掘生活中的很多材料,设计了一些很有趣而且效果非常好实验让学生动手做,亲身去体验和发现力的分解应该根据什么来分解。同时也让学生了解到做实验并不是一定要有专门的实验室,实验的条件完全可以自己去创造,从而激发学生做实验的兴趣。
【实验】“四两拨千斤”
(两位大力气男同学分别用双手拉住绳子两端,一位女生在绳子中间只用小手一拉就把两位男生拉动了)
【演示实验】在墙上固定一个松紧绳(带有两个细绳套),教师用一个力把它拉到一个确定点,然后请两个学生合作把它拉到确定点。
三.探究“力的分解”方法:
结合伽利略探究的思路:
请学生逻辑推理:力的分解是力的合成的逆运算,所以它们遵从同样的规律
利用上面的演示实验的器材,请一位同学用一个绳套把结点拉到一定点O,记下力的大小和方向;而另一位同学用两个力把结点也拉到O,记下力的大小和方向。从而验证平行四边形定则。
请学生思考:一个力可以分解成怎样的两个力?分解的结果是否唯一?有多少种可能性?(根据一条对角线可以做无数个平行四边形,所以有无数解)
请学生思考:那在实际问题中,一个已知力究竟要怎样分解呢?
通过课堂一开始的实验启发学生:为什么一个人可以拉动两个人,她的一个力从效果上来说可以分解成两个沿着绳子的拉力从而把两个人拉动。因此我们在实际问题中应该根据力的效果来分解已知力。
实验验证:用海绵铺在斜面上和挡板侧面,把比较重的物块压在上面可以明显看到海绵发生的形变,这就是重力作用的效果
总结:力分解的步骤:
1、分析力的作用效果;
3、用平行四边形定则定分力的大小;(把力F作为对角线,画平行四边形得分力)
拓展引申:为什么高大的桥要建造引桥,为什么公园的溜溜板要倾角很大?
实验一:用橡皮筋、铅笔、绳套、钩码为器材做学生实验自己体会(学生每人一套器材,人人动手实验)
实验二:两名同学相互合作,一人一手叉腰,另一同学在肘部用力下拉去体会力的效果,然后两人互换
拓展引申:如果上方细绳与水平杆的夹角变小,两个分力大小如何变?
实验验证:(自制教具:用一个拐杖,没有拐的一端系上很宽的橡皮筋,同时那一端掉着一个3千克的铅球,有拐的一端让学生顶在腰间,慢慢减小橡皮筋与拐杖之间的夹角,会发现学生手臂上越来越吃力,同时腰间感觉越来越难受,)请一位同学做演示实验去体会。
探究四:合力一定,两个分力随它们之间的夹角变化如何变化?
学生猜想:
实验验证:用一根绳中间吊一铅球,然后把两个绳的端点距离逐渐拉大,最后会发现绳子拉断,说明分力是逐渐变大的。请学生上讲台亲自实践,其他同学观察分析。
请同学解释一开始的实验,为什么“四两可以拨千斤”?
拓展引申:请同学们思考,我们自己可不可以自制一个专门用来测绳子能承受的最大拉力的一个仪器呢?应该如何制造?
课后探究:一个已知力分解成两个力,在一定条件下分解结果有多少种?
教学反思:
执教完该课节后感到最大的成功就是如何围绕体验性探究实验做好了精心的设计,不仅有利于学习任务的推进,更主要是对教学重点和难点的分化起到了有效的化解。这就让学生明白实验对物理的重要性,同时也知道要自己创造条件去探究物理世界中很多未知的奇妙的东西。真正明白了物理就在生活中,这对学生的终身发展是非常有益的。觉得不足之处在于由于受上课时间的限制,这些实验都是老师课前准备好的,如果能够让学生自己去思考设计,亲历那设计的过程,这样就更加有意义,对学生的终身发展更加有益。
【教学目标】
(一)知识与技能
1.知道相对论的速度变换公式。
2.知道相对论质量。
3.知道爱因斯坦质能方程。
(二)过程与方法
培养应用相对论时空观分析研究问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
激发学生对相对论力学的探索热情。
【教学重点】三个结论的理解应用。
【教学难点】能辨清在哪些情况下要考虑相对论效应,哪些情况下不必考虑。
【教学方法】在教师的引导下,共同分析、研究得出结论。
【教学用具】投影仪及投影片。
【教学过程】
(一)引入新课
师:在第一节内容的学习中,遗留一个问题,那就是经典物理中速度叠加原理与光速不变之间的矛盾,显然经典的速度叠加原理在高速情况下是不适用的,下面我们来认识相对论的速度叠加原理
(二)进行新课
1.相对论的速度变换公式
[投影]如图,高速火车对地速度为v,车上小球相对于车的速度为u′,则地上观察者观察到它的速度为u
则有:u=
注意这一公式仅适用于u′与v在一直线上的情况,当u′与v相反时,u′取负值.
下面请大家计算下列三种情况下地面观察者看到的球速度,并比较u与u′+v以及u与c的大小关系
[投影问题]
(1)当u′= v= c时
(2)当u′=c v=c时
(3)当u′=-c v= 时
(学生基本能准确快速地代入运算出结果,教师引导学生分析比较)
生1:第一问中u= c,u′+v= c,可见u<(u′+v)并且u<c。由此可以看出,合速度比(u′+v)要小,这与经典速度合成完全不同。
生2:第二问中u= cu′+v=2c,与上面同学分析是一致的.
生3:第三问中u=-c,表示合速度大小仍然为c,方向与v相反,从二、三两个结果可以看出,u′=c时,不论v如何取值,在什么参考系中观察,光速都是c.
师:三位同学分析得很好。对于低速物体u′与v与光速相比很小时,根据公式u= 可知u′v
2.相对论质量
师:我们先来解一道力学题。
[投影]质量m=0.5 kg的小球,在F=100 N的合力作用下由静止开始加速,求经2×106s,它的速度变为多少?
生:据F=ma可求出a=200 m/s2,再据v2=at求得经2×106 s时,它的速度为4×108 m/s。
师:大家觉得这个结果可能吗?
生:不可能,前面我们已经看到,物体的速度不能超过光速3×108 m/s。
师:问题出在哪里呢?
生:可能是物体的质量发生了变化,随速度的增加而改变。
师:这一猜想很有道理。事实上,严格的论证已经证实了这一点。如果物体静止时质量为m0,以速度v运动时质量为m,则有
m=
由公式可以看出随v的增加,物体的质量随之增大。
3.质能方程
师:根据前面的相对论质量,爱因斯坦质能联系方程应该变为E=mc2= .
物体运动的动能为运动时能量和静止时能量E0之差:
Ek=E-E0
物体低速运动时,
E= ≈[1+ ( )2]m0c2(请同学们课后查阅有关数学公式)
动能Ek=E-E0≈ ( )2m0c2= m0v2
这就是经典力学中我们熟悉的动能表达式。由此可以看到,牛顿力学是v
(三)课堂总结、点评
本节我们通过对相对论速度变换公式、相对论质量公式和质能方程的学习,进一步掌握了相对论原理在高速状态下的应用,激发了对相对论力学的探索热情。
(四)课余作业
完成P116“问题与练习”的题目。课下阅读课本内容。
《曲线运动》这一章主要是以平抛运动和圆周运动为载体讲述如何研究做曲线运动物体的规律,而《曲线运动》这一节又是这一章的一个基础,故其在必修1、2两册教材中属于承上启下的一节内容,所涉及的两大部分内容——曲线运动的特点以及物体做曲线运动的条件,对学生以后的学习以至对动力学的理解都有很大的帮助。基于上面的分析,教学中要充分应用已有的观察和感知,已有的概念和知识,利用多种形式的教学手段,使学生对这部分知识有较深的认识。
在这节课的讲授过程中,由于考虑到了普通班学生的认知水平,我对教学内容做了调整,先讲曲线运动的特点,即曲线运动的位移和速度,在学生对曲线运动有了初步了解之后,设置问题:那么物体在什么样的条件下才做曲线运动呢?这时候学生回答要有力的作用,我把一个小钢球举起来问他们,小钢球在放手之后有没有力的作用,学生异口同声说有,我放手之后,问钢球做什么运动?学生回答自由落体运动,我追问,轨迹是直线还是曲线?又有学生喊要有初速度,我给他们分别做了竖直上抛和竖直下抛,这时候学生陷入思考,我总结:看来没有速度或力的方向和速度方向在同一直线上是不会做曲线运动的。
我就把强力磁铁贴着黑板,让小钢珠在次自由落下,到磁铁旁边发生明显的弯曲,很自然的引入到了力与速度方向有夹角时,才会做曲线运动。进一步分析抛出的铅球做曲线运动的原因,我发现学生参与的积极性比较高,课堂气氛比较好。
讲解“小船过河模型”时,总感觉学生反应不是很好,课堂气氛有点压抑,虽然在之前分析了雨滴的下落,跑步机这些运动的合成,但到后面内容上,表现不好,学生还是喜欢定性分析,不愿意定量计算。
11.1 功
教学目标
1.知识与技能
(1)知道功的概念;能用公式W = F·s进行简单计算,知道功的单位。
(2)知道功率的概念;理解功率是表示物体做功快慢的物理量;知道功率的单位。
(3)能用公式P = W / t进行简单计算。
2.过程和方法
经历比较做功快慢的活动,认识功率概念的建立过程中的科学方法。
3.情感、态度和价值观
通过了解功率在实际生活中的应用,感受物理与生活密切相关。
教学重点和难点
重点:功率概念的形成过程。
难点:功的概念建立。
教学资源
1.学生实验器材:钩码、弹簧测力计、木块、铅球、秒表、矿泉水瓶、直尺等。
2.各种做功和功率的图片、视频等。
教案示例
第一课时
(一)引入
1.阅读活动卡p16小故事,讨论回答问题。
在两人用力大小和移动物体距离不同的情况下,怎样比较两人贡献大小(让学生充分讨论)?引导学生在比较中关注“力的大小”及“移动距离”这两个量。
(二)新课
2.机械功
(1)问题
做功的大小与哪些因素有关?
(2)观察、讨论
观看一些力做功、一些力未做功的视频,描述观察到的情景中力的大小、方向及物体移动的距离大小。讨论做功的要素。
作用在物体上的力越大,力对物体做的功越多;物体在力的方向上移动的距离越大,力对物体做的功越多。
(3)阅读
一个力作用在物体上,且物体沿力的方向通过了一段距离,物理学上称这个力对物体做了机械功,简称做了功。
公式:W = F·s。
单位:1焦=1牛·米
体会1焦的大小。
(三)知识应用
3.应用
(1)问题
任何情况下力都对物体做功吗?
(2)活动
进行活动卡p17活动,通过对表格中实验结论的分析,体会机械功的含义。
(3)例题
计算一些生活中常见的做功值。
教科书p14例题1、例题2。
(4)布置作业
①教科书p17,1、2、3题。
②学生实验(这一内容既是这节课知识的应用,又是下一节课的课前准备)
测一测自己上楼做的功。设计方案,测量自己走上楼和跑上楼做的功及所用时间,将测量数据填入活动卡p18的活动表格中。
(四)【板书设计】
一、做功
1、概念:作用在物体上的力,使物体在力的方向上通过了一段距离,就说这个力对物体做了机械功。
2、做功的两个必要因素是:作用在物体上的力和物体在该力的方向上通过的距离。
二、功的公式
W=F·s——物体在力F的方向上通过的距离(米)
| ┕——作用在物体上的力(牛)
┕———力F做的功(焦)
教学目的
1.了解分子间相互作用力的存在及相互作用力大小与分子间距离的关系。
2.能运用这部分知识解释一些有关的物理现象。
教具
小弹簧(每小组一个),演示用的两块铅块。
教学过程
一、复习提问
分子间存在着相互作用力,是根据哪些现象和实验总结出来的?
可答:将木棍折断需用力,说明分子之间有相互作用力;液体很难被压缩,说明分子之间有排斥力;将两块铅块压紧后能连在一起……。
教师可再演示两块铅块压紧后能连接一起的实验,加深对分子间有相互作用力的认识。
二、新课教学
1.进一步证明分子间有相互作用力。
学生分组实验:慢慢用力弯曲橡皮,观察橡皮受力后的状态变化,着重分析橡皮发生形变时为什么有弹力产生。
通过对此问题的思考,应使学生体会到弹力是宏观领域中的力,实际上是物体在形变时内部的相邻两边大量分子相互作用力的总和。
学生分组实验:用手压缩小弹簧。观察弹簧形变的情况,并分析压缩弹簧时为什么也有弹力产生。
用手压缩弹簧时,压到一定程度就很难继续压缩,弹簧产生一种抗拒压缩的力,这力就是宏观表现出的弹力,实际是弹簧截面两边大量分子互相排斥的结果。
小结:分子间既有引力也有斥力,引力和斥力是同时存在的,实际表现出来的是分子的引力和斥力的合力,称为分子力。
2.分子引力和斥力的大小与什么因素有关?
引导学生读书得出答案,并进一步提问:
(1)分子力的大小与分子间的距离有什么关系?
答案参阅课本图11-6
(2)为什么当r>r0时表现为引力,r<r0时表现为斥力?
抓住分子间距离的变化对斥力的影响比对引力的影响大这个要点去回答。
3.教师指出:为了处理问题简单起见,可认为当r=r0时,F=0;r<r0时,F为斥力;当r>r0时,F为引力。
然后用仿照课本图11-7自制的教具进行演示,帮助学生了解分子间相互作用情况。
4.学生分组讨论问题。
(1)我们把锯条弯得很厉害时就会断裂,为什么?
答:分子间距离超过一定限度时,分子间的作用力为0,于是物体就被拉断。
(2)打碎的玻璃杯,为什么不能把它们拼在一起利用分子力使杯子复原?
对此题学生常常提问若把玻璃磨平能靠分子力把它们粘在一起吗?
教师可介绍在制造光学仪器时,需要把两块透镜进行粘合,就是把两个粘合的表面磨光,并处理得很干净,再加一定的压力就可以使其粘合在一起。这种粘合就是利用分子间的引力。
最近几年来出现的摩擦焊接、爆炸焊接,都是利用分子引力。摩擦焊接是使焊件两个接触面高速地向相反方向旋转,同时加上很大的压力(约每平方cm加几千到几万牛顿的力)经几s钟后就焊成一个整体了。
下文将为您介绍关于“高中物理教学教案”的详细信息。老师在新授课程时,一般会准备教案课件,需要大家认真编写每份教案课件。若老师写的教案非常优秀,也能大大提高课堂教学质量。供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友!
浅谈新课程理念下高中物理课堂教学设计
孙早利
(辽阳市第二高级中学,辽宁 辽阳市111000)
新课程改革是我国基础教育改革深入发展的必然趋势,其实施的关键与最终实现的途径则是课堂教学,而有效的课堂教学设计又是课堂教学成功的必要条件。因此,利用新课程理念来指导物理课的教学设计,已成为物理课堂教学改革的当务之急。根据科学的教育观、物理新课程理念及物理学科特点,笔者认为高中物理新课程的课堂教学设计要把握以下几个方面:
一、教学引入激趣化
兴趣直接影响学生的学习动机。而引起学生兴趣的规律有两条:当所学知识能解决生活中与自己密切相关的疑问时;当所学知识揭示了自己习以为常的现象中的新的涵义时。在进行教学时,教师要注意从学生熟悉的身边现象入手,紧密结合学生的生活实际,引导他们发现问题,展开探究,使他们感受到身边的物理知识和物理规律,增大学习兴趣,增强他们在生产和生活实际中应用物理知识的认识。
例如在学习“圆周运动”一节时,笔者设计了“水流星”实验,当水桶旋转到倒悬在空中时,桶中的水并没流出来,这就使学生产生了极大的兴趣,争着来做这个实验。这一现象与学生原有的认识不一致,因而产生了认知冲突,激起了学生的探索欲望,调动了学生的潜在意识来投入学习研究。
二、教学目标三维化
物理课堂教学目标是对物理课堂学习活动预期达到结果的表述,它确定了教学工作的方向,制约着物理课堂中教与学的活动。新课程改革,将知识与技能、过程和方法、情感态度与价值观列为物理课程目标,在学习知识与技能的同时,寻找科学探究的过程与方法,引导学生认识物理世界,并结合物理提供的丰富素材,使学生形成积极、健康、科学的情感态度和价值观。在设计课堂教学目标时应遵循四个原则,即课堂教学目标与物理课程目标一致性原则,三维目标纵横贯穿的整体性原则,高层次目标中包含低层次目标的层次性原则,教学目标的难度适中、明确、可测量、易操作的具体性原则。
三、教学方法多样化
物理课堂教学,要教学有法,但无定法,贵在得法。其关键是从知识教学转向以创新精神、创新能力为核心的素质教育,积极实施探究性学习,激发学生思考,培养学生的创新意识和创新能力。笔者认为,可以采用探究发现学习、问题解决学习、合作学习、开放式学习、情景学习、活动学习、技能操作学习、体验学习和有意义的接受学习等教学形式,激发学生的学习热情,培养学生的学习兴趣。要引导学生在课外进行物理调查和物理专题研究,使学生在更广泛的空间去体验物理的乐趣,发掘物理育人功能,提高学生的物理素养。
四、教学手段信息化
运用现代信息技术,发挥多媒体的教学功能,是提高课堂教学效益和质量的重要手段。计算机具有很强的真实感和信息呈现方式,比如,可以利用多媒体视频系统或教学课件,突显课堂无法演示的宏观的、微观的、极快的、极慢的物理过程。因为多媒体教学能突破时间和空间的束缚,灵活地放大和缩小场景,化无形于有形,化抽象为形象,所以借助多媒体能让学生认识加强,理解透彻,使教学难点得以顺利突破。在效果和吸引学生注意力等方面,比以往常用的幻灯、挂图有着无可比拟的优越性。
五、教学过程互动化
教学过程是师生交往,共同发展的过程。没有交往,没有互动,就不存在或发生教学。学生必须参与到学习活动中去,参与是课程实施的核心,学生参与教学体现着活动、民主、自由。要实现民主,教师一定要转变角色,教师要成为学习活动的组织者、引导者、参与者。组织者就是教师要给学生创设自主、探究、合作的空间,组织学生发现、寻找、搜集和利用学习资源,建立人道的、和谐的、民主的、平等的师生关系,让学生在平等、尊重、信任、理解和宽容的氛围中受到激励和鼓舞。引导者不仅要引导方法和思维,同时也包括做人的价值。教师作为学生学习的参与者,要在参与中与学生分享自己的感情与认识,一道寻找真理,勇敢地承认自己的过失与错误,拉近与学生之间的距离,引导学生自由表达、自主探索。
互动的方式很多,就教师与学生之间的互动形式来看,有以教师为主的互动(“问话式”,教师问学生答)和在教师指导下以学生为主的互动(“对话式”,互问互答)。就互动的内容来看,主要是通过“问题——操作、思考——回答”的方式来展现。例如高一新教材《力的合成》课堂教学,老师问“一桶水,可以由两个人提起,也可以一个人提起,这两个过程相同吗?” “已知分力求合力就叫做力的合成。那么如何去求合力呢?”通过实验引导学生从最简单的二力合成进行研究,例如:“3N和4N的力,合力是多少?” “可以等于5N吗?可以等于3N吗?可以等于1N吗?”“合力与分力之间到底遵循着什么样的关系,如何验证?”通过师生互动、实验研究、讨论分析得出结论。
六、教学小结反思化
课堂小结是教学基本环节之一,如果处理得当,则是“画龙点睛”。课堂小结,应促进学生学会归纳和反思,培养学生的归纳能力和自我反思的意识。为此,应将小结交由学生自己完成。要留足够时间给学生自我总结反思,反思的内容可以是:这节课你学到了什么? 你有什么收获? 你还有什么问题? 你还想知道什么?要让学生自由发言,互相补充,教师可做适当的引伸与提高。
七、教学板书审美化
按照认识论的规律,学生学习物理知识的过程,总是由感性到理性、由表及里、由浅入深、由此及彼。而教学板书设计的目的,一是引起学生注意,对教学的主要内容能有提示。二是方便学生记忆和运用。教学板书要有新意,条理分明的板书应融科学性、趣味性、实用性和艺术性为一体,让学生享受板书美的同时,接受新的知识。
八、教学评价多元化
教学评价包括诊断性评价、形成性评价、总结性评价三部分。物理新课程倡导以评价学生科学素养的发展为中心,其评价标准着眼于培养全面发展的人,主张综合地、积极地、真实地评价每一个学生。在评价中,一是要注重过程与结果相结合,充分发挥评价的诊断、激励和发展的功能;二是要体现评价途径的多元化,既要评价学生掌握物理知识的情况,也要重视评价学生在探究能力、科学情感、科学态度与科学价值观等方面的发展状况。在教学评价设计时,不但要制定学生学业成绩的评价标准,而且要制定评价探究能力、实验技能、兴趣爱好、批判性思想和创新能力以及个性差异等方面发展的标准,发挥学生多方面的潜能,帮助学生树立自信。
总之,高中物理新课程课堂的教学过程,不仅是一种特殊的认识过程,同时还是师生情感共融,价值共享,共同探索新知,共享生命体验的过程。在课堂实践中不要拘泥于预先的设计,被教学设计束缚手脚,一切以学生为主,以教促学,应学生动而动,应情景变而变,通过不断的实践探索,为全面提高物理新课程的课堂教学质量,探索出一条新路子。
联系:sunzaoli@
0419-4990422 通讯地址:辽宁辽阳市第二高级中学 111000
【教学目标】
(一)知识与技能
1.知道相对论的速度变换公式。
2.知道相对论质量。
3.知道爱因斯坦质能方程。
(二)过程与方法
培养应用相对论时空观分析研究问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
激发学生对相对论力学的探索热情。
【教学重点】三个结论的理解应用。
【教学难点】能辨清在哪些情况下要考虑相对论效应,哪些情况下不必考虑。
【教学方法】在教师的引导下,共同分析、研究得出结论。
【教学用具】投影仪及投影片。
【教学过程】
(一)引入新课
师:在第一节内容的学习中,遗留一个问题,那就是经典物理中速度叠加原理与光速不变之间的矛盾,显然经典的速度叠加原理在高速情况下是不适用的,下面我们来认识相对论的速度叠加原理
(二)进行新课
1.相对论的速度变换公式
[投影]如图,高速火车对地速度为v,车上小球相对于车的速度为u′,则地上观察者观察到它的速度为u
则有:u=
注意这一公式仅适用于u′与v在一直线上的情况,当u′与v相反时,u′取负值.
下面请大家计算下列三种情况下地面观察者看到的球速度,并比较u与u′+v以及u与c的大小关系
[投影问题]
(1)当u′= v= c时
(2)当u′=c v=c时
(3)当u′=-c v= 时
(学生基本能准确快速地代入运算出结果,教师引导学生分析比较)
生1:第一问中u= c,u′+v= c,可见u<(u′+v)并且u<c。由此可以看出,合速度比(u′+v)要小,这与经典速度合成完全不同。
生2:第二问中u= cu′+v=2c,与上面同学分析是一致的.
生3:第三问中u=-c,表示合速度大小仍然为c,方向与v相反,从二、三两个结果可以看出,u′=c时,不论v如何取值,在什么参考系中观察,光速都是c.
师:三位同学分析得很好。对于低速物体u′与v与光速相比很小时,根据公式u= 可知u′v
2.相对论质量
师:我们先来解一道力学题。
[投影]质量m=0.5 kg的小球,在F=100 N的合力作用下由静止开始加速,求经2×106s,它的速度变为多少?
生:据F=ma可求出a=200 m/s2,再据v2=at求得经2×106 s时,它的速度为4×108 m/s。
师:大家觉得这个结果可能吗?
生:不可能,前面我们已经看到,物体的速度不能超过光速3×108 m/s。
师:问题出在哪里呢?
生:可能是物体的质量发生了变化,随速度的增加而改变。
师:这一猜想很有道理。事实上,严格的论证已经证实了这一点。如果物体静止时质量为m0,以速度v运动时质量为m,则有
m=
由公式可以看出随v的增加,物体的质量随之增大。
3.质能方程
师:根据前面的相对论质量,爱因斯坦质能联系方程应该变为E=mc2= .
物体运动的动能为运动时能量和静止时能量E0之差:
Ek=E-E0
物体低速运动时,
E= ≈[1+ ( )2]m0c2(请同学们课后查阅有关数学公式)
动能Ek=E-E0≈ ( )2m0c2= m0v2
这就是经典力学中我们熟悉的动能表达式。由此可以看到,牛顿力学是v
(三)课堂总结、点评
本节我们通过对相对论速度变换公式、相对论质量公式和质能方程的学习,进一步掌握了相对论原理在高速状态下的应用,激发了对相对论力学的探索热情。
(四)课余作业
完成P116“问题与练习”的题目。课下阅读课本内容。
(2)知道力的三要素,会画力的图示和力的示意图。
(3)知道重力产生的原因及其定义,理解重力的大小和方向,知道重心的概念。
(4)初步了解四种基本相互作用的特点和作用范围。
2.过程与方法:
通过观察和亲身感受,概括出重力的产生、方向、大小的特点,培养学生归纳总结知识的能力。
3.情感、态度与价值观:
(1)通过“重心”概念的引入渗透“等效代替”的思想。
(2)通过对四种基本相互作用的介绍,激发学生努力学习,以后投身到新领域的探索中去。
1.力的概念的建立过程,学生对与力的概念存在一些模糊的概念,为了让学生对力有更清晰的认识,因此教学中应重点讲解力的概念的建立过程。
2.重力的三要素的分析过程。因为重力三要素的分析研究方法能为其他内容的学习作铺垫,所以应是本节的另外一个核心内容。
难点:不规则物体的重心的确定,对于不规则物体的重心的确定学生不容易接受,而且也不容易想到,所以在教学中用实际操作突破难点。
三、力基本相互作用——教学资源:教材、多媒体课件、尺子、橡皮筋、弹簧测力计
第一章我们学习了运动的描述,第二章我们学习了匀变速直线运动的研究,研究的是物体运动变化的规律,可是什么原因导致物体运动状态的改变呢?今天我们将要学习的内容《相互作用》会给出我们答案。
【提问】什么原因使物体的运动状态发生了变化、使物体的发生形变呢?
【强调】1、力的产生和存在离不开物质。
2、一个物体受到力的作用另一个物体施加力的作用。只要有力产生就一定存在着施力物体和受力物体。
3、一个物体是施力物体的同时,也是受力物体。
【提问】不接触的物体之间会产生力的作用吗?
【演示】磁体间的相互作用;电荷间的相互作用;
【结论】不接触的物体间也能产生力的作用。
【演示】用不同的大小的力拉橡皮筋.
【演示】相同大小不同方的力分别作用在同一运动物体上。
【展示】用同样大小的力在门的不同位置推门。
【强调】力既有大小,又有方向,所以力是矢量。
(四)、力的图示:
1、力的图示:用带箭头的线段表示力的方法。线段是按一定比例(标度)画出的,长短表示力的大小,指向表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点,线段所在的直线叫做力的作用线。
A甲用力把乙推倒而自己并未到下,说明只是甲对乙施加了推理,而乙对甲没有施加力。
B甲对以施加了力的作用,甲是施力物体同时也是受力物体。
C带正电的甲球吸引带负电的一球,那乙球也同时吸引乙球。
1.大小:G=mg 其中:g为当地的重力加速度,察看课本44页“一些地方的重力加速度标准值”,结论,从赤道带两极重力加速度逐渐减小,因此重力的大小与地理位置有关。
【提问】任何一个力都有方向你知道重力的方向吗?请用实例说明你的依据。
【合作讨论】生活中那些现象和应用方面涉及重力竖直向下的知识?
【讲述】重心:一个物体的各部分都要受到重力作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点就叫做物体的重心。
【强调】我们就用作用于重心的一个重力,等效地代替了实际作用于物体无数个点上的无数个微小重力,这种方法叫等效代替。等效代替是物理学中常用的一种方法,以后还会用到。
【合作探究】(1)找出不规则薄板的重心。
(2)找出环状物体、空心球状物体、三角形框架等物体的重心。
小组讨论,设计实验方案,进行探究性实验,并且总结物体重心的确定方法。
1.质量分布均匀、形状规则的物体,重心在物体的几何中心.
2. 质量分布不均匀的物体,重心位置除跟物体形状有关外,还跟物体的质量分布有关,重心偏向于质量分布大的那一端。
3.重心不一定在物体上。
A重心就是物体最重的一点。
(三)渗透法制教育:
利用载重汽车超载,引起的路面严重变形而毁坏路面的情况,引入《中华人民共和国道路交通安全法》第四十八条:机动车载物应当符合核定的载重量,严禁超载;载物的长、宽、高不得违反装载要求,不得遗洒、飘散载运物。
1.万有引力:存在于一切物体之间,强度随距离增大而减弱;
2.电磁相互作用:存在与电荷间和磁极间,其本质是相同的,强度随距离增大而减弱;电磁力随距离的变化规律与万有引力相似;
质子带正电,但质子(与中子一起)却能聚在一起构成原子核。根据你的推测,原因可能是什么?
3、强相互作用:能使原子核紧密保持在一起的强大的作用力;距离增大时,强相互作用急剧减小,它的作用范围只有约10-15m
4、弱相互作用:放射现象中起作用的基本相互作用;它的作用范围与强相互作用相同,但强度只有强相互作用的10-12倍
四种相互作用的特点已被科学所认识,许多物理学家认为他们可能是某种相互作用在不同条件下的不同表现,就像电和磁是电磁相互作用的不同表现形式一样。为此,人们做了很多研究工作,但至今还没有公认的结论。同学们在今后可以从事这方面的研究工作,为人类做出贡献!
本节课对于建立清晰的力的概念起着至关重要的作用。本节主要内容包括:力的概念、力的图示、重力、四种基本相互作用。
教学中较好的地方:
教学过程安排合理,知识脉络清晰,重要知识点有强调。讲课语言清晰,较有亲和力。
教学中还需改进的地方:
教学过程中有时候语言不精简,或欠科学性。讲课过程中有些紧张,不能按照备课的内容讲下来。时间安排有些不合理。在学生所学知识的衔接上,比如:重力不等于地球的吸引力,它只是其中的一个分力等暂时讲不清楚的内容的解释和过渡不是很好。 四大基本相互作用,不能一下讲清楚,我应该鼓励学生进一步自学,也可以培养其主动探索的学习习惯。
高中物理粤教版选修3-1教案:第一章《电场》教学设计
一、教学内容分析
本章的概念比较多,应引导学生抓住力与能这条主线,以把整章的知识联系起来,并重视电场与其他物理知识的联系,巧用类比,加深理解。另外,受力分析是解题的基础,应强调学生要画受力图。本章知识的命题频率较高且有相当难度的集中在电场力做功与电势能变化、带电粒子在电场中的运动这两个知识点上,尤其在与力学和磁场等内容综合时,巧妙地把电场概念、磁场力、牛顿运动定律和功能原理等联系在一起,对学生能力有较大要求。
二、学情分析
学生通过新课的学习,已经本章内容有一定的认识,但是由于本章涉及的概念较多,也比较抽象,因此在复习时,要对主要知识点进行疏理,并要针对学生不理解的、容易混淆的概念,运用类比的方法帮助学生理解及区分,同时按学生的实际水平,选择难度适当并有代表性的题目进行分析并加以练习强化。
三、教学目标:
(一)知识目标
1.加深理解电场强度、电势、电势差、电势能、电容等重点概念。
2.在熟练掌握上述概念的基础上,能够分析和解决一些物理问题。
3.通过复习,培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力,学习一定的研究问题的科学方法。
(二)过程与方法
1、列表疏理重要的知识点
2、运用类比法加深对概念的理解
3、利用学案导学,讲解与练习相结合
(三)情感态度与价值观
1、通过类比各物理概念的联系与区别,让学生体会物理概念的严谨性,不同物理知识之间紧密联系的奥妙,培养在理解物理量时举一反三的能力。
2、通过典型综合题的分析,让学生体会把力学与电学知识成功综合运用的快乐。
四、教学重、难点:加深理解电场强度、电势、电势差、电势能、电容等重点概念;电场力做功与电势能变化的关系,带电粒子在电场中的运动。
五、教学策略:
对重要知识点建立框图,力求简明扼要;疏理知识点时把抽象概念多与学生相对熟悉的知识进行类比,帮助学生加深理解;利用学案导学,在复习中注意讲练结合。
六、教具:多媒体课件,学案,
七、教学过程:
教学环节教师活动学生活动教学目的
(一)梳理基础知识
本章的主要内容可分为下面几大块:
一、静电、静电力(三种起电方法,两个规律:电荷守恒定律、库仑定律)
二、电场的研究(两种性质和相互关系)
1、两种性质:力的性质及能的性质
2、两种相互关系:电场力做功与电势能变化的关系、电场强度与电势差的关系
三、电场的应用(示波器和电容器)
1、示波器:带电粒子在电场中的加速和偏转
2、电容器:电容器的工作过程与动态分析
(用ppT演示基础知识的填空题,让学生边回答,再对重要的知识难点加以解释)先利用学案中的框图,对本章知识要点进行梳理,然后解答ppT中提出的问题。对主要知识点进行梳理,建立知识结构
(二)难点辨析,专项练习及讲解
(三)综合题分析及强化练习
(四)小结、作业布置一、电场强度E(矢量)的理解.
电场强度E是电场本身的一种特性,与检验电荷存在与否无关.E是矢量.要区别公式E=F/q(定义式)、E=kQ/r2(点电荷电场)、E=U/d(匀强电场)的物理意义和适用范围.提出问题:E既然是矢量,那么如何比较电场中任两点的场强大小和方向呢?
启发学生用多种方法判断.然后将学生回答内容归纳.可能方法有:
《摩擦力》教学案例与教学策略分析
高密一中 孙洲元
一、教学理念:
(1)立足于自主学习、合作学习、探究学习的多元学习方式相结合(2)理论与实际相联系,让学生理解生活、社会与物理的关系。
(3)确立知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三位一体的教学目标。(4)重视物理与科技前沿的联系,培养学生热爱科学的情感。
(5)注重学生思维能力的培养,培养学生的创新精神是课堂教学的灵魂。
二、教学过程设计与策略分析: 1.导入课题-----讨论与交流
教师提问与指导:摩擦力是我们常见的一种力,生活中,摩擦力无处不在,你能说出我们在日常生活中利用摩擦力和防止摩擦力的例子吗?下面请同学们讨论交流这一问题。(给学生思考的时间,然后让学生回答,教师板书典型例子,教师又给学生举出更多的关于摩擦的实例,如我国的“神舟五号”飞船在返回地球的过程中要经过大气层,和大气层的摩擦使船体外层达到二千多度的高温)。
教学策略分析:教师提出问题,让学生自己讨论与交流,把他们在生活中遇到的摩擦力的问题在课堂上展现出来,真正从生活走向物理、从物理走向社会。让学生的学习从已有的经验入手,从自己的感性认识开始,又通过教师的帮助了解现代科技中的相关问题,不仅能提高学生学习物理的兴趣了,而且也调动了学生思维积极性。学生的讨论与交流即是自主的又是合作的,把学生的学习从被动的接受转变为自主学习与合作学习。
2.新课教学-----实验与探究、讨论与交流(1)摩擦力的分类
教师提问与指导:你们想到了这么多有关摩擦力的问题,从其产生的角度来看,大家觉得这些摩擦力有什么不同?我们能不能把这些摩擦力分为几类呢?(这个问题难度较大,教师对照学生回答的例子,做进一步的引导、帮助与提示,让学生充分讨论与交流,教师根据学生的回答把前面板书的例子分为不同类别并标注出来,然后告诉学生这些摩擦分别称为滑动摩擦力、静摩擦力和滚动摩擦力)。
教师提问与指导:我们在这里主要研究滑动摩擦和静摩擦,这两种摩擦有什 么不同?什么条件下产生滑动摩擦力,什么条件下产生静摩擦力?(教师先让学生回答,学生的回答是错误的,学生认为产生滑动摩擦力的物体是运动的,而产生静摩擦力的物体是静止的,这时,教师加以引导、启发、讲解,教师给出一些反例,如吃饭时,筷子夹起食物送入口中,食物受的摩擦力是什么摩擦力?又如黑板擦在黑板上擦动时,黑板擦受摩擦力,黑板受不受摩擦力,这个摩擦力是什么摩擦力?用这些例子激起学生思维上的矛盾,让学生自觉地修正自己对这一问题的认识,然后让学生总结出产生滑动摩擦力和静摩擦力的条件:两物体间有相对运动并有相互挤压时会产生滑动摩擦力,两物体间有相对运动趋势并有相互挤压时会产生静摩擦力)。
教学策略分析:当学生把自己在生活中遇到的摩擦力问题讲出来时,教师不失时机的提出让学生把自己提出的问题进行归纳、总结、分类,通过反例让学生产生认知冲突,充分调动学生思维。在学生学习滑动摩擦力和静摩擦力两个概念的过程中,教师不是知识的化身,只给学生提供帮助、组织、引导与启发,不做学习过程的控制者,而让学生成为真正的学习者,他们是学习的主人,这里教师与学生的活动充分体现了教师与学生之间的“交互主体”关系。
(2)摩擦力的方向
教师提问与指导:下面大家分析一下我们刚才列举的这些例子中摩擦力的方向是怎样的?(这个问题难度较大,学生们开始的回答是不全面的,也有是错误的,如说成摩擦力与运动方向相反,教师没有去告诉学生错在什么地方,而是当引导学生思考一些实例,如汽车起动时,放在车箱中的木箱,或是把黑板擦放在课本上,猛力一拉,黑板擦就从课本上掉下来,这些实例与学生的回答是不一致的,这时再让学生讨论、相互交流,最终让学生逐步认识到摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反)。
教学策略分析:这里教师为学生理解和认识摩擦力的方向提供了思维的材料,这里有力地体现了教师的作用,教师提供的材料是创造性的,是学生认识问题的基础,这些材料与学生的原有认识相悖,使得学生不得不修正原有的错误认识,使学生在与这些材料的相互作用中提高认识,新课程要求学生自主学习、合作学习与探究学习,不是削弱教师的作用,而是对教师提出了更高的要求,要想在课堂上调动学生的思维,教师必须提供给学生丰富的有创造性的材料。(3)影响滑动摩擦力大小的因素研究
教师提问与指导:我们既然把摩擦力分为滑动摩擦力和静摩擦力两种,下面我们先来研究滑动摩擦力与哪些因素有关,大家猜想一下滑动摩擦力会与什么因素有关?(学生会给出很多可能的因素,如物体的重力、物体间接触面的大小与粗糙程度、物体运动的速度、物体间的挤压力等,教师全部记在黑板上,以备下面让学生通过实验去探究、去验证)。
教师提问与指导:利用课桌上的器材(弹簧称、几个不同的砝码、木块等),我们怎样来研究滑动摩擦力与这些因素的关系?(学生很容易想到用弹簧称去测量不同情况下的摩擦力)
教学策略分析:问题解决总是从猜想与假设开始的,猜想与假设是学生进行科学探究的基本能力要求,教师抓住教材上的关键点,让学生对影响滑动摩擦力的因素进行猜想与假设,充分展现学生的想法,教师并不对学生的猜想与假设进行评论,而是让学生自己去探究,这有利于培养学生大胆猜想与假设的能力。
科学探究的重要环节之一就是方案设计,教师不是告诉学生怎么做,而是让学生说出他想怎么做,尽管这里遇到的这个问题比较简单,但教师的这种做法有利于培养学生一种良好思维习惯,适应新课程对学生进行科学探究培养的要求。
在学生进行实验探究的过程中,教师走到学生中间对学生遇到的困难给以帮助,掌握学生探究的进程,当绝大部分学生探究完成时,教师将学生的探究结果集中板书要点。
教学策略分析:教师给学生充分的时间,引导他们去探究,而不是直接给出结果。探究学习强调学生的自主性,但并不忽视教师的指导。在学生探究的过程中,教师适时的、必要的、谨慎的、有效的指导和帮助是十分必要的,教师要注意不要介入得过早,以致阻碍了学生本可以自主发现的机会,也不要介入过晚,以致让学生过久地处于无助状态而影响学生探究的积极性。
教师提问与指导:大家分析一下我们实验得到的结果,滑动摩擦力的大小与什么有关?这种大小关系怎样用公式表示出来?(教师引导学生得出滑动摩擦力与压力成正比的关系公式和理解滑动摩擦系数的概念)
教学策略分析:对探究结果进行总结、归纳与分析,以去伪存真、去粗取精,是评价学生探究有效性的关键环节,在这个环节上,教师没有越俎代庖,而是让 3 学生在课堂上学习如何分析、评价探究结果。教师做适当的分析与讲解,帮助学生将探究结果上升到理论水平,即完成对新的概念和规律的学习。
(4)研究物体间的最大静摩擦力
教师提问与指导:我们已经知道滑动摩擦力的大小与物体间的压力和摩擦系数的乘积成正比,那么,静摩擦的大小又是由什么因素决定的呢?(教师可让学生思考课本上举出的静摩擦的例子,人拉木箱的力越大,则木箱受地面的静摩擦力也越大,引导学生得出结论:静摩擦力的大小随着其它外力大小的变化而变化)
教师提问与指导:人拉木箱时,拉力越大,木箱受到的静摩擦力越大吗?(这时有的学生提出不同意见,教师让学生回答为什么不是这样呢?引导学生得到:两个物体间的静摩擦不是无限大的,当拉力增大到一定程度,就要拉着木箱运动了,就不是静摩擦力而是滑动摩擦力了,也就是两个物体间的静摩擦力有最大值,教师趁机给出最大静摩擦力的概念)。
教学策略分析:在学习了滑动摩擦力的基础上,教师引导学生通过分析具体的实例,很流畅地给出影响静摩擦力大小的因素和最大静摩擦力的概念,把一个复杂的概念通过实例具体化,从而变得使学生容易接受。物理概念和规律的掌握不是以学生能否咬文嚼字地背诵出来为目的,而是让学生将概念和规律纳为自我知识结构的组成部分,因此,通过问题引导和实例分析使学生自己获取概念和规律是实现学生认知同化与顺应的有效手段。
教师提问与指导:最大静摩擦力与滑动摩擦力的大小关系怎样?滑动摩擦力的大小是由什么决定的呢?用你课桌上的实验器材(弹簧称、几个不同的砝码、木块等)验证一下你们的猜想与假设?(教师提出问题后让学生思考,对于最大静摩擦力与滑动摩擦力的大小关系,学生有不同意见,这时教师可让学生自己去验证。由于学习滑动摩擦力的经验,多数学生说出与压力和摩擦因数有关,但是,这个摩擦因数是滑动摩擦因数吗?教师要让学生去思考去验证,由于实验条件限制,这个问题在验证上存在一定困难,教师提供的帮助与引导,老师提出这样的问题:你在拉动物体 开始运动的瞬间拉力大还是拉物体匀速运动时拉力大?学生能过推动课桌体验两种情况下力的大小,有的学生利用给定的实验器材去验证,最后大多数学生得出结论:最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,最大静摩擦因数略大于滑动摩擦因数,最大静摩擦力与正压力和静摩擦因数成正比)。
教学策略分析:最大静摩擦力与滑动摩擦力以及最大静摩擦因数与滑动摩擦因数的关系是个难点,教材上没有过多说明,学生往往对这两个关系认识不清,形成概念上的错误。教师的工作不是直接告诉学生答案,而是通过实验来探索规律,虽然由于实验条件的限制不一定得到定量的结论,但是通过教师的启发与引导,学生完全可以从实验中得到这两个关系,要让学生知道科学探索的复杂性,物理实验不仅是机械操作的教程,更是一个动脑思考的过程,开始物体运动的瞬间虽然无法精确读出弹簧称的示数,但仍然可以依据弹簧称指针的位置变化来确定力的变化。
(5)摩擦力的调控
教师提问与指导:在日常生活中,有时我们需要加大物体间的摩擦力,有时又需要减小物体间的摩擦力,你能举出一些增大摩擦力和减小摩擦力的例子吗?(学生会列举很多这样的例子,教师有选择地板书了一些典型实例,并给学生提供一些学生还不知道的例子,如磁悬浮列车就是减小列车与铁轨之间的摩擦来提高速度的,然后让学生结合课本上给出的自行车的问题进行讨论与交流)。
教师提问与指导:结合这些实例,根据影响摩擦力大小的因素,你能总结出增大摩擦力有哪些方法?减小摩擦力有哪些方法?(由于对实例的分析和影响摩擦力因素的研究,学生在这一问题上很快得出正确结果,教师帮助学生对每一种方法举出更多的应用例子,以加深学生对这一问题的认识)。
教学策略分析:物理学习不能只停留在识记表面问题,这里教师让学生列举一些防止和利用摩擦的例子,不是只讲这些例子中如何防止和应用摩擦,而是通过这些例子,让学生分析、总结出防止和应用摩擦的方法,把这一问题的理解更加深入一步,有利于培养学生良好的思维习惯。3.结尾
教师提问与指导:今天我们研究了摩擦力的问题,你能想象如果在我们地球上没有摩擦力存在会是一种什么样的景象吗?请大家课后将自己的想象写成简短的小论文在下节课交流。
教学策略分析:教师应该树立这样的教学目的观:知识是教学的载体和手段,教学的核心目的是促进学生的自主发展,因此学生学习的目标不应该只是学会某种知识和技能,而应该是通过学习知识与技能的过程,学会如何学习,学会创造 5 性思考问题,本节课教师留的作业似乎与知识关系不大,但是通过这种富有创造性的作业,会让学生更深入地理解课堂上所学的知识,培养学生的想象力和创造力。
三、教学策略的总体反思:
本节课的教学活动中,教师为学生创造了积极主动的课堂环境,为学生设计了层层递进的知识系列,向学生提供了能使他们可以自主进行实验的条件,学生既要对别人提出的问题进行思考讨论,又要自己提出问题并寻找答案,使他把一次发现的东西与另一次发现的东西相结合,把他自己的发现与其他学生的发现相比较,一步一步深入理解层层递进的知识系列,一次一次地不断修正自己的错误认识。
本节课给学生充足的时间思考和重新考虑各种观念,通过新经验与原有知识经验的相互作用,来充实、丰富和改造自己的知识经验。在这个过程中,教师的作用不是一个传递信息的人,而是相互作用的促进者。
[高一物理必修一]
绪 言 物理学与人类的文明
一、教学目标
1.激发学生学好高中物理的积极性
2.使学生对物理学有概括的认识,它是现代科学和技术的重要基础。
3.知道怎样学好高中物理。
二、重点
理解学习物理的方法
三、难点
物理学的研究范围和学习方法
四、能力训练点
1.通过对绪言的学习,使学生感受和体会物理学的研究方法,领略物理理论的形成过程和物理学家的思维方法。
五、德育渗透点
1.通过对绪言的学习,培养学生科学探索、质疑精神,提高科学素质。
2.对绪言的学习,培养学生的辩证唯物观点,激发学习兴趣,培养创新意识和创新精神。
六、教学方法
讲授、讨论、多媒体
教学过程
一、导入新课
1.通过阅读课文,讲解高科技技术的应用,展示物理学美好的发展前景,激发 学生学习物理的兴趣,开拓学生的知识视野。
2.播放序言的视频文件(教材光盘)
二、新课教学
1.物理学的研究对象:物理学是研究物质的内部结构、物质存在的基本形式以及它们的性质和运动规律的学科,物理学是一门实验科学,也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的自然科学。
2.物理学与其他科学技术的关系:物理学是现代自然科学的基础之一,物理学在自然科学的各个领域都起着重要作用。
3.物理学与社会进步:物理学的发展孕育了技术的革新,促进了物质生产的繁荣,改变了人类的生产和生活方式,推动了社会的进步。
4.物理学与思维观念:丰富了人类对物质世界的认识,也改变和扩展着人类的思维方式。是人类思维观念进步的伟大阶梯。
5.物理学的未来:自然界中最常见的运动状态,往往既不是完全确定,也不是完全随机的,而是介于二者之间,但为理解这类现象的混沌理论还远未成熟。6.怎样学好物理
(1)学会预习,提前看书,上课认真听讲、养成做笔记的习惯。
(2)重视观察和实验,理论联系实际,注重知识的理解,讲求方法。(3)宏扬动手、动脑、探究和创新的精神。
(4)多问多思,独立完成作业和练习。
三、总结
四、作业:预习下一节课:第一章 运动的描述 第一节 质点 参考系和坐标系
《曲线运动》这一章主要是以平抛运动和圆周运动为载体讲述如何研究做曲线运动物体的规律,而《曲线运动》这一节又是这一章的一个基础,故其在必修1、2两册教材中属于承上启下的一节内容,所涉及的两大部分内容——曲线运动的特点以及物体做曲线运动的条件,对学生以后的学习以至对动力学的理解都有很大的帮助。基于上面的分析,教学中要充分应用已有的观察和感知,已有的概念和知识,利用多种形式的教学手段,使学生对这部分知识有较深的认识。
在这节课的讲授过程中,由于考虑到了普通班学生的认知水平,我对教学内容做了调整,先讲曲线运动的特点,即曲线运动的位移和速度,在学生对曲线运动有了初步了解之后,设置问题:那么物体在什么样的条件下才做曲线运动呢?这时候学生回答要有力的作用,我把一个小钢球举起来问他们,小钢球在放手之后有没有力的作用,学生异口同声说有,我放手之后,问钢球做什么运动?学生回答自由落体运动,我追问,轨迹是直线还是曲线?又有学生喊要有初速度,我给他们分别做了竖直上抛和竖直下抛,这时候学生陷入思考,我总结:看来没有速度或力的方向和速度方向在同一直线上是不会做曲线运动的。
我就把强力磁铁贴着黑板,让小钢珠在次自由落下,到磁铁旁边发生明显的弯曲,很自然的引入到了力与速度方向有夹角时,才会做曲线运动。进一步分析抛出的铅球做曲线运动的原因,我发现学生参与的积极性比较高,课堂气氛比较好。
讲解“小船过河模型”时,总感觉学生反应不是很好,课堂气氛有点压抑,虽然在之前分析了雨滴的下落,跑步机这些运动的合成,但到后面内容上,表现不好,学生还是喜欢定性分析,不愿意定量计算。
1、知道涡流是如何产生的;
2、知道涡流对我们的不利和有利的两个方面,以及如何防止和利用;
通过分析事例,培养学生全面认识和对待事物的科学态度。
本节是选学的内容,它又是一种特殊的电磁感应现象,在实际中有很多应用,比如:发电机、电动机和变压器等等。所以可以根据实际情况选讲,或者知道学生阅读。什么是涡流是本节课的重点内容。
涡流和自感一样,也有利和弊两个方面。教学中应该充分应用这些实例,培养学生全面认识和对待事物的科学态度。
提出问题:为什么它们的铁芯都不是整块金属,而是由许多相互绝缘的薄硅钢片叠合而成?
把块状金属放在变化的磁场中,或者让它在磁场中运动时,金属块内将产生感应电流,这种电流在金属块内自成闭合回路,很象水的旋涡,因此叫做涡流。
整块金属的电阻很小,所以涡流常常很大。
(使学生明确:涡流是整块导体发生的电磁感应现象,同样遵守电磁感应定律。)
二、涡流在实际中的意义是什么?
⑴为什么电机和变压器通常用相互绝缘的薄硅钢片叠合而成,就可以减少涡流在造成的损失?
⑵利用涡流原理制成的冶炼金属的高频感应炉有什么优点?
电学测量仪表如何利用涡流原理,方便观察?
三、作业:让学生业余时间到物理实验室观察电度表如何利用涡流,写出小文章进行阐述。
一、教学内容分析
《力的合成》是人教版《物理》(必修1)第三章第四节的内容。通过本节课的学习,学生将明确两个力同时作用在物体这一问题的处理方法。在这节课的学习中,等效替代的思想在建立概念、寻求合力与分力关系的过程中被深度应用; 平行四边形定则是矢量运算普遍遵循的法则,而矢量运算贯穿高中物理始终,用“图形”表示物理量之间关系的方法,对学生而言是一个新方法。因此,该节在教和学两方面都具有承前启后的作用;其涉及的物理研究方法和实验方法在高中物理中具有典型性,并使学生进一步认识到物理实验、物理模型、数学工具在物理学发展过程中的应用;采用自主、合作、探究等新型的学习方式,有助于培养学生的自主探究能力、训练严谨细致的科学态度和精神,提高学生的科学素养,促进学生全面素质的和谐发展。
二、学生学习情况分析
在学习本节课之前,学生已经学习了力、重力、弹力、摩擦力等力的概念,对“力”有了较为深刻的理解和认识;同时,通过位移、速度和加速度等矢量的学习,对“矢量”也有了初步的认识。这为本节课的学习提供了基本的知识储备。然而,脑中根深蒂固的标量运算对学生学习力的合成而言,是一种负迁移,对力进行合成时,照搬标量运算的方法来应付,而矢量运算使用的平行四边形定则,对于学生初次学习而言比较抽象,且涉及几何和三角等数学知识,感觉有难度。学生在初中所学的二力平衡为标量代数运算,要想直接过渡到互成角度的力的合成遵循平行四边形定则的矢量运算,思维阶梯跨度较大,在认知水平上是一次质的跨越,很难要求学生一次转化完成,这些都给本节课的教学带来了困难。
三、设计思想
依据本校实际教学条件和新课程理念,在教学中实施中注重学生自主、合作、探究学习,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考,通过多样化的教学方式,帮助学生学习。由于本节课比较抽象,但实验比较直观,易于得到实验结论,我准备采用学生自主探究、合作交流、分组讨论与教师讲授相结合的方式进行教学。主要教学环节如下表:
环节
内容
作用
一
情景创设
建立共点力、合力与分力、力的合成的概念,体验等效替代的思想
二
设问:互成角度的两个分立如何求合力?
提出探究活动的问题
三
学生探究活动
通过传统实验和DISlab数字实验共同完成
通过探究,得出平行四边形法则
四
实例分析,强化概念
初步应用平行四边形,加深理解
四、教学目标
知识与技能
1、 SHAPE * MERGEFORMAT 理解合力、分力、力的合成。
2、理解合力与分力的关系是作用效果上的等效替代。
3、掌握平行四边形定则的含义和使用方法,会用它求两个分力的合力。
过程与方法
SHAPE * MERGEFORMAT 1、通过合力与分力概念的建立过程,体会物理学中常用的研究方法──等效替代法。
2、通过探究求互成角度的两个力合力方法的过程,体会逻辑和实验相结合的科学方法。
情感态度与价值观
1、感受科学研究的乐趣和社会价值。
2、体会科学研究中合作、交流的重要性和必要性。
教学重点:
1、合力与分力的概念及其等效替代关系。
2、平行四边形定则及其简单应用。
教学难点:
平行四边形定则的探究过程及其结论。
五、教学用具
1、实验器材:木板、白纸、图钉(若干)、橡皮条、细绳套(两根)、弹簧秤(两只)、三角板、铅笔;
2、 计算机、实物展示台等多媒体辅助教学设备;DIS-lab设备;CAI课件
六、教学流程图(略)
七、教学过程
教学环节
教学内容
设计意图
引 入 新 课
由曹冲称象的故事引入
为学生更好地理解等效替代的思想
通过亲身体验感受合力和分立
学生活动:两个女同学共同提起水桶和一男同学单独提起水桶。
学生通过观察,学会对信息的分析﹑加工
学 习
相 关
概 念
结合以上实例,提出下面问题
问题1:两位女同学两个力的共同作用与男同学一个力的单独作用,产生的效果相同吗? SHAPE * MERGEFORMAT
在学生回答的基础上,教师加以分析总结:两个女生的作用效果与一个男生的作用效果相同,因此,力是可以等效的。许多这样的实例就表现在我们身边,稍微留心便会发现。
学生学会对信息归纳总结。
在上面列举的实例的基础上,教师给分力与合力﹑力的合成下定义并板书。
1、 分力和合力:如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同,这个力就叫做另外几个力的合力,而那另外几个力叫做这个力的分力。
2、合力和分力是一种等效替代的`关系。求几个力的合力的过程或方法叫做力的合成
SHAPE * MERGEFORMAT 进一步理解“等效替代”思想,为本节实验设计的原理打下基础。
提出问 SHAPE * MERGEFORMAT 题、猜想与假设
引导学生提出问题:既然合力与分力可以相互替代,那么它们之间存在什么关系呢?数学知识1+1 2是否可用于已知两个分力求其合力呢?
请学生思考并提出自己的猜想。
老师的猜想:合力等于各分力之和?
大部分同学都认为老师的猜想不对,就此反问那你觉得应该是什么关系?你有什么方法推翻我的想法?你的猜想是什么?怎么 SHAPE * MERGEFORMAT 去验证你的猜想?
敢于猜想和假设,
增强探索意识。
实
验
探
究
让学生思考应如何设计该探究实验。
先投影实验器材:方木板﹑白纸﹑弹簧秤(两个)﹑橡皮筋﹑细绳 SHAPE * MERGEFORMAT 套(两个)﹑铅笔﹑三角板﹑刻度尺﹑图钉(5个)。[ 明确探究问题:
1、 如何求同一直线上的两个分力的合力
2、 如何求相互垂直的两个分力的合力
3、 如何求互成任意角的两个共点力的合力
学习简单的实验设计。
[发挥教师指导作用。
共同协作,相互交流
增强动手操作能力。
(一)利用传统实验装置探究力的合成
实验小组同学相互讨论﹑交流实验设计的思路。
教师通过提问和利用仪器在黑板上演示分析,对实验过程如何体现等效﹑如何记录合力与分力的作用点﹑大小﹑方向的关键步骤进行指导。
第一步:请同学们利用等效原理,设计两个分力与合力。先将合力﹑分力的三要素记录下来。
第二步:根据记录的信息,请确定分力与合力的作用线。第三步:请选定合适标度,根据实 SHAPE * MERGEFORMAT 验记录的数据作出分力与合力的图示。
学生做实验时,教师在旁巡查,适时加以指导。同时利用多媒体投影图,对实验中应该记录的数据和如何处理这些数据进行分步引导。
学生通过实验探究确定了两个分力与合力,并且用力的图示将它们表示出来后,教师在引导学生如何利用实验得出的数据检验提出的猜想。
1、 通过提问,教师灵活地帮助同学分析数据,先对不是本实验结论的各种猜想进行检验﹑排除。
2、 对符合本实验结论的猜想的检验,教师先建议学生用虚线 SHAPE * MERGEFORMAT 将合力﹑分力的箭头段连接,然后提问学生从连线中得到什么启示。(学生回答)
3、 请学生思考如何归纳﹑总结本实验探究的结论。(学生自由发言,教师点评)
4、 最后,教师在黑板上规范作图。
对实验进行总结:如果实验做得十分精确,合力和分力间构成一个几何图形——平行四边形。
理
解
和
拓
展
板书:
实验结论:如果用表示两个共点力的线段为邻边做一个平行四边形,则这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向,这个法则叫做平行四边形法则。
(二)利用DISlab力的合成分解实验器 SHAPE * MERGEFORMAT 验证互成任意角 SHAPE * MERGEFORMAT 度的共点力的合力
提高分析问题能力和观察能力
学会如何用物理语言进行表达的和概括。
评
估
和
交
流
实验中,学生探究到的合力和分力之间的关系可能只是一个近似的平行四边形,甚 SHAPE * MERGEFORMAT 至是一些其他图形。请学生分析造成的原因,将自己的想法与其他同学交流。
请学生展示自己的作品,同时解释 SHAPE * MERGEFORMAT 实验中可能出现的实验误差,甚至操作上的错误。教师加以分析总结,其主要原因是存在:读书误差﹑作图误差﹑系统误差。
增强分析和处理问题的能力,提高实验技能
巩
固[来源:Z#xx#k、Com]
应
用
通过DISlab力的合成分解实验器,得出“合力的大小与分力的大小间无固定的关系”
讨论:
1、“人多力量大”这句话对不对?是否全面
2、两个一起提水桶为什么会不会比一个人更费力
2、引体向上运动时,双手怎样拉单杠才不感到费力
提高知识应用能力和自学能力
课堂总结
对本节课内容进行小结
知识回顾
课后作业
1、 写一份关于本节课的探究的实验报告。
2、 课后学案
巩固知识,培养学习兴趣
八、教学设计思想自我剖析
一、落实教学理念,以学生的发展为本
本节课基于“以学定教”的教学理念,采用了“情景——问题——探究——应用”的模式去组织教学,让学生在情景中体验、感悟中建立分力和合力的概念,通过参与探究来寻找合力和分力的关系,为学生的认知学习提供了有利条件。
二、创设情境,激发学生兴趣
通过学生的参与活动,发生与学生预想不同或猜想不到的结果,引起认知冲突,激发起他们强烈的求知欲望。在后续的教学活动中,教师通过问题串的形式,引领学生进行分析探究,通过严谨的实验探究量化研究过程,通过“图形”表示物理量之间的关系。并且,在探究过程中,学生通过分工与合作来完成实验的操作,因此对协作这种学习方式的体会也是本节课的目的之一。
三、传统实验与数字化实验取长补短,相得益彰
传统实验通过橡皮筋的形变情况反映力的作用效果,其便于探究各种特殊的力的合成规律,同时也便于小组成员之间的分工合作,但是由于弹簧测力计的读数非整数,为作力的图示带来了麻烦。但是传统实验在培养学生实验的规范性和实验技能方面,具有重要作用。而数字化实验的最大特点是借助计算机和传感器技术手段,能实时、定量表示出分力大小的变化,同步计算出合力大小不变的特征,但是它并不能直观给出合力和分力满足的平行四边形定则的矢量关系,所以比较适合用于定量检验。
在组织教学过程中,要利用各类实验的特点,共同突破学习中的思维难点,以谋求实验效果的最大化。
教学目标
1、使学生知到什么是多普勒效应
2、使学生能用所学知识解释多普勒效应
教学建议
因多普勒效应和此声波、超声波两节的内容少,建议用一个课时.用实验让学生了解多普勒效应,会解释多普勒效应.在媒体资料中提供了,旋转的录音机发出的声波所表现的多普勒效应,教师可以适当应用。
教学设计示例
教学重点:声波的概念和形成声波的条件
教学难点:解释生活中的现象
教学仪器:音叉、录音机
教学方法:自学
教学过程:
一、阅读课文
请学生阅读课本的第21页——24页的内容.
二、应用
问题1:什么是多普勒效应?(由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象,叫做多普勒效应.)
问题2:能现场做实验吗?请学生讨论发表观点.
演示实验1、用音叉在学生耳朵边运动.2、用录音机在教室边放音乐,边运动.
问题3:人的耳朵能听到任何频率的声音吗?(不能)
问题4:怎样划分呢?(频率低于20hz的属于次声波,频率高于XX0hz的属于超声波,人耳大约能听到20hz——XX0hz的声波.)
问题5:次声波有什么用途呢?(次声波的衍射能力强,可以探知几千米以外的核试验.)
问题6:超声波有什么用途呢?(声纳、b超等)
探究活动
在生活中寻找多普勒效应
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教学目标
知识目标
(1)通过演示实验认识加速度与质量和和合外力的定量关系。
(2)会用准确的文字叙述牛顿第二定律并掌握其数学表达式。
(3)通过加速度与质量和和合外力的定量关系,深刻理解力是产生加速度的原因这一规律。
(4)认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系,认识加速度与和外力间的瞬时对应关系。
(5)能初步运用运动学和牛顿第二定律的知识解决有关动力学问题。
能力目标
通过演示实验及数据处理,培养学生观察、分析、归纳总结的能力;通过实际问题的处理,培养良好的书面表达能力。
情感目标
培养认真的科学态度,严谨、有序的思维习惯。
教材分析
1、通过演示实验,利用控制变量的方法研究力、质量和加速度三者间的关系:在质量不变的前题下,讨论力和加速度的关系;在力不变的前题下,讨论质量和加速度的关系。
2、利用实验结论总结出牛顿第二定律:规定了合适的力的单位后,牛顿第二定律的表达式从比例式变为等式、
3、进一步讨论牛顿第二定律的确切含义:公式中的表示的是物体所受的合外力,而不是其中某一个或某几个力;公式中的和均为矢量,且二者方向始终相同,所以牛顿第二定律具有矢量性;物体在某时刻的加速度由合外力决定,加速度将随着合外力的变化而变化,这就是牛顿第二定律的瞬时性。
教法建议
1、要确保做好演示实验,在实验中要注意交代清楚两件事:只有在砝码质量远远小于小车质量的前题下,小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力(根据学生的实际情况决定是否证明);实验中使用了替代法,即通过比较小车的位移来反映小车加速度的大小。
2、通过典型例题让学生理解牛顿第二定律的确切含义。
3、让学生利用学过的重力加速度和牛顿第二定律,让学生重新认识出中所给公式。
教学重点:
牛顿第二定律
教学难点:
对牛顿第二定律的理解
教学过程:
示例:
一、加速度、力和质量的关系
介绍研究方法(控制变量法):先研究在质量不变的前题下,讨论力和加速度的关系;再研究在力不变的前题下,讨论质量和加速度的关系、介绍实验装置及实验条件的保证:在砝码质量远远小于小车质量的条件下,小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力、介绍数据处理方法(替代法):根据公式可知,在相同时间内,物体产生加速度之比等于位移之比、
以上内容可根据学生情况,让学生充分参与讨论、本节书涉及到的演示实验也可利用气垫导轨和计算机,变为定量实验。
二、牛顿第二运动定律(加速度定律)
1、实验结论:物体的加速度根作用力成正比,跟物体的质量成反比、加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同。
2、力的单位的规定:若规定:使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N、则公式中的=1。(这一点学生不易理解)
3、牛顿第二定律:
物体的加速度根作用力成正比,跟物体的质量成反比、加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同。
一、说教材
牛顿第二定律是动力学的核心规律,动力学又是经典力学的基础,也是进一步学习热学、电学等其它部分知识所必须掌握的内容。所以,牛顿第二定律是本章的中心内容,更是本章的教学重点。为了使学生对牛顿第二定律的认识自然、和谐,本节之前的“运动状态的改变”就是起到了承上启下的作用。承上,使学生对第一定律的认识得到强化;启下,即是通过实例的分析使学生定性地了解了牛顿第二定律的内容。本节教材是在前一节的基础上借助电脑通过实验分析,再进行归纳后总结出定量描述加速度、力和质量三者关系的牛顿第二定律。由实验归纳总结出物理规律是我们认识客观规律的重要方法。由于本实验涉及到三个变量:a、m、F,因此我们用控制变量的方法来进行研究:先确定物体的质量,研究加速度与力的关系;再确定力,研究加速度和质量的关系。在以后学习气体的状态变化规律,平行板电容器的电容,金属导体的电阻等内容中都用到了这一方法。控制变量法也是我们研究自然、社会问题的常用方法。通过教学,使学生学习分析实验数据,得出实验结论的两种常用方法一列表法和图象法,了解图象法处理数据的优点:直观、减小误差(取平均值的概念),及图象的变换,从a-m图(曲线)变到a-1/m图(直线),在验证玻-马定律中也用了这种方法。根据以上分析,我们知道本节课的教学目的不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容和意义,重点在于要让学生知道结论是如何得出的;在得出结论时用了什么样的科学方法和手段;在实验过程中如何控制实验条件和物理变量,如何用数学公式表达物理规律。让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法。
通过本节课的学习,要让学生记住牛顿第二定律的表达式;理解各物理量及公式的物理意义;了解以实验为基础,经过测量、论证、归纳总结出结论并用数学公式来表达物理规律的研究方法,使学生体会到物理规律的简单美。
本节课的重点是成功地进行了演示实验和用电脑对数据进行分析。这是本节课的核心,是本节课成败的关键。
二、说教法
本节课采用以电脑辅助演示实验为主的,知识教学与科学方法教育相结合的“同步调控”模式。
按系统论的整体性功能原理,整体功能要大于各要素功能之和。物理的知识、方法、能力、科学态度等都是教学的要素,如果把这些要素有机地联系起来,达到共同促进的作用,则物理教学的效果会更好,更有利于提高学生的素质。“同步调控”模式中,没有单纯地就方法讲方法,而是将知识的学习,方法的掌握,能力的培养,实事求是的科学态度的养成有机地结合起来,就是基于系统的整体性功能原理考虑的。
再则,按教学论中教为主导,学为主体的原则,教师的任务是制订目标,组织教学活动,控制教学活动的进程,并随机应变,排除障碍,并承认和尊重学生的主体地位。“同步调控”的模式既注意了教的作用,将教师置于“调控”地位。同时,更注意了学生的主体作用,有意识地设置教学活动的环境,让学生参与实验的设计,边演示、边提问,让学生边观察、边思考,再从实验数据总结出结论,最大限度地调动学生积极参与教学活动。在教材难点处适当放慢节奏,给学生充分的时间进行思考和讨论,如从a-m图象,猜想a与m成反比,然后画出a-1/m图,得出正确的结论。让学生在教学活动中学习知识,掌握科学方法,培养探索精神和创造力及实事求是的科学态度,以达到规定的教学目标和最佳效果。
三、说教学程序
1.问题引入新课
光滑水平面上的物体受水平拉力作用而做加速运动,引导学生分析物体的质量,加速度,拉力三者之间的定性关系,鼓励学生进行猜测,它们成正比、成反比、不成比例等。然后指明本节课我们大家一起来探索得出三者之间的定量关系,从而导出课题——牛顿第二定律。这样导入的用意是提高学生学习的兴趣和参于探索的积极性。
2.设计实验方案
在引入课题后,启发学生思考:我们如何来研究F、m、a三者之间的关系?引导学生得出用实验法先确定m,研究a与F的关系;再确定F,研究a与m的关系,最后得出三者的定量关系。由于教材(必修第一册,人教版)中牛顿第二定律实验不足(夹子很难同时夹住两细线;由于线的弹力,小车要反冲后才能停下,实验误差大),我设计了用电脑辅助来探索a与F、m关系的实验,如附图。遮光片宽度L,通过光电门时间分别t1和t2,两只光电门间距为s。当滑块通过光电门时,光电门产生一个脉冲,通过计时器中的三极管放大后,从计算机LPT口输入,调用计算机定时中断来计算时间,然后利用公式
计算出加速度的值,结果显示在表格中,同时在坐标图上标上点,实验结束后,程序提供一个画直线模块,可用光标来控制直线的斜率。
3.进行实验探索
请两位同学上台操作,其他同学边观察、边思考,教师控制电脑。先保持物体质量为200g不变,测出拉力分别为0.05N、0.10N0.15N和0.20N时的加速度,填入表中和a-F图上,显示投影在大屏幕上,引导学生得出a∝F的结论。然后再保持拉力为0.10N不变,测出物体的质量分别为200g、282g、332g和382g时的加速度,填入表中和a-m图上。在a-m图上可看到随m的增大a逐渐减小,但它们的关系不明确。引导学生大胆猜测a与m成反比,再画出 a-1/m图,得到结论a∝1/m。
4.分析归纳结论
引导学生分析实验结果,得出F=kma,在国际单位制中,定义1N=1kg·m/s2就可以得出牛顿第二定律F=ma。然于进行合理的外推,当物体受几个力作用而做加速运动时,F应为合力。由于力和加速度都是矢量,引导学生通过实例得到加速度的方向与合外力的方向一致。
5.应用巩固练习
通过三道典型的问答和计算题,巩固学生对牛顿第二定律中各物理量的意义和加速度方向与合外力方向一致的理解,为进一步用牛顿第二定律解决实际问题打下基础。
6.总结
告诉学生我们本节课学的牛顿第二定律是把力和运动联系起来的桥梁,是我们解决许多力学乃至整个物理问题的一个重要武器,是我们学习物理的一个重点,要求大家很好地理解、掌握、应用它。而这节课所用的电脑辅助的实验归纳法是人们研究自然、社会的一种常用方法,列表法和图象法是处理实验数据的常用方法,我们还学了用数学公式来表达物理规律的方法,希望大家熟悉并能运用这些方法。
一、设计实验
让学生阐述自己进行实验的初步构想。
①器材。
②电路。
③操作。
对学生的实验方法提出异议,促使学生思索实验的改进。
锁定实验方案,板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。学生按照学案的过程,补充实验器材,画电路图,并且简单陈述自己的实验操作过程。
学生根据老师提出的异议,讨论实验的改进方案,并修正器材、电路图、操作方法。设计实验部分是一个难点,教师要进行引导,不要轻易否定学生的想法,在设计过程中教师可以提出启发性的问题,让学生自我发现问题。
二、进行实验
教师巡视指导,帮助困难学生。学生以小组为单位进行实验。
实验数据之间的关系非常明显,要让学生从分析数据的过程中感受欧姆定律发现的逻辑过程,传授学生控制变量法。
三、分析论证
传授学生观察数据的方法,投影问题,让学生通过观察数据找到问题的答案,最终得到结论。学生根据教师投影出的问题观察数据,在回答问题的过程中发现规律。
四、评估交流
让学生讨论在实验中遇到的问题以及自己对问题的看法和解决办法,教师引领回答几个大家普遍遇到的问题。学生小组内讨论。
使学生意识到共同讨论可以发现自己的不足,借鉴别人的经验。
反思总结、当堂检测
扩展记录表格,让学生补充。
投影一道与生活有关的题目。学生补充表格。
学生在作业本上完成。这个练习很简单,但能使学生沿着前面的思维惯性走下去,强化学生对欧姆定律的认识。
这一道练习主要是让学生了解欧姆定律在生活中的应用。
课堂小结
让学生归纳这节课学到的知识,回顾实验的设计和操作过程,既强化了知识又锻炼了学生归纳整理知识的能力。学生归纳。
让学生意识到课堂回顾的重要性,并培养学生归纳整理的能力,对提高学生的自学能力有重要的作用。
五、教学反思
学生对实验方法的掌握既是重点也是难点,这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合的教学方法。
初中物理新课程强调实现学生学习方式的根本变革,转变学生学习中这种被动的学习态度,提倡和发展多样化学习方式,特别是提倡自主、探究与合作的学习方式,让学生成为学习的主人,使学生的主体意识、能动性、独立性和创造性不断得到发展,发展学生的创新意识和实践能力。
一、要充分发挥学生的主体作用。
教师在教学中就要敢于“放”,让学生动脑、动手、动口、主动积极的学,要充分相信学生的能力。但是,敢“放”并不意味着放任自流,而是科学的引导学生自觉的完成探究活动。当学生在探究中遇到困难时,教师要予以指导。当学生的探究方向偏离探究目标时,教师也要予以指导。作为一名物理教师,如何紧跟时代的步伐,做新课程改革的领跑人呢?这对物理教师素质提出了更高的要求,向传统的教学观、教师观提出了挑战,迫切呼唤教学观念的转变和教师角色的再定位。
二,注重学法指导。
中学阶段形成物理概念,一是在大量的物理现象的基础上归纳、总结出来的;其次是在已有的概念、规律的基础上通过演绎出来的。所以,在课堂教学中教师应该改变以往那种讲解知识为主的传授者的角色,应努力成为一个善于倾听学生想法的聆听者。而在教学过程中,要想改变以往那种以教师为中心的传统观念就必须加强学生在教学这一师生双边活动中的主体参与。
三、教学方式形式多样,恰当运用现代化的教学手段,提高教学效率。
科技的发展,为新时代的教育提供了现代化的教学平台,为“一支粉笔,一张嘴,一块黑板加墨水”的传统教学模式注入了新鲜的血液。在新形势下,教师也要对自身提出更高的要求,提高教师的科学素养和教学技能,提高自己的计算机水平,特别是加强一些常用教学软件的学习和使用是十分必要的。
最后,在教学过程中应有意向学生渗透物理学的常用研究方法。例如理想实验法、控制变量法、转换法、等效替代法、以及模型法等。学生如果对物理问题的研究方法有了一定的了解,将对物理知识领会的更加深刻,同时研究物理问题的思维方法,增强了学习物理的能力。
思考。
一、课题:运动、空间和时间(第二章运动的描述第一节)司南版
二、课程标准中的相关要求:
三、教学目标:
1、知识与技能:
(1)、知道运动有多种类型,机械运动是一种简单的运动形式
(2)、知道参考系的概念,知道对同一物体选择不同的参考系时,观察的结果可能不同,通常选择参考系时,要考虑研究问题的方便;在比较不同物体的运动情况时,必须选择同一参考系才有意义.
(3)、知道时间和时刻的概念以及它们的区别.知道时间的法定计量单位及其符号.
2、过程与方法:
(1)、学会用坐标系来描述物体的空间位置
(2)、学会用时间数轴来描述物体运动过程的时间和时刻
3、情感态度与价值观:
关注科学技术的新进展,关注物理学与其他学科的联系,培养爱国注意情感
四、教学重点:
1、参考系的概念,及学会合理选择参考系判断物理的运动情况
2、学会用坐标系来描述物体的空间位置
3、学会用时间数轴来描述物体运动过程的时间和时刻
五、教学难点:
1、学会合理选择参考系判断物理的运动情况
2、学会用坐标系来描述物体的空间位置
六、教学工具:
七、课时安排:1课时
八、教学过程与内容
(一)、本章课程的引入:
结合课本16页内容,在学生自行阅读的基础,教师引入本章内容并简要讲解本章的学习要求(可见课本16页)
(二)主要教学内容
1、机械运动和参考系:
(1)、各种运动:机械运动、热运动、电磁运动等
(2)、机械运动的定义:一个物理相对别的物理位置的变化,简称运动,是物质运动的一种基本形式
(3)、参考系的概念:在描述物体运动时,选作标准的参照物,叫参考系教学过程:以课本所介绍的电梯运动为例来说明选择参考系的必要性并强调:对于同一运动,选择的参考系不同,观察和描述的结果可能会不同的。
(4)、参考系的确定方法
教学过程1:学生讨论以下题目:
例1、下列关于参考系的描述中,正确的是:()
a、参考系必须是和地面连在一起的物体;
b、被研究的物体必须沿参考系的连线运动;
c、参考系必须正在做匀速直线运动的物体,或是相对于地面静止的物体;
d、参考系是为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体。
答案:d
教师评析:参考系的选择是任意的,在具体问题上,一般以对运动的描述简单方便作为基本原则,通常选地面或相对地面静止的物体为参考系。
教学过程2:强化训练:
例2、某同学坐火车郊游,当火车开动以后他一直在座位上一动不动地看杂志,当他忽然抬头向车外望去,看见路旁的建筑物飞快地后退。这段话中画线的三种运动情况分别是以什么为参考系?
答案:地面、车厢、火车
例3、两辆汽车在平直公路上,甲车内的人看见窗外的树木向东移动,乙车内的人发现甲车没有运动。若以地面为参考第,上述事实说明:()
a、甲车向西运动,乙车不动;
b、乙车向西运动,甲车不动;
c、甲车向西运动,乙车向东运动;
d、甲、乙两车都向西运动,且运动快慢相同。
答案:d
2、空间位置的描述
教学过程1:通过两个例子的讨论:一是向陌生人说明你在龙岩三中的位置,二是课本中所例举的汽车位置的描述例子,让学生自已归纳总结得出确定空间位置的步骤
(1)、选择大家做熟悉的标志作为参考
(2)、说明在该标志的那个方向
(3)、距离多少
师:在物理学中,借助于数学方法,建立坐标系来描述物体的位置
教学过程2:举课本14页及15页中的两个例子,说明如何利用一维和二维坐标系来描述物体的空间位置
教学过程3:学生讨论以下题目:一辆汽车由校门向东行驶,要描述汽车的位置,应建立怎样的坐标系?
答案:应建立一维坐标系,以校门为原点,正东方向为正方向,以1米(或其它单位长度)为单位长度建立坐标系。
教师评析:建什么样的坐标系,关键是看物体运动轨迹的形状:如果是直线则建立一维坐标系,如果是平面上的曲线,则建立平面直角坐标系,如果是立体的曲线,则建立三维坐标系。建立坐标系时要规定原点、正方向和单位长度。例如:要描述做飞行表演的飞机的位置变化,则要建立三维坐标系。
教学过程4:知识延伸:用钟表的时针指向几点来确定空间位置的方法,也是实际应用时常采用的方法之一。
3、时间的描述
教学过程1:以课本16页中“神舟”5号飞船飞行的部分重要时刻表为例(黑板上画出),同学生一起讨论得出以下几点:
(1)、区分时间与时刻:时刻指的是某一瞬时,在时间坐标轴上对应一点;时间间隔指的是两个时刻的间隔,在时间坐标轴上对应一段线段。
(2)、时间的单位:s、min、h等
教学目标
一、知识目标
1、知道变压器的构造.知道变压器是用来改变交流电压的装置.
2、理解互感现象,理解变压器的工作原理.
3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题.
4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系,能应用它分析解决基本问题.
5、理解变压器的输入功率等于输出功率.能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题.
6、理解在远距离输电时,利用变压器可以大大降低传输线路的电能消耗的原因.
7、知道课本中介绍的几种常见的变压器.
二、能力目标
1、通过观察演示实验,培养学生物理观察能力和正确读数的习惯.
2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力.
3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义.
三、情感目标
1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的xx、统一美.
2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍xx及辩xx统一思想.
3、培养学生尊重事实,实事求是的科学精神和科学态度.
教学建议
教材分析及相应的教法建议
1、在学习本章之前,首先应明确的是,变压器是用来改变交变电流电压的变压器不能改变恒定电流的电压.互感现象是变压器工作的基础.让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象.这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯,穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都是相同的因而,其中的感应电动势之比只与匝数有关.这样原、副线圈的匝数不同,就可以改变电压了.
2、在分析变压器的原理时,课本中提到了次级线圈对于负载来讲,相当于一个交流电源一般情况下,忽略变压器的磁漏,认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的这两个条件,都是理想变压器的工作原理的内容.利用课本中的这些内容,教师在课堂上,首先可以帮助学生分析变压器原理,原线圈上加上交变流电后,铁心中产生交变磁通量;在副线圈中产生交变电动势,则副线圈相当于交流电源对外供电.在这个过程中,如果从能量角度分析,可以看成是电能(原线圈中的交变电流)转换成磁场能(铁心中的变化磁场),磁场能又转换成电能(副线圈对外输出电流).所以,变压器是一个传递能量的装置.如果不计它的损失,则变压器在工作中只传递能量不消耗能量。要使学生明白,理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗,它的输出功率与输入功率相等,这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系式.在解决有两个副线圈的变压器的问题时,这一点尤其重要.当然,在初学时,有两个副线圈的变压器的问题,不做统一要求,不必急于去分析这类问题.对于学有余力的学生,可引导他们进行分析讨论。
3、学生对变压器原理和变压器中原、副线圈的电压、电流的关系常有一些似是而非的模糊认识,引导学生认真讨论章后习题,对学生澄清认识会有所帮助。
4、变压器的电压公式是直接给出的课本中利用原、副线圈的匝数关系,说明了什么是升压变压器和什么是降压变压器,这也是为了帮助学生能记住电压关系公式.利用变压器的输出功率和输人功率相等的关系,得到了i1i2=u1u2.建议教师做好用输出负载调节输入功率的演示实验.引导学生注意观察,当负载端接入的灯泡逐渐增多时,原、副线圈上的电压基本上不发生变化,原线圈中的电流逐渐增大,副线圈中的电流也逐渐增大。
5、介绍几种常见的变压器,是让学生能见到真实的变压器的外型和了解变压器的实际构造.教师应当尽可能多地找一些变压器的给学生看一看.变压器在生产和生活中有十分广泛的应用.课本中介绍了一些,教学中可根据实际情况向学生进行介绍,或看挂图、照片、实物,或参观,以开阔学生眼界,增加实际知识。
6、电能的输送,定xx地说明了在远距离输送电能时,采用变压器进行高压输电可以大大减少输电线路上的电能损失.这里重点描述了输电线上的电流大小与造成的电热损失的关系,教师应帮助学生分析,理解采用高压输电的必要xx.
教学重点、难点、疑点及解决办法
1、重点:
变压器工作原理及工作规律.
2、难点:
(1)理解副线圈两端的电压为交变电压.
(2)推导变压器原副线圈电流与匝数关系.
(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义.
3、疑点:
变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈.
4、解决办法:
(1)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律.
(2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系.
(3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义
教学目标
一、知识目标
1、知道什么是反冲运动,能举出几个反冲运动的实例;
2、知道火箭的飞行原理和主要用途。
二、能力目标
1、结合实际例子,理解什么是反冲运动;
2、能结合动量守恒定律对反冲现象做出解释;
3、进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力
三、德育目标
1、通过实验,分析得到什么是反冲运动,培养学生善于从实验中总结规律和热心科学研究的兴趣、勇于探索的品质。
2、通过介绍我国成功地研制和发射长征系列火箭的事实,结合我国古代对于火箭的发明和我国的现代火箭技术已跨入世界先进先烈,激发学生热爱社会主义的情感。
教学重点
1、知道什么是反冲。
2、应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。
教学难点
如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。
教学方法
1、通过观察演示实验,总结归纳得到什么是反冲运动。
2、结合实例运用动量守恒定律解释反冲运动。
教学用具
反冲小车、玻璃棒、气球、酒精、反冲塑料瓶等
课时安排
1课时
教学步骤
导入新课
[演示]拿一个气球,给它充足气,然后松手,观察现象。
[学生描述现象]释放气球后,气球内的气体向后喷出,气球向相反的方向飞出。
[教师]在日常生活中,类似于气球这样的运动很多,本节课我们就来研究这种。
新课教学
(一)反冲运动 火箭
1、教师分析气球所做的运动
给气球内吹足气,捏紧出气孔,此时气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态。松开出气孔时,气球中的气体向后喷出,气体具有能量,此时气体和气球之间产生相互作用,气球就向前冲出。
2、学生举例:你能举出哪些物体的运动类似于气球所作的运动?
学生:节日燃放的礼花。喷气式飞机。反击式水轮机。火箭等做的运动。
3、同学们概括一下上述运动的特点,教师结合学生的叙述总结得到:
某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体,气体或弹射出一个小物体,从而使物体本身获得一反向速度的现象,叫反冲运动
4、分析气球。火箭等所做的反冲运动,得到:
在反冲现象中,系统所受的合外力一般不为零;
但是反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况,可以认为反冲运动中系统动量守恒。
(二)学生课堂用自己的装置演示反冲运动。
1、学生做准备:拿出自己的在课下所做的反冲运动演示装置。
2、学生代表介绍实验装置,并演示。
学生甲:
装置:在玻璃板上放一辆小车,小车上用透明胶带粘中一块浸有酒精的棉花。
实验做法:点燃浸有酒精的棉花,管中的酒精蒸气将橡皮塞冲出,同时看到小车沿相反方向运动。
学生乙:
装置:二个空摩丝瓶,在它们的底部用大号缝衣针各钻一个小洞,这样做成二个简易的火箭筒,在铁支架的立柱端装上顶轴,在放置臂的两侧各装一只箭筒,再把旋转系统放在顶轴上,往火箭筒内各注入约4 mL的酒精,并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。点燃酒精棉球,片刻火箭筒内的酒精蒸气从尾孔中喷出,并被点燃,这时可以看到火箭旋转起来。
学生丙:用可乐瓶做一个水火箭,方法是用一段吸管和透明胶带在瓶上固定一个导向管,瓶口塞一橡皮塞,在橡皮塞上钻一孔,在塞上固定一只自行车车胎上的进气阀门,并在气门芯内装上小橡皮管,在瓶中先注入约1/3体积的水,用橡皮塞把瓶口塞严,将尼龙线穿过可乐瓶上的导向管,使线的一端拴在门的上框上,另一端拴在板凳腿上,要使线拉直,将瓶的进气阀与打气筒相接,向筒内打气到一定程度时,瓶塞脱开,水从瓶口喷出,瓶向反方向飞去。
过渡引言:同学们通过自己设计的实验装置得到并演示了什么是反冲运动,那么反冲运动在实际生活中有什么应用呢?下边我们来探讨这个问题。
(三)反冲运动的应用和防止
1、学生阅读课文有关内容。
2、学生回答反冲运动应用和防止的实例。
学生:反冲有广泛的应用:灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是反冲的重要应用。
学生:用枪射击时,要用肩部抵住枪身,这是防止或减少反冲影响的实例。
3、用多媒体展示学生所举例子。
4、要求学生结合多媒体展示的物理情景对几个物理过程中反
冲的应用和防止做出解释说明:
①对于灌溉喷水器,
当水从弯管的喷嘴喷出时,弯管因反冲而旋转,可以自动地改变喷水的方向。
②对于反击式水轮机:当水从转轮的叶片中流出时,转轴由于反冲而旋转带动发电机发电。
③对于喷气式飞机和火箭,它们靠尾部喷出气流的反冲作用而获得很大的速度。
④用枪射击时,子弹向前飞去枪身向后发生反冲,枪身的反冲会影响射击的准确性,所以用步枪时我们要把枪身抵在肩部,以减少反冲的影响。
教师:通过我们对几个实例的分析,明确了反冲既有有利的一面,同时也有不利的一面,在看待事物时我们要学会用一分为二的观点。
我们知道:反冲现象的一个重要应用是火箭,下边我们一认识火箭:
(四)火箭:
1、演示:把一个废旧白炽灯泡敲碎取出里面的一根细玻璃管,往细玻璃管装由火柴刮下的药粉,把细管放在支架上,用火柴或其他办法给细管加热。
现象:当管内的药粉点燃时,生成的燃气从细口迅速喷出,细管便向相反方向飞去。教师讲述:上述装置就是火箭的原理模型。
2、多媒体演示古代火箭,现代火箭的用途及多级火箭的工作过程,同时学生边看边阅读课文。
3、用实物投影仪出示阅读思考题:
①介绍一下我国古代的火箭。?
②现代的火箭与古代火箭有什么相同和不同之处?
③现代火箭主要用途是什么?
④现代火箭为什么要采用多级结构?
4、学生解答上述问题:
①我国古代的火箭是这样的:
在箭上扎一个火药筒,火药筒的前端是封闭的,火药点燃后生成的燃气以很大速度向后喷出,火箭由于反冲而向前运动。
②现代火箭与古代火箭原理相同,都是利用反冲现象来工作的。
但现代火箭较古代火箭结构复杂得多,现代火箭主要由壳体和燃料两大部分组成,壳体是圆筒形的,前端是封闭的尖端,后端有尾喷管,燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出,火箭就向前飞去。
③现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头,人造卫星或宇宙飞船,即利用火箭作为运载工具。
④在现代技术条件下,一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度,发射卫星时要使用多级火箭。
用CAI课件展示多级火箭的工作过程:
多级火箭由章单级火箭组成,发射时先点燃第一级火箭,燃料用完工以后,空壳自动脱落,然后下一级火箭开始工作。
教师介绍:多级火箭能及时把空壳抛掉,使火箭的总质量减少,因而能够达到很高的温度,可用来完成洲际导弹,人造卫星、宇宙飞船等的发射工作,但火箭的级数不是越多越好,级数越多,构造越复杂,工作的可靠性越差,目前多级火箭一般都是三级火箭。
那么火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关系呢?
5、出示下列问题:
火箭发射前的总质量为M、燃料燃尽后的质量为m,火箭燃气的喷射速度为v1,燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大?
[学生分析并解答]:
解:在火箭发射过程中,由于内力远大于外力,所以动量守恒。
发射前的总动量为0,发射后的总动量为(M-m)v-mv1(以火箭的速度方向为正方向)则:(M-m)v-mv1=0
师生分析得到:燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比M/m决定。
巩固训练 水平方向射击的大炮,炮身重450 kg,炮弹射击速度是450 m/s,射击后炮身后退的距离是45 cm,则炮受地面的平均阻力是多大?
小结
1、当物体的一部分以一定的速度离开物体时,剩余部分将获得一个反向冲量而向相反方向运动,这种向相反方向的运动,通常叫做反冲运动。
2、对于反冲运动,所遵循的规律是动是守恒定律,在具体的计算中必须严格按动量守恒定律的解题步骤来进行。
3、反冲运动不仅存在于宏观低速物体间,也存在于微观高速物体。
一、教学目标
【知识与技能】
1、知道常见的形变,了解物体的弹性;
2、知道弹力产生的条件;
3、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向。
【过程与方法】
通过探究弹力的存在,能提高在实际问题中确定弹力方向的能力,体会假设推理法解决问题的巧妙。
【情感态度与价值观】
观察和了解形变的有趣现象,感受自然界的奥秘,感受学习物理的乐趣,建立把物理学习与生活实践结合起来的习惯。
二、教学重难点
【重点】
弹力产生的条件及弹力方向的判定
【难点】
接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定
三、教学过程
环节一:导入新课
教学一开始前,给每个学生小组分发弹簧和尺子,让每个小组试着把玩这些物件,如用力拉或压弹簧,用力弯动尺子等。在操作过程中思考被拉或压的弹簧,弯动的尺子的有什么共同点是什么?大家可否试着举出生活中其他的一些诸如这个弹簧和尺子的例子?
物体的形状都发生了改变。由此引入物体的形态发生了变化是源于物体都受到了力的作用,这种力就是今天要学习的弹力。
环节二:新课讲授
(一)弹性形变和弹力
概念:物体在力的作用下形状或体积的改变叫做形变。
提问:刚才举的那些例子都很容易观察到,如果一本书放在桌面上,书和桌面发生形变了没有?
学生会产生疑惑分歧,但教师此时可以不用详解,而是做现场演示实验1,让学生观察用手挤压时XX形变(双手握住注满红墨水的烧瓶,用力挤压底部。上插玻璃管中的红墨水液面上升。)
为了让学生有更直观深刻的印象,也会用视频播放演示实验2:桌面微小形变的激光演示(在一个大桌上放两个平面镜M和N,让一束光依次被这两面镜子反射,最后射在刻度尺上形成一个光点。用力压桌面,观察刻度尺上光点位置的变化。)
学生观察后思考:通过上面的实验,我们观察到什么样的实验现象?我们用了什么样的方法?那书放在桌面上,书和桌面发生形变了没有?
分析得出:通过微观放大的方法观察,我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变。
归纳:由此我们可以想到一切物体都可以发生形变,形变分为很多种类,有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变。
提问:发生弹性形变的物体是不是在所有的情况下都可以恢复原状呢?请举例说明?
学生能举出有时弹簧拉得过长就恢复不了原状。指出:如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度。
根据前面的铺垫,总结弹力的概念:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。例举蹦床的例子说明。
(二)几种弹力的方向
教师在黑板上画出书与桌面之间的相互作用力,与学生一起分析之间的相互作用关系,指出书对桌面的压力和桌面对书的支持力都是弹力。
举出实例:给出吊灯图片,做出分析。以灯为研究受力对象,链子指向链子收缩的方向吊住吊灯,链子发生形变。链子被拉长,就要企图恢复形变。这里施力物体——链子,受力物体——灯。这时候链子对灯的拉力的方向是——竖直向上,指向链子收缩的方向。
做出总结:弹力方向——施力物体形变恢复的方向;与施力物体形变方向相反。压力和支持力的方向总是垂直于接触面指向受力物体,绳的拉力总是沿着绳子指向绳收缩的方向。
环节三:巩固提高
给出如下三个图片,要求学生画出弹力的示意图。
归纳总结:
三种接触情况下弹力的方向:
(1)面面接触,垂直于接触面指向被支持的物体
(2)点面接触,垂直于接触面指向被支持的物体
(3)点点接触,垂直于接触点的切面指向被支持物体。
环节四:小结作业
小结:师生归纳弹力的相关知识点。
作业:预习后面胡克定律,了解弹力大小的特点。
四、板书设计
五、教学反思
【学习目标】
l. 知道曲线运动中速度的方向,理解曲线运动是一种变速运动.
2.知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上.
【学习重点】
1.什么是曲线运动.
2.物体做曲线运动的方向的确定.
3.物体做曲线运动的条件.
【学习难点】
物体做曲线运动的条件.
【学习过程】
1.什么是曲线的切线? 阅读教材33页有关内容,明确切线的
概念。
如图1,A、B为曲线上两点,当B无限接近A时,直线AB叫做
曲线在A点的__________ A B 图
2.速度是矢量,既有大小,又有方向,那么速度的变化包含哪几层含义?
3.质点做曲线运动时,质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的____________。
4.曲线运动中,_________时刻在变化,所以曲线运动是__________运动,做曲线运动的物体运动状态不断发生变化。
5.如果物体所受的合外力跟其速度方向____________,物体就做直线运动。如果物体所受的合外力跟其速度方向__________________,物体就做曲线运动。
【同步导学】
1.曲线运动的特点
⑴ 轨迹是一条曲线
⑵ 曲线运动速度的方向
① 质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是沿曲线的这一点的切线方向。
② 曲线运动的速度方向时刻改变。
⑶ 是变速运动,必有加速度
⑷ 合外力一定不为零(必受到外力作用)
例1 在砂轮上磨刀具时可以看到,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线飞出,为什么由此推断出砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向?
2.物体作曲线运动的条件
当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线时,物体做直线运动;当物体所
1 专心 爱心 用心
受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动.
例2 关于曲线运动,下面说法正确的是( )
A.物体运动状态改变着,它一定做曲线运动
B.物体做曲线运动,它的运动状态一定在改变
C.物体做曲线运动时,它的加速度的方向始终和速度的方向一致
D.物体做曲线运动时,它的加速度方向始终和所受到的合外力方向一致
3.关于物体做直线和曲线运动条件的进一步分析
① 物体不受力或合外力为零时,则物体静止或做匀速直线运动
② 合外力不为零,但合外力方向与速度方向在同一直线上,则物体做直线运动,当合外力为恒力时,物体将做匀变速直线运动(匀加速或匀减速直线运动),当合外力为变力时,物体做变加速直线运动。
③ 合外力不为零,且方向与速度方向不在同一直线上时,则物体做曲线运动;当合外力变化时,物体做变加速曲线运动,当合外力恒定时,物体做匀变速曲线运动。
例3.一质量为m的物体在一组共点恒力F1、F2、F3作用下而处于平衡状态,如撤去F1,试讨论物体运动情况怎样?
【巩固练习】
1.关于曲线运动速度的方向,下列说法中正确的是 ( )
A.在曲线运动中速度的方向总是沿着曲线并保持不变
B.质点做曲线运动时,速度方向是时刻改变的,它在某一点的瞬时速度的方向与这—点运动的轨迹垂直
C.曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的瞬时速度的方向就是在曲线上的这—点的切线方向
D.曲线运动中速度方向是不断改变的,但速度的大小保持不变
2.如图所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点),A、B、C为曲线上的三点,关于铅球在B点的速度方向,说法正确的是 ( )
A.为AB的方向 B.为BC的方向
C.为BD的方向 D.为BE的方向
3.物体做曲线运动的条件为 ( )
A.物体运动的初速度不为零 B.物体所受的合外力为变力
C.物体所受的合外力的方向上与速度的方向不在同一条直线上
D.物体所受的合外力的方向与加速度的方向不在同—条直线上 (第2题)
专心 爱心 用心 2
A.变速运动—定是曲线运动 B.曲线运动—定是变速运动
C.速率不变的曲线运动是匀速运动 D.曲线运动也可以是速度不变的运动
5.做曲线运动的物体,在其轨迹上某一点的加速度方向 ( )
A.为通过该点的曲线的切线方向 B.与物体在这一点时所受的合外力方向垂直
C.与物体在这一点速度方向一致 D.与物体在这一点速度方向的夹角一定不为零
6.下面说法中正确的是( )
A.做曲线运动的物体的速度方向必变化 B.速度变化的运动必是曲线运动
C.加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D.加速度变化的运动必定是曲线运动
7.一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内( )
A.速度一定不断改变,加速度也一定不断改变; B.速度一定不断改变,加速度可以不变;
C.速度可以不变,加速度一定不断改变; D.速度可以不变,加速度也可以不变。
8.下列说法中正确的是( )
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B.物体在变力作用下一定做曲线运动
C.物体在恒力或变力作用下都可能做曲线运动
D.做曲线运动的物体,其速度方向与加速度方向一定不在同一直线上
9.如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受的力方向改变而大小不变(即由F变为-F),在此力作用下物体以后的运动情况,下列说法正确的是( )
A.物体不可能沿曲线Ba运动;
B.物体不可能沿曲线Bb运动;
C.物体不可能沿曲线Bc运动;
D.物体可能沿原曲线由B返回A。 b 10.一个做匀速直线运动的物体,突然受到一个与运动方向不在同一直线上的恒力作用时,物体运动为 ( )
A.继续做直线运动 B.一定做曲线运动
C.可能做直线运动,也可能做曲线运动 D.运动的形式不能确定
一、教学内容分析:
《普通高中课程标准物理教科书教学设计--恒力做功与物体动能变化的关系物理2(必修)》(司南版)第二章 第一节动能的改变 2、恒力做功与动能改变的关系。
动能定理是力学中最重要的规律之一,它的应用贯穿于以后的许多章节,通过实验探究恒力做功与物体动能变化的关系,是对动能定理的初步研究,是学习整章内容的重要的前期准备,这部分知识的学习让学生从一个新的角度思考问题,即开始培养学生从功和能相互联系的角度定量分析解决力学问题。所以本节要求学生通过做功转化成其它能量的数学描述。为培养学生综合分析问题打下基础。
二、学生学习情况分析:
初中时学生已学过了动能的初步知识,这为本节教学奠定了一定的基础。在此基础上,进一步了解物体的动能与物体的质量和速度的定量关系,为实验探究外力做功与物体动能变化的定量关系做好铺垫。另外,通过“必修1”的学习,学生已经掌握了实验探究的一些科学研究方法,经历了匀变速直线运动的实验研究过程等相关知识
三、设计思想:
“课堂探究教学”并不在于让学生在课堂解决多少实际问题,而是通过研究训练,帮助学生逐步学会发现问题、熟悉研究过程、模仿研究方法,提高合作能力和实践习惯。
本课时采用“问题—讨论—分组实验—交流归纳”的教学过程。从生活中实例发现问题,激发学生思考讨论,进而确定实验方案并进行分组实验,得出结论。在教学中要的是体现学生自主学习的教育观念,引导学生进行实验探究,使学生在知识获取的同时建立一种成就感,调动学生的学习兴趣。全课教学流程如下:
四、教学目标 :
1、知识与能力:掌握动能的概念,实验探究外力(恒力)做功与动能的变化数值关系。初步认识动能定理。
2、过程与方法:通过实验探究,让学生经历科学探究的过程和探究的主要方法。锻炼学生的动手操作能力,培养学生对实验原理和方法的迁移能力和利用已知知识解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观:在探究过程中大胆发表自己对问题的看法,并与他人相互交流讨论。培养学生实事求是、严谨认真的科学态度。激发学生学习物理的兴趣。
五、教学重点、难点:
重点:建立动能的概念,实验探究外力做功与物体动能变化的定量关系,为理论推导动能定理奠定实验基础。
难点:实验探究外力(重力)做功与物体动能变化的定量关系。
六、教学方法 :
采用实验探究教学法,让学生在实验探究的过程中,对动能定理有个初步的认识。
七、主要教学过程:
1、建立场景,导入学习。
生活实例演示:让一小球做自由落体运动。
问(1):小球的速度如何变化?动能如何变化?
生活实例:列车离站加速行驶时,速度越来越大,即动能越来越大:汽车刹车后,速度越来越小,即动能越来越小。
问(2):什么原因导致物体的动能发生变化?(重力做功)
[这个简单的小实验调动学生,复习巩固动能定义,同时从情境中引入问题,比较符合高一学生认识过程,激发进一步探究的兴趣,]
2、 提出问题
为了研究方便,以自由落体运动中的重力做功为例,研究重力所做的功与物体动能改变量之间的定量关系。你能否根据已有的知识对这种关系作出猜想,并设计一个实验来验证你的猜想?
3、讨论设计实验方案[这一环节是这节课的关键,学生能做好这一环节,后面的探究就顺理成章了,所以教师在让学生积极思考,讨论的同时,应该适时的给他们一定的指导和点拨。最后讨论出的方案可能有好几个,现列举两个最容易讨论出,并行之有效的方案]
方案A:研究做自由落体运动的物体重力做功和物体动能变化的关系
这个方案比较简单,学生在前面生活实例演示和根据“必修1”的学习,已经经历并掌握了自由落体运动——一种匀变速直线运动的实验研究过程很容易想到,实验装置图如下:(教师事先备用,直接展示。)
方案B:课本上介绍的方案这个方案,学生在实际操作时可能存在一定的困难,教师引导学生思考:怎样确保小车在运动过程中受恒定的外力作用(实验条件)?怎样平衡小车在斜面上所受的摩擦力,使小车只受拉力的恒力作用(判断平衡依据)?教师要引导学生排出难点。(这里我们就让学生明白:教材上给出的方案不一定就是最简单的)
[使学生易于对实验方案的优劣进行理解,从而进一步鼓励学生开拓思路,不要拘泥于一种方案。学生的探究过程可能会有一些困难,此时教师可适当作一些指导,留给学生更多的思考空间,体现出学生是学习的让人。]
结合讨论后的方案,确定可能用到的实验器材:
小车、电火花计时器、刻度尺、纸带、细绳、木板、砝码、定滑轮、铁架台、夹子等。
4、学生分组实验,记录并分析数据
根据之前的讨论,学生自主选择实验方案,确定实验步骤,(建议每个方案都要有人)进行分组实验,教师巡视给与适时的指导和点拨。
[学生通过自己实验发现问题,解决问题,进一步体现把课堂交给学生的教学思想,让学生明确在课题已经确定的情况下应如何逐步通过实验对课题研究。]
不论选择哪一方案,实验数据处理都是对纸带分析,在纸带上取两个合适的点(如上图中纸带上的 B点和D点),用刻度尺测出这两点间的距离SBD,用求平均速度的方法求出打点计时器打B、E两点时,重锤的速度VB和VD,(提示学生匀变速直线运动物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中点时刻的速度教学设计--恒力做功与物体动能变化的关系)。
力F/N位移S/m功W=FS(J)B点速度VB(m/s)D点速度VD(m/s)动能的变化ΔEK(J)第1次第2次
由实验数据得出结论:
在误差允许的范围内,恒力所做的功等于物体动能变化的大小。
[这时,教师呈现各代表小组的表格,要求学生分析总结,结论由学生自己总结得出,这样有助于加深印象,教师只是在学生总结的基础上,规范其文字的表述。]
5、评估与交流
小组间相互交流,了解其他组的实验情况,在实验结果上和其它组是否一致?试分析影响实验结果的可能因素,对实验过程中好的方面和不妥有待改进的地方,进行评估。先让每个小组推荐一两个代表对自己小组进行评估、总结,教师可以在学生发言前设置下面几个问题:
(1)、在实验结论数据中,功W和动能的改变ΔEK是否一致?
(2)、在实验过程中,你们认为影响实验结果的可能因素是什么?又如何减少实验过程误差的?
(3)、实验装置可有改进的地方?
[培养学生虚心向他人学习,正确听取、采纳他人意见的好习惯,达到相互学习,共同促进的作用。]
教师归纳:大量更为精确实验表明,能量转化可以用做功来量度。如合外力做总功等于动能的变化。
八、课后作业
1、用数学表达式描述恒力做功和动能改变的关系(动能定理)。
2、理论推导:请根据牛顿运动定律和运动学知识从理论上推导动能定理。
九、 教学反思
“物理课堂实验探究课” ,目的是让学生经历动能定理的实验研究过程,体会实验在发现自然规律中的作用,这就是体现了“过程与方法”的培养目标。在本节课中,通过学生动手实验探究恒力(重力)做功数量,进一步分析物体动能的改变数值,从而建立功和能量变化之间的定量关系,让学生主动参与、全面感受到实验探究的全过程,培养了学生观察、分析、归纳等各项综合本质。学生在解决实际问题中的学习是比教师单纯教授知识更有效,思维训练也更加深刻,学生得到的不仅有知识,还包括解决问题的方法和策略,独立思考的认知技能和实际操作能力等。
一、教学目标
1、知识与技能目标
(1)知道什么是弹力,弹力产生的条件 (2)能正确使用弹簧测力计 (3)知道形变越大,弹力越大
2、过程和方法目标
(1)通过观察和实验了解弹簧测力计的结构
(2)通过自制弹簧测力计以及弹簧测力计的使用,掌握弹簧测力计的使用方法
3、情感、态度与价值目标
通过弹簧测力计的制作和使用,培养严谨的科学态度和爱动手动脑的好习惯
二、重点难点
重点:什么是弹力,正确使用弹簧测力计。
难点:弹簧测力计的测量原理。
三、教学方法:探究实验法,对比法。
四、教学仪器:直尺,橡皮筋,橡皮泥,纸,弹簧测力计
五、教学过程
(一)弹力
1、弹性和塑性
学生实验,注意观察所发生的现象:
(1)将一把直尺的两端分别靠在书上,轻压使它发生形变,体验手感,撤去压力,直尺恢复原状;
(2)取一条橡皮筋,把橡皮筋拉长,体验手感,松手后,橡皮筋会恢复原来的长度。
(3)取一块橡皮泥,用手捏,使其变形,手放开,橡皮泥保持变形后的形状。
(4)取一张纸,将纸揉成一团再展开,纸不会恢复原来形状。
让学生交流实验观察到的现象上,并对这些实验现象进行分类,说明按什么分类,并要求各类再举些类似的例子。(按物体受力变形后能否恢复原来的形状这一特性进行分类)
直尺、橡皮筋等受力会发生形变,不受力时又恢复到原来的形状,物体的这种特性叫做弹性;橡皮泥、纸等变形后不能自动恢复原来的形状,物体的这种特性叫做塑性。
2、弹力
我们在压尺子、拉橡皮筋时,感受到它们对于有力的作用,这种力在物理学上叫做弹力。
弹力是物体由于弹性形变而产生的力。弹力也是一种很常见的力。并且任何物体只要发生弹性形变就一定会产生弹力。而日常生活中经常遇到的支持物的压力、绳的拉力等,实质上都是弹力。
3、弹性限度
弹簧的弹性有一定的限度,超过了这个限度就不完全复原了。使用弹簧时不能超过它弹性限度,否则会使弹簧损坏。
(二)弹簧测力计
1、测量原理
它是根据弹簧受到的拉力越大,它的伸长就越长这个道理制作的。
2、让学生自己归纳使用弹簧测力计的方法和注意事项。
使用测力计应该注意下面几点:
(1)所测的力不能大于测力计的测量限度,以免损坏测力计
(2)使用前,如果测力计的指针没有指在零点,那么应该调节指针的位置使其指在零点
(3)明确分度值:了解弹簧测力计的刻度每一大格表示多少N,每一小格表示多少N
(4)把挂钩轻轻拉动几下,看看是否灵活。
5、探究:弹簧测力计的制作和使用。
(四)课堂小结:1、什么是弹性?什么是塑性?什么是弹力?
2、弹簧测力计的测量原理
3、弹簧测力计的使用方法。
(五)巩固练习:
1、乒乓球掉在地上马上会弹起来,使乒乓球自下而上运动的力是 ,它是由于乒乓球发生了 而产生的。
2、弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就 。它有一个前提条件,该条件是 , 就是根据这个道理制作的。
3、关于弹力的叙述中正确的是( )
A、只有弹簧、橡皮筋等这类物体才可能产生弹力
B、只要物体发生形变就会产生弹力
C、任何物体的弹性都有一定的限度,因而弹力不可能无限大
D、弹力的大小只与物体形变的程度有关
4、下列哪个力不属于弹力( )
A、绳子对重物的拉力 B、万有引力 C、地面对人的支持力 D、人对墙的推力
5、两个同学同时用4.2N的力,向两边拉弹簧测力计的挂钩和提纽,此时弹簧测力计显示的示数是 。
(六)布置作业:
六、课后反思:
1、成功的地方:
2、不足的地方:
3、改进措施:
附:板书设计:
一、弹力:
1、弹性和塑性
2、弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力。
3、弹性限度
二、弹簧测力计:
1、测量原理:弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长。
2、使用方法:(1)认清量程、分度值
(2)检查指针是否指在零点
一、核式结构模型与经典物理的矛盾
(1)根据经典物理的观点推断:①在轨道上运动的电子带有电荷,运动中要辐射电磁波。②电子损失能量,它的轨道半径会变小,最终落到原子核上。
③由于电子轨道的变化是连续的,辐射的电磁波的频率也会连续变化。
事实上:①原子是稳定的;②辐射的电磁波频率也只是某些确定值。
二、玻尔理论
①轨道量子化:电子绕核运动的轨道半径只能是某些分立的数值。对应的氢原子的轨道半径为:rn=n2r1(n=1,2,3,),r1=0.5310-10m。
②能量状态量子化:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,这些状态的能量值叫能级,能量最低的状态叫基态,其它状态叫激发态。原子处于称为定态的能量状态时,虽然电子做加速运动,但并不向外辐射能量.
氢原子的各能量值为:
③跃迁假说:原子从一种定态跃迁到另一种定态要辐射(或吸收)一定频率的光子,即:h=Em-En
三、光子的发射和吸收
(1)原子处于基态时最稳定,处于较高能级时会自发地向低能级跃迁,经过一次或几次跃迁到达基态,跃迁时以光子的形式放出能量。
(2)原子在始末两个能级Em和Enn)间跃迁时发射光子的频率为,其大小可由下式决定:h=Em-En。
(3)如果原子吸收一定频率的光子,原子得到能量后则从低能级向高能级跃迁。
(4)原子处于第n能级时,可能观测到的不同波长种类N为:
考点分析:
考点:波尔理论:定态假设;轨道假设;跃迁假设。
考点:h=Em-En
考点:原子处于第n能级时,可能观测到的不同波长种类N为:
考点:原子的能量包括电子的动能和电势能(电势能为电子和原子共有)即:原子的能量En=EKn+EPn.轨道越低,电子的动能越大,但势能更小,原子的能量变小。
电子的动能: ,r越小,EK越大。
知识与技能:
1、初步了解做功与能量变化的关系。
2、知道做功的两个要素,理解功的概念,正确应用功的公式计算。
3、知道功是标量,正确理解正功和负功的本质含义。
4、知道总功的两种计算方法。过程与方法:
1、通过推导功的公式,让学生体会由特殊到一般,再由一般到特殊的研究方法,培养学生的逻辑推理能力和科学论证能力。
2、通过求解分力做功、总功和变力做功等问题,让学生在熟练掌握公式的同时,初步接受“微元法”处理问题的思想。
情感、态度与价值观:
1、通过分析日常生活中的物理现象,让学生体会物理与生活、生产、科技的密切联系,激发学生的学习兴趣。
2、工作、学习都要讲效率,“正功”“负功”可以促使学生的勤奋向上思想意识,合作式学习可以培养学生善于发表见解的意识和与他人交流的愿望。
二、教学重点、难点
重点:明确引入功的物理定义,掌握功的概念和功的计算公式。
难点:
1、理解功的公式的使用条件,体会处理变力功的思想方法。
2、理解正功与负功的含义,体会功是标量。
三、课前准备
ppt课件、小钢球、纸巾
四、教学过程
(一)情境导入
在上课之前我请同学们和我一起完成一个小实验,有请两位同学。教师将小钢球放在纸巾上,小钢球静止。教师将小钢球举高,请同学们观察小钢球落下后纸巾有无损坏。
通过这个实验,同学们受到什么启发?
被举高的物理具有穿过纸张的能力,也就是具有了能量。
实际上人们在研究能量的过程中往往涉及到做功,这节课我们来看第七章第二节功。
(二)功的定义
1、功的两个要素
在刚才的例子当中,同学们说我将小球举高了,我对小球做了功,你是怎么知道的?因为我对小球有力,并且向上移动了一段距离。那么,在生活当中你还能不能举出做功的例子?
对学生所举例子进行分析,都有两点值得注意,一个是存在力的作用,还有就是一定要发生一段位移。显然这是做功不可缺少的两个因素。那么有力有位移,这个力就一定对物体做功吗?显然不是,而应该在力的方向上存在位移。那么我们就得到了做功的两个要素:力和力方向上的位移。
2、功的定义式刚才的这些例子当中,都存在做功过程,那么究竟力对物体做了多少功?你能不能计算出来?实际上在初中我们已经知道了,当力和位移同方向时功的计算。(展示ppt),一个质量为m的物体,受到力f的作用并向前移动了s,这个力对物体做的功,求我对球做的功等于多少?请同学们回答。
显然这个情况不能用这个公式计算,要想脚对球一直存在作用力,那你这个脚得跟着球向前走50m。所以应用公式要注意:(1)f、s要对应,即在s中要一直都有力的作用
再请同学们观察这个表达式,你还注意到了什么?引出cosa有正有负,那么功是标量还是矢量?是标量那功的正负表示什么呢?实际功的正负既不表示方向,也不表示大小。如果力对物体做了正功,表示这个力是个动力,如果是负功则是阻力。(换句话说,如果力做了正功,那表示有能量转移到这个物体上来,反之做了负功就表示有能量从这个物体中转移出去。)
那在我们的例子当中,这些力是什么样的力?细心观察你会发现都是恒力,这个公式仅适用于恒力做功,变力做功不能用它。当然如果在过程中物体受到阶段性变化的力,每个阶段都是恒力,那自然我们可以将过程分段处理,每一段又都变成恒力了,最后再把各个阶段所做的功代数求和即可。
(三)合力的功
如果在某一个过程中物体受到多个力的作用,那么这些力的合力做了多少功又怎么求呢?请同学们回答。方法有两个:
1、先求各个力的功,再取代数和。
2、先求合力,再求合力所做的功。比如,光滑水平面上有一个物体受到水平面内相互垂直的两个力,物体发生5m的位移,求各个力做的功、合力所做的功?
(四)几种可以转化成恒力的变力做功问题
这是我们这节课介绍的有关恒力做功的计算方法,实际上除了刚才所说的阶段性的变力可以转化成恒力来计算做功,还有两种情况我们也可以处理。当力与速度始终同向,而速度方向不断变化时,你会不会计算这个力所做的功呢?引导学生学会用微分的方法处理。
另外如果力方向不变,大小随位移线性变化,我们也可以处理。比如一个弹簧处于原长放在光滑的水平面上,一端固定。用一个力缓慢地拉物体,那么这个力做了多少功呢?在学习匀变速直线运动时,如果初速度是零,末速度是v,它和速度是v/2的匀速直线运动是等效的,我们就用这个平均速度替换掉了这个变化的速度。现在你能不能受到这个例子的启发?我们也可以用一个平均的力替换掉这个变化的力,我们说这是方向不变,大小随位移线性变化的力,它的平均值刚好我们会求,那么这个例子中拉力和弹簧的弹力所做的功就等于kx/2与x的乘积。
五、课堂小结
这节课我们从特殊的情况入手,得到了一般情况下恒力做功的定义式,知道了合力做功的计算方法以及几种能够转变成恒力的变力做功的计算方法,初步体会到了做功与能量变化之间的关系。在接下来的学习中我们会进一步的探讨两者之间的关系。
六、板书设计
7.2功
一功的定义
二合力的功
1功的两个要素
1先求各个力的功,再取代数和力和力方向上的位移
一、知识目标:
1:了解超重和失重现象
2:运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因。
二、能力目标:
培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的能力。
三、德育目标:
渗透“学以致用”的思想,激发学生的学习热情。
教学重点:
超重和失重的实质
教学难点:
在超重和失重中有关对支持物的压力和对悬挂物拉力的计算。
教学方法:
实验法、讲练法
教学用具:
弹簧秤、钩码、投影仪、投影片
课时安排
1课时
教学步骤:
一、导入新课
自从人造地球卫星和宇宙飞船发生成功以来,人们经常谈到超重和失重,那么:什么是超重和失重呢,本节课我们就来研究这个问题。
二、新课教学:
(一)用投影片出示本节课的学习目标:
1:知道什么是超重和失重;
2:知道产生超重和失重的条件;
(二)学习目标完成过程:
1:超重和失重:
(1)用投影片出示思考题组1:
a:物体的速度方向和运动方向之间有什么关系?
b:物体做加速或减速运动时,加速度方向和速度方向之间有什么关系?
(2)实例分析:
a:用投影品出示例题1:
升降机以0.5m/s2的加速度匀加速上升,站在升降机里的人的质量是50kg,人对升降机地板的压力是多大?如果人站在升降机里的测力计上,测力计的示数是多大?
b:分析题意:
1)人和升降机以共同的加速度上升,因而人的加速度是已知的,为了能够用牛顿第二定律,应该把人作为研究对象。
2)对人进行受力分析:
人在升降机中受到两个力:重力G和地板的支持里F,升降机地板对人的支持力和人对升降机地板的压力是一对作用力和反作用力,据牛顿第三定律,只要求出前者就可以知道后者。
3)取竖直向上为正方向,则F支,a均取正值,G取负值,据牛顿第二定律得:
F支-G=ma
则:F支=G+ma
代入数值得F支=515N,所以,F压=F支=515N。
c:问:如果升降机是静止的或做匀速直线运动,人对升降机地板的压力又是多大?
F压=F支=mg=500N
d:比较前边两种情况下人对地板的压力大小,得到人对地板的压力跟物体的运动状态有关。
e:总结:升降机加速上升的时候,人对升降机地板的压力比人实际受到的重力大,我们把这种现象叫超重。
那么:在什么情况下产生超重现象呢?
(3)用投影片出示练习题:
一个质量是40kg的物体,随升降机一起以2m/s2的加速度竖直减速下降,求物体对升降机地板的压力大小,是大于重力还是小于重力?
学生自己分析得到:此时人对升降机地板的压力F=480N,大于人的重力400N,即也产生了超重现象。
2:总结得到:
(1)当物体也向上的加速度时,产生超重现象;
(2)产生超重现象时,物体的重力并没有改变,只是对水平支持物的压力或对悬挂物的拉力增大。
3、用类比法得到:
(1)当物体有向下的加速度时,产生失重现象(包括匀减速上升,匀加速下降)。此时F压或F拉小于G。
(2)当物体有向下的加速度且a=g时,产生完全失重现象,此时F压=0或F拉=0;
(3)产生失重和完全失重时,物体的重力并没有改变,只是对水平支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体的重力。
4、巩固训练:
质量为m的物体用弹簧秤悬在升降机的顶棚上,在下列哪种情况下,弹簧秤读数最小:
A:升降机匀速上升;
B:升降机匀加速上升,且a=
c:升降机匀减速上升,且a=
d:升降机匀加速下降,且a=
5:解答本课上的思考与讨论:
三、小结:
1:叫超重;叫失重;叫完全失重。
2、产生超重、失重及产生完全失重的条件分别是什么?
3、产生超重和失重时,重力、压力、拉力变化的是什么?不变的是什么?
四、作业:
课本练习六
五、板书设计:
在给学生上课之前老师早早准备好教案课件,相信老师对写教案课件也并不陌生。 教案和课件的完善是落实素质教育的关键,写教案课件时应该注意哪些问题?您想了解更多我们推荐您读一遍“高中教资物理教案模板”,希望能帮助到你,请收藏!
教学目标
【知识与能力】
探究得出滑动摩擦力产生的条件和影响滑动摩擦力大小的因素以及计算公式。
【过程与方法】
通过观察,了解滑动摩擦力的存在,实验探究产生滑动摩擦力的条件以及影响其大小的因素,提高实验技能和探索能力。
【情感、态度和价值观】
学生能提高实事求是的科学实验态度,锻炼思维能力、抽象能力,运用物理知识解释生活现象。
教学重难点
【重点】
滑动摩擦力产生条件和计算式。
【难点】
实验探究的过程。
教学方法
观察法、实验法、讨论法、问答法等。
教学过程
(一)新课导入
展示几个情景:孩子玩滑梯、火车急刹车、冰壶运动等。
通过提问这些情景中的现象,引导学生思考,从而得出滑动摩擦力的概念,导出新课。
(二)科学探究
问题1:滑动摩擦力什么情况下才会出现?结合前面学的静摩擦力条件进行讨论。
学生讨论:需要有压力、粗糙的接触面以及相对运动。
问题2:为什么冰壶、火车、孩子受到的滑动摩擦力不同呢?
实验探究:影响滑动摩擦力大小的因素:
1.猜想:与压力有关,与速度有关,与质量有关,与粗糙程度有关等等。
2.设计实验:用弹簧秤拉动木块,可通过加减砝码改变压力,改变拉动速度,更换接触面,例如玻璃、木板、石板、毛巾等。弹簧秤示数便是滑动摩擦力示数,设计表格进行记录。
3.进行实验:6人一组进行实验,注意小组内部的分工问题,教师巡视。
4.得出结论:滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关。
5.交流讨论:分享实验中的数据和实验细节,误差处理等;讨论控制变量法的注意事项,即控制无关变量相同,只改变探究的物理量等;实验安全问题、保护器材问题等等。
6.总结:结合实验结论和教材,得出滑动摩擦力的计算公式,f=μN
问题3:滑动摩擦力的方向如何判断呢?结合示例分析并讨论。
示例:木块在地面上滑动、木块在木板上滑动并带动木板一起滑动。
学生讨论:滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,相对运动方向有时并不是运动方向。
问题4:滑动摩擦力有什么作用呢?举例说明。
回答:生活中有很多地方可以见到滑动摩擦力,车辆的刹车系统是利用滑动摩擦力进行减速,打磨东西也是利用了滑动摩擦力,同时机器中的滑动摩擦力会损耗器材,所以需要使用润滑油来减小滑动摩擦力等等。
(三)巩固提高
给出适当例题,运用公式求解摩擦力大小,判断摩擦力方向。
(四)小结作业
小结:浅谈本节课收获。
作业:课下继续探索,拓展科学知识。
一、教学目标
1.在物理知识方面理解作用力和反作用力的关系,掌握牛顿第三定律的内容.
2.牛顿第三定律是通过实验得到的,在这一节课中要充分让学生体会到这一点.通过本节课的教学,要让学生在学习物理知识的同时,学会物理学研究现象、总结规律的方法.
二、重点、难点分析
1.本节教学的重点是认识并理解作用力和反作用力的关系,学生不应把对它们的认识只停留在大小和方向上.学生应该掌握对作用力和反作用力的正确判断.
2.作用力和反作用力的关系与平衡力的关系有相同之处,也有不同之处,学生常常把这两种力混淆.两个相互作用力是大小相等的,但对两个物体产生的效果往往也是不同的,要通过对问题的分析解决学生头脑中不正确的认识.
三、教具
1.演示两物体间的相互作用力为弹力的小车、弹簧片、细线;
2.演示两物体间的相互作用力为摩擦力的三合板、遥控玩具汽车、玻璃棒;
3.演示两物体间的相互作用力为静电力的通草球、橡胶棒、毛皮、玻璃棒、丝绸;
4.演示两物体间的相互作用力为磁场力的小车、磁铁等;
5.演示两个学生间相互作用力的小车、绳;
6.演示相互作用力大小关系的弹簧秤.
四、主要教学过程
(一)引入新课
人在划船时用桨推河岸,发生了什么现象呢?船离开了岸.这个问题在初中已经研究过,当时对这个问题的解释是:物体间力的作用是相互的当一个物体对另一个物体施加力的作用时,这个物体同样会受到另一个物体对它的力的作用,我们把这个过程中出现的两个力分别叫做作用力和反作用力.下面进一步来研究两个物体之间的作用力和反作用力的关系.
(二)教学过程设计
第六节牛顿第三定律
1.物体间力的作用是相互的
我们通过几个实验来研究今天的内容.通过实验大家要总结出作用力跟反作用力的特点及其关系.在实验中大家要注意观察现象,分析现象所说明的问题.
实验1.在桌面上放两辆相同的小车,两车用细线套在一起,两车间夹一弹簧片.当用火烧断线后,两车被弹开,所走的距离相等.
实验2.在桌面上并排放上一些圆杆,可用静电中的玻璃棒.在棒上铺一块三合板,板上放一辆遥控电动玩具小车.用遥控器控制小车向前运动时,板向后运动;当车向后运动时板向前运动.
实验3.用细线拴两个通草球,当两个通草球带同种电荷时,相互推斥而远离;当带异种电荷时,相互吸引而靠近.
实验4.在两辆小车上各固定一根条形磁铁,当磁铁的同名磁极靠近时,放手小车两车被推开;当异名磁极接近时,两辆小车被吸拢.
实验5.把两辆能站人的小车放在地面上,小车上各站一个学生,每个学生拿着绳子的一端.当一个学生用力拉绳时,两辆小车同时向中间移动.
实验分析:
①相互性:两个物体间力的作用是相互的施力物体和受力物体对两个力来说是互换的,分别把这两个力叫做作用力和反作用力.
②同时性:作用力消失,反作用力立即消失.没有作用就没有反作用.
③同一性:作用力和反作用力的性质是相同的这一点从几个实验中可以看出,当作用力是弹力时,反作用力也是弹力;作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力等等.
④方向:作用力跟反作用力的方向是相反的,在一条直线上.
实验6.用两个弹簧秤对拉,观察两个弹簧秤间的作用力和反作用力的数量关系可以得到以下结论.
⑤大小:作用力和反作用力的大小在数值上是相等的
由此得出结论:
2.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.
教师举几个作用力和反作用力的实例.
提问:学生举例说明.
既然两个物体间的作用力和反作用力是大小相等的,为什么会出现这种情况:鸡蛋与石头相碰时,鸡蛋破碎而石头不破碎;马拉车时,车会向前走而马不后退呢?
鸡蛋碰石头和石头碰鸡蛋的都是鸡蛋破碎,同样大小的力作用在两个物体上会产生不同的效果.效果不同是什么原因呢?
这个效果由物体本身的特性和物体受到其它力的情况有关.物体能够承受的压强大就不易损坏;物体是否发生运动状态的变化还要看物体受到的其它力的情况.
3.作用力、反作用力跟平衡力的区别
前面学习物体受到的平衡力的关系时曾提到,它们大小相等、方向相反、作用在一条直线上,平衡力跟作用力和反作用力有什么不同呢?下面通过列表的方式加以比较.
在列表的同时用相应的例子加以说明.
(三)小结本节内容和布置作业
五、说明
1.牛顿第三定律是从实验中得出的这里设计的几个实验除实验5外都体现了作用力跟反作用力间的关系,实验5是为提高课堂的活跃程度而设计的每做一个实验都应把实验装置画在黑板上,并讲清实验装置,留在黑板上的图是为后面分析实验总结出规律用的
2.牛顿第三定律的教学除了让学生掌握定律的内容外,还应通过教学使学生体会研究物理规律的方法.在教学中要培养学生的思考能力,让学生多发表自己的看法.在学生的积极性调动起来后,教师要注意对课堂的控制
教学目的
1.了解组成物质的分子具有动能及势能,并且了解分子平均动能和分子势能都与哪些因素有关。
2.理解物体的内能以及物体内能由物体的状态所决定。
教学重点
物体的内能是一个重要的概念,是本章教学的一个重点。学生只有正确理解物体的内能才能理解做功和热传递及物体内能的变化关系。
教学难点
分子势能。
教学过程
一、复习提问
什么样的能是势能?弹性势能的大小与弹簧的形变关系怎样?
二、新课教学
1.分子动能。
(1)组成物质的分子总在不停地运动着,所以运动着的分子具有动能,叫做分子动能。
(2)启发性提问:根据你对布朗运动实验的观察,分子运动有什么样的特点?
应答:分子运动是杂乱无章的,在同一时刻,同一物体内的分子运动方向不相同,分子的运动速率也不相同。
教师分析分子速率分布特点——在同一时刻有的分子速率大,有的分子速率小,从大量分子总体来看,速率很大和速率很小的分子是少数,大多数分子是中等大小的速率。
教帅进一步指出:由于分子速率不同,所以每个分子的动能也不同。对于热现象的研究来说,每个分子的动能是毫无意义的,而有意义的是物体内所有分子动能的平均值,此平均值叫做分子的平均动能。
(3)要学生讨论研究。
用分子动理论的观点,分析冷、热水的区别。
讨论结论应是:组成冷、热水的大量分子的速率各不相同,则其动能也各不相同,但就冷水总体来说分子的平均动能小于热水的分子平均动能。
教师指出:由此可见,温度是物体分子平均动能的标志。
2.分子势能。
(1)根据复习提问的回答(地面上的物体与地球之间有相互作用力;发生了形变的弹簧各部分间存在着相互作用力,因此在它们的相对位置发生变化时,它们之间便具有势能)说明分子间也存在着相互作用力,所以分子也具有由它们相对位置所决定的能,称之为分子势能。
(2)分子势能与分子间距离的关系。
提问:分子力与分子间距离有什么关系?
应答:当r=r0时,F=0,r<r0时,F为斥力,r>r0时,F为引力。
教师指出:由于分子间既有引力又有斥力,好象弹簧形变有伸长或压缩两种情况,因此分子势能与分子间距离也分两种情况。
①当r>r0时,F为引力,分子势能随着r的增大而增加。此种情况与弹簧被拉长弹性势能的增加很相似。
②当r
小结:分子势能随着分子间距离变化而变化,而组成物体的大量分子间距离若增大(减小)则宏观表现为物体体积增大(减小)。可见分子势能跟物体体积有关。
(3)物体的内能。
教师指出:物体里所有的分子动能和势能的总和叫做物体的内能。由此可知一切物体都具有内能。
①物体的内能是由它的状态决定的(状态是指温度、体积、物态等)。
提问:对于质量相等、温度都是100℃的水和水蒸气来说它们的内能相同吗?
应答,质量相等意味着它们的分子数相同,温度相等意味着它们的平均动能相同,但由于水蒸气分子间平均距离比水分子间平均距离大得多,分子势能也大得多,因而质量相等的水蒸气的内能比水大。
②物体的状态发生变化时,物体的内能也随着变化。
举例说明:当水沸腾时,水的温度保持不变,所供给的大量能用于把分子拉开,增大了分子势能,因而增大了物体的内能,当水汽凝结时,分子动能没有明显变化,但分子靠得更紧密了,分子势能便减小了,因此物体的内能减小了。
③物体的内能是不同于机械能的另一种形式的能。
a.静止在地面上的物体以地球为参照物,物体的机械能等于0,但物体内部的分子仍然在不停地运动着和相互作用着,物体的内能永远不能为0。
b.物体在具有一定的内能时,也可以具有一定的机械能。如飞行的子弹。
C.不能把物体的机械能和物体的内能混淆。只要物体的温度、体积、物态不变,不论物体的机械能怎样变化其内能仍保持不变。反之,尽管物体的内能在变化,它的机械能可以保持不变。
(4)学生讨论题:
①静止在光滑水平地面上的木箱具有什么能?若木箱沿光滑水平地面加速运动,木箱具有什么能?此时木箱的内能与静止时相比较变化了没有?
②质量相等而温度不相等的两杯水,哪一杯水具有较大的内能?温度相同而质量不等的两杯水,哪一杯水具有较大的内能?
最后总结一下本课要点。
1.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
2.知道做功和热传递都可以改变物体的内能。
3.了解热量的概念,知道热量的单位是焦耳。
重点目标
1.内能、热量概念的建立.
2.改变物体内能的途径.难点目标内能、热量概念的建立.
导入示标凉爽的秋夜,仰望星空时,会突然发现一颗流星在夜色中划过,并留下一条美丽的弧线.流星是怎样形成的呢?
目标三导学做思一:物体的内能
问题1:组成物质的分子在不停地做热运动,分子应具有什么能?物体的分子之间有引力和斥力,且分子之间有间隔,分子应具有什么能?什么叫物体的内能?你能说出它的单位吗?机械能和内能有什么区别吗?
小结:物体内所有分子由于热运动而具有的动能,以及分子之间势能的总和叫做物体的内能.它的单位是焦耳,简称焦,符号为J.机械能是宏观的,能看得到的,内能是微观的,是看不到的.
问题2:把红墨水滴入装满水的烧杯里,过一段时间,整杯水变为红色,这种现象说明了什么?当红墨水分别滴入热水和冷水中时,发现热水变色比冷水快,这又说明了什么?
小结:温度高的物体分子运动剧烈,内能大.所以物体的内能与温度有关.
问题3:小明说:“炽热的铁水温度很高,具有内能;冰冷的冰块温度很低,不具有内能.”小刚说:“炽热的铁水温度高,内能大;冰冷的冰山温度低,内能小.”你认为他们的说法正确吗?说出理由.
小结:一切物体都具有内能.物体的内能还与质量有关.
问题3:处理例1和变式练习1
例1:【解析】物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能温度越高,物体内能越大温度相同的同种物质,分子个数越多,分子热运动的动能与分子势物体内能越大
问题1:如右图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速往下压,你能观察到什么现象(棉花燃烧),该实验说明了什么?你再将一根铁丝反复弯折数十次,用手接触弯折处,有什么感觉,该实验又说明了什么?
小结:做功可以改变物体的内能.
问题2:做饭时,铁锅为什么能烫手?放在阳光下的被子,为什么能被晒得暖乎乎?
小结:热传递也可以改变物体的内能.
问题3:处理例2和变式练习2
例2:【解析】来回拉绳子,绳子与管壁之间克服摩擦做功,使管内的酒精内能增大,温度升高;当把塞子冲出时,管内的酒精蒸气对塞子做功,将内能转化成机械能.正确的答案为A选项.
答案:A
变式练习
让学生进一步理解改变内能的途径有做功和热传递两种方法,选项ABD是做功改变物体的内能,选项C是通过热传递的方式改变物体的内能.
答案:C
学做思三:热量
问题1:什么叫热量?它的单位是什么?它用什么字母表示?
小结:物体通过热传递方式所改变的内能称为热量,它的单位是J,它用字母Q表示.
问题2:在热传递现象中,高温物体和低温物体的温度、内能和热量如何变化?
小结:在热传递过程中,高温物体放出热量,温度降低,内能减小;低温物体吸收热量,温度升高,内能增大.所以热传递过程中传递的是热量,改变了物体的内能,表现在物体温度的变化.
牛顿第二定律
教学目标
知识目标
(1)通过演示实验认识加速度与质量和和合外力的定量关系;
(2)会用准确的文字叙述牛顿第二定律并掌握其数学表达式;
(3)通过加速度与质量和和合外力的定量关系,深刻理解力是产生加速度的原因这一规律;
(4)认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系,认识加速度与和外力间的瞬时对应关系;
(5)能初步运用运动学和牛顿第二定律的知识解决有关动力学问题.
能力目标
通过演示实验及数据处理,培养学生观察、分析、归纳总结的能力;通过实际问题的处理,培养良好的书面表达能力.
情感目标
培养认真的科学态度,严谨、有序的思维习惯.
教学建议
教材分析
1、通过演示实验,利用控制变量的方法研究力、质量和加速度三者间的关系:在质量不变的前题下,讨论力和加速度的关系;在力不变的前题下,讨论质量和加速度的关系.
2、利用实验结论总结出牛顿第二定律:规定了合适的力的单位后,牛顿第二定律的表达式从比例式变为等式.
3、进一步讨论牛顿第二定律的确切含义:公式中的表示的是物体所受的.合外力,而不是其中某一个或某几个力;公式中的和均为矢量,且二者方向始终相同,所以牛顿第二定律具有矢量性;物体在某时刻的加速度由合外力决定,加速度将随着合外力的变化而变化,这就是牛顿第二定律的瞬时性.
教法建议
1、要确保做好演示实验,在实验中要注意交代清楚两件事:只有在砝码质量远远小于小车质量的前题下,小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力(根据学生的实际情况决定是否证明);实验中使用了替代法,即通过比较小车的位移来反映小车加速度的大小.
2、通过典型例题让学生理解牛顿第二定律的确切含义.
3、让学生利用学过的重力加速度和牛顿第二定律,让学生重新认识出中所给公式.
教学设计示例
教学重点:牛顿第二定律
教学难点:对牛顿第二定律的理解
示例:
一、加速度、力和质量的关系
介绍研究方法(控制变量法):先研究在质量不变的前题下,讨论力和加速度的关系;再研究在力不变的前题下,讨论质量和加速度的关系.介绍实验装置及实验条件的保证:在砝码质量远远小于小车质量的条件下,小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力.介绍数据处理方法(替代法):根据公式可知,在相同时间内,物体产生加速度之比等于位移之比.
以上内容可根据学生情况,让学生充分参与讨论.本节书涉及到的演示实验也可利用气垫导轨和计算机,变为定量实验.
1、加速度和力的关系
做演示实验并得出结论:小车质量相同时,小车产生的加速度与作用在小车上的力成正比,即,且方向与方向相同.
2、加速度和质量的关系
做演示实验并得出结论:在相同的力F的作用下,小车产生的加速度与小车的质量成正比,即.
二、牛顿第二运动定律(加速度定律)
1、实验结论:物体的加速度根作用力成正比,跟物体的质量成反比.加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同.即,或.
2、力的单位的规定:若规定:使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N.则公式中的=1.(这一点学生不易理解)
3、牛顿第二定律:
物体的加速度根作用力成正比,跟物体的质量成反比.加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同.
数学表达式为:.或
4、对牛顿第二定律的理解:
(1)公式中的是指物体所受的合外力.
举例:物体在水平拉力作用下在水平面上加速运动,使物体产生加速度的合外力是物体
所受4个力的合力,即拉力和摩擦力的合力.(在桌面上推粉笔盒)
(2)矢量性:公式中的和均为矢量,且二者方向始终相同.由此在处理问题时,由合外力的方向可以确定加速度方向;反之,由加速度方向可以找到合外力的方向.
(3)瞬时性:物体在某时刻的加速度由合外力决定,加速度将随着合外力的变化而变化.
举例:静止物体启动时,速度为零,但合外力不为零,所以物体具有加速度.
汽车在平直马路上行驶,其加速度由牵引力和摩擦力的合力提供;当刹车时,牵引力突然消失,则汽车此时的加速度仅由摩擦力提供.可以看出前后两种情况合外力方向相反,对应车的加速度方向也相反.
(4)力和运动关系小结:
物体所受的合外力决定物体产生的加速度:
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同——→物体做匀加速直线运动
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反——→物体做匀减速直线运动
以上小结教师要带着学生进行,同时可以让学生考虑是否还有其它情况,应满足什么条件.
探究活动
题目:验证牛顿第二定律
组织:2-3人小组
方式:开放实验室,学生实验.
评价:锻炼学生的实验设计和操作能力.
教学目标
1、知道两列频率相同的波才能发生干涉现象;知道干涉现象的特点。
2、知道现象是特殊条件下的叠加现象,知道干涉现象是波特有的现象。
3、通过观察波的独立前进,波的叠加和水现象,认识条件及干涉现象的特征。
教学建议
本节重点是对干涉概念的理解和产生稳定干涉条件的应用。学习中要注意两列波的波峰、波峰相遇处是振动最强的地方,波谷、波谷相遇处也是振动最强的地方;而波峰、波谷或波谷、波峰相遇处则是振动最弱的地方。干涉的图样是稳定的,振动加强的地方永远加强,振动减弱的地方永远减弱。
为什么频率不同的两列波相遇,不发生干涉现象?
因为频率不同的两列波相遇,叠加区各点的合振动的振幅,有时是两个振动的振幅之和,有时是两个振动的振幅之差,没有振动总是得到加强或总是减弱的区域,这样的两个波源不能产生稳定的干涉现象,不能形成稳定干涉图样。而是波叠加中的一个特例,即产生稳定的干涉图样.
请教师阅读下表:
项目
备注
概念
频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动始终加强,某些区域的振动始终减弱,并且振动的加强区和减弱区相互间隔的现象是波特有的现象。
产生稳定干涉条件
(1)两列波的频率相同;
(2)振动情况相同.
产生的原因
波叠加的结果
教学设计
示例教学重点:
波的叠加及发生的条件。教学难点:对稳定的图样的理解。教学方法:实验讨论法教学仪器:水槽演示仪,长条橡胶管,计算机多媒体新课引入:问题1:上节课我们研究了波的衍射现象,什么是波的衍射现象呢?(波绕过障碍物的现象)问题2:发生明显的衍射现象的条件是什么?(障碍物或孔的大小比波长小,或者与波长相差不多)这节课我们研究现象,如果同时投入两个小石子,形成了两列波,当它们相遇在一起时又会怎样?请学生注意观察演示实验。
一、观察现象:
①在水槽演示仪上有两个振源的条件下,单独使用其中的一个振源,水波按该振源的振动方式向外传播;再单独使用另一个振源,水波按该振源的振动方式向外传播。现象结论:每一个波源都按其自己的方式,在介质中产生振动,并能使介质将这种振动向外传播
②找两个同学拉着一条长绳,让他们同时分别抖动一下绳的端点,则会从两端各产生一个波包向对方传播。当两个波包在中间相遇时,形状发生变化,相遇后又各自传播。(由于这种现象一瞬间完成,学生看不清楚,教师可用计算机多媒体演示)现象结论:波相遇时,发生叠加。以后仍按原来的方式传播,是独立的。
1.波的叠加:在前面的现象的观察的基础上,向学生说明什么是波的叠加。教师板书:两列波相遇时,在波的重叠区域,任何一个质点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和。
结合图下图解释此结论。
解释时可以这样说:在介质中选一点为研究对象,在某一时刻,当波源l的振动传播到点时,若恰好是波峰,则引起点向上振动;同时,波源2的振动也传播到了点,若恰好也是波峰,则也会引起点向上振动;这时,点的振动就是两个向上的振动的叠加,点的振动被加强了。(当然,在某一时刻,当波源1的振动传播到点时,若恰好是波谷,则引起户点向下振动;同时,波源2的振动传播到了点时,若恰好也是波谷,则也会引起点向下振动;这时,点的振动就是两个向下的振动的叠加,点的振动还是被加强了。)用以上的分析,说明什么是振动加强的区域。
波源l经过半周期后,传播到P点的振动变为波谷,就会使P点的振动向下,但此时波源2传过来的振动不一定是波谷(因为两波源的周期可能不同),所以,此时P点的振动可能被减弱,也可能是被加强的。(让学生来说明原因)
问题:如果希望P点的振动总能被加强,应有什么条件?如果在介质中有另一质点Q,希望Q点的振动总能被减弱,应有什么条件?
总结:波源1和波源2的周期应相同。
观察现象:
③水槽中的水。对水波干涉图样的解释中,特别要强调两列水波的频率是相同的,所以产生了在水面上有些点的振动加强,而另一些点的振动减弱的现象,加强和减弱的点的分布是稳定的。
详细解释教材中给出的插图,如下图所示。在解释和说明中,特别应强调的几点是:
①此图是某时刻两列波传播的情况;
②两列波的频率(波长)相等;
③当两列波的波峰在某点相遇时,这点的振动位移是正的最大值,过半周期后,这点就是波谷和波谷相遇,则这点的振动位移是负的最大值;
④振动加强的点的振动总是加强的,振动减弱的点的振动总是减弱的。
让学生思考和讨论,并在分析的基础上,给出干涉的定义:
(教师板书)频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔,这种现象叫,形成的图样叫做图样。
请学生反复观察水槽中的水,分清哪些区域为振动加强的区域,哪些区域为振动减弱的区域。
最后应帮助学生分析清楚:介质中某点的振动加强,是指这个质点以较大的振幅振动;而某点的振动减弱,是指这个质点以较小的振幅振动,这与只有一个波源的振动在介质中传播时,各质点均按此波源的振动方式振动是不同的。
问题:任何两列波进行叠加都可以产生干涉现象吗?(不可以)为什么?(干涉是一种特殊的叠加。任何两列波都可以进行叠加,但只有两列频率相同)
总结:干涉是波特有的现象。
二、应用
请学生思考和讨论在我们生活中是否遇到过现象,举例说明:
例1、水现象。
例2、声现象。
三、课堂小结
教学目标
知识目标
1、了解形变的概念,了解弹力是物体发生弹性形变时产生的.
2、能够正确判断弹力的有无和弹力的方向,正确画出物体受到的弹力.
3、掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法.
能力目标
1、能够运用二力平衡条件确定弹力的大小.
2、针对实际问题确定弹力的大小方向,提高判断分析能力.
教学建议
一、基本知识技能:
(一)、基本概念:
1、弹力:发生形变的物体,由于要回复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.
2、弹性限度:如果形变超过一定限度,物体的形状将不能完全恢复,这个限度叫做弹性限度.
3、弹力的大小跟形变的大小有关,形变越大,弹力也越大.
4、形变有拉伸形变、弯曲形变、和扭转形变.
(二)、基本技能:
1、应用胡克定律求解弹簧等的产生弹力的大小.
2、根据不同接触面或点画出弹力的图示.
二、重点难点分析:
1、弹力是物体发生形变后产生的,了解弹力产生的原因、方向的判断和大小的确定是本节的教学重点.
2、弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生比较难掌握的知识点.
教法建议
一、关于讲解弹力的产生原因的教法建议
1、介绍弹力时,一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好,可以演示椭圆形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化,也可以演示其它明显的形变实验,如矿泉水瓶的形变,握力器的形变,钢尺的形变,也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的方法.通过演示,介绍我们在做科学研究时,通常将微小变化“放大”以利于观察.
二、关于弹力方向讲解的教法建议
1、弹力的方向判断是本节的重点,可以将接触面的关系具体为“点——面(平面、曲面)”接触和“面——面”接触.举一些例子,将问题简单化.往往弹力的方向的判断以“面”或“面上接触点的切面”为准.
如所示的简单图示:
2、注意在分析两物体之间弹力的作用时,可以分别对一个物体进行受力分析,确切说明,是哪一个物体的形变对其产生弹力的作用.配合教材讲解绳子的拉力时,可以用具体的例子,画出示意图加以分析.
第三节 弹力
教学方法:实验法、讲解法
教学用具:演示形变用的钢尺、橡皮泥、弹簧、重物(钩码).
教学过程设计
(一)、复习提问
1、重力是的产生原因是什么?重力的方怎样?
2、复习初中内容:形变;弹性形变.
(二)、新课教学
由复习过渡到新课,并演示说明
1、演示实验1:捏橡皮泥,用力拉压弹簧,用力弯动钢尺,它们的形状都发生了改变,教师总结形变的概念.
形变:物体的形状或体积的变化叫做形变,形变的原因是物体受到了力的作用.针对橡皮泥形变之后形状改变总结出弹性形变的概念:能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变.不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变.
2、将钩码悬挂在弹簧上,弹簧另一端固定,弹簧被拉长,提问:
(1)钩码受哪些力?(重力、拉力、这二力平衡)
(2)拉力是谁加给钩码的?(弹簧)
(3)弹簧为什么对钩码产生拉力?(弹簧发生了弹性形变)
由此引出弹力的概念:
3、弹力:发生弹性形变的物体,会对跟它直接接触的'物体产生力的作用.这种力就叫弹力.
就上述实验继续提问:
(1)弹力产生的条件:物体直接接触并发生弹性形变.
(2)弹力的方向
提问:课本放在桌子上.书给桌子的压力和桌子对书的支持力属于什么性质的力?其受力物体、施力物体各是什么?方向如何?
与学生讨论,然后总结:
4、压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被压物体).
5、支持力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被支持物体).
继续提问:电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力又是什么性质的力?
其受力物体、施力物体各是谁?方向如何?
分析讨论,总结.
6、绳的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.
7、胡克定律
弹力的大小与形变有关,同一物体,形变越大,弹力越大.弹簧的弹力,与 形变的关系为:
在弹性限度内,弹力的大小 跟弹簧的伸长(或缩短)的长度 成正比,即:
式中 叫弹簧的倔强系数,单位:N/m.它由弹簧本身所决定.不同弹簧的倔强系数一般不相同.这个规律是英国科学家胡克发现的,叫胡克定律. 胡克定律的适用条件:只适用于伸长或压缩形变.
8、练习使用胡克定律,注意强调 为形变量的大小.
弹力高中物理教学反思
本节课注意了对学生开放性、创新性思维的培养。开放性创新性思维的培养不是一句口号,而应该落到实处,这是基础教育课程改革的要求,也是在教学实际中很难落实的一个问题。
一般情况下,教师在组织学生学习塑性和弹性的时候,往往是通过举出生活中或者学生能够接触的弹性物体和非弹性物体若干实例,通过归纳的方法得出塑性和弹性。在这个问题的处理上并没有按照往常的方法,而是让学生对教师给出的若干物体进行分类,潜移默化的对学生进行了方法教育。分类的标准不同,分类结果也就不同,学生的兴奋点就非常多,都试图依照不同的分类标准进行分类,学生的思维随着分类的翅膀在飞翔。
从学生的生活出发,关注学生的体验。物理不是独立和抽象于生活之外的,尤其在初中阶段来看更是如此。在组织教学的时候没有过分关注基本的知识和概念,而是从学生生活中常见的橡皮筋、海绵、弹簧、减震等学生常见常听的事物出发,学生在对物体的弹性和塑性有充分的感性基础上,总结出什么是塑性和弹性。关注学生自己的体验,让两位同学在拉测力计的活动中体验拉力的不同,认识到弹力的大小与弹性形变的物体的形变大小有关的。学生亲自参与到了物理知识的建构中,认识当然是非常深刻的。师生关系融洽和谐,这也是本节课的一个闪光点。
主要缺点:
学生在进行分类的时候没有充分放开学生的思维。为什么学生的分类答案都是与本节内容是对应的?为什么没有学生按照物质的组成去分?为什么没有按照物质的导电性能或者密度大小去分?这是受到了思维定势的影响,既然本节学习弹性和塑性,当然就是这一种分类方法。在以后的教学中应该让学生在充分分类的基础上,从中挑出一组依照弹性和塑性分类的一组,让学生分析这一种分类的标准是什么,同样回到了环节的主题。
【学习目标】
l. 知道曲线运动中速度的方向,理解曲线运动是一种变速运动.
2.知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上.
【学习重点】
1.什么是曲线运动.
2.物体做曲线运动的方向的确定.
3.物体做曲线运动的条件.
【学习难点】
物体做曲线运动的条件.
【学习过程】
1.什么是曲线的切线? 阅读教材33页有关内容,明确切线的
概念。
如图1,A、B为曲线上两点,当B无限接近A时,直线AB叫做
曲线在A点的__________ A B 图
2.速度是矢量,既有大小,又有方向,那么速度的变化包含哪几层含义?
3.质点做曲线运动时,质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的____________。
4.曲线运动中,_________时刻在变化,所以曲线运动是__________运动,做曲线运动的物体运动状态不断发生变化。
5.如果物体所受的合外力跟其速度方向____________,物体就做直线运动。如果物体所受的合外力跟其速度方向__________________,物体就做曲线运动。
【同步导学】
1.曲线运动的特点
⑴ 轨迹是一条曲线
⑵ 曲线运动速度的方向
① 质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是沿曲线的这一点的切线方向。
② 曲线运动的速度方向时刻改变。
⑶ 是变速运动,必有加速度
⑷ 合外力一定不为零(必受到外力作用)
例1 在砂轮上磨刀具时可以看到,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线飞出,为什么由此推断出砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向?
2.物体作曲线运动的条件
当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线时,物体做直线运动;当物体所
1 专心 爱心 用心
受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动.
例2 关于曲线运动,下面说法正确的是( )
A.物体运动状态改变着,它一定做曲线运动
B.物体做曲线运动,它的运动状态一定在改变
C.物体做曲线运动时,它的加速度的方向始终和速度的方向一致
D.物体做曲线运动时,它的加速度方向始终和所受到的合外力方向一致
3.关于物体做直线和曲线运动条件的进一步分析
① 物体不受力或合外力为零时,则物体静止或做匀速直线运动
② 合外力不为零,但合外力方向与速度方向在同一直线上,则物体做直线运动,当合外力为恒力时,物体将做匀变速直线运动(匀加速或匀减速直线运动),当合外力为变力时,物体做变加速直线运动。
③ 合外力不为零,且方向与速度方向不在同一直线上时,则物体做曲线运动;当合外力变化时,物体做变加速曲线运动,当合外力恒定时,物体做匀变速曲线运动。
例3.一质量为m的物体在一组共点恒力F1、F2、F3作用下而处于平衡状态,如撤去F1,试讨论物体运动情况怎样?
【巩固练习】
1.关于曲线运动速度的方向,下列说法中正确的是 ( )
A.在曲线运动中速度的方向总是沿着曲线并保持不变
B.质点做曲线运动时,速度方向是时刻改变的,它在某一点的瞬时速度的方向与这—点运动的轨迹垂直
C.曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的瞬时速度的方向就是在曲线上的这—点的切线方向
D.曲线运动中速度方向是不断改变的,但速度的大小保持不变
2.如图所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点),A、B、C为曲线上的三点,关于铅球在B点的速度方向,说法正确的是 ( )
A.为AB的方向 B.为BC的方向
C.为BD的方向 D.为BE的方向
3.物体做曲线运动的条件为 ( )
A.物体运动的初速度不为零 B.物体所受的合外力为变力
C.物体所受的合外力的方向上与速度的方向不在同一条直线上
D.物体所受的合外力的方向与加速度的方向不在同—条直线上 (第2题)
专心 爱心 用心 2
A.变速运动—定是曲线运动 B.曲线运动—定是变速运动
C.速率不变的曲线运动是匀速运动 D.曲线运动也可以是速度不变的运动
5.做曲线运动的物体,在其轨迹上某一点的加速度方向 ( )
A.为通过该点的曲线的切线方向 B.与物体在这一点时所受的合外力方向垂直
C.与物体在这一点速度方向一致 D.与物体在这一点速度方向的夹角一定不为零
6.下面说法中正确的是( )
A.做曲线运动的物体的速度方向必变化 B.速度变化的运动必是曲线运动
C.加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D.加速度变化的运动必定是曲线运动
7.一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内( )
A.速度一定不断改变,加速度也一定不断改变; B.速度一定不断改变,加速度可以不变;
C.速度可以不变,加速度一定不断改变; D.速度可以不变,加速度也可以不变。
8.下列说法中正确的是( )
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B.物体在变力作用下一定做曲线运动
C.物体在恒力或变力作用下都可能做曲线运动
D.做曲线运动的物体,其速度方向与加速度方向一定不在同一直线上
9.如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受的力方向改变而大小不变(即由F变为-F),在此力作用下物体以后的运动情况,下列说法正确的是( )
A.物体不可能沿曲线Ba运动;
B.物体不可能沿曲线Bb运动;
C.物体不可能沿曲线Bc运动;
D.物体可能沿原曲线由B返回A。 b 10.一个做匀速直线运动的物体,突然受到一个与运动方向不在同一直线上的恒力作用时,物体运动为 ( )
A.继续做直线运动 B.一定做曲线运动
C.可能做直线运动,也可能做曲线运动 D.运动的形式不能确定
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