(创设实例:多媒体播放视频刘翔的110m栏。)1.提出问题:怎样定量(准确)人描述车或刘翔所在的位置?2.提示:你的描述必须能反映物体(或人)的运动特点(直线)、运动方向、各点之间的距离等因素。3.总结:①为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念,是抽象化的参考系。为了定量地描述物体的位置及位置的变化需要在参考系上建立适当的坐标系,如果物体在一维空间运动,即沿一条直线运动,只需建立直线坐标系,就能准确表达物体的位置;如果物体在二维空间运动,即在同一平面运动,就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置;当物体在三维空间运动时,则需要建立三维坐标系。①一维坐标:描述物体在一条直线上运动,即物体做一维运动时,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系。如图1-1-1所示,若某一物体运动到A点,此时它的位置坐标XA=3m,若它运动到B点,则此时它的坐标XB=-2m(“-”表示沿X轴负方向)。
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.
生:还可以从表盘上直接读出公里里程.师:日常生活中的“速度”有时指速度,也有时指速率,要看实际的物理情景。[讨论与交流]甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈,都回到了出发点,他们的平均速度相同吗?怎样比较他们运动的快慢?学生讨论,体验平均速度的缺陷,引入平均速率。生1:位移都是零,平均速度等于位移跟发生这段位移所用时间的比值,所以他们的平均速度都是零。生2:即使一位同学站在原地不跑,他的平均速度也是零啊,可我们运动会上不是这样比快慢的,如果这样,那多不公平啊?师:平均速度v=Δx/Δt,甲、乙的位移都为零,所以他们的平均速度也都等于零.在这里平均速度无法显示他们运动快慢的不同,要用到另一物理量:平均速率.平均速率等于物体运动通过的路程跟所用时间的比值.他们两人通过的路程相同且都不为零,但所用时间不同.显然用时短的运动得快,也就是平均速率大.生:这不是我们初中学过的速度吗?
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。
世界能源问题的解决途径是什么?能源,是人类敕以生存和进行生产的不可缺少的资源.近年来,随着生产力的发展和能源消费的增长.能源问题已被列为世界上研究的重大问题之一.解决世界能源问题的根本途径,主要有两个方面:其一是广泛开源,其二是认真节流.所谓开源,就是积极开发和利用各种能源.在继续加紧石油勘探和寻找新的石油产地的同时,积极开发丰富的煤炭资源,还要大力开发水能,生物能等常规能源,加强核能、太阳能,风能、沼气,海洋能,地热能以及其他各种新能源的研究和利用,从而不断扩大人类的能源资源的种类和来源.所谓节流,就是要大力提倡节约能源.节能是世界上许多国家关心和研究的重要课题,甚至有人把节能称为世界的“第五大能源”,与煤、石油和天然气、水能、核能等并列.在节能方面,在有计划地控制人口增长的同时,重点要发挥先进科学技术的优势,提高各国的能源利用效率.
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”。
说明:“倍增法”是一种重要的物理方法,历史上库仑在研究电荷间的相互作用力时曾用过此法,但学生在此前的物理学习中可能未曾遇到类似例子,因此引导学生通过交流,领会“倍增法”的妙处,这是本节课的一个要点.可用体育锻炼中的“拉力器”来类比。(2)该方案消除摩擦力影响的方法:所用的消除方法与实验方案2一样。也可使用气垫导轨代替木板,以更好地消除摩擦影响。(3)小车速度的确定方法:①确定打出来的点大致呈现什么规律:先密后疏(变加速),再均匀分布(匀速);②应研究小车在哪个时刻的速度:在橡皮筋刚恢复原长时小车的瞬时速度,即纸带上的点刚开始呈现均匀分布时的速度;③应如何取纸带上的点距以确定速度:由于实验器材和每次操作的分散性,尤其是橡皮筋不可能长度、粗细完全一致,使得每次改变橡皮筋的条数后,纸带上反映小车匀速运动的点数和点的位置,不一定都在事先的设定点(即用一条橡皮筋拉小车,橡皮筋刚好恢复原长时纸带上的点)处。
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
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。
(给出仪器后先让学生思考如何设计实验、安装仪器、设计实验步骤,而后教师总结)实验步骤如下:①安装调整斜槽 :用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽。②调整木板 :用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行,然后把重锤线方向记录到钉在木板上的白纸上,固定木板,使在重复实验的过程中,木板与斜槽的相对位置保持不变。③确定坐标原点:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点。④描绘运动轨迹 :用铅笔的笔尖轻轻地靠在木板的平面上,不断调整笔尖的位置,使从斜槽上滚下的小球正好碰到笔尖,然后就用铅笔在该处白纸上点上一个黑点,这就记下了小球球心所对应的位置。保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同,用同样的方法可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸,描绘小球做平抛运动的轨迹。
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。”
a矛盾的同一性是矛盾双方相互吸引、相互联结的属性和趋势。它有两方面的含义:一是矛盾双方相互依赖,一方的存在以另一方的存在为前提,双方共处于一个统一体中;同一事物都有对立面和统一面两个方面,一方的存在以另一方为条件,彼此谁都离不开谁(形影想随、一个巴掌拍不响、不是冤家不聚头)。【举例】P67漫画:他敢剪吗?悬挂在山崖上的两个人构成一种动态的平衡。【举例】磁铁(S极和N极);没有上就没有下、没有香就没有臭、没有福就无所谓祸;【举例】父子关系(父亲之所以是父亲,因为有儿子,儿子之所以是儿子,因为有父亲);师生关系;二是矛盾双方相互贯通,即相互渗透、相互包含,在一定条件下可以相互转化。 【相关衔接】P68生物变性现象,雌雄转化现象【举例】生产与消费具有直接统一性
1973年4月的一天,一名男子站在纽约的街头,掏出一个约有两块砖头大的无线电话,并开始通话。这个人就是手机的发明者马丁,当时他是摩托罗拉公司的工程技术人员。这是当时世界上第一部移动电话。1985年,第一台现代意义上的可以商用的移动电话诞生。它是将电源和天线放置在一个盒子里,重量达3公斤。与现代形状接近的手机诞生于1987年,其重量大约750克,与今天仅重60克的手机相比,像一块大砖头。此后,手机的“瘦身”越来越迅速。1991年,手机重量为250克左右。1996年秋,r出现了体积为100立方厘米、重量100克的手机。此后,又进一步小型化,轻型化,到1999年就轻到了60克以下。手机的体积越来越小,但功能却越来越多。以前的手机是用来通话的,现在的手机是用来享受的。今天,手机可以是相机、游戏机、音乐播放器、信用卡、电影院……手机带来的不仅仅是通信方式的改变,更是生活方式的变革。
◇探究提示:我们可以通过人际交往,阅读报纸、杂志、书籍等,欣赏电视、上网查询、发送手机短信、阅读电子读物等方式来搜集资料。其特点为:人际传播是社会生活中最直观、最常见、最丰富的传播现象,具有传播渠道多、方法灵活、意义丰富、反馈及时的特点。报纸、杂志、书籍等,可以通过扫描、编排处理后,显示在互联网上,供广大读者使用。电视提供了动态画面和缤纷的色彩,使人们对信息的理解变得更生动、形象和真实。互联网具有传播同网、全球同时、受众主动、双向互动的特点。手机短信用精练的语言传达丰富多彩的内容,不仅具有娱乐性,还具有情感性、艺术性耙哲理性,让人回味无穷。电子读物实现了文字、图像、声音的完关结合,使人在看图阅文的同时可以听音乐、写文章、做笔记、复制文件等等。
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。
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。
3.柏拉图(公元前427一前347)古希腊哲学家。生于雅典。苏格拉底的弟子,亚里士多德的老师。他曾在雅典创办学园,收徒讲学,逐步建立起欧洲哲学史上第一个客观唯心主义体系。他也是欧洲哲学史上第一个有大量著作传世的哲学家。他提出世界的本源是“理念”,现实中的事物都是“理念”的摹本。人的知识来源于对“理念”的回忆。柏拉图的哲学思想对后世影响很大,有人说,柏拉图之后的欧洲哲学思想都是对柏拉图思想的注脚。4.黑格尔(1770—1t53l)19世纪德国古典哲学家,客观唯心主义者、辩证法大师。生于斯图加特,卒于柏林。出身于官僚家庭。曾在图宾根神学院学习哲学和神学。大学毕业后,做过几年家庭教师。后任报纸编辑、中学校长、大学讲师、教授和柏林大学校长。黑格尔是在法国革命的直接影响下成长起来的,青年时朝气蓬勃,非常激进。他还深受著名诗人歌德的影响。1818年,他到柏林大学任教后,公开美化普鲁士专制制度,号召人们同现实妥协。