優(yōu)秀教案。
不為明天做好準(zhǔn)備的人是沒(méi)有未來(lái)的,身為一位人民教師,我們都希望孩子們能學(xué)到知識(shí),為了防止學(xué)生抓不住重點(diǎn),教案就顯得非常重要,有了教案,在上課時(shí)遇到各種教學(xué)問(wèn)題都能夠快速解決。你知道怎么寫(xiě)具體的幼兒園教案內(nèi)容嗎?經(jīng)過(guò)整理,小編為你呈上物理力優(yōu)秀教案2000字,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與技能
1、知道什么是形變和彈性形變
2、知道什么是彈力以及彈力產(chǎn)生的條件
3、知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,并能判斷方向。
4、知道形變?cè)酱髲椓υ酱蟆椈傻膹椓εc形變量成正比。
過(guò)程與方法
1、從生活中常見(jiàn)的形變現(xiàn)象出發(fā),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。
2、在探究形變的過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探索形變與彈性之間的關(guān)系后,使學(xué)生了解探究彈力的實(shí)際意義,學(xué)會(huì)探究物理規(guī)律的一般方法。
3、通過(guò)觀察微小變化的實(shí)例,初步接觸“放大的方法”
情感、態(tài)度價(jià)值觀
1、在實(shí)驗(yàn)中,培養(yǎng)其觀察、分析、歸納能力,尊重事實(shí)的科學(xué)探究精神。
2、積極參與觀察和實(shí)驗(yàn),認(rèn)真討論體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅。
教學(xué)重難點(diǎn)
【教學(xué)重點(diǎn)】
彈力概念的建立、彈力產(chǎn)生的條件、彈力方向的確定。
【教學(xué)難點(diǎn)】
彈力方向的確定。
教學(xué)過(guò)程
【教學(xué)過(guò)程】
引入新課
視頻播放:彎曲的竹竿使水中的木塊發(fā)生運(yùn)動(dòng)、拉弓射箭等情景。讓學(xué)生試著回答以上動(dòng)作的完成有什么共同特點(diǎn)
新課教學(xué)
一.彈力的產(chǎn)生
動(dòng)畫(huà)模擬彎曲的竹竿使水中的木塊發(fā)生運(yùn)動(dòng)、拉弓射箭等:同學(xué)們觀察動(dòng)作的完成,總結(jié)什么是形變
形變:物體在力的作用下發(fā)生的形狀或體積改變
學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)拉橡皮筋:
(1)彈性形變:能恢復(fù)原來(lái)形狀的形變。
(2)塑性形變:不能恢復(fù)原來(lái)形狀的形變
(3)彈性限度:形變超過(guò)一定限度,物體形狀將不能完全恢復(fù),這個(gè)限度叫做彈性限度.
[討論與交流]我用力推墻或壓桌面,那么墻和桌面也會(huì)發(fā)生形變嗎?
動(dòng)畫(huà)模擬微小形變實(shí)驗(yàn):①按壓桌面②擠壓玻璃瓶。讓學(xué)生自習(xí)觀察,實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么問(wèn)題。
學(xué)生回答后教師總結(jié):
(4)一切物體在力的作用下都會(huì)發(fā)生形變,只不過(guò)一些物體比較堅(jiān)硬,雖發(fā)生形變,但形變量很小,眼睛根本觀察不到它的形變。
[猜想]:物體發(fā)生彈性形變后要恢復(fù)原狀,對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生什么呢?
感受分析
師:我們現(xiàn)在一起來(lái)進(jìn)行下面的操作:用手扯住橡皮筋的兩端,在彈性限度范圍內(nèi)拉橡皮筋,使其發(fā)生形變。在操作的同時(shí),用心體會(huì)一下手與彈簧或橡皮筋之間的相互作用。
師:根據(jù)力的定義,我們知道彈簧與左右手之間有力的作用,那同學(xué)們知道彈簧對(duì)左手的力是向哪個(gè)方向的?對(duì)右手的力又是向哪個(gè)方向的?
生:對(duì)左手的力向右手方向,對(duì)右手的力向左手方向。
師:為什么是這樣的方向呢?
生:我想是因?yàn)槲矬w發(fā)生彈性形變后,由于要恢復(fù)原狀而把兩手向中間扯。
綜上:橡皮筋形變要恢復(fù)原狀而對(duì)與之接觸的物體產(chǎn)生的力的作用叫做彈力。
2、彈力:發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原來(lái)的形狀,對(duì)與它接觸的物體會(huì)發(fā)生力的作用,這種力叫做彈力
回顧開(kāi)始時(shí)課件展示情景:讓學(xué)生分析并總結(jié)彈力產(chǎn)生的條件。
3、彈力產(chǎn)生的條件:
(1)、兩物體相互接觸。(接觸力)(2)、接觸處產(chǎn)生彈性形變。
二.幾種常見(jiàn)的彈力及方向
1、支持力和壓力的方向:垂直于接觸面
(1)、平面與平面接觸
例題1:分析A受到的彈力(A均處于靜止?fàn)顟B(tài))
(2)、點(diǎn)與面接觸
例2:分析物體A受到的彈力(A均處于靜止?fàn)顟B(tài))
(3)、曲面與曲面接觸
例3:分析球A所受到的彈力
2、繩的拉力方向:沿著繩而指向繩收縮的方向。
三.胡克定律
彈力的大小跟形變的大小有關(guān),形變?cè)酱?,彈力越大,形變消失,彈力隨著消失。
課后習(xí)題
布置作業(yè)
開(kāi)放式問(wèn)題(視頻播放:撐桿跳高、跳水);
提出問(wèn)題:通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),請(qǐng)同學(xué)們開(kāi)放式地討論
①?gòu)男巫兣c彈力知識(shí)去思考,撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員跳得這么高的主要原因是什么?
②跳水運(yùn)動(dòng)員在空中滯空時(shí)間主要由哪方面決定?
板書(shū)
板書(shū)設(shè)計(jì)
彈力
1、形變
(1)概念:物體的形狀或體積改變
(2)分類:彈性形變;塑性形變
2、彈力
(1)定義:發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原來(lái)的形狀,對(duì)與它接觸的物體會(huì)發(fā)生力的作用,這種力叫做彈力
(2)產(chǎn)生的條件:兩物體相互接觸、接觸處產(chǎn)生彈性形變。
(3)彈力的方向:支持力和壓力的方向:垂直于接觸面;繩的拉力方向沿著繩而指向繩收縮的方向。
1、知識(shí)與技能
(1)認(rèn)識(shí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念,理解線速度的概念,知道它就是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度;理解角速度和周期的概念,會(huì)用它們的公式進(jìn)行計(jì)算;
(2)理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系:v=rω=2πr/T;
(3)理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。
2、過(guò)程與方法
(1)運(yùn)用極限法理解線速度的瞬時(shí)性,掌握運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)如何去分析有關(guān)問(wèn)題;
(2)體會(huì)有了線速度后,為什么還要引入角速度。運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)角速度的單位。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
(1)通過(guò)極限思想和數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用,體會(huì)學(xué)科知識(shí)間的聯(lián)系,建立普遍聯(lián)系的觀點(diǎn);
(2)體會(huì)應(yīng)用知識(shí)的樂(lè)趣。激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):線速度、角速度、周期的概念及引入的過(guò)程,掌握它們之間的聯(lián)系。
教學(xué)難點(diǎn):理解線速度、角速度的物理意義及概念引入的必要性。
新課導(dǎo)入
建議在我們周圍,與圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)的事物比比皆是,像機(jī)械鐘表的指針、齒輪、電風(fēng)扇的葉片、收音機(jī)的旋鈕、汽車的車輪……在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其上的每一點(diǎn)都在做圓周運(yùn)動(dòng).你即使坐著不動(dòng),其實(shí)也在隨著地球的自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。
地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度為每秒29.79km,公轉(zhuǎn)一周所用時(shí)間為1年,月亮繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)速度為每秒1.02km,運(yùn)轉(zhuǎn)一周所用時(shí)間為27.3天,有人說(shuō)月亮比地球運(yùn)動(dòng)得快,有人說(shuō)月亮比地球運(yùn)動(dòng)得慢,你怎樣認(rèn)為呢?
一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量
探究交流
打籃球的同學(xué)可能玩過(guò)轉(zhuǎn)籃球,讓籃球在指尖旋轉(zhuǎn),展示自己的球技,如圖5-4-1所示.若籃球正繞指尖所在的豎直軸旋轉(zhuǎn),那么籃球上不同高度的各點(diǎn)的角速度相同嗎?線速度相同嗎?
【提示】籃球上各點(diǎn)的角速度是相同的,但由于不同高度的各點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的圓心、半徑不同,由v=ωr可知不同高度的各點(diǎn)的線速度不同。
1.基本知識(shí)
(1)圓周運(yùn)動(dòng)
物體沿著圓周的運(yùn)動(dòng),它的運(yùn)動(dòng)軌跡為圓,圓周運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng),故一定是變速運(yùn)動(dòng)。
(2)描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量比較
2.思考判斷
(1)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,其速度一定是變化的。(√)
(2)角速度是標(biāo)量,它沒(méi)有方向。(×)
(3)圓周運(yùn)動(dòng)線速度公式v=Δt(Δs)中的Δs表示位移。(×)
二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)
探究交流
如圖所示,若鐘表的指針都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),秒針和分針的周期各是多少?角速度之比是多少?
【提示】秒針的周期T秒=1min=60s,
分針的周期T分=1h=3600s.
1.基本知識(shí)
(1)定義:線速度大小處處相等的圓周運(yùn)動(dòng).
(2)特點(diǎn)
①線速度大小不變,方向不斷變化,是一種變速運(yùn)動(dòng).
②角速度不變.
③轉(zhuǎn)速、周期不變.
2.思考判斷
(1)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等。(√)
(2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相同。(×)
(3)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻速運(yùn)動(dòng)。(×)
三、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量間的關(guān)系
【問(wèn)題導(dǎo)思】
1.描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的各物理量意義是否相同?
2.怎樣理解各物理量間的關(guān)系式?
3.試推導(dǎo)各物理量間的關(guān)系式.
各位專家、評(píng)委、老師大家好!我今天說(shuō)課的題目是人教版高中物理(必修1)第二章第五節(jié)《自由落體運(yùn)動(dòng)》,下面我將從教材分析、教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)、難點(diǎn)、教學(xué)過(guò)程等環(huán)節(jié)說(shuō)明我對(duì)本節(jié)課的理解和處理。
一、教材分析
1、教材的地位與作用
新課程比較注重物理量的引入、建立的來(lái)龍去脈,高中物理人教版(必修1)第二章非常重視概念、規(guī)律的探究過(guò)程,整章緊緊圍繞研究勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律而展開(kāi),這是為實(shí)現(xiàn)教學(xué)三維目標(biāo)服務(wù)的。本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念,勻變速直線運(yùn)動(dòng)等知識(shí)后編排的,自由落體運(yùn)動(dòng)作為勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一種特例,在日常生活中比較常見(jiàn),具有重要的研究?jī)r(jià)值;它是對(duì)前面所學(xué)內(nèi)容的復(fù)習(xí)和鞏固,同時(shí)通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的知識(shí)究,也為以后學(xué)習(xí)較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)打下良好的基礎(chǔ),因此本節(jié)課具有承上啟下的作用。
2、教材特點(diǎn)
a、通過(guò)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)能夠加深學(xué)生對(duì)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解
b、通過(guò)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的探究有利于培養(yǎng)學(xué)生敢于突破陳規(guī),勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
3、教學(xué)目標(biāo)
(1)知識(shí)目標(biāo)
a、了解人們研究自由落體運(yùn)動(dòng)的歷史事實(shí)和科學(xué)方法;
b、理解自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件;
c、理解自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度,知道它的大小和方向;
d、掌握如何從勻變速直線運(yùn)動(dòng)中推出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并能夠運(yùn)用自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律解決一些實(shí)際生活中的問(wèn)題。
(2)能力目標(biāo):
a、培養(yǎng)學(xué)生初步的觀察實(shí)驗(yàn)、分析、歸納的能力;
b、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,用課本所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力;
(3)情感目標(biāo):
a、通過(guò)實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題引入,在問(wèn)題情景中不斷激發(fā)學(xué)生的求知學(xué)習(xí)熱情,調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生敢于思考、敢于突破陳規(guī)、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神;
b、在學(xué)習(xí)中,學(xué)會(huì)互相交流,提高學(xué)生的合作意識(shí)與能力。
4、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的推導(dǎo)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的掌握和運(yùn)用;重力速度。
難點(diǎn):自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的推導(dǎo)。
二、教法和學(xué)法
物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,自由落體運(yùn)動(dòng)是自然界廣泛存在的物體自由下落運(yùn)動(dòng)的理想化模型,是一種典型的勻變速直線運(yùn)動(dòng),有其廣泛性和特殊性,在教學(xué)過(guò)程中要重視學(xué)生對(duì)概念的形成,依據(jù)認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論,結(jié)合因材施教的原則通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索、課件展示、分析討論強(qiáng)化物理知識(shí)的形成過(guò)程,使學(xué)生獲得基本的科研能力,創(chuàng)造性地解決問(wèn)題,也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。因此,教學(xué)中創(chuàng)設(shè)物理情景教師邊演示邊提問(wèn),學(xué)生邊觀察邊思考,引導(dǎo)學(xué)生來(lái)探索規(guī)律并讓學(xué)生試著自己得出結(jié)論。一改過(guò)去教師講,學(xué)生被動(dòng)接受的局面,限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng),充分體現(xiàn)教師主導(dǎo),學(xué)生主體的地位。教師可給予恰當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)拔。采用:“復(fù)習(xí)提問(wèn)——直觀演示——分析討論——?dú)w納概念·揭示規(guī)律——鞏固知識(shí)”并輔以現(xiàn)代教學(xué)手段等多種形式的綜合啟發(fā)式教學(xué)。
對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō),重要的是讓他們掌握獲取新知識(shí)的過(guò)程和方法,養(yǎng)成良好的科學(xué)素養(yǎng)。因此在學(xué)習(xí)過(guò)程中,要讓學(xué)生主動(dòng)參與、樂(lè)于探究、善于思考,注重搜集和處理信息,獲取新知識(shí)學(xué)會(huì)解決問(wèn)題。采用:提取舊知識(shí)——積極思維——實(shí)驗(yàn)探索——構(gòu)建新知——鞏固深化的學(xué)法。
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并熟練操作.
2.會(huì)運(yùn)用已學(xué)知識(shí)處理紙帶,求各點(diǎn)瞬時(shí)速度.
3.會(huì)用表格法處理數(shù)據(jù),并合理猜想.
4.巧用v—t圖象處理數(shù)據(jù),觀察規(guī)律.
5.掌握畫(huà)圖象的一般方法,并能用簡(jiǎn)潔語(yǔ)言進(jìn)行闡述.
過(guò)程與方法
1.初步學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),完成某種規(guī)律的探究方法.
2.對(duì)打出的紙帶,會(huì)用近似的方法得出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度.
3.初步學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測(cè)、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法.
4.認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)化繁為簡(jiǎn)的工具作用,直觀地運(yùn)用物理圖象展現(xiàn)規(guī)律,驗(yàn)證規(guī)律.
5.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,進(jìn)一步熟練打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用,體驗(yàn)瞬時(shí)速度的求解方法.
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過(guò)對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)思考問(wèn)題的習(xí)慣,并鍛煉其思考的全面性、準(zhǔn)確性與邏輯性.
2.通過(guò)對(duì)紙帶的處理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖象展現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,能使學(xué)生靈活地運(yùn)用科學(xué)方法來(lái)研究問(wèn)題、解決問(wèn)題、提高創(chuàng)新意識(shí).
3.在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的猜測(cè)過(guò)程中,提高學(xué)生合作探究能力.
4.在對(duì)現(xiàn)象規(guī)律的語(yǔ)言闡述中,提高了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力,還體現(xiàn)了各學(xué)科之間的系,可引申到各事物間的關(guān)聯(lián)性,使自己融入社會(huì).
5.通過(guò)經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探索過(guò)程,體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律探索的方法.
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
1.圖象法研究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.
2.對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化規(guī)律的探究
教學(xué)難點(diǎn)
1.各點(diǎn)瞬時(shí)速度的計(jì)算.
2.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、規(guī)律的探究.
教學(xué)工具
多媒體、板書(shū)
教學(xué)過(guò)程
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1.進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
2.利用v-t圖象處理數(shù)據(jù),并據(jù)此判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)
3.能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求加速度
二、實(shí)驗(yàn)器材
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源.
三、實(shí)驗(yàn)原理
1.利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打紙帶的信息,代入計(jì)算式
即用以n點(diǎn)為中心的一小段位移的平均速度代替n點(diǎn)的瞬時(shí)速度.
2.用描點(diǎn)法作出小車的v-t圖象,根據(jù)圖象的形狀判斷小車的運(yùn)動(dòng)性質(zhì).若所得圖象為一條傾斜直線則表明小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng).
3.利用v-t圖象求出小車的加速度.
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.如圖所示,把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端,連接好電路.
2.把一條細(xì)繩拴在小車上,使細(xì)繩跨過(guò)滑輪,下邊掛上鉤碼,把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并把紙帶的一端固定在小車的后面.
3.把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,接通電源后,釋放小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn).
4.換上新的紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次.
5.增減所掛鉤碼,按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn).
五、數(shù)據(jù)處理
1.表格法
(1)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開(kāi)始一些比較密集的點(diǎn),在后面便于測(cè)量的地方找一個(gè)點(diǎn),作為計(jì)數(shù)始點(diǎn),以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),并標(biāo)明0、1、2、3、4…測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x,并記錄填入表中,如圖所示.
(2)分別計(jì)算出與所求點(diǎn)相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離Δx1、Δx2、Δx3…
(3)計(jì)算平均速度,用平均速度代替相關(guān)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度,填入上面的表格中.
(4)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),分析速度隨時(shí)間怎么變化.
2.圖象法
(1)在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,橫軸表示時(shí)間,縱軸表示速度,并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn).
(2)畫(huà)一條直線,讓這條直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn),不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè),偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì),如圖所示
(3)觀察所得到的直線,分析物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律.
(4)據(jù)所畫(huà)v-t圖象求出其斜率,就是小車運(yùn)動(dòng)的加速度.
六、誤差分析
1.木板的粗糙程度不同,摩擦不均勻.
2.根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有誤差,從而計(jì)算出的瞬時(shí)速度有誤差.
3.作v-t圖象時(shí)單位選擇不合適或人為作圖不準(zhǔn)確帶來(lái)誤差.
七、注意事項(xiàng)
1.開(kāi)始釋放小車時(shí),應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
2.先接通電源,等打點(diǎn)穩(wěn)定后,再釋放小車.
3.打點(diǎn)完畢,立即斷開(kāi)電源.
4.選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,適當(dāng)舍棄點(diǎn)密集部分,適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別),弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少秒.
5.要防止鉤碼落地,避免小車跟滑輪相碰,當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住.
6.要區(qū)分打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)和人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn),一般在紙帶上每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),即時(shí)間間隔為t=0.02×5s=0.1s.
7.在坐標(biāo)紙上畫(huà)v-t圖象時(shí),注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取,應(yīng)使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi).
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1.知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推理過(guò)程,知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法.
2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.
3.理解慣性的概念,會(huì)解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象.
教學(xué)重難點(diǎn)
1.牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.
2.慣性的概念,解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象.
教學(xué)過(guò)程
[知識(shí)探究]
一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力
[問(wèn)題設(shè)計(jì)]
1.日常生活中,我們有這樣的經(jīng)驗(yàn):馬拉車,車就前進(jìn),停止用力,車就停下來(lái).是否有力作用在物體上物體才能運(yùn)動(dòng)呢?馬不拉車時(shí),車為什么會(huì)停下來(lái)呢?
答案不是.車之所以會(huì)停下來(lái)是因?yàn)槭艿阶枇Φ淖饔?
2.如果沒(méi)有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)怎樣?請(qǐng)閱讀課本中的“理想實(shí)驗(yàn)的魅力”,思考伽利略是如何由理想實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的.
答案如果沒(méi)有摩擦阻力,水平面上運(yùn)動(dòng)的物體將保持這個(gè)速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.
理想實(shí)驗(yàn)再現(xiàn):如圖甲所示,讓小球沿一個(gè)斜面由靜止?jié)L下,小球?qū)L上另一個(gè)斜面.如果沒(méi)有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)的高度.
如果減小第二個(gè)斜面的傾斜角度,如圖乙所示,小球在這個(gè)斜面上達(dá)到原來(lái)的高度就要通過(guò)更長(zhǎng)的路程.繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾斜角度,如圖丙所示,使它最終成為水平面,小球就再也達(dá)不到原來(lái)的高度,而將沿水平面以恒定的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.
[要點(diǎn)提煉]
1.關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的兩種對(duì)立的觀點(diǎn)
(1)亞里士多德的觀點(diǎn):必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng);沒(méi)有力的作用,物體就要靜止在一個(gè)地方.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因.
這種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)統(tǒng)治了人們的思維近兩千年.
(2)伽利略的觀點(diǎn)(伽利略第一次提出):物體的運(yùn)動(dòng)不需要(填“需要”或“不需要”)力來(lái)維持.
2.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)的意義
(1)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)將可靠的事實(shí)和理論思維結(jié)合起來(lái),即采用“可靠事實(shí)+抽象思維+科學(xué)推論”的方法_了亞里士多德的觀點(diǎn),初步揭示了運(yùn)動(dòng)和力的正確關(guān)系.
(2)第一次確立了物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位.
二、牛頓物理學(xué)的基石——慣性定律
1.牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).
2.對(duì)牛頓第一定律的理解
(1)定性說(shuō)明了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.
①說(shuō)明了物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài).
②說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.
(2)揭示了一切物體都具有的一種固有屬性——慣性.因此牛頓第一定律也叫慣性定律.
3.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化即物體運(yùn)動(dòng)速度的變化,有以下三種情況:
(1)速度的方向不變,只有大小改變.(物體做直線運(yùn)動(dòng))
(2)速度的大小不變,只有方向改變.(物體做曲線運(yùn)動(dòng))
(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變.(物體做曲線運(yùn)動(dòng))
三、慣性與質(zhì)量
[問(wèn)題設(shè)計(jì)]
坐在公共汽車?yán)锏娜?,?dāng)汽車突然啟動(dòng)時(shí),有什么感覺(jué)?當(dāng)運(yùn)動(dòng)的汽車突然停止時(shí),又有什么感覺(jué)?解釋上述現(xiàn)象.
答案當(dāng)汽車突然啟動(dòng)時(shí),人身體后傾.當(dāng)汽車突然停止時(shí),人身體前傾.這是因?yàn)槿司哂袘T性,原來(lái)人和車一起保持靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)車突然啟動(dòng)時(shí),人的身體下部隨車運(yùn)動(dòng)了,但上部由于慣性保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),所以會(huì)向后傾;原來(lái)人和車一起運(yùn)動(dòng),當(dāng)車突然停止時(shí),人的身體下部隨車停止了,但上部由于慣性保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故向前傾.
[要點(diǎn)提煉]
1.慣性:物體具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),我們把這個(gè)性質(zhì)叫做慣性.牛頓第一定律又叫慣性定律.
2.慣性與質(zhì)量的關(guān)系
(1)慣性是物體的固有屬性,一切物體都具有慣性.
(2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度,質(zhì)量越大,慣性越大.
3.慣性與力無(wú)關(guān)
(1)慣性不是力,而是物體本身固有的一種性質(zhì),因此物體“受到了慣性作用”、“產(chǎn)生了慣性”、“受到慣性力”等說(shuō)法都是錯(cuò)誤的.
(2)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.
4.慣性的表現(xiàn)
(1)不受力時(shí),慣性表現(xiàn)為保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),有“惰性”的意思.
(2)受力時(shí),慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度.質(zhì)量越大,慣性越大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變.
[延伸思考]
人能推動(dòng)冰面上的重箱子,用同樣的力卻推不動(dòng)粗糙地面上不太重的箱子,是不是冰面上的重箱子慣性小于粗糙地面上不太重的箱子呢?為什么?
答案不是.質(zhì)量是物體慣性大小的量度,重箱子的慣性大于輕箱子的慣性.判斷物體慣性的大小應(yīng)在相同情況下比較,比如用同樣的力推都處于冰面上或都處于粗糙地面上質(zhì)量不同的物體,比較哪個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更容易改變.
[典例精析]
一、對(duì)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)
例1理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律.伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖1所示的理想實(shí)驗(yàn),他的設(shè)想步驟如下:
圖1
①減小第二個(gè)斜面的傾角,小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度;②兩個(gè)對(duì)接的斜面,讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下,小球?qū)L上另一個(gè)斜面;③如果沒(méi)有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放的高度;④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角,最后使它成為水平面,小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動(dòng).
請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列______(只要填寫(xiě)序號(hào)即可).在上述的設(shè)想步驟中,有的屬于可靠的事實(shí),有的則是理想化的推論.下列有關(guān)事實(shí)和推論的分類正確的是()
A.①是事實(shí),②③④是推論
B.②是事實(shí),①③④是推論
C.③是事實(shí),①②④是推論
D.④是事實(shí),①②③是推論
解析本題是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理,將實(shí)驗(yàn)理想化,并符合物理規(guī)律,得到正確的結(jié)論.而②是可靠事實(shí),因此放在第一步,③、①是在斜面上無(wú)摩擦的設(shè)想,最后推導(dǎo)出水平面上的理想實(shí)驗(yàn)④.因此正確順序是②③①④.
答案②③①④B
二、對(duì)牛頓第一定律的理解
例2由牛頓第一定律可知()
A.物體的運(yùn)動(dòng)是依靠慣性來(lái)維持的
B.力停止作用后,物體的運(yùn)動(dòng)就不能維持
C.物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),一定有外力作用
D.力是改變物體慣性的原因
解析物體具有保持原來(lái)靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性,由于慣性的存在,物體才保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),A對(duì).力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,B錯(cuò),C對(duì).慣性是物體的固有屬性,力不能改變物體的慣性大小,D錯(cuò).
答案AC
針對(duì)訓(xùn)練做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體,如果下落過(guò)程中某時(shí)刻重力突然消失,物體的運(yùn)動(dòng)情況將是()
A.懸浮在空中不動(dòng)
B.速度逐漸減小
C.保持一定速度向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.無(wú)法判斷
答案C
解析物體自由下落時(shí),僅受重力作用,重力消失以后,物體將不受力,根據(jù)牛頓第一定律的描述,物體將以重力消失瞬間的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)C正確.
三、慣性的理解
例3關(guān)于物體的慣性,下述說(shuō)法中正確的是()
A.運(yùn)動(dòng)速度大的物體不能很快地停下來(lái),是因?yàn)槲矬w速度越大,慣性也越大
B.靜止的火車啟動(dòng)時(shí),速度變化慢,是因?yàn)殪o止的物體慣性大
C.乒乓球可以快速抽殺,是因?yàn)槠古仪驊T性小
D.在宇宙飛船中的物體不存在慣性
解析慣性大小只與物體質(zhì)量有關(guān),與物體的速度無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;質(zhì)量是物體慣性大小的量度,火車速度變化慢,表明它的慣性大,是因?yàn)樗馁|(zhì)量大,與是否靜止無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤;乒乓球能被快速抽殺,表明它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易發(fā)生改變,是因?yàn)樗膽T性小,故C正確;一切物體在任何情況下都有慣性,故D錯(cuò)誤.
答案C
[課堂要點(diǎn)小結(jié)]
[自我檢測(cè)]
1.(對(duì)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí))關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是()
A.只要接觸面摩擦相當(dāng)小,物體在水平面上就能勻速運(yùn)動(dòng)下去
B.這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無(wú)法做到的
C.利用氣墊導(dǎo)軌,就能使實(shí)驗(yàn)成功
D.雖然是想象中的實(shí)驗(yàn),但是它建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上
答案BD
解析只要接觸面摩擦存在,物體就受到摩擦力的作用,物體在水平面上就不能勻速運(yùn)動(dòng)下去,故A錯(cuò)誤.沒(méi)有摩擦是不可能的,這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無(wú)法做到的,故B正確.若使用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行理想實(shí)驗(yàn),可以提高實(shí)驗(yàn)精度,但是仍然存在摩擦力,故C錯(cuò)誤;雖然是想象中的實(shí)驗(yàn),但是它建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,故D正確.
2.(對(duì)牛頓第一定律的理解)關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是()
A.不受外力作用時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變
B.物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)一定受外力作用
C.在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái),是由于沒(méi)有外力維持木塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果
D.飛跑的運(yùn)動(dòng)員,由于遇到障礙而被絆倒,這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊(cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
答案ABD
解析牛頓第一定律描述的是物體不受外力作用時(shí)的狀態(tài),即總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變,A正確;牛頓第一定律揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.物體做變速運(yùn)動(dòng)說(shuō)明運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在改變,B正確.在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái),是由于摩擦阻力的作用而改變了運(yùn)動(dòng)狀態(tài).飛跑的運(yùn)動(dòng)員,遇到障礙而被絆倒,是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖兞嗽瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),C錯(cuò)誤,D正確.
3.(力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系)某人用力推一下原來(lái)靜止在水平面上的小車,小車便開(kāi)始運(yùn)動(dòng),以后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運(yùn)動(dòng),可見(jiàn)()
A.力是維持物體速度不變的原因
B.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
C.力是改變物體慣性的原因
D.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
答案D
解析力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,小車原來(lái)靜止,在力的作用下小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng),是力使其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變.用較小的力就能使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)是推力與摩擦力的合力為零的緣故.
4.(對(duì)慣性的理解)如圖2所示,冰壺在冰面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力很小,可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向不變,我們可以說(shuō)冰壺有較強(qiáng)的抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”.這里所指的“本領(lǐng)”是冰壺的慣性,則慣性的大小取決于()
圖2
A.冰壺的速度
B.冰壺的質(zhì)量
C.冰壺受到的推力
D.冰壺受到的阻力
答案B
解析一個(gè)物體慣性的大小,與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、受力情況是沒(méi)有任何關(guān)系的,衡量物體慣性大小的因素是質(zhì)量,故B正確.
一、教學(xué)任務(wù)分析
機(jī)械運(yùn)動(dòng)是本章的第一節(jié),同時(shí)也是后面學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。
學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)之前,學(xué)生需積累較多的相關(guān)生活經(jīng)驗(yàn),知道生活中關(guān)于運(yùn)動(dòng)和靜止的一些自然常識(shí),如地球會(huì)繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)等。本節(jié)內(nèi)容與人們的日常生活緊密聯(lián)系,有著廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。
本設(shè)計(jì)從“手抓子彈”的小故事引入。通過(guò)對(duì)生活中的多個(gè)實(shí)例交流并歸納出機(jī)械運(yùn)動(dòng)概念。通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和小組討論的方法歸納出要判斷一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況,必須先選擇合適的參照物,即得出選取參照物的必要性和重要性。最后通過(guò)對(duì)生活中典型實(shí)例的解釋,進(jìn)一步鞏固參照物的概念,同時(shí)解決“如何選取合適參照物?”的問(wèn)題。
本節(jié)課的學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與,使學(xué)生感受物理與生活密切相關(guān)。通過(guò)討論選擇不同的參照物對(duì)同一物體運(yùn)動(dòng)情況的描述可能不同,認(rèn)識(shí)到物體運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性,進(jìn)而初步體驗(yàn)辯證唯物主義運(yùn)動(dòng)觀。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)知道機(jī)械運(yùn)動(dòng);知道參照物的概念。
(2)知道運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性。
(3)知道一切物體都在運(yùn)動(dòng),絕對(duì)靜止的物體是不存在的。
(4)學(xué)會(huì)用參照物解釋物體的運(yùn)動(dòng)情況。
2、過(guò)程與方法
通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立參照物的我概念,形成研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)如何選取合適的參照物的方法。
3、態(tài)度、情感與價(jià)值觀
(1)能用所學(xué)的知識(shí)解釋與生活有關(guān)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況,感受物理與生活密切相關(guān)。
(2)通過(guò)討論選擇不同的參照物對(duì)同一物體運(yùn)動(dòng)情況的描述可能不同,認(rèn)識(shí)到物體運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性,進(jìn)而初步體驗(yàn)辯證唯物主義運(yùn)動(dòng)觀。
三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):參照物,運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性。
難點(diǎn):學(xué)會(huì)選擇合適的參照物。
四、教學(xué)資源
1、器材:磁帶盒,白紙。
2、學(xué)習(xí)活動(dòng)卡
五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括兩個(gè)方面:一是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概念。二是參照物概念的建立。
本設(shè)計(jì)的基本思路是:從生活中的具體例子和體驗(yàn)得出機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概念。當(dāng)判斷生活中的物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)出現(xiàn)矛盾,從而激發(fā)學(xué)生的求知欲,然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)、舉例和討論得出要判斷一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),必須先選擇合適的參照物,即得出選取參照物的必要性和重要性。
本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是:參照物,運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性。方法是:當(dāng)判斷生活中的物體的運(yùn)動(dòng)情況出現(xiàn)矛盾時(shí),通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和小組討論的方法得出:物體的運(yùn)動(dòng)和靜止是相對(duì)的,要判斷一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況前,必須先選擇合適的參照物。
本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是:學(xué)會(huì)選擇合適的參照物。方法是:通過(guò)對(duì)幾個(gè)典型例子的解釋的手段學(xué)會(huì)如何選擇合適的參照物。
本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與,重視概念的形成過(guò)程以及伴隨這一過(guò)程的方法的教育。
教學(xué)目標(biāo):
一、知識(shí)目標(biāo)
1、理解速度的概念。知道速度是表示運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,知道它的定義、公式、符號(hào)和單位,知道它是矢量。
2、理解平均速度,知道瞬時(shí)速度的概念。
3、知道速度和速率以及它們的區(qū)別。
二、能力目標(biāo)
1、比值定義法是物理學(xué)中經(jīng)常采用的方法,學(xué)生在學(xué)生過(guò)程中掌握用數(shù)學(xué)工具描述物理量之間的關(guān)系的方法。
2、培養(yǎng)學(xué)生的遷移類推能力,抽象思維能力。 三、德育目標(biāo) 由簡(jiǎn)單的問(wèn)題逐步把思維遷移到復(fù)雜方向,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的規(guī)律,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜。 教學(xué)重點(diǎn) 平均速度與瞬時(shí)速度的概念及其區(qū)別 教學(xué)難點(diǎn) 怎樣由平均速度引出瞬時(shí)速度 教學(xué)方法 類比推理法 教學(xué)用具 有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)的投影片 課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)步驟
一、導(dǎo)入新課 質(zhì)點(diǎn)的各式各樣的運(yùn)動(dòng),快慢程度不一樣,那如何比較運(yùn)動(dòng)的快慢呢?
二、新課教學(xué)
(一)用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo):
1、知道速度是描述運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量。
2、理解平均速度的概念,知道平均不是速度的平均值。
3、知道瞬時(shí)速度是描述運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或經(jīng)過(guò)某一位置時(shí))的速度,知道瞬時(shí)速度的大小等于同一時(shí)刻的瞬時(shí)速率。
(二)學(xué)生目標(biāo)完成過(guò)程
1、速度 提問(wèn):運(yùn)動(dòng)會(huì)上,比較哪位運(yùn)動(dòng)員跑的快,用什么方法? 學(xué)生:同樣長(zhǎng)短的位移,看誰(shuí)用的時(shí)間少。 提問(wèn):如果運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,又如何比較快慢呢? 學(xué)生:那比較誰(shuí)通過(guò)的位移大。 老師:那運(yùn)動(dòng)物體所走的位移,所用的時(shí)間都不一樣,又如何比較其快慢呢? 學(xué)生:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的位移來(lái)比較,就找到了比較的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 師:對(duì),這就是用來(lái)表示快慢的物理量——速度,在初中時(shí)同學(xué)就接觸過(guò)這個(gè)概念,那同學(xué)回憶一下,比較一下有哪些地方有了側(cè)重,有所加深。 板書(shū):速度是表示運(yùn)動(dòng)的快慢的物理量,它等于位移s跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間t的比值。用v=s/t表示。 由速度的定義式中可看出,v的單位由位移和時(shí)間共同決定,國(guó)際單位制中是米每秒,符號(hào)為/s或·s—1,常用單位還有/h、c/s等,而且速度是既具有大小,又有方向的物理量,即矢量。 板書(shū): 速度的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向。
2、平均速度 在勻速直線運(yùn)動(dòng)中,在任何相等的時(shí)間里位移都是相等的,那v=s/t是恒定的。那么如果是變速直線運(yùn)動(dòng),在相等的時(shí)間里位移不相等,那又如何白色物體運(yùn)動(dòng)的快慢呢?那么就用在某段位移的平均快慢即平均速度來(lái)表示。 例:百米運(yùn)動(dòng)員,10s時(shí)間里跑完100,那么他1s平均跑多少呢? 學(xué)生馬上會(huì)回答:每秒平均跑10。 師:對(duì),這就是運(yùn)動(dòng)員完成這100的平均快慢速度。 板書(shū): 這是錯(cuò)誤的。平均速度不是速度的平均值,要嚴(yán)格按照平均速度的定義來(lái)求,用這段總位移與這段位移所用的時(shí)間的比值,也就只表示這段位移內(nèi)的平均速度。
三、小結(jié)
1、速度的概念及物理意義;
2、平均速度的概念及物理意義;
3、瞬時(shí)速度的概念及物理意義;
4、速度的大小稱為速率。拓展:本節(jié)課后有閱讀材料,怎樣理解瞬時(shí)速度,同學(xué)們有興趣的話,請(qǐng)看一下,這里運(yùn)用了數(shù)學(xué)的“極限”思想,有助于你對(duì)瞬時(shí)速度的理解。
四、作業(yè)P26練習(xí)三3、4、
(一)教學(xué)目的
1.知道電流周圍存在著磁場(chǎng)。
2.知道通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁鐵相似。
3.會(huì)用安培定則判定相應(yīng)磁體的磁極和通電螺線管的電流方向。
(二)教具 一根硬直導(dǎo)線,干電池2~4節(jié),小磁針,鐵屑,螺線管,開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干。
(三)教學(xué)過(guò)程
1.復(fù)習(xí)提問(wèn),引入新課
重做第二節(jié)課本上的圖11—7的演示實(shí)驗(yàn),提問(wèn):
當(dāng)把小磁針?lè)旁跅l形磁體的周圍時(shí),觀察到什么現(xiàn)象?其原因是什么?
(觀察到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。因?yàn)榇朋w周圍存在著磁場(chǎng),小磁針受到磁場(chǎng)的磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。)
進(jìn)一步提問(wèn)引入新課
小磁針只有放在磁體周圍才會(huì)受到磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎?也就是說(shuō),只有磁體周圍存在著磁場(chǎng)嗎?其他物質(zhì)能不能產(chǎn)生磁場(chǎng)呢?這就是我們本節(jié)課要探索的內(nèi)容。
2.進(jìn)行新課
(1)演示奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電流周圍存在著磁場(chǎng)
演示實(shí)驗(yàn):將一根與電源、開(kāi)關(guān)相連接的直導(dǎo)線用架子架高,沿南北方向水平放置。將小磁針平行地放在直導(dǎo)線的上方和下方,請(qǐng)同學(xué)們觀察直導(dǎo)線通、斷電時(shí)小磁針的偏轉(zhuǎn)情況。
提問(wèn):觀察到什么現(xiàn)象?
(觀察到通電時(shí)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),斷電時(shí)小磁針又回到原來(lái)的位置。)
進(jìn)一步提問(wèn):通過(guò)這個(gè)現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論呢?
師生討論:通電后導(dǎo)體周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說(shuō)明通電后導(dǎo)體周圍的空間對(duì)小磁針產(chǎn)生磁力的作用,由此我們可以得出:通電導(dǎo)線和磁體一樣,周圍也存在著磁場(chǎng)。
教師指出:以上實(shí)驗(yàn)是丹麥的科學(xué)家?jiàn)W斯特首先發(fā)現(xiàn)的,此實(shí)驗(yàn)又叫做奧斯特實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明,除了磁體周圍存在著磁場(chǎng)外,電流的周圍也存在著磁場(chǎng),即,本節(jié)課我們就主要研究。
板書(shū):第四節(jié)
一、奧斯特實(shí)驗(yàn)
1.實(shí)驗(yàn)表明:通電導(dǎo)線和磁體一樣,周圍存在著磁場(chǎng)。
提問(wèn):我們知道,磁場(chǎng)是有方向的,那么電流周圍的磁場(chǎng)方向是怎樣的呢?它與電流的方向有沒(méi)有關(guān)系呢?
重做上面的實(shí)驗(yàn),請(qǐng)同學(xué)們觀察當(dāng)電流的方向改變時(shí),小磁針N極的偏轉(zhuǎn)方向是否發(fā)生變化。
提問(wèn):同學(xué)們觀察到什么現(xiàn)象?這說(shuō)明什么?
(觀察到當(dāng)電流的方向變化時(shí),小磁針N極偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化,說(shuō)明方向也發(fā)生變化。)
板書(shū):2.方向跟電流的方向有關(guān)。當(dāng)電流的方向變化時(shí),磁場(chǎng)的方向也發(fā)生變化。
提問(wèn):奧斯特實(shí)驗(yàn)在我們現(xiàn)在看來(lái)是非常簡(jiǎn)單的,但在當(dāng)時(shí)這一重大發(fā)現(xiàn)卻轟動(dòng)了科學(xué)界,這是為什么呢?
學(xué)生看書(shū)討論后回答:
因?yàn)樗沂玖穗姮F(xiàn)象和磁現(xiàn)象不是各自孤立的,而是緊密聯(lián)系的,從而說(shuō)明表面上互不相關(guān)的自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的,這一發(fā)現(xiàn),有力推動(dòng)了電磁學(xué)的研究和發(fā)展。
(2)研究通電螺線管周圍的磁場(chǎng)
奧斯特實(shí)驗(yàn)用的是一根直導(dǎo)線,后來(lái)科學(xué)家們又把導(dǎo)線彎成各種形狀,通電后研究,其中有一種在后來(lái)的生產(chǎn)實(shí)際中用途,那就是將導(dǎo)線彎成螺線管再通電。那么,通電螺線管的磁場(chǎng)是什么樣的呢?請(qǐng)同學(xué)們觀察下面的實(shí)驗(yàn):
演示實(shí)驗(yàn):按課本圖11—13那樣在紙板上均勻地撒些鐵屑,給螺線管通電,輕敲紙板,請(qǐng)同學(xué)們觀察鐵屑的分布情況,并與條形磁體周圍的鐵屑分布情況對(duì)比。
提問(wèn):同學(xué)們觀察到什么現(xiàn)象?
學(xué)生回答后,教師板書(shū):
二、通電螺線管的磁場(chǎng)
1.通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)一樣。
提問(wèn):怎樣判斷通電螺線管兩端的極性呢?它的極性與電流的方向有沒(méi)有關(guān)系呢?
演示實(shí)驗(yàn):將小磁針?lè)旁诼菥€管的兩端,通電后,請(qǐng)同學(xué)們觀察小磁針的N極指向,從而引導(dǎo)學(xué)生判別出通電螺線管的N、S極。
再改變電流的方向,觀察小磁針的N極指向有沒(méi)有變化,從而說(shuō)明通電螺線管的極性與電流的方向有關(guān)。
引導(dǎo)學(xué)生討論后,教師板書(shū):
2.通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。當(dāng)電流的方向變化時(shí),通電螺線管的磁性也發(fā)生改變。
提問(wèn):采用什么辦法可以很簡(jiǎn)便地判定通電螺線管的磁性與電流方向的關(guān)系呢?同學(xué)們看書(shū)、討論,弄清安培定則的作用和判定方法。板書(shū):
三、安培定則
1.作用:可以判定通電螺線管的磁性與電流方向的關(guān)系。
2.判定方法:用右手握住螺線管,讓四指彎向螺線管中電流的方向,則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。
教師演示具體的判定方法。
練習(xí):如附圖所示的幾個(gè)通電螺線管,用安培定則判定它們的兩極。
可以引導(dǎo)學(xué)生分別按上圖將導(dǎo)線在鉛筆上繞成螺線管,先弄清螺線管中電流的指向,再用安培定則判定出兩端的極性。
通過(guò)以上練習(xí),強(qiáng)調(diào):螺線管的繞制方向不同,螺線管中電流的方向也不同。
3.小結(jié)(略)
4.作業(yè) :①完成課本上的“想想議議”。
②課本上的練習(xí)1、2、3題。
一、運(yùn)動(dòng)的描述
1、物體模型用質(zhì)點(diǎn),忽略形狀和大小;地球公轉(zhuǎn)當(dāng)質(zhì)點(diǎn),地球自轉(zhuǎn)要大小。物體位置的變化,準(zhǔn)確描述用位移,運(yùn)動(dòng)快慢S比t,a用v與t比。
2、運(yùn)用一般公式法,平均速度是簡(jiǎn)法,中間時(shí)刻速度法,初速度零比例法,再加幾何圖像法,求解運(yùn)動(dòng)好方法。自由落體是實(shí)例,初速為零a等g.豎直上拋知初速,上升心有數(shù),飛行時(shí)間上下回,整個(gè)過(guò)程勻減速。中心時(shí)刻的速度,平均速度相等數(shù);求加速度有好方,S等aT平方。
3、速度決定物體動(dòng),速度加速度方向中,同向加速反向減,垂直拐彎莫前沖。
二、力
1、解力學(xué)題堡壘堅(jiān),受力分析是關(guān)鍵;分析受力性質(zhì)力,根據(jù)效果來(lái)處理。
2、分析受力要仔細(xì),定量計(jì)算七種力;重力有無(wú)看提示,根據(jù)狀態(tài)定彈力;先有彈力后摩擦,相對(duì)運(yùn)動(dòng)是依據(jù);萬(wàn)有引力在萬(wàn)物,電場(chǎng)力存在定無(wú)疑;洛侖茲力安培力,二者實(shí)質(zhì)是統(tǒng)一;相互垂直力,平行無(wú)力要切記。
3、同一直線定方向,計(jì)算結(jié)果只是量,某量方向若未定,計(jì)算結(jié)果給指明;兩力合力小和大,兩個(gè)力成q角夾,平行四邊形定法;合力大小隨q變,只在最小間,多力合力合另邊。
多力問(wèn)題狀態(tài)揭,正交分解來(lái)解決,三角函數(shù)能化解。
4、力學(xué)問(wèn)題方法多,整體隔離和假設(shè);整體只需看外力,求解內(nèi)力隔離做;狀態(tài)相同用整體,否則隔離用得多;即使?fàn)顟B(tài)不相同,整體牛二也可做;假設(shè)某力有或無(wú),根據(jù)計(jì)算來(lái)定奪;極限法抓臨界態(tài),程序法按順序做;正交分解選坐標(biāo),軸上矢量盡量多。
三、牛頓運(yùn)動(dòng)定律
1.F等ma,牛頓二定律,產(chǎn)生加速度,原因就是力。
合力與a同方向,速度變量定a向,a變小則u可大,只要a與u同向。
2.N、T等力是視重,mg乘積是實(shí)重;超重失重視視重,其中不變是實(shí)重;加速上升是超重,減速下降也超重;失重由加降減升定,完全失重視重零
四、曲線運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力
1、運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線,向心力存在是條件,曲線運(yùn)動(dòng)速度變,方向就是該點(diǎn)切線。
2、圓周運(yùn)動(dòng)向心力,供需關(guān)系在心里,徑向合力提供足,需mu平方比R,mr的行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),行星與太陽(yáng)間的萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力,即
②結(jié)論:
只要知道衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的周期T和半徑r,就可以計(jì)算出行星的質(zhì)量。
2、思考判斷
(1)地球表面的物體,重力就是物體所受的萬(wàn)有引力。()
(2)繞行星勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的衛(wèi)星,萬(wàn)有引力提供向心力。()
(3)利用地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng),可求地球的質(zhì)量。()
3、探究交流
若已知月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T和半徑r,由此可以求出地球的質(zhì)量嗎?能否求出月球的質(zhì)量呢?
【提示】能求出地球的質(zhì)量。利用
為中心天體的質(zhì)量。做圓周運(yùn)動(dòng)的月球的質(zhì)量m在等式中已消掉,所以根據(jù)月球的周期T、公轉(zhuǎn)半徑r,無(wú)法計(jì)算月球的質(zhì)量。
二、發(fā)現(xiàn)未知天體
1、基本知識(shí)
(1)海王星的發(fā)現(xiàn)
英國(guó)劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國(guó)年輕的天文學(xué)家勒維耶根據(jù)天王星的觀測(cè)資料,利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出天王星外新行星的軌道。1846年9月23日,德國(guó)的加勒在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星海王星。
(2)其他天體的發(fā)現(xiàn)
近100年來(lái),人們?cè)诤M跣堑能壍乐庥职l(fā)現(xiàn)了冥王星、鬩神星等幾個(gè)較大的天體。
2、思考判斷
(1)海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)表明了萬(wàn)有引力理論在太陽(yáng)系內(nèi)的正確性。()
(2)科學(xué)家在觀測(cè)雙星系統(tǒng)時(shí),同樣可以用萬(wàn)有引力定律來(lái)分析。()
3、探究交流
航天員翟志剛走出神舟七號(hào)飛船進(jìn)行艙外活動(dòng)時(shí),要分析其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),牛頓定律還適用嗎?
【提示】適用。牛頓將牛頓定律與萬(wàn)有引力定律綜合,成功分析了天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。牛頓定律對(duì)物體在地面上的運(yùn)動(dòng)以及天體的運(yùn)動(dòng)都是適用的。
三、天體質(zhì)量和密度的計(jì)算
【問(wèn)題導(dǎo)思】
1、求天體質(zhì)量的思路是什么?
2、有了天體的質(zhì)量,求密度還需什么物理量?
3、求天體質(zhì)量常有哪些方法?
1、求天體質(zhì)量的思路
繞中心天體運(yùn)動(dòng)的其他天體或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),做圓周運(yùn)動(dòng)的天體(或衛(wèi)星)的向心力等于它與中心天體的萬(wàn)有引力,利用此關(guān)系建立方程求中心天體的質(zhì)量。
2、計(jì)算天體的質(zhì)量
下面以地球質(zhì)量的計(jì)算為例,介紹幾種計(jì)算天體質(zhì)量的方法:
(1)若已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén),半徑為r,根據(jù)萬(wàn)有引力等于向心力,即
(2)若已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r和月球運(yùn)行的線速度v,由于地球?qū)υ虑虻囊Φ扔谠虑蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的向心力,根據(jù)牛頓第二定律,得
(3)若已知月球運(yùn)行的線速度v和運(yùn)行周期T,由于地球?qū)υ虑虻囊Φ扔谠虑蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的向心力,根據(jù)牛頓第二定律,得
(4)若已知地球的半徑R和地球表面的重力加速度g,根據(jù)物體的重力近似等于地球?qū)ξ矬w的引力,得
解得地球質(zhì)量為
3、計(jì)算天體的密度
若天體的半徑為R,則天體的密度
誤區(qū)警示
1、計(jì)算天體質(zhì)量的方法不僅適用于地球,也適用于其他任何星體。注意方法的拓展應(yīng)用。明確計(jì)算出的是中心天體的質(zhì)量。
2、要注意R、r的區(qū)分。R指中心天體的半徑,r指行星或衛(wèi)星的軌道半徑。以地球?yàn)槔?,若繞近地軌道運(yùn)行,則有R=r.
例:要計(jì)算地球的質(zhì)量,除已知的一些常數(shù)外還需知道某些數(shù)據(jù),現(xiàn)給出下列各組數(shù)據(jù),可以計(jì)算出地球質(zhì)量的有哪些?()
A.已知地球半徑R
B.已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和線速度v
C.已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度v和周期T
D.已知地球公轉(zhuǎn)的周期T及運(yùn)轉(zhuǎn)半徑r
【答案】ABC
歸納總結(jié):求解天體質(zhì)量的技巧
天體的質(zhì)量計(jì)算是依據(jù)物體繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力,列出有關(guān)方程求解的,因此解題時(shí)首先應(yīng)明確其軌道半徑,再根據(jù)其他已知條件列出相應(yīng)的方程。
四、分析天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的思路
【問(wèn)題導(dǎo)思】
1、常用來(lái)描述天體運(yùn)動(dòng)的物理量有哪些?
2、分析天體運(yùn)動(dòng)的主要思路是什么?
3、描述天體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,有哪些主要的公式?
1、解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路
一般行星或衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)可看做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所需要的向心力都由中心天體對(duì)它的萬(wàn)有引力提供,所以研究天體時(shí)可建立基本關(guān)系式:
2、四個(gè)重要結(jié)論
設(shè)質(zhì)量為m的天體繞另一質(zhì)量為M的中心天體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)
以上結(jié)論可總結(jié)為越遠(yuǎn)越慢,越遠(yuǎn)越小。
誤區(qū)警示
1、由以上分析可知,衛(wèi)星的an、v、、T與行星或衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān),僅由被環(huán)繞的天體的質(zhì)量M和軌道半徑r決定。
2、應(yīng)用萬(wàn)有引力定律求解時(shí)還要注意挖掘題目中的隱含條件,如地球的公轉(zhuǎn)周期是365天,自轉(zhuǎn)一周是24小時(shí),其表面的重力加速度約為9.8m/s2.
例:)據(jù)報(bào)道,天文學(xué)家近日發(fā)現(xiàn)了一顆距地球40光年的超級(jí)地球,名為55Cancrie,該行星繞母星(中心天體)運(yùn)行的周期約為地球繞太陽(yáng)運(yùn)行周期的480(1),母星的體積約為太陽(yáng)的60倍。假設(shè)母星與太陽(yáng)密度相同,55Cancrie與地球均做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則55Cancrie與地球的()
【答案】B
歸納總結(jié):解決天體運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵點(diǎn)
解決該類問(wèn)題要緊扣兩點(diǎn):一是緊扣一個(gè)物理模型:就是將天體(或衛(wèi)星)的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng);二是緊扣一個(gè)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征,即天體(或衛(wèi)星)的向心力由萬(wàn)有引力提供。還要記住一個(gè)結(jié)論:在向心加速度、線速度、角速度和周期四個(gè)物理量中,只有周期的值隨著軌道半徑的變大而增大,其余的三個(gè)都隨軌道半徑的變大而減小
五、雙星問(wèn)題的分析方法
例:天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星。雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍。利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),周期均為T(mén),兩顆恒星之間的距離為r,試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。(引力常量為G)
歸納總結(jié):雙星系統(tǒng)的特點(diǎn)
1、雙星繞它們共同的圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們之間的距離保持不變;
2、兩星之間的萬(wàn)有引力提供各自需要的向心力;
3、雙星系統(tǒng)中每顆星的角速度相等;
4、兩星的軌道半徑之和等于兩星間的距離。
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1、知道什么是彈力以及彈力產(chǎn)生的條件。
2、知道推力、壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的圖示(力的示意圖)中正確畫(huà)出他們的方向。
3、知道形變?cè)酱?,彈力越大,知道彈簧的彈力跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度成正比。
教學(xué)重難點(diǎn)
知道形變?cè)酱螅瑥椓υ酱?,知道彈簧的彈力跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度成正比。
教學(xué)工具
課件
教學(xué)過(guò)程
出示[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1、理解彈力的概念,知道彈力產(chǎn)生的原因和條件.
2、知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,會(huì)分析彈力的方向,能正確畫(huà)出彈力的示意圖.
3、理解形變概念,了解放_(tái)顯示微小形變。
(一)觀察實(shí)驗(yàn)
1、觀察用彈簧拉靜止的小車
小車:由靜止→運(yùn)動(dòng)
彈簧:被拉長(zhǎng)
2、水平支起竹片,竹片上放置砝碼,觀察砝碼和竹片
竹片:發(fā)生彎曲
砝碼:處于靜止?fàn)顟B(tài)
3、觀察用彈性鋼片推放置在桌面上的物體
鋼片:發(fā)生彎曲
物體:被推開(kāi)
(二)形變和彈力的概念:
物體的形狀或體積的改變叫形變.
發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)跟它接觸的物體產(chǎn)生的作用,這種力叫彈力。
彈力的概念:
(三)彈力產(chǎn)生的條件
(1)物體間是否直接接觸(必要條件);
(2)接觸處是否有相互擠壓或拉伸的作用(充分條件)
彈力是發(fā)生彈性形變的物體產(chǎn)生的力,作用在跟它接觸的物體上.用手向右拉彈簧,彈簧因形變(伸長(zhǎng))而產(chǎn)生彈力f,它作用在手上,方向向左.因此,彈力的施力者是發(fā)生形變的物體,受力者是使它發(fā)生形變的其他物體.
圖1-11(a)中,小球放在斜面和豎直擋板之間,在重力作用下小球與斜面及擋板間都有擠壓趨勢(shì),因此小球與斜面接觸處,小球與擋板接觸處都會(huì)產(chǎn)生彈力.而圖1-11(b)中,小球放在水平面和豎直擋板間,雖然小球與豎直擋板相接觸,但在接觸處沒(méi)有相互擠壓趨勢(shì),因此小球與豎直擋板間不會(huì)產(chǎn)生彈力.
(四)顯示微小形變的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)
有一些物體眼睛根本觀察不到它的形變,比如一些比較堅(jiān)硬的物體,但是這些物體都有形變,只不過(guò)形變很微小。所以,一切物體都在力的作用下會(huì)發(fā)生形成。
(五)彈力的方向
彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向相反.
(1)彈力方向的判定步驟:
明確產(chǎn)生形變的物體--找出使該物體發(fā)生形變的外力方向--確定該物體產(chǎn)生彈力的方向.
(2)常見(jiàn)支持物的彈力方向:
平板的彈力垂直于板面指向被支持的物體;
曲面的彈力垂直于曲面該處的切平面指向被支持的物體;
支承點(diǎn)的彈力垂直于跟它接觸的平面(或曲面的切平面)指向被支持的物體;
繩索的彈力沿著繩子指向收縮的方向.
(六)形變的種類
看形變的種類有哪些,舉例說(shuō)明。
總結(jié):產(chǎn)生彈力的大小與形變程度有關(guān),形變程度越大,產(chǎn)生的彈力就越大。
(七)例題分析
例1:放在水平桌面上的書(shū)
書(shū)由于重力的作用而壓迫桌面,使書(shū)和桌面同時(shí)發(fā)生微小形變,要恢復(fù)原狀,對(duì)桌面產(chǎn)生垂直于桌面向下的彈力F1,這就是書(shū)對(duì)桌面的壓力;桌面由于發(fā)生微小的形變,對(duì)書(shū)產(chǎn)生垂直于書(shū)面向上的彈力F2,這就是桌面對(duì)書(shū)的支持力。
練習(xí)1
分析:靜止地放在傾斜木板上的書(shū),書(shū)對(duì)木板的壓力和木板對(duì)書(shū)的支持力。并畫(huà)出力的示意圖。
例題2按下列要求畫(huà)出彈力的方向
(1)擱在光滑豎直墻與粗糙水平地面間的棒在A,B兩處受到的彈力(圖1-13)
分析(1)棒在重力作用下對(duì)A,B兩處都有擠壓作用,因A,B兩處的支持物都為平面,所以其彈力垂直平面分別向上和向右.
(2)擱在光滑半球形槽內(nèi)的棒在C,D兩處受到的彈力(圖1-14);
分析:棒對(duì)C,D兩處有擠壓作用,因C處為曲面,D處為支承點(diǎn),所以C處彈力垂直其切平面指向被支持的物體--沿球半徑指向球心;D處彈力垂直跟它接觸的平面指向被支持的物體--垂直棒斜向上.
(3)用細(xì)繩懸掛、靠在光滑豎直墻上的小球受到的彈力(圖1-15)
球在重力作用下擠壓墻壁,拉引繩子,所以墻產(chǎn)生的彈力垂直墻面指向球;繩子產(chǎn)生的彈力沿著繩子向上.
(八)課內(nèi)練習(xí)
(1)放在水平桌面上的書(shū),對(duì)桌面的壓力等于書(shū)受的重力.能不能說(shuō)書(shū)對(duì)桌面的壓力就是書(shū)受的重力?為什么?
(2)停放在操場(chǎng)上的籃球,受到哪幾個(gè)力的作用?施力物體各是什么?各個(gè)力的方向如何?
(3)有四位同學(xué)把斜面對(duì)重物的支持力3N,分別畫(huà)成圖1-10中的四種樣子,其中哪個(gè)圖畫(huà)得對(duì)?
(4)如圖1-11所示,用兩根繩子把一個(gè)物體掛在天花板上,這個(gè)物體受到幾個(gè)力的作用?指出施力物體,并把力的方向表示出來(lái).
(5)在水平桌面上的兩個(gè)球,靠在一起但并不互相擠壓,它們之間有相互作用的彈力嗎?為什么?
學(xué)生思考后集體交流。
(九)課堂總結(jié)
課后習(xí)題
完成課后“訓(xùn)練與應(yīng)用”第1、2、3、4題。
教學(xué)目的:
1、了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程;
2、理解萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)萬(wàn)有引力定律;
3、掌握萬(wàn)有引力定律,能解決簡(jiǎn)單的萬(wàn)有引力問(wèn)題;
教學(xué)難點(diǎn):萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用
教學(xué)重點(diǎn):萬(wàn)有引力定律
教具:
展示第谷、哥白尼,伽利略、開(kāi)普勒和牛頓等人圖片.
教學(xué)過(guò)程
(一)新課教學(xué)(20分鐘)
1、引言
展示第谷、哥白尼,伽利略、開(kāi)普勒和牛頓等人照片并講述物理學(xué)史:
十七世紀(jì)中葉以前的漫長(zhǎng)時(shí)間中,許多天文學(xué)家和物理學(xué)家(如第谷、哥白尼,伽利略和開(kāi)普勒等人),通過(guò)了長(zhǎng)期的觀察、研究,已為人類揭示了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.但是,長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)于支配行星按照一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因是什么.卻缺乏了解,更沒(méi)有人敢于把天體運(yùn)動(dòng)與地面上物體的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)加以研究.
偉大的物理學(xué)家牛頓在哥白尼、伽利略和開(kāi)普勒等人研究成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步將地面上的動(dòng)力學(xué)規(guī)律推廣到天體運(yùn)動(dòng)中,研究、確立了《萬(wàn)有引力定律》.從而使人們認(rèn)識(shí)了支配行星按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因,為天體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ).那么:
(1)牛頓是怎樣研究、確立《萬(wàn)有引力定律》的呢?
(2)《萬(wàn)有引力定律》是如何反映物體間相互作用規(guī)律的?
以上兩個(gè)問(wèn)題就是這節(jié)課要研究的重點(diǎn).
2、通過(guò)舉例分析,引導(dǎo)學(xué)生粗略領(lǐng)會(huì)牛頓研究、確立《萬(wàn)有引力定律》的科學(xué)推理的思維方法.
蘋(píng)果在地面上加速下落:(由于受重力的原因):
月亮繞地球作圓周運(yùn)動(dòng):(由于受地球引力的原因);
行星繞太陽(yáng)作圓周運(yùn)動(dòng):(由于受太陽(yáng)引力的原因),
(牛頓認(rèn)為)
牛頓將上述各運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)研究后提出:這些力是屬于同種性質(zhì)的力,應(yīng)遵循同一規(guī)律;并進(jìn)一步指出這種力應(yīng)存在于宇宙中任何具有質(zhì)量的物體之間.
3、引入課題.
板書(shū):第二節(jié)、萬(wàn)有引力定律
(1)萬(wàn)有引力:宇宙間任何有質(zhì)量的物體之間的相互作用.(板書(shū))
(2)萬(wàn)有引力定律:宇宙間的一切物體都是相互吸引的.兩個(gè)物體間的引力大小,跟他們之間質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比.(板書(shū))
式中: 為萬(wàn)有引力恒量 ; 為兩物體的中心距離.引力是相互的(遵循牛頓第三定律).
(二)應(yīng)用(例題及課堂練習(xí))
學(xué)生中存在這樣的問(wèn)題:既然宇宙間的一切物體都是相互吸引的,哪為什么物體沒(méi)有被吸引到一起?(請(qǐng)學(xué)生帶著這個(gè)疑問(wèn)解題)
例題1、兩物體質(zhì)量都是1kg,兩物體相距1m,則兩物體間的萬(wàn)有引力是多少?
一、設(shè)計(jì)思想
在舊教材中,《曲線運(yùn)動(dòng)》關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向的教學(xué),通常通過(guò)演示圓周運(yùn)動(dòng)的小球離心現(xiàn)象,演示砂輪火星痕跡實(shí)驗(yàn),采取告知的方式,讓學(xué)生知道曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)樵撐恢玫那芯€方向,由于軌跡是瞬間性,實(shí)驗(yàn)有效性差。在新教材中,通過(guò)曲線軌道實(shí)驗(yàn)演示曲線運(yùn)動(dòng)的方向,再告知速度方向是曲線的切線方向,與舊教材相比,能獲得具體的軌跡和末速度的“方向”,但是無(wú)法證明速度方向是切線方向。
筆者通過(guò)簡(jiǎn)易自制器材,讓學(xué)生通過(guò)探究過(guò)程獲得曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向,并自己獲得如何畫(huà)曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向的方法,強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究的過(guò)程。筆者還通過(guò)當(dāng)堂設(shè)計(jì)自行車擋泥板,以便學(xué)生把自己獲得的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐,體驗(yàn)學(xué)以致用、知識(shí)有價(jià)的感受。還要求學(xué)生觀察自行車的擋泥板驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)作為課外作業(yè),體會(huì)STS的意義,提高科學(xué)素養(yǎng)。
二、教材分析
教學(xué)基本要求:知道什么叫曲線運(yùn)動(dòng),知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向,能在軌跡圖中畫(huà)出速度的(大致)方向,知道曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng),知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。
發(fā)展要求:掌握速度和合外力方向與曲線彎曲情況之間的關(guān)系。
本課是整章教學(xué)的基礎(chǔ),但不是重點(diǎn)內(nèi)容,通過(guò)實(shí)驗(yàn)和討論,讓學(xué)生體會(huì)到曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度是時(shí)刻改變的,曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),速度的方向是曲線的切線方向。
模塊的知識(shí)內(nèi)容有三點(diǎn):1、什么是曲線運(yùn)動(dòng)(章引);2、曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng);3、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件;4、運(yùn)動(dòng)的合成與分解。
三、學(xué)情分析
在初中,已經(jīng)學(xué)過(guò)什么是直線運(yùn)動(dòng),什么是曲線運(yùn)動(dòng),也知道曲線運(yùn)動(dòng)是常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng),但是不知道曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和原因。由于初中的速度概念的影響,雖然學(xué)生在第一模塊學(xué)過(guò)速度的矢量性,但是在實(shí)際學(xué)習(xí)中常常忽略了速度的方向,也就是說(shuō)學(xué)生對(duì)“曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)”的掌握有困難。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí),容易滾跑小鋼珠,要求學(xué)生小心配合。幾何作圖可能難以下手,教師可以適當(dāng)提示。學(xué)生主要的學(xué)習(xí)行為是觀察、回答、實(shí)驗(yàn)。
四、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能:
(1)知道曲線運(yùn)動(dòng)中位移的分矢量表示法及速度的方向,理解曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)一直變速運(yùn)動(dòng)。
(2)知道合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)分別是什么,知道其同時(shí)性和獨(dú)立性。
(3)知道運(yùn)動(dòng)的合成與分解,理解運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循平行四邊形定則。
(4)會(huì)用作圖法和計(jì)算的方法,求解位移和速度的合成與分解問(wèn)題。
(5)知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件;
(6)會(huì)判斷軌跡彎曲方向(發(fā)展要求)。
2、過(guò)程與方法
(1)經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題──猜想──探究──驗(yàn)證──結(jié)論──交流的探究過(guò)程;
(2)經(jīng)歷并體會(huì)研究問(wèn)題要先從粗略到精細(xì),由定性到定量,由特殊到一般再到特殊的過(guò)程;
(3)嘗試用數(shù)學(xué)幾何原理在物理研究中應(yīng)用。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)主動(dòng)細(xì)心觀察,注意關(guān)注身邊的科學(xué),積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。
(2)感受到科學(xué)研究問(wèn)題源于生活實(shí)踐,獲得的結(jié)論服務(wù)于生活實(shí)踐,體會(huì)學(xué)以致用的感受。
(3)初步感受下結(jié)論不能主觀而要有科學(xué)依據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
(4)初步養(yǎng)成小心翼翼做實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣。
五、重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):體驗(yàn)獲得“曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向是切線方向”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。會(huì)標(biāo)出曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向。
難點(diǎn):如何獲得曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向是切線方向。如何畫(huà)出曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向。
六、教學(xué)策略與手段
在教學(xué)活動(dòng)上:體現(xiàn)學(xué)生的主體性,體現(xiàn)教師的指導(dǎo)性和服務(wù)性。在教學(xué)媒體設(shè)計(jì)上:強(qiáng)調(diào)以試驗(yàn)教學(xué)為主,以多媒體為輔助(投影問(wèn)題與習(xí)題)。在教學(xué)程序上基本上按照加涅信息加工模型。引起注意──告知學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)──刺激回憶先決性的學(xué)習(xí)──呈現(xiàn)刺激材料──提供學(xué)習(xí)幫助──引出作業(yè)──提供作業(yè)──提供反饋──評(píng)價(jià)作業(yè)──促進(jìn)保持和遷移,通過(guò)問(wèn)題鏈把教、學(xué)、練、評(píng)有機(jī)整合。在學(xué)習(xí)過(guò)程上:突出學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題──猜想──探究──驗(yàn)證──結(jié)論──應(yīng)用。在探究方法上:突出整合數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題。認(rèn)知過(guò)程上:突出人類的學(xué)習(xí)規(guī)律和認(rèn)知規(guī)律,即,由粗略研究到精細(xì)研究,由特殊到一般再到特殊的過(guò)程。在理念上:突出科學(xué)的研究源于生活實(shí)踐,服務(wù)于生活實(shí)踐;認(rèn)識(shí)到“下結(jié)論必須要有科學(xué)依據(jù)”。
七、學(xué)法指導(dǎo)
1.對(duì)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,要從力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因的角度來(lái)理解,物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度的方向時(shí)刻在變化,不管速率是否變化,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)肯定在變化,所以做曲線運(yùn)動(dòng)的物體必有加速度,所以受合外力肯定不為零.
2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解,指的是位移、速度、加速度等矢量的合成與分解,跟力的合成與分解一樣,遵循相同的平行四邊形定則.
3.拋體運(yùn)動(dòng)是在恒定外力作用下所做的勻變速曲線運(yùn)動(dòng),恒定的外力是改變速度大小的原因,也是改變速度方向的原因.
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