作為一名教學工作者,就有可能用到教學設計,教學設計是根據(jù)課程標準的要求和教學對象的特點,將教學諸要素有序安排,確定合適的教學方案的設想和計劃。教學設計應該怎么寫呢?以下是小編精心整理的人教版高中物理必修二《曲線運動》教學設計,供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
教學目標:
1、理解什么是自由落體運動,知道它是初速度為零的勻加速直線運動。
2、知道什么是自由落體的加速度,知道它的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同。
3、掌握自由落體運動的規(guī)律。
教學重點
掌握自由落體運動的規(guī)律
教學難點
通過實驗得出自由落體運動的規(guī)律
教學方法
實驗現(xiàn)象+合力推理+實驗驗證
教學用具
用薄紙糊一紙袋、兩小鋼球、抽氣機、牛頓管、有關知識的投影片
課時安排
1課時
教學步驟
一、導入新課
1、復習:什么是勻變速直線運動,其速度公式、位移公式分別是什么?
2、導入:同學們,我們通常有這樣的生活經(jīng)驗:重的物體比輕的物體落得快,物體下落的速度到底與物體的質(zhì)量有沒有關系呢?我們這節(jié)課就來研究這個問題。
二、新課教學
演示實驗:讓一個紙袋與小鋼球同時自由下落,可看到什么現(xiàn)象?
學生:鋼球落得快。
老師:對,這就是我們的生活經(jīng)驗,這也是公元前希臘的哲學家亞里斯多德的觀點。這個觀點使人們在錯誤的結論下走的XX多年。同學們聽說過伽利略的兩個鐵球同時落地的故事嗎?伽利略做過大量的由靜止下落的實驗,并且還用歸謬法、數(shù)學圖利都證明了亞里斯多德的觀點是錯誤的。同學下去看課后閱讀材料,伽利略為了證明亞里斯多德觀點的錯誤,他就拿了一個質(zhì)量是另一個質(zhì)量10倍的鐵球站在比薩斜塔上,使兩鐵球同時下落,結果兩鐵球幾乎同時落地。
且再看實驗:把剛才的紙袋揉成團,和小鋼球由靜止同時下落,同學再觀察:
學生:幾乎同時落地。
師:同一個紙袋,為什么形狀不一樣,其下落時間就不一樣呢?
學生:這是因為空氣的阻力的影響。把紙袋揉成團,所受空氣的阻力要比紙袋所受空氣的阻力小得多,所以與小鋼球幾乎同時落地。
老師:如果真的把質(zhì)量、形狀不同的物體放在真空中,從同一高度自由下落,和伽利略的結論一樣嗎?
演示:把事先抽成真空(空氣相當稀?。┑呐nD管拿出來,讓牛頓管中的硬幣、雞毛、紙片、粉筆頭從靜止一起下落。
學生:同時落下。
演示:把小鋼球裝進紙袋,與另一個小鋼球同時下落。
現(xiàn)象:同時落地。
老師:這就是自由落體運動。同學們根據(jù)這些過程、結論,給其下一個定義。
學生回答:
在真空中物體只受重力,或者在空氣中,物體所受空氣阻力很小,和物體重力相比可忽略的條件下,物體從靜止豎直下落。
1、自由落體運動
板書:自由落體運動:物體只在重力的作用下從靜止開始下落的運動。
2、自由落體運動的加速度
距我們?nèi)俣嗄昵暗馁だ越?jīng)過大量的實驗、嚴密的數(shù)學推理、得出:自由落是初速度為零的勻加速直線運動。
(一)教學目的
1.知道什么是機械運動,知道機械運動是宇宙中最普遍的現(xiàn)象。
2.知道什么叫參照物,知道判斷物體的運動情況需要選定參照物。知道運動和靜止的相對性。
3.知道什么是勻速直線運動。
(二)教具
1米長的一端封閉的玻璃管,管內(nèi)注入水,并留約2厘米長的一段空氣柱,管口被封閉;節(jié)拍器(或秒表)。
(三)教學過程
一、復習提問
1.常用的測量長度的工具是什么?常用的長度單位有哪些?它們之間的換算關系是怎樣的?
2.完成下列長度單位的換算,要求有單位換算的過程。由兩名同學到黑板上演算,其他同學在筆記本上進行練習。
教師口述:0.2千米=______厘米。(答:2×104厘米)
500微米=______米。(答:0.0005米)
對學生所答進行講評。
3.用最小刻度是毫米的刻度尺測量課本圖1—5甲圖中木塊的實際長度。要求每個學生動手測量。由同學說出測量結果。鞏固上節(jié)所學正確使用刻度尺測長度、正確讀、記測量結果和減小誤差的基本知識。
二、新課教學
1.新課的引入
組織同學閱讀課本節(jié)前大“?”的內(nèi)容。提問:飛機在天空中飛行,子彈在運動嗎?飛行員為什么能順手抓住一顆飛行的子彈呢?要回答這些問題,我們就要認真學習有關物體運動的知識。
板書:“第二章簡單的運動
一、機械運動”
2.機械運動
(1)什么是機械運動?
運動是個多義詞,物理學里講的運動是指物體位置的變化。同學們騎自行車時,人和自行車對地面或路旁的樹都有位置的變化;飛機在天空中飛行,它相對于地面有位置的變化。物理學里把物體位置的變化叫機械運動。
(2)機械運動是宇宙中最普遍的運動。
提問并組織學生回答:舉例說明我們周圍的物體哪些是在做機械運動。
對于回答中所舉機械運動實例,教師要明確指出是哪個物體相對什么物體有位置的改變。
組織同學看課本圖2—2,提問:圖中的哪些物體在做機械運動?
答:圖2—2中運動員、足球、列車、地球、人造衛(wèi)星、太陽系、銀河系都在不停地做機械運動。
問:圖中的鐵軌,地球上的樹木、高山,我們教室中的課桌和椅子是運動的嗎?
答:它們都在跟隨地球自轉,同時繞太陽公轉,他們也在做機械運動。
小結:機械運動是宇宙中最普遍的現(xiàn)象。
板書:“1.物體位置的變化叫做機械運動。機械運動是宇宙中最普遍的現(xiàn)象?!?/p>
3.運動和靜止的相對性
(1)組織學生看課本圖2—3,討論:乘客是靜止的還是運動的?讓學生充分說明自己的看法。
小結:
首先明確本問題中研究對象是汽車中的乘客,這位乘客是靜止的還是運動的。
其次根據(jù)前面所學機械運動的知識,判定汽車、司機和乘客都在做機械運動。但是司機和男孩所說乘客是靜止的或是運動的說法都有道理。因為他們在研究乘客的運動情況時,選定的作為標準的物體不同。
問:司機看到乘客沒動是靜止的,是以什么為標準的。
答:以車廂為標準,乘客相對于車廂沒有位置的改變,所以說乘客是靜止的。
問:男孩看到乘客運動得很快,他是以什么為標準的。
答:男孩以路面或路旁的樹木、房屋為標準,乘客相對于路面有位置的改變。所以他說乘客是運動的。
教師小結:在描述物體是運動還是靜止,要看是以哪個物體做標準。這個被選作標準的物體叫做參照物。同一個物體是運動還是靜止,取決于所選定的參照物。這就是運動和靜止的相對性。
板書:“2.運動和靜止的相對性:①:在描述物體的運動情況時,被選作標準的物體叫參照物。
②同一個物體是運動還是靜止,取決于所選的參照物,這就是運動和靜止的相對性。”
(2)提問:看課本圖2—4,卡車和聯(lián)合收割機在農(nóng)田里并排行駛,受油機與大型加油機在空中飛行,說它們是運動的,你選什么物體為參照物。
答:選大地為參照物,它們是運動的。
教師追問:在甲圖中如果選卡車或收割機為參照物,在乙圖中如果選受油機或加油機為參照物,另一物體的運動情況是怎樣的?
答:另一物體是靜止的。因為它們相對于參照物沒有位置的改變
教師小結:像卡車和收割機這樣兩個物體以同樣的快慢,向同一方向運動,它們的相對位置不變,則稱這兩個物體相對靜止。
提問:請你解釋法國飛行員能順手抓住一顆子彈的道理。
要求學生用相對靜止的道理予以解釋。
教師指出:參照物可以任意選擇,在研究地面上物體的`運動時,常選地面或固定在地面上的物體為參照物。舉例例說明當所選的參照物不同時,物體的運動情況一般不相同。例如列車中的乘客以地面為參照物是運動的,以車廂為參照物是靜止的。
4.勻速直線運動
(1)自然界中最簡單的機械運動是勻速直線運動。
(2)什么是勻速直線運動
演示實驗:啟動節(jié)拍器,使兩響之間間隔1秒鐘(如果沒有節(jié)拍器,可由學生讀秒表)。將1米長的內(nèi)封氣泡的玻璃管豎直靠放在黑板上。使氣泡由管底豎直上升,從零時刻開始,在每個節(jié)拍時,在氣泡所在的位置旁用粉筆在黑板上畫出一個個短橫線(以氣泡的上沿或下沿為準),這些橫線由下到上等距離排列。
改變節(jié)拍器擺錘的位置,增大(或減小)擺的周期,重做上述實驗。此時要平移玻璃管在黑板上的位置,每組記畫橫線不可重疊。
用刻度尺測相同的時間間隔內(nèi),氣泡通過的距離。
提問:你認為氣泡的運動有什么特點?
教師講述:運動的氣泡經(jīng)過的路線是直的,并且在相等的時間里通過的距離相等,即快慢是不變的。這種快慢不變,經(jīng)過路線是直線的運動,叫做勻速直線運動。
板書:“3.勻速直線運動:快慢不變,經(jīng)過路線是直線的運動,叫做勻速直線運動?!?/p>
勻速直線運動在自然界中并不多見,但是許多運動可以近似地看作是勻速直線運動。
提問:百米跑運動員,從起跑線起跑,跑到終點,他的運動是勻速直線運動嗎?(答:可以近似地看作是勻速直線運動。)
5.小結本節(jié)知識要點
三、布置作業(yè)
課本P2—4,練習1、2、3、4。
四、說明
由于在義務教育全日制初級中學物理教學大綱(試用)中,參照物并未作為教學內(nèi)容列出。建議在教學中只需讓學生對參照物的概念有個很初步的了解,懂得要描述物體是運動還是靜止需要選個參照物就夠了,不要在教學中補充較為復雜的例題,造成學生學習上的困難。
教學目標:
1、掌握曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動。
2、掌握物體做曲線運動的條件及分析方法。
教學重點:
1、分析曲線運動中速度的方向。
2、分析曲線運動的條件及分析方法。
教學手段及方法:
多媒體,啟發(fā)討論式。
教學過程:
一、什么是曲線運動
1、現(xiàn)象分析:
(1) 演示自由落體運動。(實際做與動畫演示)提問并討論:該運動的特征是什么?
結論:軌跡是直線
(2)演示平拋運動(實際做與動畫演示)提問并討論:該運動的特征是什么?
結論:軌跡是曲線
2、結論:
(1) 概念:軌跡是曲線的運動叫曲線運動。
(2) 范圍:曲線運動是普遍的運動情形。小到微觀世界(如電子繞原子核旋轉);大到宏觀世界(如天體運行)都存在。生活中如投標槍、鐵餅、跳高、跳遠等均為曲線運動。(說明)為什么有些物體做直線運動,有些物體做曲線運動呢?那我們必須掌握曲線運動的性質(zhì)及產(chǎn)生的條件。
二、曲線運動的物體的速度方向
1、三個演示實驗
(1)演示在旋轉的砂輪上磨刀具。
觀察并思考問題:磨出的火星如何運動?為什么?
分析:磨出的火星是砂輪與刀具磨擦出的微粒,由于慣性,以脫離砂輪時的速度沿切線方向飛出,切線方向即為火星飛出時的速度方向。
(2)演示撐開帶有雨滴的雨傘繞柄旋轉,傘邊緣上的水滴如何運動?
觀察并思考:水滴為什么會沿脫離時的軌跡的切線飛出?
觀察并思考:鏈球為什么會沿脫手處的切線飛出?
2、理論分析:
(1)在變速直線運動中如何確定某點心瞬時速度? 分析:如要求直線上的某處a點的瞬時速度,可在離a不遠處取一b點,求ab的平均速度來近似表示a點的瞬時速度,如果時間取得更短,這種近似更精確,如時間趨近于零,那么ab間的`平均速度即為a點的瞬時速度。
(2)在曲線運動中如何求某點的瞬時速度?
分析:用與直線運動相同的思維方法來解決。
先求ab的平均速度,據(jù)式: 可知: 的方向與 的方向一致, 越小, 越接近a點的瞬時速度,當 時,ab曲線即為切線,a點的瞬時速度為該點的切線方向。可見,速度的方向為質(zhì)點在該處的切線方向,且方向是時刻改變的。因此,曲線運動是變速運動。
3、結論:曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度方向在曲線的這一點的切線方向上。
四、物體做曲線運動的條件
1、觀察與思考三個對比實驗說明:以下三個實驗是在實物展示臺面上做的,由于展示臺是玻璃面,而運動的物體是小鋼球,摩擦力很小,可看成光滑的平面。初速度是從一斜槽上滑到臺面上實現(xiàn)。
(1)在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在不受外力時將如何運動?討論結果:由于小球在運動方向上不受外力,合外力為零,根據(jù)牛頓第一定律,小球將做勻速直線運動。(動畫演示受力分析)
(2)在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在運動方向的正前方向或正后方向放一條形磁鐵將如何運動?
討論結果:由于小球在運動方向受磁鐵作用,會使小球加速或減速,但仍做直線運動。(動畫演示受力分析)
(3)在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在運動方向一側放一條形磁鐵時小球將如何運動?
討論結果:由于小球在運動過程中受到一個側力,小球將改變軌跡而做曲線運動。(動畫演示受力分析)
2、從以上實驗得出三個啟示:
啟示一:物體有初速度但不受外力時,將做什么運動?(提問)
答:勻速直線運動(如實驗一)
啟示二:物體沒有初速度但受外力時,將做什么運動?(提問)
答:做加速直線運動(如自由落體運動等)
啟示三:物體既有初速度又有外力時,將做什么運動?
答:a、當初速度方向與外力方向在同一直線上(方向相同或相反)時將做直線運動。(如豎直上拋、實驗二等)
b、當初速度與外力不在同一直線上時,做曲線運動。(如實驗三、水平拋物體等)
提問:根據(jù)以上實驗及啟示,分析做曲線運動的條件是什么?
3、結論:做曲線運動的條件是:
(1) 要有初速度
(2)要有合外力
(3)初速度與合外力有一個角度
五、思考與討論練習:
飛機扔石頭,分析為什么石頭做曲線運動?
分析:石頭離開飛機后由于慣性,具有飛機同樣的水平初速度,且受重力,初速度與重力方向有角,所以做曲線運動。(動畫演示受力分析與初速度的關系)
引申:
(1)、我們騎摩托車或自行車通過彎道時,我們側身騎,為什么?討論后動畫演示受力分析與初速度的關系。
(2)山公路路面有何特點?火車鐵軌在彎道有何特點?(回家思考)
教學目標:
1、知識與技能
(1)解釋速度的概念,能夠概括速度的定義、公式、符號、單位和物理意義。
(2)解釋平均速度、瞬時速度的定義并學會辨析。
(3)能夠說出速率的概念并辨認速度與速率。
2、過程與方法
(1)在概念轉變的教學過程中形成全面、正確的關于速度的概念。
(2)通過平均速度引出瞬時速度的過程,鍛煉使用極限思維。
(3)通過對平均速度與瞬時速度、速度與速率的區(qū)別和分辨,學會運用辨析的方法。
3、情感態(tài)度與價值觀
(1)對速度全面正確地解釋來積極培育自身科學嚴謹?shù)膽B(tài)度。
(2)積極將自己的觀點及見解與老師、同學進行交流。
(3)通過本節(jié)課的學習嘗試體會物理學中蘊含的對立統(tǒng)一。
課型:
新授課
課時:
第一課時
學情分析:
一般而言,高一學生在經(jīng)歷了初中階段的學習后,思維能力得到了較好的發(fā)展,抽象邏輯思維逐漸取代形象思維占據(jù)主要地位、學生的一般特征主要表現(xiàn)為以下幾個方面:
(1)學生能夠按照探究性學習的過程利用假設思維進行學習;
(2)學生在學習過程中自我調(diào)控能力得到了進一步加強,學習過程更加具有目的性;
(3)在某種程度下學生思維不再是“抱殘守缺”,而是較為容易接受新事物;
(4)學生學習動機由興趣支撐逐漸轉變?yōu)橛梢庵局?,學習的目的性更加明確;
(5)學生之間的交流對于學生學習具有一定的影響、
關于“速度”的學習,學生在初中階段科學學科中所接受的定義是,單位時間內(nèi)通過的路程、這與高中對于“速度”的定義截然不同,學生雖然通過初中階段的學習具備了一定的基礎,但這個基礎里大部分仍然是迷思概念、如何將初中階段所接受到的關于“速度”的迷思概念轉變?yōu)榭茖W概念,達到一個新的認知平衡是本節(jié)課的一條主線、同時也應該認識到學生在初中階段的學習以及前面關于“位移”、“路程”的學習為本節(jié)課奠定了一個很好的基礎。
本節(jié)課可能存在的問題有兩個,一是學生根據(jù)初中階段的學習積累對于“速度”難以產(chǎn)生正確、客觀的認識,其中所存在的迷思概念需要在教學過程中進行轉變;二是學生對于“平均速度”、“瞬時速度”兩個概念可能會有所混淆,教師應該利用課堂呈現(xiàn)的問題情境引導學生進行有效區(qū)分。
教學重點:
速度的概念,由平均速度通過極限的思維方法引出瞬時速度。
教學難點:
對瞬時速度的理解,怎樣由平均速度引出瞬時速度。
教學方法:
問題情境引入、探測已有概念、產(chǎn)生認知沖突、解構迷思概念和建構科學概念、形成新的認知平衡。
教學過程:
引入:速度的二段式測驗3道題,情境引入,激發(fā)學生產(chǎn)生沖突。
(一)速度
“速度”的引入:運動會上,要比較哪位運動員跑得快,可以用什么方法?通過相同的位移比較時間的長短。若運動的時間是相等的,我們可以根據(jù)位移的大小來比較。如果運動的位移、所用的時間都不一樣,又如何比較呢?
在物理學中,我們引入速度這個物理量來描述物體運動的快慢。
1、定義:位移Δx與發(fā)生這個位移所用時間Δt的比值(比值定義法)。
描述物體運動快慢的物理量。
2、國際單位:m/s或m·s—1,其他單位:km/h等
3、速度是矢量,方向與運動方向相同。
在勻速直線運動中,速度保持不變。如果物體做變速直線運動,速度的大小不斷改變,根據(jù)求得的則表示物體在Δt時間內(nèi)的平均快慢程度,稱為平均速度。
(二)平均速度和瞬時速度
1、平均速度
⑴公式:
⑵平均速度是矢量,方向即位移的方向。
對于變速直線運動,各段的平均速度一般并不相同,求平均速度必須指明“哪段時間”或“哪段位移”。
⑶求平均速度必須指明“哪段時間”或“哪段位移”。
過渡:平均速度只能粗略的描述物體運動的快慢,為了精確地描述做變速直線運動的物體運動的快慢,我們可以將時間Δt取得非常小,接近于零,這是求得的速度值就應該是物體在這一瞬時的速度,稱為瞬時速度。
2、瞬時速度
⑴定義:物體在某一時刻(或某一瞬間)的速度。
⑵瞬時速度簡稱速度,方向為物體的運動方向。
在日常生活中,人們對“速度”這一概念并不一定明確指出是“平均速度”還是“瞬時速度”,我們應根據(jù)上下文去判斷?!捌骄俣取睂氖且欢螘r間,“瞬時速度”對應的是某一時刻。
3、瞬時速率:瞬時速度的大小,簡稱速率。
例:課本P16汽車速度計上指針所指的刻度是汽車的瞬時速率。
(三)平均速率:物體運動的路程與所用時間的比值。
與“平均速度的大小”完全不同。
例1:下列對各種速率和速度的說法中,正確的是()
A、平均速率就是平均速度
B、瞬時速率是指瞬時速度的大小
C、勻速直線運動中任意一段時間內(nèi)的平均速度都等于其任一時刻的瞬時速度
D、勻速直線運動中任何一段時間內(nèi)的平均速度都相等
例2:一輛汽車沿平直的公路行駛,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若汽車前一半時間的平均速度是v1,后一半時間的平均速度是v2,求全部路程的平均速度。
總結:平均速度不是速度的平均值,應嚴格按照定義來計算。
例3:人乘自動扶梯上樓,如果人站在扶梯上不動,扶梯將人送上樓去需用30s。若扶梯不動,某人沿扶梯走到樓上需20s。試計算這個人在扶梯開動的情況下仍以原來的速度向上走,需要多長時間才能到樓上?(12s)
作業(yè):
必做:p18—1、2、3、4
選做:新新學案第一章第三節(jié)
【教材分析】
本節(jié)是人教版高中物理必修第三冊第十二章的內(nèi)容,屬于《普通高中物理課程標準(2017 年版 2020 年修訂)》課程內(nèi)容必修課程“電路及其應用”主題之下。第十二章《電能 能量守恒定律》主要研究的是電路中的能量轉化,利用能量守恒定律推導出閉合電路的規(guī)律進而認識自然界的能源,提升保護能源的意識,關注可持續(xù)發(fā)展。課程標準針對本單元的學習內(nèi)容提出了三方面的要求:
(1)知識層面。要求理解電功、電功率和電動勢的概念和物理意義;掌握電源電動勢與路端電壓和內(nèi)電壓的關系;理解能量守恒定律,知道節(jié)約能量的必要性。
(2)能力方面。能用能量守恒的觀點理解、解釋物理現(xiàn)象;具有解決實際問題的能力。
(3)實驗探究方面。能通過實驗現(xiàn)象的觀察和對實驗現(xiàn)象的解釋,理解焦耳定律和電動勢的概念及物理意義;能利用閉合電路歐姆定律設計“測量電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗方案。
本節(jié)要學習的閉合電路的歐姆定律是整個高中電學部分最重要的物理規(guī)律之一,是部分電路歐姆定律的延伸和完善,是分析實際電路和復雜電路的基礎。教材通過分析閉合電路中的功能關系和能量守恒定律推導出閉合電路的歐姆定律,在處理教材時需要解決以下幾個問題:
1. 閉合電路中的電勢是如何變化的,內(nèi)外電路的電壓有什么規(guī)律?這需要通過探究實驗和理論推導尋找更多直觀的證據(jù)來從多個視角尋找規(guī)律,并理解電動勢的物理意義。
2. 作為研究物理問題的重要思想方法,從能量的觀點分析問題時有什么優(yōu)勢?應該如何分析?在教學過程中要注意讓學生體會從不同觀點分析問題的區(qū)別,感受用能量觀點分析問題的方法。
綜合以上分析,本節(jié)課的學習主題確定為:熟悉而陌生的電池。
【學習主題】
主題名稱:熟悉而陌生的電池
【學情分析】
作為高二的學生,通過高一的學習,學生已經(jīng)具有運動與相互作用觀念,對功能關系和能量概念已經(jīng)有了一些理解,具有能量轉化與守恒的觀念。通過前三章的學習,學生已建立了“場” 的觀念,熟悉電路的基本特征,為自由電荷在電路中的運動分析和能量分析做好了準備。但是研究閉合電路的電勢問題需要建立恒定電場模型,分析自由電荷在全電路內(nèi)的運動和靜電力做功情況,這對學生來說是較大的挑戰(zhàn)。同時受初中物理中關于電源輸出電壓不變的影響,很多學生認為閉合電路中路端電壓是不變的,沒有電動勢的概念和對電路全局分析的意識。
本節(jié)課要努力創(chuàng)設能激發(fā)學生探究欲望的問題情境,引導學生進行科學探究,逐步將視角從局部電路過渡到全電路,在解決問題的過程中運用能量觀點理解閉合電路中電勢變化的相關規(guī)律,最終發(fā)現(xiàn)閉合電路的歐姆定律。在探究實驗中培養(yǎng)學生實驗設計、分析論證、反思評估等能力。同時還要緊密聯(lián)系生活、科技進步,充分利用多種教學資源,引導學生關注科學˙技術˙社會的關系,培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。
【學習目標】
通過探究實驗理解閉合電路歐姆定律,掌握電源電動勢與路端電壓和內(nèi)電壓的關系,并能用做功和能量守恒的觀點解釋。(A3、B2)
通過實驗現(xiàn)象的觀察和對實驗現(xiàn)象的解釋,經(jīng)歷“比較-概括-抽象”的思維過程,逐步理解電動勢的概念和物理含義,知道電源電動勢和內(nèi)阻是標志電源性能的重要參數(shù)。(A2、B3)
通過對比實驗的觀察和分析,經(jīng)歷提出問題、收集信息、實驗驗證、對比分析、歸納總結等科學探究過程,找尋閉合電路內(nèi)外電壓的規(guī)律并提高解決實際問題的能力。(B3、C2)
通過實際問題的分析討論,逐步發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì),認識到科學˙技術˙社會的密切聯(lián)系。通過探究過程中一個個小問題的解決,體會研究科學問題時嚴謹認真、實事求是的必要性。(C3、D2)
(說明:A、B、C、D 是學科核心素養(yǎng)的四個維度的編碼,分別對應物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任。數(shù)字 1、2、3、4 對應每個維度的'水平層次等級。)
【教學重難點】
重點:探究閉合電路的歐姆定律難點:電動勢概念的理解
【教學資源】
教學環(huán)境:
智慧教育云平臺(微云服務器 1 臺、教師平板 1 臺、學生平板 20 臺),PPT 演示文稿。
教具:
1 個小燈泡(電壓 1.5v),干電池一節(jié),鎂片、石墨片、蘋果、自制閉合電路歐姆定律教師演示儀,可變內(nèi)阻化學電池一個,筆記本電腦 1 臺,變阻箱一個,DIS 數(shù)據(jù)采集器,
DIS 電壓傳感器(2 個),導線若干,自制非靜電力類比演示儀,。
學具:
自制閉合電路歐姆定律探究儀(4 組),可變內(nèi)阻化學電池4 個,變阻箱(4 個),筆記本電腦(4 臺),導線若干。
【教學方法】
“循環(huán)遞進式探究”教學法:設置問題串,通過對比、實驗(分組)、建模開展教學。以情景導入,任務驅動,問題嵌入,活動貫穿,促進深度學習,實現(xiàn)教學進階。
【教學策略】
智慧課堂 “云互動”: 基于智慧課堂全程跟蹤探究活動,即時推送學習任務,對學生當堂建模、實驗探究大數(shù)據(jù)收集、反思研討過程在線及時處理反饋,發(fā)布個性化的批注講解,確保探究活動的針對性。
項目化學習策略:將問題前置,以結果為導向,學生在一段時間內(nèi)通過對連續(xù)的、真實的、有挑戰(zhàn)的問題進行持續(xù)探究,達到核心知識的再建構和思維遷移。
【課時安排】
1 課時
【教學過程】
情境問題:
戶外探險愛好者在戶外經(jīng)常會遇到意想不到的困難。一位戶外探險愛好者在一次夜間探險的途中迷路了,手機也沒電了,他想利用手電筒發(fā)出求救信號,可是手電筒也沒電了,他的身邊只有以下幾件物品(圖 1), 他能點亮小燈泡發(fā)出求救信號嗎?
智慧課堂平臺互投票功能,收集學生的選擇,進行大數(shù)據(jù)分析。(如圖 2)
(一)初次嘗試,發(fā)現(xiàn)問題
任務一:分析情境問題,實驗驗證猜想
問題 :水果電池能讓小燈泡亮起來嗎?
活動①:試一試——嘗試利用水果電池點亮小燈泡
實驗器材:小燈泡(額定電壓 1.5V)、電池盒、導線、兩節(jié)新干電池,一節(jié)舊干電池,數(shù)字電壓表。對比演示實驗:
用一節(jié)干電池(電動勢 1.5V),給小燈泡(額定電壓 1.5V)供電。
將水果和石墨片、鎂片制作的水果電池替換干電池,給小燈泡(額定電壓 1.5V)供電。先測量開路電壓(1.97V)。
現(xiàn)象:水果電池供電的小燈泡不亮!電池兩端的電壓從開路時的 1.97V 左右降到了 0!
評價 1:對水果電池能否讓燈泡亮起來提出自己的觀點。
智慧課堂平臺的同屏展示功能:利用智慧云平臺的展臺功能實現(xiàn)同屏展示實驗操作過程。(如圖 3)
問題 :電池兩端減少的電壓去哪了?
基于核心素養(yǎng)的設計意圖:以生活情境引入,拉近物理課堂和生活的距離,激發(fā)學生的好奇心和探索欲望, 對比演示實驗大大出乎學生們的預料,形成了認知沖突,為引出本節(jié)課的主題“熟悉而陌生的電池”做好了
鋪墊。學生可能會想到失去的電壓留在了內(nèi)部,使接下來的學習內(nèi)容順利地圍繞學習需求開展。
(二)實驗探究,尋找線索
任務二:測量內(nèi)外電壓,尋找變化規(guī)律
活動②:探一探——探索電池內(nèi)部的奧秘
仔細觀察:
展示 1:將水果電池和解剖過的干電池展示給學生觀察,介紹正負電極和電解質(zhì),如圖 4。
發(fā)現(xiàn):電池內(nèi)部存在電阻——內(nèi)阻(r) 展示
2:鉛蓄電池,介紹結構。
演示:用 DIS 數(shù)字電壓傳感器測量蓄電池兩極間的電壓,并明確電源正負極。如圖 5
實驗:在電源斷路的情況下,用電壓傳感器測量電極與探針之間、探針與探針之間的電勢差。(如圖 6) 演示實驗:在電源斷路的情況下,用 DIS 數(shù)字電壓傳感器測量電極與探針之間、探針與探針之間的電勢差
智慧課堂平臺同屏展示功能:展示實驗操作過程,提高實驗可視度。(如圖 7)
發(fā)現(xiàn)特征:電源內(nèi)部,電勢在電極附近出現(xiàn)兩次“躍升”。(如圖 8)
評價 2:能否通過實驗得出電源內(nèi)部電勢有兩次抬升的結論。
問題 :如果將電源接入用電器,組成閉合電路,電源內(nèi)部的電勢是否發(fā)生變化?
實驗:用 DIS 電壓傳感器測兩電極 AB 和兩探針 ab 之間的電勢差(如圖 9)。
智慧課堂平臺同屏展示功能:展示實驗操作過程,提高實驗可視度。
觀察現(xiàn)象:外電路 UAB=1.87V ,相較于電路斷路時,數(shù)值減小。內(nèi)電路探針之間出現(xiàn)了電勢差(φa<φb),Uab=- 0.14V 。
結論:1. 電路導通時,電源內(nèi)部有電勢的降落,我們稱“內(nèi)電壓(U 內(nèi))”,外電路電勢的降落叫“外電壓(U 外)”。
2. 整個閉合回路電勢出現(xiàn)兩次抬升,兩次降落。抬升的數(shù)值和降落的數(shù)值總是相等。
問題 :內(nèi)外電壓 U 外、U 內(nèi)之和、與電源內(nèi)部兩次電勢抬升的數(shù)值總會是定值嗎?
活動③:測一測——測量閉合電路內(nèi)外電壓
分組實驗:利用自制學具(如圖 10)測量電路的內(nèi)外電壓的數(shù)值,并計算兩者之和,改變外電路電阻 R,多次測量,尋找規(guī)律,將實驗相關數(shù)據(jù)填入表 2。
智慧課堂平臺的同屏提問功能:學生將實驗結論拍照提交,老師進行大數(shù)據(jù)分析,得出共性結論。(如圖 11)
評價 4:分組實驗數(shù)據(jù)是否合理,能否得出內(nèi)外電壓之和與電源內(nèi)部電勢兩次抬升的數(shù)值總相等的結論。
分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律:
對同一電源,閉合電路內(nèi)外電壓之和與電路內(nèi)部兩次電勢的提升值之和相等。
對同一電源,閉合電路內(nèi)外電壓之和是定值。
問題 :這個定值到底反映了電源的什么特性?
基于核心素養(yǎng)的設計意圖:通過觀察和實驗讓學生了解了化學電池的構造,發(fā)現(xiàn)電池的內(nèi)部電勢特點,逐步建立電源內(nèi)電路的物理模型,形成正確的物理觀念。學生經(jīng)歷了觀察對比、發(fā)現(xiàn)問題、提出假設、實驗探究等一系列的探究過程,加深了對于閉合電路內(nèi)外電壓與電源內(nèi)部兩次電勢
提升之間關系的感性認識,培養(yǎng)學生科學探究的意識。
(三)理論分析,發(fā)現(xiàn)規(guī)律
任務三:運用守恒思想,理解科學本質(zhì)
活動④:想一想——電源如何維持閉合電路有持續(xù)的電流
引導:有一個量總是保持不變,這在物理學上我們常稱做“守恒”。能不能從守恒的角度思考。類比演示:如圖 12
思考:流回負極的正電荷是如何回到正極的呢?
類比:將小球由低處搬運到高處,能繼續(xù)依靠重力嗎?
得出結論:電源依靠非靜電力做功將流回負極的正電荷搬運到正極,維持持續(xù)的電流。
評價 3:能否說出非靜電力的作用。
活動⑤:理一理——從能量觀出發(fā)理清電路中的守恒關系
思考:從能量守恒的角度想一想,閉合回路中靜電力做功和非靜電力做功的關系是怎樣的? 結論:閉合回路中靜電力做功等于非靜電力做功 W 電=W 非
活動⑥:推一推——推導電動勢和歐姆定律的表達式
推理論證:
由實驗數(shù)據(jù)可得:E=U 外+U 內(nèi)
有能量守恒定律和功能關系可得:q U 外+ q U 內(nèi)=W 非
推導得出:E= W 非/q
含義:E 就是電源內(nèi)部非靜電力移送單位電荷所做的功。即非靜電力做功的本領! 電動勢——非靜電力所做功與所移動電荷量之比。符號:E 單位:伏特(V)
智慧課堂平臺的同屏提問功能:學生將實驗結論拍照提交,老師進行大數(shù)據(jù)分析,得出共性結論。(如圖 13)
問題 :水果電池給小燈泡供電時外電壓為什么很??? 活動⑦:看一看——再次觀察實驗數(shù)據(jù)尋找線索
觀察:再次觀察分組實驗數(shù)據(jù)(表 2)
結合部分電路歐姆定律和實驗結論 E=U 外+U 內(nèi), 推導閉合電路歐姆定律:
閉合電路歐姆定律內(nèi)容:閉合電路的電流,跟電源的電動勢成正比,跟整個電路的電阻成反比。
(備注:適用于純電阻電路)
評價 4:各組運用能量守恒定律能否推導出電動勢的表達式和閉合電路歐姆定律。
智慧課堂平臺的錄制微課功能:現(xiàn)場錄制微課推送給學生,供學生課后觀看
問題 :你能解釋水果電池為什么不能點亮小燈泡了嗎?
基于核心素養(yǎng)的設計意圖:學生在老師創(chuàng)設的問題情境下交流討論,學生深度參與課堂,經(jīng)歷先交流再觀察、再猜想、再推導、再思考,從感性到理性,由特殊到一般的過程,發(fā)展了科學思維。同時,這樣的設計循序漸進,遵從學生認知規(guī)律。
(四)應用規(guī)律,解釋現(xiàn)象
任務四:運用歐姆規(guī)律,解答情境問題
活動⑧:說一說——水果電池不能點亮小燈泡的原因
水果電池的內(nèi)阻 r 太大,導致閉合電路中的電流 I 小,故外電壓 U 外小。
實驗驗證:利用注射器改變鉛蓄電池內(nèi)阻,觀察內(nèi)電壓、外電壓以及電流的變化(圖 15)。
智慧課堂平臺同屏展示功能:展示實驗操作過程,提高實驗可視度(圖 16)。
評價 5:能否運用閉合電路的歐姆定律解釋水果電池不能點亮小燈泡的原因。
基于核心素養(yǎng)的設計意圖:解釋原因,即是本節(jié)課知識的應用,同時也使本節(jié)課的情境貫穿始終。通過實際問題的解決,體會到了運用所學知識解決實際問題的樂趣,同時增強了實踐意識, 深化了物理觀念,發(fā)展了科學思維。
【課堂小結】
閉合電路的歐姆定律
一、初次嘗試,發(fā)現(xiàn)問題
二、實驗探究,尋找線索
三、理論分析,發(fā)現(xiàn)規(guī)律
四、應用規(guī)律,解釋現(xiàn)象
【教學反思】
本節(jié)課內(nèi)容來源于生活真實情境,從發(fā)現(xiàn)問題到探究原因,再到發(fā)現(xiàn)規(guī)律,最后解釋現(xiàn)象。各教學環(huán)節(jié)層層遞進,環(huán)環(huán)相扣,充分運用了循環(huán)遞進式教學方法。學生在一個個遞進的情境任務中不斷認識科學本質(zhì), 尋找到物理規(guī)律,發(fā)現(xiàn)解決問題的科學方法。在不斷探索的過程中鍛煉了關鍵能力,提升了科學素養(yǎng)。
一、設計思想
本節(jié)課打破以往的教學結構,將摩擦力作為一個整體來逐步研究,而不是分別研究靜摩擦力和滑動摩擦力的產(chǎn)生條件、方向和大小,使得學生更全面的從本質(zhì)上掌握摩擦力的特點。
本節(jié)課的教學有三大特點:
1、采用“學習即研究”的理念展開教學,讓學生通過自己的觀察和感受來提出所要研究的問題,并圍繞提出的問題,設計實驗方案,來解決問題。讓學習的過程轉變?yōu)檠芯康倪^程,從而實現(xiàn)物理學習的本質(zhì)。
2、采用體驗式的學習方法,通過就地取材的物品來進行小實驗,看似簡單易操作,但卻能帶給學生最真實的體驗,讓學生有最直接的感受。
3、采用知識教育和科學方法教育融于一體,通過實踐找規(guī)律,讓學生通過觀察與類比、猜想與假設、實驗與歸納、控制變量法、描點作圖法等探究物理問題的基本方法,歸納出摩擦力的特點。
本節(jié)內(nèi)容是學生已具有一定初中知識背景下,進一步來理解摩擦力的產(chǎn)生條件,摩擦力方向的判斷以及影響摩擦力大小的因素。
二、學情分析和教材解讀的深入
(一)學情分析
1、學生初中已經(jīng)學習了力的概念并可應用二力平衡進行計算靜摩擦力的大?。?/p>
2、在初中階段對摩擦力有定性了解,但不夠深入高中階段加以細化;
3、在初中學習電阻時用到過控制變量法歸納出摩擦力的特點。
(二)教材分析
本節(jié)課選自人教版普通高中物理必修1第三章第三節(jié)P57-P61,本節(jié)內(nèi)容是在初中摩擦力知識基礎上的延伸。是本章教學的重點,難點,也是高中物理中對物體進行受力分析的重點和難點。大家在初中已接觸過摩擦力的學習,高中應從更深的一個層面來認識摩擦力,靜摩擦力的問題很復雜,具體表現(xiàn)出“動中有靜,靜中有動”,有時似乎又是“若有若無,方向不定”。本節(jié)課,我力求使學生們可以正確認識靜摩擦力。
三、教學目標
(一)知識與技能
1、知道什么是靜摩擦力;可以根據(jù)二力平衡的知識判斷靜摩擦力的大小和方向。
2、可以列舉說明靜摩擦力在生活中的應用,明白最大靜摩擦力的決定因素有哪些。
(二)過程與方法
1、通過演示及動手體驗,培養(yǎng)學生的觀察和操作能力。
2、通過對靜摩擦力的教學,可以使學生形成在生活中認識“力”的科學素養(yǎng)。
(三)情感態(tài)度與價值觀
1、通過對最大靜摩擦力進行的實驗探究及數(shù)據(jù)分析,使學生感受到實踐是檢驗真理的唯一標準,更好的培養(yǎng)學生尊重事實和實事求是的科學態(tài)度。
2、通過分析靜摩擦力的應用,進一步體現(xiàn)出物理源于生活并服務于生活的道理。
四、重點難點
(一)重點
1、研究靜摩擦力大小的范圍。
2、研究靜摩擦力的方向。
(二)難點:如何對靜摩擦力進行方向的判斷。
五、教學策略與手段
講授法、實驗法、討論法相結合的實驗探究模式
實驗和多媒體教學:
(1)教師演示用:玻璃杯,大米,筷子,氣球,玻璃球,兩本交疊在一起的書,一端帶有定滑輪的長木板,紅墨水,細線,木塊,礦泉水瓶,PPT課件。
(2)學生用實驗器材2人一組:彈簧秤、毛巾;玻璃板,毛刷。
六、教學過程
(一)復習提問,導入新課
1、趣味實驗演示
向壓實的整杯米中插進一根筷子,用筷子將米杯提起,將氣球放進玻璃杯內(nèi),向氣球內(nèi)充氣,用氣球將玻璃杯提起。
發(fā)問設疑:將整杯米和玻璃杯提起的神奇力量是什么呢?
2、深入分析:
對整杯米進行受力分析,受到豎直向下的重力作用,還有筷子對整杯米的向上的作用力,向學生提出疑問,這個作用力可能是什么性質(zhì)的力,進而給出在物理學中像這樣產(chǎn)生于兩個相對靜止的物體間的摩擦力叫做靜摩擦力。
(二)新課教學
1、靜摩擦力的產(chǎn)生條件
①兩物體接觸且相互擠壓
通過回顧課前氣球提杯子的小實驗,向學生發(fā)問,為什么干癟的氣球不能夠提起杯子?
對比分析,當氣球充滿氣時,氣球可以提起杯子,此時氣球與杯子接觸且存在擠壓,當氣球內(nèi)氣體放出時,氣球與杯子不接觸且不存在相互擠壓,氣球也不能提起杯子,進而得出靜摩擦力的產(chǎn)生條件之一是兩物體接觸并存在擠壓。
②兩物體存在相對運動趨勢
仍然由氣球提杯子的小實驗入手,當氣球與杯子都放在桌面上,且相對桌面靜止時,氣球和杯子之間不產(chǎn)生靜摩擦力。當氣球提起杯子時,氣球和杯子之間就產(chǎn)生了靜摩擦力,這是由于當氣球提起玻璃杯時,玻璃杯會“想”相對氣球向下運動,我們將其稱為玻璃杯有相對氣球向下的運動趨勢,進而自然得出靜摩擦力的又一個產(chǎn)生條件是兩物體存在相對運動趨勢。
③兩物體接觸面粗糙
夾玻璃球競賽:
競賽規(guī)則:誰能在十秒鐘之內(nèi),用筷子夾起的玻璃球多誰就獲勝。
十秒鐘過去,我們會發(fā)現(xiàn),一位同學夾起了幾個玻璃球,而另一位同學幾乎沒有夾起玻璃球。引發(fā)學生的好奇心,進而追問,為什么比賽結果會如此懸殊?
教師解密,這是由于老師給“獲勝”的同學所用的筷子提前穿上了一層“橡膠外衣”,進而使筷子與玻璃球接觸的表面變得粗糙,才使得“獲勝”同學順利夾起玻璃球。
由此自然得出靜摩擦力產(chǎn)生的第三個條件是兩物體接觸面粗糙。
2、靜摩擦力概念
通過得出了靜摩擦力產(chǎn)生的三個條件,可進一步概括得出靜摩擦力的具體概念,即:兩個相互擠壓且相對靜止的物體,由于存在相對運動趨勢而在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體相對運動的力叫做靜摩擦力。
給出定義后,教師提出一個將兩本交疊在一起的書分開的小游戲,讓學生親身體會靜摩擦力“巨大”力量,進而對靜摩擦力有一個更直觀的感受。
3、靜摩擦力的三要素
①、作用點
引導學生通過定義直接得出,靜摩擦力的作用點在兩物體接觸面上。
②方向
①用刷毛彎曲方向表示刷子所受靜摩擦力的方向,在引導學生分析靜止在斜面上的刷子的相對運動趨勢方向,引導學生運用假設法分析得出刷子所受靜摩擦力的方向與刷子的相對運動趨勢方向相反這一結論。
②對被氣球提起的杯子進行受力分析,引導學生利用已學過的二力平衡的知識逆向思考,分析靜摩擦力的方向。
③大小
實驗探究靜摩擦力的大小變化:
杯子與木塊相連,不斷向杯中加水,直到木塊滑動,可直觀定性的觀察物體所受靜摩擦力的大小變化,自然提出猜想,靜摩擦力的增大存在一個限度,教師加以解釋說明,給出靜摩擦力大小情況:靜摩擦力的增大有一個限度,即fmax,這個最大值稱為最大靜摩擦力,其數(shù)值范圍fmax≥f≥0,且最大靜摩擦力大于滑動摩擦力。
4、鞏固提高
①引導學生利用定義判斷靜止在曲面上的物體所受靜摩擦力的方向。
教師加以總結概括,得出:靜摩擦力的方向沿接觸面切線方向并與相對運動趨勢方向相反。
②讓學生分析在超市電梯上的人的受力情況,和人走路及傳送帶上的物體所受到的靜摩擦力。
③教師加以糾正和強調(diào):受到靜摩擦力作用的不一定是靜止的物體,靜摩擦力不一定是阻力。
5、應用
教師給出靜摩擦力在生活中應用的相關實例,并給與解釋,讓學生進一步體會靜摩擦力的利與弊。領會自然的神奇力量。
七、知識結構或板書設計
靜摩檫力
一、靜摩擦力的產(chǎn)生條件:
1、相互接觸、擠壓(彈力產(chǎn)生的條件)
2、與接觸面有相對運動趨勢
3、接觸面粗糙
二、靜摩擦力的定義:兩個相互接觸的物體,當它們發(fā)生相對運動趨勢時,就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動趨勢的力,這種力叫做靜摩檫力。
三、摩擦力的方向:所以無論物體是靜止還是運動,物體受到的靜摩擦力的方向總是與相對運動趨勢方向相反。
四、摩擦力的大小[來靜摩擦力的大小0
八、作業(yè)設計
課后完成課后“問題與練習”中1、2、3題。
九、問題研討
(1)物理研究以實驗為基礎,我們這節(jié)課的學習過程中,利用身邊的現(xiàn)象設計小實驗的方法來探索物理問題,如何能更好的利用實驗讓學生探索物理問題?
(2)利用學習小組分組實驗并討論,如何運用小組評價機制?
教學目標:
知識與技能:
理解波面、波線的概念。
掌握波的反射和折射現(xiàn)象及其規(guī)律。
理解惠更斯原理及其在波傳播中的應用。
過程與方法:
通過實驗觀察波的反射和折射現(xiàn)象。
運用惠更斯原理分析波的傳播規(guī)律。
情感態(tài)度與價值觀:
培養(yǎng)學生的觀察能力和邏輯思維能力。
激發(fā)學生對物理現(xiàn)象的好奇心和探索欲。
教學重點與難點:
重點:波的反射和折射規(guī)律,惠更斯原理。
難點:惠更斯原理的理解與應用。
教學過程:
導入新課:
通過蝙蝠利用超聲波定位的例子引入波的反射現(xiàn)象。
介紹雷達探測目標的基本原理,引出波的折射現(xiàn)象。
新課講授:
波面與波線:解釋波面和波線的定義,并通過圖示幫助學生理解。
惠更斯原理:詳細講解惠更斯原理的內(nèi)容,并通過動畫演示子波的傳播過程。
波的反射:介紹反射定律,通過實驗觀察波的反射現(xiàn)象,并總結反射波的`性質(zhì)。
波的折射:講解折射定律,通過實驗觀察波的折射現(xiàn)象,并討論折射角與入射角的關系。
鞏固練習:
設計幾道練習題,讓學生運用所學知識解決實際問題。
課堂小結:
總結本節(jié)課的主要內(nèi)容,強調(diào)波的反射和折射規(guī)律的重要性。
作業(yè)布置:
完成課后習題,預習下一節(jié)內(nèi)容。
一、教學目標
1、知識與技能
(1)認識自由落體運動,知道影響物體下落快慢的因素,理解自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。
(2)能用打點計時器或其他實驗儀器得到相關的運動軌跡并能自主進行分析。
(3)知道什么是自由落體的加速度,知道它的方向,了解在地球上的不同地方,重力加速度大小不同。
(4)掌握如何從勻變速直線運動的規(guī)律推出自由落體運動規(guī)律,并能夠運用自由落體規(guī)律解決實際問題。
(5)初步了解探索自然規(guī)律的科學方法,重點培養(yǎng)學生的實驗能力和推理能力。
2、過程與方法
(1)會根據(jù)現(xiàn)象進行合理假設與猜想的探究方法。
(2)會利用實驗數(shù)據(jù)分析并能歸納總結出物理規(guī)律的方法。
3、情感態(tài)度與價值觀
(1)通過指導學生探究,調(diào)動學生積極參與討論,培養(yǎng)學生學習物理的濃厚興趣。
(2)滲透物理方法的教育,在研究物理規(guī)律的過程中抽象出一種物理模型──自由落體。
(3)培養(yǎng)學生的團結合作精神和協(xié)作意識,敢于積極探索并能提出與別人不同的見解。
二、教學重難點
重點:1.自由落體運動的概念及探究自由落體運動的過程。
2.掌握自由落體運動的規(guī)律,并能運用其解決實際問題。
難點:理解并運用自由落體運動的條件及規(guī)律解決實際問題。
三、教學過程
1、新課導入
這一環(huán)節(jié)采用游戲導入,教師在課前需要設計制作好“測反應時間尺”(在一約50cm長的尺有刻度的一面標上自由下落對應長度所用的時間)。
師:一般情況下,刻度尺是用來測量什么物理量的?
生:測量物體長度的!
師:大家看到我手里的這把尺子了沒有?我這把尺子跟普通尺子是不一樣,有特殊的功能,它可以測量出你的反應時間。不信?我請幾位同學上來試試。
找?guī)酌瑢W上來做這個實驗??赏ㄟ^比比誰的反應時間短來調(diào)動學生的積極性。
師:相信大家一定非常想知道這把尺為什么能測出人的反應時間呢?是根據(jù)什么原理呢?我可以告訴大家,尺子測時間的原理就是利用尺子下落過程中的運動特點制成的。而我們今天要研究的就是尺子下落這樣的運動。
師:像尺子下落這樣的運動是一種常見的運動。掛在線上的重物,如果把線剪斷,它就在重力的作用下,沿著豎直方向下落。從手中釋放的石塊,在重力的作用下也沿著豎直方向下落。
師:不同的物體下落快慢是否一樣呢?物體下落的快慢由哪些量決定?請大家結合日常生活經(jīng)驗回答問題。
生:不同物體下落快慢應該是不一樣的,下落快慢應該是由質(zhì)量決定,質(zhì)量大的下落快,質(zhì)量小的下落快慢。
師:這位同學回答得對不對呢?大家看我來做幾個實驗。
演示實驗
(1)將一張紙和一張金屬片在同一高度同時釋放,結果金屬片先著地。教師不發(fā)表意見,繼續(xù)做實驗。分別將實驗內(nèi)容和實驗結果板書在黑板上。
(2)將剛才的紙片緊緊捏成一團,再次與硬幣同時釋放,結果兩者幾乎同時落地。
(3)將兩個完全一樣的紙片,一個捏成團,一個平展,則紙團下落快。
師:物體下落快慢是由質(zhì)量決定嗎?
生:不是的!
師:為什么這樣說?
生:第2個實驗和第三實驗都說明了這個問題,特別是第3個問題,質(zhì)量一樣卻下落有快慢之分。
師:那你現(xiàn)在覺得物體下落快慢由什么因素決定呢?
生:我想應該是空氣阻力。
猜想
師:如果影響物體下落快慢的因素是空氣阻力,那么在沒有空氣阻力,物體的下落快慢應該是一樣的,這種猜想是不是正確呢?我們來做一個實驗驗證一下。
驗證—牛頓管實驗
師:剛才的實驗現(xiàn)象驗證了我們的猜想,在沒有空氣阻力即物體只受重力的情況下,所有物體由靜止下落的快慢是一樣的。
師: 1971年美國阿波羅15號宇航員在月球表面將錘子和羽毛同時釋放,它們同時落在月球表面,這是通過電視轉播過的。
2、新授環(huán)節(jié)
(1)自由落體運動
師:物體若在沒有空氣阻力的情況下由靜止下落,它的受力情況有什么特點?
生:沒有空氣阻力,則物體只受重力。
師:很好!物理學中把這種只受重力作用,由靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。
自由落體運動:在只受重力的情況下,由靜止開始下落的運動。
師:我們?nèi)粘I钪幸姷降穆潴w運動是自由落體運動嗎?比如開始測反應時間的尺子的下落運動是自由落體運動嗎?
生:肯定不是,因為在地球表面大氣層內(nèi),沒有空氣的情況是不存在的。
師:說得很好!在我們的日常生活環(huán)境下,自由落體運動是不存在的,只是一種理想運動模型。但利用忽略次要因素,抓住主要因素的物理研究方法,我們可以把日常生活中一些空氣阻力影響不大的落體運動近似看作自由落體運動。什么樣才叫做阻力影響不大,就是阻力跟重力相比可以忽略。
近似條件:一般情況下,密度較大實心物體的下落都可以近似看成自由落體運動。
(2)自由落體運動的運動規(guī)律
師:做自由落體運動的物體的運動規(guī)律是什么呢?速度隨時間是如何變化的?位移隨時間又是如何變化的,我們該如何來研究它的運動規(guī)律呢?
生:利用打點計時器。先選擇一個物體,這個物體必須密度大,實心,體積不要太大,這樣的話就可以把這個物體由靜止開始下落的運動近似看成自由落體運動。接著用打點計時器來研究物體的運動規(guī)律。
師:請同學們自己設計并進行實驗,將紙帶的處理結果告訴我。
學生設計、操作并處理實驗結果
總結分析運動規(guī)律
師:實驗結論是什么?
生:自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。
師:如何得出這個結論?
生:根據(jù)實驗得到的紙帶,我猜想它是勻加速運動。于是我用勻變速直線運動的運動規(guī)律
來驗證紙帶,結果證明自由落體運動是勻變速直線運動。
師:回答得非常正確!自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,這個結論我們要牢記。
師:那再計算一下自由落體的加速度大小是多少?方向如何?
生:我所算得的結果在9.4左右,方向是豎直向下,因為物體是豎直向下勻加速的,所以加速度方向應該與速度方向相同,豎直向下。
師:其他同學的結果呢?
生:我的也差不多。
關鍵點提問
師:大家用的是質(zhì)量不同的重錘做的實驗,為什么求出來的加速度結果差不多呢?
生:雖然重錘質(zhì)量不同,但由于空氣阻力影響較小,均可以近似成自由落體運動,而我們已經(jīng)知道:所有物體做自由落體運動的運動情況是完全一樣的。所以測出來的結果差不多是符合事實的。
總結歸納重力加速度
師:同學們剛才測量計算出來的自由落體加速度又叫做重力加速度,用g表示。精確的實驗發(fā)現(xiàn),在地球上不同的地方,g的大小是不同的:1、緯度越高,g越來越大;2、同一緯度,高度越大,g越小。一般的計算中可以取9.8m/s2或10m/s2,如果沒有特殊說明,都按9.8m/s2計算。
3、鞏固練習
例1、下列說法正確的是(BD)
A. 物體從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動
B. 物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動
C. 從靜止開始下落的鋼球受到空氣阻力作用,不能看成自由落體運動。
D. 從靜止開始下落的鋼球受到空氣阻力作用,因為阻力與重力相比可以忽略,所以能看成自由落體運動。
例2、下列說法不正確的是(A)
A. g是標量,有大小無方向。
B. 地面不同地方g不同,但相差不大。
C. 在同一地點,一切物體的自由落體加速度一樣。
D. 在地面同一地方,高度越高,g越小。
例3、AB兩物體質(zhì)量之比是1:2,體積之比是4:1,同時從同一高度自由落下,求下落的時間之比,下落過程中加速度之比。
解:因為都是自由落體運動,高度一樣,所以下落時間一樣,1:1;下落過程加速度也一樣都是g,1:1
例4、質(zhì)量為2kg的小球從離地面80m空中自由落下,g=10m/s2,求
1、經(jīng)過多長時間落地?
2、第一秒和最后一秒的位移。
一、教學目標
知識與技能:理解電荷、電場、電場強度的概念,掌握庫侖定律的應用。
過程與方法:通過實驗觀察、理論推導等方法,培養(yǎng)學生的科學探究能力。
情感態(tài)度與價值觀:培養(yǎng)學生的物理興趣,樹立科學的世界觀和方法論。
二、教學重難點
重點:電荷守恒定律、庫侖定律、電場強度的計算。
難點:電場強度的矢量性和疊加原理。
三、教學過程
復習引入:回顧初中所學的電荷知識,引出電場的概念。
新知講授
講解電荷守恒定律、庫侖定律,通過實例說明其應用。
引入電場強度的概念,講解其定義、單位和矢量性。
通過實驗演示電場強度的`測量方法,引導學生理解電場強度的疊加原理。
課堂練習
設計相關習題,如計算點電荷產(chǎn)生的電場強度、判斷電場強度的方向等。
討論交流
引導學生討論電場強度與哪些因素有關?如何計算復雜電場中某點的電場強度?
課堂小結
總結本節(jié)課的主要內(nèi)容,強調(diào)電場強度和庫侖定律的重要性。
一、設計實驗
讓學生闡述自己進行實驗的初步構想。
①器材。
②電路。
③操作。
對學生的實驗方法提出異議,促使學生思索實驗的改進。
鎖定實驗方案,板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。學生按照學案的過程,補充實驗器材,畫電路圖,并且簡單陳述自己的實驗操作過程。
學生根據(jù)老師提出的異議,討論實驗的改進方案,并修正器材、電路圖、操作方法。設計實驗部分是一個難點,教師要進行引導,不要輕易否定學生的想法,在設計過程中教師可以提出啟發(fā)性的問題,讓學生自己發(fā)現(xiàn)問題。
二、進行實驗
教師巡視指導,幫助困難學生。學生以小組為單位進行實驗。
實驗數(shù)據(jù)之間的關系非常明顯,要讓學生從分析數(shù)據(jù)的過程中感受歐姆定律發(fā)現(xiàn)的邏輯過程,傳授學生控制變量法。
三、分析論證
傳授學生觀察數(shù)據(jù)的方法,投影問題,讓學生通過觀察數(shù)據(jù)找到問題的答案,最終得到結論。學生根據(jù)教師投影出的問題觀察數(shù)據(jù),在回答問題的過程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
四、評估交流
讓學生討論在實驗中遇到的問題以及自己對問題的看法和解決辦法,教師引領回答幾個大家普遍遇到的問題。學生小組內(nèi)討論。
使學生意識到共同討論可以發(fā)現(xiàn)自己的不足,借鑒別人的經(jīng)驗。
反思總結、當堂檢測
擴展記錄表格,讓學生補充。
投影一道與生活有關的題目。學生補充表格。
學生在作業(yè)本上完成。這個練習很簡單,但能使學生沿著前面的思維慣性走下去,強化學生對歐姆定律的認識。
這一道練習主要是讓學生了解歐姆定律在生活中的應用。
課堂小結
讓學生歸納這節(jié)課學到的知識,回顧實驗的設計和操作過程,既強化了知識又鍛煉了學生歸納整理知識的能力。學生歸納。
讓學生意識到課堂回顧的重要性,并培養(yǎng)學生歸納整理的能力,對提高學生的自學能力有重要的作用。
五、教學反思
學生對實驗方法的掌握既是重點也是難點,這個實驗難度比較大,主要在實驗的設計、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實驗的難度比較大,學生出現(xiàn)錯誤的可能性也比較大,所以實驗的評估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導和協(xié)助,所以這次課采用啟發(fā)式綜合的教學方法。
初中物理新課程強調(diào)實現(xiàn)學生學習方式的根本變革,轉變學生學習中這種被動的學習態(tài)度,提倡和發(fā)展多樣化學習方式,特別是提倡自主、探究與合作的學習方式,讓學生成為學習的主人,使學生的主體意識、能動性、獨立性和創(chuàng)造性不斷得到發(fā)展,發(fā)展學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。
一、要充分發(fā)揮學生的主體作用。
教師在教學中就要敢于“放”,讓學生動腦、動手、動口、主動積極的學,要充分相信學生的能力。但是,敢“放”并不意味著放任自流,而是科學的引導學生自覺的完成探究活動。當學生在探究中遇到困難時,教師要予以指導。當學生的探究方向偏離探究目標時,教師也要予以指導。作為一名物理教師,如何緊跟時代的.步伐,做新課程改革的領跑人呢?這對物理教師素質(zhì)提出了更高的要求,向傳統(tǒng)的教學觀、教師觀提出了挑戰(zhàn),迫切呼喚教學觀念的轉變和教師角色的再定位。
二、,注重學法指導。
中學階段形成物理概念,一是在大量的物理現(xiàn)象的基礎上歸納、總結出來的;其次是在已有的概念、規(guī)律的基礎上通過演繹出來的。所以,在課堂教學中教師應該改變以往那種講解知識為主的傳授者的角色,應努力成為一個善于傾聽學生想法的聆聽者。而在教學過程中,要想改變以往那種以教師為中心的傳統(tǒng)觀念就必須加強學生在教學這一師生雙邊活動中的主體參與。
三、教學方式形式多樣,恰當運用現(xiàn)代化的教學手段,提高教學效率。
科技的發(fā)展,為新時代的教育提供了現(xiàn)代化的教學平臺,為“一支粉筆,一張嘴,一塊黑板加墨水”的傳統(tǒng)教學模式注入了新鮮的血液。在新形勢下,教師也要對自身提出更高的要求,提高教師的科學素養(yǎng)和教學技能,提高自己的計算機水平,特別是加強一些常用教學軟件的學習和使用是十分必要的。
最后,在教學過程中應有意向學生滲透物理學的常用研究方法。例如理想實驗法、控制變量法、轉換法、等效替代法、以及模型法等。學生如果對物理問題的研究方法有了一定的了解,將對物理知識領會的更加深刻,同時研究物理問題的思維方法,增強了學習物理的能力。
思考。
教學目標:
1.知道曲線運動是一種變速運動,它在某點的瞬時速度方向在曲線這一點的切線上。
2.理解物體做曲線運動的條件是所受合外力與初速度不在同一直線上。
3.培養(yǎng)學生觀察實驗和分析推理的能力。
4.激發(fā)學生學習興趣,培養(yǎng)學生探究物理問題的習慣。
教學重難點:
1.重點:曲線運動的速度方向;物體做曲線運動的條件。
2.難點:物體做曲線運動的條件。
教學過程:
復習提問
前邊幾章我們研究了直線運動,同學們思考以下兩個問題:
1.什么是直線運動?
2.物體做直線運動的條件是什么?在實際生活中,普遍發(fā)生的是曲線運動,那么什么是曲線運動?本節(jié)課我們就來學習這個問題。
新課學習
展示圖片:衛(wèi)星繞地球的運動人造地球轉彎的火車
這幾幅圖中物體的`運動軌跡有何特點?
(軌跡是曲線)
請大家舉出一些生活中的曲線運動的例子
一、曲線運動的速度方向:
1思考:曲線運動與直線運動除了運動軌跡不同,還有什么區(qū)別?2.觀察課本P32圖6.1-1和圖6.1-2
思考:砂輪打磨下來的熾熱微粒。飛出去的鏈球,它們沿著什么方向?
3.討論或猜測,曲線運動的速度方向應該怎樣?
4.是不是象我們大家猜測的這樣呢?讓我們來看一個演示實驗:教師演示課本P32演示實驗驗證學生的猜測,從而得到結論:
曲線運動速度的方向:切線方向
5.什么是曲線的切線呢?
結合課本P33圖6.1-4閱讀課本P33前兩段加深曲線的切線的理解。
6.閱讀課本P33第四段,試分析推理曲線運動是勻速運動還是變速運動?
速度是________(矢量.標量),所以只要速度方向變化,速度矢量就發(fā)生了________,也就具有________,因此曲線運動是________。
二、物體做曲線運動的條件:
1.提出問題:既然曲線運動是變速運動,那么由
可知具有加速度,又由可知受力不為零,那到底有什么樣的特點呢?
2.實驗探究
器材:光滑玻璃板小鋼球磁鐵
演示:小鋼球在水平玻璃板上做勻速直線運動。
問題:給你一磁鐵,如何使小鋼球①加速仍做直線運動。②減速仍做直線運動。③做曲線運動。制定你的實驗方案。
實驗驗證:請兩名同學利用他們的方案來進行驗證。演示給全體學生。
分析論證:
直線加速:的方向與的方向相同
②直線減速:的方向與的方向相反
③曲線運動:的方向與成一夾角
結論:當物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線時,物體做直線運動;當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動
3.物體做曲線運動的條件:當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時4.實踐應用:
飛機扔炸彈,分析為什么炸彈做曲線運動?
討論題:結合本節(jié)所學與前面知識體系來分類歸納力和運動的關系。
三、小結
同學們根據(jù)自身特點,各自進行。曲線運動是軌跡為的運動.
一、曲線運動的速度方向
1.曲線運動的方向是的
2.質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度方向是在曲線上這一點的
3.曲線運動一定是運動
二、物體做曲線運動的條件:
運動物體所受合外力的方向跟它的速度方向上。
教學目標
知識目標
了解超導體以及超導體在現(xiàn)代科學技術中的應用、
能力目標
通過超導體知識的學習,擴展知識面、
情感目標
知道超導體在現(xiàn)代以及未來科技中的重要性,學習科學家的堅韌精神。
教學建議
教材分析
教材從介紹昂尼斯發(fā)現(xiàn)水銀超導現(xiàn)象的物理學史知識入手,講述超導體的一般概念,基礎知識、進一步講解超導的優(yōu)點、缺點和目前科學家面臨的問題。
教法建議
本節(jié)的教學要注重科技的聯(lián)系,避免孤立的學習,要注意聯(lián)系實際。
可以提出問題學生自主學習,學生根據(jù)提出的問題,可以利用教材和教師提供的一些資料進行學習。
也可以教師提出課題,學生查閱資料,從收集資料、信息的過程中學習,提高收集信息和處理信息的能力。
教學設計方案
方法1、學生閱讀教材,教師提供一些關于超導體的材料,教師提出一些問題,學生閱讀時思考,例如:什么是超導體現(xiàn)象?采用超導體有什么經(jīng)濟效益?
方法2、對于基礎較好的班級,可以采用實驗探究和信息學習的'方法、實例如下
實驗探究:可以組織學生小組,圖書館、互聯(lián)網(wǎng)查閱有關超導體方面的資料,小組討論,總結超導體的優(yōu)點、缺點以及討論超導體的未來發(fā)展方向。
【板書設計】
1、超導體概念超導現(xiàn)象
2、超導體的優(yōu)缺點
3、我國的超導體的研究
探究活動
【課題】
超導現(xiàn)象的歷史
【組織形式】
個人或學習小組
【活動流程】
制訂子課題;制訂查閱和查找方式;收集相關的材料;分析材料并得出一些結論;評估;交流與合作。
【參考方案】
1、嘗試總結超導體的發(fā)展現(xiàn)況。
2、討論超導體的未來發(fā)展趨勢。
【資料來源】
1、圖書館、互聯(lián)網(wǎng)查找資料。
2、交流,發(fā)現(xiàn)共性和差異。
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