設(shè)疑自探:一個(gè)壓縮或拉伸的彈簧就是一個(gè)“儲(chǔ)能器”,怎樣衡量形變彈簧蘊(yùn)含能量的多少呢?彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式可能與那幾個(gè)物理量有關(guān)?類比:物體的重力勢(shì)能與物體所受的重力和高度有關(guān)。那么彈簧的彈性勢(shì)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(guān),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(yù)測(cè):彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的勁度系數(shù)和形變量有關(guān)。學(xué)生討論如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn): ①、用同一根彈簧在幾次被壓縮量不同時(shí)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(shí)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(jié)果:彈性勢(shì)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。
“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(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(shí)例來(lái)創(chuàng)設(shè)情景,提出問題。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。
共享實(shí)驗(yàn)收集的信息,分享實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)論,體驗(yàn)收獲的樂趣。 小結(jié)拓展 這節(jié)課由大家感興趣的球類運(yùn)動(dòng)和彈弓游戲,提出了功與速度變化關(guān)系的問題,利用倍增思想解決測(cè)量對(duì)物體做功的問題,使用我們熟悉的器材設(shè)計(jì)了探究方案,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,采用圖像法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,初步得出W∝V2的關(guān)系。在我們這節(jié)課探究以前,科學(xué)家就通過試驗(yàn)和理論的方法,已經(jīng)總結(jié)出了功與速度變化的定量關(guān)系。人類社會(huì)也在社會(huì)生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域予以利用。比如,古代的戰(zhàn)爭(zhēng)武器拋石器、大型弓弩,以及現(xiàn)代飛機(jī)彈射系統(tǒng)、還有機(jī)器人行走等等,希望同學(xué)在今后的學(xué)習(xí)中注意留心生活中的物理和社會(huì)中的物理。 領(lǐng)會(huì)總結(jié)。培養(yǎng)概括總結(jié)的能力,進(jìn)一步鞏固、感悟、提升實(shí)驗(yàn)探究中獲得的思維能力及動(dòng)手能力。感悟社會(huì)中的物理,認(rèn)識(shí)物理學(xué)對(duì)科技進(jìn)步以及文化和社會(huì)發(fā)展的影響。 列舉學(xué)生知道的社會(huì)中做功使物體速度變化的例子,增強(qiáng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)和對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)任的態(tài)度。
(一)知識(shí)與技能1.理解重力勢(shì)能的概念,會(huì)用重力勢(shì)能的定義進(jìn)行計(jì)算。2.理解重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系,知道重力做功與路徑無(wú)關(guān)。3.知道重力勢(shì)能的相對(duì)性,知道重力勢(shì)能是物體和地球系統(tǒng)共有的(二)過程與方法:用所學(xué)功的概念推導(dǎo)重力做功與路徑的關(guān)系,親身感受知識(shí)的建立過程(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀1.滲透從對(duì)生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察,得到物理結(jié)論的方法,激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣.2.培養(yǎng)學(xué)生遵守社會(huì)公德,防止高空墜物?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】重力勢(shì)能的概念及重力做功跟物體重力勢(shì)能改變的關(guān)系?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】重力勢(shì)能的系統(tǒng)性和相對(duì)性?!窘虒W(xué)方法】啟發(fā)、引導(dǎo)、講練結(jié)合【教學(xué)過程】一、新課引入有句話是“搬起石頭砸自己的腳”,從物理的角度看待這一問題,搬起的石頭有了做功的本領(lǐng),它就具有了能,這種能我們稱為重力勢(shì)能。我們今天就來(lái)學(xué)習(xí)重力勢(shì)能。二、新課教學(xué)
說明:“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(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。
三、制定實(shí)驗(yàn)方案的兩個(gè)問題: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)。
1.加速度與力的關(guān)系:實(shí)驗(yàn)的基本思路是保持物體的質(zhì)量不變,測(cè)量物體在不同的力的作用下的加速度,分析加速度與力的關(guān)系。有了實(shí)驗(yàn)的基本思路,接下去我們就要準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材,以及為記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)一個(gè)表格。為了更直觀地判斷加速度與力的數(shù)量關(guān)系,我們以 為縱坐標(biāo)、 為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系,根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。如果這些點(diǎn)在一條過原點(diǎn)的直線上,說明 與 成正比,如果不是這樣,則需進(jìn)一步分析。2.加速度與質(zhì)量的關(guān)系:實(shí)驗(yàn)的基本思路是保持物體所受力不變,測(cè)量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度,分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。有了實(shí)驗(yàn)的基本思路,接下去我們就要準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材,以及為記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)一個(gè)表格。為了更直觀地判斷加速度與質(zhì)量的數(shù)量關(guān)系,我們以 為縱坐標(biāo)、 為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系,根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn),根據(jù)擬合的曲線形狀,初步判斷 與 的關(guān)系是反比例函數(shù)。再把 圖像改畫為 圖像,如果是一條過原點(diǎn)的斜直線,說明自己的猜測(cè)是否正確。
在同一個(gè)直角坐標(biāo),做出兩個(gè)不同彈簧的F—X圖象,然后進(jìn)行比較。圖象法處理數(shù)據(jù)更為直觀,更容易得出物理變化規(guī)律,且該種方法處理數(shù)據(jù)能更好地減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差。最后老師歸納總結(jié):得出胡克定律:F=KX(K為彈簧的頸度系數(shù))[設(shè)計(jì)意圖:在探究彈力的大小與形變的定量關(guān)系時(shí),由學(xué)生進(jìn)行猜想、實(shí)驗(yàn)和得出規(guī)律,并利用信息技術(shù)計(jì)算機(jī)繪制F—X圖象,充分利用信息技術(shù)資源和物理學(xué)科的整合。能較好地體現(xiàn)以學(xué)生為主的新的教學(xué)理念。對(duì)探究實(shí)驗(yàn)過程教師加以指導(dǎo),使學(xué)生學(xué)會(huì)團(tuán)結(jié)合作、學(xué)會(huì)探究物理規(guī)律;再加上熟練信息技術(shù),更有效地提高學(xué)習(xí)效率。](五)彈力的應(yīng)用(圖片,視頻播放:射箭)[設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生知道產(chǎn)品設(shè)計(jì)離不開物理理論,做到從實(shí)踐到理論,再?gòu)睦碚摰綄?shí)踐的學(xué)習(xí)過程。](六)開放式問題(視頻播放:撐桿跳高、跳水);提出問題:通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),請(qǐng)同學(xué)們開放式地討論①?gòu)男巫兣c彈力知識(shí)去思考,撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員跳得這么高的主要原因是什么?②跳水運(yùn)動(dòng)員在空中滯空時(shí)間主要由哪方面決定?
(三)合作交流能力提升教師:剛才我們通過實(shí)驗(yàn)了解了小車的速度是怎樣隨時(shí)間變化的,但實(shí)驗(yàn)中有一定的誤差,請(qǐng)同學(xué)們討論并說出可能存在哪些誤差,造成誤差的原因是什么?(每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)之間進(jìn)行熱烈的討論)學(xué)生:測(cè)量出現(xiàn)誤差。因?yàn)辄c(diǎn)間距離太小,測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)容易產(chǎn)生誤差。教師:如何減小這個(gè)誤差呢?學(xué)生:如果測(cè)量較長(zhǎng)的距離,誤差應(yīng)該小一些。教師:應(yīng)該采取什么辦法?學(xué)生:應(yīng)該取幾個(gè)點(diǎn)之間的距離作為一個(gè)測(cè)量長(zhǎng)度。教師:好,這就是常用的取“計(jì)數(shù)點(diǎn)”的方法。我們應(yīng)該在紙帶上每隔幾個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取作一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),進(jìn)行編號(hào)。分別標(biāo)為:0、1、2、3……,測(cè)各計(jì)數(shù)點(diǎn)到“0”的距離。以減小測(cè)量誤差。教師:還有補(bǔ)充嗎?學(xué)生1:我在坐標(biāo)系中描點(diǎn)畫的圖象只集中在坐標(biāo)原定附近,兩條圖象沒有明顯的分開。學(xué)生2:描出的幾個(gè)點(diǎn)不嚴(yán)格的分布在一條直線上,還能畫直線嗎?
3、若出現(xiàn)了個(gè)別明顯偏離絕大部分點(diǎn)所在直線的點(diǎn),該如何處理?(對(duì)于個(gè)別明顯偏離絕大部分點(diǎn)所在直線的點(diǎn),我們可以認(rèn)為是測(cè)量誤差過大、是測(cè)量中出現(xiàn)差錯(cuò)所致,將它視為無(wú)效點(diǎn),但是在圖像當(dāng)中仍應(yīng)該保留,因?yàn)槲覀円鹬貙?shí)驗(yàn)事實(shí),這畢竟是我們的第一手資料,是原始數(shù)據(jù)。)4、怎樣根據(jù)所畫的v-t圖像求加速度?(從所畫的圖像中取兩個(gè)點(diǎn),找到它們的縱、橫坐標(biāo)(t1,v1)、(t2,v2),然后代入公式,求得加速度,也就是直線的斜率。在平面直角坐標(biāo)系中,直線的斜率四、實(shí)踐與拓展例1、在探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,得到一條記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶,如圖所示。圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.1s。⑴根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù),計(jì)算B、C、D各點(diǎn)的數(shù)據(jù),填入表中。
三、作出速度-時(shí)間圖像(v-t圖像)1、確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律最好辦法是作v-t圖像,這樣能更好地顯現(xiàn)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2、x y x1 x2 y2 y1 0討論如何在本次實(shí)驗(yàn)中描點(diǎn)、連線。(以時(shí)間t為橫軸,速度v為縱軸,建立坐標(biāo)系,選擇合適的標(biāo)度,把剛才所填表格中的各點(diǎn)在速度-時(shí)間坐標(biāo)系中描出。注意觀察和思考你所描畫的這些點(diǎn)的分布規(guī)律,你會(huì)發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)大致落在同一條直線上,所以不能用折線連接,而用一根直線連接,還要注意連線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)要大致相同。)3、若出現(xiàn)了個(gè)別明顯偏離絕大部分點(diǎn)所在直線的點(diǎn),該如何處理?(對(duì)于個(gè)別明顯偏離絕大部分點(diǎn)所在直線的點(diǎn),我們可以認(rèn)為是測(cè)量誤差過大、是測(cè)量中出現(xiàn)差錯(cuò)所致,將它視為無(wú)效點(diǎn),但是在圖像當(dāng)中仍應(yīng)該保留,因?yàn)槲覀円鹬貙?shí)驗(yàn)事實(shí),這畢竟是我們的第一手資料,是原始數(shù)據(jù)。)4、怎樣根據(jù)所畫的v-t圖像求加速度?(從所畫的圖像中取兩個(gè)點(diǎn),找到它們的縱、橫坐標(biāo)(t1,v1)、(t2,v2),然后代入公式,求得加速度,也就是直線的斜率。在平面直角坐標(biāo)系中,直線的斜率
基于以上分析,為使本堂課圍繞重點(diǎn)、突破難點(diǎn),同時(shí)讓學(xué)生在課堂教學(xué)中能力得到提高,我設(shè)計(jì)如下教學(xué)過程。(一)創(chuàng)設(shè)情景認(rèn)識(shí)形變由同學(xué)們已有的形變知識(shí)入手,引入新課。教師演示:①?gòu)椈傻膲嚎s形變;②彈簧的拉伸形變③視頻播放:竹竿形變、鋼絲的扭轉(zhuǎn)形變。得出形變的概念及各類形變。[設(shè)計(jì)意圖:我從生活情景中引入新課,是為了激發(fā)學(xué)生的好奇心,為學(xué)生學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容作鋪墊。]設(shè)問:摩天大樓在風(fēng)的吹拂下會(huì)不會(huì)擺動(dòng),發(fā)生形變嗎?演示微小形變放大實(shí)驗(yàn):由于這種形變不容易觀察,會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生疑問:到底有沒有發(fā)生形變?解決的辦法是微小形變的演示實(shí)驗(yàn)。為什么光點(diǎn)會(huì)往下移?讓學(xué)生帶著問題思考后得出結(jié)論:是由于桌面發(fā)生了形變,但是形變不明顯。為后面解決壓力和支持力都是彈力做好鋪墊。[設(shè)計(jì)意圖:使學(xué)生知道“放大”是一種科學(xué)探究的方法。]
(一)、復(fù)習(xí)提問1、請(qǐng)說出功的計(jì)算公式及功的單位2、我們用哪個(gè)物理量表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢?(二)、創(chuàng)設(shè)情景,引入新課1、播放多媒體素材,用起重機(jī)和一個(gè)工人搬運(yùn)幾百塊磚比較哪一種方法好?圖中的情景說明了什么問題?(教師通過所設(shè)計(jì)的情景,將學(xué)生引入怎樣比較做功快慢,讓學(xué)生發(fā)表自己的看法,初步知道物體做功是有快慢之分的。)(三)、進(jìn)行新課1、比較做功快慢的方法播放多媒體素材并提出問題:怎樣比較兩個(gè)人誰(shuí)做功快誰(shuí)做功慢?教師啟發(fā):以前學(xué)習(xí)過要比較兩物體運(yùn)動(dòng)的快慢,可以先確定路程再比較時(shí)間,也可以先確定時(shí)間再比較路程。在路程和時(shí)間都不同時(shí),通過計(jì)算速度比較兩物體運(yùn)動(dòng)的快慢。同理,要比較物體做功的快慢可采用什么方法?
探究一:高中階段功的含義是什么?投影:初中九年級(jí)《物理》105頁(yè)學(xué)生思考:①圖中物體的勢(shì)能、動(dòng)能分別如何變化?②物體能量的變化和做功是否存在關(guān)系?學(xué)生:分組討論,得出結(jié)論:如果物體的能量發(fā)生變化時(shí),說明有力對(duì)物體做了功。教師:進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和小結(jié)(設(shè)計(jì)意圖:對(duì)初中知識(shí)深化理論認(rèn)識(shí),并為以后功能關(guān)系的教學(xué)作準(zhǔn)備)探究二:力對(duì)物體做功的兩個(gè)要素是什么?情景再現(xiàn):找體重相對(duì)懸殊的兩位同學(xué),①A同學(xué)試圖抱起B(yǎng)同學(xué),但沒成功。②B同學(xué)抱起A同學(xué)在教室內(nèi)勻速走動(dòng)。學(xué)生思考:在①中,A是否對(duì)B做功?在②中,B是否對(duì)A做功?學(xué)生:分析得出做功的兩要素:物體受到力的作用,并且在力的方向上發(fā)生位移.教師:讓學(xué)生分別例舉生活中力對(duì)物體做功和不做功的例子,(設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生親身參與課堂實(shí)驗(yàn),烘托課堂氣氛,相互協(xié)作增進(jìn)同學(xué)情誼)探究三:如果物體的位移不再力的方向上,那么力是否還對(duì)物體做功?
本節(jié)課是人教社物理必修1第三章第三節(jié)的內(nèi)容,編排在彈力之后。該節(jié)知識(shí)既是力學(xué)的基礎(chǔ),也是組成整個(gè)高中物理知識(shí)的一塊“基石”,所以這節(jié)內(nèi)容的教學(xué)如何引領(lǐng)學(xué)生自主積極地探究摩擦力產(chǎn)生的條件和影響因素,體驗(yàn)?zāi)Σ亮μ攸c(diǎn)規(guī)律的發(fā)生過程是本節(jié)課的重點(diǎn),應(yīng)高度重視本節(jié)教學(xué)過程;由于摩擦力問題的復(fù)雜性,且在具體問題中又表現(xiàn)出“動(dòng)中有靜,靜中有動(dòng)”,尤其靜摩擦在許多情形下似乎又是“若有若無(wú),方向不定”,因此,對(duì)于初學(xué)者也是有一定難度的。也正是由于教材內(nèi)容的上述特點(diǎn),本節(jié)課又易于激起學(xué)生的求知欲,易于培養(yǎng)學(xué)生的辯證觀點(diǎn),易于錘煉學(xué)生的物理素質(zhì)。要充分用好該節(jié)教材內(nèi)容,深入挖掘知識(shí)間的有機(jī)聯(lián)系,對(duì)學(xué)生開展針對(duì)性的思維訓(xùn)練,進(jìn)而提高學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新思維能力。高中物理《課標(biāo)》對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的要求是,“通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)滑動(dòng)摩擦、靜摩擦的規(guī)律,能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算摩擦力”。其中,對(duì)靜摩擦力規(guī)律的認(rèn)識(shí)應(yīng)該包括最大靜摩擦力。
通過這個(gè)示例呢,我們可以得到解決向心力問題的一般的步驟,確定對(duì)象,找出軌跡,找出圓心,然后進(jìn)行受力分析,讓同學(xué)們參考這樣的步驟,逐步的解決圓周運(yùn)動(dòng)的問題,對(duì)于變速圓周運(yùn)動(dòng),我通過鏈球運(yùn)動(dòng)進(jìn)行引入,這里是一個(gè)鏈球運(yùn)動(dòng)的視頻,在同學(xué)們觀看視頻之前,我給同學(xué)們提出問題,鏈球收到繩子的拉力,做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎? 然后再課堂上我們?cè)僮鲆粋€(gè)小實(shí)驗(yàn), 我們可以通過改變拉線的方式來(lái)調(diào)節(jié)小球的速度大小嗎? 那么對(duì)小球,做加速圓周運(yùn)動(dòng),進(jìn)行受力分析,我們可以看到,小球做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),他所受到的力,并不是嚴(yán)格通過軌跡的圓心,在進(jìn)行分析的時(shí)候,特別強(qiáng)調(diào),小桶所受力的切線方向分力,和法線方向分力,切線方向分力,改變小球運(yùn)動(dòng)速度大小,法線方向分力,改變了小球運(yùn)動(dòng)的方向,法線方向的分力,在這里就是向心力,產(chǎn)生了向心加速度,通過這樣一個(gè)例子進(jìn)行分析,同學(xué)們是比較容易理解的,
一、教材內(nèi)容經(jīng)全國(guó)中小學(xué)教材審定委員會(huì)2004年初審查通過,人教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理必修①》,第三章第5節(jié)內(nèi)容“力的分解”。二、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能(1)理解分力的概念,理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,遵循平行四邊形定則。(2)初步掌握一般情況下力的分解要根據(jù)實(shí)際需要來(lái)確定分力的方向。(3)會(huì)用作圖法和直角三角形的知識(shí)求分力。(4)能區(qū)別矢量和標(biāo)量,知道三角形定則,了解三角形定則與平行四邊形定則的實(shí)質(zhì)是一樣的。2.過程與方法(1)進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)“等效替代”的思想方法。(2)通過探究嘗試發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、解決問題能力。(3)掌握應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(1)通過猜測(cè)與探究享受成功的快樂。(2)感受物理就在身邊,有將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)的意識(shí)。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)在具體問題中如何根據(jù)力的實(shí)際作用效果和平行四邊形定則進(jìn)行力的分解。
一般情況下,凡是支持物對(duì)物體的支持力,都是支持物因發(fā)生形變而對(duì)物體產(chǎn)生彈力。所以支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體。例1:放在水平桌面上的書書由于重力的作用而壓迫桌面,使書和桌面同時(shí)發(fā)生微小形變,要恢復(fù)原狀,對(duì)桌面產(chǎn)生垂直于桌面向下的彈力f1,這就是書對(duì)桌面的壓力;桌面由于發(fā)生微小的形變,對(duì)書產(chǎn)生垂直于書面向上的彈力f2,這就是桌面對(duì)書的支持力。學(xué)生分析:靜止地放在傾斜木板上的書,書對(duì)木板的壓力和木板對(duì)書的支持力。并畫出力的示意圖。結(jié)論:壓力、支持力都是彈力。壓力的方向總是垂直于支持面而指向被壓的物體,支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體。引導(dǎo)學(xué)生分析靜止時(shí),懸繩對(duì)重物的拉力及方向。引導(dǎo)得出:懸掛物由于重力的作用而拉緊懸繩,使重物、懸繩同時(shí)發(fā)生微小的形變。重物由于發(fā)生微小的形變,對(duì)懸繩產(chǎn)生豎直向下的彈力f1,這是物對(duì)繩的拉力;懸繩由于發(fā)生微小形變,對(duì)物產(chǎn)生豎直向上的彈力f2,這就是繩對(duì)物體的拉力。
(四)、彈性勢(shì)能(據(jù)課時(shí)情況,可以讓學(xué)生自學(xué))生活中還有一些物體既沒有運(yùn)動(dòng)也沒有很大的高度卻同樣“儲(chǔ)存”著能量,哪怕它只是孩童手里的玩具(圖片:彈弓)。張緊的弓一撒手就會(huì)對(duì)箭支做功改變它的動(dòng)能,松弛的弓有這樣的本領(lǐng)嗎?同樣是弓前者具有能量而后者沒有,那么什么情況下物體才具有這種能量呢?張緊的弓在恢復(fù)原狀的過程會(huì)對(duì)外做功,但是拉斷的弓還能有做功的本領(lǐng)嗎?1.定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢(shì)能。2.彈性勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)呢?3、勢(shì)能由相互作用的物體的相對(duì)位置決定的能量。重力勢(shì)能:由地球和物體間相對(duì)位置決定。彈性勢(shì)能:由發(fā)生形變的各部分的相對(duì)位置決定。(五).反饋練習(xí)1. 物體在運(yùn)動(dòng)過程中,克服重力做功50J, 則( )A.重力做功為50JB.物體的重力勢(shì)能一定增加50JC.物體的重力勢(shì)能一定減少50JD.重力做功為-50J
1.用CAI課件模擬汽車的啟動(dòng)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(yùn)動(dòng),則力對(duì)物體做功的功率保持不變。此情況下,任意一段時(shí)間內(nèi)的平均功率與任一瞬時(shí)的瞬時(shí)功率都是相同的。②很多動(dòng)力機(jī)器通常有一個(gè)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(dāng)路面阻力較小時(shí),牽引力也小,速度大,即汽車可以跑得快些;當(dāng)路面阻力較大,或爬坡時(shí),需要比較大的牽引力,速度必須小。這就是爬坡時(shí)汽車換低速擋的道理。③如果動(dòng)力機(jī)器在實(shí)際功率小于額定功率的條件下工作,例如汽車剛剛起動(dòng)后的一段時(shí)間內(nèi),速度逐漸增大過程中,牽引力仍可增大,即F和v可以同時(shí)增大,但是這一情況應(yīng)以二者乘積等于額定功率為限度,即當(dāng)實(shí)際功率大于額定功率以后,這種情況不可能實(shí)現(xiàn)。