設疑自探:一個壓縮或拉伸的彈簧就是一個“儲能器”,怎樣衡量形變彈簧蘊含能量的多少呢?彈簧的彈性勢能的表達式可能與那幾個物理量有關?類比:物體的重力勢能與物體所受的重力和高度有關。那么彈簧的彈性勢能可能與所受彈力的大小和在彈力方向上的位置變化有關,而由F=kl知彈簧所受彈力等于彈簧的勁度系數(shù)與形變量的乘積。預測:彈簧的彈性勢能與彈簧的勁度系數(shù)和形變量有關。學生討論如何設計實驗: ①、用同一根彈簧在幾次被壓縮量不同時釋放(勁度系數(shù)相同,改變形變量),觀察小車被彈開的情況。②、分別用兩根彈簧在被壓縮量相同時釋放(形變量相同,勁度系數(shù)不同),觀察小車被彈開的情況。交流探究結果:彈性勢能隨彈簧形變量增大而增大。隨彈簧的勁度系數(shù)的增大而增大。
一、 教材分析與學情分析教材分析人民教育出版社普通高中課程標準實驗教科書必修2第七章第九節(jié)。本節(jié)內容安排在學習機械能守恒定律之后的目的,是為了使學生在理論上對機械能守恒定律有所了解的基礎上,通過實驗測量及對實驗數(shù)據(jù)的分析處理,對機械能守恒定律及條件有深刻的認識。學情分析知識層面:學生已經掌握了動能、重力勢能等概念以及動能定理、機械能守恒定律等定理、定律;知道功是能量轉換的量度以及機械能守恒的條件。能力層面:學生已具備一定的實驗操作技能,會用打點計時器以及直尺等實驗儀器。具備一定的數(shù)據(jù)處理能力。二、教學目標與重點、難點教學目標知識與技能:1、會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度。2、掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理。
d.某物體沿直線向東運動,原來的速度是5m/s,2s后速度減小到3m/s,求2s內物體速度變化。④如何探究物體作勻速圓周運動時,在Δt時間內的速度變化?分析:有了同一直線上速度變化的鋪墊后,討論物體做勻速圓周運動速度的變化就比較自然了,為了給向心加速度方向的學習打好基礎,可以通過小組協(xié)作,進一步完成下列思考題,使同學們認識到:時間間隔起短,速度變化的方向起接近半徑方向。(多媒體屏幕投影)a.物體沿半徑為1m的軌道做勻速圓周運動,線速度大小為,求1s內物體速度變化并畫出1s內速度變化的示意圖。b.分別求出上題中物體在0.5s、0.25s內速度變化并畫出相應的示意圖。由于沒有辦法直接利用實驗來驗證速度變化的方向,所以,我們采用提供思考題的方法,引導同學在合作學習、自主探究中完成。有了速度變化的研究為鋪墊,加速度的方向問題就迎刃而解了。
研究一種物理現(xiàn)象,總是要先從現(xiàn)象的描述入手。機械運動作為自然界最簡單和最基本的運動形態(tài),它所描述的是物體空間位置隨時間變化的情況。因此,本節(jié)學習描述質點做機械運動需要時刻、時間間隔和位移等概念。相當一部分高一學生在具體過程中難以區(qū)別時刻和時間間隔。另外,由于思維的定式,在第一次接觸既要考慮大小又要考慮方向的問題時,會因不適應造成學習困難。所以,區(qū)別“路程與位移”“時刻和時間間隔”是教學的重難點所在。學習這些內容的過程與方法對學習速度和加速度可以起到奠定基礎的作用。教學的對象是高一的學生,這一時期的學生處在好奇善問、創(chuàng)新意識強烈的青少年期。對于生活中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象具有濃厚的興趣。但他們的思維還停留在簡單的代數(shù)運算階段,對于矢量和矢量運算的理性認識幾乎沒有。且對生活中出現(xiàn)的時間、時刻、時間間隔等不能做出很好的區(qū)分,對時常提及的路程、距離等形成了模糊的前概念。
學生回答的方法多樣,讓各小組根據(jù)自己討論出來的方法對自己實驗出來的紙帶進行數(shù)據(jù)處理,并求出加速度,并且將多條紙帶都進行處理,同時提醒學生對紙帶的選擇。接著,我會用多媒體展示重物下落實驗打出來的紙帶,用表格列出一段紙帶上各點的瞬時速度,準確畫出v-t圖像,求出加速度,將結果給予學生的結果作對比,確定出正確結論。最后讓學生分析總結:自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,而且,多條紙帶算出來的加速度的數(shù)值都接近相等,即加速度在實驗誤差允許范圍內是相等的。引出重力加速度,介紹概念、方向及大小。(強調“同一地點”,讓學生閱讀教材中一些地點的重力加速度,可以了解重力加速度的大小與緯度有關,緯度越大加速度越大)。學習了重力加速度后讓學生根據(jù)之前學習的勻變速直線運動公式推導出自由落體的運動規(guī)律。設計意圖:讓學生在學習過程中的主體地位和自主觀能動性得到充分發(fā)揮,取長補短,培養(yǎng)了學生的實驗操作能力,又使學生對自由落體運動的性質有深刻的印象,從而解決了本節(jié)課第二個難點。
2、教學目標根據(jù)我對教材的理解、結合學生的實際情況、滲透新課程的教學理念,為提高全體學生的科學素養(yǎng),按課程標準,以促進全體學生發(fā)展為目的。從知識與技能、過程與方法,情感態(tài)度與價值觀三個方向培養(yǎng)學生,擬定三個教學目標:知識與技能:(1)知道什么是動能。(2)正確理解和運用動能公式分析、解答有關問題。(3)掌握外力對物體所做的總功的計算,理解“代數(shù)和”的含義。(4)理解和運用動能定理。過程與方法:通過演繹推理過程,培養(yǎng)科學研究興趣,領略物理學中所蘊含的嚴謹?shù)倪壿嬯P系。情感、態(tài)度、價值觀:通過運用動能定理分析解決問題,感受成功的喜悅,培養(yǎng)學生對科學研究的興趣。3、教學的重點和難點重點:理解動能定理、應用動能定理解決力學問題。難點:應用動能定理解決多個過程的力學問題,以及變力做功或曲線運動中的動能定理運用。
一、教材分析行星的運動選自人教版普通高中物理必修2第六章第1節(jié)。本節(jié)教學既是前面《運動的描述》和《曲線運動》內容的進一步的延伸和拓展,又能為后面學習萬有引力定律做鋪墊。在本章中占有較為重要的地位,具有承前啟后的作用。同時該節(jié)內容也涉及大量物理史實、貼近學生生活和聯(lián)系社會實際的事實,可進一步培育學生的科學情感、精神和發(fā)展觀。(一)教學目標 1.知識與技能(1)知道地心說和日心說的基本內容。(2.)掌握理解開普勒三大定律的內容,并能應用。(3)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。2.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。3.情感、態(tài)度與價值觀(1)澄清對天體運動神秘、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。
問:為什么會出現(xiàn)這樣的情況,男女生之間的拉力存在著怎樣的大小關系?進一步求證這兩個力的大小關系經過共同討論,得方案:把兩個彈簧秤勾在一起,重現(xiàn)拔河比賽,分三種情況進行。(通過攝像頭把彈簧秤的讀數(shù)放大)兩彈簧稱勾在一起拉,處于靜止不動時(即拔河比賽,雙方處于僵持狀態(tài))兩彈簧稱勾在一起拉,并向一方運動(即比賽繩子被拉向一方時的狀態(tài))3、兩彈簧稱勾在一起拉,一方方向慢慢改變(兩力方向始終在一條直線上)實驗結論:兩彈簧稱的讀數(shù)的變化總是相同的,大小相等,方向相反。得到牛頓第三定律:追問:既然兩個力大小相等,那么拔河比賽為什么還存在勝負之分?講清作用力與反作用力作用的受力物體不同,并和學生討論如何做才會獲勝?;貞n前問題:“以卵擊石”為什么雞蛋碎?
進一步引導學生思考利用數(shù)學知識可寫成等式F=kma學生很自然就會思考比列系數(shù)K應該是多少?通過教師引導學生舉例各國長度單位不同(如英國:英里、碼、英尺、英寸;中國:市里、市丈、市尺、市寸、市分 )導致交流不便。為了適應各國交流需要國際計量局規(guī)定了一套統(tǒng)一的單位,稱為國際單位制 。取不同的單位制K是不同的,為了簡潔方便,在選取了質量和加速度的國際單位(Kg, m/s2)時規(guī)定K=1。那么就有;F=ma為了紀念牛頓,就把能使1kg物體獲得1m/s2加速度的力稱做一牛頓,用符號N表示問題:實際物體受力往往不止一個,多個力情況應該怎么辦呢?平行四邊形法則進一步引導學生得出牛頓第二定律更一般的表達式: F合=ma思考.討論我們用力提一個很重的箱子,卻提不動它。這個力產生了加速度嗎?要是產生了,箱子的運動狀態(tài)卻并沒有改變。為什么?
(3)內陸和中西部城鎮(zhèn)主要以煤和火電為主;廣大農村和邊遠地區(qū)大多正從使用農作物秸稈等生物能源。(4)人均能源資源不足。我國是世界第三大能源生產國和第二大能源消費國,而我國能源短缺,特別是油氣資源短缺已成為制約我國經濟發(fā)展的重要因素。相關數(shù)據(jù)——煤炭、石油和天然氣的人均資源占有量只有95t,世界平均值為209t,約是世界人均值的1/2;我國人均石油可采儲量3t,世界平均值為28t,約為世界平均值的1/10。我國人均能源消費量不足1.2噸標準煤,居世界89位,不足世界人均能源消費水平的一半,僅占發(fā)達國家的1/5~1/10。其中人均消費650kg標準煤,是世界平均額的95%;人均消費石油相當145kg標準煤,為世界平均數(shù)的16.8%;人均消費天然氣相當17.7kg標準煤,為世界平均數(shù)的3.9%;人均消費電力501.5kWh,為世界平均水平的25%。(5)是能源消費結構不合理,突出存在著一低兩高:即電能消費比例低,非商品生物能源消費量高,一次性商品能源消費中原煤消費比重高。原煤消費達到75%,遠高于26.2%的世界平均水平。
一、說教材《質點 參考系和坐標系》是人教版普通高中物理必修一第一章第一課的內容。本節(jié)課主要介紹了質點、參考系、坐標系的基本概念。通過本節(jié)課的學習為進一步學習后續(xù)課程起到了鋪墊的作用。根據(jù)上述教材的結構和內容分析,又考慮到高一年級學生的認知結構及其心理特征,我制定了以下三維教學目標:1、知識與技能:知道質點的概念及條件;知道參考系的概念及作用;掌握坐標系的簡單應用。2、過程與方法:促進學生自主學習,讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考,培養(yǎng)學生的科學探究能力。3、情感態(tài)度與價值觀:通過質點 參考系和坐標系的學習,使學生了解生活與物理的關系,讓學生學會用科學的思維去看待事物。根據(jù)普通高中物理課程標準,并在吃透教材的基礎上,我確定了以下教學重點和難點:教學重點:質點概念的建立。只有掌握了這一點才能更加準確的理解和掌握后續(xù)教材的相關內容。
設計意圖:通過設疑、討論及學生的親身體驗與教師的引導,得到描述圓周運動快慢的兩個物理量,也就成功的打破了學生在認識上的思維障礙,突破了物理概念教學的難點。在解決線速度和角速度的問題之后,我將引領學生學習勻速圓周運動的概念以及勻速圓周運動中線速度、角速度的特點。并引出勻速圓周運動中周期、轉速的知識。為了加深學生對線速度、角速度與半徑關系的認識,我設計了第三個學生體驗活動:四名學生以我為圓心做圓周運動,四名學生始終并列,這時里圈同學走動不急不慢,而外圈同學則要小跑。通過學生的活動,不難發(fā)現(xiàn)在角速度相同的情況下,半徑越大的線速度也越大。定性的得到了線速度、角速度與半徑的關系。接下來讓學生利用所學知識推導線速度、角速度與半徑的關系。設計意圖:這樣就通過設疑、學生猜想、體驗、推導的方式得到了結論,突破了本節(jié)課的難點即線速度、角速度與半徑的關系。
二、相對論的創(chuàng)立【課件】展示下列材料艾伯特·愛因斯坦(1879——1955),1879年3月14日誕生在德國烏爾姆的一個猶太人家中。1894年舉家遷居意大利米蘭。1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世工業(yè)大學。愛因斯坦被認為是最富于創(chuàng)造力的科學家,他不但創(chuàng)立了相對論,還提出了光量子的概念,得出了光電效應的基本定律,并揭示了光的波粒二重性本質,為量子力學的建立奠定基礎。為此榮獲1921年度的諾貝爾物理學獎。同時,他還證明了熱的分子運動論,提出了測定分子大小的新方法?!締栴}】19世紀末20世紀初愛因斯坦對物理學的貢獻是什么?意義是什么?為什么會出現(xiàn)?1、背景:經典物理學的危機。19世紀末三大發(fā)現(xiàn):x射線、放射性和電子,經典力學無法解釋研究中的新問題,如:黑體輻射、光電效應等。2、相對論的提出及主要內容:(1)“狹義相對論”和光速不變原理:1905年提出。
6、思考:作者心目中的梁啟超是什么形象呢?明確:梁任公是位有學問,有文采,有熱心腸的學者。由學生找出文中體現(xiàn)梁啟超學問、文采的句子。教師展示幻燈。補充介紹:文采不僅體現(xiàn)在書面,也能從流暢的口語表達中反映。《箜篌引》短短十六字蘊涵了什么故事,竟讓梁啟超描述得生動感人以至作者多年后還印象深刻呢?《箜篌引》出自《漢樂府詩》,記敘了一個悲慘壯烈的故事:朝鮮水兵在水邊撐船巡邏時,見一個白發(fā)狂夫提壺渡江,被水沖走。他的妻子勸阻不及,悲痛欲絕,取出箜篌對著江水反復吟唱。一曲終了,她也投河隨夫而去。朝鮮水兵回家向自己的妻子麗玉講述了這個故事,麗玉援引故事中的悲情,創(chuàng)作了這首歌曲,聽過的人無不動容。7、朗讀訓練了解《箜篌引》的故事后,請各小組選派代表朗讀,由學生點評,體會梁啟超演講技巧的高超。8、文中說梁任公是個熱心腸的人,你同意嗎?通過結尾段的“熱心腸”轉入對其人格的分析。
3、馬克思主義的三大思想來源之一——空想社會主義理論,教師可以采用多媒體技術、投放幻燈片、人物圖片等資料進行處理。這樣既能增強課堂的趣味性,激發(fā)學生的興趣,也容易讓學生理解什么是“空想社會主義”。可以分別投放圣西門的實業(yè)制度、傅立葉的“法朗吉”和歐文的“新和諧公社”等資料加深學生的理解。為了充分發(fā)揮學生的學習主體性地位,還可以利用教材中“學習思考”的問題設計:為什么說圣西門等思想家提出的設想是空想的?讓學生在教師提供的材料中探究答案。至于馬克思主義的另兩大思想來源:德意志古典哲學、英國古典政治經濟學可以簡單處理。而馬克思、恩格斯為無產階級革命事業(yè)奮斗的事跡以及馬恩兩人的友誼是可以稍加擴長的部分,教師可事先布置學生任務,讓學生通過網(wǎng)絡或者書籍去查找相關知識,也或者由教師在課堂上補充相關資料,調節(jié)課堂氣氛。
過度:誠如牛頓所說 我之所以能夠取得今天的成就有很大原因是站在巨人的肩膀之上設問3:為什么這個時代選擇了達爾文來完成這一偉大的發(fā)現(xiàn)呢?(達爾文的個人努力)補充材料:(1831年起,他隨“貝格爾號”考察艦進行環(huán)球考察5年。考察結束后,在整理考察資料和實物標本的基礎上,經過長期的研究,于1859年出版了《物種起源》一書,確立了生物的進化論說明達爾文的個人努力:學習、考察、學習、不迷信權威、勇于挑戰(zhàn)、不斷探索的精神,飽覽群書,挑戰(zhàn)和假設建立在大量的閱讀和觀察的基礎上,科學實證等等。可以說達爾文身上有那個時代的一個濃縮的特征,當然他還有點運氣,不過,機遇永遠是為那些有準備的人提供的。)探究:達爾文“進化論”的影響思路引領:科學理論發(fā)展的影響可以從哪些方面分析?(經濟、科學理論本身、人文學科、社會影響(對宗教,社會),對其他國家的影響)設問:達爾文進化論對1859年及以后的社會帶來了非常深遠的影響。有哪些影響呢?①挑戰(zhàn)封建神學的神創(chuàng)世,促進人類認識的飛躍
觀點一:沒有無義務的權利,也沒有無權利的義務;觀點二權利與義務是完全對等的。根據(jù)學生的回答,教師點撥歸納,一般來說,權利與義務是對等的,因為沒有義務的權利只能是特權,而沒有權利的義務只能是奴役,只有將權利與義務有機結合起來,才能構成一個符合社會發(fā)展要求的公民社會,在討論和思考中,使學生樹立正確的觀點,引導學生多方面、多角度地辯證認識權利與義務的關系。(3)個人利益和國家利益相結合的原則。引出汶川大地震中一些先進人物事跡,但另外也有一些人發(fā)國難財?shù)娜耍绾谛拿奘录?,針對上述材料,請同學們談談自己的看法。引導學生理解國家和公民個人利益在根本上是一致的,當個人利益與國家利益發(fā)生矛盾時,個人利益要服從國家利益。通過案例分析,培養(yǎng)學生獲取信息的能力,自主學習的能力以及全面看問題的能力,再結合教師的講授,給學生一種茅塞頓開的感覺。
1.用CAI課件模擬汽車的啟動過程。師生共同討論:①如果作用在物體上的力為恒力,且物體以勻速運動,則力對物體做功的功率保持不變。此情況下,任意一段時間內的平均功率與任一瞬時的瞬時功率都是相同的。②很多動力機器通常有一個額定功率,且通常使其在額定功率狀態(tài)工作(如汽車),根據(jù)P=FV可知:當路面阻力較小時,牽引力也小,速度大,即汽車可以跑得快些;當路面阻力較大,或爬坡時,需要比較大的牽引力,速度必須小。這就是爬坡時汽車換低速擋的道理。③如果動力機器在實際功率小于額定功率的條件下工作,例如汽車剛剛起動后的一段時間內,速度逐漸增大過程中,牽引力仍可增大,即F和v可以同時增大,但是這一情況應以二者乘積等于額定功率為限度,即當實際功率大于額定功率以后,這種情況不可能實現(xiàn)。
(五)平拋運動規(guī)律的應用例1:一架老式飛機在高出海面45m的高處,以80m/s的速度水平飛行,為了使飛機上投下的炸彈落在停在海面上的敵船,應該在與轟炸目標的水平距離為多遠的地方投彈?不計空氣阻力。分析:對于這道題我們可以從以下幾個方面來考慮:(1)從水平飛行的飛機上投下的炸彈,做什么運動?為什么?(2)炸彈的這種運動可分解為哪兩個什么樣的分運動?3)要想使炸彈投到指定的目標處,你認為炸彈落地前在水平方向通過的距離與投彈時飛機離目標的水平距離之間有什么關系?拓展:1、式飛機在高出海面45m的高處,以80m/s的速度水平飛行,尾追一艘以15m/s逃逸的敵船,為了使飛機上投下的炸彈正好擊中敵船,應該在與轟炸目標的水平距離為多遠的地方投彈?不計空氣阻力。2、在一次摩托車跨越壕溝的表演中,摩托車從壕溝的一側以速度v=40m/s沿水平方向向另一側,壕溝兩側的高度及寬度如圖所示,摩托車可看做質點,不計空氣阻力。(1)判斷摩托車能否跨越壕溝?請計算說明(2)若能跨過,求落地速度?
3.進一步體會力是產生加速度的原因,并通過牛頓第二定律來理解勻速圓周運動、變速圓周運動及一般曲線運動的各自特點。(三)、情感、態(tài)度與價值觀1.在實驗中,培養(yǎng)學生動手、探究的習慣。2.體會實驗的意義,感受成功的快樂,激發(fā)學生探究問題的熱情、樂于學習的品質。教學重點1.體會牛頓第二定律在向心力上的應用。2.明確向心力的意義、作用、公式及其變形,并經行計算。教學難點1.對向心力的理解及來源的尋找。2.運用向心力、向心加速度的知識解決圓周運動問題。教學過程(一)、 引入新課:復習提問:勻速圓周運動的物體的加速度——向心加速度,它的方向和大小有何特點呢?學生回答后進一步引導:那做勻速圓周運動物體的受力有什么特點呢?是什么力使物體做圓周運動而不沿直線飛出?請同學們先閱讀教材
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