【學(xué)習(xí)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(xué)過程。如果說上一節(jié)內(nèi)容是從運動學(xué)角度描述行星運動的話,那么,本節(jié)內(nèi)容是從動力學(xué)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(xué)生以自己現(xiàn)有的知識基礎(chǔ)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(xué)研究問題的方法就成為主要的教學(xué)目標?!緦W(xué)情分析】在學(xué)太陽對行星的引力之前,學(xué)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(xué)問題。已經(jīng)完全具備深入探究和學(xué)習(xí)萬有引力定律的起點能力。所以在推導(dǎo)太陽與行星運動規(guī)律時,教師可以要求學(xué)生自主地運用原有的知識進行推導(dǎo),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(fēng)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(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,在有計劃地控制人口增長的同時,重點要發(fā)揮先進科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢,提高各國的能源利用效率.
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(xué)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(xué)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(jié)論:師:要引導(dǎo)學(xué)生得出正確的科學(xué)結(jié)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(zhuǎn)化過程”,這是本章教學(xué)中的一條主線。對于一種勢能,就一定對應(yīng)于相應(yīng)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(yīng)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(dǎo)學(xué)生通過類比重力做功和重力勢能的關(guān)系得出彈簧的彈力做功和彈簧的彈性勢能的關(guān)系。其次,通過合理的猜想與假設(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(xué)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(shè)情景,提出問題。給學(xué)生感性認識,引起學(xué)生的好奇心;讓學(xué)生對彈簧彈力做功的影響因素進行猜想和假設(shè),提出合理的推測,激發(fā)學(xué)生的探索心理,構(gòu)思實驗,為定性探究打下基礎(chǔ)。然后,引導(dǎo)學(xué)生通過類比重力做功與重力勢能的關(guān)系得出彈簧彈性勢能與彈簧彈力做功的關(guān)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(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,且這個比值與行星的質(zhì)量無關(guān),但與太陽的質(zhì)量有關(guān).4.理解人們對行星運動的認識過程是漫長復(fù)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(xué)家對行星運動的不同認識,了解人類認識事物本質(zhì)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(xué)方法.2.感悟科學(xué)是人類進步不竭的動力.教學(xué)重點理解和掌握開普勒行星運動定律,認識行星的運動.學(xué)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(xué)方法,并有利于對人造衛(wèi)星的學(xué)習(xí).
動畫展示三個宇宙速度(四) 讓學(xué)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(xué)生發(fā)現(xiàn)一些奇妙的物理現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)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(yù)計不久的將來,哪個國家也將登上月球,同學(xué)們高呼“中國”,那么我們現(xiàn)在能做些什么呢,讓同學(xué)感想到:我們是祖國的未來的希望,現(xiàn)在需要努力學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識,將來為祖國的航天事業(yè)做貢獻。要培養(yǎng)學(xué)生堅韌不撥、勇于探索、協(xié)力合作的科學(xué)精神以及嚴謹求實、謙虛謹慎、勇于質(zhì)疑科學(xué)態(tài)度;也要培養(yǎng)學(xué)習(xí)者熱愛科學(xué)、熱愛祖國的情感;努力學(xué)習(xí)、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(xí)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?!?/p>
《勻速圓周運動》為高中物理必修2第五章第4節(jié).它是學(xué)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?qū)W生介紹描述圓周運動的幾個基本概念,為后繼的學(xué)習(xí)打下一個良好的基礎(chǔ)。人教版教材有一個的特點就是以實驗事實為基礎(chǔ),讓學(xué)生得出感性認識,再通過理論分析總結(jié)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(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)動,提出了描述圓周運動的物體運動快慢的問題。二、教學(xué)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(guān)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(guān)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(cè)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(xué)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(zhuǎn)化。在擺動過程中,小球總能回到原來的高度??梢姡亓菽芎蛣幽艿目偤捅3植蛔?。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(zhì)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(zhì)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(zhì)點。(2)當兩物體是質(zhì)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(zhì)量均勻的球體。當研究物體不能看成質(zhì)點時,可以把物體假想分割成無數(shù)個質(zhì)點,求出兩個物體上每個質(zhì)點與另一物體上所有質(zhì)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(zhì)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(fù)雜的現(xiàn)象,無不要歸結(jié)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。
二、課堂教學(xué)(課前由科代表發(fā)回預(yù)習(xí)學(xué)案)1、教師根據(jù)預(yù)習(xí)學(xué)案檢查結(jié)果提出問題(用多媒體展示),引導(dǎo)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(jié)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(guān)系?你如何得出這個結(jié)論?這個做功的力和F=ma中的力F有什么關(guān)系)。有困難的小組應(yīng)及時問老師。老師在這個過程中巡視指導(dǎo)。2、學(xué)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(xí)(教師在此過程中巡視指導(dǎo)):2.1嘗試推出動能的表達式(鼓勵會推導(dǎo)的同學(xué)積極上臺板演,老師引導(dǎo)討論)。2.2寫出動能的小結(jié)(認真閱讀教材p66倒數(shù)第二段、第三段,結(jié)合你推導(dǎo)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(yīng)從哪幾方面來理解動能?)
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(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)生通過交流,領(lǐng)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(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(yīng)研究小車在哪個時刻的速度:在橡皮筋剛恢復(fù)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(yīng)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(shè)定點(即用一條橡皮筋拉小車,橡皮筋剛好恢復(fù)原長時紙帶上的點)處。
1.教材在學(xué)生的原有加速度概念的基礎(chǔ)上來討論“勻速圓周運動速度變化快慢”的問題,讓學(xué)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(xué)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(guān)系的規(guī)律;把向心加速度放在向心力之前,從運動學(xué)的角度來學(xué)習(xí)向心加速度。4.教材為了培養(yǎng)學(xué)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(dǎo)向心加速度的教學(xué)方式。1.采用理論、實驗、體驗相結(jié)合的教學(xué)安排。2.教師啟發(fā)引導(dǎo),學(xué)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(guān)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(xué)目標㈠知識與技能1.要弄清實驗?zāi)康模緦嶒灋轵炞C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(xué)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(dǎo)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(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生設(shè)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(xué)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(xué)生獲取信息、處理信息的能力,體會處理問題的方法,領(lǐng)悟如何間接測一些不能直接測量的物理量的方法。
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(guān)系是自然中十分重要的關(guān)系,從中學(xué)開始加強學(xué)生對守恒關(guān)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(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,在過去的教學(xué)中,是先學(xué)習(xí)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。“機械能守恒”這個詞學(xué)生并不陌生,但是讓學(xué)生說出自己對它的認識又不是一件容易的事。
思考提示在階級社會中,社會基本矛盾的解決主要是通過階級斗爭實現(xiàn)的,階級斗爭是推動階級社會發(fā)展的直接動力,當舊的生產(chǎn)關(guān)系嚴重阻礙生產(chǎn)力發(fā)展,需要進行變革時,代表舊的生產(chǎn)關(guān)系的沒落階級卻不會自動退出歷史舞臺,利用舊的上層建筑維護自己的統(tǒng)治,只有代表新生產(chǎn)力發(fā)展方向的階級通過社會革命,推翻沒落的階級統(tǒng)治,才能解放生產(chǎn)力,推動社會向前發(fā)展。所以,階級社會的進步往往是通過激烈的社會革命實現(xiàn)的。但是,社會主義社會與階級社會不同,這是因為,社會主義社會中,生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系、經(jīng)濟基礎(chǔ)和上層建筑之間的矛盾是一種非對抗性矛盾,不需要通過一個階級推翻另一個階級的階級斗爭的方式來解決,只能通過改革實現(xiàn)社會的發(fā)展,通過對生產(chǎn)關(guān)系和上層建筑進行改革,實現(xiàn)社會主義的自我完善,從而促進社會的發(fā)展。所以,我國經(jīng)濟體制改革是在堅持社會主義制度的前提下,改革生產(chǎn)關(guān)系和上層建筑中不適應(yīng)生產(chǎn)力發(fā)展的一系列相互聯(lián)系的環(huán)節(jié)和方面。
A生產(chǎn)方式是人類社會存在和發(fā)展的基礎(chǔ)人要生存必須有吃、穿、住、用等物質(zhì)生活資料,只有生存問題解決了才能談得上社會的存在和發(fā)展,才能從事其他的活動(教育、藝術(shù)、體育、政治)。而要獲得物質(zhì)生活資料,必須從事物質(zhì)資料的生產(chǎn)勞動。在這一活動中,形成了現(xiàn)實的生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系,即生產(chǎn)方式?!舅枷虢逃柯浜蟊厝话ご颍覈罅Πl(fā)展經(jīng)濟,就是為了發(fā)展生產(chǎn)力。發(fā)展是硬道理,中國解決一切問題的關(guān)鍵在與自己的發(fā)展。要積極支持改革開放,積極投身于經(jīng)濟建設(shè)中去?,F(xiàn)在學(xué)好知識將來教育育人,為社會培養(yǎng)更多的合格人才。B生產(chǎn)方式?jīng)Q定著社會的性質(zhì)和面貌社會生活紛繁復(fù)雜,包括經(jīng)濟生活、政治生活、精神生活、婚姻家庭生活等許多方面。這些方面都受生產(chǎn)方式的制約,有什么樣的生產(chǎn)方式,就有什么樣的社會結(jié)構(gòu);不同的生產(chǎn)方式,表現(xiàn)為不同性質(zhì)的社會形態(tài)。社會的整個面貌只能從生產(chǎn)方式中得到科學(xué)的說明。【舉例】家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制的產(chǎn)生與推廣1958年的人民公社化運用曾使中國農(nóng)民在勞動和分配上都實行絕對的平均主義,大鍋飯的結(jié)果是飯越吃越少,人越過越窮。
淺層地下水是貯存于地表松散堆積物中的潛水。主要受降水、氣溫、蒸發(fā)等氣象因素影響,有明顯的季節(jié)變化與日變化,并與河水有相應(yīng)補給關(guān)系,即河水高于潛水面時,河水補給地下水,反之地下水補給河流;深層地下水是長時間內(nèi)滲入地下深入儲存起來的,它緩慢地流出補給河流,受氣象因素影響很小,通常只有年變化,季節(jié)變化已不明顯。當然,一條河流的河水補給來源往往不是單一的,而是以某一種形式為主的混合補給形式,對流域自然條件復(fù)雜的大的河流來說尤其如此。我國長江上游地區(qū)除雨水、地下水外,高原高山上冰川、積雪在夏季融化也補給河流;東北地區(qū)的河流,由春季融化積雪補給,夏季則由雨水和地下水補給;西北內(nèi)陸盆地除雨水外,夏季高山冰川、積雪融化成為河流的主要補給形式。我國季風(fēng)地區(qū),大部分河流以雨水補給為主,而冬季則由地下水補給。
一、知識和技能1.使學(xué)生了解地球的圈層構(gòu)造,初步掌握地球內(nèi)部圈層的組成和劃分依據(jù)2.使學(xué)生了解各內(nèi)部圈層的界限、厚度、物理性狀等。二、過程和方法1.使學(xué)生了解研究地球內(nèi)部構(gòu)造的方法,從而認識人類對未知事物所進行的探索實踐,激發(fā)同學(xué)們學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)的興趣及責任感。2.了解地球內(nèi)部圈層劃分實況及各層主要特點,從宏觀上認識全球的整體面貌,形成地球系統(tǒng)觀念。3.通過歸納、總結(jié)、對比地球內(nèi)部各層的特點,對學(xué)生進行綜合歸納等思維能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。三、情感、態(tài)度、價值觀通過學(xué)習(xí)對學(xué)生進行熱愛自然、熱愛科學(xué)的教育,鼓勵學(xué)生獻身于科學(xué)教育事業(yè)?!窘虒W(xué)重點】1.地震波的波速及傳播特點,區(qū)別橫波與縱波。2.地球內(nèi)部圈層劃分實況及各層主要特點,特別是地殼的特點。3.巖石圈概念,軟流層知識。
晶晶和亮亮是兩滴巖漿,他們生活在地球內(nèi)部的:巖漿之家。一天,他們得到批準,與其他同伴一起到地球表面進行旅行。他們飛快地奔向地表,半路上,晶晶覺得累了,于是就與亮亮約好,在地表匯合。亮亮沒有停步,與其他伙伴一起跳出地表,并沿著山坡往低處流動。忽然,亮亮發(fā)現(xiàn)自己不能再動了,不禁問旁邊的同伴這是怎么一回事。同伴笑著說:“別擔心,只不過你已經(jīng)不再是巖漿罷了?!眴栴}1、為什么同伴說亮亮已經(jīng)不再是一滴巖漿了?2、你認為亮亮還可以繼續(xù)他的地表旅行嗎?請說明原因。(由學(xué)生討論回答。)過了好長的一段時間,亮亮發(fā)現(xiàn)自己的個頭變小了,并隨著風(fēng)和流水往前運動了。亮亮邊走邊欣賞著地表美麗的風(fēng)光。忽然,亮亮發(fā)現(xiàn)一個熟悉的身影,認真一看,原來是晶晶。亮亮驚訝地問:“你是怎么來到地表的?”3、請你簡要推測晶晶到達地表的過程。(由學(xué)生討論回答。)亮亮和晶晶又一起踏上旅程。