高中物理教學(xué)設計模板(精選11篇)
高中物理的教學(xué)方式對于學(xué)生們而言影響十分的大,那么高中物理的教學(xué)設計到底應該怎么開(kāi)展呢?下面是小編推薦給大家的高中物理教學(xué)設計模板,希望大家有所收獲。
高中物理教學(xué)設計 篇1
教學(xué)目標:
(一):知識與技能:
1、知道力的分解的含義。并能夠根據力的效果分解力
2、通過(guò)實(shí)驗探究,理解力的分解,會(huì )用力的分解的方法分析日常生活中的問(wèn)題。
3、培養觀(guān)察、實(shí)驗能力;以及利用身邊材料自己制作實(shí)驗器材的能力
(二)過(guò)程與方法:
1、通過(guò)經(jīng)歷力的分解概念和規律的學(xué)習過(guò)程,了解物理學(xué)的研究方法,認識物理實(shí)驗、物理模型和數學(xué)工具在物理學(xué)研究過(guò)程中的作用。
2、通過(guò)經(jīng)歷力的分解科學(xué)探究過(guò)程,認識科學(xué)探究的意義,嘗試應用科學(xué)探究的方法研究物理問(wèn)題,驗證物理規律。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
1、培養學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
2、通過(guò)學(xué)習,了解物理規律與數學(xué)規律之間存在和諧美,領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧。
3、發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲,培養主動(dòng)與他人合作的精神,能將自己的見(jiàn)解與他人交流的愿望,培養團隊精神。
設計意圖
為什么要實(shí)施力的分解?如何依據力的作用效果實(shí)施分解?這既是本課節教學(xué)的內容,更是該課節教學(xué)的重心!很多交換四認為只要教會(huì )學(xué)生正交分解就可以了,而根據力的效果分解沒(méi)有必要,所以覺(jué)得這一節根本不需要教。其實(shí)本節內容是一個(gè)很好的科學(xué)探究的材料。本人對這節課的設計思路如下:受伽利略對自由落體運動(dòng)的研究的啟發(fā),按照伽利略探究的思路:“猜想――驗證”,本節課主要通過(guò)學(xué)生的猜想――實(shí)驗探究得出力的分解遵循平行四邊形定則,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗自己探究出把一個(gè)理分解應該根據力的效果來(lái)分解。同時(shí)物理是一門(mén)實(shí)驗學(xué)科,本節課通過(guò)自己挖掘生活中的很多材料,設計了一些很有趣而且效果非常好實(shí)驗讓學(xué)生動(dòng)手做,親身去體驗和發(fā)現力的分解應該根據什么來(lái)分解。同時(shí)也讓學(xué)生了解到做實(shí)驗并不是一定要有專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗室,實(shí)驗的條件完全可以自己去創(chuàng )造,從而激發(fā)學(xué)生做實(shí)驗的興趣。
教學(xué)流程
一. 通過(guò)一個(gè)有趣的實(shí)驗引入新課:激發(fā)學(xué)生的興趣
【實(shí)驗】“四兩撥千斤”
(兩位大力氣男同學(xué)分別用雙手拉住繩子兩端,一位女生在繩子中間只用小手一拉就把兩位男生拉動(dòng)了)
二. 通過(guò)演示實(shí)驗引入“力的分解”的概念
【演示實(shí)驗】在墻上固定一個(gè)松緊繩(帶有兩個(gè)細繩套),教師用一個(gè)力把它拉到一個(gè)確定點(diǎn),然后請兩個(gè)學(xué)生合作把它拉到確定點(diǎn)。
得出“力的分解”的定義
三.探究“力的分解”方法:
探究一:力的分解遵循什么定則?
結合伽利略探究的思路:
問(wèn)題-猜想-邏輯(數學(xué))推理-實(shí)驗驗證-合理外推-得出結論
請學(xué)生猜想
請學(xué)生邏輯推理:力的分解是力的合成的逆運算,所以它們遵從同樣的規律
請學(xué)生實(shí)驗驗證(思考:如何驗證?)
利用上面的演示實(shí)驗的器材,請一位同學(xué)用一個(gè)繩套把結點(diǎn)拉到一定點(diǎn)O,記下力的大小和方向;而另一位同學(xué)用兩個(gè)力把結點(diǎn)也拉到O,記下力的大小和方向。從而驗證平行四邊形定則。
得出結論:力的分解遵循平行四邊形定則
探究二:在實(shí)際問(wèn)題中,一個(gè)已知力究竟要怎樣分解?
請學(xué)生思考:一個(gè)力可以分解成怎樣的兩個(gè)力?分解的結果是否唯一?有多少種可能性?(根據一條對角線(xiàn)可以做無(wú)數個(gè)平行四邊形,所以有無(wú)數解)
請學(xué)生思考:那在實(shí)際問(wèn)題中,一個(gè)已知力究竟要怎樣分解呢?
通過(guò)課堂一開(kāi)始的實(shí)驗啟發(fā)學(xué)生:為什么一個(gè)人可以拉動(dòng)兩個(gè)人,她的一個(gè)力從效果上來(lái)說(shuō)可以分解成兩個(gè)沿著(zhù)繩子的拉力從而把兩個(gè)人拉動(dòng)。因此我們在實(shí)際問(wèn)題中應該根據力的效果來(lái)分解已知力。
探究三:如何確定一個(gè)力產(chǎn)生的實(shí)際效果?
實(shí)例1、在斜面上的物塊所受的重力的分解
學(xué)生猜想:斜面上物體的重力會(huì )有哪些效果?
實(shí)驗驗證:用海綿鋪在斜面上和擋板側面,把比較重的物塊壓在上面可以明顯看到海綿發(fā)生的形變,這就是重力作用的效果
根據實(shí)驗知道力的作用效果就可以確定兩個(gè)分力的方向。
根據平行四邊形定則通過(guò)計算可以求出兩個(gè)分力的大小
總結:力分解的步驟:
1、分析力的作用效果;
2、據力的作用效果定分力的方向;(畫(huà)兩個(gè)分力的方向)
3、用平行四邊形定則定分力的大小;(把力F作為對角線(xiàn),畫(huà)平行四邊形得分力)
拓展引申:為什么高大的橋要建造引橋,為什么公園的溜溜板要傾角很大?
實(shí)例2、三角支架上的力的分解
學(xué)生猜想:物體對繩的拉力會(huì )有什么效果?
實(shí)驗驗證:
實(shí)驗一:用橡皮筋、鉛筆、繩套、鉤碼為器材做學(xué)生實(shí)驗自己體會(huì )(學(xué)生每人一套器材,人人動(dòng)手實(shí)驗)
實(shí)驗二:兩名同學(xué)相互合作,一人一手叉腰,另一同學(xué)在肘部用力下拉去體會(huì )力的效果,然后兩人互換
實(shí)驗三:觀(guān)看視頻(在支架與豎直墻相連處用橡皮膜展示力的效果)
拓展引申:如果上方細繩與水平桿的`夾角變小,兩個(gè)分力大小如何變?
學(xué)生猜想:
實(shí)驗驗證:(自制教具:用一個(gè)拐杖,沒(méi)有拐的一端系上很寬的橡皮筋,同時(shí)那一端掉著(zhù)一個(gè)3千克的鉛球,有拐的一端讓學(xué)生頂在腰間,慢慢減小橡皮筋與拐杖之間的夾角,會(huì )發(fā)現學(xué)生手臂上越來(lái)越吃力,同時(shí)腰間感覺(jué)越來(lái)越難受,)請一位同學(xué)做演示實(shí)驗去體會(huì )。
探究四:合力一定,兩個(gè)分力隨它們之間的夾角變化如何變化?
學(xué)生猜想:
實(shí)驗驗證:用一根繩中間吊一鉛球,然后把兩個(gè)繩的端點(diǎn)距離逐漸拉大,最后會(huì )發(fā)現繩子拉斷,說(shuō)明分力是逐漸變大的。請學(xué)生上講臺親自實(shí)踐,其他同學(xué)觀(guān)察分析。
請同學(xué)解釋一開(kāi)始的實(shí)驗,為什么“四兩可以撥千斤”?
拓展引申:請同學(xué)們思考,我們自己可不可以自制一個(gè)專(zhuān)門(mén)用來(lái)測繩子能承受的最大拉力的一個(gè)儀器呢?應該如何制造?
課后探究:一個(gè)已知力分解成兩個(gè)力,在一定條件下分解結果有多少種?
教學(xué)反思:
執教完該課節后感到最大的成功就是如何圍繞體驗性探究實(shí)驗做好了精心的設計,不僅有利于學(xué)習任務(wù)的推進(jìn),更主要是對教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的分化起到了有效的化解。這就讓學(xué)生明白實(shí)驗對物理的重要性,同時(shí)也知道要自己創(chuàng )造條件去探究物理世界中很多未知的奇妙的東西。真正明白了物理就在生活中,這對學(xué)生的終身發(fā)展是非常有益的。
覺(jué)得不足之處在于由于受上課時(shí)間的限制,這些實(shí)驗都是老師課前準備好的,如果能夠讓學(xué)生自己去思考設計,親歷那設計的過(guò)程,這樣就更加有意義,對學(xué)生的終身發(fā)展更加有益。
高中物理教學(xué)設計 篇2
教學(xué)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(shí)速度的定義并學(xué)會(huì )辨析。
(3)能夠說(shuō)出速率的概念并辨認速度與速率。
2. 過(guò)程與方法
(1)在概念轉變的教學(xué)過(guò)程中形成全面、正確的關(guān)于速度的概念。
(2)通過(guò)平均速度引出瞬時(shí)速度的過(guò)程,鍛煉使用極限思維。
(3)通過(guò)對平均速度與瞬時(shí)速度、速度與速率的區別和分辨,學(xué)會(huì )運用辨析的方法。
3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
(1)對速度全面正確地解釋來(lái)積極培育自身科學(xué)嚴謹的態(tài)度。
(2)積極將自己的觀(guān)點(diǎn)及見(jiàn)解與老師、同學(xué)進(jìn)行交流。
(3)通過(guò)本節課的學(xué)習嘗試體會(huì )物理學(xué)中蘊含的對立統一。
課型:
新授課
課時(shí):
第一課時(shí)
學(xué)情分析:
一般而言,高一學(xué)生在經(jīng)歷了初中階段的學(xué)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主要地位.學(xué)生的一般特征主要表現為以下幾個(gè)方面:
(1)學(xué)生能夠按照探究性學(xué)習的過(guò)程利用假設思維進(jìn)行學(xué)習;
(2)學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中自我調控能力得到了進(jìn)一步加強,學(xué)習過(guò)程更加具有目的性;
(3)在某種程度下學(xué)生思維不再是“抱殘守缺”,而是較為容易接受新事物;
(4)學(xué)生學(xué)習動(dòng)機由興趣支撐逐漸轉變?yōu)橛梢庵局,學(xué)習的目的性更加明確;
(5)學(xué)生之間的交流對于學(xué)生學(xué)習具有一定的影響.
關(guān)于“速度”的學(xué)習,學(xué)生在初中階段科學(xué)學(xué)科中所接受的定義是,單位時(shí)間內通過(guò)的路程.這與高中對于“速度”的定義截然不同,學(xué)生雖然通過(guò)初中階段的學(xué)習具備了一定的基礎,但這個(gè)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(guān)于“速度”的迷思概念轉變?yōu)榭茖W(xué)概念,達到一個(gè)新的認知平衡是本節課的一條主線(xiàn).同時(shí)也應該認識到學(xué)生在初中階段的學(xué)習以及前面關(guān)于“位移”、“路程”的學(xué)習為本節課奠定了一個(gè)很好的基礎.
本節課可能存在的問(wèn)題有兩個(gè),一是學(xué)生根據初中階段的學(xué)習積累對于“速度”難以產(chǎn)生正確、客觀(guān)的認識,其中所存在的迷思概念需要在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行轉變;二是學(xué)生對于“平均速度”、“瞬時(shí)速度”兩個(gè)概念可能會(huì )有所混淆,教師應該利用課堂呈現的問(wèn)題情境引導學(xué)生進(jìn)行有效區分.
教學(xué)重點(diǎn):
速度的概念,由平均速度通過(guò)極限的思維方法引出瞬時(shí)速度。
教學(xué)難點(diǎn):
對瞬時(shí)速度的理解,怎樣由平均速度引出瞬時(shí)速度。
教學(xué)方法:
問(wèn)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(xué)概念、形成新的認知平衡。
教學(xué)過(guò)程:
引入:速度的二段式測驗3道題,情境引入,激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生沖突。
(一)速度
“速度”的引入:運動(dòng)會(huì )上,要比較哪位運動(dòng)員跑得快,可以用什么方法?通過(guò)相同的位移比較時(shí)間的長(cháng)短。若運動(dòng)的時(shí)間是相等的,我們可以根據位移的大小來(lái)比較。如果運動(dòng)的.位移、所用的時(shí)間都不一樣,又如何比較呢?
在物理學(xué)中,我們引入速度這個(gè)物理量來(lái)描述物體運動(dòng)的快慢。
1.定義:位移Δx與發(fā)生這個(gè)位移所用時(shí)間Δt的比值(比值定義法)。
描述物體運動(dòng)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(dòng)方向相同。
在勻速直線(xiàn)運動(dòng)中,速度保持不變。如果物體做變速直線(xiàn)運動(dòng),速度的大小不斷改變,根據求得的則表示物體在Δt時(shí)間內的平均快慢程度,稱(chēng)為平均速度。
(二)平均速度和瞬時(shí)速度
1.平均速度
、殴剑
、破骄俣仁鞘噶,方向即位移的方向。
對于變速直線(xiàn)運動(dòng),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(shí)間”或“哪段位移”。
、乔笃骄俣缺仨氈该鳌澳亩螘r(shí)間”或“哪段位移”。
過(guò)渡:平均速度只能粗略的描述物體運動(dòng)的快慢,為了精確地描述做變速直線(xiàn)運動(dòng)的物體運動(dòng)的快慢,我們可以將時(shí)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(shí)的速度,稱(chēng)為瞬時(shí)速度。
2.瞬時(shí)速度
、哦x:物體在某一時(shí)刻(或某一瞬間)的速度。
、扑矔r(shí)速度簡(jiǎn)稱(chēng)速度,方向為物體的運動(dòng)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(shí)速度”,我們應根據上下文去判斷!捌骄俣取睂氖且欢螘r(shí)間,“瞬時(shí)速度”對應的是某一時(shí)刻。
3.瞬時(shí)速率:瞬時(shí)速度的大小,簡(jiǎn)稱(chēng)速率。
例:課本P16汽車(chē)速度計上指針所指的刻度是汽車(chē)的瞬時(shí)速率。
(三)平均速率:物體運動(dòng)的路程與所用時(shí)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(shuō)法中,正確的是( )
A.平均速率就是平均速度
B.瞬時(shí)速率是指瞬時(shí)速度的大小
C.勻速直線(xiàn)運動(dòng)中任意一段時(shí)間內的平均速度都等于其任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度
D.勻速直線(xiàn)運動(dòng)中任何一段時(shí)間內的平均速度都相等
例2:一輛汽車(chē)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(chē)前一半時(shí)間的平均速度是v1,后一半時(shí)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(lái)計算。
例3:人乘自動(dòng)扶梯上樓,如果人站在扶梯上不動(dòng),扶梯將人送上樓去需用30s。若扶梯不動(dòng),某人沿扶梯走到樓上需20s。試計算這個(gè)人在扶梯開(kāi)動(dòng)的情況下仍以原來(lái)的速度向上走,需要多長(cháng)時(shí)間才能到樓上?(12s)
作業(yè):
必做:p18—1、2、3、4
選做:新新學(xué)案第一章第三節
高中物理教學(xué)設計 篇3
一、教學(xué)目標
知識與技能:
1、初步了解做功與能量變化的關(guān)系。
2、知道做功的兩個(gè)要素,理解功的概念,正確應用功的公式計算。
3、知道功是標量,正確理解正功和負功的本質(zhì)含義。
4、知道總功的兩種計算方法。過(guò)程與方法:
1、通過(guò)推導功的公式,讓學(xué)生體會(huì )由特殊到一般,再由一般到特殊的研究方法,培養學(xué)生的邏輯推理能力和科學(xué)論證能力。
2、通過(guò)求解分力做功、總功和變力做功等問(wèn)題,讓學(xué)生在熟練掌握公式的同時(shí),初步接受“微元法”處理問(wèn)題的思想。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān):
1、通過(guò)分析日常生活中的物理現象,讓學(xué)生體會(huì )物理與生活、生產(chǎn)、科技的密切聯(lián)系,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。
2、工作、學(xué)習都要講效率,“正功”“負功”可以促使學(xué)生的勤奮向上思想意識,合作式學(xué)習可以培養學(xué)生善于發(fā)表見(jiàn)解的意識和與他人交流的愿望。
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):明確引入功的物理定義,掌握功的概念和功的計算公式。
難點(diǎn):
1、理解功的公式的使用條件,體會(huì )處理變力功的思想方法。
2、理解正功與負功的含義,體會(huì )功是標量。
三、課前準備
PPt課件、小鋼球、紙巾
四、教學(xué)過(guò)程
。ㄒ唬┣榫硨
在上課之前我請同學(xué)們和我一起完成一個(gè)小實(shí)驗,有請兩位同學(xué)。教師將小鋼球放在紙巾上,小鋼球靜止。教師將小鋼球舉高,請同學(xué)們觀(guān)察小鋼球落下后紙巾有無(wú)損壞。
通過(guò)這個(gè)實(shí)驗,同學(xué)們受到什么啟發(fā)?
被舉高的物理具有穿過(guò)紙張的能力,也就是具有了能量。
實(shí)際上人們在研究能量的過(guò)程中往往涉及到做功,這節課我們來(lái)看第七章第二節功。
。ǘ┕Φ亩x
1、功的兩個(gè)要素
在剛才的例子當中,同學(xué)們說(shuō)我將小球舉高了,我對小球做了功,你是怎么知道的?因為我對小球有力,并且向上移動(dòng)了一段距離。那么,在生活當中你還能不能舉出做功的例子?
對學(xué)生所舉例子進(jìn)行分析,都有兩點(diǎn)值得注意,一個(gè)是存在力的作用,還有就是一定要發(fā)生一段位移。顯然這是做功不可缺少的兩個(gè)因素。那么有力有位移,這個(gè)力就一定對物體做功嗎?顯然不是,而應該在力的方向上存在位移。那么我們就得到了做功的兩個(gè)要素:力和力方向上的位移。
2、功的定義式剛才的這些例子當中,都存在做功過(guò)程,那么究竟力對物體做了多少功?你能不能計算出來(lái)?實(shí)際上在初中我們已經(jīng)知道了,當力和位移同方向時(shí)功的計算。(展示ppt),一個(gè)質(zhì)量為m的物體,受到力F的作用并向前移動(dòng)了s,這個(gè)力對物體做的功W=Fs。如果情況變化一下,力F與s不在一條直線(xiàn)上,你會(huì )不會(huì )求這個(gè)力所做的功呢?請同學(xué)們嘗試著(zhù)回答。
方法有兩個(gè),一是分解力,二是分解位移。無(wú)論哪種方法,得到的結果都是一樣的,W=Fscosa。有了這個(gè)公式,我請同學(xué)們幫我計算一個(gè)問(wèn)題。我現在用100N的力水平踢一個(gè)足球,踢了一腳之后足球水平向前滾動(dòng)了50m,求我對球做的功等于多少?請同學(xué)們回答。
顯然這個(gè)情況不能用這個(gè)公式計算,要想腳對球一直存在作用力,那你這個(gè)腳得跟著(zhù)球向前走50m。所以應用公式要注意:(1)F、s要對應,即在s中要一直都有力的作用
再請同學(xué)們觀(guān)察這個(gè)表達式,你還注意到了什么?引出cosa有正有負,那么功是標量還是矢量?是標量那功的正負表示什么呢?實(shí)際功的正負既不表示方向,也不表示大小。如果力對物體做了正功,表示這個(gè)力是個(gè)動(dòng)力,如果是負功則是阻力。(換句話(huà)說(shuō),如果力做了正功,那表示有能量轉移到這個(gè)物體上來(lái),反之做了負功就表示有能量從這個(gè)物體中轉移出去。)
那在我們的例子當中,這些力是什么樣的力?細心觀(guān)察你會(huì )發(fā)現都是恒力,這個(gè)公式僅適用于恒力做功,變力做功不能用它。當然如果在過(guò)程中物體受到階段性變化的力,每個(gè)階段都是恒力,那自然我們可以將過(guò)程分段處理,每一段又都變成恒力了,最后再把各個(gè)階段所做的功代數求和即可。
。ㄈ┖狭Φ墓
如果在某一個(gè)過(guò)程中物體受到多個(gè)力的作用,那么這些力的.合力做了多少功又怎么求呢?請同學(xué)們回答。方法有兩個(gè):
1、先求各個(gè)力的功,再取代數和。
2、先求合力,再求合力所做的功。比如,光滑水平面上有一個(gè)物體受到水平面內相互垂直的兩個(gè)力,物體發(fā)生5m的位移,求各個(gè)力做的功、合力所做的功?
。ㄋ模⿴追N可以轉化成恒力的變力做功問(wèn)題
這是我們這節課介紹的有關(guān)恒力做功的計算方法,實(shí)際上除了剛才所說(shuō)的階段性的變力可以轉化成恒力來(lái)計算做功,還有兩種情況我們也可以處理。當力與速度始終同向,而速度方向不斷變化時(shí),你會(huì )不會(huì )計算這個(gè)力所做的功呢?引導學(xué)生學(xué)會(huì )用微分的方法處理。
另外如果力方向不變,大小隨位移線(xiàn)性變化,我們也可以處理。比如一個(gè)彈簧處于原長(cháng)放在光滑的水平面上,一端固定。用一個(gè)力緩慢地拉物體,那么這個(gè)力做了多少功呢?在學(xué)習勻變速直線(xiàn)運動(dòng)時(shí),如果初速度是零,末速度是v,它和速度是v/2的勻速直線(xiàn)運動(dòng)是等效的,我們就用這個(gè)平均速度替換掉了這個(gè)變化的速度,F在你能不能受到這個(gè)例子的啟發(fā)?我們也可以用一個(gè)平均的力替換掉這個(gè)變化的力,我們說(shuō)這是方向不變,大小隨位移線(xiàn)性變化的力,它的平均值剛好我們會(huì )求,那么這個(gè)例子中拉力和彈簧的彈力所做的功就等于kx/2與x的乘積。
五、課堂小結
這節課我們從特殊的情況入手,得到了一般情況下恒力做功的定義式,知道了合力做功的計算方法以及幾種能夠轉變成恒力的變力做功的計算方法,初步體會(huì )到了做功與能量變化之間的關(guān)系。在接下來(lái)的學(xué)習中我們會(huì )進(jìn)一步的探討兩者之間的關(guān)系。
六、板書(shū)設計
7.2功
一功的定義
二合力的功
1功的兩個(gè)要素
1先求各個(gè)力的功,再取代數和力和力方向上的位移
高中物理教學(xué)設計 篇4
教學(xué)目標:
1、理解什么是自由落體運動(dòng),知道它是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運動(dòng)。
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(dòng)的規律。
教學(xué)重點(diǎn)
掌握自由落體運動(dòng)的規律
教學(xué)難點(diǎn)
通過(guò)實(shí)驗得出自由落體運動(dòng)的規律
教學(xué)方法
實(shí)驗現象+合力推理+實(shí)驗驗證
教學(xué)用具
用薄紙糊一紙袋、兩小鋼球、抽氣機、牛頓管、有關(guān)知識的投影片
課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)步驟
一、導入新課
1、復習:什么是勻變速直線(xiàn)運動(dòng),其速度公式、位移公式分別是什么?
2、導入:同學(xué)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(méi)有關(guān)系呢?我們這節課就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。
二、新課教學(xué)
演示實(shí)驗:讓一個(gè)紙袋與小鋼球同時(shí)自由下落,可看到什么現象?
學(xué)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(xué)家亞里斯多德的觀(guān)點(diǎn)。這個(gè)觀(guān)點(diǎn)使人們在錯誤的結論下走的XX多年。同學(xué)們聽(tīng)說(shuō)過(guò)伽利略的兩個(gè)鐵球同時(shí)落地的`故事嗎?伽利略做過(guò)大量的由靜止下落的實(shí)驗,并且還用歸謬法、數學(xué)圖利都證明了亞里斯多德的觀(guān)點(diǎn)是錯誤的。同學(xué)下去看課后閱讀材料,伽利略為了證明亞里斯多德觀(guān)點(diǎn)的錯誤,他就拿了一個(gè)質(zhì)量是另一個(gè)質(zhì)量10倍的鐵球站在比薩斜塔上,使兩鐵球同時(shí)下落,結果兩鐵球幾乎同時(shí)落地。
且再看實(shí)驗:把剛才的紙袋揉成團,和小鋼球由靜止同時(shí)下落,同學(xué)再觀(guān)察:
學(xué)生:幾乎同時(shí)落地。
師:同一個(gè)紙袋,為什么形狀不一樣,其下落時(shí)間就不一樣呢?
學(xué)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(shí)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(lái),讓牛頓管中的硬幣、雞毛、紙片、粉筆頭從靜止一起下落。
學(xué)生:同時(shí)落下。
演示:把小鋼球裝進(jìn)紙袋,與另一個(gè)小鋼球同時(shí)下落。
現象:同時(shí)落地。
老師:這就是自由落體運動(dòng)。同學(xué)們根據這些過(guò)程、結論,給其下一個(gè)定義。
學(xué)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(dòng)
板書(shū):自由落體運動(dòng):物體只在重力的作用下從靜止開(kāi)始下落的運動(dòng)。
2、自由落體運動(dòng)的加速度
距我們三百多年前的伽利略經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗、嚴密的數學(xué)推理、得出:自由落是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運動(dòng)。
高中物理教學(xué)設計 篇5
一、基于問(wèn)題為中心的課堂教學(xué)存在的主要問(wèn)題
1、問(wèn)題脫離學(xué)生的接受范圍
高中物理課堂教學(xué),很多課程的講述老師要提前做好基礎,設計好本節課要講述的課程內容,提出問(wèn)題并且還要去解決問(wèn)題。但是很多教師在課堂教學(xué)中往往不能隨機應變,一味地照本宣科,不能很好地引起學(xué)生的學(xué)習興趣,學(xué)生學(xué)習的主觀(guān)能動(dòng)性就會(huì )降低。教師在授課過(guò)程中拋出的問(wèn)題學(xué)生不能很好地回答的時(shí)候,就說(shuō)明老師設計的問(wèn)題脫離了學(xué)生的認知水平,盡管老師設計的課程內容是自己十分的熟悉的,但是應該從學(xué)生的認知角度出發(fā),很多老師會(huì )忽視這一點(diǎn)。不能很好地幫助學(xué)生去簡(jiǎn)化問(wèn)題以及分析問(wèn)題,沒(méi)有將課堂的問(wèn)題提問(wèn)發(fā)揮到最大化。
2、課堂問(wèn)題設計重視結果、忽略過(guò)程
物理是實(shí)驗性很強的課程,除了做實(shí)驗就是老師講解,但是老師在問(wèn)題的設計方面沒(méi)有很好地幫助學(xué)生去真正地解決問(wèn)題,盡管老師設計了問(wèn)題讓學(xué)生來(lái)作答,但是在課堂有限的教學(xué)時(shí)間內,老師給予學(xué)生獨立思考回答問(wèn)題的時(shí)間少之又少,學(xué)生在一個(gè)知識還沒(méi)有完全掌握的情況下,接下來(lái)又有新的問(wèn)題與知識出現,灌輸式的課堂教學(xué)方式,使得學(xué)生的思考時(shí)間不足,并且在課堂老師的教學(xué)氛圍中,學(xué)生的回答時(shí)間十分短暫,當一個(gè)學(xué)生的回答不足以引起老師的興趣的時(shí)候,老師就會(huì )將目標轉向下一個(gè)學(xué)生,這樣在一定程度上很容易引起學(xué)生的消極心理,學(xué)生不能很好地將注意力放在學(xué)習上。所以在課堂教學(xué)過(guò)程中,問(wèn)題的解答過(guò)程要重于解答結果,學(xué)生掌握知識是掌握這門(mén)知識的學(xué)習方法與技巧,而不是結果。這一點(diǎn)要引起教師的注意。
二、基于問(wèn)題為中心的高中物理課堂
基于生處于思維成長(cháng)的黃金階段,老師要做的就是利用自己的學(xué)科知識特點(diǎn),全面培養學(xué)生的思維與創(chuàng )新能力,更好地幫助學(xué)生快速有效地去吸收知識,打破思維定式,減少學(xué)生的學(xué)習負遷移,提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力與意識,真正地實(shí)現課堂教學(xué)建立在以問(wèn)題為中心,讓學(xué)生提升解決問(wèn)題的意識。
1、基于問(wèn)題為中心的習題課的講解
以往的課堂習題課的教學(xué)方式是在老師講完這一節課的內容后,給學(xué)生留出一定時(shí)間去解答課后的習題,然后在一定的'時(shí)間之后,老師帶領(lǐng)學(xué)生去講解,這種解答問(wèn)題的過(guò)程,首先學(xué)生的做題時(shí)間有限,其次是老師讓學(xué)生自己去做,然后老師再進(jìn)行講解,不能幫助學(xué)生去分析習題,只是重視解決這一道題,而不是教授學(xué)生掌握解答同一種類(lèi)型的題型,學(xué)生在遇到類(lèi)似題型的時(shí)候不能更好地去解答。所以在習題課的講解過(guò)程中,老師應該講述該類(lèi)型的題型,學(xué)生掌握這種方法,對于以后遇到類(lèi)似的題型也很容易去解答。
例:質(zhì)量為m的物體放在水平位置的鋼板C上,與鋼板的動(dòng)摩擦因數為μ。由于受到相對于地面靜止的光滑導槽A、B的控制,物體只能沿著(zhù)水平導槽運動(dòng),F在使鋼板以速度v⒈的向右勻速運動(dòng),同時(shí)用力F拉動(dòng)物體(方向沿導槽方向)使物體以速度v2沿導槽勻速運動(dòng),求拉力F的大小。
分析:此道題目中摩擦力不再是一個(gè)方向向上的,而延伸至平面上的摩擦力分析,結合相對運動(dòng),難度較大。
設計問(wèn)題:
。1)物體的運動(dòng)過(guò)程中,共受到幾個(gè)力的作用,各個(gè)力的方向如何。
。2)物體相對于鋼板的運動(dòng)方向是怎樣的。
2、基于問(wèn)題為中心的實(shí)驗課
物理學(xué)科是一門(mén)實(shí)驗性非常強的課程,但是在有限的時(shí)間內還要做實(shí)驗,所以很大程度上學(xué)生真正自己去動(dòng)手做實(shí)驗的時(shí)間是十分少的,大部分情況下是在老師的演示下進(jìn)行的。
中學(xué)物理課程的實(shí)驗課程的教學(xué),要以問(wèn)題為引導,將實(shí)驗課程的學(xué)習變?yōu)樘骄渴降膶?shí)驗課程。在關(guān)于電力這一學(xué)科知識中,老師要通過(guò)讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗來(lái)真正意義上明白什么是電力,以及其具體的操作流程,更好地幫助學(xué)生提高獨自解決問(wèn)題的能力。
課堂知識的學(xué)習在于掌握正確的學(xué)習方法與技巧,而不是死記硬背。所以,在素質(zhì)教育的今天,如何更好地幫助學(xué)生提高學(xué)習的能力,需要老師以及學(xué)生的共同努力。
高中物理教學(xué)設計 篇6
教材分析
本節重點(diǎn)講述了人造衛星的發(fā)射原理,推導了第一宇宙速度,并介紹了第二、第三宇宙速度。人造衛星是萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上應用的一個(gè)非常重要實(shí)例,是人類(lèi)征服自然的見(jiàn)證,體現了知識的力量,是學(xué)生學(xué)習了解現代科技知識的一個(gè)極好素材。教材不但介紹了人造衛星中一些基本理論,更是在其中滲透了很多研究實(shí)際物理問(wèn)題的物理方法。學(xué)生通過(guò)行星的運動(dòng)一節已經(jīng)知道了行星的運動(dòng)規律,因此在分析人造衛星的運動(dòng)學(xué)特點(diǎn),和動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)可采取類(lèi)比的方法,近而進(jìn)一步理解應用萬(wàn)有引力定律分析天體運動(dòng)的方法。因此,本節課是“萬(wàn)有引力定律與航天”中的重點(diǎn)內容,是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習、研究、探索天體物理問(wèn)題的理論基礎。另外,學(xué)生通過(guò)對人類(lèi)在宇宙航行領(lǐng)域中的偉大成就及我國在航天領(lǐng)域成就的了解,增強學(xué)生的民族自信心和自豪感。
學(xué)情分析
學(xué)生已掌握了運動(dòng)的合成與分解、牛頓運動(dòng)定律、圓周運動(dòng)等章節的理論。并在本章之前學(xué)習了天體的運動(dòng),和萬(wàn)有引力定律的知識,能運用萬(wàn)有引力定律揭示一些天體運動(dòng)的特點(diǎn)。學(xué)生可以類(lèi)比行星運動(dòng)的特點(diǎn)原理自己分析人造衛星的規律。另外學(xué)生也可以利用前面的知識和對宇宙奧秘的好奇心來(lái)探索人造衛星的發(fā)射及宇宙速度。學(xué)生可以通過(guò)聯(lián)想上一章所學(xué)的對平拋物體的運動(dòng)的處理方法來(lái)探究牛頓的'思考,以地心為參考系平拋出去的物體從空間運動(dòng)效果上可分解為指向地心的自由落體運動(dòng)和繞地心的勻速圓周運動(dòng)。而這兩個(gè)分運動(dòng)都是變速度運動(dòng),它們都需要一個(gè)指向地心的力來(lái)維持它們各自的運動(dòng)狀態(tài)。因此萬(wàn)有引力就有要改變兩個(gè)運動(dòng)狀態(tài)的效果,即要既要產(chǎn)生自由落體加速度又要產(chǎn)生向加速度。當萬(wàn)有引力只能提供向心力時(shí),自由落體加速度就變成零,這樣平拋出去的物體就落不下來(lái)了,從而得到第一宇宙速度。再根據圓周運動(dòng)和機械運動(dòng)的知識可知道速度再大一些會(huì )做橢圓運動(dòng)或擺脫地球對它的約束。這樣,人們就可以到更遠的地方去探索宇宙的奧秘了……
教學(xué)目標
知識與技能
1.了解人造衛星的有關(guān)知識
2.分析人造衛星的運動(dòng)規律
3.掌握三個(gè)宇宙速度的物理意義,
4.會(huì )推導第一宇宙速度;
5.簡(jiǎn)單了解航天發(fā)展史;
6.能用所學(xué)知識求解衛星基本問(wèn)題。
過(guò)程與方法
1.培養學(xué)生觀(guān)察數據分析數據的能力;
2.培養學(xué)生科學(xué)推理、探索能力;
3.培養學(xué)生在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí),如何 構建物理模型的能力;
4.學(xué)習科學(xué)的思維方法培養學(xué)生歸納、分析和推導及合理表達能力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
介紹世界及我國航天事業(yè)的發(fā)展現狀,激發(fā)學(xué)習科學(xué),熱愛(ài)科學(xué)的激情,增強民族自信心和自豪感。
教學(xué)重點(diǎn):
衛星運行的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)規律,第一宇宙速度的推導。
教學(xué)難點(diǎn):
1.衛星的運行速度與發(fā)射速度的區別;
2.第一宇宙速度是衛星發(fā)射的最小速度,是衛星運行的最大速度
教學(xué)過(guò)程
新課引入
教師:仰望星空,浩瀚的宇宙蒼穹給人以無(wú)限遐想,千百年來(lái),人類(lèi)一直向往能插上翅膀飛出地球,去探索宇宙的奧秘,李白的“俱懷逸興壯思飛,欲上青天攬明月”是怎樣的一種豪情?到今天這一夢(mèng)想實(shí)現了嗎?
學(xué)生:實(shí)現了。(激起學(xué)生興趣)
教師:世界上第一顆人造衛星的發(fā)射,揭開(kāi)了人類(lèi)探索宇宙的新篇章。
提問(wèn)(1):
1.世界上第一顆人造衛星是哪一年由哪一國家發(fā)射的?
2.我國哪一年發(fā)射了自己的人造衛星?
3.迄今我國共發(fā)射了多少顆人造衛星?
教師:從1970年4月24日東方紅一號的成功發(fā)射,到2007年10月24日嫦娥一號發(fā)射
我國發(fā)射人造衛星和其他探測器60多個(gè),他們分別在通信,氣象,探測,導航等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)重要作用。
引入新課。
一、人造衛星規律的探究
教師:現在我們地球上空有這么多衛星,他們運行的速度一樣嗎?他們是怎樣被發(fā)射升空的今天我們就通過(guò)的學(xué)習來(lái)解決這一問(wèn)題。
教師:這是我國目前發(fā)射的部分衛星的運行規律的數據。
提問(wèn)觀(guān)察數據思考:
1.不同衛星的其運行軌道相同嗎?
2.不同的衛星運行時(shí)有什么規律?
3.你能試著(zhù)用你學(xué)過(guò)的知識解釋為什么有這樣的規律嗎?
衛星名稱(chēng) 衛星質(zhì)量(kg) 軌道近地點(diǎn)(km) 軌道遠地點(diǎn)(km) 運行周期(h)
返回型遙感衛星 2100 205 315 1.48
東方紅2號甲通信衛星 441 35786 35863 23.9
東方紅2號試驗通信衛星 461 35469 35782 23.76
返回型遙感衛星 2100 175 400 1.5
風(fēng)云1號A 750 900 901 1.7
巴達爾1 50 210 9921.57
大氣1號 873 900 1.712
學(xué)生:1.觀(guān)察數據,發(fā)現規律。
2.合作交流,類(lèi)比行星運動(dòng)特點(diǎn)分析人造衛星的運行特點(diǎn)。
3.試著(zhù)從力和運動(dòng)的角度分析問(wèn)題。
教師引導學(xué)生發(fā)現。
人造衛星運行特點(diǎn)運動(dòng)學(xué)特點(diǎn):(板書(shū))
1.軌跡:橢圓 有的近似為圓
2.人造衛星的半徑不同,其運行的周期也不同,而且半徑越大,其周期越大。
3.類(lèi)比行星運動(dòng)分析原因,衛星圍繞地球作勻速圓周運動(dòng),需要向心力。
地球和衛星之間的引力提供向心力。
4.學(xué)生自己應用前面萬(wàn)有引力知識分析
衛星與地球間的萬(wàn)有引力提供了向心力(板書(shū))
。1)由 得 ,
∴r越大,v越。
。2)由 得 ,
∴r越大, 越。
。3)由 得 ,
∴r越大,T越大
教師小結:衛星繞地運轉軌道半徑越大,速度越小、角速度越小、周期越大;(板書(shū))
演示課件:幾顆不同軌道衛星同時(shí)繞地運行動(dòng)畫(huà),從而直觀(guān)判斷以上變化關(guān)系
二、應用知識解決問(wèn)題
教師:學(xué)習了衛星的相關(guān)知識,我判斷一下下列幾種軌道哪一種是可能的為什么?
思考問(wèn)題1:
下圖中,有三顆人造地球衛星圍繞地球運動(dòng),它們運行的軌道
可能是 ,不可能是 。
學(xué)生:分組討論闡述觀(guān)點(diǎn)
教師:結合學(xué)生討論引導學(xué)生從動(dòng)力學(xué)角度解決問(wèn)題。
衛星近似做勻速圓周運動(dòng),需要向心力,且向心力時(shí)刻指向圓心。所以地球與衛星之間指向地心的萬(wàn)有引力提供向心力,所以衛星作圓周運動(dòng)的圓心應該是地心。
思考問(wèn)題2:
如圖所示,a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運動(dòng)的3顆衛星,
1.試比較三顆衛星的線(xiàn)速度、角速度、加速度、周期,萬(wàn)有引力的關(guān)系。
2.如果c 的速度增加,能否與同軌道的b相撞。
三、衛星發(fā)射原理
教師:過(guò)渡:不同的軌道的衛星其速度不同,那人類(lèi)是怎樣將衛星發(fā)送到指定軌道上的呢?
介紹牛頓的衛星設想(FLASH)
教師引導:我們拋一物體怎樣才能拋的遠?
討論:依據平拋運動(dòng)學(xué)生知道:速度越大,越遠,那速度足夠大,又有什么現象?
學(xué)生探討:統一結論:不落回地球。
教師總結:這時(shí)由于有引力在,衛星想落回地面,但有一定的速度又落不回地面就形成了衛星?
思考:物體需要多大的發(fā)射速度,才能剛好貼著(zhù)地面轉?
學(xué)生討論
教師點(diǎn)撥:這時(shí)(r=R)
學(xué)生
得出第一宇宙速度7.9 km/s
四、宇宙速度
1.第一宇宙速度7.9 km/s
定義:人造衛星在地面附近繞地球作勻速圓周運動(dòng)所必須具有的速度。
思考:發(fā)射什么樣的衛星最容易?
統一結論:高軌道發(fā)射衛星比低軌道發(fā)射衛星困難,原因是高軌道發(fā)射衛星時(shí)火箭要克服地球對它的引力做更多的功。
以第一宇宙速度發(fā)射衛星時(shí)其剛好能在地球表面附近作勻速圓周運動(dòng);如果衛星的速度小于第一宇宙速度,衛星將落到地面而不能繞地球運轉;
進(jìn)入半徑越大的軌道,所需要的發(fā)射V 越大。
思考:這與剛才得出的半徑越大的軌道,所需要的 運行速度V 越小矛盾嗎?
討論:
人造衛星的發(fā)射速度與運行速度是兩個(gè)不同的概念。
。1)發(fā)射速度
所謂發(fā)射速度是指被發(fā)射物在地面附近離開(kāi)發(fā)射裝置時(shí)的初速度,并且一旦發(fā)射后就再無(wú)能量補充,被發(fā)射物僅依靠自己的初動(dòng)能克服地球引力上升一定的高度,進(jìn)入運動(dòng)軌道。要發(fā)射一顆人造地球衛星,發(fā)射速度不能小于第一宇宙速度。若發(fā)射速度等于第一宇宙速度,衛星只能“貼著(zhù)”地面近地運行。如果要使人造衛星在距地面較高的軌道上運行,就必須使發(fā)射速度大于第一宇宙速度。
。2)運行速度:是指衛星在進(jìn)入運行軌道后繞地球做勻速圓周運動(dòng)的線(xiàn)速度。當衛星“貼著(zhù)”地面運行時(shí),運行速度等于第一宇宙速度。根據 可知,人造衛星距地面越高(即軌道半徑r越大),運行速度越小。實(shí)際上,由于人造衛星的軌道半徑都大于地球半徑,所以衛星的實(shí)際運行速度一定小于發(fā)射速度。
。ò鍟(shū))運行速度 指衛星在穩定的軌道上繞地球轉動(dòng)的線(xiàn)速度
發(fā)射速度 指被發(fā)射物體離開(kāi)地面時(shí)的水平初速度
類(lèi)比得出:
。ò鍟(shū))2.第二宇宙速度(脫離速度):
、僖饬x:使衛星掙脫地球的引力束縛,成為繞太陽(yáng)運行的人造行星的最小發(fā)射速度。[Ks5u.com]
、谌绻嗽焯祗w的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s,則它的運行軌道相對于太陽(yáng)將是橢圓,太陽(yáng)就成為該橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)。
。ò鍟(shū))3.第三宇宙速度(逃逸速度):
、僖饬x:使衛星掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度。
、谌绻嗽焯祗w具有這樣的速度并沿著(zhù)地球繞太陽(yáng)的公轉方向發(fā)射時(shí),就可以擺脫地球和太陽(yáng)引力的束縛而邀游太空了。
這個(gè)速度目前能做到嗎?教師介紹以第三速度發(fā)射的探測器,先驅者一號。
教師小結:只有你想不到的,沒(méi)有你做不到的。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我們探測太空的腳步會(huì )越走越快,越走越遠。也許有一天我們也能到其它星球旅游定居。
但是今天我們就必須掌握一些必備知識。也就是我們這節課的重點(diǎn)。
分層練習:
C類(lèi)
1.關(guān)于第一宇宙速度,下面說(shuō)法:①它是人造衛星繞地球飛行的最小速度;②它是發(fā)射人造衛星進(jìn)入近地圓軌道的最小速度;③它是人造衛星繞地球飛行的最大速度;④它是發(fā)射人造衛星進(jìn)入近地圓軌道的最大速度。以上說(shuō)法中正確的有( )
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
B類(lèi)
2.對于繞地球做勻速圓周運動(dòng)的人造地球衛星,下列說(shuō)法正確的是( )
A.人造地球衛星的實(shí)際繞行速率一定大于7.9km/s
B.從衛星上釋放的物體將作平拋運動(dòng)
C.在衛星上可以用天平稱(chēng)物體的質(zhì)量
D.我國第一顆人造地球衛星(周期是6.84×103s)離地面高度比地球同步衛星離地面高度小
A類(lèi)
3.三顆人造地球衛星A、B、C在同一平面內沿不同的軌道繞地球做勻速圓周運動(dòng),且繞行方向相同,已知RA<RB<RC 。若在某一時(shí)刻,它們正好運行到同一條直線(xiàn)上,如圖所示。那么再經(jīng)過(guò)衛星A的四分之一周期時(shí),衛星A、B、C的位置可能是( )
高中物理教學(xué)設計 篇7
教學(xué)目標
。ㄒ唬┲R與技能
1、掌握楞次定律的內容,能運用楞次定律判斷感應電流方向。
2、培養觀(guān)察實(shí)驗的能力以及對實(shí)驗現象分析、歸納、總結的能力。
3、能夠熟練應用楞次定律判斷感應電流的方向
4、掌握右手定則,并理解右手定則實(shí)際上為楞次定律的一種具體表現形式。
。ǘ┻^(guò)程與方法
1、通過(guò)實(shí)踐活動(dòng),觀(guān)察得到的實(shí)驗現象,再通過(guò)分析論證,歸納總結得出結論。
2、通過(guò)應用楞次定律判斷感應電流的方向,培養學(xué)生應用物理規律解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
。ㄈ┣楦、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
在本節課的學(xué)習中,同學(xué)們直接參與物理規律的發(fā)現過(guò)程,體驗了一次自然規律發(fā)現過(guò)程中的樂(lè )趣和美的享受,并在頭腦中進(jìn)一步強化“實(shí)踐是檢驗真理的唯一標準”這一辯證唯物主義觀(guān)點(diǎn)。
教學(xué)重點(diǎn)
1、楞次定律的獲得及理解。
2、應用楞次定律判斷感應電流的方向。
3、利用右手定則判斷導體切割磁感線(xiàn)時(shí)感應電流的方向。
教學(xué)難點(diǎn)
楞次定律的理解及實(shí)際應用。
教學(xué)方法
發(fā)現法,講練結合法
教學(xué)用具:
干電池、靈敏電流表、外標有明確繞向的大線(xiàn)圈、條形磁鐵、導線(xiàn)。
教學(xué)過(guò)程
。ㄒ唬┮胄抡n
教師:[演示]按下圖將磁鐵從線(xiàn)圈中插入和拔出,引導學(xué)生觀(guān)察現象,提出:
、贋槭裁丛诰(xiàn)圈內有電流?
、诓迦牒桶纬龃盆F時(shí),電流方向一樣嗎?為什么?
、墼鯓硬拍芘袛喔袘娏鞯姆较蚰?
本節我們就來(lái)學(xué)習感應電流方向的判斷方法。
。ǘ┻M(jìn)行新課
1、楞次定律
教師:讓我們一起進(jìn)行下面的實(shí)驗。(利用CAI課件,屏幕上打出實(shí)驗內容)
。蹖(shí)驗目的]研究感應電流方向的判定規律。
。蹖(shí)驗步驟]
。1)按右圖連接電路,閉合開(kāi)關(guān),記錄下G中流入電流方向與電流表G中指針偏轉方向的關(guān)系。(如電流從左接線(xiàn)柱流入,指針向右偏還是向左偏?)
。2)記下線(xiàn)圈繞向,將線(xiàn)圈和靈敏電流計構成通路。
。3)把條形磁鐵N極(或S極)向下插入線(xiàn)圈中,并從線(xiàn)圈中拔出,每次記下電流表中指針偏轉方向,然后根據步驟(1)結論,判定出感應電流方向,從而可確定感應電流的磁場(chǎng)方向。
根據實(shí)驗結果,填表:
磁鐵運動(dòng)情況N極下插N極上拔S極下插S極上拔磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)方向線(xiàn)圈磁通量變化感應電流磁場(chǎng)方向
教師:N極向下插入線(xiàn)圈中,磁鐵在線(xiàn)圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如何?
教師:再把該磁鐵從線(xiàn)圈中拔出時(shí),磁鐵在線(xiàn)圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如何?
教師:S極向下插入線(xiàn)圈中,情況怎樣呢?
教師:再把S極從線(xiàn)圈中拔出時(shí),情況如何?
教師:通過(guò)上面的實(shí)驗,同學(xué)們發(fā)現了什么?
教師:剛才幾位同學(xué)的說(shuō)法都正確。物理學(xué)家楞次概括了各種實(shí)驗結果,在1834年提出了感應電流方向的判定方法,這就是楞次定律。投影打出楞次定律的內容。
。弁队埃
感應電流具有這樣的.方向,即感應電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,這就是楞次定律。
。◣熒餐顒(dòng):理解楞次定律的內涵)
。1)“阻礙”并不是“阻止”,一字之差,相去甚遠。要知道原磁場(chǎng)是主動(dòng)的,感應電流的磁場(chǎng)是被動(dòng)的,原磁通仍要發(fā)生變化,感應電流的磁場(chǎng)只是起阻礙變化而已。
。2)楞次定律判斷感應電流的方向具有普遍意義。
教師:楞次定律符合能量守恒。從上面的實(shí)驗可以發(fā)現:感應電流在閉合電路中要消耗能量,在磁體靠近(或遠離)線(xiàn)圈過(guò)程中,都要克服電磁力做功,克服電磁力做功的過(guò)程就是將其他形式的能轉化為電能的過(guò)程。
楞次定律也符合唯物辯證法。唯物辯證法認為:“矛盾是事物發(fā)展的動(dòng)力”。電磁感應中,矛盾雙方即條形磁鐵的磁場(chǎng)(B原)和感應電流的磁場(chǎng)(B感),兩者都處于同一線(xiàn)圈中,且感應電流的磁場(chǎng)總要阻礙原磁場(chǎng)的變化,形成既相互排斥又相互依賴(lài)的矛盾,在回路中對立統一,正是“阻礙”的形成產(chǎn)生了電磁感應現象。
2、楞次定律的應用
教師:[投影]應用楞次定律判斷感應電流方向的基本步驟:
。1)明確原磁場(chǎng)的方向。
。2)明確穿過(guò)閉合電路的磁通量是增加還是減少。
。3)根據楞次定律確定感應電流的磁場(chǎng)方向。
。4)利用安培定則確定感應電流的方向。
教師:下面讓我們通過(guò)對例題的分析,熟悉應用楞次定律判斷感應電流方向的基本步驟,同時(shí)加深對楞次定律的理解。
高中物理教學(xué)設計 篇8
一、教材分析
本節內容是在上一節安培力的基礎上,進(jìn)一步形成的新的知識點(diǎn)。重在讓學(xué)生理解什么是洛倫茲力、并掌握洛倫茲力的方向判斷和大小的計算。它也是后續學(xué)習《帶電粒子在勻強磁場(chǎng)中運動(dòng)》的知識基礎。
本課教材在提出洛倫茲力的概念后,重在引導學(xué)生由安培力的方向和大小得出洛倫茲力的方向和大小,這種通過(guò)實(shí)驗結合理論探究洛倫茲力的方向,再由安培力表達式推導出洛倫茲力的表達式的過(guò)程是培養學(xué)生邏輯思維能力的好機會(huì ),一定要讓學(xué)生都參與進(jìn)來(lái)。
二、學(xué)情分析
知識基礎:學(xué)生已經(jīng)學(xué)習了《磁場(chǎng)對通電導線(xiàn)的作用力》一節,知道如何判斷安培力的方向以及如何計算安培力的大小。但對于安培力產(chǎn)生的原因,卻還不甚清楚。
技能基礎:學(xué)生已經(jīng)具備一定的邏輯推理分析能力,因此本節課可以引導學(xué)生思考安培力的產(chǎn)生原因,激發(fā)學(xué)生的求知欲,引入探究式學(xué)習。
三、教學(xué)目標
。ㄒ唬┲R與技能
1、知道什么是洛倫茲力.利用左手定則判斷洛倫茲力的方向.
2、知道洛倫茲力大小的推理過(guò)程.
3、掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子,受到洛倫茲力大小的計算.
4、了解v和B垂直時(shí)的洛倫茲力大小及方向判斷.理解洛倫茲力對電荷不做功.
5、了解電視顯像管的工作原理
。ǘ┻^(guò)程與方法
通過(guò)觀(guān)察,形成洛倫茲力的概念,同時(shí)明確洛倫茲力與安培力的關(guān)系(微觀(guān)與宏觀(guān)),借助洛倫茲力與安培力的關(guān)系,猜想并驗證洛倫茲力的方向也可以用左手定則判斷;通過(guò)思考與討論,推導出洛倫茲力的大小公式F=qvBsinθ。最后了解洛倫茲力的一個(gè)應用——電視顯像管中的磁偏轉。
。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價(jià)值觀(guān)
進(jìn)一步學(xué)會(huì )觀(guān)察、分析、推理,培養科學(xué)思維和研究方法。認真體會(huì )科學(xué)研究最基本的思維方法:“推理—假設—實(shí)驗驗證”。
四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):
1.利用左手定則會(huì )判斷洛倫茲力的方向.
2.掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子,受到洛倫茲力大小的計算.
這一節承上(安培力)啟下(帶電粒子在磁場(chǎng)中的運動(dòng)),是本章的重點(diǎn)
難點(diǎn):
1.洛倫茲力對帶電粒子不做功.
2.洛倫茲力方向的判斷.
五、教學(xué)資源
電子射線(xiàn)管、高壓電源、磁鐵、多媒體課件
六、教學(xué)設計思路
根據對本節教材內容的分析,結合學(xué)情和相關(guān)教學(xué)資源,本節課以“情景問(wèn)題猜想實(shí)驗驗證理論推導應用鞏固”的思路進(jìn)行設計。
課前通過(guò)觀(guān)看“極光美景”視頻,引出本節主題。然后借助“陰極射線(xiàn)管”演示實(shí)驗指出磁場(chǎng)對運動(dòng)電荷有力的作用,并激發(fā)學(xué)生學(xué)習的興趣。課中借助安培力的方向,讓學(xué)生通過(guò)猜想加驗證的方式,學(xué)習并掌握洛倫茲力方向的判定方法,并進(jìn)一步得出安培力與洛倫茲力的內在關(guān)系;借助安培力大小的計算公式,引導學(xué)生推導得出洛倫茲力大小的計算公式。最后通過(guò)練習加深對洛倫茲力的理解,并回答引入部分提出的問(wèn)題。
教學(xué)過(guò)程中,以演示實(shí)驗調動(dòng)學(xué)生興趣,引導學(xué)生觀(guān)察、分析實(shí)驗現象,圍繞難點(diǎn)“洛倫茲力的方向”的理解,通過(guò)情景轉換,老師引領(lǐng)、學(xué)生動(dòng)手,同學(xué)互動(dòng),師生互動(dòng)的方式,讓學(xué)生感受,體驗知識的生成過(guò)程。
七、教學(xué)過(guò)程:
。ㄒ唬┮
視頻欣賞:天文現象——極光
提問(wèn):為什么極光只出現在南北兩極呢?
引導:解開(kāi)此謎題的鑰匙就是,磁場(chǎng)對運動(dòng)電荷的作用規律。
。垩菔緦(shí)驗]觀(guān)察磁場(chǎng)陰極射線(xiàn)在磁場(chǎng)中的偏轉
。劢處煟菡f(shuō)明電子射線(xiàn)管的原理:
說(shuō)明陰極射線(xiàn)是燈絲加熱放出電子,電子在加速電場(chǎng)的作用下高速運動(dòng)而形成的電子流,轟擊到長(cháng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光,可以顯示電子束的運動(dòng)軌跡,磁鐵是用來(lái)在陰極射線(xiàn)周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)的,還應明確磁場(chǎng)的方向。
提示:
1、沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí),接通高壓電源可以觀(guān)察到什么現象。
2、光束實(shí)質(zhì)上是什么?
3、若在電子束的路徑上加磁場(chǎng),可以觀(guān)察到什么現象?
4、改變磁場(chǎng)的方向,通過(guò)觀(guān)查從而判斷運動(dòng)的電子在各個(gè)方向磁場(chǎng)中的受力方向。
。蹖(shí)驗結果]在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí),電子束沿直線(xiàn)運動(dòng),蹄形磁鐵靠近電子射線(xiàn)管,發(fā)現電子束運動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。
。蹖W(xué)生分析得出結論]磁場(chǎng)對運動(dòng)電荷有力的作用.------引出新課
。ǘ┬抡n講解
1、物理學(xué)中把磁場(chǎng)對運動(dòng)電荷的作用力稱(chēng)為洛倫茲力。(展示洛倫茲介紹資料)
2、提問(wèn):如何探究洛侖茲力呢?
引導學(xué)生思考:
1)、電流怎么形成的?
2)、磁場(chǎng)對電流的作用、磁場(chǎng)對運動(dòng)電荷的作用,兩者間有何關(guān)聯(lián)?
進(jìn)一步引導學(xué)生分析:通電導線(xiàn)在磁場(chǎng)中為什么會(huì )受力?得出安培力與洛倫茲力的關(guān)系。
【說(shuō)明】可以根據磁場(chǎng)對電流有作用力而對未通電的導線(xiàn)沒(méi)有作用力,引導學(xué)生提出猜想:磁場(chǎng)對電流作用力的實(shí)質(zhì)是磁場(chǎng)對運動(dòng)電荷作用力的積累效果。即,安培力是洛倫茲力的宏觀(guān)表現。
3、提問(wèn):既然安培力是洛倫茲力的宏觀(guān)表現,那么,你們覺(jué)得可以如何探究洛倫茲力呢?
回答:借助對安培力的認識,探究洛倫茲力。
。1)提問(wèn):具體怎么探究呢,比如方向?
回答:左手定則
學(xué)生說(shuō)明猜想理由:
1如圖,判定安培力方向.(上圖甲中安培力方向為垂直電流方向向上,乙圖安培力方向為垂直電流方向向下)
、.電流方向和電荷運動(dòng)方向的關(guān)系.(電流方向和正電荷運動(dòng)方向相同,和負電荷運動(dòng)方向相反)
、.F安的方向和洛倫茲力方向關(guān)系.(F安的方向和正電荷所受的洛倫茲力的方向相同,和負電荷所受的洛倫茲力的方向相反.)
、.電荷運動(dòng)方向、磁場(chǎng)方向、洛倫茲力方向的關(guān)系.(學(xué)生分析總結)
實(shí)驗驗證猜想:(回顧陰極射線(xiàn)管實(shí)驗)猜想正確!
洛倫茲力方向的判斷——左手定則
伸開(kāi)左手,使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內,把手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線(xiàn)垂直穿入手心,若四指指向正電荷運動(dòng)的方向,那么拇指所受的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向;若四指指向是電荷運動(dòng)的反方向,那么拇指所指的正方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向.
【要使學(xué)生明確】:正電荷運動(dòng)方向應與左手四指指向一致,負電荷運動(dòng)方向則應與左手四指指向相反(先確定負電荷形成電流的方向,再用左手定則判定)。
。弁队俺鍪揪毩曨}]試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向,或帶電粒子的.電性、或帶點(diǎn)粒子的運動(dòng)方向。
。蹖W(xué)生解答]
最后,通過(guò)“思考與討論”,說(shuō)明由洛倫茲力所引起的帶電粒子運動(dòng)的方向總是與洛倫茲力的方向相垂直的,所以它對運動(dòng)的帶電粒子總是不做功的。
。2)、洛倫茲力的大小
現在我們來(lái)研究一下洛倫茲力的大小.通過(guò)下面的命題引導學(xué)生一一回答。
設有一段長(cháng)度為L(cháng)的通電導線(xiàn),橫截面積為S,導線(xiàn)每單位體積中含有的自由電荷數為n,每個(gè)自由電荷的電量為q,定向移動(dòng)的平均速率為v,將這段導線(xiàn)垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應強度為B的磁場(chǎng)中,求:
。1)電流強度I。
。2)通電導線(xiàn)所受的安培力。
。3)這段導線(xiàn)內的自由電荷數。
。4)每個(gè)電荷所受的洛倫茲力。
得出洛倫茲力的計算公式:當粒子運動(dòng)方向與磁感應強度垂直時(shí)():
問(wèn)題:若帶電粒子不垂直射入磁場(chǎng),粒子受到的洛倫茲力又如何呢?
引導學(xué)生進(jìn)行分析:可將磁場(chǎng)分解(類(lèi)比安培力公式得出方式)得出結論
當粒子運動(dòng)方向與磁感應強度方向成θ時(shí)(v∥B)F=qvBsinθ
上兩式各量的單位:F為牛(N),q為庫倫(C),v為米/秒(m/s),B為特斯拉(T)
4、課堂練習
1、電子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的勻強磁場(chǎng)中,它受到的洛倫茲力是多大?(4.8×10-14N)
2、當一帶正電q的粒子以速度v沿螺線(xiàn)管中軸線(xiàn)進(jìn)入該通電螺線(xiàn)管,若不計重力,則()
A.帶電粒子速度大小改變
B.帶電粒子速度方向改變
C.帶電粒子速度大小不變
D.帶電粒子速度方向不變
。ù鸢福篊D)
3、電荷量為+q的粒子在勻強磁場(chǎng)中運動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()
A.只要速度大小相同,所受洛倫茲力就相同
B.如果把+q改為-q,且速度反向,大小不變,則洛倫茲力的大小方向不變
C.洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直,磁場(chǎng)方向一定與電荷運動(dòng)方向垂直
D.粒子的速度一定變化
。ù鸢福築)
4、來(lái)自宇宙的質(zhì)子流,以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn),則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周?chē)目臻g時(shí),將()
A.豎直向下沿直線(xiàn)射向地面
B.相對于預定地面向東偏轉
C.相對于預定點(diǎn)稍向西偏轉
D.相對于預定點(diǎn)稍向北偏轉
。ù鸢福築)通過(guò)本題進(jìn)一步引導學(xué)生作圖分析:為什么極光只出現在地球的兩極?(與課前引入相呼應)
5、.電視顯像管的工作原理
。1)原理:應用電子束磁偏轉的道理
。2)構造:由電子槍?zhuān)帢O)、偏轉線(xiàn)圈、熒光屏等組成(介紹各部分的作用)
在條件允許的情況下,可以讓學(xué)生觀(guān)察顯像管的實(shí)物,認清偏轉線(xiàn)圈的位置、形狀,然后運用安培定則和左手定則說(shuō)明從電子槍射出的電子束是怎樣在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉的。
再通過(guò)“思考與討論”,讓學(xué)生弄清相關(guān)問(wèn)題。進(jìn)而介紹電視技術(shù)中的掃描現象。
最后讓學(xué)生回憶“示波管的原理”,通過(guò)對比看看二者的差異。
。ㄈ⿲Ρ竟潈热葑龊(jiǎn)要小結
。ㄋ模┳鳂I(yè)布置
。1)復習本節內容
(2)完成“問(wèn)題與練習”
八、板書(shū)設計第5節《磁場(chǎng)對運動(dòng)電荷的作用力》
一.洛倫茲力
1、洛倫茲力:磁場(chǎng)對運動(dòng)電荷的作用力
安培力是洛倫茲力的宏觀(guān)表現
2、洛倫茲力的方向:左手定則
F⊥vF⊥B
3、洛倫茲力大。篎洛=qVBsinθ
V⊥BF洛=qVB
V∥BF洛=0
4、特點(diǎn):洛倫茲力只改變力的方向,不改變力的大小,洛倫茲力對運動(dòng)電荷不做功
二.電視顯像管的工作原理
1.原理
2.構造
九、教學(xué)反思
本節課利用極光這一神奇的自然現象,通過(guò)陰極射線(xiàn)在磁場(chǎng)中的偏轉演示實(shí)驗來(lái)引入新課,新奇的實(shí)驗現象極大地吸引了學(xué)生的興趣,明顯的實(shí)驗現象使學(xué)生很容易總結出磁場(chǎng)對運動(dòng)電荷有力的作用。通過(guò)電荷的定向運動(dòng)形成電流,推導出倫茲力與安培力的關(guān)系(微觀(guān)與宏觀(guān)),由此可以借助安培力來(lái)探究洛倫茲力的大小和方向。最后了解洛倫茲力的一個(gè)應用——電視顯像管中的磁偏轉,這種與生活聯(lián)系緊密的物理知識,能激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的熱愛(ài),培養學(xué)生利用所學(xué)物理知識解釋生活中的現象,體現從物理走向生活的教學(xué)理念。
通過(guò)課堂練習反饋,發(fā)現本課難點(diǎn)在于如何讓學(xué)生發(fā)揮空間想象能力,判斷洛倫茲力的方向。需要在課后加強練習。
高中物理教學(xué)設計 篇9
【教材分析】
本節是人教版高中物理必修第三冊第十二章的內容,屬于《普通高中物理課程標準(2017 年版 2020 年修訂)》課程內容必修課程“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律進(jìn)而認識自然界的能源,提升保護能源的意識,關(guān)注可持續發(fā)展。課程標準針對本單元的學(xué)習內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(dòng)勢的概念和物理意義;掌握電源電動(dòng)勢與路端電壓和內電壓的關(guān)系;理解能量守恒定律,知道節約能量的必要性。
。2)能力方面。能用能量守恒的觀(guān)點(diǎn)理解、解釋物理現象;具有解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
。3)實(shí)驗探究方面。能通過(guò)實(shí)驗現象的觀(guān)察和對實(shí)驗現象的解釋?zhuān)斫饨苟珊碗妱?dòng)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(dòng)勢和內阻”的實(shí)驗方案。
本節要學(xué)習的閉合電路的歐姆定律是整個(gè)高中電學(xué)部分最重要的物理規律之一,是部分電路歐姆定律的延伸和完善,是分析實(shí)際電路和復雜電路的基礎。教材通過(guò)分析閉合電路中的功能關(guān)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(shí)需要解決以下幾個(gè)問(wèn)題:
1. 閉合電路中的電勢是如何變化的,內外電路的電壓有什么規律?這需要通過(guò)探究實(shí)驗和理論推導尋找更多直觀(guān)的證據來(lái)從多個(gè)視角尋找規律,并理解電動(dòng)勢的物理意義。
2. 作為研究物理問(wèn)題的重要思想方法,從能量的觀(guān)點(diǎn)分析問(wèn)題時(shí)有什么優(yōu)勢?應該如何分析?在教學(xué)過(guò)程中要注意讓學(xué)生體會(huì )從不同觀(guān)點(diǎn)分析問(wèn)題的區別,感受用能量觀(guān)點(diǎn)分析問(wèn)題的方法。
綜合以上分析,本節課的學(xué)習主題確定為:熟悉而陌生的電池。
【學(xué)習主題】
主題名稱(chēng):熟悉而陌生的電池
【學(xué)情分析】
作為高二的學(xué)生,通過(guò)高一的學(xué)習,學(xué)生已經(jīng)具有運動(dòng)與相互作用觀(guān)念,對功能關(guān)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(guān)念。通過(guò)前三章的學(xué)習,學(xué)生已建立了“場(chǎng)” 的觀(guān)念,熟悉電路的基本特征,為自由電荷在電路中的運動(dòng)分析和能量分析做好了準備。但是研究閉合電路的電勢問(wèn)題需要建立恒定電場(chǎng)模型,分析自由電荷在全電路內的運動(dòng)和靜電力做功情況,這對學(xué)生來(lái)說(shuō)是較大的挑戰。同時(shí)受初中物理中關(guān)于電源輸出電壓不變的影響,很多學(xué)生認為閉合電路中路端電壓是不變的,沒(méi)有電動(dòng)勢的概念和對電路全局分析的意識。
本節課要努力創(chuàng )設能激發(fā)學(xué)生探究欲望的問(wèn)題情境,引導學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究,逐步將視角從局部電路過(guò)渡到全電路,在解決問(wèn)題的過(guò)程中運用能量觀(guān)點(diǎn)理解閉合電路中電勢變化的相關(guān)規律,最終發(fā)現閉合電路的歐姆定律。在探究實(shí)驗中培養學(xué)生實(shí)驗設計、分析論證、反思評估等能力。同時(shí)還要緊密聯(lián)系生活、科技進(jìn)步,充分利用多種教學(xué)資源,引導學(xué)生關(guān)注科學(xué)、技術(shù)、社會(huì )的關(guān)系,培養學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
【學(xué)習目標】
通過(guò)探究實(shí)驗理解閉合電路歐姆定律,掌握電源電動(dòng)勢與路端電壓和內電壓的關(guān)系,并能用做功和能量守恒的觀(guān)點(diǎn)解釋。(A3、B2)
通過(guò)實(shí)驗現象的觀(guān)察和對實(shí)驗現象的解釋?zhuān)?jīng)歷“比較-概括-抽象”的思維過(guò)程,逐步理解電動(dòng)勢的概念和物理含義,知道電源電動(dòng)勢和內阻是標志電源性能的重要參數。(A2、B3)
通過(guò)對比實(shí)驗的觀(guān)察和分析,經(jīng)歷提出問(wèn)題、收集信息、實(shí)驗驗證、對比分析、歸納總結等科學(xué)探究過(guò)程,找尋閉合電路內外電壓的規律并提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。(B3、C2)
通過(guò)實(shí)際問(wèn)題的分析討論,逐步發(fā)現問(wèn)題本質(zhì),認識到科學(xué)˙技術(shù)˙社會(huì )的密切聯(lián)系。通過(guò)探究過(guò)程中一個(gè)個(gè)小問(wèn)題的解決,體會(huì )研究科學(xué)問(wèn)題時(shí)嚴謹認真、實(shí)事求是的必要性。(C3、D2)
。ㄕf(shuō)明:A、B、C、D 是學(xué)科核心素養的四個(gè)維度的編碼,分別對應物理觀(guān)念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責任。數字 1、2、3、4 對應每個(gè)維度的水平層次等級。)
【教學(xué)重難點(diǎn)】
重點(diǎn):探究閉合電路的歐姆定律難點(diǎn):電動(dòng)勢概念的理解
【教學(xué)資源】
教學(xué)環(huán)境:
智慧教育云平臺(微云服務(wù)器 1 臺、教師平板 1 臺、學(xué)生平板 20 臺),PPT 演示文稿。
教具:
1 個(gè)小燈泡(電壓 1.5v),干電池一節,鎂片、石墨片、蘋(píng)果、自制閉合電路歐姆定律教師演示儀,可變內阻化學(xué)電池一個(gè),筆記本電腦 1 臺,變阻箱一個(gè),DIS 數據采集器,
DIS 電壓傳感器(2 個(gè)),導線(xiàn)若干,自制非靜電力類(lèi)比演示儀。
學(xué)具:
自制閉合電路歐姆定律探究?jì)x(4 組),可變內阻化學(xué)電池4 個(gè),變阻箱(4 個(gè)),筆記本電腦(4 臺),導線(xiàn)若干。
【教學(xué)方法】
“循環(huán)遞進(jìn)式探究”教學(xué)法:設置問(wèn)題串,通過(guò)對比、實(shí)驗(分組)、建模開(kāi)展教學(xué)。以情景導入,任務(wù)驅動(dòng),問(wèn)題嵌入,活動(dòng)貫穿,促進(jìn)深度學(xué)習,實(shí)現教學(xué)進(jìn)階。
【教學(xué)策略】
智慧課堂 “云互動(dòng)”: 基于智慧課堂全程跟蹤探究活動(dòng),即時(shí)推送學(xué)習任務(wù),對學(xué)生當堂建模、實(shí)驗探究大數據收集、反思研討過(guò)程在線(xiàn)及時(shí)處理反饋,發(fā)布個(gè)性化的批注講解,確保探究活動(dòng)的針對性。
項目化學(xué)習策略:將問(wèn)題前置,以結果為導向,學(xué)生在一段時(shí)間內通過(guò)對連續的、真實(shí)的、有挑戰的問(wèn)題進(jìn)行持續探究,達到核心知識的再建構和思維遷移。
【課時(shí)安排】
1 課時(shí)
【教學(xué)過(guò)程】
情境問(wèn)題:
戶(hù)外探險愛(ài)好者在戶(hù)外經(jīng)常會(huì )遇到意想不到的困難。一位戶(hù)外探險愛(ài)好者在一次夜間探險的途中迷路了,手機也沒(méi)電了,他想利用手電筒發(fā)出求救信號,可是手電筒也沒(méi)電了,他的身邊只有以下幾件物品(圖 1), 他能點(diǎn)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(xué)生的選擇,進(jìn)行大數據分析。(如圖 2)
。ㄒ唬┏醮螄L試,發(fā)現問(wèn)題
任務(wù)一:分析情境問(wèn)題,實(shí)驗驗證猜想
問(wèn)題 :水果電池能讓小燈泡亮起來(lái)嗎?
活動(dòng)①:試一試——嘗試利用水果電池點(diǎn)亮小燈泡
實(shí)驗器材:小燈泡(額定電壓 1.5V)、電池盒、導線(xiàn)、兩節新干電池,一節舊干電池,數字電壓表。對比演示實(shí)驗:
用一節干電池(電動(dòng)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(kāi)路電壓(1.97V)。
現象:水果電池供電的小燈泡不亮!電池兩端的電壓從開(kāi)路時(shí)的 1.97V 左右降到了 0!
評價(jià) 1:對水果電池能否讓燈泡亮起來(lái)提出自己的觀(guān)點(diǎn)。
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(shí)現同屏展示實(shí)驗操作過(guò)程。(如圖 3)
問(wèn)題 :電池兩端減少的電壓去哪了?
基于核心素養的設計意圖:以生活情境引入,拉近物理課堂和生活的距離,激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望, 對比演示實(shí)驗大大出乎學(xué)生們的預料,形成了認知沖突,為引出本節課的主題“熟悉而陌生的電池”做好了
鋪墊。學(xué)生可能會(huì )想到失去的.電壓留在了內部,使接下來(lái)的學(xué)習內容順利地圍繞學(xué)習需求開(kāi)展。
。ǘ⿲(shí)驗探究,尋找線(xiàn)索
任務(wù)二:測量?jì)韧怆妷,尋找變化規?/p>
活動(dòng)②:探一探——探索電池內部的奧秘
仔細觀(guān)察:
展示 1:將水果電池和解剖過(guò)的干電池展示給學(xué)生觀(guān)察,介紹正負電極和電解質(zhì),如圖 4。
發(fā)現:電池內部存在電阻——內阻(r) 展示
2:鉛蓄電池,介紹結構。
演示:用 DIS 數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(shí)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(shí)驗:在電源斷路的情況下,用 DIS 數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(shí)驗操作過(guò)程,提高實(shí)驗可視度。(如圖 7)
發(fā)現特征:電源內部,電勢在電極附近出現兩次“躍升”。(如圖 8)
評價(jià) 2:能否通過(guò)實(shí)驗得出電源內部電勢有兩次抬升的結論。
問(wèn)題 :如果將電源接入用電器,組成閉合電路,電源內部的電勢是否發(fā)生變化?
實(shí)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(shí)驗操作過(guò)程,提高實(shí)驗可視度。
觀(guān)察現象:外電路 UAB=1.87V ,相較于電路斷路時(shí),數值減小。內電路探針之間出現了電勢差(φa<φb),Uab=- 0.14V 。
結論:1. 電路導通時(shí),電源內部有電勢的降落,我們稱(chēng)“內電壓(U 內)”,外電路電勢的降落叫“外電壓(U 外)”。
2. 整個(gè)閉合回路電勢出現兩次抬升,兩次降落。抬升的數值和降落的數值總是相等。
問(wèn)題 :內外電壓 U 外、U 內之和、與電源內部?jì)纱坞妱萏臄抵悼倳?huì )是定值嗎?
活動(dòng)③:測一測——測量閉合電路內外電壓
分組實(shí)驗:利用自制學(xué)具(如圖 10)測量電路的內外電壓的數值,并計算兩者之和,改變外電路電阻 R,多次測量,尋找規律,將實(shí)驗相關(guān)數據填入表 2。
智慧課堂平臺的同屏提問(wèn)功能:學(xué)生將實(shí)驗結論拍照提交,老師進(jìn)行大數據分析,得出共性結論。(如圖 11)
評價(jià) 4:分組實(shí)驗數據是否合理,能否得出內外電壓之和與電源內部電勢兩次抬升的數值總相等的結論。
分析數據、發(fā)現規律:
對同一電源,閉合電路內外電壓之和與電路內部?jì)纱坞妱莸奶嵘抵拖嗟取?/p>
對同一電源,閉合電路內外電壓之和是定值。
問(wèn)題 :這個(gè)定值到底反映了電源的什么特性?
基于核心素養的設計意圖:通過(guò)觀(guān)察和實(shí)驗讓學(xué)生了解了化學(xué)電池的構造,發(fā)現電池的內部電勢特點(diǎn),逐步建立電源內電路的物理模型,形成正確的物理觀(guān)念。學(xué)生經(jīng)歷了觀(guān)察對比、發(fā)現問(wèn)題、提出假設、實(shí)驗探究等一系列的探究過(guò)程,加深了對于閉合電路內外電壓與電源內部?jì)纱坞妱?/p>
提升之間關(guān)系的感性認識,培養學(xué)生科學(xué)探究的意識。
。ㄈ├碚摲治,發(fā)現規律
任務(wù)三:運用守恒思想,理解科學(xué)本質(zhì)
活動(dòng)④:想一想——電源如何維持閉合電路有持續的電流
引導:有一個(gè)量總是保持不變,這在物理學(xué)上我們常稱(chēng)做“守恒”。能不能從守恒的角度思考。類(lèi)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(lèi)比:將小球由低處搬運到高處,能繼續依靠重力嗎?
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,維持持續的電流。
評價(jià) 3:能否說(shuō)出非靜電力的作用。
活動(dòng)⑤:理一理——從能量觀(guān)出發(fā)理清電路中的守恒關(guān)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(guān)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(dòng)⑥:推一推——推導電動(dòng)勢和歐姆定律的表達式
推理論證:
由實(shí)驗數據可得:E=U 外+U 內
有能量守恒定律和功能關(guān)系可得:q U 外+ q U 內=W 非
推導得出:E= W 非/q
含義:E 就是電源內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(lǐng)! 電動(dòng)勢——非靜電力所做功與所移動(dòng)電荷量之比。符號:E 單位:伏特(V)
智慧課堂平臺的同屏提問(wèn)功能:學(xué)生將實(shí)驗結論拍照提交,老師進(jìn)行大數據分析,得出共性結論。(如圖 13)
問(wèn)題 :水果電池給小燈泡供電時(shí)外電壓為什么很? 活動(dòng)⑦:看一看——再次觀(guān)察實(shí)驗數據尋找線(xiàn)索
觀(guān)察:再次觀(guān)察分組實(shí)驗數據(表 2)
結合部分電路歐姆定律和實(shí)驗結論 E=U 外+U 內, 推導閉合電路歐姆定律:
閉合電路歐姆定律內容:閉合電路的電流,跟電源的電動(dòng)勢成正比,跟整個(gè)電路的電阻成反比。
。▊渥ⅲ哼m用于純電阻電路)
評價(jià) 4:各組運用能量守恒定律能否推導出電動(dòng)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:現場(chǎng)錄制微課推送給學(xué)生,供學(xué)生課后觀(guān)看
問(wèn)題 :你能解釋水果電池為什么不能點(diǎn)亮小燈泡了嗎?
基于核心素養的設計意圖:學(xué)生在老師創(chuàng )設的問(wèn)題情境下交流討論,學(xué)生深度參與課堂,經(jīng)歷先交流再觀(guān)察、再猜想、再推導、再思考,從感性到理性,由特殊到一般的過(guò)程,發(fā)展了科學(xué)思維。同時(shí),這樣的設計循序漸進(jìn),遵從學(xué)生認知規律。
。ㄋ模⿷靡幝,解釋現象
任務(wù)四:運用歐姆規律,解答情境問(wèn)題
活動(dòng)⑧:說(shuō)一說(shuō)——水果電池不能點(diǎn)亮小燈泡的原因
水果電池的內阻 r 太大,導致閉合電路中的電流 I 小,故外電壓 U 外小。
實(shí)驗驗證:利用注射器改變鉛蓄電池內阻,觀(guān)察內電壓、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(shí)驗操作過(guò)程,提高實(shí)驗可視度(圖 16)。
評價(jià) 5:能否運用閉合電路的歐姆定律解釋水果電池不能點(diǎn)亮小燈泡的原因。
基于核心素養的設計意圖:解釋原因,即是本節課知識的應用,同時(shí)也使本節課的情境貫穿始終。通過(guò)實(shí)際問(wèn)題的解決,體會(huì )到了運用所學(xué)知識解決實(shí)際問(wèn)題的樂(lè )趣,同時(shí)增強了實(shí)踐意識, 深化了物理觀(guān)念,發(fā)展了科學(xué)思維。
【課堂小結】
閉合電路的歐姆定律
一、初次嘗試,發(fā)現問(wèn)題
二、實(shí)驗探究,尋找線(xiàn)索
三、理論分析,發(fā)現規律
四、應用規律,解釋現象
【教學(xué)反思】
本節課內容來(lái)源于生活真實(shí)情境,從發(fā)現問(wèn)題到探究原因,再到發(fā)現規律,最后解釋現象。各教學(xué)環(huán)節層層遞進(jìn),環(huán)環(huán)相扣,充分運用了循環(huán)遞進(jìn)式教學(xué)方法。學(xué)生在一個(gè)個(gè)遞進(jìn)的情境任務(wù)中不斷認識科學(xué)本質(zhì), 尋找到物理規律,發(fā)現解決問(wèn)題的科學(xué)方法。在不斷探索的過(guò)程中鍛煉了關(guān)鍵能力,提升了科學(xué)素養。
高中物理教學(xué)設計 篇10
教學(xué)目的
1.了解組成物質(zhì)的分子具有動(dòng)能及勢能,并且了解分子平均動(dòng)能和分子勢能都與哪些因素有關(guān)。
2.理解物體的內能以及物體內能由物體的狀態(tài)所決定。
教學(xué)重點(diǎn)
物體的內能是一個(gè)重要的概念,是本章教學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)。學(xué)生只有正確理解物體的內能才能理解做功和熱傳遞及物體內能的變化關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn)
分子勢能。
教學(xué)過(guò)程
一、復習提問(wèn)
什么樣的能是勢能?彈性勢能的大小與彈簧的形變關(guān)系怎樣?
二、新課教學(xué)
1.分子動(dòng)能。
。1)組成物質(zhì)的分子總在不停地運動(dòng)著(zhù),所以運動(dòng)著(zhù)的分子具有動(dòng)能,叫做分子動(dòng)能。
。2)啟發(fā)性提問(wèn):根據你對布朗運動(dòng)實(shí)驗的觀(guān)察,分子運動(dòng)有什么樣的特點(diǎn)?
應答:分子運動(dòng)是雜亂無(wú)章的,在同一時(shí)刻,同一物體內的分子運動(dòng)方向不相同,分子的運動(dòng)速率也不相同。
教師分析分子速率分布特點(diǎn)——在同一時(shí)刻有的分子速率大,有的分子速率小,從大量分子總體來(lái)看,速率很大和速率很小的分子是少數,大多數分子是中等大小的速率。
教帥進(jìn)一步指出:由于分子速率不同,所以每個(gè)分子的動(dòng)能也不同。對于熱現象的研究來(lái)說(shuō),每個(gè)分子的動(dòng)能是毫無(wú)意義的,而有意義的是物體內所有分子動(dòng)能的平均值,此平均值叫做分子的平均動(dòng)能。
。3)要學(xué)生討論研究。
用分子動(dòng)理論的觀(guān)點(diǎn),分析冷、熱水的區別。
討論結論應是:組成冷、熱水的大量分子的速率各不相同,則其動(dòng)能也各不相同,但就冷水總體來(lái)說(shuō)分子的平均動(dòng)能小于熱水的分子平均動(dòng)能。
教師指出:由此可見(jiàn),溫度是物體分子平均動(dòng)能的標志。
2.分子勢能。
。1)根據復習提問(wèn)的回答(地面上的物體與地球之間有相互作用力;發(fā)生了形變的彈簧各部分間存在著(zhù)相互作用力,因此在它們的相對位置發(fā)生變化時(shí),它們之間便具有勢能)說(shuō)明分子間也存在著(zhù)相互作用力,所以分子也具有由它們相對位置所決定的能,稱(chēng)之為分子勢能。
。2)分子勢能與分子間距離的關(guān)系。
提問(wèn):分子力與分子間距離有什么關(guān)系?
應答:當r=r0時(shí),F=0,r<r0時(shí),F為斥力,r>r0時(shí),F為引力。
教師指出:由于分子間既有引力又有斥力,好象彈簧形變有伸長(cháng)或壓縮兩種情況,因此分子勢能與分子間距離也分兩種情況。
、佼攔>r0時(shí),F為引力,分子勢能隨著(zhù)r的增大而增加。此種情況與彈簧被拉長(cháng)彈性勢能的增加很相似。
、诋攔< p="">
小結:分子勢能隨著(zhù)分子間距離變化而變化,而組成物體的大量分子間距離若增大(減。﹦t宏觀(guān)表現為物體體積增大(減。?梢(jiàn)分子勢能跟物體體積有關(guān)。
。3)物體的內能。
教師指出:物體里所有的分子動(dòng)能和勢能的總和叫做物體的內能。由此可知一切物體都具有內能。
、傥矬w的內能是由它的狀態(tài)決定的(狀態(tài)是指溫度、體積、物態(tài)等)。
提問(wèn):對于質(zhì)量相等、溫度都是100℃的水和水蒸氣來(lái)說(shuō)它們的內能相同嗎?
應答,質(zhì)量相等意味著(zhù)它們的分子數相同,溫度相等意味著(zhù)它們的平均動(dòng)能相同,但由于水蒸氣分子間平均距離比水分子間平均距離大得多,分子勢能也大得多,因而質(zhì)量相等的水蒸氣的內能比水大。
、谖矬w的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),物體的內能也隨著(zhù)變化。
舉例說(shuō)明:當水沸騰時(shí),水的溫度保持不變,所供給的大量能用于把分子拉開(kāi),增大了分子勢能,因而增大了物體的內能,當水汽凝結時(shí),分子動(dòng)能沒(méi)有明顯變化,但分子靠得更緊密了,分子勢能便減小了,因此物體的'內能減小了。
、畚矬w的內能是不同于機械能的另一種形式的能。
a.靜止在地面上的物體以地球為參照物,物體的機械能等于0,但物體內部的分子仍然在不停地運動(dòng)著(zhù)和相互作用著(zhù),物體的內能永遠不能為0。
b.物體在具有一定的內能時(shí),也可以具有一定的機械能。如飛行的子彈。
C.不能把物體的機械能和物體的內能混淆。只要物體的溫度、體積、物態(tài)不變,不論物體的機械能怎樣變化其內能仍保持不變。反之,盡管物體的內能在變化,它的機械能可以保持不變。
。4)學(xué)生討論題:
、凫o止在光滑水平地面上的木箱具有什么能?若木箱沿光滑水平地面加速運動(dòng),木箱具有什么能?此時(shí)木箱的內能與靜止時(shí)相比較變化了沒(méi)有?
、谫|(zhì)量相等而溫度不相等的兩杯水,哪一杯水具有較大的內能?溫度相同而質(zhì)量不等的兩杯水,哪一杯水具有較大的內能?
最后總結一下本課要點(diǎn)。
1.了解內能的概念,能簡(jiǎn)單描述溫度和內能的關(guān)系。
2.知道做功和熱傳遞都可以改變物體的內能。
3.了解熱量的概念,知道熱量的單位是焦耳。
高中物理教學(xué)設計 篇11
教學(xué)目標
一、知識目標
1、知道什么是反沖運動(dòng),能舉出幾個(gè)反沖運動(dòng)的實(shí)例;
2、知道火箭的飛行原理和主要用途。
二、能力目標
1、結合實(shí)際例子,理解什么是反沖運動(dòng);
2、能結合動(dòng)量守恒定律對反沖現象做出解釋?zhuān)?/p>
3、進(jìn)一步提高運用動(dòng)量守恒定律分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力
三、德育目標
1、通過(guò)實(shí)驗,分析得到什么是反沖運動(dòng),培養學(xué)生善于從實(shí)驗中總結規律和熱心科學(xué)研究的興趣、勇于探索的品質(zhì)。
2、通過(guò)介紹我國成功地研制和發(fā)射長(cháng)征系列火箭的事實(shí),結合我國古代對于火箭的發(fā)明和我國的現代火箭技術(shù)已跨入世界先進(jìn)先烈,激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)社會(huì )主義的情感。
教學(xué)重點(diǎn)
1、知道什么是反沖。
2、應用動(dòng)量守恒定律正確處理噴氣式飛機、火箭一類(lèi)問(wèn)題。
教學(xué)難點(diǎn)
如何應用動(dòng)量守恒定律分析、解決反沖運動(dòng)。
教學(xué)方法
1、通過(guò)觀(guān)察演示實(shí)驗,總結歸納得到什么是反沖運動(dòng)。
2、結合實(shí)例運用動(dòng)量守恒定律解釋反沖運動(dòng)。
教學(xué)用具
反沖小車(chē)、玻璃棒、氣球、酒精、反沖塑料瓶等
課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)步驟
導入新課
[演示]拿一個(gè)氣球,給它充足氣,然后松手,觀(guān)察現象。
[學(xué)生描述現象]釋放氣球后,氣球內的氣體向后噴出,氣球向相反的方向飛出。
[教師]在日常生活中,類(lèi)似于氣球這樣的運動(dòng)很多,本節課我們就來(lái)研究這種。
新課教學(xué)
。ㄒ唬┓礇_運動(dòng) 火箭
1、教師分析氣球所做的運動(dòng)
給氣球內吹足氣,捏緊出氣孔,此時(shí)氣球和其中的氣體作為一個(gè)整體處于靜止狀態(tài)。松開(kāi)出氣孔時(shí),氣球中的氣體向后噴出,氣體具有能量,此時(shí)氣體和氣球之間產(chǎn)生相互作用,氣球就向前沖出。
2、學(xué)生舉例:你能舉出哪些物體的運動(dòng)類(lèi)似于氣球所作的運動(dòng)?
學(xué)生:節日燃放的禮花。噴氣式飛機。反擊式水輪機;鸺茸龅倪\動(dòng)。
3、同學(xué)們概括一下上述運動(dòng)的特點(diǎn),教師結合學(xué)生的敘述總結得到:
某個(gè)物體向某一方向高速?lài)娚涑龃罅康囊后w,氣體或彈射出一個(gè)小物體,從而使物體本身獲得一反向速度的現象,叫反沖運動(dòng)
4、分析氣球;鸺人龅姆礇_運動(dòng),得到:
在反沖現象中,系統所受的合外力一般不為零;
但是反沖運動(dòng)中如果屬于內力遠大于外力的情況,可以認為反沖運動(dòng)中系統動(dòng)量守恒。
。ǘ⿲W(xué)生課堂用自己的裝置演示反沖運動(dòng)。
1、學(xué)生做準備:拿出自己的在課下所做的反沖運動(dòng)演示裝置。
2、學(xué)生代表介紹實(shí)驗裝置,并演示。
學(xué)生甲:
裝置:在玻璃板上放一輛小車(chē),小車(chē)上用透明膠帶粘中一塊浸有酒精的棉花。
實(shí)驗做法:點(diǎn)燃浸有酒精的棉花,管中的酒精蒸氣將橡皮塞沖出,同時(shí)看到小車(chē)沿相反方向運動(dòng)。
學(xué)生乙:
裝置:二個(gè)空摩絲瓶,在它們的底部用大號縫衣針各鉆一個(gè)小洞,這樣做成二個(gè)簡(jiǎn)易的火箭筒,在鐵支架的立柱端裝上頂軸,在放置臂的兩側各裝一只箭筒,再把旋轉系統放在頂軸上,往火箭筒內各注入約4 mL的酒精,并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。點(diǎn)燃酒精棉球,片刻火箭筒內的酒精蒸氣從尾孔中噴出,并被點(diǎn)燃,這時(shí)可以看到火箭旋轉起來(lái)。
學(xué)生丙:用可樂(lè )瓶做一個(gè)水火箭,方法是用一段吸管和透明膠帶在瓶上固定一個(gè)導向管,瓶口塞一橡皮塞,在橡皮塞上鉆一孔,在塞上固定一只自行車(chē)車(chē)胎上的進(jìn)氣閥門(mén),并在氣門(mén)芯內裝上小橡皮管,在瓶中先注入約1/3體積的水,用橡皮塞把瓶口塞嚴,將尼龍線(xiàn)穿過(guò)可樂(lè )瓶上的導向管,使線(xiàn)的一端拴在門(mén)的上框上,另一端拴在板凳腿上,要使線(xiàn)拉直,將瓶的進(jìn)氣閥與打氣筒相接,向筒內打氣到一定程度時(shí),瓶塞脫開(kāi),水從瓶口噴出,瓶向反方向飛去。
過(guò)渡引言:同學(xué)們通過(guò)自己設計的實(shí)驗裝置得到并演示了什么是反沖運動(dòng),那么反沖運動(dòng)在實(shí)際生活中有什么應用呢?下邊我們來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。
。ㄈ┓礇_運動(dòng)的應用和防止
1、學(xué)生閱讀課文有關(guān)內容。
2、學(xué)生回答反沖運動(dòng)應用和防止的實(shí)例。
學(xué)生:反沖有廣泛的應用:灌溉噴水器、反擊式水輪機、噴氣式飛機、火箭等都是反沖的重要應用。
學(xué)生:用槍射擊時(shí),要用肩部抵住槍身,這是防止或減少反沖影響的實(shí)例。
3、用多媒體展示學(xué)生所舉例子。
4、要求學(xué)生結合多媒體展示的物理情景對幾個(gè)物理過(guò)程中反
沖的應用和防止做出解釋說(shuō)明:
、賹τ诠喔葒娝,
當水從彎管的噴嘴噴出時(shí),彎管因反沖而旋轉,可以自動(dòng)地改變噴水的方向。
、趯τ诜磽羰剿啓C:當水從轉輪的葉片中流出時(shí),轉軸由于反沖而旋轉帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。
、蹖τ趪姎馐斤w機和火箭,它們靠尾部噴出氣流的反沖作用而獲得很大的速度。
、苡脴屔鋼魰r(shí),子彈向前飛去槍身向后發(fā)生反沖,槍身的反沖會(huì )影響射擊的'準確性,所以用步槍時(shí)我們要把槍身抵在肩部,以減少反沖的影響。
教師:通過(guò)我們對幾個(gè)實(shí)例的分析,明確了反沖既有有利的一面,同時(shí)也有不利的一面,在看待事物時(shí)我們要學(xué)會(huì )用一分為二的觀(guān)點(diǎn)。
我們知道:反沖現象的一個(gè)重要應用是火箭,下邊我們一認識火箭:
。ㄋ模┗鸺
1、演示:把一個(gè)廢舊白熾燈泡敲碎取出里面的一根細玻璃管,往細玻璃管裝由火柴刮下的藥粉,把細管放在支架上,用火柴或其他辦法給細管加熱。
現象:當管內的藥粉點(diǎn)燃時(shí),生成的燃氣從細口迅速?lài)姵,細管便向相反方向飛去。教師講述:上述裝置就是火箭的原理模型。
2、多媒體演示古代火箭,現代火箭的用途及多級火箭的工作過(guò)程,同時(shí)學(xué)生邊看邊閱讀課文。
3、用實(shí)物投影儀出示閱讀思考題:
、俳榻B一下我國古代的火箭。?
、诂F代的火箭與古代火箭有什么相同和不同之處?
、郜F代火箭主要用途是什么?
、墁F代火箭為什么要采用多級結構?
4、學(xué)生解答上述問(wèn)題:
、傥覈糯幕鸺沁@樣的:
在箭上扎一個(gè)火藥筒,火藥筒的前端是封閉的,火藥點(diǎn)燃后生成的燃氣以很大速度向后噴出,火箭由于反沖而向前運動(dòng)。
、诂F代火箭與古代火箭原理相同,都是利用反沖現象來(lái)工作的。
但現代火箭較古代火箭結構復雜得多,現代火箭主要由殼體和燃料兩大部分組成,殼體是圓筒形的,前端是封閉的尖端,后端有尾噴管,燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速?lài)姵,火箭就向前飛去。
、郜F代火箭主要用來(lái)發(fā)射探測儀器、常規彈頭或核彈頭,人造衛星或宇宙飛船,即利用火箭作為運載工具。
、茉诂F代技術(shù)條件下,一級火箭的最終速度還達不到發(fā)射人造衛星所需要的速度,發(fā)射衛星時(shí)要使用多級火箭。
用CAI課件展示多級火箭的工作過(guò)程:
多級火箭由章單級火箭組成,發(fā)射時(shí)先點(diǎn)燃第一級火箭,燃料用完工以后,空殼自動(dòng)脫落,然后下一級火箭開(kāi)始工作。
教師介紹:多級火箭能及時(shí)把空殼拋掉,使火箭的總質(zhì)量減少,因而能夠達到很高的溫度,可用來(lái)完成洲際導彈,人造衛星、宇宙飛船等的發(fā)射工作,但火箭的級數不是越多越好,級數越多,構造越復雜,工作的可靠性越差,目前多級火箭一般都是三級火箭。
那么火箭在燃料燃盡時(shí)所能獲得的最終速度與什么有關(guān)系呢?
5、出示下列問(wèn)題:
火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M、燃料燃盡后的質(zhì)量為m,火箭燃氣的噴射速度為v1,燃料燃盡后火箭的飛行速度v為多大?
[學(xué)生分析并解答]:
解:在火箭發(fā)射過(guò)程中,由于內力遠大于外力,所以動(dòng)量守恒。
發(fā)射前的總動(dòng)量為0,發(fā)射后的總動(dòng)量為(M-m)v-mv1(以火箭的速度方向為正方向)則:(M-m)v-mv1=0
師生分析得到:燃料燃盡時(shí)火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質(zhì)量比M/m決定。
鞏固訓練 水平方向射擊的大炮,炮身重450 kg,炮彈射擊速度是450 m/s,射擊后炮身后退的距離是45 cm,則炮受地面的平均阻力是多大?
小結
1、當物體的一部分以一定的速度離開(kāi)物體時(shí),剩余部分將獲得一個(gè)反向沖量而向相反方向運動(dòng),這種向相反方向的運動(dòng),通常叫做反沖運動(dòng)。
2、對于反沖運動(dòng),所遵循的規律是動(dòng)是守恒定律,在具體的計算中必須嚴格按動(dòng)量守恒定律的解題步驟來(lái)進(jìn)行。
3、反沖運動(dòng)不僅存在于宏觀(guān)低速物體間,也存在于微觀(guān)高速物體。
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