教學(xué)重點(diǎn)1.自由落體運(yùn)動(dòng)的概念及探究自由落體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。2.掌握自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并能運(yùn)用其解決實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)難點(diǎn)演示實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)的技巧及自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的得出.教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)思想:1、 先用游戲激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,順理成章地研究落體運(yùn)動(dòng);2、 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自己總結(jié)出物體下落快慢不同的主要原因是空氣阻力,從而猜想若沒(méi)有空氣阻力會(huì)怎樣;3、 用牛頓管實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想,引入了新的理想運(yùn)動(dòng)模型:自由落體運(yùn)動(dòng)。講述1971年宇航員做的實(shí)驗(yàn),加深印象;4、 了解地球表面物體下落運(yùn)動(dòng)近似成自由落體運(yùn)動(dòng)的條件;5、 著手研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行研究,得到結(jié)論;6、 總結(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及重力加速度;7、 應(yīng)用訓(xùn)練
猜想:既然物體下落過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況與物體質(zhì)量無(wú)關(guān),那么為什么在現(xiàn)實(shí)生活中,不同物體的落體運(yùn)動(dòng),下落快慢不同呢?我們能否猜想是由于空氣阻力的作用造成的呢?如果沒(méi)有空氣阻力將會(huì)怎樣呢?學(xué)生討論后回答.三、猜想與假說(shuō)伽利略認(rèn)為,自由落體是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng).他設(shè)想,最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是均勻變化的.但是,速度的變化怎樣才算均勻呢?他考慮了兩種可能:一種是速度的變化對(duì)時(shí)間來(lái)說(shuō)是均勻的,即經(jīng)過(guò)相等的時(shí)間,速度的變化相等;另一種是速度的變化對(duì)位移來(lái)說(shuō)是均勻的,即經(jīng)過(guò)相等的位移,速度的變化相等.伽利略假設(shè)第一種方式最簡(jiǎn)單,并把這種運(yùn)動(dòng)叫做勻變速運(yùn)動(dòng).四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是檢驗(yàn)理論正確與否的唯一標(biāo)準(zhǔn).任何結(jié)論和猜想都必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,否則不成理論.猜想或假說(shuō)只有通過(guò)驗(yàn)證才會(huì)成為理論.所謂實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證就是任何人,在理論條件下去操作都能到得實(shí)驗(yàn)結(jié)果,它具有任意性,但不是無(wú)條件的,實(shí)驗(yàn)是在一定條件下的驗(yàn)證,而與實(shí)際有區(qū)別.
演示實(shí)驗(yàn)1、將一張紙和一張金屬片在同一高度同時(shí)釋放,結(jié)果金屬片先著地。教師不發(fā)表意見(jiàn),繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。分別將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果板書在黑板上。2、將剛才的紙片緊緊捏成一團(tuán),再次與硬幣同時(shí)釋放,結(jié)果兩者幾乎同時(shí)落地。3、將兩個(gè)完全一樣的紙片,一個(gè)捏成團(tuán),一個(gè)平展,則紙團(tuán)下落快。師:物體下落快慢是由質(zhì)量決定嗎?生:不是的!師:為什么這樣說(shuō)?生:第2個(gè)實(shí)驗(yàn)和第三實(shí)驗(yàn)都說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題,特別是第3個(gè)問(wèn)題,質(zhì)量一樣卻下落有快慢之分。師:那你現(xiàn)在覺(jué)得物體下落快慢由什么因素決定呢?生:我想應(yīng)該是空氣阻力。猜想師:如果影響物體下落快慢的因素是空氣阻力,那么在沒(méi)有空氣阻力,物體的下落快慢應(yīng)該是一樣的,這種猜想是不是正確呢?我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下。
四、速度和速率學(xué)生閱讀教材第18頁(yè)相應(yīng)部分的知識(shí)點(diǎn),讓學(xué)生總結(jié).生:速度既有大小,又有方向,是矢量,速度的大小叫速率,教師引導(dǎo)學(xué)生看教材第18頁(yè)圖1.3—2.觀察汽車的速度計(jì),討論后說(shuō)出你從表盤上獲取的有用信息。生:汽車的速率.指針指在相應(yīng)數(shù)字的瞬間,就表示汽車在那一瞬時(shí)的速率是那個(gè)值.生:還可以從表盤上直接讀出公里里程.師:日常生活中的“速度”有時(shí)指速度,也有時(shí)指速率,要看實(shí)際的物理情景。[討論與交流]甲、乙兩位同學(xué)用不同的時(shí)間圍繞操場(chǎng)跑了一圈,都回到了出發(fā)點(diǎn),他們的平均速度相同嗎?怎樣比較他們運(yùn)動(dòng)的快慢?學(xué)生討論,體驗(yàn)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發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值,所以他們的平均速度都是零。生2:即使一位同學(xué)站在原地不跑,他的平均速度也是零啊,可我們運(yùn)動(dòng)會(huì)上不是這樣比快慢的,如果這樣,那多不公平啊?
①平動(dòng)的物體一般可以看作質(zhì)點(diǎn)做平動(dòng)的物體,由于物體上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同,可以用一個(gè)點(diǎn)代表整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),在這種情況下,物體的大小、形狀就無(wú)關(guān)緊要了,可以把整個(gè)物體當(dāng)質(zhì)點(diǎn)。例如:平直公路上行駛的汽車,車身上各部分的運(yùn)動(dòng)情況相同,當(dāng)我們把汽車作為一個(gè)整體來(lái)研究它的運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,就可以把汽車當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。當(dāng)然,假如我們需要研究汽車輪胎的運(yùn)動(dòng),由于輪胎上各部分運(yùn)動(dòng)情況不相同,那就不能把它看作質(zhì)點(diǎn)了。要注意的是:同一物體在不同情況下有時(shí)可看質(zhì)點(diǎn),有時(shí)不可以看作質(zhì)點(diǎn),一列火車從北京開(kāi)到上海,研究火車的運(yùn)行的時(shí)間,可將火車看成質(zhì)點(diǎn),而火車過(guò)橋時(shí),計(jì)算火車過(guò)橋的時(shí)間,不可以將火車看成質(zhì)點(diǎn)。②有轉(zhuǎn)動(dòng)但轉(zhuǎn)動(dòng)為次要因素例如:研究地球公轉(zhuǎn)時(shí),可把地球看作質(zhì)點(diǎn);研究地球自轉(zhuǎn)時(shí),不能把地球看作質(zhì)點(diǎn)。③物體的形狀、大小可忽略再如:乒乓球旋轉(zhuǎn)對(duì)球的運(yùn)動(dòng)的較大的影響,運(yùn)動(dòng)員在發(fā)球、擊球時(shí)都要考慮,就不能把乒乓球簡(jiǎn)單看作質(zhì)點(diǎn)。
(創(chuàng)設(shè)實(shí)例:多媒體播放視頻劉翔的110m欄。)1.提出問(wèn)題:怎樣定量(準(zhǔn)確)人描述車或劉翔所在的位置?2.提示:你的描述必須能反映物體(或人)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)(直線)、運(yùn)動(dòng)方向、各點(diǎn)之間的距離等因素。3.總結(jié):①為了定量地描述物體的位置及位置的變化,需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。坐標(biāo)系是在參考系的基礎(chǔ)上抽象出來(lái)的概念,是抽象化的參考系。為了定量地描述物體的位置及位置的變化需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,如果物體在一維空間運(yùn)動(dòng),即沿一條直線運(yùn)動(dòng),只需建立直線坐標(biāo)系,就能準(zhǔn)確表達(dá)物體的位置;如果物體在二維空間運(yùn)動(dòng),即在同一平面運(yùn)動(dòng),就需要建立平面直角坐標(biāo)系來(lái)描述物體的位置;當(dāng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí),則需要建立三維坐標(biāo)系。①一維坐標(biāo):描述物體在一條直線上運(yùn)動(dòng),即物體做一維運(yùn)動(dòng)時(shí),可以以這條直線為x軸,在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度,建立直線坐標(biāo)系。如圖1-1-1所示,若某一物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),此時(shí)它的位置坐標(biāo)XA=3m,若它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),則此時(shí)它的坐標(biāo)XB=-2m(“-”表示沿X軸負(fù)方向)。
閱讀教材后總結(jié):是萬(wàn)有引力的作用把宇宙中的恒星和行星聚集在一起,組成了太陽(yáng)系、銀河系和其他星系.力的相互作用遍布我們周圍的一切物體.除此之外還有電荷間的相互作用、磁體間的相互作用,我們把這種力稱為電磁相互作用.【思考與討論】質(zhì)子帶正電,但質(zhì)子(與中子一起)卻能聚集在一起構(gòu)成原子核.你能推測(cè)是什么力的作用結(jié)果嗎?攻略一:閱讀教材53頁(yè),師生共同討論、總結(jié).攻略二:網(wǎng)絡(luò)搜索或工具書查閱“四種基本相互作用”,進(jìn)一步了解概念.結(jié)論:決定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和變化過(guò)程的基本的相互作用.近代物理確認(rèn)各種物質(zhì)之間的基本的相互作用可歸結(jié)為四種:引力相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和強(qiáng)相互作用.近代物理的觀點(diǎn)傾向于認(rèn)為:四種基本相互作用是統(tǒng)一的,物理學(xué)家們正在為建立大統(tǒng)一理論而努力.但至今也沒(méi)有公認(rèn)的結(jié)論,望同學(xué)們好好學(xué)習(xí),為科學(xué)事業(yè)奉獻(xiàn)自己的聰明和才智.
生:還可以從表盤上直接讀出公里里程.師:日常生活中的“速度”有時(shí)指速度,也有時(shí)指速率,要看實(shí)際的物理情景。[討論與交流]甲、乙兩位同學(xué)用不同的時(shí)間圍繞操場(chǎng)跑了一圈,都回到了出發(fā)點(diǎn),他們的平均速度相同嗎?怎樣比較他們運(yùn)動(dòng)的快慢?學(xué)生討論,體驗(yàn)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發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值,所以他們的平均速度都是零。生2:即使一位同學(xué)站在原地不跑,他的平均速度也是零啊,可我們運(yùn)動(dòng)會(huì)上不是這樣比快慢的,如果這樣,那多不公平啊?師:平均速度v=Δx/Δt,甲、乙的位移都為零,所以他們的平均速度也都等于零.在這里平均速度無(wú)法顯示他們運(yùn)動(dòng)快慢的不同,要用到另一物理量:平均速率.平均速率等于物體運(yùn)動(dòng)通過(guò)的路程跟所用時(shí)間的比值.他們兩人通過(guò)的路程相同且都不為零,但所用時(shí)間不同.顯然用時(shí)短的運(yùn)動(dòng)得快,也就是平均速率大.生:這不是我們初中學(xué)過(guò)的速度嗎?
【學(xué)習(xí)內(nèi)容分析】在行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律與萬(wàn)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(wàn)有引力定律的這個(gè)科學(xué)過(guò)程。如果說(shuō)上一節(jié)內(nèi)容是從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度描述行星運(yùn)動(dòng)的話,那么,本節(jié)內(nèi)容是從動(dòng)力學(xué)角度來(lái)研究行星運(yùn)動(dòng)的,研究過(guò)程是依據(jù)已有規(guī)律進(jìn)行的演繹推理過(guò)程。教科書在尊重歷史事實(shí)的前提下,通過(guò)一些邏輯思維的鋪墊,讓學(xué)生以自己現(xiàn)有的知識(shí)基礎(chǔ)身于歷史的背景下,經(jīng)歷一次“發(fā)現(xiàn)”萬(wàn)有引力的過(guò)程,因此體驗(yàn)物理學(xué)研究問(wèn)題的方法就成為主要的教學(xué)目標(biāo)?!緦W(xué)情分析】在學(xué)太陽(yáng)對(duì)行星的引力之前,學(xué)生已經(jīng)對(duì)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(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)規(guī)律,能熟練運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。已經(jīng)完全具備深入探究和學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律的起點(diǎn)能力。所以在推導(dǎo)太陽(yáng)與行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),教師可以要求學(xué)生自主地運(yùn)用原有的知識(shí)進(jìn)行推導(dǎo),并要求說(shuō)明每一步推理的理論依據(jù)是什么,教師僅在難點(diǎn)問(wèn)題上做適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥。
世界能源問(wèn)題的解決途徑是什么?能源,是人類敕以生存和進(jìn)行生產(chǎn)的不可缺少的資源.近年來(lái),隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和能源消費(fèi)的增長(zhǎng).能源問(wèn)題已被列為世界上研究的重大問(wèn)題之一.解決世界能源問(wèn)題的根本途徑,主要有兩個(gè)方面:其一是廣泛開(kāi)源,其二是認(rèn)真節(jié)流.所謂開(kāi)源,就是積極開(kāi)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(shí),積極開(kāi)發(fā)豐富的煤炭資源,還要大力開(kāi)發(fā)水能,生物能等常規(guī)能源,加強(qiáng)核能、太陽(yáng)能,風(fēng)能、沼氣,海洋能,地?zé)崮芤约捌渌鞣N新能源的研究和利用,從而不斷擴(kuò)大人類的能源資源的種類和來(lái)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(guó)家關(guān)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(jì)劃地控制人口增長(zhǎng)的同時(shí),重點(diǎn)要發(fā)揮先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),提高各國(guó)的能源利用效率.
1、教師先演示投影:把小鋼珠放在黑墨水瓶蓋里轉(zhuǎn)一下(內(nèi)有一點(diǎn)點(diǎn)墨水),再放在半圓形有機(jī)玻璃軌道上運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)飛出,讓學(xué)生猜測(cè)飛出方向由什么特點(diǎn)?(有機(jī)玻璃板說(shuō)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(zhǎng)些,以便過(guò)MN做直線,根據(jù)半徑大小確定圓心O位置。)學(xué)生猜想:切線方向師:已知圓弧半徑為15厘米。如何驗(yàn)證?請(qǐng)用幾何方法作圖驗(yàn)證。生:標(biāo)出飛出點(diǎn)和圓心,做圓心和飛出點(diǎn)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(shí)驗(yàn),提醒同桌配合,小心鋼珠滾跑。實(shí)驗(yàn)完畢,要求作圖驗(yàn)證,并互相討論交流。3、交流和結(jié)論:師:要引導(dǎo)學(xué)生得出正確的科學(xué)結(jié)論:“圓周運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向”,而不能直接得出“曲線運(yùn)動(dòng)的的物體速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向”。
“做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程”,這是本章教學(xué)中的一條主線。對(duì)于一種勢(shì)能,就一定對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的力做功。類比研究重力勢(shì)能是從分析重力做功入手的,研究彈簧的彈性勢(shì)能則應(yīng)從彈簧的彈力做功入手。然而彈簧的彈力是一個(gè)變力,如何研究變力做功是本節(jié)的一個(gè)難點(diǎn),也是重點(diǎn)。首先,要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)類比重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系得出彈簧的彈力做功和彈簧的彈性勢(shì)能的關(guān)系。其次,通過(guò)合理的猜想與假設(shè)得出彈簧的彈力做功與哪些物理量有關(guān)。最后,類比勻變速直線運(yùn)動(dòng)求位移的方法,進(jìn)行知識(shí)遷移,利用微元法的思想得到彈簧彈力做功的表達(dá)式,逐步把微分和積分的思想滲透到學(xué)生的思維中。本節(jié)課通過(guò)游戲引入課題,通過(guò)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(shí)例來(lái)創(chuàng)設(shè)情景,提出問(wèn)題。給學(xué)生感性認(rèn)識(shí),引起學(xué)生的好奇心;讓學(xué)生對(duì)彈簧彈力做功的影響因素進(jìn)行猜想和假設(shè),提出合理的推測(cè),激發(fā)學(xué)生的探索心理,構(gòu)思實(shí)驗(yàn),為定性探究打下基礎(chǔ)。然后,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)類比重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系得出彈簧彈性勢(shì)能與彈簧彈力做功的關(guān)系。
說(shuō)明:“倍增法”是一種重要的物理方法,歷史上庫(kù)侖在研究電荷間的相互作用力時(shí)曾用過(guò)此法,但學(xué)生在此前的物理學(xué)習(xí)中可能未曾遇到類似例子,因此引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)交流,領(lǐng)會(huì)“倍增法”的妙處,這是本節(jié)課的一個(gè)要點(diǎn).可用體育鍛煉中的“拉力器”來(lái)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(shí)驗(yàn)方案2一樣。也可使用氣墊導(dǎo)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(lái)的點(diǎn)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(yīng)研究小車在哪個(gè)時(shí)刻的速度:在橡皮筋剛恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)小車的瞬時(shí)速度,即紙帶上的點(diǎn)剛開(kāi)始呈現(xiàn)均勻分布時(shí)的速度;③應(yīng)如何取紙帶上的點(diǎn)距以確定速度:由于實(shí)驗(yàn)器材和每次操作的分散性,尤其是橡皮筋不可能長(zhǎng)度、粗細(xì)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(yùn)動(dòng)的點(diǎn)數(shù)和點(diǎn)的位置,不一定都在事先的設(shè)定點(diǎn)(即用一條橡皮筋拉小車,橡皮筋剛好恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)紙帶上的點(diǎn))處。
教學(xué)目標(biāo)㈠知識(shí)與技能1.要弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,本?shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),目的是利用重物的自由下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。2.要明確實(shí)驗(yàn)原理,掌握實(shí)驗(yàn)的操作方法與技巧、學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與處理,能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差的分析,從而使我們對(duì)機(jī)械能守恒定律的認(rèn)識(shí),不止停留在理論的推導(dǎo)上,而且還能夠通過(guò)親自操作和實(shí)際觀測(cè),從感性上增加認(rèn)識(shí),深化對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解。3.要明確織帶選取及測(cè)量瞬時(shí)速度簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的方法。㈡過(guò)程與方法1.通過(guò)學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、采集數(shù)據(jù),處理數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)誤差分析的能力。2.通過(guò)同學(xué)們的親自操作和實(shí)際觀測(cè)掌握實(shí)驗(yàn)的方法與技巧。3.通過(guò)對(duì)紙帶的處理過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力,體會(huì)處理問(wèn)題的方法,領(lǐng)悟如何間接測(cè)一些不能直接測(cè)量的物理量的方法。
一、學(xué)習(xí)任務(wù)分析1.教材的地位和作用在物理學(xué)中,能量并不是由功定義的。能量的概念是在人類追尋“運(yùn)動(dòng)中的守恒量是什么”的過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的。能量概念之所以重要,就是因?yàn)樗且粋€(gè)守恒量。守恒關(guān)系是自然中十分重要的關(guān)系,從中學(xué)開(kāi)始加強(qiáng)學(xué)生對(duì)守恒關(guān)系的認(rèn)識(shí)是有益的,因?yàn)樗菢O為重要的研究方向。根據(jù)這種認(rèn)識(shí),所以本節(jié)從追尋守恒量出發(fā)引入能量概念,為能量學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)并把這種物理思想滲透在能量學(xué)習(xí)的全過(guò)程。2.學(xué)習(xí)的主要任務(wù)“追尋守恒量”一節(jié),主要是使學(xué)生了解守恒思想的重要性。學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課前已經(jīng)學(xué)習(xí)了能量的有關(guān)知識(shí),在過(guò)去的教學(xué)中,是先學(xué)習(xí)能量的概念,而后研究一兩個(gè)具體問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)動(dòng)能與勢(shì)能之和在某些過(guò)程中不變,由此引出機(jī)械能守恒定律?!皺C(jī)械能守恒”這個(gè)詞學(xué)生并不陌生,但是讓學(xué)生說(shuō)出自己對(duì)它的認(rèn)識(shí)又不是一件容易的事。
知識(shí)與技能1.知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容.2.知道所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上.3.知道所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,且這個(gè)比值與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān),但與太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān).4.理解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的,真理是來(lái)之不易的.過(guò)程與方法通過(guò)托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開(kāi)普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí),了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解.情感、態(tài)度與價(jià)值觀1.澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)裨秘、模糊的認(rèn)識(shí),掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法.2.感悟科學(xué)是人類進(jìn)步不竭的動(dòng)力.教學(xué)重點(diǎn)理解和掌握開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng).學(xué)好本節(jié)有利于對(duì)宇宙中行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí),掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法,并有利于對(duì)人造衛(wèi)星的學(xué)習(xí).
1.這節(jié)課以實(shí)驗(yàn)為依據(jù),采用控制變量的方法進(jìn)行研究。這一方法今后在電學(xué)、熱學(xué)的研究中還要用到。我們根據(jù)已掌握的知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、探索規(guī)律是物體研究的重要方法。2.定義力的單位“牛頓”使得k=1,得到牛頓第二定律的簡(jiǎn)單形式F=ma。使用簡(jiǎn)捷的數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)物理規(guī)律是物理學(xué)的特征之一,但應(yīng)知道它所對(duì)應(yīng)的文字內(nèi)容和意義。3.牛頓第二定律概括了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。物體所受合外力恒定,其加速度恒定;合外力為零,加速度為零。即合外力決定了加速度,而加速度影響著物體的運(yùn)動(dòng)情況。因此,牛頓第二定律是把前兩章力和物體的運(yùn)動(dòng)構(gòu)成一個(gè)整體,其中的紐帶就是加速度。四、評(píng)價(jià)方案及說(shuō)明1、對(duì)科學(xué)知識(shí)與技能的評(píng)價(jià)要注重科學(xué)內(nèi)容的理解與應(yīng)用,而不是單純記憶。技能的評(píng)價(jià)目標(biāo)包括觀察技能、實(shí)驗(yàn)技能等方面。對(duì)科學(xué)的技能的評(píng)價(jià)要盡量融合在科學(xué)探究過(guò)程的情景中。對(duì)科學(xué)知識(shí)的評(píng)價(jià)主要從兩方面,一是根據(jù)學(xué)生診斷性練習(xí);二是通過(guò)學(xué)生作業(yè)反映學(xué)生掌握情況。
一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能(1)知道時(shí)間和時(shí)刻的含義以及它們的區(qū)別。知道在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量時(shí)間的方法。(2)知道位移的概念,知道它是表示質(zhì)點(diǎn)位置變動(dòng)的物理量,知道它是矢量,可以用有向線段來(lái)表示。(3)知道位移和路程的區(qū)別。2、過(guò)程與方法(1)聯(lián)系生活實(shí)際,通過(guò)師生共同討論的方法來(lái)確定時(shí)刻與時(shí)間、位置、位移及其路程的關(guān)系。(2)通過(guò)類比的數(shù)學(xué)方法用數(shù)學(xué)上的點(diǎn)、線段來(lái)突破時(shí)刻與時(shí)間的關(guān)系,直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移。(3)嘗試運(yùn)用所學(xué)的概念判斷一些與生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(1)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),使學(xué)生體會(huì)到物理現(xiàn)象和規(guī)律所蘊(yùn)含的自然美。(2)通過(guò)對(duì)問(wèn)題的討論,培養(yǎng)學(xué)生勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問(wèn)題。(3)培養(yǎng)學(xué)生有主動(dòng)與他人合作的團(tuán)隊(duì)精神,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn):1、時(shí)間、時(shí)刻、位置、位移的概念。2、矢量與標(biāo)量的概念。
三、制定實(shí)驗(yàn)方案的兩個(gè)問(wèn)題:1.怎樣測(cè)量(或比較)物體的加速度:引導(dǎo)學(xué)生思考、討論并交流。學(xué)生可能會(huì)提出下面的一些方案:方法一:測(cè)出初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體在 時(shí)間內(nèi)的位移 ,則 ;方法二:在運(yùn)動(dòng)的物體上安裝一條打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來(lái)測(cè)量加速度;方法三:測(cè)出兩個(gè)初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的物體在相同的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移 、 ,則 ;方法四:測(cè)出兩個(gè)初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的物體在相同的位移內(nèi)所用的時(shí)間 、 ,則 ;2.怎樣提供并測(cè)量物體所受的恒力:教師提出:現(xiàn)實(shí)中,除了在真空中拋出或落下的物體(僅受重力)外,僅受一個(gè)力的物體幾乎是不存在的。然而,一個(gè)單獨(dú)的力作用效果與跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的,因此,實(shí)驗(yàn)中力 的含義指物體所受的合力。以在水平軌道上用繩牽引小車加速運(yùn)動(dòng)為例,小車受到四個(gè)力的作用,即重力、支持力、繩的拉力和軌道對(duì)小車的摩擦力(當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度比較小時(shí),我們可以忽略空氣的阻力)。
具體過(guò)程:先用懸掛法確定重心之后,在板上固定一條細(xì)線ab,讓ab穿過(guò)重心c點(diǎn),再在其重心c處拴上細(xì)繩提拉,驗(yàn)證薄板可以水平平衡.如圖3-1-6、3-1-7所示.歸納:物體的重心可在物體之上,也可在物體之外.結(jié)論:規(guī)則均勻的物體重心在其幾何中心;不規(guī)則不均勻的物體重心用懸掛法.例3一個(gè)被吊著的均勻的球殼,其內(nèi)部注滿了水,在球的底部有一帶閥門的細(xì)出水口.在打開(kāi)閥門讓水慢慢流出的過(guò)程中,球殼與其中的水的共同重心將會(huì)()A.一直下降B.一直不變C.先下降后上升D.先上升后下降先讓學(xué)生自己回答,估計(jì)很多學(xué)生會(huì)選擇A;教師提示開(kāi)始和最終重心的位置,學(xué)生很快就能得出正確答案.借機(jī)引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題要全面.參考答案:在注滿水時(shí),球殼和水的共同重心在球心,隨著水的流出,球殼的重心不變,但是水的重心下降,二者共同的重心在下降.當(dāng)水流完時(shí),重心又回到球心,故選項(xiàng)C正確.