高中物理教案优秀范文
一、教材分析
《欧姆定律》一课,学生在初中阶段已经学过,高中必修本(下册)安排这节课的目的,主要是让学生通过课堂演示实验再次增加感性认识;体会物理学的基本研究方法(即通过实验来探索物理规律);学习分析实验数据,得出实验结论的两种常用方法——列表对比法和图象法;再次领会定义物理量的一种常用方法——比值法.这就决定了本节课的教学目的和教学要求.这节课不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容,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;在实验过程中是如何控制实验条件和物理变量的,从而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.
本节课在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到复习初中知识的作用,另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础.本节课分析实验数据的两种基本方法,也将在后续课程中多次应用.因此也可以说,本节课是后续课程的知识准备阶段.
通过本节课的学习,要让学生记住欧姆定律的内容及适用范围;理解电阻的概念及定义方法;学会分析实验数据的两种基本方法;掌握欧姆定律并灵活运用.
本节课的重点是成功进行演示实验和对实验数据进行分析.这是本节课的核心,是本节课成败的关键,是实现教学目标的基础.
本节课的难点是电阻的定义及其物理意义.尽管用比值法定义物理量在高一物理和高二电场一章中已经接触过,但学生由于缺乏较多的感性认识,对此还是比较生疏.从数学上的恒定比值到理解其物理意义并进而认识其代表一个新的物理量,还是存在着不小的思维台阶和思维难度.对于电阻的定义式和欧姆定律表达式,从数学角度看只不过略有变形,但它们却具有完全不同的物理意义.有些学生常将两种表达式相混,对公式中哪个是常量哪个是变量分辨不清,要注意提醒和纠正.
二、关于教法和学法
根据本节课有演示实验的特点,本节课采用以演示实验为主的启发式综合教学法.教师边演示、边提问,让学生边观察、边思考,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,教师可给予恰当的思维点拨,必要时可进行大面积课堂提问,让学生充分发表意见.这样既有利于化解难点,也有利于充分发挥学生的主体作用,使课堂气氛更加活跃.
通过本节课的学习,要使学生领会物理学的研究方法,领会怎样提出研究课题,怎样进行实验设计,怎样合理选用实验器材,怎样进行实际操作,怎样对实验数据进行分析及通过分析得出实验结论和总结出物理规律.同时要让学生知道,物理规律必须经过实验的检验,不能任意外推,从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯.
三、对教学过程的构想
为了达成上述教学目标,充分发挥学生的主体作用,最大限度地激发学生学习的主动性和自觉性,对一些主要教学环节,有以下构想:1.在引入新课提出课题后,启发学生思考:物理学的基本研究方法是什么(不一定让学生回答)?这样既对学生进行了方法论教育,也为过渡到演示实验起承上启下作用.2.对演示实验所需器材及电路的设计可先启发学生思考回答.这样使他们既巩固了实验知识,也调动他们尽早投入积极参与.3.在进行演示实验时可请两位同学上台协助,同时让其余同学注意观察,也可调动全体学生都来参与,积极进行观察和思考.4.在用列表对比法对实验数据进行分析后,提出下面的问题让学生思考回答:为了更直观地显示物理规律,还可以用什么方法对实验数据进行分析?目的是更加突出方法教育,使学生对分析实验数据的两种最常用的基本方法有更清醒更深刻的认识.到此应该达到本节课的第一次高潮,通过提问和画图象使学生的学习情绪转向高涨.5.在得出电阻概念时,要引导学生从分析实验数据入手来理解电压与电流比值的物理意义.此时不要急于告诉学生结论,而应给予充分的时间,启发学生积极思考,并给予适当的思维点拨.此处节奏应放慢,可提请学生回答或展开讨论,让学生的主体作用得到充分发挥,使课堂气氛掀起第二次高潮,也使学生对电阻的概念是如何建立的有深刻的印象.6.在得出实验结论的基础上,进一步总结出欧姆定律,这实际上是认识上的又一次升华.要注意阐述实验结论的普遍性,在此基础上可让学生先行总结,以锻炼学生的语言表达能力.教师重申时语气要加重,不能轻描淡写.要随即强调欧姆定律是实验定律,必有一定的适用范围,不能任意外推.7.为检验教学目标是否达成,可自编若干概念题、辨析题进行反馈练习,达到巩固之目的.然后结合课本练习题,熟悉欧姆定律的应用,但占时不宜过长,以免冲淡前面主题.
四、授课过程中几点注意事项
1.注意在实验演示前对仪表的量程、分度和读数规则进行介绍.
2.注意正确规范地进行演示操作,数据不能虚假拼凑.
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一、设计思想
本节课打破以往的教学结构,将摩擦力作为一个整体来逐步研究,而不是分别研究静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件、方向和大小,使得学生更全面的从本质上掌握摩擦力的特点。
本节课的教学有三大特点:
1、采用“学习即研究”的理念展开教学,让学生通过自己的观察和感受来提出所要研究的问题,并围绕提出的问题,设计实验方案,来解决问题。让学习的过程转变为研究的过程,从而实现物理学习的本质。
2、采用体验式的学习方法,通过就地取材的物品来进行小实验,看似简单易操作,但却能带给学生最真实的体验,让学生有最直接的感受。
3、采用知识教育和科学方法教育融于一体,通过实践找规律,让学生通过观察与类比、猜想与假设、实验与归纳、控制变量法、描点作图法等探究物理问题的基本方法,归纳出摩擦力的特点。
本节内容是学生已具有一定初中知识背景下,进一步来理解摩擦力的产生条件,摩擦力方向的判断以及影响摩擦力大小的因素。
二、学情分析和教材解读的深入
(一)学情分析
1、学生初中已经学习了力的概念并可应用二力平衡进行计算静摩擦力的大小;
2、在初中阶段对摩擦力有定性了解,但不够深入高中阶段加以细化;
3、在初中学习电阻时用到过控制变量法归纳出摩擦力的特点。
(二)教材分析
本节课选自人教版普通高中物理必修1第三章第三节P57-P61,本节内容是在初中摩擦力知识基础上的延伸。是本章教学的重点,难点,也是高中物理中对物体进行受力分析的重点和难点。大家在初中已接触过摩擦力的学习,高中应从更深的一个层面来认识摩擦力,静摩擦力的问题很复杂,具体表现出“动中有静,静中有动”,有时似乎又是“若有若无,方向不定”。本节课,我力求使学生们可以正确认识静摩擦力。
三、教学目标
(一)知识与技能
1、知道什么是静摩擦力;可以根据二力平衡的知识判断静摩擦力的大小和方向。
2、可以列举说明静摩擦力在生活中的应用,明白最大静摩擦力的决定因素有哪些。
(二)过程与方法
1、通过演示及动手体验,培养学生的观察和操作能力。
2、通过对静摩擦力的教学,可以使学生形成在生活中认识“力”的科学素养。
(三)情感态度与价值观
1、通过对最大静摩擦力进行的实验探究及数据分析,使学生感受到实践是检验真理的唯一标准,更好的培养学生尊重事实和实事求是的科学态度。
2、通过分析静摩擦力的应用,进一步体现出物理源于生活并服务于生活的道理。
四、重点难点
(一)重点
1、研究静摩擦力大小的范围。
2、研究静摩擦力的方向。
(二)难点:如何对静摩擦力进行方向的判断。
五、教学策略与手段
讲授法、实验法、讨论法相结合的实验探究模式
实验和多媒体教学:
(1)教师演示用:玻璃杯,大米,筷子,气球,玻璃球,两本交叠在一起的书,一端带有定滑轮的长木板,红墨水,细线,木块,矿泉水瓶,PPT课件。
(2)学生用实验器材2人一组:弹簧秤、毛巾;玻璃板,毛刷。
六、教学过程
(一)复习提问,导入新课
1、趣味实验演示
向压实的整杯米中插进一根筷子,用筷子将米杯提起,将气球放进玻璃杯内,向气球内充气,用气球将玻璃杯提起。
发问设疑:将整杯米和玻璃杯提起的神奇力量是什么呢?
2、深入分析:
对整杯米进行受力分析,受到竖直向下的重力作用,还有筷子对整杯米的向上的作用力,向学生提出疑问,这个作用力可能是什么性质的力,进而给出在物理学中像这样产生于两个相对静止的物体间的摩擦力叫做静摩擦力。
(二)新课教学
1、静摩擦力的产生条件
①两物体接触且相互挤压
通过回顾课前气球提杯子的小实验,向学生发问,为什么干瘪的气球不能够提起杯子?
对比分析,当气球充满气时,气球可以提起杯子,此时气球与杯子接触且存在挤压,当气球内气体放出时,气球与杯子不接触且不存在相互挤压,气球也不能提起杯子,进而得出静摩擦力的产生条件之一是两物体接触并存在挤压。
②两物体存在相对运动趋势
仍然由气球提杯子的小实验入手,当气球与杯子都放在桌面上,且相对桌面静止时,气球和杯子之间不产生静摩擦力。当气球提起杯子时,气球和杯子之间就产生了静摩擦力,这是由于当气球提起玻璃杯时,玻璃杯会“想”相对气球向下运动,我们将其称为玻璃杯有相对气球向下的运动趋势,进而自然得出静摩擦力的又一个产生条件是两物体存在相对运动趋势。
③两物体接触面粗糙
夹玻璃球竞赛:
竞赛规则:谁能在十秒钟之内,用筷子夹起的玻璃球多谁就获胜。
十秒钟过去,我们会发现,一位同学夹起了几个玻璃球,而另一位同学几乎没有夹起玻璃球。引发学生的好奇心,进而追问,为什么比赛结果会如此悬殊?
教师解密,这是由于老师给“获胜”的同学所用的筷子提前穿上了一层“橡胶外衣”,进而使筷子与玻璃球接触的表面变得粗糙,才使得“获胜”同学顺利夹起玻璃球。
由此自然得出静摩擦力产生的第三个条件是两物体接触面粗糙。
2、静摩擦力概念
通过得出了静摩擦力产生的三个条件,可进一步概括得出静摩擦力的具体概念,即:两个相互挤压且相对静止的物体,由于存在相对运动趋势而在接触面上产生阻碍物体相对运动的力叫做静摩擦力。
给出定义后,教师提出一个将两本交叠在一起的书分开的小游戏,让学生亲身体会静摩擦力“巨大”力量,进而对静摩擦力有一个更直观的感受。
3、静摩擦力的三要素
①、作用点
引导学生通过定义直接得出,静摩擦力的作用点在两物体接触面上。
②方向
①用刷毛弯曲方向表示刷子所受静摩擦力的方向,在引导学生分析静止在斜面上的刷子的相对运动趋势方向,引导学生运用假设法分析得出刷子所受静摩擦力的方向与刷子的相对运动趋势方向相反这一结论。
②对被气球提起的杯子进行受力分析,引导学生利用已学过的二力平衡的知识逆向思考,分析静摩擦力的方向。
③大小
实验探究静摩擦力的大小变化:
杯子与木块相连,不断向杯中加水,直到木块滑动,可直观定性的观察物体所受静摩擦力的大小变化,自然提出猜想,静摩擦力的增大存在一个限度,教师加以解释说明,给出静摩擦力大小情况:静摩擦力的增大有一个限度,即fmax,这个最大值称为最大静摩擦力,其数值范围fmax≥f≥0,且最大静摩擦力大于滑动摩擦力。
4、巩固提高
①引导学生利用定义判断静止在曲面上的物体所受静摩擦力的方向。
教师加以总结概括,得出:静摩擦力的方向沿接触面切线方向并与相对运动趋势方向相反。
②让学生分析在超市电梯上的人的受力情况,和人走路及传送带上的物体所受到的静摩擦力。
③教师加以纠正和强调:受到静摩擦力作用的不一定是静止的物体,静摩擦力不一定是阻力。
5、应用
教师给出静摩擦力在生活中应用的相关实例,并给与解释,让学生进一步体会静摩擦力的利与弊。领会自然的神奇力量。
七、知识结构或板书设计
静摩檫力
一、静摩擦力的产生条件:
1、相互接触、挤压(弹力产生的条件)
2、与接触面有相对运动趋势
3、接触面粗糙
二、静摩擦力的定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力,这种力叫做静摩檫力。
三、摩擦力的方向:所以无论物体是静止还是运动,物体受到的静摩擦力的方向总是与相对运动趋势方向相反。
四、摩擦力的大小[来静摩擦力的大小0<f<fmax< p="""">
八、作业设计
课后完成课后“问题与练习”中1、2、3题。
九、问题研讨
(1)物理研究以实验为基础,我们这节课的学习过程中,利用身边的现象设计小实验的方法来探索物理问题,如何能更好的利用实验让学生探索物理问题?
(2)利用学习小组分组实验并讨论,如何运用小组评价机制?
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【知识与技能】
1.知道弹性碰撞与非弹性碰撞, 2.认识对心碰撞与非对心碰撞 3.知道碰撞的特点和规律 4.了解微粒的散射
【过程与方法】
通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否,让学生体会对未知物理现象进行研究的一种基本方法.
【情感、态度与价值观】
(1)在研究的过程中,培养学生敢于发表个人见解,敢于探究的情感与态度. (2)体会探究过程的乐趣,激发学习的兴趣.
★教学重点
用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题 ★教学难点
对各种碰撞问题的理解. ★教学方法
教师启发、引导,学生讨论、交流。 ★教学用具:
投影片,多媒体辅助教学设备、几个小球 ★课时安排 1 课时
★教学过程
(一)引入新课
师:课间大家观看的视频有一个共同的特点,同学们,是什么? 生:是碰撞。
师: 对了,碰撞是日常生活中极为常见的现象,这节课我们一起来分析碰撞、研究碰撞。
(二)新课教学
一.观察碰撞,感知碰撞特点
师:首先,我们来个课间精彩回顾,观察碰撞,感知碰撞特点。
3、瞬间没有发生位移
师:下面大家观察这两幅图,能从中获取什么信息?班长在哪,你从图中看出了什么?
生:
个隐藏的规律也同时在支配着碰撞的结果。大家想想这个隐藏的规律可能是什么?
生:可能是能量。
师:能说下你猜想的依据吗? 生:因为没有能量损失。 师:怎样看出来的?
生:系统碰撞前后的动能好像应该相等,在(1)中满足,但是在(2)和(3)中不满足。
师:好的!分析非常有道理,动量守恒是我们能够确定的,而动能也相等也就是说机械能守恒至多是个假设,我们常说大胆假设,小心求证。因此,机械能是否守恒还需要我们进一步加以验证。为此我们可以把碰撞前后系统机械能守恒作为一个假设。
三.理论分析,寻找碰撞规律
现在,我们的目标是寻求办法验证碰撞前后系统机械能守恒这个假设是否成立。首先要建立模型。生活中的碰撞是很复杂的,我们要抓住主要矛盾,利用简化思想抽象出最简单的模型。比如光滑水平面上,质量为m1的小球速度为V0,质量为m2的小球静止,两球发生正碰,碰撞之后两小球的速度分别为V1和V2。
推导: 以初速度V0方向为正方向
(1) (2)
求解:
讨论:
(1)若m1=m2,则V1=0,V2=V0(这就是实验结果,两球交换速度)
(2)若m1>m2,则V1>0,V2>0(用实验加以验证) (3)若m10(用实验加以验证)
(4)若m1»m2,则V1≈V0,V2≈2V0
(5)若m1«m2,则V1≈-V0,V2≈0(生活实例乒乓球撞墙原速率反弹,墙不动)
师:从上面推导过程看,理论推导的结果和实验结果吻合一致,到这里我们可以认为刚才提出的假设是符合实际情况,可以用来解释实际情况的。在物理学中,我们把这一类满足动能不损耗的碰撞叫做弹性碰撞。
师:是不是所有的碰撞都满足系统机械能守恒呢? 请大家认真观察并思考下面两种情形:
情形1:一个质量m=1kg的钢球,以水平速度V0=2m/s运动,碰到一个静止的质量M=3kg的橡皮泥球。碰撞后两球粘在一起向前运动。
情形2:一个质量m=1kg的木球,以水平速度V0=2m/s运动,碰到一个静止的质量M=3kg的泥球。碰撞后两球分开,木球速度为V1= 0.2m/s;
分成两大组进行运算
(1)碰后两球的速度多大? (2)碰前两球动能之和多大? (3)碰后两球动能之和多大?
然后展示这两组的运算结果。 情形1: 碰后两球速度相等为0.5m/s;碰前动能之和为2J,碰后动能之和为0.5J。
情形2:碰后木球速度0.2m/s,泥球速度0.6m/s;碰前动能之和为2J,碰后动能之和为0.56J。
师:计算表明这两种碰撞动能发生了损耗,在物理学中称之为非弹性碰撞。情形1动能损耗最大,碰撞的特征是碰后两球粘在一起具有相同的速度,这种碰撞是非弹性碰撞中系统动能损耗最大的,我们称之为完全非弹性碰撞。情形2动能有损耗但没达到最大,叫做一般碰撞。
师:碰撞分为三类,一是弹性碰撞,机械能守恒;二是一般碰撞,动能有损失;三是完全非弹性碰撞,动能损失最大。总言之,无论什么碰撞,机械能不增加。需要说明的是:1.真正的弹性碰撞,只有在分子、原子以及更小的粒子之间才会遇到。因为微观粒子相互接近时并不发生直接接触,因此微观粒子的碰撞又叫散射。
2.钢球、玻璃球、硬木球等坚硬物体间的碰撞,通常情况下动能损失很小,因此我们可以把它们当成弹性碰撞来处理。
四.归纳推广,总结碰撞规律
1、碰撞过程由于内力远大于外力,遵循动量守恒定律
2、碰撞过程机械能不能增加,要么不变或者要么减少
3、碰撞要符合客观实际
碰前:后面的小球1要追得上前面的小球2,要求碰后:如果两球同向:
五. 应用举例
例1.在光滑水平面上,两球沿球心连线以相等的速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能发生的是?
A.若两球质量相等,碰后以某一相等速率互相分开 B.若两球质量相等,碰后以某一相等速率同向而行 C.若两球质量不等,碰后以某一相等速率互相分开
D.若两球质量不等,碰后以某一相等速率同向而行
例2.两个小球在光滑水平面沿同一直线运动,B球在前,A球在后,已知MA=1㎏,
MB=2㎏,VA=6m/s,VB=2m/s。则当A、B碰撞后,A、B两球的速度可能是: A、VA1=5m/s,VB1=2.5m/s
B、VA1=2m/s,VB1=4m/s C、VA1=-4m/s,VB1=7m/s D、VA1=7m/s,VB1=1.5m/s 六.小结
本堂课,我们分析了碰撞的相关问题,知道碰撞的特点是作用时间极短,内力远大于外力且瞬间没有位移。碰撞分为三类,弹性碰撞、一般碰撞、完全非弹性碰撞,它遵循动量守恒定律,机械能不增加和符合客观实际的规律。
七、作业布置
八、板书设计
碰 撞
一、碰撞特点
1、作用时间极短
2、内力远大于外力
3、瞬间没有发生位移
二、碰撞分类
1、弹性碰撞: 以v0方向为正方向
(1)
(2)
(1)若m1=m2,则V1=0,V2=V0 (2)若m1>m2,则V1>0,V2>0 (3)若m10
(4)若m1»m2,则V1≈V0,V2≈2V0 (5)若m1«m2,则V1≈-V0,V2≈0
2、一般碰撞:机械能有损失
3、完全非弹性碰撞:机械能损失最大
三、碰撞的规律
1、遵循动量守恒定律
2、机械能不增加
3、符合客观实际
(1) 碰前:碰后:
【教学反思】
本节课先以研究碰撞为主题,向学生展示了一个基本的现象研究的思维过程。即为“观察实验→提出疑问→分析推理→总结规律”。先从观察生活中的碰撞总结碰撞特点,学生倍感兴趣和深有体会,能够在内心产生共鸣。后用一个经典的演示实验的分析,揭示了常见现象中的不寻常之处,激发了学生进一步探究的兴趣。本节课的主体内容无疑是对弹性碰撞的理解,这个过程的基本步骤为“提出假设→理论推理→实验检验→总结规律”。在分析过程中,以问题为纽带,逐步引导学生的思维,直至最终推理得出规律。
但是,由于多媒体设备的客观问题,课堂上出现了很多意外,以致耽误了不少教学时间,导致教学内容未完成,缺少了最后一道环节,让学生建立完整的知识框架。
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一、内容
人教版普通高中课程标准试验教科书物理必修2第六章第4节《万有引力理论的成就》
二、教学分析
1、教材分析
本节课是《万有引力定律》之后的一节,内容是万有引力在天文学上的应用。教材主要安排了“科学真是迷人”、“计算天体质量”和“发现未知天体”三个标题性内容。学生通过这一节课的学习,一方面对万有引力的应用有所熟悉,另一方面通过卡文迪许“称量地球的质量”和海王星的发现,促进学生对物理学史的学习,并借此对学生进行情感、态度、价值观的学习。
2、教学过程概述
本节课从宇宙中具有共同特点的几幅图片入手,对万有引力提供天体圆周运动的向心力进行了复习引入万有引力在天体运动中有什么应用呢?接下来,通过“假设你成为了一名宇航员,驾驶宇宙飞船……发现前方未知天体”,围绕“你有什么办法可以测出该天体的质量吗”全面展开教学。密度的计算以及海王星的发现自然过渡和涉及。在教材的处理上,既立足于教材,但不被教科书所限制,除了介绍教科书中重要的基本内容外,关注科技新进展和我国天文观测技术的发展,时代气息浓厚,反映课改精神,着力于培养学生的科学素养。
三、教学目标
1、知识与技能
(1)通过 “计算天体质量”的学习,学会估算中数据的近似处理办法,学会运用万有引力定律计算天体的质量;
(2)通过“发现未知天体”,“成功预测彗星的回归”等内容的学习,了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
2、过程与方法
运用万有引力定律计算天体质量,体验运用万有引力解决问题的基本思路和方法。
3、情感、态度、价值观
(1)通过“发现未知天体”、“成功预测彗星的回归”的学习,体会科学定律在人类探索未知世界的作用;
(2)通过了解我国天文观测技术的发展,激发学习的兴趣,养成热爱科学的情感。
四、教学重点
1、中心天体质量的计算;
2、“称量地球的质量”和海王星的发现,加强物理学史的教学。
五、教学准备
实验器材、PPT课件等多媒体教学设备
六、教学过程
(一)、图片欣赏复习引入
通过几张宇宙图片的欣赏,学生体验宇宙中螺旋的共同特点,万有引力提供向心力是天体都遵循的规律。那么,万有引力定律在天体运动中还有哪些具体的应用呢?让我们一起进入本章《万有引力理论的成就》的学习。
(二)、创设情境 解决中心问题
情境创设:假如你成为了一名宇航员,驾驶宇宙飞船航行在宇宙深处,突然,前方一美丽的天体出现在你的面前。你先关闭了宇宙的发动机,然后飞船刚好绕美丽天体做了完美的圆周运动,绕行一周后,飞船就平稳的降落在了星球上。
合作讨论:你有什么办法可以测得这一神秘天体的质量吗?
(学生通过小组探究,教师巡回指导,形成自己本组的意见,由小组选出的代表来向全班展示自己思考的结果。)
小组代表讲解展示:
思路一:测出宇宙飞船绕行一周的时间和轨道半径,根据万有引力提供向心力,即:从而得出星球(中心天体)的质量。
思路二:根据宇航员降落在星球表面上后,重力近似等于万有引力,即: 得出在思路二完成之后,紧接着问题:如何测得星球表面的重力加速度g呢?
(学生讨论回答,现场教师展示借助小球的自由落体运动,通过现代技术“传感器”现场完成重力加速度的测量。)
设计说明:
1、通过“学生成为宇航员驾驶宇宙飞船发现未知天体”的情境创设,围绕”如何测得星球的质量?”这一中心问题展开学生的讨论活动,在让学生觉得有趣味的同时,通过小组讨论、合作学习来促使学生创造性的思考、解决本节课的中心问题。
2、多媒体和现代测量方法——传感器让学生感受技术带来的便捷。
(三)、物理学史 展现人文魅力
启示:一旦测出了引力常量G,那么就可以利用公式 得到地球的质量了。
1798年,卡文迪许通过自己设计的扭秤实验,成功得到了引力常量的值。因此卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球的重量”,是不无道理的。
而正是这段故事,让一个外行人、著名文学家马克·吐温满怀激情的说:“科学真是迷人。根据零星的事实,增添一点猜想,竟能赢得那么多的收获!”
(四)、课堂延伸——如何得到这一天体的密度?
设计说明:在这一问题中,老师提示了球体的体积公式,然后就把时间交给学生了。学生进行了积极的演算,可得到的答案有两种,一种是带有半径的,而另一种则是把半径约分掉的 。“为什么半径可以约掉呢?”这一问题又再一次促进了学生的思考。而这也保证了课堂的开放性。
(五)、发现未知天体
视频:“海王星的发现”,——展现科学发现的足迹,注重学生进行科学态度和情感。
诺贝尔物理学奖获得者、物理学家冯劳厄说:“没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样,如此有力的树立起人们对年轻物理学的尊敬。从此以后,这门自然科学成了巨大的精神王国……”
(六)、课堂小结与反馈 简单回顾本节课的教学内容
七、板书设计:
第4节《万有引力理论的成就》
一、 图片欣赏,引入新课
二、 测中心天体的质量
三、 卡文迪许——人文魅力
四、 应用
1、测天体密度
2、发现未知天体
八、教学反思:
本节课在教学设计上创造性的使用教材,通过“学生成为宇航员驾驶宇宙飞船发现未知天体”的情境创设,让学生在极大的趣味中完成了本节中心内容的教学。学生的学习过程脉络清晰。物理学家的人文魅力学生也有一定的感知。
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【教学目标】
(一)知识与技能
1、理解向心力的概念。
2、知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含义,并能用来进行计算。
3、知道在变速圆周运动中,可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。
(二)过程与方法
通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关,并理解公式的含义。
(三)情感、态度与价值观
1、在实验中,培养动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。
2、感受成功的快乐,体会实验的意义,激发学习物理的兴趣。
【教学重点】
明确向心力的意义、作用、公式及其变形。
【教学难点】
如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。
【教学课时】
1课时
【教学过程】
(一)引入新课
教师活动:前面两节课,我们学习、研究了圆周运动的运动学特征,知道了如何描述圆周运动。这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征――向心力。
(二)进行新课
1、向心力
教师活动:指导学生阅读教材 “向心力”部分,思考并回答以下问题:
1、举出几个物体做圆周运动的实例,说明这些物体为什么不沿直线飞去。
2、用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。
学生活动:认真阅读教材,列举并分析实例,体会向心力的作用效果,并根据牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。学生代表发表自己的见解。
教师活动:倾听学生回答,帮助学生分析实例,引导学生解决疑难,回答学生可能提出的问题。
投影向心力表达式:Fn=m或Fn=mrw2
r点评:激发学生的思维,充分调动学习的积极性。通过学生发表见解,培养学生语言表达能力和分析问题的能力。
2、实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
教师活动:指导学生阅读教材 “实验”部分,引导学生思考下面的问题:
1、实验器材有哪些?
2、简述实验原理(怎样达到验证的目的)
3、实验过程中要注意什么?测量那些物理量(记录哪些数据)?
4、实验过程中差生误差的原因主要有哪些?
学生活动:认真阅读教材,思考问题,学生代表发言。 教师活动:听取学生见解,点评、总结。
教师活动:指导学生完成实验,及时发现并记录学生实验过程中存在的问题。 学生活动:分成小组,进行实验,独立验证。
点评:让学生亲历实验验证的过程,体验成功的乐趣。培养动手能力和团结协作的团队精神。
教师活动:听取学生汇报验证的结果,引导学生对实验的可靠性作出评估。 师生互动,得出结论:
1、实验的过程中,多项测量都是粗略的,存在较大的误差,用两个方法得到的力并不严格相等。
2、通过实验我们还体会到,向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样具有某种性质的力来命名的。它是效果力,是按力的效果命名的。在圆锥摆实验中,向心力是小球重力和细线拉力的合力,还可以理解为是细线拉力在水平面内的一个分力。
教师活动:实例分析:说明以下几个圆周运动的实例中向心力是由哪些力提供的?
1、绳的一端拴一小球,手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。
2、月球绕地球运转的向心力是什么力提供的?
3、在圆盘上放一个小物块,使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动,分析小物块受几个力?向心力由谁提供?
学生活动:思考并回答问题:
1、小球受重力、支持力、绳的拉力而做匀速圆周运动。由于竖直方向小球不运动,故重力、支持力合力为零,那么水平方向上的匀速圆周运动效果由水平面上的绳的拉力效果来提供.
2、月球和地球间的引力提供月球运转的向心力
3、小物块受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力提供向心力
点评:通过实例分析,达到巩固所学知识的目的。
教师活动:指导学生两人一组,完成课本54页“做一做”栏目中的实验,自己感受向心力的大小。
学生活动:按照“做一做”栏目中的实验介绍,独立操作,在实验中获得体验。 点评:通过实验,增强学生的感性认识,同时激发学习物理学的兴趣。
3、变速圆周运动和一般曲线运动
教师活动:向心力能改变速度的大小吗?为什么? 学生活动:思考并发表见解。
教师活动:听取学生代表的发言,点评。
教生活动:设疑:我们在“做一做”的实验中,通过抡绳子来调节沙袋速度的大小,不就说明向心力可以改变速度的大小吗?这该怎样解释呢?
学生活动:认真阅读课本,思考并讨论问题,学生代表发表见解。 教师活动:听取学生见解,点评、总结。
点评:培养学生阅读教材并从中获取信息的能力,培养学生发现问题解决问题的主动求知的意识。
教师活动:对于做一般曲线运动的物体,我们可以用怎样的分析方法进行简化处理? 学生活动:阅读教材并结合图6.7-4的提示发表自己的见解。
点评:对学生注重物理学方法的教育。
(三)课堂总结、点评
教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
(四)实例探究
[例1]如图所示,在光滑的水平面上钉两个钉子A和B,相距20 cm.用一根长1 m的细绳,一端系一个质量为0.5
kg的小球,另一端固定在钉子A上.开始时球与钉子A、B在一直线上,然后使小球以2 m/s的速率开始在水平面内做匀速圆周运动.若绳子能承受的最大拉力为4
N,那么从开始到绳断所经历的时间是多少?
解析 球每转半圈,绳子就碰到不作为圆心的另一颗钉子,然后再以这颗钉子为圆心做匀速圆周运动,运动的半径就减少0.2
m,但速度大小不变(因为绳对球的拉力只改变球的速度方向).根据F=mv2/r知,绳每一次碰钉子后,绳的拉力(向心力)都要增大,当绳的拉力增大到Fmax=4
N时,球做匀速圆周运动的半径为rmin,则有
Fmax=mv2/rmin
rmin=mv2/Fmax=(0.5×22/4)m=0.5 m.绳第二次碰钉子后半径减为0.6 m,第三次碰钉子后半径减为0.4
m.所以绳子在第三次碰到钉子后被拉断,在这之前球运动的时间为:
t=t1+t2+t3
=πl/v+π(l-0.2)/v+π(l-0.4)/v =(3l-0.6)·π/v =(3×1-0.6)×3.14/2 s =3.768 s 答案
3.768 s 说明
需注意绳碰钉子的瞬间,绳的拉力和速度方向仍然垂直,球的速度大小不变,而绳的拉力随半径的突然减小而突然增大.[例2]如图所示,水平转盘的中心有个竖直小圆筒,质量为m的物体A放在转盘上,A到竖直筒中心的距离为r.物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B相连,B与A质量相同.物体A与转盘间的最大静摩擦力是正压力的μ倍,则转盘转动的角速度在什么范围内,物体A才能随盘转动.
解析
由于A在圆盘上随盘做匀速圆周运动,所以它所受的合外力必然指向圆心,而其中重力、支持力平衡,绳的拉力指向圆心,所以A所受的摩擦力的方向一定沿着半径或指向圆心,或背离圆心.当A将要沿盘向外滑时,A所受的最大静摩擦力指向圆心,A的向心力为绳的拉力与最大静摩擦力的合力.即
F+Fm ′=mω12r 由于B静止,故 F=mg
②
①
由于最大静摩擦力是压力的μ倍,即 Fm ′=μFN=μmg 由①、②、③解得 ω1=g(1+m)/r;
③ 当A将要沿盘向圆心滑时,A所受的最大静摩擦力沿半径向外,这时向心力为: F-Fm ′=mω22r
④
由②、③、④得ω2=g(1-m)/r.要使A随盘一起转动,其角速度ω应满足
g(1-m)/r≤ω≤g(1+m)/r
答案 g(1-m)/r≤ω≤g(1+m)/r
说明 根据向心力公式解题的关键是分析做匀速圆周运动物体的受力情况;明确哪些力提供了它需要的向心力.
简单的磁现象教学设计
(一)教学目的
1.知道磁体有吸铁(镍、钴)性和指向性。
2.知道磁极间的相互作用。
3.知道磁化现象。
(二)教具
各种形状的磁铁,磁针,一小堆大头针,铁屑,铁片,铜片,玻璃片,镍币,铁棒,细线,有关磁性材料的实物,图片等。
(三)课前准备
以上实验器材可布置学生在家里准备,上课前检查准备情况,学生在家里不容易找到的器材如各种磁铁、镍币等,教师加以补充,然后要求学生将实验器材放好,供课堂实验用。
(四)教学过程
1.提问引入新课。
提问:平时摆弄磁铁时观察到磁铁能吸引什么物质?指南针有什么作用?
(吸引铁,指南针可以指南北,帮助人们辨别方向。)
进一步提问引入新课:
磁铁只能吸引铁吗?指南针为什么能指南北呢?这节课我们来研究一些简单的磁现象。板书:第一节简单的磁现象
2.进行新课
(1)认识永磁体的磁现象
提问:磁铁具有哪些性质?它只能吸铁吗?请同学们自己通过实验进行探索。
学生实验:将课前准备的铁片、钢锯片、镍币、铜片、玻璃片等器材放在桌上摆好,用条形磁铁分别接近它们,观察发生的现象。
提问:磁铁能吸引哪些物质?
(磁铁能吸引铁制物质,能微弱地吸引镍币)
教师指出:磁铁除了能吸引铁、镍外,还能吸引钴,钴是稀有金属,我们平时很少见。由此,我们可以得出下列结论:
板书:一、磁铁能吸引铁、钴、镍等物质,磁铁的这种性质叫做磁性。具有磁性的物质叫做磁体。
提问:磁体各部分吸引铁的能力都一样吗?请同学们自己动手做下列实验。学生实验:把一些大头针平铺在一张白纸上,分别将条形磁体和蹄形磁体平放在大头针上,然后用手轻轻将磁体提起,并轻轻抖动。
提问:观察到什么现象?由此可得出什么结论?
(观察到磁铁两端能吸引较多的大头针,而中部没有吸引大头针,这表明磁铁两端的磁性最强)
教师归纳并板书:二、磁体各部分的磁性强弱不同,磁体上磁性最强的部分叫做磁极,它的位置在磁体的两端。
提问:从上面实验可以看出,磁体有两个磁极,怎样表示这两个磁极呢?请同学们观察下面的实验。
演示实验:先用线将条形磁体悬挂起来,使它自由转动,观察它的静止方位;再支起小磁针,让它在水平方向上自由转动,观察它的静止方位。
提问:条形磁体、小磁针静止时,两个磁极分别指向什么方向?
(都是一端指南,一端指北)
教师指出:可以自由转动的磁体,静止后恒指南北,世界各地都是如此。为了区别这两个磁极,我们就把指南的磁极叫南极,或称S极;另一个指北的磁极叫北极,或称N极。板书:三、磁体上的两个磁极,一个叫南极(S极),一个叫北极(N极)。提问:世界最早的指南工具是什么?它是根据什么原理制成的?
出示司南的挂图和幻灯片,说明世界最早的指南针就是我国战国时代的指南针,叫司南,它是根据磁针静止时总是指南北的原理制成的。
提问:磁体两端的磁性最强,如果把两磁极相互靠近时,会发生什么现象呢?下面请同学们通过实验来研究。
学生实验:把一块条形磁体用线吊起来,用另一块条形磁体的N极先慢慢地接近吊起的N极,再慢慢接近吊起的S极,观察磁极间的相互作用。
学生归纳实验结果后,教师板书:
四、磁极间的相互作用是:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。讲述:我们已经认识了磁体的许多磁现象,磁体可分为天然磁体和人造磁体,通常我们看到和使用的磁体都是人造磁体,它们都能长期保持磁性,通称为永磁体。(2)研究磁化现象
提问:人造磁体是根据什么道理制作的?请同学们观察下面的实验:
演示实验:按课本图11-5那样进行演示实验。边演示边提问:
铁棒原来有没有磁性?(没有)当用磁体慢慢从上部接近铁棒时,观察到什么现象?(观察到铁棒能吸引下面的铁屑)这说明什么?(说明铁棒也获得了磁性)
教师指出:铁和钢都可以用这种方法获得磁性,我们把这种现象叫做磁化现象。板书:五、使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。铁和钢制的物体都能被磁化。
重做上面的实验:当铁棒吸引铁屑后,将上部的磁体拿掉。
提问:当磁体拿掉后,铁棒还能吸引下面的铁屑吗?这说明什么?(铁棒不能吸引铁屑,说明铁棒的磁性容易消失)
教师指出:铁棒被磁化后,磁性容易消失,称为软磁体。钢被磁化后,磁性能够长期保持,称为硬磁体或永磁体,钢是制造永磁体的好材料。
提问:除了钢、铁外,还有哪些物质可作磁性材料?它们在现代科技中有哪些应用呢?向学生展示录音带、磁性卡等,介绍这些磁性材料的应用。
3.小结
师生共同小结:这节课学到了什么?
4.练习
有一条形磁体的N、S极的标记模糊不清了,怎样用实验的方法将它的两极判别出来?
5.布置作业
课本上的本章习题第1题。
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教学目标
知识目标
1、初步理解速度—时间图像.
2、理解什么是匀变速直线运动.
能力目标
进一步训练用图像法表示物理规律的能力.
情感目标
渗透从简单问题入手及理想化的思维方法.
教学建议
教材分析
本节内容是本单元的基础,是进一步学习加速度概念及匀变速运动规律的重要前提.教材主要有两个知识点:速度—时间图像和匀变速直线运动的定义.教材的编排自然顺畅,便于学生接受,先给出匀速直线运动的速度—时间图像,再根据具体的实例(汽车做匀加速运动),进一步突出了“图像通常是根据实验测定的数据作出的”这一重要观点,并很自然地给出匀变速直线运动的定义,最后,阐述了从简单情况入手,及理想化的处理方法,即有些变速运动通常可近似看作匀变速运动来处理.
教法建议
对速度——时间图像的学习,要给出物体实际运动的情况,让学生自己建立图像,体会建立图像的一般步骤,并与位移图像进行对比.对匀变速直线运动的概念的学习,也要通过分析具体的实例,认真体会“在相等的时间内速度变化相等”的特点,教师也可以给出速度变化相同,但是所用时间不等的例子,或时间相同,速度变化不等的例子,让学生判断是否是匀变速直线运动.
教学设计示例
教学重点:速度——时间图像,匀变速直线运动的定义.
教学难点:对图像的处理.
主要设计:
1、展示课件:教材图2—15的动态效果(配合两个做匀速运动的物体)体会速度——时间图像的建立过程.
2、提问:如何从速度——时间图像中求出物体在一段时间内的位移?
3、上述两个运动的位移——时间图像是怎样的?
(让同学自己画出,并和速度——时间图像进行对比)
4、展示课件图2—17的动态效果〔配合做匀加速运动的汽车运行情况(显示速度计)
引导同学:采集实验数据,建立坐标系,描点做图.
5、展示课件图2—18的动态效果(配合做匀减速运动的汽车)
引导同学:画出它的速度——时间图像.
6、提问:上述两个汽车运动过程有什么特点?
引导同学发现“在相等的时间内速度的改变相等”的特点.
7、举例:
①速度改变相等,所用时间不等的情况.
②经过相同时间,速度改变不相等的情况.
8、小结:什么是匀变速直线运动?什么是匀加速直线运动?什么是匀减速直线运动?
探究活动
请你坐上某路公共汽车(假设汽车在一条直线上行驶)观察汽车的速度表和自己的手表,采集数据,即记录汽车在不同时刻的速度,之后把你采集的数据用速度——时间图像表示出来,并将你的结果讲给周围人听。
直流电动机教学设计
(一)教学目的
1.知道直流电动机的原理和主要构造。
2.知道换向器在直流电动机中的作用。
3.了解直流电动机的优点及其应用。
4.培养学生把物理理论应用于实际的能力。
(二)教具
如课本图12—10的挂图和模型,两个箭头标志(可用饮料盒铝片制作),自制直流电动机模型(参见图12—2),直流电动机原理挂图一幅,小型直流电动机一台,学生电源一台。
(三)教学过程
1.复习
提问:上节课我们做实验给磁场中的导体通电,发现了什么?(学生回答:通电导体在磁场中受力)。
提问:这个力的方向与哪两个因素有关?(学生回答之后,教师强调:改变电流方向,或改变磁感线方向,导体受力方向就随着改变)
提问:出示如课本12—10甲的挂图和模型,根据上面的结论,通电线圈在磁场中是怎样受力的?(学生回答:ab边受力向上,cd边受力向下)
提问:在这两个力的作用下,线圈怎样运动?(学生回答:线圈会转动)
提问:这个现象中能量是怎样转化的?(学生回答:电能转化为机械能)
2.引入新课
教师陈述:电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动的现象制成的,它将电能转化成机械能。下面我们来研究电动机是如何利用上述现象制成的,当然,我们先讨论最简单的一种电动机—直流电动机。给出直流电动机定义,并板书:
〈第五节直流电动机〉
3.进行新课
(1)使磁场中的通电线圈能连续转动的办法
很多同学可能马上想到通电线圈在磁场中不能连续转动(转到平衡位置要停下来),而实际的电动机要连续转动。怎样解决这个问题呢?(此处可告诉学生把理论用于实际需要再付出很多劳动,还可简介各国对理论应用于实际的重视,以培养学生对应用科学的兴趣)要解决这个问题,我们还得进行深入研究。
提问:在上节课的演示实验中,线圈转到平衡位置时是立即停止吗?为什么它不立即停止?(学生答:由于惯性线圈会稍转过平衡位置)
提问:转过平衡位置后,为什么它又转回来呢?(利用模型分析:转过平衡位置后,ab边受力仍朝上,cd边受力仍朝下,正是这一对力使线圈转回来的)
提问:要使线圈不转回来,应该在线圈刚转过平衡位置时就改变线圈的受力方向,即使线圈刚转过平衡位置就使ab边受力变为向下,cd边受力变为向上。怎样才能使线圈受力方向发生这样的改变呢?
引导学生回忆影响受力方向的两个因素,从而得出:应该在此时改变电流方向,或者改变磁感线方向。进一步引导学生分析:改变磁感线方向就是要及时交换磁极,显然这不容易做到;实际的直流电动机是靠及时改变电流方向来改变受力方向的。
板书:〈1.使磁场中的通电线圈连续转动,就要每当线圈刚转过平衡位置,就改变一次电流方向。〉
(2)换向器
提问:怎样才能使线圈刚转过平衡位置时就及时改变电流方向呢?
让学生想办法并开展讨论,教师下去了解学生的情况并鼓励和指导。
教师出示:两个半圆铝环和电刷,指出:靠这两样东西就可以解决问题。待学生思考片刻,教师出示已准备的与课本图12—12相似的模型,说明铝环与线圈的连接情况和铝环与电刷的配合过程。
引出换向器的概念并板书:
〈2.换向器的作用:当线圈刚转过平衡位置时,换向器能自动改变线圈中电流的方向,从而改变线圈受力方向,使线圈连续转动。〉
让学生仔细观察课本图12—12,进一步弄清楚线圈转动过程,重点是甲图和丙图,回答教师填空式的提问:
甲图:电流方向是a→b→c→d,受力方向是ab边受力向上,cd边受力向下,转动方向是顺时针。
丙图:电流方向是d→c→b→a,受力方向是ab边受力向下,cd边受力向上,转动方向是顺时针。
(3)直流电动机的构造
出示:直流电动机,介绍主要构造:磁极、线圈、换向器、电刷。
板书:〈3.直流电动机的构造〉
演示:给直流电动机通电转动,提高学生兴趣(若时间不允许,可省些演示)。告诉学生:下节课同学们将自己装一台小直流电动机,进一步弄清楚它的有关知识。
让学生阅读课文最后两个自然段,了解直流电动机的优点和应用。
4.小结(略)
5.作业:(不要求笔做)
(1)预习下节内容。
(2)比较直流电动机和交流发电机,从原理、构造和能量转化等方面说出它们的区别。
(四)说明
1.本节采用程序性的提问和讨论,启发学生弄清线圈受力情况和转回来的原因,以及解决问题的办法,可以培养学生的思维和创造能力。
2.换向器是教学的难点,制作放大的直观模型很有必要。靠这一节课教学,一部分学生可能还没有完全弄清楚,下节课学生将进一步认识它。
3.通过前面几节的学习,学生识图能力应该有所提高,本节电动机原理图要尽量让学生自己看图理解。
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知识目标
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;
情感目标
通过分析事例,培养学生全面认识和对待事物的科学态度。
教学建议
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。
教学设计方案
一、引入:引导学生观察发电机、电动机和变压器(可用事物或图片)
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?
引导学生看书回答,从而引出涡流的概念:什么是涡流?
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?
提出上述问题后,让学生看书、讨论回答
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。
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教学目标
(一)知识与技能
1、掌握楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流方向。
2、培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。
3、能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向
4、掌握右手定则,并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
(二)过程与方法
1、通过实践活动,观察得到的实验现象,再通过分析论证,归纳总结得出结论。
2、通过应用楞次定律判断感应电流的方向,培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
在本节课的学习中,同学们直接参与物理规律的发现过程,体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受,并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。
教学重点
1、楞次定律的获得及理解。
2、应用楞次定律判断感应电流的方向。
3、利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
教学难点
楞次定律的理解及实际应用。
教学方法:
发现法,讲练结合法
教学用具:
干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。
教学过程
(一)引入新课
教师:[演示]按下图将磁铁从线圈中插入和拔出,引导学生观察现象,提出:
①为什么在线圈内有电流?
②插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?为什么?
③怎样才能判断感应电流的方向呢?
本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。
(二)进行新课
1、楞次定律
教师:让我们一起进行下面的实验。(利用CAI课件,屏幕上打出实验内容)
[实验目的]研究感应电流方向的判定规律。
[实验步骤]
(1)按右图连接电路,闭合开关,记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向的关系。(如电流从左接线柱流入,指针向右偏还是向左偏?)
(2)记下线圈绕向,将线圈和灵敏电流计构成通路。
(3)把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中,并从线圈中拔出,每次记下电流表中指针偏转方向,然后根据步骤(1)结论,判定出感应电流方向,从而可确定感应电流的磁场方向。
根据实验结果,填表:
磁铁运动情况N极下插N极上拔S极下插S极上拔磁铁产生磁场方向线圈磁通量变化感应电流磁场方向
教师:N极向下插入线圈中,磁铁在线圈中产生的磁场方向如何?
教师:再把该磁铁从线圈中拔出时,磁铁在线圈中产生的磁场方向如何?
教师:S极向下插入线圈中,情况怎样呢?
教师:再把S极从线圈中拔出时,情况如何?
教师:通过上面的实验,同学们发现了什么?
教师:刚才几位同学的说法都正确。物理学家楞次概括了各种实验结果,在1834年提出了感应电流方向的判定方法,这就是楞次定律。投影打出楞次定律的内容。
[投影]
感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律。
(师生共同活动:理解楞次定律的内涵)
(1)“阻碍”并不是“阻止”,一字之差,相去甚远。要知道原磁场是主动的,感应电流的磁场是被动的,原磁通仍要发生变化,感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。
(2)楞次定律判断感应电流的方向具有普遍意义。
教师:楞次定律符合能量守恒。从上面的实验可以发现:感应电流在闭合电路中要消耗能量,在磁体靠近(或远离)线圈过程中,都要克服电磁力做功,克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。
楞次定律也符合唯物辩证法。唯物辩证法认为:“矛盾是事物发展的动力”。电磁感应中,矛盾双方即条形磁铁的磁场(B原)和感应电流的磁场(B感),两者都处于同一线圈中,且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化,形成既相互排斥又相互依赖的矛盾,在回路中对立统一,正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象。
2、楞次定律的应用
教师:[投影]应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤:
(1)明确原磁场的方向。
(2)明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。
(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。
(4)利用安培定则确定感应电流的方向。
教师:下面让我们通过对例题的分析,熟悉应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤,同时加深对楞次定律的理解。
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磁场对电流的作用教学设计
课时:1课时。
教学要求:
1.知道磁场对电流存在力的作用,知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向,以及磁感线方向有关系。改变电流方向,或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。能说明通电线圈在磁场中转动的道理。
2.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。
3.培养、训练学生观察能力和从实验事实中,归纳、概括物理概念与规律的能力。
教学过程
一、引人新课
首先做直流电动机通电转动的演示实验,接着提出问题:
电动机为什么会转动?
要回答这个问题,还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现——电流周围存在着磁场,并通过磁场对磁体发生作用,即电流对磁体有力的作用,再让我们逆向思索,磁体对电流有无力的作用呢?即磁体通过其磁场对电流有无力的作用呢?
现在就让我们共同沿着这一逆向思索所形成的猜想,设计实验,进行探索性的研究。
板书:四、研究磁场对电流的作用
二、演示实验
板书:1.实验研究:
1.介绍实验装置的同时说明为什么选择这些实验器材,渗透实验的设计思想。
2.用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格,如下:
3.按照实验过程,把课本1、2两个实验,用边演示,边指导观察,边提出问题的方式,连续完成。要求学生完成观察演示实验的记录和思考回答表中的问题:
“通电铜棒在磁场中,运动的原因是什么?”
这样做,一是引导学生发现磁场对电流也存在力的作用,二是进一步巩固、深化力的概念。
4.对学生通过观察,归纳概括出的结果,要做小结:(板书小结如下)
通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向与电流方向、磁感线方向是相互垂直的.不论是改变电流方向,还是改变磁场方向,都会改变力的方向
三、应用
板书:2.实验结论的应用:
1.出示线圈在磁场中的演示实验装置,并提出问题让学生思考:
应用上面实验研究的结论,分析判断通电的线圈在磁场中会发生什么现象?
2.出示方框线圈在磁场中的直观模型,并用小黑板或幻灯片把模型的平面图展示出来,以助学生思考。
3.在学生作出判断的基础上,演示通电线圈在磁场中所发生的现象,来证验学生的分析,判断是否正确。(关于这个实验装置见前面的“实验”)
4。在实验验证的基础上过渡到教材中的“想想议议”上来,无论学生解释得完整,或者不完整都没有关系,可以留下来课后讨论,为下一节课继续分析埋下伏笔.
四、讨论
板书:问题讨论
怎样旧能的转比与守恒的观点,来说明通电导体和通电线圈在磁场中发生运动的现象?启发讨论的子问题:l.通电导体和通电线圈发生运动时,消耗了什么能?得到了什么能?2.你所说的消耗的能和你所说的得到的能守恒吗?为什么?
五、小结
板书:课堂小结
学生小结,或师生共同小结,本节课学到了什么?
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教学目标:
1、知识与技能
(1)解释速度的概念,能够概括速度的定义、公式、符号、单位和物理意义。
(2)解释平均速度、瞬时速度的定义并学会辨析。
(3)能够说出速率的概念并辨认速度与速率。
2、过程与方法
(1)在概念转变的教学过程中形成全面、正确的关于速度的概念。
(2)通过平均速度引出瞬时速度的过程,锻炼使用极限思维。
(3)通过对平均速度与瞬时速度、速度与速率的区别和分辨,学会运用辨析的方法。
3、情感态度与价值观
(1)对速度全面正确地解释来积极培育自身科学严谨的态度。
(2)积极将自己的观点及见解与老师、同学进行交流。
(3)通过本节课的学习尝试体会物理学中蕴含的对立统一。
课型:
新授课
课时:
第一课时
学情分析:
一般而言,高一学生在经历了初中阶段的学习后,思维能力得到了较好的发展,抽象逻辑思维逐渐取代形象思维占据主要地位、学生的一般特征主要表现为以下几个方面:
(1)学生能够按照探究性学习的过程利用假设思维进行学习;
(2)学生在学习过程中自我调控能力得到了进一步加强,学习过程更加具有目的性;
(3)在某种程度下学生思维不再是“抱残守缺”,而是较为容易接受新事物;
(4)学生学习动机由兴趣支撑逐渐转变为由意志支撑,学习的目的性更加明确;
(5)学生之间的交流对于学生学习具有一定的影响;
关于“速度”的学习,学生在初中阶段科学学科中所接受的定义是,单位时间内通过的路程、这与高中对于“速度”的定义截然不同,学生虽然通过初中阶段的学习具备了一定的基础,但这个基础里大部分仍然是迷思概念、如何将初中阶段所接受到的关于“速度”的迷思概念转变为科学概念,达到一个新的认知平衡是本节课的一条主线、同时也应该认识到学生在初中阶段的学习以及前面关于“位移”、“路程”的学习为本节课奠定了一个很好的基础。
本节课可能存在的问题有两个,一是学生根据初中阶段的学习积累对于“速度”难以产生正确、客观的认识,其中所存在的迷思概念需要在教学过程中进行转变;二是学生对于“平均速度”、“瞬时速度”两个概念可能会有所混淆,教师应该利用课堂呈现的问题情境引导学生进行有效区分。
教学重点:
速度的概念,由平均速度通过极限的思维方法引出瞬时速度。
教学难点:
对瞬时速度的理解,怎样由平均速度引出瞬时速度。
教学方法:
问题情境引入、探测已有概念、产生认知冲突、解构迷思概念和建构科学概念、形成新的认知平衡。
教学过程:
引入:速度的二段式测验3道题,情境引入,激发学生产生冲突。
(一)速度
“速度”的引入:运动会上,要比较哪位运动员跑得快,可以用什么方法?通过相同的位移比较时间的长短。若运动的时间是相等的,我们可以根据位移的大小来比较。如果运动的位移、所用的时间都不一样,又如何比较呢?
在物理学中,我们引入速度这个物理量来描述物体运动的快慢。
1、定义:位移Δx与发生这个位移所用时间Δt的比值(比值定义法)。
描述物体运动快慢的物理量。
2、国际单位:m/s或m·s—1,其他单位:km/h等
3、速度是矢量,方向与运动方向相同。
在匀速直线运动中,速度保持不变。如果物体做变速直线运动,速度的大小不断改变,根据求得的则表示物体在Δt时间内的平均快慢程度,称为平均速度。
(二)平均速度和瞬时速度
1、平均速度
⑴公式:
⑵平均速度是矢量,方向即位移的方向。
对于变速直线运动,各段的平均速度一般并不相同,求平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”。
⑶求平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”。
过渡:平均速度只能粗略的描述物体运动的快慢,为了精确地描述做变速直线运动的物体运动的快慢,我们可以将时间Δt取得非常小,接近于零,这是求得的速度值就应该是物体在这一瞬时的速度,称为瞬时速度。
2、瞬时速度
⑴定义:物体在某一时刻(或某一瞬间)的速度。
⑵瞬时速度简称速度,方向为物体的运动方向。
在日常生活中,人们对“速度”这一概念并不一定明确指出是“平均速度”还是“瞬时速度”,我们应根据上下文去判断。“平均速度”对应的是一段时间,“瞬时速度”对应的是某一时刻。
3、瞬时速率:瞬时速度的大小,简称速率。
例:课本P16汽车速度计上指针所指的刻度是汽车的瞬时速率。
(三)平均速率:物体运动的路程与所用时间的比值。
与“平均速度的大小”完全不同。
例1:下列对各种速率和速度的说法中,正确的是();
A、平均速率就是平均速度;
B、瞬时速率是指瞬时速度的大小;
C、匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于其任一时刻的瞬时速度;
D、匀速直线运动中任何一段时间内的平均速度都相等;
例2:一辆汽车沿平直的公路行驶,⑴若前一半位移的平均速度是v1,后一半位移的平均速度是v2,求全部路程的平均速度;⑵若汽车前一半时间的平均速度是v1,后一半时间的平均速度是v2,求全部路程的平均速度。
总结:平均速度不是速度的平均值,应严格按照定义来计算。
例3:人乘自动扶梯上楼,如果人站在扶梯上不动,扶梯将人送上楼去需用30s。若扶梯不动,某人沿扶梯走到楼上需20s。试计算这个人在扶梯开动的情况下仍以原来的速度向上走,需要多长时间才能到楼上?(12s)
作业:
必做:p18—1、2、3、4;
选做:新新学案第一章第三节;
牛顿第一定律教学设计
(一)教学目的
1.知道牛顿第一定律.
2.通过学习,提高学生的逻辑推理能力和科学想象能力.
(二)教具
惯性小车、斜面、木板、毛巾、标志小旗.
(三)教学过程
一、复习提问
力的作用效果有哪些?
二、新课引入
教师:我们学过了力,一切物体都受到力的作用.我们也学过了运动,运动是绝对的,一切物体都在运动,静止只是相对的.物体都受力,同时又都在运动,力的效果之一就是力能改变物体的运动状态.可见,力和物体的运动有密切的联系.我们在这一章中要学习力和运动二者之间的联系.
三、进行新课
1.历史的回顾
教师:古希腊的学者亚里斯多德早在两千年前就提出“力是维持物体运动的原因”.他的根据是一个物体(例如一辆车)运动起来后必须用力才能使它不停地运动下去,失去力的作用,运动会停下来.初看起来,他的观点似乎符合实际情况,所以这个观点在人类的历史上统治了近一千七百年.直到三百年前,人们才开始对这个观点是否正确提出疑问,并由伽利略和牛顿等几位科学家对力和运动的关系提出了科学的论断.
2.做课本图9.1所示实验
(1)教师:这是一块倾斜放置的木板,它的下端又接出一块木板水平放置,木板上铺一块毛巾.让一辆小车从斜面上的某一位置由静止开始向下运动,注意观察小车的运动情况.
(演示,并在小车停止处放一面小旗做为标志.画板图)
教师提问:小车为什么停下来?
(学生回答)
小车在水平的毛巾面上受到了阻力.
教师:亚里斯多德认为维持运动必须有力.现在,小车恰恰是因为受到了阻力,它的运动不能维持.可见,他的观点缺乏一定的前提条件,因此是不确切的.
(2)教师提问:能让小车在水平面上运动的再远些吗?
(学生回答)
减小水平面对小车的阻力.
(演示,用棉布表面的木板代替毛巾,重复上述实验,并在小车停止处放小旗做标志)
教师:小车从斜面上的同一位置由静止开始向下运动,这样可以保证小车到达斜面底端具有跟刚才实验时相同的速度,小车在水平面上运动得更远了,原因是阻力小了.
(画板图)
教师:从实验可知,木板对小车的阻力小了,小车运动得更远了,它的速度经过较长的时间才变为0.
(3)教师:我们把水平放置的木板表面换成一块比较光滑的板,重复上述的实验.
(演示,并画图)
可见,水平木板对小车的阻力越小,小车运动得越远,它的速度必须经过更长的时间才能变为0.
3.牛顿第一定律
教师:请大家设想,如果小车从斜面上滑下来,滑到一个非常光滑、阻力无限小的光滑平面上,小车的运动将如何?
(学生讨论并回答)
由于有前三次实验做基础,这种无限光滑的平面虽然没有,但是我们也有充分的理由认为小车将永远运动下去.这就是历史上伽利略所做过的实验和通过实验得到的结论.
法国的科学家笛卡儿进一步补充了伽利略得出的结论,使人们的认识又深化了一步.笛卡儿认为,物体不受外力时,除了速度的大小不会改变,永远运动下去,也不会改变运动的方向.
最后,英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果,建立了力和运动的关系的第一条规律��牛顿第一定律.
一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,这就是著名的牛顿第一定律.
物体不受外力作用时,原来运动的物体要保持匀速直线运动;原来静止的物体要保持静止状态.这个规律说明了维持物体的匀速直线运动是不需要力的.
牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的,但是它又有深厚的实验基础.它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的,由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律之一.
4.学生阅读课本“牛顿的故事”.
四、作业
复习本节课文.
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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知识与技能
1.知道时间和时刻的区别和联系。
2.理解位移的概念,了解路程与位移的区别。
3.知道标量和矢量,知道位移是矢量,时间、时刻和路程是标量。
4.能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移。
5.知道时刻与位置、时间与位移的对应关系。
过程与方法
1.围绕问题进行充分的讨论与交流,联系实际引出时间、时刻、位移、路程等,要使学生学会将抽象问题形象化的处理方法。
2.会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向。
3.会用矢量表示和计算质点位移,用标量表示路程。
情感态度与价值观
1.通过时间位移的学习,要让学生了解生活与物理的关系,同时学会用科学的思维看待事实。
2.通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置,不同时间内的不同位移(或路程)的体验,领略物理方法的奥妙,体会科学的力量。
3.养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。
4.从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点。
教学重难点
教学重点
1.时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。
2.位移的概念以及它与路程的区别。
教学难点
1.帮助学生正确认识生活中的时间与时刻。
2.理解位移的概念,会用有向线段表示位移。
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、时刻和时间间隔
1.基本知识
(1)时刻是指某一瞬间,时间间隔表示某一过程。
(2)在表示时间的数轴上,时刻用点来表示,时间用线段来表示。
(3)在国际单位制中,表示时间和时刻的单位是秒,它的符号是s。
2.思考判断
(1)时刻和时间间隔都是时间,没有本质区别。(×)
(2)飞机8点40分从上海起飞,10点05分降落到北京,分别指的是两个时间间隔。(×)
(3)20xx年x月xx日23时33分在西昌成功将第16颗北斗导航卫星发射升空,25日23时33分,指的是时刻。(√)
探究交流
时间的常用单位有哪些?生活中、实验室中有哪些常用的计时仪器?
【提示】在国际单位制中,时间的单位是秒,常用单位有分钟、小时,还有年、月、日等.生活中用各种钟表来计时,实验室和运动场上常用停表来测量时间,若要比较精确地研究物体的运动情况,有时需要测量和记录很短的时间,学校的实验室中常用电磁打点计时器或电火花计时器来完成.
二、路程和位移
1.基本知识
(1)路程
物体运动轨迹的长度.
(2)位移
①物理意义:表示物体(质点)位置变化的物理量.
②定义:从初位置到末位置的一条有向线段.
③大小:初、末位置间有向线段的长度.
④方向:由初位置指向末位置.
2.思考判断
(1)路程的大小一定大于位移的大小.(×)
(2)物体运动时,路程相等,位移一定也相等.(×)
(3)列车里程表中标出的北京到天津122km,指的是列车从北京到天津的路程.(√)
探究交流
一个人从北京去重庆,可以乘火车,也可以乘飞机,还可以先乘火车到武汉,然后再乘轮船沿长江到重庆,如图所示,则他的运动轨迹、位置变动、走过的路程和他的位移是否相同?
【提示】他的运动轨迹不同,走过的路程不同;他的位置变动相同,位移相同。
三、矢量和标量
1.基本知识
(1)矢量
既有大小又有方向的物理量.如位移、力等。
(2)标量
只有大小、没有方向的物理量.如质量、时间、路程等。
(3)运算法则
两个标量的加减遵从算术加减法,而矢量则不同,后面将学习到。
2.思考判断
(1)负5m的位移比正3m的位移小。(×)
(2)李强向东行进5m,张伟向北行进也5m,他们的位移不同。(√)
(3)路程是标量,位移是矢量。(√)
探究交流
温度是标量还是矢量?+2℃和-5℃哪一个温度高?
【提示】温度是标量,其正、负表示相对大小,所以+2℃比-5℃温度高.
电磁感应教学设计
(一)教学目的
1.知道电磁感应现象及其产生的条件。
2.知道感应电流的方向与哪些因素有关。
3.培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。
(二)教具
蹄形磁铁4~6块,漆包线,演示用电流计,导线若干,开关一只。
(三)教学过程
1.由实验引入新课
重做奥斯特实验,请同学们观察后回答:
此实验称为什么实验?它揭示了一个什么现象?
(奥斯特实验。说明电流周围能产生磁场)
进一步启发引入新课:
奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系,说明电可以生磁,那么,我们可不可以反过来进行逆向思索:磁能否生电呢?怎样才能使磁生电呢?下面我们就沿着这个猜想来设计实验,进行探索研究。
2.进行新课
(1)通过实验研究电磁感应现象
板书:〈一、实验目的:探索磁能否生电,怎样使磁生电。〉
提问:根据实验目的,本实验应选择哪些实验器材?为什么?
师生讨论认同:根据研究的对象,需要有磁体和导线;检验电路中是否有电流需要有电流表;控制电路必须有开关。
教师展示以上实验器材,注意让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向,然后按课本图12—1的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。
进一步提问:如何做实验?其步骤又怎样呢?
我们先做如下设想:电能生磁,反过来,我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢?是平放?竖放?斜放?导体在磁场中是静止?还是运动?怎样运动?磁场的强弱对实验有没有影响?下面我们依次对这几种情况逐一进行实验,探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。
用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格。
教师按实验步骤进行演示,学生仔细观察,每完成一个实验步骤后,请学生将观察结果填写在上面表格里。
实验完毕,提出下列问题让学生思考:
上述实验说明磁能生电吗?(能)
在什么条件下才能产生磁生电现象?(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时)
为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢?
(师生讨论分析:左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线,所以不产生感应电流。)
通过此实验可以得出什么结论?
学生归纳、概括后,教师板书:
〈实验表明:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。〉
教师指出:这就是我们本节课要研究的主要内容—电磁感应现象。
板书课题:〈第一节电磁感应〉
讲述:电磁感应现象是英国的物理学家法拉第发现的。他经过十年坚持不懈的努力,才发现了这一现象。这种热爱科学。坚持探索真理的可贵精神,值得我们学习。这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系,导致了发电机的发明,开辟了电的时代,所以电磁感应现象的发现具有划时代的意义。
(2)研究感应电流的方向
提问:我们知道,电流是有方向的,那么感应电流的方向是怎样的呢?它的方向与哪些因素有关呢?请同学们观察下面的实验。
演示实验:保持上述实验装置不变,反复改变磁场方向或改变导体在磁场中的运动方向,请同学们仔细观察电流表的偏转方向。
提问:同学们观察到了什么现象?
(磁场方向、导体运动方向变化时,指针偏转的方向也发生变化,即电流的方向也随着变化)。
通过这一现象我们可以得出什么样的结论呢?
学生归纳、概括后,老师板书:
〈二、导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关。〉
(3)研究电磁感应现象中能的转化
教师提出下列问题,引导学生讨论回答:
在电磁感应现象中,导体作切割磁感线运动,是什么力做了功呢?(外力)
它消耗了什么能?(机械能)
得到了什么能?(电能)
在电磁感应现象中实现了什么能与什么能之间的转化?(机械能与电能的转化)
板书:〈三、在电磁感应现象中,机械能转化为电能〉
3.小结
在这节课中,我们采用了什么方法,探索研究了哪几个问题?
4.布置作业课本上的练习1、2题。
(四)说明
1.这节课的关键是设计并做好演示实验,实验的可见度要大。有条件的学校可改做学生实验或用幻灯演示。
2.要在学生观察实验的基础上,提出明确的问题,让学生积极思考、讨论,并对实验现象加以归纳、概括,培养学生从实验事实中归纳、概括出物理概念和规律的能力。
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安全用电教学设计
(一)教学目的
1.记住安全电压的数值。
2.知道触电的原因和触电的几种形式。
3.知道安全用电的常识。
(二)教具
幻灯机,有关电的应用方面的几张投影幻灯片,自制课本图10—11、图10—13的投影幻灯片(或插图),课本图10—14的挂图一幅。
(三)教学过程
1.引入新课
教师通过实例,讲述随着科学的发展,随着家用电器的普及,现代生活中已离不开电。接着用幻灯机打出几张电的利用的幻灯片:如夜晚的教室里灯光明亮,同学们在灯下读书;节日的天安门城楼,被灯光点缀得格外辉煌;大型电网等,用来激发同学们的情绪。
教师再将话锋转到接连不断发生的触电事故,给国家、给个人都带来了不可挽回的损失。但是触电事故是可以避免的。如果我们掌握了安全用电的原则,并严格按照用电的要求去做,我们就可以驯服电,让它做我们的好朋友,为生活和工农业生产、国防科技服务。那么,怎样才能做到安全用电呢?安全用电的原则是什么?这就是我们今天这节课要讨论的。
2.进行新课
(1)问:你们知道触电是怎么回事吗?
引导学生看课本上的第一个问和答。然后教师指出因为人体是导体,人体触及带电体时,有电流通过人体。这就是触电。电流对人体的危险性跟电流的大小,通电时间的长短等因素有关。
(2)问:人触电一定会死亡吗?发生触电事故的原因是什么?安全电压值是多少?
引导学生看课本上的第二个问和答。然后让学生讨论下列问题:①根据欧姆定律知道,导体中的电流大小跟什么有关?②用两手分别触摸一节干电池的正负极,为什么没有发生触电事故?③通过人体的电流大小决定于什么?④安全电压值是多少?
教师小结:①通过人体的电流大小决定于外加电压和人体的电阻;②安全电压:只有不高于36伏的电压才是安全的;③家庭电路的电压是220伏,动力电路的电压是380伏。④触电事故是由于过大的电流通过人体而引起的,且通过人体的电流越大,通电的时间越长,越危险。
(3)问:家庭电路中的触电事故是怎样发生的?(低压触电的两种形式)
引导学生看课本的第三个问和答。明确家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接跟火线连通造成的。
再引导学生观察课本图10—10,并请学生指出图甲和图乙中电流的回路,然后教师指出触电的两种形式:
单线触电(图甲):站在地上的人触到火线,则电流由火线进入人体到地,经地线形成回路,造成触电事故。跳转《电子课文》
双线触电(图乙):站在绝缘体上的人若同时触到两根电线时,电流将由火线进入人体到另一根线(零线)而形成回路,造成触电事故。
指出:为了安全用电,绝对不要接触没有绝缘皮的火线以及跟火线连通的导体。
(4)家庭电路安全用电的常识
引导学生看课本的第四、第五个问和答。然后问:生活用电中要特别警惕什么?
学生答:要特别警惕本来是绝缘的物体导了电,本来是不该带电的物体带了电。
教师用幻灯片打出课本上的图10—11的4个图(或出示挂图),指图提问。如用幻灯片打出甲图,教师指图提问:这是什么现象?生活中还有哪些这类现象?应当怎样防止?由学生讨论回答。
教师归纳小结:①注意防止绝缘部分破损。②保持绝缘部分干燥,不用湿手扳开关,不在电线上晾衣服。③有人触电,要先切断电源,或者用干木棍等绝缘体拨开电线。④架设电视天线时,注意不要触及电线。
(5)家用电器的安全用电
请一位同学读课本第六个问,请另一位同学读第六个问的答,请第三位同学回答。学习了第六个问和答,你知道了什么?(为了安全用电,有金属外壳的家用电器,外壳一定要接地)。请同学们回到家里检查哪些用电器有金属外壳,把没有接地的,想办法接地。
继续请一位同学读第七个问,另一位读第七个问的答。然后引导学生看课本上的图10—12。最后教师指出:在高大建筑物上,室外天线一定要装避雷装置。
(6)高压触电的两种形式
用幻灯打出课本上的图10—13,问学生有没有见过这个标志?让学生记住这个标志,然后讲述第八个问和答,使学生知道高压危险。
让学生看课本的第九个问和答。出示课本上图10—14的挂图,讲解高压触电的两种形式:
高压电弧触电:当人体靠近高压带电体到一定距离时,高压带电体和人体之间会发生放电现象。这时有电流通过人体,造成高压电弧触电。
跨步电压触电:高压输电线落在地面上,地面上与电线断头距离不同的各点存在着电压,当人走近断头时,两脚位于离断头远近不同的位置上,因而两脚之间有了电压(跨步电压)。这时电流通过人体,造成跨步电压触电。
强调指出:为了安全用电,不要靠近高压带电体。
(7)触电的急救
引导学生看课本第十个问和答。知道生活中人触电、发生火灾的一些急救方法。
3.小结(师生共同小结)
(l)安全电压值。
(2)触电的原因及触电的四种形式。
(3)安全用电的常识。
(4)触电急救的方法。
4.组织学生讨论课本上“观察·实践·调查”的第
4点,问:同学们,你们的家庭电路中有没有违反安全用电的地方?你有没有发现学校的电路中有违反安全用电的地方?
让学生讨论回答,对提出问题的同学给以表扬,鼓励他们能发现问题,提出问题。再让同学们对刚才提出的问题,提出解决的办法。
5.布置作业
(l)总结安全用电的要点,并编成口诀,看谁编得好。
(2)本章习题3、4。
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磁场和磁感线教学设计
(一)教学目的
1.知道磁体周围存在着磁场和磁场具有方向性;
2.知道磁感线可用来形象地表示磁场及其方向。
(二)教具
条形磁体,蹄形磁体,小磁针,玻璃板,铁屑。
(三)教学过程
1.复习提问,引入新课
复习提问:什么是力?(力是物体对物体的作用)
当两磁极相互靠近时,其相互作用是怎样的?
(同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引)
进一步提问引入新课:
两磁极相互靠近并未接触时,它们是怎样发生作用的呢?放在磁体附近的大头针并未接触磁体却能被磁体所吸引,磁体又是怎样作用于大头针的?这节课我们就来研究探索这类问题。
2.进行新课
(1)引导学生通过实验认识磁场的存在
请同学们将小磁针、条形磁体摆放在桌子上,然后进行下列实验:
学生实验:首先在桌上放一圈小磁针,观察小磁针的指向;然后将条形磁体放到小磁针中间,观察小磁针的指向有什么变化;再拿开磁体,观察小磁针的指向。
提问:同学们刚才观察到什么现象?
(当条形磁体放到小磁针中间时,小磁针的指向都发生了偏转,不再指南北了,拿开磁体,小磁针又恢复了原来的指向)
教师进一步提问:当条形磁体放到小磁针中间时,磁体周围的小磁针都发生了偏转,说明小磁针都受到了磁力作用,这个力是磁体直接作用于小磁针的吗?为什么?
(不是。因为小磁针没有直接接触磁体)
教师指出:由上述现象我们可以推断出磁体周围的空间一定存在着一种物质,磁体是通过这种物质对小磁针发生了磁力的作用,使它发生了偏转。科学家把这种物质叫做磁场。板书:
一、实验表明:磁体周围的空间存在着磁场。
讲述:同学们也许会问:我们并没有看见磁场周围的磁场啊?看不见、摸不着的东西,我们可以根据它所表现出来的性质来研究它、认识它,这正是科学的力量所在,也是我们应该学习和掌握的科学研究方法。
紧接着提问:空气看不见、摸不着,我们可以根据什么来认识它?
(根据空气流动形成的风所产生的作用来认识它)
电流看不见、摸不着,我们可以根据什么来认识它?
(根据电流所产生的效应来认识它)
教师指出:同样,磁场看不见、摸不着,我们可以根据它所表现出来的性质来认识它。
提问:磁场的基本性质是什么呢?
引导学生分析:从上面的实验可以看出,把小磁针放入磁体周围的磁场中时,要受到磁场的磁力作用;当两个磁极靠近时,它们之间的相互排斥或相互吸引也是磁场作用的结果。由此我们可以得出下列结论:
板书:二、磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用都是通过磁场发生的。
(2)研究磁场的方向
提问:我们知道,力是有方向的。既然磁场对放入其中的磁体都产生磁力的作用,那么磁场有没有方向呢?它的方向又是怎样的呢?
让学生再观察一次前面的实验,提问:
小磁针在磁场中是保持一定方向,还是上下、左右摆动,没有一定方向?这说明什么?(保持一定的方向,说明磁场是有方向的。)
教师讲解并板书:三、在磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。
(3)通过实验研究磁感线
提问:磁场看不见、摸不着,有没有办法把磁场及其方向更形象、更直观地显示出来呢?讲述:我们知道,小磁针在磁场中要受到磁场的作用,小磁针的北极所指的方向就是该点的磁场方向。那么,我们可以在磁场中放上许许多多的小磁针,它们的分布情况和北极所指的方向就可以形象直观地显示出磁场的分布情况和方向。
进一步提问:小磁场在磁场中的分布情况是怎样的呢?下面我们用铁屑代替小磁针来做实验:(铁屑放入磁场中被磁化,每粒铁屑都变成了小磁针)
学生实验:在一块玻璃板上均匀地撒一些铁屑,然后把玻璃板放在条形磁体上,轻敲玻璃板,观察铁屑的分布有什么变化?换用蹄形磁体再做一次,观察蹄形磁体周围的铁屑分布有什么变化?
提问:同学们观察到了什么现象?
(观察到铁屑在磁场的作用下转动,最后有规则地排列成一条条曲线。)
进一步提问:这个现象对我们直观地显示磁场的分布情况有什么启示呢?师生讨论得出:因为铁屑的分布情况可以显示磁场的分布情况,所以我们可以仿照铁屑的分布情况,在磁体的周围画一些曲线,使任一点的曲线方向都跟该点小磁针北极所指的方向一致,这样就可以用这些有方向的曲线来描述磁场的情况。
教师指出:科学家把这样的曲线叫做磁感应线,简称磁感线。并且通过研究发现,磁体周围的磁感线的方向都是从磁体北极出来,回到磁体南极的。
板书:四、磁感线:可以用来形象、精确地描述空间磁场的分布情况。磁体周围的磁感线都是从磁体北极出来,回到磁体南极。
引导学生在黑板上画出条形磁体和蹄形磁体周围的磁感线。
提问:同名磁极、异名磁极间磁感线的分布情况又是怎样的呢?下面我们用同样的办法来研究。
学生实验:在一块玻璃上均匀地撤一些铁屑后,先放在异名磁极上,后放在同名磁极上,观察铁屑的分布情况。
仿照铁屑的分布情况,画出同名磁极、异名磁极间的磁感线。
教师强调:磁体周围的磁感线只是帮助我们描述磁场而假想的一条条曲线。磁场是客观存在的,而磁感线并不存在。
提问:知道一个磁场的磁感线分市情况后,你将怎样根据磁场的方向判断放在其中的小磁针的N、S极所受磁力的方向呢?
教师提出:在磁场中的某点,磁针北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致,南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。
引导学生讨论课本中的“想想议议:。
3.小结
提问:本节课我们主要研究了哪两个内容?
学生回答后,教师板书课题:
第二节磁场和磁感线
在这两个内容里我们应该掌握哪些知识呢?
引导学生进行归纳(略)。
(四)说明
这节课的内容很抽象,要在做好实验的基础上,有层次地提出问题,引导学生进行分析、抽象。在教学中要注意培养学生的抽象思维能力。
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高中物理教案详案范文精选
【设计思想】
建构主义教学理论启示我们要转变教学观念,创造以“学生为主体,教师为主导”的教学环境,使学生在真实的情景中完成任务,改变我们长期存在的教师在台上讲,学生在台下听的灌输式教学,充分发挥学生学习的自主性,引导学生主动发现问题,分析问题,解决问题,主动建构良好的认知结构,培养创新精神。
【教材分析】
教材先通过实例让学生从运动和力的角度进行分析,分析物体的受力特点,从而得出向心力的概念,有助于学生体会和理解。教材接着从理论的角度,根据牛顿第二定律,推导出向心力的数学表达式。之后,为了让学生对向心力公式有一定的认识和理解,教材中设计了验证性实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式。通过圆锥摆实验,拉近科学与生活的距离,使学生感到科学就在身边,对科学产生亲切感。
本节还有一点与过去不同,那就是在讨论完匀速圆周运动后讨论了变速圆周运动和一般曲线运动。这块内容的补充,不仅为分析物体在曲线最高点、最低点的受力分析和运动情况提供了理论依据,而且为学生提供了处理问题的一种思维方法:从特殊到一般。
这部分知识的学习,可以为万有引力和带电粒子在匀强磁场中的运动等内容做好必要的准备。当然,学习完这一节之后,中学里所有的运动形式都学习完毕了,从而可以让学生在更广阔的角度理解运动和力的关系。
【学情分析】
通过前几节内容的学习,学生已经知道了曲线运动的条件,学习了处理曲线运动的重要方法──运动的合成和分解,还利用运动的合成与分解知识研究了平抛运动。接着引入角速度、线速度、周期、转速等物理量描述了匀速圆周运动的规律。这些知识的学习,为学生学习向心力做好了知识上的准备。
由于向心力是一种学生感到陌生的力,而高一学生的抽象思维能力和逻辑推理还不是很强,所以需要在教学中通过实例、实验,使学生对向心力的认识从感性认识升华到理性认识。
【教学目标】
1、知识与技能
(1)知道什么是向心力,理解它是一种效果力。
(2)理解向心力公式的确切含义,并能用来进行简单的计算。
(3)知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力,知道合外力的作用效果。
2、过程与方法
(1)通过对向心力概念的探究体验,让学生理解其概念。并掌握处理问题的一般方法:提出问题,分析问题,解决问题。
(2)在验证向心力的表达式的过程中,体会控制变量法在解决问题中的作用。
(3)经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程,让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。
3、情感态度与价值观
(1)经历从特殊到一般的研究过程,培养学生分析问题、解决问题的能力。
(2)实例、实验紧密联系生活,拉近科学与学生的距离,使学生感到科学就在身边,调动学生学习的积极性,培养学生的学习兴趣。
【重点难点】
1、教学重点
(1)理解向心力的概念和公式的建立。
(2)理解向心力的公式,并能用来进行计算。
(3)理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
2、教学难点
(1)理解向心力的概念和公式的建立。
(2)理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
【教学策略与手段】
向心力是高中物理的一个重点内容,同时也是一个难点内容,在对物体进行受力分析时,往往不清楚运动过程中什么力提供向心力,这说明学生对向心力的认识和理解不够深刻、全面。为了突破难点,教师在教学中通过具体的实例、实验,激发学生的求知欲望,让学生主动参与到探究的过程,成为学习的主体,积极主动地获取知识和能力。
本节课的教学流程设计为:创设情境→发现问题→进行猜想→理论推导→实验验证→得出结论→指导实践。
在教学手段上,充分使用PPT、视频、演示实验、故事讲述,以增强教学的生动性和形象性,活跃课堂气氛,从而充分调动学生学习的积极性,落实教学目标。
【课前准备】
1、实验仪器:带细绳的钢球(两人一个),铁架台,钢球一个,细绳一条,刻度尺,圆形瓶盖,秒表,物块,圆形瓶盖。
2、视频:自行车转弯,公园的转椅。
3、制作PPT。
电功率教学设计
(一)教学目的
1.掌握电功率的概念(物理意义、定义、计算公式,单位)。
2.理解什么是额定电压、额定功率。知道额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的。别。
(二)教具
低压电源,演示电流表、电压表,标有“3.8V”的小灯泡,开关、滑动变阻器各一个,导线若干,“220V40W”白炽灯泡一只,画上用电器铭牌的小黑板一块,写有例题、预习题的小黑板一块。
(三)教学过程
1.复习,引入新课
问:(l)怎样比较物体运动的快慢?(物体在单位时间内通过的路程棗速度。)
(2)怎样比较力对物体做功的快慢?(物体在单位时间内完成的功棗一功率。)
(3)怎样比较电流做功的快慢?(挂出写有例题的小黑板。)
例:电流通过洗衣机的电动机,通电半小时做功180000焦;电流通过公共电车的电动机,通电2秒钟做功120000焦。问:①电流通过哪个电动机做功多?(通过洗衣机电动机)②电流通过哪个电动机做功快呢?
告诉学生,电流做功的快做,仅从它做功的多少来考虑是不行的,必须看它们在相同的时间里哪个做的功多,这就跟比较运动快慢和物体做功的快慢一样。
分别计算出电流通过洗衣机电动机、电车电动机每秒钟做的功:i00焦、60000焦。结论:电流通过电车的电动机做功快。
指出:日常生活中,不仅要了解电流做功的多少,还需要知道电流做功的快慢。在物理学中是用“电功率”来表示电流做功的快慢。
2.进行新课
(1)电功率(师生共同讨论下列的内容)
①定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率,用字母P来表示。
②意义:表示电流做功的快慢。
表明:电功率等于电压与电流的乘积。(注意:上述两个公式适用于任何电路)
④单位:瓦、千瓦。
1瓦=1焦/秒=1伏·安,
l千瓦=1000瓦。
⑤导出计算电功的另一公式W=Pt和电功的单位干瓦时。
W=Pt=l千瓦×I时=1千瓦时
=1000瓦×3600秒=3.6×106焦。
⑥例题(本节课本上的〔例题〕):通过该例题的讲评,向学生强调要正确使用W=Pt这个公式,注意公式中各量的单位。公式与单位:
W=Pt W=Pt
焦瓦秒 千瓦·时干瓦时
可再做一些W=Pt的口头练习
(2)额定功率
手拿一个“220V40W”的灯泡提问:通常我们说这是一只4D瓦的灯泡,那是一把60瓦的电烙铁,是什么意思?
①演示实验
告诉学生实验目的:研究灯泡的亮度跟电压的关系。
介绍实验装置,组成如图1所示的电路。
让学生观察:两表的示数和灯泡的亮度。
实验过程:a.闭合开关移动滑片P使表的示数为2.5伏,
在下表中记录U、I读数和灯泡的亮度。
b.移动滑片P,使表的示数为2伏,记录。
C.移动滑片P,使表的成数为2.8伏,记录。
实验记录
②师生对实验进行分析讨论并小结如下:
a.在不同的电压下,同一个用电器的电功率不是一样大,灯泡消耗的功率可由P=UI来计算。
b、灯泡的亮度由它实际消耗的电功率决定。灯泡越亮,表明其消耗的电功率越大。C.用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率,为了使用电器正常工作,应使用电器在额定电压下工作。
d.每个用电器的额定功率只有一个,而实际功率有许多个,我们平常说这是一个40瓦的灯泡,指的是这个灯泡的额定功率是40瓦。
e.根据实验结果可知实际功率和额定功率的关系:
当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作;
当U实<u额时,p实<p额,用电器不能正常工作;< p="">
当U实>U额时,P实>P额,用电器容易被烧坏。
③教师出示一个“220V40W”的灯泡和铭牌,让学生观察,然后挂出有铭牌的小黑板,介绍灯泡上的标志和铭牌的意义。最后让学生看书上的一些电器设备的功率。
3.小结:略。
4.布置作业:(1)课本本节的练习3、4。
(2)预习下节实验。(预习题抄在小黑板上。)
预习题:
1.实验的目的是什么?
2.必须测出哪些物理量?实验的原理是什么?
3.需要哪些实验器材?
4.实验中为什么要用滑动变阻器?它和灯泡应如何连接?
5.怎样组成电路?请画出实验电路图。
6.怎样设计实验数据记录表格。
7.在什么条件下测出的功率才是小灯泡的额定功率?
(四)说明
l、理解额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的关系是本节课的难点。学生对这些不易分清,通过演示实验来讲解,比较直观,学生易于接受。在这里主要是讲清概念,不要急于进行较复杂的计算。
2.布置学生预习下节课的实验,一是为了复习巩固电功率的概念,二是为下节课顺利实验做好准备。
3.对于较好的学生可布置他们课后推导对纯电阻电路适用的
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高中物理教案详案范文精选
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。