日期:2022-04-20
這是初中物理教學設計一等獎作品,是優秀的教學設計一等獎文章,供老師家長們參考學習。
整體設計
高中學習的速度概念較之初中所學的速度有了很大的提升,對學生來說是比較困難的,所以教學設計先通過說明如何用坐標和坐標的變化量來表示質點的位置和位移,為速度概念的敘述作好準備。速度的矢量性問題,是本節的重點,特別是對瞬時速度的理解,體現了一種極限的思想,對此要求引導學生逐步理解,不要急于求成。速度的定義是高中物理中第一次向學生 介紹比值定義物理量的方法,要求教師正確地加以引導,力求學生能理解。教學過程中,要多舉實例,通過具體的例子從大小和方向兩方面來強化對速度概念的認識,在實際情景中達到建立速度概念的目的。教學設計最后說明速度的應用,特別以“STS”形式從一個側面說明速度與社會發展的關系。
教學重點
速度概念的建立;速度的比值定義法的理解。
教學難點
速度矢量性的理解;瞬時速度的推導。
時間安排
2課時
三維目標
知識與技能
1、理解速度的概念。知道速度是表示物體運動快慢的物理量,知道它的含義、公式、符號和單位,知道它是矢量。
2、理解平均速度,知道瞬時速度的概念。
3、知道速度和速率以及它們的區別。
過程與方法
1、記住勻速直線運動中速度的計算公式,能用公式解決有關問題。
2、理解平均速度的物理含義,會求某段時間內的平均速度。
情感態度 與價值觀
1、通過介紹或學習各種工具的速度,去感知科學的價值和應用。
2、培養對科學的興趣,堅定學習思考探索的信念。
教學過程
導入新課
問題導入
為了推動我國田徑事業的發展,四川省曾舉辦過一次100 m飛人挑戰賽。有8名世界短跑名將參加角逐,其中包括我國的李雪梅和美國的瓊斯,最終瓊斯奪得冠軍。我們知道百米賽跑分為起跑、途中跑和沖刺三個階段,李雪梅的途中跑階段比瓊斯的起跑階段跑得快,但我們都說瓊斯比李雪梅跑得快,這是為什么?
通過本節課學習,我們就可以給出合理的評判標準。
情景導入
課件展示各種物體的運動,激發學生的學習興趣。
影片展示:大自然中,物體的運動有快有慢。天空中,日出日落;草原上,獵豹急馳;葡萄架上,蝸牛爬行。
飛奔的獵豹、夜空的流星在運動;房屋、橋梁、樹木,隨著地球的自轉、公轉也在運動。天上的恒星,看起來好像不動,其實它們也在飛快地運動,速度至少在幾十千米每秒以上,只是由于距離太遠,在幾十年、幾百年的時間內肉眼看不出它們位置的變化。
當高臺跳雪運動員出現在賽道的頂端時,全場觀眾的目光都集中在他身上。運動員由高處急速滑下,在即將到達賽道底部時,他的速度已達到100 km/h。這時,他雙膝彎曲,使勁一蹬,順勢滑向空中。然后,為了減小空氣阻力的影響,他上身前傾,雙臂后擺,整個身體就像一架飛機,向前滑翔。刺骨的寒風抽打著他的臉龐,兩邊的雪松飛快地向后掠過。最終,滑雪板穩穩地落在地面。
在以上的各種運動現象中,都有關于運動的描述,運動的快慢如何,要用一個新的物理量來描述,那就是速度。
推進新課
一、坐標與坐標的'變化量
復習舊知:在上一節的學習中,我們學習了位移這一較為重 要的矢量。大家回憶一下,位移的定義是什么?
學生積極思索并回答出位移的定義:從初位置指向末位置的有向線段。(復習此知識點,旨在為速度的引入奠定知識基礎,讓學生知道位移大小的關鍵在于初末位置。由位置到位置坐標再到坐標的變化量,使學生的認知呈階梯狀上升)
教師引導:既然位移是描述物體位置變化的物理量,所以物體的位移可以通過位置坐標的變化量來表示。
問題展示:在訓練場上,一輛實習車沿規定好的場地行駛,教練員想在車旁記錄汽車在各個時刻的位置情況,他該如何做?假設在每一秒汽車都在做單向直線運動。
問題啟發:對于物體位置的描述,我們往往需要建立坐標系。該教練員如何建立坐標系,才能方便地確定該車的位置?
點評:通過設問,發揮教 師的引導作用,“變教為誘”“變教為導”,實現學生的“變學為思”“變學為悟”,達到“以誘達思”的目標。
教師指導學生分組合作討論并總結。
小結:直線運動是最簡單的運動,其表示方式也最簡單。如以出發點為起點,車行駛20 m,我們就很容易地確定車的位置。所以,應該建立直線坐標系來描述汽車的位置。
課堂訓練
教練員以汽車的出發點為坐標原點,以汽車開始行駛的方向為正方向,建立直線坐標系,其對應時刻的位置如下表所示:
時刻(s) 0 1 2 3 4
位置坐標(m) 0 10 —8 —2 —14
根據教練員記錄的數據你能找出:
(1)幾秒內位移最大?
(2)第幾秒內的位移最大?
解析:汽車在0時刻的坐標x0=0
汽車在1 s時刻的坐標x1=10
汽車在第1 s內的位置變 化為Δx=x1—x0=(10—0) m=10 m
所以,汽車在第1 s內的位移為10 m。
同理可求,汽車在1 s內、2 s內、3 s內、4 s內的位移分別為10 m、—8 m、—2 m、—14 m。汽車在第1 s內、第2 s內、第3 s內、第4 s內的位移分別為10 m,—18 m,6 m,—12 m。
所以,第2 s內的位移最大,4 s內的位移最大。
答案:(1)4 s內 (2)第2 s內
二、速度
以下有四個運動物體,請同學們來比較一下它們運動的快慢程度。
運動物體[來源:學*科*網Z*X*X*K] 初始位置(m) 經過時間(s) 末位置(m)
A、自行車沿平直道路行駛 0 20 100
B、公共汽車沿平直道路行駛 0 10 100
C、火車沿平直軌道行駛 500 30 1 250
D、飛機在天空直線飛行 500 10 2 500
如何比較A、B、C、D四個物體的運動快慢呢?
比較1:對A和B,它們經過的位移相同(都是100 m),A用的時間長(20 s),B用的時間短(10 s)。在位移相等的情況下,時間短的運動得快,即汽車比自行車快。
比較2:對B和D,它們所用的時間相等(10 s),B行駛了100 m,D飛行了200 m,B行駛的距離比D短,在時間相等的情況下,位移大的運動得快,即飛機比汽車快。
提出問題
以上兩種比較都是可行的。位移相等比較時間,時間相等比較位移。如何比較B和C的快慢程度呢?它們的位移不相等,時間也不相等。
教師指導學生分小組討論,5分鐘后提出比較意見。
方法1:B和C的位移和時間都不相等,但可以計算它們每發生1 m的位移所用的時間,即用各自的時間t去除以位移Δx,數值大的運動得慢。
方法2:B和C的位移和時間都不相等,但可以計算它們平均每秒鐘位移的大小量,單位時間內位移大的運動得快。
師生討論:兩種方法都可以用來比較物體運動的快慢,但方法2更能夠符合人們的思維習慣。
點評:問題由教師提出,明確猜想和探究的方向,教師引導學生利用已有的知識和現象,鼓勵大膽猜想討論。通過這個開放性的問題,創設一種情境,把學生帶進一個主動探究學習的空間。
引子:大自然中,物體的運動有快有慢。天空,日出日落;草原,駿馬奔馳;樹叢,蝸牛爬行。仔細觀察物體的運動,我們發現,在許多情況下,物體運動快慢各不相等且發生變化,在長期對運動的思索、探索過程中,為了比較準確地描述運動,人們逐步建立起速度的概念。
提出問題
如何對速度進行定義?
學生閱讀課本并回答。
1、速度的定義:位移與發生這個位移所用時間的比值。
2、速度的定義式:v=
3、速度的單位:m/s 常用單位:km/h,cm/s。
提示:速度是矢量,其大小在數值上等于單位時間內物體位移的大小,其方向就是物體運動的方向。
再次呈現:四個物體A、B、C、D快慢比較的表格,讓學生分別計算它們的速度。
A、5 m/s B。10 m/s
C、25 m/s D。200 m/s
對比以上A、B、C、D的速度就很容易比較它們的快慢程度了。
課堂訓練
汽車以36 km/h的速度從甲地勻速運動到乙地用了2 h,如果汽車從乙地返回甲地仍做勻速直線運動用了2。5 h,那么汽車返回時的速度為(設甲、乙兩地在同一直線上)( )
A。—8 m/s B。8 m/s
C。—28。8 km/h D。28。8 km/h
解析:速度和力、位移一樣都是矢量,即速度有正方向、負方向,分別用“+”“—”號表示。當為正方向時,一般不帶“+”號。速度的正方向可以根據具體問題自己規定。有時也隱含在題目之中。例如該題中汽車從甲地到乙地的速度為36 km/h,為正值,隱含著從甲地到乙的方向為正,所以返回速度為負值,故淘汰B、D。
依據甲、乙兩地距離為36×2 km=72 km,所以返回速度為 =—28。8 km/h=—28。8× m/s=—8 m/s。
答案:A
方法提煉:速度是一個矢量,有大小也有方向。在我們選擇了正方向以后,當速度為正值時,說明質點沿正方向運動,當速度為負值 時,說明質點沿負方向運動,在物理學上,對矢量而言“負號”也有意義,說明它的方向與所選正方向相反。
三、平均速度和瞬時速度
坐在汽車駕駛員的旁邊,觀察汽車上的速度計,在汽車行駛的過程中,速度計指示的數值是時常變化的,如啟動時,速度計的數值增大,剎車時速度計的數值減小。可見物體運動快慢程度是在變化的。這時我們說的汽車的“速度”是指什么?
提出問題
其實,我們日常所看到的直線運動,有許多都是變速運動。由于這種運動的快慢是時刻變化的,沒有恒定的速度,我們怎么來描述它的快慢呢?
課件展示:北京至香港的京九鐵路,就像一條長長的直線,把祖國首都與香港連接起來。京九線全長2 400 km,特快列車從北京到香港只需30 h,那么列車在整個過程的運動快慢如何表示?
學生解答:已知s=2 400 km,t=30 h,所以v=80 km/h
問題追蹤:計算出的結果是否表示列車單位時間的位移都是80 km呢?教師在學生回答的基礎上引導學生認識此速度的平均效果。既然列車是做變速運動,那么怎么看列車的速度是80 km/h?
學生總結:如果將列車的變速直線運動看作勻速直線運動來處理 的話,列車平均每小時的位移是80 km。
教師設疑:為了描述變速直線運動的快慢程度,我們可以用一種平均的思考方式,即引入平均速度的概念。平均速度應如何定義?
師生總結:1、平均速度:運動物體的位移和時間的比值叫做這段時間的平均速度。
2、定義式: =
知識拓展:課件展示某些物體運動的平均速度,加深對平均速度的概念理解。
某些物體運動的平均速度/(ms—1)
真空中的光速c 3、0×108 自行車行駛 約5
太陽繞銀河系中心運動 20×105 人步行 約1。3
地球繞太陽運動 3。0×104 蝸牛爬行 約3×10—3
子彈發射 9×102 大陸板塊漂移 約10×10—9
民航客機飛機 2。5×102
例1斜面滾下時在不同時刻的位置,如圖1—3—1所示。可以從圖中觀察分析小球通過OA、OB、OC的過程中的運動快慢。
計算各段的平均速度。
圖1—3—1
學生認真計算并公布結果: 段: =0。7 m/s, 段: =0。8 m/s。 段: =0。9 m/s。
總結歸納:計算結果表明,不同階段的平均速度一般是不相等的。計算一個具體的平均速度,必須指明是哪一段時間(或位移)內的平均速度。
教師點評:由于小球運動快慢是在不斷變化的,平均速度不能具體地告訴我們小球在每一時刻的運動快慢。可見,平均速度只是粗略地描述物體在一段運動過程中的總體快慢程度。
教師設疑:那么,怎樣來描述物體在各個時刻的運動快慢呢?
學生通過課本預習知道,要精確地描述某一時刻的運動快慢必須引入瞬時速度這一物理量。
根據平均速度的定義可以知道: = ,對應的是一段位移和一段時間,如何建立瞬時速度的概念呢?瞬時速度對應的應該是某一位置和某一時刻。
師生探究:我們 已經知道平均速度對應的是一段時間,為求瞬時速度我們可以采取無限取微、逐漸逼近的方法。
方法介紹:以質點經過某點起在后面取一小段位移,求出質點在該段位移上的平均速度,從該點起取到的位移越小,質點在該段時間內的速度變化就越小,即質點在該段時間內的運動越趨于勻速直線運動。當位移足夠小(或時間足夠短)時,質點在這段時間內的運動可以認為是勻速的,求得的平均速度就等于質點通過該點時的瞬時速度。
教師演示:如圖1—3—2所示,讓滑塊沿傾斜的氣墊導軌做加速運動,利用擋光片的寬度Δx除以擋光的時間Δt,即可求得擋光片通過光電門的平均速度。
圖1—3—2
將滑塊放上不同寬度的遮光片,即Δx分別為1 cm、3 cm、5 cm、10 cm,若沒有成品擋光片,可用硬紙片自制成需要的寬度。
測出每 個遮光片通過光電門所用的一段時間間隔Δt。
遮光片越窄、Δt越小時, 描述通過該位置的運動快慢越精確,當Δx小到一定程度,可認為 是瞬時速度。
教師總結:瞬時速度:運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度。準確地講,瞬時速度是物體在某時刻前后無窮短時間 內的平均速度,是矢量,其大小反映了物體此時刻的運動快慢,它的方向就是物體此時刻的運動方向,即物體運動軌跡在該點的切線方向。
四、速度和速率
速率:瞬時速度的大小叫做速率。平均速率:物體運動的路程與所用時間的比值。
例2如圖1—3—3,一質點沿直線AB運動,先以速度v從A勻速運動到B, 接著以速度2v沿原路返回到A,已知A B間距為x,求整個過程的平均速度、平均速率。
圖1—3—3
解析:整個過程位移為0,所以整個過程的平均速度為0。
整個過程通過的總路程為2x,所用的總時間為t= 。
所以平均速率為 = = x。
答案:0 x
要點總結:1、速度是矢量,既有大小,又有方向;速率是標量,只有大小,沒有方向。
2、無論速度方向如何,瞬時速度的大小總等于該時刻的速率。
3、平均速度是矢量,其方向與對應的位移方向相同;平均速率是標量,沒有方向。
4、平均速度等于位移與所用時間的比值,平均速率等于路程與所用時間的比值,平均速度的大小不等于平均速率。
5、只有單向直線運動時,平均速度的大小等于平均速率,其他情況下,平均速度均小于速率,二者的關系類似于位移和路程。
課堂小結
定義 物理意義 注意問題
速度 位移與發生這個位移所用時間的比值 描述物體的快慢程度和運動方向 v和s及t是對應關系。是矢量,方向就是物體運動的方向
平均速度 物體在時間間隔Δt內運動的平均快慢 描述在一段時間內物體運動的快慢和方向 只能粗略地描述物體的運動快慢。大小和所研究的時間間隔Δt有關;是矢量,方向和運動方向相同
瞬時速度 物體在某時刻或某位置的速度 描述物體在某時刻的運動快慢和方向 精確地描述物體的運動快慢。矢量,方向沿物體運動軌跡的切線方向
速率 瞬時速度的大小叫做速率 描述物體的運動快慢 是標量,只考慮其大小不考慮其方向
布置作業
1、教材第18頁“問題與練習”,第1、2題。
2、觀察生活中各種物體的運動快慢,選取一定的對象,測量它們的速度,并說明是平均速度還是瞬時速度,并把測量的數據與同學交流討論。
板書設計
3 、運動快慢的描述 速度
活動與探究
課題:用光電門測瞬時速度
請你找老師配合,找齊所用儀器,根據說明書,自己親自體驗用光電門測瞬時速度,并寫一實驗報告。
步驟 學生活動 教師指導 目的
1 根據查閱的資料,確定實驗方案 介紹相關書籍資料 1。讓學生了解光電門測瞬時速度的原理
2。培養學生的動手能力和獨立思考能力
2 進行實驗和收集數據 解答學生提出的具體問題
3 相互交流活動的感受 對優秀實驗成果進行點評
參考資料:
瞬間無長短,位置無大小,除了用速度計外,還可以用光電門測瞬時速度。實驗裝置如圖1—3—4所示,使一輛小車從一端墊高的木板上滑下,木板旁有光電門,其中A管發出光線,B管接收光線。當固定在車上的遮光板通過光電門時,光線被阻擋,記錄儀上可以直接讀出光線被阻擋的時間。這段時間就是遮光板通過光電門的時間。根據遮光板的寬度Δx和測出的時間Δt,就可以算出遮光板通過光電門的平均速度 = 。由于遮光板的寬度Δx很小, 因此可以認為,這個平均速度就是小車通過光電門的瞬時速度。
圖1—3—4
習題詳解
1、解答:(1)1光年=365×24×3 600×3。0×108 m=9。5×1015 m。
( 2)需要時間為 s=4。2年。
2、解答:(1)前1 s平均速度v1=9 m/s
前2 s平均速度v2=8 m/s
前3 s平均速度v3=7 m/s
前4 s平均速度v4=6 m/s
全程的平均速度v5=5 m/s
v1最接近汽車關閉油門時的瞬時速度,v1小于關閉油門時的瞬時速度。
(2)1 m/s,0
說明:本題要求學生理解平均速度與所選取的一段時間有關,還要求學生聯系實際區別平均速度和(瞬時)速度。
3、解答:(1)24。9 m/s (2)36。6 m/s (3)0
說明:本題說的是平均速度是路程與時間的比,這不是教材說的平均速度,實際是平均速率。應該讓學生明確教材說的平均速度是矢量,是位移與時間的比,平均速率是標量,日常用語中把平均速率說成平均速度。
設計點評
本節內容是在坐標和坐標的變化基礎上,建立速度的概念。速度的建立采用了比值定義法,在教學中稍加說明,在以后的學習中還會有更加詳細的介紹。對速度的引用,本設計采用了“單位時間的位移”與“單位位移的時間”進行對比,體會速度引入的方便性。以京九鐵路為情景,既激發了學生的學習熱情又培養了愛國之情。在瞬時速度的理解上,本設計利用了光電門的裝置進行說明,起到了良好的效果。
一、 簡介
本節課的主題:重力是初三物理第十二章第一節的一個重點內容,重力 —— 初中物理第二冊教案。重力是一種常見的力,它在力學學習中有廣泛的應用,對物體進行受力分析時,都必須先研究重力對物體的運動有無影響,因此重力在力學中處于基礎的地位。本節課主要通過實驗探究,采用引導發現、直觀演示、和講解法,使學生了解重力產生的原因;重力的大小和質量的關系;重力的方向和重力的作用點等知識。
關鍵信息:
1.教材的感性材料豐富,每一個知識點都是從觀察或實驗引入的,符合初三學生的認知規律;
2.書中的插圖極富啟發性和趣味性,有利于激發學生的學習興趣;
3.課本讓學生通過探究“重力的大小跟質量的關系”,及大程度地調動了學生的積極性,活躍了課堂氣氛,鍛煉了學生動手動腦的能力,實現了學生的主體地位。
二、學習者分析:
1、學生的年齡特點和認知特點:
初三的學生正處在青少年時期,具有強烈的好奇心,較強的觀察能力。通過初二物理學習,已經具備一定的實驗探究能力以及多種物理研究方法。初步了解矛盾對立統一的辯證思維規律,正處于邏輯思維能力發展的最佳時期。并且具備了一定的生活體驗,如熟透的蘋果要落向地面,并且下落時速度越來越快等有關事例,但并不明白其中的道理。實施探究式教學模式,
2、在學習本課之前應具備的基本知識和技能:
學生應具備一定的生活體驗,掌握壓力和壓強的有關知識,多種物理研究方法,具備一定的實驗探究能力、邏輯思維能力。
3、學習者對即將學習的內容已經具備的水平:
本節課所涉及的內容與實際生活聯系緊密,使學生具備了一定的生活體驗,進而使學生由對生活現象的初步了解,通過實驗探究,觀察現象,邏輯推斷,最后上升為理論認識。有效的鍛煉了學生的邏輯思維能力。
三、 教學/學習目標及其對應的課程標準:
1.知識與技能目標:①知道什么叫重力,了解重力產生的原因。 ②知道重力的大小與質量的關系。③了解重力的方向和重力的作用點。
2.方法與過程目標:經歷探究“重力大小和質量的關系”的過程。
3.情感態度價值觀目標:培養學生樂于探究自然現象,物理道理的興趣,提高學生辯證的分析物理知識的意識。
四、 教育理念和教學方式:
1.教師是學生學習的組織者、促進者、合作者:在本節的備課和教學過程中,為學生的動手實踐,自主探索與合作交流提供機會,搭建平臺;尊重和自己意見不一致的學生,贊賞每一位學生對教科書的質疑和對自己的超越,尊重學生的獨特見解;教會他們自己探究想了解的知識;幫助學生發現他們所學東西的社會價值,并能客觀的、一分為二的看待某一問題。通過恰當的教學方式引導學生學會自我調適,自我選擇。
學生是學習的主人,在教師指導下主動的、富有個性的學習,用自己的身體去親自經歷,用自己的心靈去親自感悟。
教學是師生交往、積極互動、共同發展的過程。當學生迷路的時候,教師不輕易告訴方向,而是引導他怎樣去辨明方向;當學生登山畏懼了的時候,教師不是拖著他走,而是喚起他內在的精神動力,鼓勵他不斷向上攀登。
2.教法:根據本節的教學特點和學生的實際情況,我在“探究”教學的基礎上采用了:
引導發現法、直觀演示法和講解法。
引導發現法屬于啟發式教學,本課將通過教師的引導、啟發、使學生積極參與,主動探索和發現物理規律。直觀演示法就是:通過插圖、實驗、模型、投影等直觀教學手段,使物理情景具體化、形象化,有利于激發學生的學習興趣,促使知識由具體感知向抽象思維的轉化。這兩種教學方法配合使用,加上精確的講解,嚴密的推理,將達到教學方法的優化組合。
3.教學評價方式:
(1)通過觀察實驗,關注學生在觀察操作、現象等活動中的主動參與程度與合作交流意識,及時給與鼓勵、強化、指導和矯正,物理教案《重力 —— 初中物理第二冊教案》。
(2)通過實驗探究“重力的大小和質量的關系”,給學生機會,在自然放松的狀態下,將思維充分發散,揭示了學生的邏輯思維能力和過程,并反饋了班級學生的實驗探究能力。知識與技能的掌握情況,使老師可以及時診斷學情,調查教學。
五、 教學媒體和教學技術選用:
本次教學需要實物教具、實驗器材和多媒體課件的輔助。
事物教具:重物、重垂線。
實驗器材:彈簧測力計、多個鉤碼、細線、小重物
實物教具、實驗器材和多媒體課件分別在本課的引入、學生探究等環節中得到應用,它們的使用可以更好的激發學生興趣,引起學生的好奇,為學生提供了良好的學習氛圍,和充足的實驗器材。使學生的學習資源更為豐富。
六、 教學和活動過程:
(一)教學準備階段:
1.課前根據本節課需要自制了一系列重物落地的動畫演示多媒體課件,在引入新課時激發學生的探究熱情。
2.需要對學生分組,前后桌4人一組,每組包括能力不同的學生,設組長1名,中心發言人1名,其他人可適時補充,組長主要肩負引領和鼓舞同學學習積極性之責。希望每小隊含合作小組數目一樣。
(二)整個教學過程敘述:
具體教學過程,分為四個板塊來完成:
第一板塊:復習舊知識,引入新課
首先以提問的方式復習力的概念,彈簧秤的使用方法、力的三要素和力的圖示,為學好本節新課做好必要的知識準備。
然后,利用課本42頁“想想做做”,讓學生做“模擬引力”實驗。再利用“蘋果落地”及“一系列重物落地”的多媒體動畫引入新課。
【說明:1.讓學生通過實驗先感受橡皮不會飛走是因為受到“引力”作用,拉進了學生跟所學知識的距離。2.由于學生日常生活中有很多重力現象的體驗,并且在小學時就知道牛頓發現萬有引力的故事,因此他們對插圖所展示的物理情景是很熟悉的,知道重物的落地是由于重物的吸引,即重力的作用。所以這樣引入新課很自然,體現了物理知識是來源于生活的。】
第二板塊:重力的概念及產生原因。
引入新課后,指導學生閱讀課文中“重力”的概念,分析重力產生的原因和施力物體,使學生理解重力的概念。
【說明:方法簡單明了,并有助于提高學生自學能力。】
第三板塊:探究“重力的大小與質量的關系”
利用實驗探究的方法完成這部分知識的教學。實驗方法是:先用彈簧秤分別稱出質量為100克、200克、300克的鉤碼分別受到的重力,填入書中表格,然后算出每次測得的重力跟質量的比值,使學生自己“發現”,在誤差允許的范圍內,物體的重力跟質量成正比,其比值是一個定值為9.8牛/千克,由此得出G=mg這個計算重力大小的公式。
并將數據整理畫出圖像。(正比例函數圖像,利用事物投影展示。)
此實驗的關鍵是:①要選精確度較高的彈簧秤。②要正確使用彈簧秤。
【說明:利用學生探究來完成這部分知識的教學,好處有兩個:一是使學生有機會參與課堂教學,自主地進行物理規律的探究,體現自主性原則;二是再次練習使用彈簧秤測量力的.大小,提高學生的動手能力。】
第四板塊:重力的方向
這也是本節課的一個重點內容。教學實先做演示實驗:用細線把物體懸掛起來,靜止時讓學生觀察線的方向是否是豎直方向。然后剪斷細線,同時讓學生觀察:物體在重力作用下沿什么方向下落?這樣又一次讓學生自己去“發現”:重力的方向是豎直向下的。
這個知識有一個重要的應用——重垂線,它是建筑工人砌墻時用來校準墻壁是否豎直的。由于學生缺乏這方面的感性認識,在理解上有一定的難度,所以教學時要先易到學生觀察圖12.1-6,再讓一位學生利用重垂線進行操作,其他同學分析其工作原理。當學生理解了這一現象后提問:如何用這個重垂線來檢查窗臺、桌面是否水平?需要什么輔助器材?這是學生最難理解的地方,為了突破這一難點,教師要引導學生回憶測量人體身高的辦法,并通過一些動作適當提示,最后在學生充分發表見解的基礎上歸納:重垂線其實是應用了重力的方向,然后再解決水平問題。
想想議議:看圖12.1-7思考地球上幾個地方的蘋果都可以向“下”落,但從地球外面看,幾個蘋果下落的方向顯然不同。那么,我們所說的“下”指的是什么方向?
【說明:這一部分的教學,充分體現了學生為主體的教學理念,遵循了由易到難,層層深入的方法。重垂線、水平儀是重力方向的重要應用,對它們的學習,也體現了“從生活走向物理,從物理走向社會”的基本理念。】
第五板塊:重力的作用點——重心
這個內容比較抽象,為了幫助學生建立這個物理模型,可以先做一個小實驗(找刻度尺的重心),然后告訴學生,刻度尺上與手指接觸的位置就是重力的作用點,叫做重心。重心做的位置不僅跟物體的形狀有關,而且還跟材料是否均勻有關。向學生出示圓形薄板等質地均勻、外形規則的物體,指出其重心就在它的幾何中心上(演示),并在黑板上畫出這兩種形狀的物體圖形,標出重心位置,作出重力的示意圖。通過這樣的教學處理,學生便對重心的概念有了一個具體的感知,知道物體受到的重力可以看作集中在一點上;利用這個重心的平衡特點,還能找出材料不均勻或形狀不規則物體的重心。
【說明:利用實驗幫助學生建立了“重心”這個較難理解的物理模型,并應用于實際。起到了事半功倍的效果。】
第六板塊:布置作業
1.作出質量為100千克的物體受到的重力的圖示。
2.完成課后練習
七、課后反思:
1.在教學過程中,加強學法指導是當前教學方法改革的一個重要課題。本節課重點是指導學生如何主動去觀察思考、動手實驗,初步掌握研究常見力的方法。通過實例分析,提高學生引用知識解決問題的能力,養成良好的學習習慣。
2.由于初三學生剛接觸到力,對利用力的知識來研究常見力,所以本節課根據循序漸進的教學原則完成教學,并獲得了成功。
3.通過實驗探究,鍛煉了學生的動手實驗能力,提高了綜合思維能力。
重力 —— 初中物理第二冊教案
課程標準:
通過實驗,認識聲的產生和傳播條件。
教學目標:
(一)知識與技能
1.知道聲音是由物體的振動產生的,聲音的傳播必須依靠介質。
2.知道固體、液體、氣體都是能夠傳播聲音的介質,了解在不同的介質中聲音的傳播速度是不同的,聲音在固體和液體中的傳播速度比在空氣中快。
(二)過程與方法
1.通過觀察發聲現象,能簡單地描述所觀察到的發聲體的共同特性,培養學生初步的觀察、對比和概括能力。
2.通過聲傳播的實驗探究,培養學生初步的在觀察現象中發現問題,提出問題的能力。
3.讓學生參與實驗探究,初步學習實驗探究的方法,體會科學探究的重要性。
(三)情感、態度與價值觀
1.通過本節學習,讓學生知道我們生活在聲的廣袤空間中,聲音可以表達豐富多彩的情感,通過聲音可以獲取大量的信息。
2.使學生初步領略聲音在人類社會生活中的作用,從而引起對聲音的好奇,激發求知的欲望,逐步養成自覺探索自然現象和日常生活中物理原理的科學態度。
3.通過合作和交流,培養學生主動與他人合作的精神。
重點與難點:
聲音產生的條件、聲音的傳播需要介質是這一節的重點。
聲音在介質中以聲波的形式傳播是本節的難點。
教學準備:
1.多媒體課件。
2.演示實驗器材:廣口瓶、橡皮塞、抽氣機,電子發聲體,土電話、吉他等。
3.分組實驗器材:音叉、鼓、鑼等。
教學過程:
教學環節
教 師 活 動
學 生 活 動
教 學 意 圖
(一)課前活動
在教室內播放悠揚的音樂。
欣賞音樂、琴詩,陶冶情操。
創設情境。
(二)導入新課
1.用多媒體展示多種聲音。
觀察畫面與聆聽相關的聲音。
讓學生對耳濡目染的聲現象產生研究的興趣。
2.引導學生提出問題:聲音是怎樣產生的?它是怎么被我們聽到的?
深入思考,進行猜想。
讓學生知道聲音是傳遞信息的一種形式,觀察圖后讓學生思考、討論一些問題,把學生帶入聲的世界,在討論中切入本節課題:聲音的產生與傳播。
(三)探究聲音的產生
1.給學生提供“制造”聲音的器材:音叉、鼓、鑼等,引導學生進行探究。
進行實驗探究:讓音叉、鼓、鑼等發聲,并觀察聲音產生伴隨的現象。
在老師的鼓勵、引導下,學生合作探究,直接觀察和觸摸感受發聲的物體在振動,引導學生討論。
2.讓學生試一試:敲一下鼓(或音叉、鑼),馬上用手按住鼓面會發生什么現象?想一想,這是為什么?
學生進行探究,得出結論:發聲體振動停止,聲音消失。
進一步認識聲音的產生,培養歸納能力。
3.引導學生得出結論:聲音是由物體振動產生的。
通過觀察、分析,總結出結論。
通過觀察、體驗與對比、概括,建立聲音和振動的關系。
4.介紹弦樂器和管樂器:彈奏吉他、展示自制管樂器,并播放使用自制管樂器演奏視頻。
讓學生在發出聲音的同時,用手捂住自己的聲帶處,再次感受聲音是由振動產生的。
鞏固和驗證:聲音是由物體振動產生的。指導學生用所學知識分析自然現象。
(四)聲音的傳播
1.提出問題:我在這說話,我的'聲帶在這振動,聲音怎么傳到你的耳朵里了?
學生思考:我們之間有什么,是什么把聲音傳過來的?
誘導學生自己得出:聲音在空氣中能夠傳播。
2.設想一下,如果沒有空氣,你還能聽到我講話的聲音嗎?
深入思考和聯想。
讓學生提出猜想,引導他們提出證明猜測正確性的方法。
3.演示:真空不能傳聲的實驗。
觀察實驗現象。
通過探究,讓學生初步認識聲不能在真空中傳播。
4.引導學生得出結論:聲音可以在氣體中傳播,不能在真空中傳播。
通過根據已有的知識對傳聲的原因,進行猜測和討論。
廣口瓶內發生器聲音的變化說明聲音的傳播需要介質,不能在真空傳播。
5.演示實驗并得出結論:聲音可以液體中傳播。欣賞《小兒垂釣》和“水上芭蕾”。
觀察實驗現象,總結實驗結果,觀察與思考。
提高觀察、分析和總結能力。
6.學生實驗并得出結論:聲音可以在固體中傳播。
學生輕敲桌子一端,耳朵貼近桌面另一端聽聲音。
探究固體傳聲,初步感悟科學探究。
7.試用“土電話”,強化固體可以傳聲。
讓一學生“接聽土電話”并進行課堂討論和小組發言。
初步培養學生發現日常生活中的物理實質的能力和實驗設計能力。
8.歸納結論:聲音的傳播是需要介質的,它既可以在氣體中傳播,也可以在固體和液體中傳播。
綜合、歸納,舉手發言。
系統總結規律。
9.聽覺的形成:播放視頻:人耳的結構和動畫(聽覺的形成)。
觀察與思考。
了解人耳的結構和為什么能聽到聲音。
(五)聲速
提出問題,讓學生帶著問題看書。
學生閱讀課文(第38頁),了解聲音在不同介質中傳播速度不同,并總結規律。
啟發學生從閱讀中找出規律。
(六)小結
提出問題:通過這節課的學習,你有哪些收獲?
思考、交流,談收獲、體會等。
通過合作、交流,及時小結,讓知識系統化。
(七)課堂練習
出示練習題
閱讀、思考,舉手答題。
應用所學知識解答問題。
(八)布置作業
延伸興趣
課后第2、3題
當堂完成
鞏固所學知識
(九)板書設計
第一節科學探究:聲音的產生與傳播
一、聲音的產生(氣體、液體、固體)中傳播。
聲音是由物體振動產生的。真空不能傳聲。
二、聲音的傳播三、聲音的速度
聲音以聲波的形式在介質空氣中:340m/s(1標準大氣壓、15℃)
第一章 靜電場
學案1 電荷及其守恒定律
1.自然界中只存在兩種電荷:______電荷和________電荷.電荷間的作用規律是:同種電荷相互______,異種電荷相互________.
2.用毛皮摩擦橡膠棒時,橡膠棒帶____________電荷,毛皮帶__________電荷.用絲綢摩擦玻璃棒,玻璃棒帶______電荷,絲綢帶______電荷.
3.原子核的正電荷數量與電子的負電荷數量一樣多,所以整個原子對外界表現為________.金屬中距離原子核最遠的電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動,這種電子叫做________________.失去這種電子的原子便成為帶____電的離子.離子都在自己的平衡位置上振動而不移動,只有自由電子穿梭其中.所以金屬導電時只有________在移動.
4.把帶電體移近不帶電的導體,可以使導體靠近帶電體的一端帶________,遠離的一端帶________這種現象叫靜電感應.利用靜電感應使物體帶電叫________起電.常見的起電方式還有________和________等.
5.電荷既不能創生,也不能消滅,只能從一個物體______到另一物體,或者從物體的一部分____________到另一部分.
6.物體所帶電荷的多少叫________________.在國際單位制中,它的單位是________,用________表示.
7.最小的電荷量叫________,用e表示,e=________.所有帶電體的電荷量都等于e的____________.電子的電荷量與電子的質量之比叫做電子的________.
答案 1.正 負 排斥 吸引 2.負 正 正 負
3.電中性 自由電子 正 自由電子 4.異號電荷 同號電荷 感應 摩擦起電 接觸起電 5.轉移 轉移 6.電荷量 庫侖 C 7.元電荷 1.6 ×10-19 C 整數倍 比荷
一、電荷
[問題情境]
在干燥的冬天,當你伸手接觸金屬門把的一剎那,突然聽到“啪”的一聲,手麻了一下,弄得你虛驚一場,是誰在惡作劇?原來是電荷在作怪.
1.這些電荷是哪里來的?物質的微觀結構是怎樣的?摩擦起電的原因是什么?
2.什么是自由電子,金屬成為導體的原因是什么?
3.除了摩擦起電,還有其它方法可以使物體帶電嗎?
答案 1.來自原子內部 ; 物質由原子組成,而原子則由原子核(質子和中子)和核外電子構成; 不同物質的原子核束縛電子的能力不同.
2.金屬中距離原子核最遠的電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動,這種電子叫自由電子; 自由電子的自由活動是金屬成為導體的原因.
3.感應起電和接觸起電.
[要點提煉]
1.摩擦起電的原因:在兩個物體相互摩擦時,一些束縛不緊的電子會從一個物體轉移到另一個物體,于是原來呈電中性的物體由于得到電子而帶____電,失去電子的物體則帶____電.
2.感應起電的原因:當一個帶電體靠近導體時,由于電荷間的相互吸引和排斥,導體中的自由電子便會趨向或遠離帶電體,使導體靠近帶電體的一端帶____電荷,遠離的一端帶____電荷.
3.常見的起電方式有摩擦起電、感應起電和接觸起電.三種起電方式的實質都是________ 的轉移.
答案 1.負 正 2.異號 同號 3.電子
[問題延伸]
感應起電現象中實驗物體必須是導體嗎?
答案 必須是導體,因為導體中有自由電子,可以自由移動.
二、電荷守恒定律
[問題情境]
現代生活中電無處不在,北京市一天的耗電量可達千萬度,那么,電荷會不會像煤和石油一樣總有一天會被用完呢?
1.電荷是摩擦的過程中創造出來的嗎?
2.在電荷轉移的過程中其總量是否守恒?
答案 1.電荷不是創造出來的,它是物體組成的一部分 2.守恒
[要點提煉]
1.電荷守恒定律的內容:電荷既不能創生,也不能消滅,只能從一個物體轉移到另一物體,或者從物體的一部分轉移到另一部分.
2.“電荷的中和”是指電荷的種類和數量達到等量、異號,這時正、負電荷的代數和為________,而不是正、負電荷一起消失了.
答案 2.零
[問題延伸]
怎樣理解電荷守恒定律中“電荷的總量”?
答案 “電荷的總量” 可理解為正、負電荷的代數和.
例1 如圖1所示,不帶電的枕形導體的A、B兩端各貼有一對金箔.當枕形導體的A端靠近一帶電導體C時( )
圖1
A.A端金箔張開,B端金箔閉合
B.用手觸摸枕形導體后,A端金箔仍張開,B端金箔閉合
C.用手觸摸枕形導體后,將手和C都移走,兩對金箔均張開
D.選項A中兩對金箔分別帶異種電荷,選項C中兩對金箔帶同種電荷
解析 根據靜電感應現象,帶正電的導體C放在枕形導體附近,在A端出現了負電,在B端出現了正電,這樣的帶電并不是導體中有新的電荷,只是電荷的重新分布.金箔上帶電相斥而張開.選項A錯誤.
用手觸摸枕形導體后,B端不是最遠端了,人是導體,人的腳部甚至地球是最遠端,這樣B端不再有電荷,金箔閉合.選項B正確.
用手觸摸導體時,只有A端帶負電,將手和C移走后,不再有靜電感應,A端所帶負電便分布在枕形導體上,A、B端均帶有負電,兩對金箔均張開.選項C正確.
以上分析看出,選項D也正確.
答案 BCD
名師點撥 本節要求知道三種起電方法的特點,接觸起電帶同種電荷,摩擦起電帶等量的異種電荷,感應起電則是近異遠同,注意用手觸摸最遠端是腳或地球.
變式訓練1 如圖2所示,A、B、C是三個安裝在絕緣支架上的金屬體,其中C球帶正電,A、B兩個完全相同的枕形導體不帶電.試問:
圖2
(1)如何使A、B都帶等量正電?
(2)如何使A、B都帶等量負電?
(3)如何使A帶負電B帶等量的正電?
答案 見解析
解析 (1)把AB緊密靠攏,讓C靠近B,則在B端感應出負電荷,A端感應出等量正電荷,把A與B分開后再用手摸一下B,則B所帶的負電荷就被中和,再把A與B接觸一下,A和B就帶等量正電荷.(2)把AB緊密靠攏,讓C靠近B,則在B端感應出負電荷,A端感應出等量正電荷,再用手摸一下A或B,則A所帶的正電荷就被中和,而B端的負電荷不變,移去C以后再把A與B分開,則A和B就帶等量負電荷.(3)把AB緊密靠攏,讓C靠近A,則在A端感應出負電荷,B端感應出等量正電荷,馬上把A與B分開,則A帶負電B帶等量的正電.
例2 有兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B,分別帶有電荷量6.4×10-9 C和-3.2×10-9 C,讓兩絕緣金屬小球接觸,在接觸過程中,電子如何轉移并轉移了多少?
解析 當兩小球接觸時,帶電荷量少的負電荷先被中和,剩余的正電荷再重新分配.由于兩小球相同,剩余正電荷必均分,即接觸后兩小球帶電荷量
QA′=QB′=QA+QB2=1.6×10-9 C
在接觸過程中,電子由B球轉移到A球,不僅將自身電荷中和,且繼續轉移,使B球帶QB′的正電,這樣,共轉移的電子電荷量為
ΔQ=-QB+QB′=3.2×10-9 C+1.6×10-9 C=4.8×10-9 C
轉移的電子數N=ΔQe=3.0×1010個
答案 見解析
名師點撥 對于兩個帶電小球電荷量重新分配的問題,如果是兩個完全相同的小球,同性則總量平均分到一半,如異性則先中和,剩下的平均分配.如果未講明相同的小球,不一定平均分配.
變式訓練2 有三個相同的金屬小球A、B、C,其中小球A帶有2.0×10-5 C的正電荷,小球B、C不帶電,現在讓小球C先與球A接觸后取走,再讓小球B與球A接觸后分開,最后讓小球B與小球C接觸后分開,最終三球的帶電荷量分別為qA=________ C,qB=________ C,qC=________ C.
答案 0.5×10-5 0.75×10-5 0.75×10-5
【即學即練】
1.關于元電荷的理解,下列說法正確的是( )
A.元電荷就是電子
B.元電荷就是質子
C.元電荷是表示跟電子所帶電荷量數值相等的電荷量
D.元電荷就是自由電荷的簡稱
答案 C
解析 最小的電荷量叫元電荷,表示跟電子所帶電荷量數值相等.
2.關于摩擦起電和感應起電的實質,下列說法中正確的是( )
A.摩擦起電說明電荷可以被創造
B.摩擦起電是由于電荷從一個物體轉移到另一個物體上
C.感應起電是由于電荷從帶電物體轉移到另一個物體上
D.感應起電是電荷在同一物體上的轉移
答案 BD
解析 摩擦起電是電子在物體之間的轉移,而感應起電則是物體內部電子的轉移.
3.如圖3所示,將帶正電的球C移近不帶電的枕形金屬導體時,枕形導體上電荷的移動情況是( )
圖3
A.枕形導體中的正電荷向B端移動,負電荷不移動
B.枕形導體中電子向A端移動,正電荷不移動
C.枕形導體中的正、負電荷同時分別向B端和A端移動
D.枕形導體中的正、負電荷同時分別向A端和B端移動
答案 B
解析 導體中自由電子可以自由移動,正電荷是原子核,不能移動.
4.帶電微粒所帶電荷量不可能是下列值中的( )
A.2.4×10-19 C B.-6.4×10-19 C
C.-1.6×10-18 C D.4.0×10-17 C
答案 A
解析 帶電體所帶電荷量只能是元電荷1.6 ×10-19 C的整數倍.
1.下列關于電現象的敘述中正確的是( )
A.玻璃棒無論與什么物體摩擦都帶正電,橡膠棒無論與什么物體摩擦都帶負電
B.摩擦可以起電是普遍存在的現象,相互摩擦的兩個物體總是同時帶等量的異種電荷
C.帶電現象的本質是電子的轉移,物體得到電子一定顯負電性,失去電子顯正電性
D.當一種電荷出現時,必然有等量的異種電荷出現;當一種電荷消失時,必然有等量的異種電荷消失
答案 BCD
2.以下說法正確的是( )
A.摩擦起電是自由電子的`轉移現象
B.摩擦起電是通過摩擦產生的正電荷和電子
C.感應起電是自由電子的轉移現象
D.金屬導電是由于導體內有可以移動的正電荷
答案 AC
解析 摩擦起電是電子在物體之間的轉移,感應起電則是物體內部電子的轉移,所以A、C正確,B錯誤.金屬導電是由于導體內有可以移動的自由電子,而不是正電荷,D項錯.
3.將兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下,再分開一小段距離,發現兩小球之間相互排斥,則A、B兩球原來帶電情況可能是( )
A.A和B原來帶有等量異種電荷
B.A和B原來帶有同種電荷
C.A和B原來帶有不等量異種電荷
D.A和B原來只有一個帶電
答案 BCD
解析 當A和B帶有等量異種電荷時,接觸一下后電荷被中和.A項錯誤.
4.將帶電棒移近兩個不帶電的導體球,兩個導體球開始時互相接觸且對地絕緣,如圖4所示,下列幾種方法能使兩球都帶電的是( )
圖4
A.先把兩球分開,再移走棒
B.先移走棒,再把兩球分開
C.先將棒接觸一下其中一球,再把兩球分開
D.棒帶的電荷量如果不變,不能使兩導體球帶電
答案 AC
解析 A項正確,這是感應起電的正確操作步驟,B項錯;C項正確,描述的是接觸起電的操作步驟;D項錯誤,在感應起電中可以做到“棒帶的電荷量不變,兩導體球都帶電”.
5.如圖5所示,有一帶正電的驗電器,當一金屬球A靠近驗電器的小球B(不接觸)時,驗電器的金箔張角減小,則( )
圖5
A.金屬球A可能不帶電
B.金屬球A可能帶負電
C.金屬球A可能帶正電
D.金屬球A一定帶正電
答案 AB
解析 由題意可知驗電器是帶電的(因箔片有張角),當不帶電的金屬球A靠近驗電器的小球B時,由于感應起電,金屬球A會帶上異種電荷,因異種電荷相吸,所以驗電器上帶的電荷會更多的聚集到小球B上,箔片上聚集的電荷會減少,故張角減小,A項正確;當金屬球A帶負電時,同樣因異種電荷相吸,使得箔片上聚集的電荷減少,張角減小,B項正確.
6. 絕緣細線上端固定,下端掛一輕質小球a,a的表面鍍有鋁膜.在a的近旁有一絕緣金屬球b,開始時,a、b都不帶電,如圖6所示,現使b帶正電,則( )
圖6
A.b將吸引a,吸住后不放開
B.b先吸引a,接觸后又把a排斥開
C.a、b之間不發生相互作用
D.b立即把a排斥開
答案 B
7.M和N是原來都不帶電的物體,它們互相摩擦后M帶正電荷1.6×10-10 C,下列判斷中正確的是( )
A.在摩擦前M和N的內部沒有任何電荷
B.摩擦的過程中電子從N轉移到了M
C.N在摩擦后一定帶負電荷1.6×10-10 C
D.M在摩擦過程中失去了1.6×10-10個電子
答案 C
解析 由電荷守恒可知C項正確.
8.某人做靜電感應實驗,有下列步驟及結論:①把不帶電的絕緣導體球甲移近帶負電的絕緣導體球乙,但甲、乙兩球不接觸.②用手指摸甲球.③手指移開.④移開乙球.⑤甲球帶正電.⑥甲球不帶電.下列操作過程和所得結論正確的有( )
A.○1→②→③→④→⑥ B.①→②→④→③→⑥
C.○1→②→③→④→⑤ D.①→②→④→③→⑤
答案 C
解析 ○1→②→③→④→⑤是做靜電感應實驗的正確步驟.
9.兩個完全相同的金屬球,一個帶+6×10-8 C的電荷量,另一個帶-2×10-8 C的電荷量.把兩球接觸后再分開,兩球分別帶電多少?
答案 兩球都帶正電且均為2×10-8 C
解析 兩個完全相同的金屬球接觸后再分開,要平均分配電荷量,故兩球均帶q=(q1+q2)/2=[(+6×10-8)+(-2×10-8)]/2 C=2×10-8 C,帶正電.
10. 如圖7所示,通過調節控制電子槍產生的電子束,使其每秒鐘有104個電子到達收集電子的金屬瓶,經過一段時間,金屬瓶上帶有-8×10-12 C的電荷量,求:
圖7
(1)電子瓶上收集到多少個電子;
(2)實驗的時間為多長.
答案 (1)5×107 (2)5×103 s
解析 因每個電子的帶電荷量為-1.6×10-19 C,金屬瓶上帶有-8×10-12 C的電荷量,所以電子瓶上收集到的電子個數為n=(-8×10-12 C)/(-1.6×10-19 C)=5×107個
實驗的時間為t=(5×107)/104 s=5×103 s
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