教学目标㈠知识与技能1.要弄清实验目的,本实验为验证性实验,目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律。2.要明确实验原理,掌握实验的操作方法与技巧、学会实验数据的采集与处理,能够进行实验误差的分析,从而使我们对机械能守恒定律的认识,不止停留在理论的推导上,而且还能够通过亲自操作和实际观测,从感性上增加认识,深化对机械能守恒定律的理解。3.要明确织带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。㈡过程与方法1.通过学生自主学习,培养学生设计实验、采集数据,处理数据及实验误差分析的能力。2.通过同学们的亲自操作和实际观测掌握实验的方法与技巧。3.通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。
一、学习任务分析1.教材的地位和作用在物理学中,能量并不是由功定义的。能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。能量概念之所以重要,就是因为它是一个守恒量。守恒关系是自然中十分重要的关系,从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的,因为它是极为重要的研究方向。根据这种认识,所以本节从追寻守恒量出发引入能量概念,为能量学习奠定了基础并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程。2.学习的主要任务“追寻守恒量”一节,主要是使学生了解守恒思想的重要性。学生在学习本节课前已经学习了能量的有关知识,在过去的教学中,是先学习能量的概念,而后研究一两个具体问题,发现动能与势能之和在某些过程中不变,由此引出机械能守恒定律。“机械能守恒”这个词学生并不陌生,但是让学生说出自己对它的认识又不是一件容易的事。
动画展示三个宇宙速度(四) 让学生具有振兴中华的使命感与责任感本节课的最后,播放了一段美国登月的视频,让学生发现一些奇妙的物理现象,引导学生发现月球的背景是什么颜色,宇航员行走的模样等等,预计不久的将来,哪个国家也将登上月球,同学们高呼“中国”,那么我们现在能做些什么呢,让同学感想到:我们是祖国的未来的希望,现在需要努力学习科学文化知识,将来为祖国的航天事业做贡献。要培养学生坚韧不拨、勇于探索、协力合作的科学精神以及严谨求实、谦虚谨慎、勇于质疑科学态度;也要培养学习者热爱科学、热爱祖国的情感;努力学习、振兴中华的责任感。这些策略在本案例中得到了体现。(五)练习反馈,拓展延伸:[例题1]“2003年10月15日9时,我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,把我国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后,于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场。”
探究活动8(教材第72页):“结合生活事例,谈谈你在面对复杂事物时是如何分析和解决矛盾的?”这一探究活动是在学生还不了解主次矛盾的原理时,让他们回忆自己在生活中有没有遇到过面对许多矛盾时是如何解决的经历。比如,每天面对很多作业,先做哪门课作业后做哪门作业,你是如何考虑的?在学校面对学习、体育运动和社会工作,你是怎么安排的?在生活中,你遇到这样的情况都是怎样解决的?通过探究活动,使学生弄清主次矛盾的原理,学会用矛盾分析法分析问题。探究活动9(教材第73页):“你在生活中是如何分析具体问题的?”这一探究活动,强调的是“你”在生活中是如何运用分析法分析具体问题的,要紧紧围绕学生这一中心,首先强调具体问题具体分析的方法非常重要,这是马克思主义的一个原则,是马克思主义的活的灵魂。引导学生主动运用这种分析方法分析看待自己,分析看待社会。可以组织学生进行讨论、交流,还可以让学生撰写小论文,写出自己运用这种分析方法分析了哪些具体问题,有哪些感受。
农业科学的周期是以年为时间单位,一次实验就要等到一次花开、结果。就这样,几个实验误导了袁隆平好几年。这时登在《参考消息》上的一篇不起眼的文章像给迷途中的袁隆平以当头一棒:克里克、沃森和威尔金斯发现DNA螺旋结构,西方的遗传学研究进入分子水平。“我当时还在那里搞什么无性杂交,糟糕得很”。水稻是自花授粉植物,雄蕊雌蕊都在一朵花里面,雌雄同株,没有杂种优势一杂种优势是生物界的普遍现象,小到细菌,大到人,近亲繁殖的结果是种群的退化。但是水稻因为花小,其杂交是当时公认的世界难题,设在马尼拉的世界水稻研究中心就是因为困难重重,差点关闭。袁隆平偏不信这个邪,他突发灵感:专门培养一种特殊的水稻品种——雄花退化的雄性不育系,没有自己的花粉,这样不就可以做到杂种优势了吗?于是,漫长的寻找过程开始了,要找到这样一株雄花退化而且杂交之后产量猛增的“太监”水稻简直是大海捞针。
2.辩证的否定(1)辩证的否定是事物的自我否定。事物内部存在着肯定方面和否定方面,它们既对立又统一。最初,肯定方面处于支配地位,否定方面处于被支配地位。在这种情况下,事物就被肯定着。但是,在矛盾双方的斗争中,否定方面总会由弱变强。一旦否定方面由被支配地位上升为支配地位,事物就转化到了自己的对立面,实现了对事物的否定。事物最终之所以被否定,根源在于事物的内部,是事物内部的否定因素战胜了肯定因素。因此,事物的否定是自我否定。(2)辩证的否定是事物发展的环节和联系的环节。所谓发展,是指新事物的产生和旧事物的灭亡。而实现这一过程必须要对旧事物进行否定,否定实现了事物由旧质向新质的飞跃。新事物在否定旧事物时,并不是把旧事物全盘抛弃,一笔勾销。旧事物是新事物的母体,新事物从旧事物那里脱胎而来,新事物是在批判地继承旧事物中的一切积极的有生命力的因素的基础上发展起来的。这样,在新旧事物之间就存在着必然的联系。
二是中国人口多、资源相对不足日益成为制约发展的突出矛盾。我国人均水资源拥有量仅为世界平均水平的1/4,600多个城市中,400多个缺水,其中110个严重缺水。我国人均耕地拥有量不到世界平均水平的40%。石油、天然气、铜和铝等重要矿产资源的人均储量分别只占世界人均水平的8.3%、4.1%、25.5%、9.7%。三是我国这20年来经济快速发展,能源浪费大、环境破坏严重等问题日益凸显,人与自然的矛盾从未像今天这样突出。无序、无度的消耗,迅速透支我们宝贵的资源。以下是来自国家环保总局的一组沉甸甸的数据。——从上世纪50到90年代,每年沙化土地扩大面积从560平方公里增加到2460平方公里,我国18个省的471个县、近4亿人口的耕地和家园正受到不同程度的荒漠化威胁。——1952年我国人均耕地2.82亩,2003年人均耕地减少到1.43亩,在各地轰轰烈烈的“圈地”热潮中仅最近7年全国耕地就减少了1亿亩,被占耕地大量闲置。
2.人工智能、信息及其对意识论的深化现代科学的发展,特别是以信息论、控制论、电子计算机科学和脑科学相结合为理论基础的人工智能技术的发展,进一步证明了辩证唯物主义关于物质和意识的相互关系的原理,也给这种现代唯物主义提出了需要深入探索和解释的许多哲学问题。在这些问题之中,人工智能和信息尤为重要。人工智能是相对于人的自然智能而言的。所谓自然智能,是指人所特有的自觉的意识能力,特别是抽象思维能力。由于这种能力是人的一种天赋,所以将其称为人的自然智能。所谓人工智能,则指凭借电子计算机所实现的对人的某些智能的模拟,通过这种思维模拟,使人的某些智能得以再现和放大。自从电子计算机在20世纪中期问世以来,其作用越来越广泛,模拟功能越来越强,更新换代越来越快,对生产和社会生活的影响也越来越大。自50年代中期开始,人工智能便以计算机作为主要的支持手段,逐渐发展成为一门新兴的科学技术。
4.弘扬和培育中华民族精神,是坚持社会主义道路的需要在这里重点把握坚持社会主义道路为什么必须弘扬和培育民族精神这一知识点。由于中国走的是社会主义道路,而西方敌对势力不愿意看到社会主义中国发展壮大,加紧以各种手段和方式对我国实施西化、分化的政治战略。面对这种挑战,要顶住霸权主义的种种压力,抵制外来腐朽思想文化的影响,弘扬和培育民族精神显得更为重要和迫切。◇拓展延伸:当今世界,不同社会制度意识形态之间的斗争在一定范围内将长期存在,斗争的一种重要表现就是西方敌对势力对社会主义的中国实施西化、分化的政治战略。因此,必须通过弘扬和培育民族精神来坚定人们的社会主义信念,抵制外来腐朽思想文化的侵蚀。◇课堂练习:面对西方敌对势力对我国实施的西化、分化,我们必须()①大力弘扬和培育民族精神②加快社会主义现代化建设步伐,坚定人们的社会主义信念③借鉴西方文化中的先进成分④加强社会主义道德建设,提高抗侵蚀能力A.①②③B.②③④C.①②④D.①②③④
二、分析题基于非典型肺炎防治的需要,武汉大学和中国科学院微生物研究所,集中优秀人才和先进的仪器设备,以科学的理论为指导,运用现代的知识与技术手段,对SARS病毒进行深入细致的研究。2003年5月,他们联合研制出抗击SARS病毒侵入细胞的多肽药物。经科学试验证明,它可以阻断SARS病毒侵入人体细胞,具有预防和治疗两种功效。这些药物的发明在非典型肺炎的预防和治疗发挥着重要的作用。上述材料体现了辩证唯物主义认识论的哪些观点?答案提示:体现了实践是认识的来源、实践是认识发展的动力、实践是检验认识的真理性的唯一标准、实践是认识的目的和归宿、认识对实践具有反作用等辩证唯物主义认识论的观点。三、辨析题1、“仁者见仁,智者见智”的说法否定了真理的客观性答案提示:(1)此观点错误。(2)“仁者见仁,智者见智”是说对同一事物不同的人有不同的见解。
A生产方式是人类社会存在和发展的基础人要生存必须有吃、穿、住、用等物质生活资料,只有生存问题解决了才能谈得上社会的存在和发展,才能从事其他的活动(教育、艺术、体育、政治)。而要获得物质生活资料,必须从事物质资料的生产劳动。在这一活动中,形成了现实的生产力和生产关系,即生产方式。【思想教育】落后必然挨打,我国大力发展经济,就是为了发展生产力。发展是硬道理,中国解决一切问题的关键在与自己的发展。要积极支持改革开放,积极投身于经济建设中去。现在学好知识将来教育育人,为社会培养更多的合格人才。B生产方式决定着社会的性质和面貌社会生活纷繁复杂,包括经济生活、政治生活、精神生活、婚姻家庭生活等许多方面。这些方面都受生产方式的制约,有什么样的生产方式,就有什么样的社会结构;不同的生产方式,表现为不同性质的社会形态。社会的整个面貌只能从生产方式中得到科学的说明。【举例】家庭联产承包责任制的产生与推广1958年的人民公社化运用曾使中国农民在劳动和分配上都实行绝对的平均主义,大锅饭的结果是饭越吃越少,人越过越穷。
【导入新课】2005年10月17日凌晨,5天前从酒泉卫星发射中心起航的“神舟”六号飞船,在平安飞行115个小时32分后重返神州,缓缓降落在内蒙古四子王旗主着陆场的草地上。我国首次真正意义上有人参与的空间飞行试验取得圆满成功。 当费俊龙和聂海胜先后自主出舱,面带胜利的微笑,现场参试人员欢呼雀跃,亿万中华儿女为之自豪,幸福写在每个人的脸上。神六飞行是一次非常完美的飞行任务,又一次让载人航天精神“从地面升到天空,从天空安全返回”。伟大的事业孕育伟大的精神。新一代航天人在攀登科技高峰的伟大征程中,以特有的崇高境界、顽强意志和杰出智慧,铸就了载人航天精神,这就是特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献的精神。【思考讨论】“伟大的事业孕育伟大的精神”体现怎样的哲学道理?我国为什么要提倡发扬“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神?(人具有主观能动性)
b哲学为具体科学提供世界观和方法论的指导每一个时代的具体科学的发展,总是受到这个时代哲学思想的影响和支配。任何一个科学家都有自己的哲学信仰,都用一定的哲学世界观来指导自己的研究。缺乏正确的世界观和方法论的指导,就会在研究中失去正确方向,甚至陷入混乱和失败。【举例】牛顿晚年误入歧途牛顿早年在自发的唯物主义世界观的指导下,发现了万有引力定律,谱写了人类物理史上的辉煌篇章。他谦虚地说,他是站在巨人们的肩膀上,拾取了知识大海里一个晶莹美丽的贝壳。但在他的后半生,居然虔诚地投入上帝地怀抱,用25年的时间研究神学,写了100多万字有关神学和宗教的书稿。牛顿是一个虔诚的宗教信徒,自幼受到信奉上帝的教育,这对他的世界观影响极深,加之他所处的时代是形而上学统治自然科学的时代,在错误的世界观的支配下,他将解释不了的现象求助于上帝,如“从上帝那里去寻找行星围绕太阳公转的第一推动力”,结果一事无成。
[补充]:郑州是特大城市,我们对灯火通明的夜晚都有深刻的体会,我们都体会过光给他们带来的好处,而对过多过亮的光带来的危害则很少认真地思考过,且光污染给都市人们和其他生物和环境带来的不利影响也越来越大,所以,我在这儿给同学们补充光污染,目的是提醒他们要增强环保意识,要理解城市在建设过程中要减少城市各类活动对环境的污染;另外,随着城市的不断发展,还可能会产生新 的污染物。还培养了学生用发展的眼光来看世界。[思考]:如何降低城市化对地理环境产生的影响?[答]:发展生态城市,使人工环境和自然环境和谐统一起来。一方面在城市建设中,要发展低污染的节能建筑和绿色交通,减少城市各类活动对环境的污染;另一方面使城市景观尽可能地与山、河、湖、海、植被等自然景观保持协调,建立一种良性循环。
(二)进行新课1、动能与势能的相互转化演示实验1:如右图,用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。把一个小球用细线悬挂起来,把小球拉到一定高度的A点,然后放开,小球在摆动过程中,重力势能和动能相互转化。我们看到,小球可以摆到跟A点等高的C点,如图甲。如果用尺子在某一点挡住细线,小球虽然不能摆到C点,但摆到另一侧时,也能达到跟A点相同的高度,如图乙。问题:这个小实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么?学生观察演示实验,思考问题,选出代表发表见解。小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直,对小球不做功;只有重力对小球能做功。实验证明,小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中,小球总能回到原来的高度。可见,重力势能和动能的总和保持不变。即机械能保持不变。
3.适用条件(1)万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算。当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时,物体可以看成质点,直接使用万有引力定律计算。(模型)研究相互接触的两个人之间的万有引力时,不能把他们看作质点。(2)当两物体是质量均匀分布的球体时,它们间的引力也可直接用公式计算,但式中的r是指两球心间距离。研究太阳和地球之间的万有引力,可以把它们看作质量均匀的球体。当研究物体不能看成质点时,可以把物体假想分割成无数个质点,求出两个物体上每个质点与另一物体上所有质点的万有引力,然后求合力,这是微积分的思想。万有引力定律产生于对太阳系行星运动的研究,但它对物质运动的适用性却要广泛得多。可以这样说,宇宙中凡有引力参与的一切复杂的现象,无不要归结到这样一条十分简洁的定律之中,这不能不使人惊叹宇宙万物超乎寻常的和谐及人类理性思考所具有的统摄力。
1、教师先演示投影:把小钢珠放在黑墨水瓶盖里转一下(内有一点点墨水),再放在半圆形有机玻璃轨道上运动并飞出,让钢珠在白纸上留下痕迹,同样在3/5半圆周,4/5半圆周上运动飞出,让学生猜测飞出方向由什么特点?(有机玻璃板说明:厚约5毫米,略小于小钢珠直径,圆弧半径15厘米,MN边稍长些,以便过MN做直线,根据半径大小确定圆心O位置。)学生猜想:切线方向师:已知圆弧半径为15厘米。如何验证?请用几何方法作图验证。生:标出飞出点和圆心,做圆心和飞出点的连线,用量角尺量出该连线和飞出轨迹直线的夹角,是否90度。2、再分组实验,提醒同桌配合,小心钢珠滚跑。实验完毕,要求作图验证,并互相讨论交流。3、交流和结论:师:要引导学生得出正确的科学结论:“圆周运动的物体的速度方向为该点的切线方向”,而不能直接得出“曲线运动的的物体速度方向为该点的切线方向”。
“做功的过程就是能量转化过程”,这是本章教学中的一条主线。对于一种势能,就一定对应于相应的力做功。类比研究重力势能是从分析重力做功入手的,研究弹簧的弹性势能则应从弹簧的弹力做功入手。然而弹簧的弹力是一个变力,如何研究变力做功是本节的一个难点,也是重点。首先,要引导学生通过类比重力做功和重力势能的关系得出弹簧的弹力做功和弹簧的弹性势能的关系。其次,通过合理的猜想与假设得出弹簧的弹力做功与哪些物理量有关。最后,类比匀变速直线运动求位移的方法,进行知识迁移,利用微元法的思想得到弹簧弹力做功的表达式,逐步把微分和积分的思想渗透到学生的思维中。本节课通过游戏引入课题,通过生活中拉弓射箭、撑杆跳高和弹跳蛙等玩具以及各种弹簧等实例来创设情景,提出问题。给学生感性认识,引起学生的好奇心;让学生对弹簧弹力做功的影响因素进行猜想和假设,提出合理的推测,激发学生的探索心理,构思实验,为定性探究打下基础。然后,引导学生通过类比重力做功与重力势能的关系得出弹簧弹性势能与弹簧弹力做功的关系。
1.教材在学生的原有加速度概念的基础上来讨论“匀速圆周运动速度变化快慢”的问题,让学生知道向心加速度能够表示匀速圆周运动物体速度变化的快慢究竟是怎么一回事。2.教材把向心加速度安排在线速度和角速度知识之后,使学生对描述匀速圆周运动的几个物理量有一个大致的了解。3.教材从了解运动的规律过渡到了解力跟运动关系的规律;把向心加速度放在向心力之前,从运动学的角度来学习向心加速度。4.教材为了培养学生“用事实说话”的“态度”,让一切论述都合乎逻辑,改变了过去从向心力推导向心加速度的教学方式。1.采用理论、实验、体验相结合的教学安排。2.教师启发引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流。知识与技能1.会作矢量图表示速度的变化量与速度之间的关系。2.加深理解加速度与速度、速度变化量的区别。3.体会匀速圆周运动向心加速度方向的分析方法。4.知道向心加速度的公式也适用于变速圆周运动;知道变速圆周运动的向心加速度的方向。
(一)知识与技能1.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义进行计算。2.理解重力势能的变化和重力做功的关系,知道重力做功与路径无关。3.知道重力势能的相对性,知道重力势能是物体和地球系统共有的(二)过程与方法:用所学功的概念推导重力做功与路径的关系,亲身感受知识的建立过程(三)情感、态度与价值观1.渗透从对生活中有关物理现象的观察,得到物理结论的方法,激发和培养学生探索自然规律的兴趣.2.培养学生遵守社会公德,防止高空坠物。【教学重点】重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。【教学难点】重力势能的系统性和相对性。【教学方法】启发、引导、讲练结合【教学过程】一、新课引入有句话是“搬起石头砸自己的脚”,从物理的角度看待这一问题,搬起的石头有了做功的本领,它就具有了能,这种能我们称为重力势能。我们今天就来学习重力势能。二、新课教学
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