一、教材分析在初中阶段,物理量单位的学习是学生较为困惑的问题之一。前面关于1N的规定给学生的印象总好像是有些随意。尤其是牛顿、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等单位的规定。使得学生感动物理太复杂。事实上,只有把单位制放在整个物理学框架中加以认识,并且知识有了一定的积累。经历了充分的学习过程后才能体会物理量单位的命名和使用规则。体会到其中对一些单位进行规定的合理性和方便特征。物理学单位中,有很少几个基本物理量,它们的单位就是基本单位。在进行了这种选定之后,其它物理量的单位就是根据它的定义式,有所选择的其他物理量的单位共同确定的。国际单位制的建立和使用,不仅方便了国际间的交流,也逐渐成为科学研究中计算和运用的一种规范约束。中学生应该注意学习,逐步习惯,在记录、表达和计算中规范使用。二、教学目标(一)知识与技能1.了解什么是单位制,知道力学中的三个基本单位;2.认识单位制在物理计算中的作用
三、制定实验方案的两个问题:1.怎样测量(或比较)物体的加速度:引导学生思考、讨论并交流。学生可能会提出下面的一些方案:方法一:测出初速度为零的匀加速直线运动的物体在 时间内的位移 ,则 ;方法二:在运动的物体上安装一条打点计时器的纸带,根据纸带上打出的点来测量加速度;方法三:测出两个初速度为零的匀加速运动的物体在相同的时间内发生的位移 、 ,则 ;方法四:测出两个初速度为零的匀加速运动的物体在相同的位移内所用的时间 、 ,则 ;2.怎样提供并测量物体所受的恒力:教师提出:现实中,除了在真空中抛出或落下的物体(仅受重力)外,仅受一个力的物体几乎是不存在的。然而,一个单独的力作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的,因此,实验中力 的含义指物体所受的合力。以在水平轨道上用绳牵引小车加速运动为例,小车受到四个力的作用,即重力、支持力、绳的拉力和轨道对小车的摩擦力(当物体运动的速度比较小时,我们可以忽略空气的阻力)。
具体过程:先用悬挂法确定重心之后,在板上固定一条细线ab,让ab穿过重心c点,再在其重心c处拴上细绳提拉,验证薄板可以水平平衡.如图3-1-6、3-1-7所示.归纳:物体的重心可在物体之上,也可在物体之外.结论:规则均匀的物体重心在其几何中心;不规则不均匀的物体重心用悬挂法.例3一个被吊着的均匀的球壳,其内部注满了水,在球的底部有一带阀门的细出水口.在打开阀门让水慢慢流出的过程中,球壳与其中的水的共同重心将会()A.一直下降B.一直不变C.先下降后上升D.先上升后下降先让学生自己回答,估计很多学生会选择A;教师提示开始和最终重心的位置,学生很快就能得出正确答案.借机引导学生思考问题要全面.参考答案:在注满水时,球壳和水的共同重心在球心,随着水的流出,球壳的重心不变,但是水的重心下降,二者共同的重心在下降.当水流完时,重心又回到球心,故选项C正确.
1.加速度与力的关系:实验的基本思路是保持物体的质量不变,测量物体在不同的力的作用下的加速度,分析加速度与力的关系。有了实验的基本思路,接下去我们就要准备实验器材,以及为记录实验数据而设计一个表格。为了更直观地判断加速度与力的数量关系,我们以 为纵坐标、 为横坐标建立坐标系,根据各组数据在坐标系中描点。如果这些点在一条过原点的直线上,说明 与 成正比,如果不是这样,则需进一步分析。2.加速度与质量的关系:实验的基本思路是保持物体所受力不变,测量不同质量的物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系。有了实验的基本思路,接下去我们就要准备实验器材,以及为记录实验数据而设计一个表格。为了更直观地判断加速度与质量的数量关系,我们以 为纵坐标、 为横坐标建立坐标系,根据各组数据在坐标系中描点,根据拟合的曲线形状,初步判断 与 的关系是反比例函数。再把 图像改画为 图像,如果是一条过原点的斜直线,说明自己的猜测是否正确。
阅读教材后总结:是万有引力的作用把宇宙中的恒星和行星聚集在一起,组成了太阳系、银河系和其他星系.力的相互作用遍布我们周围的一切物体.除此之外还有电荷间的相互作用、磁体间的相互作用,我们把这种力称为电磁相互作用.【思考与讨论】质子带正电,但质子(与中子一起)却能聚集在一起构成原子核.你能推测是什么力的作用结果吗?攻略一:阅读教材53页,师生共同讨论、总结.攻略二:网络搜索或工具书查阅“四种基本相互作用”,进一步了解概念.结论:决定物质的结构和变化过程的基本的相互作用.近代物理确认各种物质之间的基本的相互作用可归结为四种:引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用.近代物理的观点倾向于认为:四种基本相互作用是统一的,物理学家们正在为建立大统一理论而努力.但至今也没有公认的结论,望同学们好好学习,为科学事业奉献自己的聪明和才智.
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。
【学习内容分析】在行星运动规律与万有引力定律两节内容之间安排本节内容,是为了更突出发现万有引力定律的这个科学过程。如果说上一节内容是从运动学角度描述行星运动的话,那么,本节内容是从动力学角度来研究行星运动的,研究过程是依据已有规律进行的演绎推理过程。教科书在尊重历史事实的前提下,通过一些逻辑思维的铺垫,让学生以自己现有的知识基础身于历史的背景下,经历一次“发现”万有引力的过程,因此体验物理学研究问题的方法就成为主要的教学目标。【学情分析】在学太阳对行星的引力之前,学生已经对力、重力、向心力、加速度、重力加速度、向心加速度等概念有了较好的理解,并且掌握自由落体运动和圆周运动等运动规律,能熟练运用牛顿运动定律解决动力学问题。已经完全具备深入探究和学习万有引力定律的起点能力。所以在推导太阳与行星运动规律时,教师可以要求学生自主地运用原有的知识进行推导,并要求说明每一步推理的理论依据是什么,教师仅在难点问题上做适当的点拨。
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、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。”
【设计意图】结合资料,多角度、多层次地探讨文章的主题,拓展学生对文章主题认识的深度。四、联系自身,畅谈感悟启示师:牧羊人的精神启迪了世人,也启迪着我们,如何在现实生活中学习他的精神?如何对待自己的人生,创造自己的人生奇迹呢?请结合自己的生活体验,谈谈你从中得到的启示。预设(1)牧羊人几十年只重复做一件事——植树,但是他改变了人们的生存环境,更改变了世界,他代表了那些为改变人类命运而不断奋斗的人,我们就应该做这样的人,做对社会有益的事。不管事情多么地简单,把它做到极致,持续不断地努力去做,就一定可以为人类做出贡献,创造奇迹!(2)牧羊人虽然是一个普通人,但他心怀大爱,几十年默默无闻、不计回报地植树,给众人创造了幸福。启发我即使是最普通的人,也有能力创造,只要我们心怀大爱,就能创造幸福,给予他人幸福。不必去求回报,因为创造就体现出人生的价值。
目标导学二:评价人物形象 文中的牧羊人给作者留下了怎样的印象?请从文中找出相关语句,并进行概括。作者评价牧羊人的句子有:(1)他很少说话,但可以感觉得出是一个充满自信、意志果断的人,因为他在这个荒凉的高地砌起一栋石头房子。(2)尽管生活并不富裕,但牧羊人的外表却很整洁。他的胡子刮得干干净净,衣服也一针一线地仔细缝过,看不出任何补丁。(3)战争对他一点儿影响都没有,这段时间他心无旁骛地一直在种树。(4)更不曾有人想像过光凭一个人的毅力和爱心,能让大自然有所改变。(5)这个男人告诉我们,只靠身体力行和蕴藏的品德,便能将荒地变成沃土。……所以,牧羊人是一个充满自信、意志果断、外表整洁、心无旁骛,有毅力、有爱心、身体力行、慷慨无私的人。
一、设计思想通过本节教学,不但要使学生认识掌握匀变速直线运动的规律,而且要通过对这问题的研究,使学生了解和体会物理学研究问题的一个方法,图象、公式、以及处理实验数据的方法等。这一点可能对学生更为重要,要通过学习过程使学生有所体会。本节在内容的安排顺序上,既注意了科学系统,又注意学生的认识规律。讲解问题从实际出发,尽量用上一节的实验测量数据。运用图象这种数学工具,相对强调了图象的作用和要求。这是与以前教材不同的。在现代生产、生活中,图象的运用随处可见,无论学生将来从事何种工作,掌握最基本的应用图象的知识,都是必须的。学生在初学时往往将数学和物理分割开来,不习惯或不会将已学过的数学工具用于物理当中。在教学中应多在这方面引导学生。本节就是一个较好的机会,将图象及其物理意义联系起来。
观察实验视频实验验证师:其实大家完全可以利用身边的器材来验证。实验1、用弹簧秤挂上钩码,然后迅速上提和迅速下放。现象:在钩码被迅速上提的一瞬间,弹簧秤读数突然变大;在钩码被迅速下放的一瞬间,弹簧秤读数突然变小。师:迅速上提时弹簧秤示数变大是超重还是失重?迅速下放时弹簧秤示数变小是超重还是失重?生:迅速上提超重,迅速下放失重。体会为何用弹簧秤测物体重力时要保证在竖直方向且保持静止或匀速实验2、学生站在医用体重计上,观察下蹲和站起时秤的示数如何变化?在实验前先让同学们理论思考示数会如何变化再去验证,最后再思考。(1)在上升过程中可分为两个阶段:加速上升、减速上升;下蹲过程中也可分为两个阶段:加速下降、减速下降。(2)当学生加速上升和减速下降时会出现超重现象;当学生加速下降和减速上升时会出现失重现象;(3)出现超重现象时加速度方向向上,出现失重现象时加速度方向向下。完全失重
一、教学目标1.知识与技能:(1)知道匀速直线运动的位移x=υt对应着 图象中的矩形面积.(2)掌握匀变速直线运动的位移与时间关系的公式 ,及其简单应用.(3)掌握匀变速直线运动的位移与速度关系的公式 ,及其简单应用.2.过程与方法:(1)让学生初步了解探究学习的方法.(2)培养学生运用数学知识-----函数图象的能力.(3)培养学生运用已知结论正确类比推理的能力.3.情感态度与价值观:(1)培养学生认真严谨的科学分析问题的品质.(2)从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点.(3)培养学生应用物理知识解决实际问题的能力.二、教学重点、难点1.教学重点及其教学策略:重点:(1)匀变速直线运动的位移与时间关系的公式 及其应用.(2)匀变速直线运动的位移与速度关系的公式 及其应用.教学策略:通过思考讨论和实例分析来加深理解.
(四)实例探究☆力和运动的关系1、一个物体放在光滑水平面上,初速为零,先对物体施加一向东的恒力F,历时1秒,随即把此力改变为向西,大小不变,历时1秒钟,接着又把此力改为向东,大小不变,历时1秒钟,如此反复只改变力的方向,共历时1分钟,在此1分钟内A.物体时而向东运动,时而向西运动,在1分钟末静止于初始位置之东B.物体时而向东运动,时而向西运动,在1分钟末静止于初始位置C.物体时而向东运动,时而向西运动,在1分钟末继续向东运动D.物体一直向东运动,从不向西运动,在1分钟末静止于初始位置之东☆牛顿运动定律的应用2、用30N的水平外力F,拉一静止放在光滑的水平面上质量为20kg的物体,力F作用3秒后消失,则第5秒末物体的速度和加速度分别是A.v=7.5m/s,a=l.5m/s2B.v=4.5m/s,a=l.5m/s2C.v=4.5m/s,a=0D.v=7.5m/s,a=0
一、设计思想通过本节教学,不但要使学生认识掌握匀变速直线运动的规律,而且要通过对这问题的研究,使学生了解和体会物理学研究问题的一个方法,图象、公式、以及处理实验数据的方法等。这一点可能对学生更为重要,要通过学习过程使学生有所体会。本节在内容的安排顺序上,既注意了科学系统,又注意学生的认识规律。讲解问题从实际出发,尽量用上一节的实验测量数据。运用图象这种数学工具,相对强调了图象的作用和要求。这是与以前教材不同的。在现代生产、生活中,图象的运用随处可见,无论学生将来从事何种工作,掌握最基本的应用图象的知识,都是必须的。学生在初学时往往将数学和物理分割开来,不习惯或不会将已学过的数学工具用于物理当中。在教学中应多在这方面引导学生。本节就是一个较好的机会,将图象及其物理意义联系起来。
一、教学目标1.知识与技能:(1)知道匀速直线运动的位移x=υt对应着 图象中的矩形面积.(2)掌握匀变速直线运动的位移与时间关系的公式 ,及其简单应用.(3)掌握匀变速直线运动的位移与速度关系的公式 ,及其简单应用.2.过程与方法:(1)让学生初步了解探究学习的方法.(2)培养学生运用数学知识-----函数图象的能力.(3)培养学生运用已知结论正确类比推理的能力.3.情感态度与价值观:(1)培养学生认真严谨的科学分析问题的品质.(2)从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点.(3)培养学生应用物理知识解决实际问题的能力.二、教学重点、难点1.教学重点及其教学策略:重点:(1)匀变速直线运动的位移与时间关系的公式 及其应用.(2)匀变速直线运动的位移与速度关系的公式 及其应用.教学策略:通过思考讨论和实例分析来加深理解.
三、作出速度-时间图像(v-t图像)1、确定运动规律最好办法是作v-t图像,这样能更好地显现物体的运动规律。2、x y x1 x2 y2 y1 0讨论如何在本次实验中描点、连线。(以时间t为横轴,速度v为纵轴,建立坐标系,选择合适的标度,把刚才所填表格中的各点在速度-时间坐标系中描出。注意观察和思考你所描画的这些点的分布规律,你会发现这些点大致落在同一条直线上,所以不能用折线连接,而用一根直线连接,还要注意连线两侧的点数要大致相同。)3、若出现了个别明显偏离绝大部分点所在直线的点,该如何处理?(对于个别明显偏离绝大部分点所在直线的点,我们可以认为是测量误差过大、是测量中出现差错所致,将它视为无效点,但是在图像当中仍应该保留,因为我们要尊重实验事实,这毕竟是我们的第一手资料,是原始数据。)4、怎样根据所画的v-t图像求加速度?(从所画的图像中取两个点,找到它们的纵、横坐标(t1,v1)、(t2,v2),然后代入公式,求得加速度,也就是直线的斜率。在平面直角坐标系中,直线的斜率
3、若出现了个别明显偏离绝大部分点所在直线的点,该如何处理?(对于个别明显偏离绝大部分点所在直线的点,我们可以认为是测量误差过大、是测量中出现差错所致,将它视为无效点,但是在图像当中仍应该保留,因为我们要尊重实验事实,这毕竟是我们的第一手资料,是原始数据。)4、怎样根据所画的v-t图像求加速度?(从所画的图像中取两个点,找到它们的纵、横坐标(t1,v1)、(t2,v2),然后代入公式,求得加速度,也就是直线的斜率。在平面直角坐标系中,直线的斜率四、实践与拓展例1、在探究小车速度随时间变化规律的实验中,得到一条记录小车运动情况的纸带,如图所示。图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点的时间间隔为T=0.1s。⑴根据纸带上的数据,计算B、C、D各点的数据,填入表中。
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