二、課堂教學(課前由科代表發(fā)回預習學案)1、教師根據(jù)預習學案檢查結果提出問題(用多媒體展示),引導全班討論(重點討論:①、為什么動能的表達式一定是 mV2 ?你如何得出這個結論?②、力在一個過程中對物體所做的功,和物體在這個過程中動能的變化量有什么關系?你如何得出這個結論?這個做功的力和F=ma中的力F有什么關系)。有困難的小組應及時問老師。老師在這個過程中巡視指導。2、學生自主閱讀課文“7 動能和動能定理”中的“動能的表達式”,然后完成如下練習(教師在此過程中巡視指導):2.1嘗試推出動能的表達式(鼓勵會推導的同學積極上臺板演,老師引導討論)。2.2寫出動能的小結(認真閱讀教材p66倒數(shù)第二段、第三段,結合你推導動能表達式的過程,認真思考后四人一組討論:①、動能是矢量還是標量?②、動能的單位是什么?③、你認為應從哪幾方面來理解動能?)
【學習內(nèi)容分析】在行星運動規(guī)律與萬有引力定律兩節(jié)內(nèi)容之間安排本節(jié)內(nèi)容,是為了更突出發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的這個科學過程。如果說上一節(jié)內(nèi)容是從運動學角度描述行星運動的話,那么,本節(jié)內(nèi)容是從動力學角度來研究行星運動的,研究過程是依據(jù)已有規(guī)律進行的演繹推理過程。教科書在尊重歷史事實的前提下,通過一些邏輯思維的鋪墊,讓學生以自己現(xiàn)有的知識基礎身于歷史的背景下,經(jīng)歷一次“發(fā)現(xiàn)”萬有引力的過程,因此體驗物理學研究問題的方法就成為主要的教學目標?!緦W情分析】在學太陽對行星的引力之前,學生已經(jīng)對力、重力、向心力、加速度、重力加速度、向心加速度等概念有了較好的理解,并且掌握自由落體運動和圓周運動等運動規(guī)律,能熟練運用牛頓運動定律解決動力學問題。已經(jīng)完全具備深入探究和學習萬有引力定律的起點能力。所以在推導太陽與行星運動規(guī)律時,教師可以要求學生自主地運用原有的知識進行推導,并要求說明每一步推理的理論依據(jù)是什么,教師僅在難點問題上做適當?shù)狞c撥。
世界能源問題的解決途徑是什么?能源,是人類敕以生存和進行生產(chǎn)的不可缺少的資源.近年來,隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和能源消費的增長.能源問題已被列為世界上研究的重大問題之一.解決世界能源問題的根本途徑,主要有兩個方面:其一是廣泛開源,其二是認真節(jié)流.所謂開源,就是積極開發(fā)和利用各種能源.在繼續(xù)加緊石油勘探和尋找新的石油產(chǎn)地的同時,積極開發(fā)豐富的煤炭資源,還要大力開發(fā)水能,生物能等常規(guī)能源,加強核能、太陽能,風能、沼氣,海洋能,地熱能以及其他各種新能源的研究和利用,從而不斷擴大人類的能源資源的種類和來源.所謂節(jié)流,就是要大力提倡節(jié)約能源.節(jié)能是世界上許多國家關心和研究的重要課題,甚至有人把節(jié)能稱為世界的“第五大能源”,與煤、石油和天然氣、水能、核能等并列.在節(jié)能方面,在有計劃地控制人口增長的同時,重點要發(fā)揮先進科學技術的優(yōu)勢,提高各國的能源利用效率.
說明:“倍增法”是一種重要的物理方法,歷史上庫侖在研究電荷間的相互作用力時曾用過此法,但學生在此前的物理學習中可能未曾遇到類似例子,因此引導學生通過交流,領會“倍增法”的妙處,這是本節(jié)課的一個要點.可用體育鍛煉中的“拉力器”來類比。(2)該方案消除摩擦力影響的方法:所用的消除方法與實驗方案2一樣。也可使用氣墊導軌代替木板,以更好地消除摩擦影響。(3)小車速度的確定方法:①確定打出來的點大致呈現(xiàn)什么規(guī)律:先密后疏(變加速),再均勻分布(勻速);②應研究小車在哪個時刻的速度:在橡皮筋剛恢復原長時小車的瞬時速度,即紙帶上的點剛開始呈現(xiàn)均勻分布時的速度;③應如何取紙帶上的點距以確定速度:由于實驗器材和每次操作的分散性,尤其是橡皮筋不可能長度、粗細完全一致,使得每次改變橡皮筋的條數(shù)后,紙帶上反映小車勻速運動的點數(shù)和點的位置,不一定都在事先的設定點(即用一條橡皮筋拉小車,橡皮筋剛好恢復原長時紙帶上的點)處。
1.教材在學生的原有加速度概念的基礎上來討論“勻速圓周運動速度變化快慢”的問題,讓學生知道向心加速度能夠表示勻速圓周運動物體速度變化的快慢究竟是怎么一回事。2.教材把向心加速度安排在線速度和角速度知識之后,使學生對描述勻速圓周運動的幾個物理量有一個大致的了解。3.教材從了解運動的規(guī)律過渡到了解力跟運動關系的規(guī)律;把向心加速度放在向心力之前,從運動學的角度來學習向心加速度。4.教材為了培養(yǎng)學生“用事實說話”的“態(tài)度”,讓一切論述都合乎邏輯,改變了過去從向心力推導向心加速度的教學方式。1.采用理論、實驗、體驗相結合的教學安排。2.教師啟發(fā)引導,學生自主閱讀、思考,討論、交流。知識與技能1.會作矢量圖表示速度的變化量與速度之間的關系。2.加深理解加速度與速度、速度變化量的區(qū)別。3.體會勻速圓周運動向心加速度方向的分析方法。4.知道向心加速度的公式也適用于變速圓周運動;知道變速圓周運動的向心加速度的方向。
教學目標㈠知識與技能1.要弄清實驗目的,本實驗為驗證性實驗,目的是利用重物的自由下落驗證機械能守恒定律。2.要明確實驗原理,掌握實驗的操作方法與技巧、學會實驗數(shù)據(jù)的采集與處理,能夠進行實驗誤差的分析,從而使我們對機械能守恒定律的認識,不止停留在理論的推導上,而且還能夠通過親自操作和實際觀測,從感性上增加認識,深化對機械能守恒定律的理解。3.要明確織帶選取及測量瞬時速度簡單而準確的方法。㈡過程與方法1.通過學生自主學習,培養(yǎng)學生設計實驗、采集數(shù)據(jù),處理數(shù)據(jù)及實驗誤差分析的能力。2.通過同學們的親自操作和實際觀測掌握實驗的方法與技巧。3.通過對紙帶的處理過程培養(yǎng)學生獲取信息、處理信息的能力,體會處理問題的方法,領悟如何間接測一些不能直接測量的物理量的方法。
一、學習任務分析1.教材的地位和作用在物理學中,能量并不是由功定義的。能量的概念是在人類追尋“運動中的守恒量是什么”的過程中發(fā)展起來的。能量概念之所以重要,就是因為它是一個守恒量。守恒關系是自然中十分重要的關系,從中學開始加強學生對守恒關系的認識是有益的,因為它是極為重要的研究方向。根據(jù)這種認識,所以本節(jié)從追尋守恒量出發(fā)引入能量概念,為能量學習奠定了基礎并把這種物理思想滲透在能量學習的全過程。2.學習的主要任務“追尋守恒量”一節(jié),主要是使學生了解守恒思想的重要性。學生在學習本節(jié)課前已經(jīng)學習了能量的有關知識,在過去的教學中,是先學習能量的概念,而后研究一兩個具體問題,發(fā)現(xiàn)動能與勢能之和在某些過程中不變,由此引出機械能守恒定律?!皺C械能守恒”這個詞學生并不陌生,但是讓學生說出自己對它的認識又不是一件容易的事。
動畫展示三個宇宙速度(四) 讓學生具有振興中華的使命感與責任感本節(jié)課的最后,播放了一段美國登月的視頻,讓學生發(fā)現(xiàn)一些奇妙的物理現(xiàn)象,引導學生發(fā)現(xiàn)月球的背景是什么顏色,宇航員行走的模樣等等,預計不久的將來,哪個國家也將登上月球,同學們高呼“中國”,那么我們現(xiàn)在能做些什么呢,讓同學感想到:我們是祖國的未來的希望,現(xiàn)在需要努力學習科學文化知識,將來為祖國的航天事業(yè)做貢獻。要培養(yǎng)學生堅韌不撥、勇于探索、協(xié)力合作的科學精神以及嚴謹求實、謙虛謹慎、勇于質疑科學態(tài)度;也要培養(yǎng)學習者熱愛科學、熱愛祖國的情感;努力學習、振興中華的責任感。這些策略在本案例中得到了體現(xiàn)。(五)練習反饋,拓展延伸:[例題1]“2003年10月15日9時,我國神舟五號宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,把我國第一位航天員楊利偉送入太空。飛船繞地球飛行14圈后,于10月16日6時23分安全降落在內(nèi)蒙古主著陸場。”
《勻速圓周運動》為高中物理必修2第五章第4節(jié).它是學生在充分掌握了曲線運動的規(guī)律和曲線運動問題的處理方法后,接觸到的又一個美麗的曲線運動,本節(jié)內(nèi)容作為該章節(jié)的重要部分,主要要向學生介紹描述圓周運動的幾個基本概念,為后繼的學習打下一個良好的基礎。人教版教材有一個的特點就是以實驗事實為基礎,讓學生得出感性認識,再通過理論分析總結出規(guī)律,從而形成理性認識。教科書在列舉了生活中了一些圓周運動情景后,通過觀察自行車大齒輪、小齒輪、后輪的關聯(lián)轉動,提出了描述圓周運動的物體運動快慢的問題。二、教學目標1.知識與技能①知道什么是圓周運動、什么是勻速圓周運動。理解線速度的概念;理解角速度和周期的概念,會用它們的公式進行計算。②理解線速度、角速度、周期之間的關系:v=rω=2πr/T。③理解勻速圓周運動是變速運動。④能夠用勻速圓周運動的有關公式分析和解決具體情景中的問題。
(二)進行新課1、動能與勢能的相互轉化演示實驗1:如右圖,用細線、小球、帶有標尺的鐵架臺等做實驗。把一個小球用細線懸掛起來,把小球拉到一定高度的A點,然后放開,小球在擺動過程中,重力勢能和動能相互轉化。我們看到,小球可以擺到跟A點等高的C點,如圖甲。如果用尺子在某一點擋住細線,小球雖然不能擺到C點,但擺到另一側時,也能達到跟A點相同的高度,如圖乙。問題:這個小實驗中,小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個小實驗說明了什么?學生觀察演示實驗,思考問題,選出代表發(fā)表見解。小球在擺動過程中受重力和繩的拉力作用。拉力和速度方向總垂直,對小球不做功;只有重力對小球能做功。實驗證明,小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉化。在擺動過程中,小球總能回到原來的高度。可見,重力勢能和動能的總和保持不變。即機械能保持不變。
3.適用條件(1)萬有引力定律只適用于質點間引力大小的計算。當兩物體間的距離遠遠大于每個物體的尺寸時,物體可以看成質點,直接使用萬有引力定律計算。(模型)研究相互接觸的兩個人之間的萬有引力時,不能把他們看作質點。(2)當兩物體是質量均勻分布的球體時,它們間的引力也可直接用公式計算,但式中的r是指兩球心間距離。研究太陽和地球之間的萬有引力,可以把它們看作質量均勻的球體。當研究物體不能看成質點時,可以把物體假想分割成無數(shù)個質點,求出兩個物體上每個質點與另一物體上所有質點的萬有引力,然后求合力,這是微積分的思想。萬有引力定律產(chǎn)生于對太陽系行星運動的研究,但它對物質運動的適用性卻要廣泛得多??梢赃@樣說,宇宙中凡有引力參與的一切復雜的現(xiàn)象,無不要歸結到這樣一條十分簡潔的定律之中,這不能不使人驚嘆宇宙萬物超乎尋常的和諧及人類理性思考所具有的統(tǒng)攝力。
1、教師先演示投影:把小鋼珠放在黑墨水瓶蓋里轉一下(內(nèi)有一點點墨水),再放在半圓形有機玻璃軌道上運動并飛出,讓鋼珠在白紙上留下痕跡,同樣在3/5半圓周,4/5半圓周上運動飛出,讓學生猜測飛出方向由什么特點?(有機玻璃板說明:厚約5毫米,略小于小鋼珠直徑,圓弧半徑15厘米,MN邊稍長些,以便過MN做直線,根據(jù)半徑大小確定圓心O位置。)學生猜想:切線方向師:已知圓弧半徑為15厘米。如何驗證?請用幾何方法作圖驗證。生:標出飛出點和圓心,做圓心和飛出點的連線,用量角尺量出該連線和飛出軌跡直線的夾角,是否90度。2、再分組實驗,提醒同桌配合,小心鋼珠滾跑。實驗完畢,要求作圖驗證,并互相討論交流。3、交流和結論:師:要引導學生得出正確的科學結論:“圓周運動的物體的速度方向為該點的切線方向”,而不能直接得出“曲線運動的的物體速度方向為該點的切線方向”。
“做功的過程就是能量轉化過程”,這是本章教學中的一條主線。對于一種勢能,就一定對應于相應的力做功。類比研究重力勢能是從分析重力做功入手的,研究彈簧的彈性勢能則應從彈簧的彈力做功入手。然而彈簧的彈力是一個變力,如何研究變力做功是本節(jié)的一個難點,也是重點。首先,要引導學生通過類比重力做功和重力勢能的關系得出彈簧的彈力做功和彈簧的彈性勢能的關系。其次,通過合理的猜想與假設得出彈簧的彈力做功與哪些物理量有關。最后,類比勻變速直線運動求位移的方法,進行知識遷移,利用微元法的思想得到彈簧彈力做功的表達式,逐步把微分和積分的思想滲透到學生的思維中。本節(jié)課通過游戲引入課題,通過生活中拉弓射箭、撐桿跳高和彈跳蛙等玩具以及各種彈簧等實例來創(chuàng)設情景,提出問題。給學生感性認識,引起學生的好奇心;讓學生對彈簧彈力做功的影響因素進行猜想和假設,提出合理的推測,激發(fā)學生的探索心理,構思實驗,為定性探究打下基礎。然后,引導學生通過類比重力做功與重力勢能的關系得出彈簧彈性勢能與彈簧彈力做功的關系。
知識與技能1.知道地心說和日心說的基本內(nèi)容.2.知道所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個焦點上.3.知道所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等,且這個比值與行星的質量無關,但與太陽的質量有關.4.理解人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的,真理是來之不易的.過程與方法通過托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開普勒等幾位科學家對行星運動的不同認識,了解人類認識事物本質的曲折性并加深對行星運動的理解.情感、態(tài)度與價值觀1.澄清對天體運動裨秘、模糊的認識,掌握人類認識自然規(guī)律的科學方法.2.感悟科學是人類進步不竭的動力.教學重點理解和掌握開普勒行星運動定律,認識行星的運動.學好本節(jié)有利于對宇宙中行星的運動規(guī)律的認識,掌握人類認識自然規(guī)律的科學方法,并有利于對人造衛(wèi)星的學習.
評價分析法,就是引述事例后,對所引述的事例作適當?shù)脑u價,從而使自己的觀點得到印證。例如,在論“節(jié)儉”時,引用了“曾國藩以儉戒子,其子曾紀澤終成出色的外交家;方志敏居官不貪,一生清貧,千古留名”的事實后,接著進行分析:是的,“儉者心常富”,節(jié)儉能培養(yǎng)人同困難作斗爭的勇氣和意志,而這正是一個人立業(yè)最重要的素質。從這個意義上說,有人說饑餓是人生的佐料,吃苦是一種資本也不無道理,而自覺和戒奢尚儉則更是促人修身養(yǎng)性,磨煉意志的有效途徑。這里,作者緊扣論點,對論據(jù)進行了評價性分析,這種評價分析使作者的觀點得到強化。(四)因果分析法因果分析法,就是抓住論據(jù)所述的事實,并據(jù)此推求形成原因的一種分析方法。事出必有其因。我們可以依據(jù)事物發(fā)展變化的因果關系,由事物發(fā)展變化的結果,推導出產(chǎn)生這種結果的原因,從而揭示出一定的生活規(guī)律,使事例有力地證明觀點。
1973年4月的一天,一名男子站在紐約的街頭,掏出一個約有兩塊磚頭大的無線電話,并開始通話。這個人就是手機的發(fā)明者馬丁,當時他是摩托羅拉公司的工程技術人員。這是當時世界上第一部移動電話。1985年,第一臺現(xiàn)代意義上的可以商用的移動電話誕生。它是將電源和天線放置在一個盒子里,重量達3公斤。與現(xiàn)代形狀接近的手機誕生于1987年,其重量大約750克,與今天僅重60克的手機相比,像一塊大磚頭。此后,手機的“瘦身”越來越迅速。1991年,手機重量為250克左右。1996年秋,r出現(xiàn)了體積為100立方厘米、重量100克的手機。此后,又進一步小型化,輕型化,到1999年就輕到了60克以下。手機的體積越來越小,但功能卻越來越多。以前的手機是用來通話的,現(xiàn)在的手機是用來享受的。今天,手機可以是相機、游戲機、音樂播放器、信用卡、電影院……手機帶來的不僅僅是通信方式的改變,更是生活方式的變革。
◇探究提示:我們可以通過人際交往,閱讀報紙、雜志、書籍等,欣賞電視、上網(wǎng)查詢、發(fā)送手機短信、閱讀電子讀物等方式來搜集資料。其特點為:人際傳播是社會生活中最直觀、最常見、最豐富的傳播現(xiàn)象,具有傳播渠道多、方法靈活、意義豐富、反饋及時的特點。報紙、雜志、書籍等,可以通過掃描、編排處理后,顯示在互聯(lián)網(wǎng)上,供廣大讀者使用。電視提供了動態(tài)畫面和繽紛的色彩,使人們對信息的理解變得更生動、形象和真實?;ヂ?lián)網(wǎng)具有傳播同網(wǎng)、全球同時、受眾主動、雙向互動的特點。手機短信用精練的語言傳達豐富多彩的內(nèi)容,不僅具有娛樂性,還具有情感性、藝術性耙哲理性,讓人回味無窮。電子讀物實現(xiàn)了文字、圖像、聲音的完關結合,使人在看圖閱文的同時可以聽音樂、寫文章、做筆記、復制文件等等。
探究活動8(教材第72頁):“結合生活事例,談談你在面對復雜事物時是如何分析和解決矛盾的?”這一探究活動是在學生還不了解主次矛盾的原理時,讓他們回憶自己在生活中有沒有遇到過面對許多矛盾時是如何解決的經(jīng)歷。比如,每天面對很多作業(yè),先做哪門課作業(yè)后做哪門作業(yè),你是如何考慮的?在學校面對學習、體育運動和社會工作,你是怎么安排的?在生活中,你遇到這樣的情況都是怎樣解決的?通過探究活動,使學生弄清主次矛盾的原理,學會用矛盾分析法分析問題。探究活動9(教材第73頁):“你在生活中是如何分析具體問題的?”這一探究活動,強調(diào)的是“你”在生活中是如何運用分析法分析具體問題的,要緊緊圍繞學生這一中心,首先強調(diào)具體問題具體分析的方法非常重要,這是馬克思主義的一個原則,是馬克思主義的活的靈魂。引導學生主動運用這種分析方法分析看待自己,分析看待社會。可以組織學生進行討論、交流,還可以讓學生撰寫小論文,寫出自己運用這種分析方法分析了哪些具體問題,有哪些感受。
此探究活動的目的是為了說明馬克思主義哲學是科學完整的體系。在探究活動時可以首先向學生簡單介紹西方哲學的發(fā)展歷史,使學生對馬克思主義哲學在整個西方哲學中的位置和地位有個大致了解。離開了這個大的背景,學生對馬克思主義哲學就容易摸不著頭緒。馬克思主義哲學之前的唯物主義的局限性表現(xiàn)在:古代樸素的帶有辯證法性質的唯物主義主要是追問世界的本原問題,這時的哲學缺乏近代科學作為基礎,因此它更多的是一種猜測。它雖然看到了世界的聯(lián)系和變化,但它還無法理解聯(lián)系和變化背后的基礎和原因。近代形而上學的唯物主義主要是追問人的認識問題,即人的認識的來源是什么,是什么保證人的認識的可靠性。但它對人的認識問題的解決主要是立足于對世界的一種直觀觀察,認為人的認識來源于對世界的直觀的、機械的反映。它不理解人的實踐活動,不理解人是在改造世界的過程中認識世界,人的認識是在實踐基礎上的能動反映。
3.社會實踐對文化創(chuàng)新的決定作用社會實踐對文化創(chuàng)新具有兩個方面的重要作用:(1)社會實踐是文化創(chuàng)新的源泉實踐,作為人們改造客觀世界的活動,是一種有目的、有意識的社會性活動。人類在改造自然和社會的實踐中,創(chuàng)造出自己特有的文化。離開了社會實踐;文化就會成為無源之水、無本之木,人們不可能從事任何有價值的文化創(chuàng)造?!蟊菊n小結:1.關于本課邏輯結構的宏觀把握:文化創(chuàng)新的源泉和作用這一問題,教材分三個層次展開論證:一是不盡的源泉,不竭的動力;二是巨大的作用,深刻的意義;三是呼喚文化創(chuàng)新的時代。教材運用辯證方法從文化創(chuàng)新的源泉和作用展開論述。即社會實踐是文化創(chuàng)新的源泉,文化創(chuàng)新又推動社會實踐的發(fā)展和促進民族文化的繁榮。教材關于文化創(chuàng)新的途徑問題,從三個層次展開講述:第一個層次是“繼承傳統(tǒng),推陳出新”;第二個層次是“面向世界,博采眾長”;第三個層次是“堅持正確方向,克服錯誤傾向”。