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【教学目标】
1、知识与技能:
(1)、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。
(2)、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、。
(3)、理解法拉第电磁感应定律的内容、数学表达式。
(4)、知道E=BLvsinθ如何推得。
(5)、会用解决问题。
2、过程与方法
(1)、通过学生实验,培养学生的动手能力和探究能力。
(2)、通过推导闭合电路,部分导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv,掌握运用理论知识探究问题的方法。
3、情感态度与价值观
(1)、从不同物理现象中抽象出个性与共性问题,培养学生对不同事物进行分析,找出共性与个性的辩证唯物主义思想。
(2)、通过比较感应电流、感应电动势的特点,引导学生忽略次要矛盾、把握主要矛盾。
【教学重点】法拉第电磁感应定律。
【教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。
【教学方法】实验法、归纳法、类比法
【教具准备】
多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。
【教学过程】
一、复习提问:
1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
答:穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会在回路中产生感应电流。
2、恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?
答:电路闭合,且这个电路中一定有电源。
3、在发生电磁感应现象的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?
答:由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向。
二、引入新课
1、问题1:既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电流的强弱呢?
答:既然有感应电流,那么就一定存在感应电动势.只要能确定感应电动势的大小,根据闭合电路欧姆定律就可以确定感应电流大小了.
2、问题2:如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问
①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么?
答:有,因为磁通量有变化
②、有感应电流,是谁充当电源?
答:由恒定电流中学习可知,对比可知左图中的虚线框内线圈部分相当于电源。
③、上图中若电路是断开的,有无感应电流电流?有无感应电动势?
答:电路断开,肯定无电流,但仍有电动势。
3、产生感应电动势的条件是什么?
答:回路(不一定是闭合电路)中的磁通量发生变化.
4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件,你有什么发现?
答:在电磁感应现象中,不论电路是否闭合,只要穿过回路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势,但产生感应电流还需要电路闭合,因此研究感应电动势比感应电流更有意义。(情感目标)
本节课我们就来一起探究感应电动势
三、进行新课
(一)、探究影响感应电动势大小的因素
(1)探究目的:感应电动势大小跟什么因素有关?(学生猜测)
(2)探究要求:
①、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管,记录表针的摆幅。
②、迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的摆幅。
③、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片,迅速和缓慢的插入拔出螺线管,分别记录表针的摆幅;
(3)、探究问题:
问题1、在实验中,电流表指针偏转原因是什么?
问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?
问题3:在实验中,快速和慢速效果有什么相同和不同?
(4)、探究过程
安排学生实验。(能力培养)
教师引导学生分析实验,(课件展示)回答以上问题
学生甲:穿过电路的Φ变化产生E感产生I感.
学生乙:由全电路欧姆定律知I=,当电路中的总电阻一定时,E感越大,I越大,指针偏转越大。
学生丙:磁通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同。
可见,感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关,即与磁通量的变化率有关.
把定义为磁通量的变化率。
上面的实验,我们可用磁通量的变化率来解释:
一、教学内容分析
向心力是物体做匀速圆周运动时所受到的合外力,它是本章圆周运动的重点。由于这一节内容比较多,可分为两个课时,第一课时讲述有关向心力的概念,第二课时是生活中向心力的应用实例,而本教学设计是第一课时有关向心力的概念。本节课的教学重点和难点是学生如何建立向心力的概念,为了使学生容易接受,教材采取以实验为基础加上必要的简单的理论分析的方法,在这里,编者增加了一个演示实验,就是借助向心力演示器进行实验,把学生的实验结论逐一验证,从而验证了向心力公式,更有力说明了实验的科学性和重要性。课本35页中的“讨论与交流”这一点学生往往觉得抽象,只是理论来分析,这里编者把它改成实验探究,这样学生通过实验亲身感受,定性分析,这比理论分析更具有说服力。
二、教学对象分析
在前面的教学中,学生已经学习了匀速圆周运动,对匀速圆周运动有了一定的理解。知道描述匀速圆周运动快慢的物理量有线速度、角速度、周期、转速等,并理解线速度、角速度、周期、半径之间的关系。学生知道在转动装置中,共轴的轮子上各点的角速度相等;皮带转动(不打滑)中,凡和皮带接触的点,线速度的大小相等。这些都为本节课的学习奠定了基础。学生知道匀速圆周运动是一种变速运动,因为它的线速度方向时刻在变,但只是表面的知道,更深一步来分析,为什么线速度的方向时刻在变?是什么力来改变物体的这种运动状态,这个力有何特点?学生带着这些疑问来进入本节课的学习。
三、教学设计思想及策略
在以往的教学中,课堂教学实施往往过于注重知识传授倾向,老师满堂灌,学生被动的接受,很难从多方面培养学生的综合素质。而新课程强调“将学习的重心从过分强调知识的传承和积累向获取知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的精神”。为此本教学设计和教学实施就是采用学生实验探究和教师演示实验相结合的实验探究教学法。
本节首先通过日常生活经验和观察中的两个实例,提出问题,加上老师的即时演示实验,其现象更加深学生心中的疑惑,激发他们求知探索的欲望,更易引起学习的兴趣。然后学生亲身进行实验探究来感受向心力。当学生对向心力的概念有了一定的认识后,就进一步提出向心力的大小与哪些因素有关呢?可以先让学生根据前述实验做出猜想,然后再让学生设计实验对猜想进行验证,教师可以按照教材的设计指导学生完成,进一步强化学生对向心力的感性认识。教师还借助了向心力演示器进行实验,把学生的实验结论逐一验证,从而验证了向心力公式。接着运用牛顿第二定律,给出向心加速度的公式,让学生明白匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小不变,但方向时刻在改变。最后把课本35页的“讨论与交流”改成实验探究,这样学生通过实验亲身感受,定性分析,这比理论分析更具有说服力。
本节课的教学重点和难点是学生如何建立向心力的概念,而突破这一点的办法是让学生进行探究实验,让学生亲身感受,获得感性认识。由于本节课学生实验探究活动比较多,教学中老师需根据学生的实际能力去引导学生进行实验,必要时做出指导。实验中提倡学生敢于动手,严谨、细致、耐心的进行实验,观察实验现象并能分析,小组之间讨论与交流,归纳结论。本节课以实验探究为主线,以问题和小组交流贯穿课堂的始终,把传授知识、培养能力和学生情感有机的结合起来。
四、教学目标及教学重点、难点
知识与技能
1.理解向心力的概念。
2.知道向心力大小与哪些因素有关,理解公式的含义。
3.理解向心加速度的概念,结合牛顿第二定律得出向心加速度的公式。
过程与方法
1.通过实验,体验和感受做匀速圆周运动的物体需要向心力。
2.先猜想影响向心力大小的因素,再进行实验探究。
3.通过演示实验,验证匀速圆周运动的向心力公式,结合牛顿第二定律得出向心加速度的公式。
情感态度与价值观
1.通过亲身的探究活动,使学生获得成功的乐趣,培养学生参与物理活动的兴趣。
2.培养学生对科学的求知欲,乐于参与观察,敢于实验,体会实验在探索物理规律中的作用和方法。
3.培养学生事实求是、尊重客观规律的科学态度,养成严谨、细致、耐心的实验修养。
教学重点
1.理解向心力的概念。
2.学生实验探究:感受向心力和影响向心力大小的因素。
教学难点
理解向心力的概念。
五、教法学法
学生实验探究,教师演示实验相结合;学生思考、猜想、讨论,教师提问、讲解相结合。
六、教学用具和课时安排
质量不同的小物体(钢球、木球)、小绳、圆珠笔杆、向心力演示器、圆环轨道、CAI课件、多媒体投影设备。
课时安排1课时。
八、教学过程
教学环节
教学内容及教师组积活动
学生主体活动
设计意图及说明
情景设疑
引入新课
1.同学们跑步转弯时,身体会自然的怎么样?(例如4100米接力赛)
2.在湿滑的水泥路上转弯时,无论是骑自行车还是驾车,必须怎么办?
3.教师演示:把小球在不同的高度沿着斜面轨道滚下时,观察通过圆环运动的情况。(例如娱乐场所里玩“过山车”游戏)你知道其中的奥秘吗?物体做圆周运动的条件是什么?这就是我们这一节课要探究的问题了。
1.由于学生对前面的两个问题有很丰富的日常经验,会大胆发言。
2.观察实验现象,对现象和老师提出的问题进行思考,产生悬念。
从日常生活情景中构建物理情景,以培养学生把生活与物理联系一起的习惯,特别是演示实验的现象,使学生产生悬念,激发好奇心和探索欲望。
实验与探究
教师指导学生做课本实验,提出问题:1.你牵绳的手有什么感觉?2.如果增大或减小小球的线速度,手的感觉有何变化?3.如果松手,将会发生什么现象?4.小球匀速圆周运动受到哪些力的作用?合外力是哪个?这个力起什么作用?
学生亲身进行实验探究,然后小组讨论交流,归纳结论,回答老师的提问。
这实验简单易做,效果明显,学生通过亲身感受使学生获得成功的乐趣,实际教学效果表明学生乐于参与观察,敢于实验。
引出向心力概念
1.承上启下,引出向心力的概念:维持物体做匀速圆周运动需要一个指向圆心的力的作用,这个力就叫向心力。
2.配合演示动画片。
新课
一、冰雾霜的形成,
(一)雾与液化
讲述:物质从液态变成固态,称为凝固,在通常的情况下,冰的熔点为0℃,在0℃时,冰,水,水蒸气共存,高于熔点,冰变为水,低于熔点,水变为冰。水的低于熔点,水变为冰。问:同学们思考:冰的熔点和水的凝固点有什么关系呢?
讲述:同一晶体的熔点和凝固点是相同的。非晶体由于没有熔点,所以也没有凝固点。引导:请同学们观看课本第13面信息窗的内容,了解冰雹的形成过程。
演示实验:教师演示课本图10-28所示的实验,要求学生仔细观察。
问:这个实验里面有几个物态变化过程?
你体验到哪个过程吸热?哪个过程放热?
问:生活、生产中你还能举出类似的例子吗?
(二)雾与液化
讲述:物质从气态变为液态的过程,称为液化,液化是汽化的相反过程。
问:生产和生活中你见过哪些液化现象?
在学生回答时老师补充完善。
演示实验:演示课本图10-31所示的实验,
回答:在什么条件下这种尾气才容易制成?
为什么水蒸气刚喷出时不是白色雾状?
教师补充完善。
(三)霜与凝华
讲述:深秋或初春,当夜间气温低于0℃时,空气中的水蒸气会在不导热的叶子和木、瓦等物体上凝成白色晶状的小冰粒,这就是霜,霜是由空气中的水蒸气直接变成的固体冰晶,那么,什么是凝华呢?
讲述:凝华是升华的相反过程,升华吸热,凝华放热。
问:你能举出生活中的一些凝华现象吗?
杠杆(一)
教学目标:
知识与技能:
(1)知道什么是杠杆;
(2)理解支点、阻力、阻力臂、动力、动力臂。
过程与方法:通过举例认识杠杆,会分析杠杆的几个概念。
情感、态度与价值观:体验科学探究的乐趣,了解杠杆在生活中的应用。
教学重点:认识杠杆。
教学过程:
一、引入新课
通过浮力的学习,同学们已经知道了阿基米德是古希腊伟大的科学家,他在物理学方面的主要贡献有两项:浮力问题与杠杆平衡问题。阿基米德有句名言:“给我一个支点,我可以撬动地球。”
置疑:阿基米德说这句话的根据是什么?你认为这可能吗?
阿基米德用来撬动地球的工具就是杠杆,也就是这节课要研究的问题。
二、杠杆
1、认识杠杆
要求学生观察书上图12-2-3:生活中的常见的杠杆。
要求学生举出其他生活中的杠杆。
进行讨论,找出图中杠杆的共同特征——都绕一固定点转动。
教师出示羊角锤,分析使用时有一固定点。
要求学生分析其余杠杆的固定点。
得到杠杆概念:在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬杆,叫杠杆。
“硬杆”指在力作用下不易发生形变的受力的杆状物体,可以是直的也可是弯的,形状也可以是各种各样,可是方的、圆的等。
要求学生再举其他例子。
例如:用来拧螺母的扳手可以使我们轻易地将螺母拧紧或拧松。
订书机可以很方便地把纸装订在一起。
2、与杠杆有关的概念
首先认识杠杆的几个概念
支点(O):杠杆绕着转动的固定点。
动力(F1):使杠杆转动的力。
阻力(F2):阻碍杠杆转动的力。
动力臂(L1):支点到动力作用线的距离。
阻力臂(L2):支点到阻力作用线的距离
力臂是支点到力的作用线的距离,作力臂的步骤:(1)找准支点;(2)沿力的方向作出力的作用线;(3)从支点向力的作用线画垂线;(4)标出力臂。
教师举杠杆撬球的例子分析五个概念。
画出杠杆撬球中的各种物理量。
支点是杠杆绕着转动的固定点,在分析支点时,我们可以假想杠杆发生转动,杠杆围绕哪一点转动,哪一点就是支点。如图所示,我们假设杠杆在动力作用下做逆时针转动,其中O点是不动的,所以O点就是支点。
力的作用线就是从力在杠杆上的作用点起,沿力的方向所画的直线,如图所示,动力的作用线是从A点起沿F1方向的直线。
从支点O向动力F1的作用线所画的垂线就是动力臂L1,从支点O向阻力F2的作用线所画的垂线就是阻力臂L2了。画力臂实际上就是作一个点到一条线的垂线,只要把平面几何中作“点到直线的距离”的方法迁移过来,就不难解决力臂作法这一难点。
必须明确:力臂是支点到力的作用线的垂直距离,而不是支点到力的作用点的距离,如图所示中,不能把OA和OB作为动力臂和阻力臂。
例题:在黑板上画出各杠杆的示意图,画出它们的支点、动力和阻力。
如:铡刀、瓶盖起子、独轮车、铁锹等。
由4名学生分别画出它们的动力臂和阻力臂,巡回指导,最后进行讲评。
可选择分析一些实际杠杆,如:抽水机、汽车刹车踏板、胳膊、缝纫机踏板等。
三、课堂小结
认识杠杆,并介绍了杠杆的几个重要概念,学会分析生活中的杠杆。
四、实践活动
注意观察生活中有哪些杠杆,试着分析它们的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。
五、板书:
第一节杠杆(一)
杠杆:1、杠杆:在力的作用下,能绕某一固定点转动的硬杆,叫杠杆。
2、杠杆的几个概念:
支点(O):杠杆绕着转动的固定点。
动力(F1):使杠杆转动的力。
阻力(F2):阻碍杠杆转动的力。
动力臂(L1):支点到动力作用线的距离。
阻力臂(L2):支点到阻力作用线的距离。
教学重点
弹力产生的条件及弹力方向的判定,胡克定律的内容及应用.
教学难点
接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定.
课时安排
1课时
课前准备
各种弹簧、橡皮筋(泥)、钢尺、细钢丝、微小形变演示、多媒体课件
教学过程
导入新课
情景导入
(课件展示)多媒体播放拉弓射箭、蹦极、跳水等情景:
射箭蹦极水
图3-2-1
让学生试着回答以上动作的完成有什么共同特点.
结论:都离不开物体的弹性作用.
弹性物体对作用对象的作用我们称之为弹力,本节课我们就来研究弹力产生的条件及其方向的判定等系列问题.
感知导入
学生分成几个小组,每组分发一根细铁丝.让大家自己动手制作成一个小弹簧,然后轻轻地拉一拉或者压一压,并说出自己的感受.
总结:当手拉或压弹簧时,都要给弹簧一个力的作用,也就是说手都要受到弹簧的力的作用.
那么,这又是什么力呢?它是怎样产生的呢?它的大小、方向各如何呢?
推进新课
一、弹性形变和弹力
实验演示1:
压缩弹簧、海绵,用手弯曲竹片,我们能明显地观察到什么现象?
结论:看到形状或体积改变,我们就把物体形状或体积的变化叫做形变.
情景设置:给学生提供不同的物体,教师引导学生使物体的形状或体积发生变化(设计意图:学生亲身经历探究过程,明确两类形变)
讨论交流:物体的形变有两种情况:一种是物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变,如弹簧的形变、竹片的形变等;另一种是物体在形变后,撤去外力物体也不能够恢复原状的形变,这种形变叫做非弹性形变.
阅读(课件展示):
凡物体受到外力而发生形状变化谓之“形变”.物体由于外因或内在缺陷,物质微粒的相对位置发生改变,也可引起形态的变化.形变的种类有:
1.纵向形变:杆的两端受到压力或拉力时,长度发生改变;
2.体积形变:物体体积大小的改变;
3.切变:物体两相对的表面受到在表面内的(切向)力偶作用时,两表面发生相对位移,称为切变;
4.扭转:一圆柱状物体,两端各受方向相反的力矩作用而扭转,称扭转形变;
5.弯曲:两端固定的钢筋,因负荷而弯曲,称弯曲形变.
【实验探究】怎么才能够使物体发生形变呢?(分组合作进行实验探究、讨论,不难得出结论)
结论:物体间相互接触并相互挤压.
学生实验:鼓励大家自己使劲拉课下制作好的小弹簧,拉到再不能伸长为止.
现象:弹簧被拉直后不能恢复原长.
结论:如果形变过大,超过一定的限度,撤去外力作用后,物体就不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度.
弹性限度微观解释(设计意图:教师引导提高的过程)
教师精讲:铁丝在被拉伸过程中,其形变与铜原子的引力范围有关.当铁丝被拉伸时,由于铁原子的引力,铁丝可以恢复到原来的长度,这属于弹性形变的范围;但是若继续拉铁丝,当铁原子间的距离拉得太大时,铁原子的引力不能使其恢复到原来的位置,这时铁丝就无法恢复到原长甚至会断裂.
问题设置:发生弹性形变的物体有什么用途呢?
引导学生举出弯弓射箭、撑杆起跳、拍打篮球、击打网球等例子.
师生交流讨论以上例子的本质.
结论:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.
问题设置:任何物体都能发生形变吗?
此时教师可以在桌子上放一本书,借此提问桌子会发生形变吗?
(学生可能回答不发生形变)
演示实验2:
教师向学生作显示微小形变装置的简单介绍.
实验:入射光的位置不变,将光线经M、N两平面镜两次反射,射到一个刻度尺上,形成一光亮点.如图3-2-2,让一学生用力压桌面,同学们会看到什么现象?
学生会看到光点在刻度尺上移动.
图3-2-2
学生分析:桌面有了形变,使M、N平面镜的位置发生了微小的变化.
总结:我们通常用眼看到一些物体发生形变,还有一些物体眼睛根本观察不到它的形变,比如一些比较坚硬的物体,但是这些物体都有形变,只不过形变很微小.所以,一切物体都在力的作用下会发生形变.
演示实验3:
(课件展示)多媒体课件展示教材55页图3.2-2有机玻璃的形变.
归纳:一块三角形有机玻璃压在另一块有机玻璃上,发生的形变很小,肉眼不能看出来.但是形变使有机玻璃内部不同部位的光学性质产生了差异,让特殊的光通过时,就完全可以看到这种差异.
二、几种弹力
事实上,只要两个相互接触的物体相互挤压,就一定能产生弹力的作用.可见,弹力的产生需两个条件:直接接触并发生形变.
常见的弹力除了以上讲到的外,还有支持力和拉力等.
弹力的方向:一般情况下,凡是支持物对物体的支持力,都是支持物因发生形变而对物体产生弹力,所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体.
教师精讲:放在水平桌面上的书,由于重力的作用而压迫桌面,使书和桌面同时发生微小形变,书要恢复原状,对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1,这就是书对桌面的压力;桌面由于发生微小的形变,对书产生垂直于书面向上的弹力F2,这就是桌面对书的支持力.如图3-2-3.
图3-2-3图3-2-4
学生活动:静止地放在倾斜木板上的书,书对木板有压力,木板对书有支持力.指导学生并画出力的示意图.如图3-2-4.
结论:压力、支持力都是弹力.压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体,支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体.
图3-2-5
引导学生分析静止时悬绳对重物的拉力及方向.如图3-2-5.
引导得出:悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳,使重物、悬绳同时发生微小的形变.重物由于发生微小的形变,对悬绳产生竖直向下的弹力F1,这是物对绳的拉力;悬绳由于发生微小形变,对物产生竖直向上的弹力F2,这就是绳对物体的拉力.
结论:拉力是弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.
课堂训练(课件展示)
画出下列各静止物体的弹力(接触面光滑).
图3-2-6
分析:弹力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面;点与点的接触要找两接触点的公切面,弹力垂直于这个公切面指向被支持物.
《光的偏振》教学设计
单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。浙江省富阳市二中方霞
一般说来,“教师”概念之形成经历了十分漫长的历史。杨士勋(唐初学者,四门博士)《春秋谷梁传疏》曰:“师者教人以不及,故谓师为师资也”。这儿的“师资”,其实就是先秦而后历代对教师的别称之一。《韩非子》也有云:“今有不才之子……师长教之弗为变”其“师长”当然也指教师。这儿的“师资”和“师长”可称为“教师”概念的雏形,但仍说不上是名副其实的“教师”,因为“教师”必须要有明确的传授知识的对象和本身明确的职责。一、新课引入
“教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼,从最初的门馆、私塾到晚清的学堂,“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。只是更早的“先生”概念并非源于教书,最初出现的“先生”一词也并非有传授知识那般的含义。《孟子》中的“先生何为出此言也?”;《论语》中的“有酒食,先生馔”;《国策》中的“先生坐,何至于此?”等等,均指“先生”为父兄或有学问、有德行的长辈。其实《国策》中本身就有“先生长者,有德之称”的说法。可见“先生”之原意非真正的“教师”之意,倒是与当今“先生”的称呼更接近。看来,“先生”之本源含义在于礼貌和尊称,并非具学问者的专称。称“老师”为“先生”的记载,首见于《礼记?曲礼》,有“从于先生,不越礼而与人言”,其中之“先生”意为“年长、资深之传授知识者”,与教师、老师之意基本一致。实验演示:教师将一块偏振片在笔记本电脑前转动,请学生观察屏幕的变化情况。
语文课本中的文章都是精选的比较优秀的文章,还有不少名家名篇。如果有选择循序渐进地让学生背诵一些优秀篇目、精彩段落,对提高学生的水平会大有裨益。现在,不少语文教师在分析课文时,把文章解体的支离破碎,总在文章的技巧方面下功夫。结果教师费劲,学生头疼。分析完之后,学生收效甚微,没过几天便忘的一干二净。造成这种事倍功半的尴尬局面的关键就是对文章读的不熟。常言道“书读百遍,其义自见”,如果有目的、有计划地引导学生反复阅读课文,或细读、默读、跳读,或听读、范读、轮读、分角色朗读,学生便可以在读中自然领悟文章的思想内容和写作技巧,可以在读中自然加强语感,增强语言的感受力。久而久之,这种思想内容、写作技巧和语感就会自然渗透到学生的语言意识之中,就会在写作中自觉不自觉地加以运用、创造和发展。电脑屏幕随着偏振片的转动,发生明显的明暗的变化。如图1所示。学生观察到这一奇妙的现象时,都不由地发出惊叹声,不禁问道:为什么会发生这种现象呢?学生的学习兴趣和积极性被充分调动起来。
观察内容的选择,我本着先静后动,由近及远的原则,有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的,能理解的观察内容。随机观察也是不可少的,是相当有趣的,如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等,孩子一边观察,一边提问,兴趣很浓。我提供的观察对象,注意形象逼真,色彩鲜明,大小适中,引导幼儿多角度多层面地进行观察,保证每个幼儿看得到,看得清。看得清才能说得正确。在观察过程中指导。我注意帮助幼儿学习正确的观察方法,即按顺序观察和抓住事物的不同特征重点观察,观察与说话相结合,在观察中积累词汇,理解词汇,如一次我抓住时机,引导幼儿观察雷雨,雷雨前天空急剧变化,乌云密布,我问幼儿乌云是什么样子的,有的孩子说:乌云像大海的波浪。有的孩子说“乌云跑得飞快。”我加以肯定说“这是乌云滚滚。”当幼儿看到闪电时,我告诉他“这叫电光闪闪。”接着幼儿听到雷声惊叫起来,我抓住时机说:“这就是雷声隆隆。”一会儿下起了大雨,我问:“雨下得怎样?”幼儿说大极了,我就舀一盆水往下一倒,作比较观察,让幼儿掌握“倾盆大雨”这个词。雨后,我又带幼儿观察晴朗的天空,朗诵自编的一首儿歌:“蓝天高,白云飘,鸟儿飞,树儿摇,太阳公公咪咪笑。”这样抓住特征见景生情,幼儿不仅印象深刻,对雷雨前后气象变化的词语学得快,记得牢,而且会应用。我还在观察的基础上,引导幼儿联想,让他们与以往学的词语、生活经验联系起来,在发展想象力中发展语言。如啄木鸟的嘴是长长的,尖尖的,硬硬的,像医生用的手术刀―样,给大树开刀治病。通过联想,幼儿能够生动形象地描述观察对象。图1
教师告诉学生手中的这片圆形薄片叫偏振片,这种现象称为偏振现象。为什么会出现这样的现象呢,这是本堂课要解决的重要内容之一,希望大家在观察接下来的实验现象和现象分析后都能知道其中的原因。
二、实验过程、现象解释
波有横波和纵波之分,光是横波还是纵波,是否所有的波都有偏振现象,日常生活中有哪些常见的偏振现象,对我们的生活有些什么样的影响,我们一起来学习和探讨。
为了更好的理解和解释光的偏振现象,我们从直观、具体的机械波的分析入手。
(一)机械波的偏振实验演示
实验1:取一软绳和中间有一“狭缝”的硬纸板,使软绳从“狭缝”中穿过,请两位同学分别控制绳的两端,其中一端固定不动,另一端的同学上下抖动,形成一列绳波。调节狭缝的方向,第一次与绳波的振动方向相同,第二次与绳波的振动方向垂直,观察绳波经过狭缝后的现象。
现象:绳波的振动方向与狭缝的方向平行时,传播情况正常;振动方向与狭缝方向垂直时,绳波经过狭缝后消失。现象如图2所示。
图2
实验2:用一弹簧经过“狭缝”,轻拨弹簧,形成一列弹簧波。旋转狭缝方向,观察弹簧波的情况。
现象:无论“狭缝”如何,弹簧波均正常传播,如图3所示。
图3
结论:横波的振动方向与狭缝方向垂直时,波的传递受到影响,这种现象就是偏振现象,偏振是横波特有的现象。
光波是横波还是纵波,也可用类似的方法检验。
实验3:利用偏振片检验自然光是横波还是纵波。
偏振片介绍:偏振片由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特定的方向,只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片,这个方向叫做“透振方向”。偏振片对光波的作用就象“狭缝”对机械波的作用一样。
偏振光介绍:只沿着某个特定方向振动的光。
自然光介绍:太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。如图4所示。
图4
重复实验1的演示实验,再次观察实验现象。
电脑屏幕本质上是一片偏振片,圆形薄片是另一片偏振片,当光束通过第一片偏振片P(起偏器)之后(如图5所示),旋转第二块偏振片Q(检偏器),可以看见光斑亮度周期性变化。当两个偏振片平行时,透光最强。当两个偏振片垂直时,透光最弱。如图5所示。
图5
通过分析,请学生尝试类比机械波的偏振来解释上面的实验现象。
当激光通过第一片偏振片P后,相当于被“狭缝”卡了一下,只有振动方向跟“狭缝”方向平行的光才能通过,激光通过偏振片P(起偏器)后虽然变成了偏振光,但由于沿各个方向的振动情况相同,无论偏振片透振方向如何,都会有相同强度的光透射过来,再通过第二块偏振片Q(检偏器)时就不同了。无论旋转哪块偏振片,当两块偏振片透振方向相同时,透射光最强,当两偏振片透振方向垂直时,透射光完全消失,最弱。
上面的实验表明,光是一种横波。只有横波才有偏振现象。
物理规律(包括定律、定理、原理、法则和公式等)是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映,它是中学物理基础知识最重要的内容,是物理知识结构体系的枢纽。物理规律的教学既是物理知识教学的核心内容,也是新课标强调的培养学生实验探究能力,锻炼学生思维能力的重要途径。怎样才能搞好规律教学呢?本人自参加工作十几年以来一直从事物理教学工作,对物理规律的教学有了一些自己的看法和认识,现总结如下:
一、了解物理规律的类型
物理规律可分为三种类型:
1.实验规律
物理学中的绝大多数规律,都是在观察和实验的基础上,通过分析归纳总结出来的,我们把它们叫做实验规律。如欧姆定律、焦耳定律、法拉第电磁感应定律、光的反射定律、光的折射定律、阿基米德原理、液体内部压强特点等都属于这一类。
2.理想规律
有些物理规律不能直接用实验来证明,但是具有足够数量的经验事实,如果把这些经验事实进行整理分析,去掉非主要因素,抓住主要因素,推理到理想的情况下,总结出来的规律,我们把它叫做理想规律。如牛顿第一定律。
3.理论规律
有些物理规律是以已知的事实为根据,通过推理总结出来的,我们把它叫做理论规律。如万有引力定律是牛顿经过科学推理而发现的。
二、物理规律教学的基本方法
在物理规律的教学工程中,不仅要让学生掌握规律本身,还要对规律的建立过程、研究问题的科学方法进行深入了解,更重要的是要了解如何应用规律来解决具体问题。为此,对不同的物理规律采用不同的教学方法。下面分别对以上三类规律的教学谈一下自己的认识。
1.实验规律的教学方法
在物理学的建立和发展过程中,物理实验既是归纳物理规律、产生物理假说的实验基础,也是验证物理预言和物理假设的主要依据。观察和实验既是形成物理概念和认识物理规律的基础,又是学习物理学的基本方法,而初中物理学科主要是让学生在观察、实验的基础上初步了解物理学的一些基本知识。具体方法大致的以下几种:
(1)由日常经验或实验结果进行直接归纳得出结论。如研究影响蒸发快慢的因素,我让学生思考生活中自己晒衣服的体会得出;光的反射定律是通过演示实验得到的等。
(2)先从实验结果或从对实例的分析中得出定性的结论,再进一步通过实验寻求严格的定量关系,得出定量化的结论。如研究液体内部的压强时,我先通过演示实验:底部和侧壁有橡皮膜的玻璃管,装满水,观察橡皮膜凸出且底部凸出明显,让学生知道液体压强跟深度有关,再进一步实验研究得到它们成正比的定量关系。
(3)引导学生在观察实验或分析推理的基础上进行猜想,然后通过实验来验证、修正自己的猜想,得出结论。如在焦耳定律的教学中,我先让学生观察并思考两个实验事实:1.灯泡热的发光,而与之相连的导线确察觉不到发热,这说明电流产生的热量与什么有关?2.同样的导线,在并入用电器很多时,就会察觉到导线发热,这又说明了什么?然后利用焦耳定律演示器进行实验验证。
2.理想规律的教学方法
理想规律是在物理事实的基础上,通过合理推理至理想情况而总结出的物理规律。因此在教学中应用“合理推理法”。如在牛顿第一定律的教学中,引导学生通过在不同表面上做小车沿斜面下滑的实验,发现平面越光滑,摩擦阻力越小,小车滑得越远。如果推理到平面光滑、没有摩擦阻力的情况下,小车则将永远运动下去,且速度不变,做匀速直线运动,从而总结出牛顿第一定律。
3.理论规律的教学方法
理论规律是由已知的物理规律经过推导,得出的新的物理规律。因此,在理论规律教学中应采用“理论推导法”。如物体的浮沉条件由F浮与G的关系可推出ρ物与ρ液的关系。
无论是采用哪种方法,最后都要在探索的基础上,得到物理规律的文字表述和数学表达。
三、物理规律教学中应注意的问题
1、排除学习规律的思维障碍
《新课标》注重从生活走向物理,从物理走向社会的学习,学生在平时的生活过程中,已经在原有感情知识的基础上,形成了消极的思维定势,很大程度上干扰了学生对物理规律的理解的掌握,限制了学生思维灵活性的发展。主要表现在以下两个方面。
第一,生活常识的干扰。学生在学习物理规律之前,从日常生活中已经积累了一定的生活经验,对一些问题形成了某些观念。这些观念,有的看似正确但是往往有一定的片面性,有的更是错误的,那些错误的“先入为主”的观念对学生正确理解物理规律起着严重的干扰作用。例如,在运动和力的关系上,看到有马拉车车才向前运动,有人推桌子桌子才会移动的生活现象,学生认为力是物体运动的原因,物体受力才能运动,不受外力的物体是不能运动的;对于物体在液体中受浮力的问题,看到铁块放入水中就下沉,往往认为只有浮在液面上的物体才受到浮力等等。所以,对于物理规律的教学,首先要消除学习过程中有些错的生活。观念的干扰,这就要求教师在教学过程中要尽量设计可直观的实验对错误观念进行排除。
第二,数学知识的干扰。例如,初中物理电学中欧姆定律的数学表达式I=U/R,变形为R=U/I,从纯数学的角度考虑,得出导体的电阻与加在它两端电压成正比,与通过它的电流成反比等一类错误的理解,再如力学中密度的数学表达式ρ=m/v,学生也误认为物质的密度与它的质量成正比,与它的体积成反比。类似的错误在于学生用纯数学的观念理解物理的概念、规律和思考处理物理问题,而忽视了它们的本质,造成对物理知识的错误理解。
2、引导学生深刻理解规律的物理意义,防止死记硬背
(1)准确呈现物理规律的内容
物理规律的语言陈述十分精炼和准确,概括程度非常高.在教学中,向学生呈现教学内容时,不但要准确,而且对一些关键字词应加以突出,给予适当的说明,以引导学生足够的注意和正确理解,并与其他类似的或易混淆的概念和规律进行比较,建立类比联系.如如牛顿第一定律中“一切物体”是泛指任何物体,“不受力”是条件,“总保持静止状态或匀速直线运动状态”中的“或”字理解是关键,牛顿第一定律的内容可这样理解:一切物体在不受力时,原来静止的仍然保持原来的静止状态,原来运动的要保持匀速直线运动状态;
(2)要从物理意义上去理解物理规律的数学表达式,如上面提到的对密度的数学表达式ρ=m/v的理解;
(3)充分认识物理规律中各个物理量的物理意义,如对液体压强公式P=ρgh,要特别强调“h”的意义:h是到液面的竖直距离。
(4)明确物理规律的适用条件和范围,如欧姆定律公式I=U/R中I、U、R必须是同一段电路上的,而且要注意同时性;
(5)要引导学生总结物理规律间的相互联系,以便更深入地理解物理规律。如焦耳定律公式与电功公式间的联系与区别;计算液体压强和压力时,要先由公式P=ρgh计算压强,再由F=PS计算压力,注意液体的压力不一定等于液体的重力。
四、运用物理规律解决实际问题
1.培养学生运用物理规律解决实际问题的能力
例题的作用就是示范性,通过对例题的分析,总结出解决问题的思路、方法与步骤,引导学生应用物理规律解决实际问题。如学生学完密度这一节后,可以出这样一题“用密度知识鉴别体育课用的铅球是否是纯铅制的”,通过测量铅球的质量和体积,求出铅球的密度,再与纯铅的密度比较后进行判断,得出结论。可以各设计一个典型例题,指导学生运用实际问题,从而达到培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。
2.强化训练学生运用物理规律解决具体问题的能力
对于重点的物理规律,不仅要求学生理解,而且要求会灵活运用,因为掌握物理规律的目的就在于能够运用物理规律去解决问题。初中阶段,虽然不要求学生解某些复杂问题,但是,也应当要求学生学会运用物理规律去说明和解释有关的现象、解决一些有关的简单实际问题。在这一过程中,一方面可以巩固和深化对规律的理解,另一方面可以使学生学到分析、处理实际问题的思路和方法,发展学生分析问题的能力、逻辑地说理和表达能力以及手脑并用独立解决简单问题的能力。为此可精心挑选习题,让学生通过适量训练,在实践中总结运用物理规律解决实际问题的方法与技巧,从而达到提高运用物理规律解决物理问题的能力。注意习题要少而精,不搞题海战术.
五、适时组织测验,检查学生运用物理规律解决实际问题的能力
适时、定期组织物理测验,是检查物理规律教学效果的有效途径。值得注意的是,在运用物理规律的过程中,要指导学生不断总结分析问题和解决问题的方法与技巧,能做到举一反三。
综上,是我对物理规律教学探索的一些体会。教学是一门创造性艺术,只有在教学中不断创新,敢于尝试,大胆改革,才能提高物理规律的教学水平。
初中物理课程标准规定:“物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。”物理传统的教学模式偏重于知识的传授,使学生将精力陷于知识点的学习和解题中,对技能、物理过程和方法则关注的较少或落实不够,尚未体现提升民族科学素养、培养科学精神与科学价值观的物理课程重要目标。传统的教学模式还强调接受式学习,忽略科学探究方法的培养;强调统一性,忽视地区差异和学生个性差异,难以适应各地学生发展多样性的需求,因此物理课程改革势在必行。
课程标准对初中物理教学做了建议:“在义务教育阶段,物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练,注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程,而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养。因此物理课程的构建应注重让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程,经历基本的科学探究实践,注重物理学科与其他学科的融合,使学生得到全面发展。”根据新课程标准的要求,教师在教学中,应该始终体现“学生是教学活动的主体”这一观念,坚持这一观念,才能切实关注学生的“个体差异”。重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养。着眼于学生的发展,注重培养学生的良好的学习兴趣、学习习惯。通过让学生观察身边熟悉的现象,探究其内在的本质的物理规律,培养学生的探究精神和实践能力。
长期以来,物理教学的主要形式就是教师讲解教科书,以使学生掌握教科书的内容,于是形成了这样一种关系:教学时教科书通过教师的咀嚼喂给学生,考试时教科书经过教师的加工变为考题去检查学生。
新课程强调实现学生学习方式的根本变革,转变学生学习中这种被动的学习态度,提倡和发展多样化学习方式,特别是提倡自主、探究与合作的学习方式,让学生成为学习的主人,使学生的主体意识、能动性、独立性和创造性不断得到发展,发展学生的创新意识和实践能力。教师在探究教学中要立足与培养学生的独立性和自主性,引导他们质疑、调查和探究,学会在实践中学,在合作中学,逐步形成适合于自己的学习策略。
要充分发挥学生的主体作用,教师在教学中就要敢于“放”,让学生动脑、动手、动口、主动积极的学,要充分相信学生的能力。但是,敢“放”并不意味着放任自流,而是科学的引导学生自觉的完成探究活动。当学生在探究中遇到困难时,教师要予以指导。当学生的探究方向偏离探究目标时,教师也要予以指导。作为一名物理教师,如何紧跟时代的步伐,做新课程改革的领跑人呢?这对物理教师素质提出了更高的要求,向传统的教学观、教师观提出了挑战,迫切呼唤教学观念的转变和教师角色的再定位。
一、转变观念,重新定位角色
新课程改革是一场教育理念革命,要求教师“为素质而教”。在教学过程中应摆正“教师为主导、学生为主体”的正确关系,树立“为人的可持续发展而教”的教育观念,完成从传统的知识传播者到学生发展的促进者这一角色转变。这是各学科教师今后发展的共同方向。在“以学生发展为本”的全新观念下,教师的职责不再是单一的,而应是综合的、多元化的。
二、终身学习,优化知识结构
物理学科是一门综合程度极高的自然学科,它要求物理教师具有丰富的物理知识和相关学科的知识,在专业素养方面成为“一专多能”的复合型人才。新课程对物理教师的知识结构和能力都提出了新的要求,教师要通过不断学习,充实完善自己。随着科技的发展,物理研究的最新成果不断涌现,并不断融入到新教材中。所以,教师要学习这些新知识,完善自己的知识结构;新课程注重物理的教育功能,主张通过物理教育对学生进行素质的培养。但由于长期受应试教育的影响,多数物理教师在人文素养方面普遍缺失,因此,教师要学习人类社会丰富的科学知识,不断提高自己的人文素养;新课程对物理教师还提出了新的能力要求,如要具有与人交往合作的能力、教学研究能力、信息技术与教材的整合能力、课程设计与开发等能力。
在新课程内容框架下,绝大多数教师由于知识的综合性与前瞻性不足,难以独自很好地完成对学生课题的所有指导工作,要求教师之间必须建立起协作的&39;工作思想。从仅仅关注本学科走向关注其他相关学科,从习惯于孤芳自赏到学会欣赏其他教师的工作和能力,从独立完成教学任务到和其他教师一起取长补短。
在新形势下,教师第一次处于被学生选择的地位,必须重新审视自己的知识结构,将终身学习内化为自学行为,时刻保持学习、研究、反思、发现、探究、创新及总结的态度,力求成为一个学识渊博、具有扎实的基础知识和现代化信息素质的教育工作者
三、以人为本,创新教学模式
俗话说:教无定法。在教学过程中,学生的知识获取、智力和非智力因素培养,不能单__一种固定的教学模式。教学模式涉及知识、教师和学生三大要素,教与学是一个共同发展的动态过程,应明确教学过程的复杂性,综合三大要素,权衡利弊,博采众法之长,灵活选择教学方法。既要改革创新,又要着眼实际,积极参与创设启发式、开放式、范例式、合作式的教学方法。
在新课程改革中,智力因素的开发并不是素质教育的全部,学生的学习目的、兴趣、意志、态度、习惯等非智力因素是推进教学进程与实现教学效果的动力系统,对学生的学习过程起着发动、维持、调节的作用。在授课中重视物理实验和物理知识的讲授,结合介绍物理学家的故事,物理趣闻和物理史料,让学生了解知识的产生和发展,体会物理在人类历史发展长河中的作用;善于对比新旧知识的不同点,引发认知冲突,培养学生的质疑习惯,引导学生寻找当前问题与自己已有知识体系的内在联系,强化问题意识与创新精神;最后还应通过比较、分类、类比、归纳演绎和分析综合等逻辑思维方法,向学生展示知识的来龙去脉,使之知其然,更知其所以然。
“学启于思,思启于问”。在新课标下的课堂应是这样:课堂不仅是学科知识的殿堂,更是人性的养育圣殿,它是学生成长的殿堂,是学生发挥创造力和想象力的天空,学生品味生活的“梦想剧场”。在这里学生有了探索新知识经历和获得新知的体验,学习兴趣、热情、动机以及内心的体验和心灵世界得到丰富,有了亲身体验,学习态度和责任,对个人价值、社会价值、科学价值等的认识就有可能进一步发展。通过生动活泼的课堂教学,激发学生学习物理的兴趣与求知欲,培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力,使之由“爱学”到“学会”,再到“会学”,最终掌握物理学习的科学方法与科学思维。
四、依靠科技,丰富教学手段
物理是一门以实验为基础的学科,教学内容生动形象化是实现教学效果的重要保证。新课程改革是应时代之需而提出来的,重视实验教学及现代化信息技术的应用,积极开发和制作相应的教学辅助软件和直观性教具,有利于其有效实施。演示实验、学生分组实验、投影仪、计算机等现代化教学辅助手段为教学现代化创造了良好的硬件条件,它改变了以语言传递信息为主的传统课堂教学模式,把抽象知识转化为形象的画面刺激学生的感官,增强记忆。比如过去认为抽象难懂的物理微观世界的东西,通过计算机的模拟演示,变得直观、形象,有助于学生理解。网络的发展使物理网络教学成为可能,从而有利于丰富学生知识,完成探究性学习任务。
教师是新课程的实施者,而教师素质的高低是课程改革能否成功的关键所在。百年大计,教育为本,有了一流的教师,才会有一流的教育,才会出一流的人才。在课程改革不断深入的今天,当代物理教师应认清未来教育中教师的职责和使命,尽快完成角色转变,不断提高自身素质,努力推进新课程改革的顺利进行。
在物理教学过程中教师应充分利用各种信息创设情景激发学生思维的情境,引导学生提出科学的问题,鼓励学生大胆想象,放开思维。在课堂教学中由于学生的差异,学生提出的问题参差不齐,有的层次比较低,有的比较有价值。当然教师应该以鼓励为主,鼓励学生相互提问题,承认学生有差异,教师应有价值导向,让学生明确哪个问题有价值。让学生体会如何提出有价值的问题。让学生根据本课内容相互提问,然后将问题进行综合。
就初中阶段的学生所研究的题目来说,结论是早就有的。之所以要学生去探究,去发现,是想叫他们去体验和领悟科学的思想观念、科学家研究问题的方法,同时获取知识。体验过程具有教育意义,教师要花大力气去组织探究活动的教学过程,让学生有明确的体验目标、科学的活动程序,让学生在教师的指导下很好的分工合作,观察、记录、分析、描述都要实事求是,讨论时要尊重其他学生的不同意见,鼓励学生的新发现、新见解或提出新一轮的探究问题。千万不要只关注结论的正确与否,甚至急于得出结论。重视过程是针对传统教学中过分重视结论的情况提出来的,应当注意不要一谈重视过程就走向另一个极端,变成只重过程而轻视结论。事实上,教学的结论也是教学所要达到的目的之一。
新课程强调实现学生学习方式的根本变革,转变学生学习中这种被动的学习态度,提倡和发展多样化学习方式,特别是提倡自主、探究与合作的学习方式,让学生成为学习的主人,使学生的主体意识、能动性、独立性和创造性不断得到发展,发展学生的创新意识和实践能力。教师在体验教学中要立足与培养学生的独立性和自主性,引导他们质疑、调查和探究,学会在实践中学,在合作中学,逐步形成适合于自己的学习策略。
教学目标
知识目标:
1、了解万有引力定律得出的思路和过程。
2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律。
3、知道任何物体间都存在着万有引力,且遵守相同的规律
能力目标:
1、培养学生研究问题时,抓住主要矛盾,简化问题,建立理想模型的处理问题的能力。
2、训练学生透过现象(行星的运动)看本质(受万有引力的作用)的判断、推理能力
德育目标:
1、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程,说明科学研究的长期性,连续性及艰巨性,渗透科学发现的方_教育。
2、培养学生的猜想、归纳、联想、直觉思维能力。
教学重难点
教学重点:
月——地检验的推倒过程
教学难点:
任何两个物体间都存在万有引力
教学过程
(一)引入:
太阳对行星的引力是行星做圆周运动的向心力,这个力使行星不能飞离太阳;地面上的物体被抛出后总要落到地面上;是什么使得物体离不开地球呢?是否是由于地球对物体的引力造成的呢?
若真是这样,物体离地面越远,其受到地球的引力就应该越小,可是地面上的物体距地面很远时受到地球的引力似乎没有明显减小。如果物体延伸到月球那里,物体也会像月球那样围绕地球运动。地球对月球的引力,地球对地面上的物体的引力,太阳对行星的引力,是同一种力。你是这样认为的吗?
(二)新课教学:
一.牛顿发现万有引力定律的过程
(引导学生阅读教材找出发现万有引力定律的思路)
假想—_推导——实验检验
(1)牛顿对引力的思考
牛顿看到了苹果落地发现了万有引力,这只是一种传说。但是,他对天体和地球的引力确实作过深入的思考。牛顿经过长期观察研究,产生如下的假想:太阳、行星以及离我们很远的恒星,不管彼此相距多远,都是互相吸引着,其引力随距离的增大而减小,地球和其他行星绕太阳转,就是靠劂的引力维持。同样,地球不仅吸引地面上和表面附近的物体,而且也可以吸引很远的物体(如月亮),其引力也是随距离的增大而减弱。牛顿进一步猜想,宇宙间任何物体间都存在吸引力,这些力具有相同的本质,遵循同样的力学规律,其大小都与两者间距离的平方成反比。
(2)牛顿对定律的推导
首先,要证明太阳的引力与距离平方成反比,牛顿凭着他对于数学和物理学证明的惊人创造才能,大胆地将自己从地面上物体运动中总结出来的运动定律,应用到天体的运动上,结合开普勒行星运动定律,从理论上推导出太阳对行星的引力F与距离r的平方成反比,还证明引力跟太阳质量M和行星质量m的乘积成正比,牛顿再研究了卫星的运动,结论是:
它们间的引力也是与行星和卫星质量的乘积成正比,与两者距离的平方成反比。
(3)。牛顿对定律的检验
以上结论是否正确,还需经过实验检验。牛顿根据观测结果,凭借理想实验巧妙地解决了这一难题。
牛顿设想,某物体在地球表面时,其重力加速度为g,若将它放到月球轨道上,让它绕地球运动时,其向心加速度为a。如果物体在地球上受到的重力F1,和在月球轨道上运行时受到的作用力F2,都是来自地球的吸引力,其大小与距离的平方成反比,那么,a和g之间应有如下关系:
已知月心和地心的距离r月地是地球半径r地的60倍,得。
从动力学角度得出的这一结果,与前面用运动学公式算出的数据完全一致,
牛顿证实了关于地球和物体间、各天体之间的引力都属于同一种性质力,都遵循同样的力学规律的假想是正确的。牛顿把这种引力规律做了合理的推广,在1687年发表了万有引力定律。可以用下表来表达牛顿推证万有引力定律的思路。
(引导学生根据问题看书,教师引导总结)
(1)什么是万有引力?并举出实例。
(2)万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律?其数学表达式如何?
(3)万有引力定律的适用条件是什么?
二.万有引力定律
1、内容:
自然界中任何两个物体都是互相吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比;引力的方向沿着二者的连线。
2.公式:
3.各物理量的含义及单位:
F为两个物体间的引力,单位:N.
m1、m2分别表示两个物体的质量,单位:kg
r为它们间的距离,单位:m
G为万有引力常量:G=6.67×10-11N·m2/kg2,单位:N·m2/kg2.
4.万有引力定律的理解
①万有引力F是因为相互作用的物体有质量而产生的引力,与初中学习的电荷间的引力、磁极间的引力不同。
强调说明:
A.万有引力的普遍性.万有引力不仅存在于星球间,任何客观存在的有质量的物体间都存在这种相互吸引的力.
B.万有引力的相互性.两个物体相互作用的引力是一对相互作用的作用力与反作用力,它们大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上.
C.万有引力的宏观性.在通常情况下,万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际的物理意义.
D.万有引力的独立性.两物体间的万有引力只与它们本身的质量有关,而与所在空间的性质无关,也与周围有无其他物体无关.
②r为两个物体间距离:
A、若物体可以视为质点,r是两个质点间的距离。
B、若是规则形状的均匀物体相距较近,则应把r理解为它们的几何中心的距离。
C、若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按万有引力定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。
③G为万有引力常量,在数值上等于质量都是1kg的两物体相距1m时的相互作用的引力
随堂练习:
1、探究:叫两名学生上讲台做两个游戏:一个是两人靠拢后离开三次以上,二个是叫两人设法跳起来停在空中看是否能做到。然后设问:既然自然界中任何两个物体间都有万有引力,那么在日常生活中,我们各自之间或人与物体之间,为什么都对这种作用没有任何感觉呢?
具体计算:地面上两个50kg的质点,相距1m远时它们间的万有引力多大?已知地球的质量约为6.0×1024kg,地球半径为6.4×106m,则这个物体和地球之间的万有引力又是多大?(F1=1.6675×10-7N,F2=493N)
(学生计算后回答)
本题点评:由此可见通常物体间的万有引力极小,一般不易感觉到。而物体与天体间的万有引力(如人与地球)就不能忽略了。
2、要使两物体间万有引力减小到原来的1/4,可采用的方法是()
A.使两物体的质量各减少一半,距离保持不变
B.使两物体间距离增至原来的2倍,质量不变
C.使其中一个物体质量减为原来的1/4,距离不变
D.使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的1/4
答案:ABC
3.设地球表面重力加速度为,物体在距离地心4R(R是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g,则为()
A.1B1/9C.1/4D.1/16
提示:两处的加速度各由何力而产生?满足何规律?
答案:D
三.引力恒量的测定
牛顿发现了万有引力定律,却没有给出引力恒量的数值。由于一般物体间的引力非常小,用实验测定极其困难。直到一百多年之后,才由英国的卡文迪许用精巧的扭秤测出。
(1)用扭秤测定引力恒量的方法
卡文迪许解决问题的思路是:将不易观察的微小变化量,转化为容易观察的显著变化量,再根据显著变化量与微小量的关系,算出微小变化量。
问:卡文迪许扭秤实验中如何实现这一转化?
测引力(极小)转化为测引力矩,再转化为测石英丝扭转角度,最后转化为光点在刻度尺上移动的距离(较大)。根据预先求出的石英丝扭转力矩跟扭转角度的关系,可以证明出扭转力矩,进而求得引力,确定引力恒量的值。
卡文迪许在测定引力恒量的同时,也证明了万有引力定律的正确性。
(四)、小结
本节课重点学习了万有引力定律的内容、表达式、理解以及简单的应用重点理解定律的普遍性、普适性,对万有引力的性质有深层的认识
对万有引力定律的理解应注意以下几点:
(1)万有引力的普遍性。它存在于宇宙中任何有质量的物体之间,不管它们之间是否还有其他作用力。
(2)万有引力恒量的普适性。它是一个仅和m、r、F单位选择有关,而与物体性质无关的恒量。
(3)两物体间的引力,是一对作用力和反作用力。
(4)万有力定律只适用于质点和质量分布均匀球体间的相互作用。
课后习题
课本71页:2、3
板书
万有引力定律
1、万有引力定律的推导:
2、万有引力定律
①内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。
②公式:
G是引力常量,r为它们间的距离
③各物理量的含义及单位:
④万有引力定律发现的重要意义:
3.引力恒量的测定
4.万有引力定律的理解
①万有引力F是因为相互作用的物体有质量而产生的引力,与初中学习的电荷间的引力、磁极间的引力不同。
强调说明:
A.万有引力的普遍性.万有引力不仅存在于星球间,任何客观存在的有质量的物体间都存在这种相互吸引的力.
B.万有引力的相互性.两个物体相互作用的引力是一对相互作用的作用力与反作用力,它们大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上.
C.万有引力的宏观性.在通常情况下,万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际的物理意义.
D.万有引力的独立性.两物体间的万有引力只与它们本身的质量有关,而与所在空间的性质无关,也与周围有无其他物体无关.
②r为两个物体间距离:
A、若物体可以视为质点,r是两个质点间的距离。
B、若是规则形状的均匀物体相距较近,则应把r理解为它们的几何中心的距离。
C、若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按万有引力定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。
③G为万有引力常量,在数值上等于质量都是1kg的两物体相距1m时的相互作用的引力
《牛顿第三定律》是司南版必修1第六章“力与运动”第3节的内容。是本章的重点内容之一。本章主要研究力与运动的关系,是高中物理的基础,所以本章内容教学的好坏关系到高中物理教学的成败,因此本章的教学尤其重要。本节的主要教学内容有:
1、作用力与反作用力。
2、牛顿第三定律。
3、相互作用力与平衡力的区别。
本节讲述研究物体间相互作用的牛顿第三定律,揭示了力作用的相互性。结合教材的内容和特点,为提高全体学生的科学素养,从新课程的“三维目标”培养学生。按教学大纲要求,结合新课标提出以下教学目标:
知识与技能:
1、知道力的作用是相互的,理解作用力和反作用力的概念。
2、理解牛顿第三定律,能用该定律解释生活中的有关问题。
3、能区分一对平衡力与一对作用力、反作用力。
过程与方法
学习研究物理现象,总结规律的方法。培养学生实验观察能力和分析能力。
情感态度与价值观
培养学生与他人合作的精神,实事求是的科学态度。
高一学生的思维具有单一性,定势性,并从感性认识向理性认识的转变,本节的重点是:作用力与反作用力。牛顿第三定律。教学的难点是:牛顿第三定律的理解、一对平衡力与一对作用力、反作用力的区别。
说教法
物理教学重在启发思维,教会方法。学生对力是物体间的相互作用有了一定的认识,教师指导学生探究作用力与反作用力的关系,指导学生分析、归纳实验现象,总结出牛顿第三定律。教师通过实例来引导学生对牛顿第三定律的理解。并利用实物或作图法进行分析,进一步的区别一对平衡力与一对作用力、反作用力。使学生全面的理解教材,把握重、难点。因此,本节课综合运用直观讲授法、实验探究法、归纳总结并结合多媒体手段。在教学中,加强师生双向活动,合理提问、评价,引导学生主动探索新知识。
说学法
学生是课堂教学的主体,现代教育以“学生为中心”,更加重视在教学过程中对学生的学法指导,引导学生主动探索新知识。本节课教学过程中,在学习了牛顿第一、第二定律的基础上,知道作用力、反作用力的概念。来引导学生探究作用力与反作用力的关系,在教师的引导下进行实验探究,分析、总结实验结论。总结出牛顿第三定律。并通过实例讲解,使学生理解牛顿第三定律。巧用提问、评价激活学生的积极性,调动起课堂气氛,让学生在在轻松、自主、讨论的学习环境下完成学习任务。
说教学过程
从以上分析,教学中掌握知识为中心,培养能力为方向。紧抓重点突破难点。设计如下教学程序:
1、导入新课:
教师举生活中的实例,学生觉得很简单,这时教师把例子转化为物理模型,进行受力分析。定性的说明力是物体间的作用是相互的。同时把学生的思维带入课堂。
2、新课教学
教师复习:力的概念,施力物体与受力物体。并举例说明。那么力是物体之间的相互作用,那么桌面会对手有力的作用吗?引导学生作图分析,教师引出作用力、反作用力的概念。提出问题:作用力与反作用力有着怎样的关系?提供实验仪器:两个弹簧测力计。学生进行分组设计实验,讨论、归纳总结出:作用力与反作用力是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。在学生对牛顿第三定律的形成过程有了体验后,教师给出牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。用一些概念辨析的题目来帮助学生理解牛顿第三定律。从中,学生有疑难点是:平衡力与相互作用力的区别。这是教师通过举例,作图分析,详细讲解来区别,并列表对比分析。
相同点及不同点
一对作用力与反作用力等大、反向、共线作用在两个相互作用的物体上一定是同性质的力同时产生、消灭力的作用效果不能抵消
一对平衡力同一物体力的性质不一定相同不一定同时产生、消灭力的作用效果可以抵消
教师总结本节的内容,再进行例题的讲解与巩固,使学生学习的知识具有稳定性。最后布置作业。
结束语
在以上设计中,我力求“以学生为中心”,以物理实验为基础,积极倡导学生思考、自主学习,主动探究。同时还要根据学生的需要和课堂的实际情况,调整教学,不断地反思和总结。在此,还请各位老师,领导批评指正,谢谢大家。
【教材分析】
1、形变:物体发生形变是力作用的结果,形变方式有形状和体积的改变,任何物体只要受到力的作用必发生形变,只不过有些形变程度很小,只有通过仪器及实验手段才能明显显示出来,在力的作用下不发生形变的物体是不存在的。形变的种类有两种,一种是弹性形变,一种是非弹性形变。
2、弹力:弹力是接触力,物体间产生弹力,两物体必须接触且发生弹性形变,这两个条件缺一不可。两接触物体是否发生弹性形变,可用假设法来判断,若假设接触的物体间有弹性形变,则有弹力作用,若物体所处的状态与事实不相符,则假设不成立,无弹力作用。
【教学目标】
1、知识与技能
①.知道什么是弹力及弹力产生的条件;
②.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中正确画出力的方向;
③.知道弹力大小的决定因素及胡克定律。
2、过程与方法
①.提高在实际问题中确定弹力方向的能力;
②.通过探究弹力的存在,是学生体会假设推理法解决问题的巧妙。
3、情感态度与价值观
观察和了解形变的有趣现象,感受自然界的奥秘,培养学生对科学的好奇心和求知欲。
【教学重难点】
1、重点:弹力产生的条件及弹力方向的判定,胡克定律的内容及应用。
2、难点:接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定。
【授课类型】新授课
【主要教学方法】讲授法
【直观教具与教学媒体】黑板、粉笔
【课时安排】1课时
【教学过程】
一、复习引入
问题1:力的定义是什么?
——物体与物体之间的相互作用。
问题2:力的作用效果是什么?
——使物体运动状态发生改变,使物体形状发生改变。
问题3:能够举出一些外力使物体的形状发生改变的例子?
——压缩弹簧、挤压海绵、用手弯曲直尺、小鸟压弯枝头、拉动橡皮筋等。
二、新课教学
(一)弹性形变和弹力
问题4:以上例子中各物体的共同特点是什么?
——物体的形状或体积都发生了改变。
结论:物体在力的作用下形状或体积的改变叫做形变。
上面所举的例子中,在外力的作用下物体的形变都非常明显,用肉眼可以看的很清楚,但有些形变非常微小,无法看清。例如书本放在桌面上,桌面发生的形变;人站在地面上,地面发生的形变。这些形变我们需要通过仪器及实验手段来判断。任何物体在受到外力作用时都会发生形变,只不过形变有大有小。
演示:①.用力挤压海绵,海绵发生形变,松手后恢复原状;
②.用力拉橡皮筋,橡皮筋断裂,无法恢复原状。
总结:物体发生形变,在撤去外力后,有些能恢复原状,如例子中的海绵,这种形变叫做弹性形变。而有些物体由于形变过大,超过了一定的限度,从而不能恢复到原状,这种形变叫做非弹性形变,这个限度叫做弹性限度。任何物体的形变如果超过了弹性限度,将不能恢复到原状。
演示:①.被弯曲的直尺上放一粉笔头,放手后粉笔头被弹起;
②.被拉伸的橡皮筋上放一小纸团,放手后小纸团被弹飞。
问题5:为什么粉笔头、小纸团会被弹起?
引导学生回答:形变的物体要恢复原状,会对和它接触的物体产生力的作用,就被弹起。我们把这个力叫做弹力。
问题6:如果粉笔头、小纸团与形变的物体不接触,会受到弹力吗?
引导学生回答:不接触一定不会受到弹力。
总结:弹力的产生需要两个条件,直接接触并发生形变。
(二)几种弹力
学习了弹力的定义,我们通过几种常见的弹力进一步来研究弹力的问题。
问题1:课本放在桌面上,根据我们以前所学的知识,课本和桌面之间的相互作用力是什么呢?
——课本多桌面的压力和桌面对课本的支持力。
问题2:它们是弹力吗?为什么?
——它们是弹力,因为它们符合弹力产生的条件,接触并且发生形变。
教师精讲:放在水平桌面上的书,由于重力作用而压迫桌面,使书和桌面同时发生微小的形变。书要恢复原状,对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1,这就是书对桌面的压力;桌面要恢复原状,对书产生垂直于书面向上的弹力F2,这就是桌面对书的支持力,如图1。
学生活动:静止的放在倾斜木板上的书,书对木板有压力,木板对书有支持力,知道学生画出力的示意图,如图2,分析压力和支持力的方向。
★新课标要求
(一)知识与技能
1.了解聚变反应的特点及其条件.
2.了解可控热核反应及其研究和发展.
3.知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。
(二)过程与方法
通过让学生自己阅读课本,培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力
(三)情感、态度与价值观
1.通过学习,使学生进一步认识导科学技术的重要性,更加热爱科学、勇于献身科学。
2.认识核能的和平利用能为人类造福,但若用于战争目的将给人类带来灾难,希望同学们努力学习,为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。
★教学重点
聚变核反应的特点。
聚变反应的条件。
★教学方法
教师启发、引导,学生讨论、交流。
★教学用具:
多媒体教学设备一套:可供实物投影、放像、课件播放等。
★课时安排
1课时
★教学过程
(一)引入新课
复习提问1:利用核能的两大途径分别是什么?
☆学生:轻核的聚变核重核的裂变。
复习提问2:利用重核裂变获取核能时,有哪些不利因素?
☆学生:燃料利用率低,废料处理存在隐患。
复习提问3:什么是核子平均质量?从核子平均质量曲线可以看出,最大效能利用核能的途径是什么?
☆学生:原子核的质量除以核子总数;轻核聚变。
教师:1967年6月17日,我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功,我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年,美国用了7年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题.
学生:学生认真仔细地听课
点评:通过介绍我国第一氢弹爆炸,激发同学们的爱国热情。
(二)进行新课
1.聚变及其条件
提问:请同学们阅读课本第一段,回答什么叫轻核的聚变?
学生仔细阅读课文
学生回答:两个轻核结合成质量较大的核,这样的反应叫做聚变。
投影材料一:核聚变发展的历史进程
提问:请同学们再看看比结合能曲线(图19.5-3),想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能?
让学生了解聚变的发展历史进程。
学生思考并分组讨论、归纳总结。
学生回答:因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大,聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损,所以平均每个核子释放的能量就更大
点评:学生阅读课本,回答问题,有助于培养学生的自学能力。
教师归纳补充:
(1)氢的聚变反应:
21H+21H→31He+11H+4MeV、
21H+31H→42He+10n+17.6MeV
(2)释放能量:ΔE=Δmc2=17.6MeV,平均每个核子释放能量3MeV以上,约为裂变反应释放能量的3~4倍
提问:请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件?
学生阅读教材,分析思考、归纳总结并分组讨论。
得出结论
微观上:参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围,即10-15m,要使原子核接近到这种程度,必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。
宏观上:要使原子核具有如此大的动能,就要把它加热到几百万摄氏度的高温。
点评:从宏观和微观两个角度来考虑核聚变的条件,有助于加深理解。
教师说强调:聚变反应一旦发生,就不再需要外界给它能量,靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去,在短时间释放巨大的能量,这就是聚变引起的核爆炸。
教师补充说明:
(1)热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着,太阳和很多恒星的内部温度高达107K以上,因而在那里进行着激烈的热核反应,不断向外界释放着巨大的能量。太阳每秒释放的能量约为3.8×1026J,地球只接受了其中的二十亿分之一。太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。它每秒有7亿吨原子核参与碰撞,转化为能量的物质是400万吨。科学家估计,太阳的这种“核燃烧”还能维持90亿~100亿年。当然,与人类历史相比,这个时间很长很长!
教师:希望同学们课后查阅资料,了解更多的太阳能有关方面的知识及其应用。
(2)上世纪四十年代,人们利用核聚变反应制成了用于战争的氢弹,氢弹是利用热核反应制造的一种在规模杀伤武器,在其中进行的是不可控热核反应,它的威力是原子弹的十几倍。
提问:氢弹爆炸原理是什么?
学生阅读教材:课本图19.7-1是氢弹原理图,它需要用原子炸药来引爆,以获得热核反应所需要的高温,而这些原子炸药又要用普通炸药来点燃。
[教师点拨]
[录像]氢弹的构造简介及其爆炸情况。
根据你收集的资料,还能通过什么方法实现核聚变?
学生回答:日英开发出激光核聚变新方法、有人提出利用电解重水的方法实现低温核聚变。
点评:学生自学看书,自己归纳总结,
有助于培养学生分析问题、解决问题的能力,逐步提高学生的归纳总结能力。
2.可控热核反应
(1)聚变与裂变相比有很多优点
提问:目前,人们还不能控制核聚变的速度,但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应,以使核聚变造福于人类。我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。请同学们自学教材,了解聚变与裂变相比有哪些优点?
投影材料二:可控热核反应发展进程
例:一个氘核和一个氚核发生聚变,其核反应方程是21H+31H→42He+10n,其中氘核的质量:mD=2.014102u、氚核的质量:mT=3.016050u、氦核的质量:mα=4.002603u、中子的质量:mn=1.008665u、1u=1.6606×10-27kg,e=1.6022×10-19C,请同学们求出该核反应所释放出来的能量。
学生计算:
根据质能方程,释放出的能量为:
教师点拔:平均每个核子放出的能量约为3.3MeV,而铀核裂变时平均每个核子释放的能量约为1MeV。
教学目标
(一)知识与技能
1.知道弹力产生的条件。
2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向。
3.知道弹性形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即胡克定律.会用胡克定律解决有关问题。
(二)过程与方法
1.通过在实际问题中确定弹力方向的能力。
2.自己动手进行设计实验和操作实验的能力。
3.知道实验数据处理常用的方法,尝试使用图象法处理数据。
(三)情感态度与价值观
1.真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用。
2.在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中,感受学习物理的乐趣,培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯。
教学重点
1.弹力有无的判断和弹力方向的判断。
2.弹力大小的计算。
3.实验设计与操作。
教学难点
弹力有无的判断及弹力方向的判断.
教学方法
探究、讲授、讨论、练习
教学手段
教具准备
弹簧、钩码、泡沫塑料块、粉笔、烧瓶(内装红墨水瓶塞上面插细玻璃管)、
演示胡克定律用的铁架台、刻度尺、弹簧、钩码等等.
磁场对电流的作用•教案
一、教学目标
1.掌握磁场对电流作用的计算方法。
2.掌握左手定则。
二、重点、难点分析
1.重点是在掌握磁感应强度定义的基础上,掌握磁场对电流作用的计算方法,并能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向。
2.计算磁场力时,对通电导线在磁场中的不同空间位置,正确地运用不同的三角函数和题目提供的方位角来计算是难点。
三、主要教学过程
(一)引入新课
复习提问:
1.磁感应强度是由什么决定的?
答:磁感应强度是由产生磁场的场电流的大小、分布和空间位置确定的。
2.磁感应强度的定义式是什么?
3.磁感应强度的定义式在什么条件下才成立?
成立。
4.垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm,通电电流强度I=10A,若它所受的磁场力F=5N,求(1)该磁场的磁感应强度B是多少?(2)若导线平行磁场方向。
答:因通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场,所以根据磁感应强度的定义式
5.若上题中通电导线平行磁场方向放入该磁场中,那么磁场的磁感应强度是多大?通电导线受到的磁场力是多少?
答:当电流仍为I=10A,L‖B时,该处磁感应强度不变,仍为B=0.5T,而通电导线所受磁场力F为零。
(二)教学过程设计
1.磁场对电流的作用(板书)
我们已经了解到通电直导线垂直磁场方向放入磁场,它将受到磁场力的作用,根据磁感应强度的定义式可以得出:
F=BIL
当通电导线平行磁场方向放入磁场中,它所受的磁场力为零。看来运用F=BIL来计算磁场对电流的作用力的大小是有条件的,必须满足L⊥B。
磁场力方向的确定,由左手定则来判断。
提问:如果通电导线与磁感应强度的夹角为θ时,如图1所示磁场力的大小是多少?怎样计算?
让学生讨论得出正确的结果。
我们已知,当L⊥B时,通电导线受磁场力,F=BIL,而当L∥B时F=0,启发学生将B分解成垂直L的B⊥和平行L的B∥,因平行L的B∥对导线作用力为零,所以实际上磁场B对导线L的作用力就是它的垂直分量B⊥对导线的作用力,如图2所示。即
F=ILB⊥=ILBsinθ
磁场对电流的作用力——安培力(板书)
大小:F=ILBsinθ(θ是L、B间夹角)
方向:由左手定则确定。
黑板上演算题:下列图3中的通电导线长均为L=20cm,通电电流强度均为I=5A,它们放入磁感应强度均为B=0.8T的匀强磁场中,求它们所受磁场力(安培力)。
让五个同学上黑板上做,其他同学在课堂练习本上做,若有做错的,讲明错在哪儿,正确解应是多少,并把判断和描述磁场力方向的方法再给学生讲解一下(如图4示)。
例1.两根平行输电线,其上的电流反向,试画出它们之间的相互作用力。
分析:如图5所示,A、B两根输电线,电流方向相反。通电导线B处在通电导线A产生的磁场中,受到A产生的磁场的磁场力作用;通电导线A处在通电导线B产生的磁场中,受到B产生的磁场的磁场力作用。我们可以先用安培定则确定通电导线B在导线A处的磁场方向BB,再用左手定则确定通电导线A受到的磁场力FA的方向;同理,再用安培定则先确定通电导线A在导线B处的磁场方向BA,再用左手定则确定通电导线B受到的磁场力FB的方向。经分析得出反向电流的两根平行导线间存在的相互作用力是斥力。
完成上述分析,可以让同学在课堂作业本上画出电流方向相同的平行导线间的相互作用力,自己得出同向电流的两根平行导线间存在的相互作用是引力。
例2.斜角为θ=30°的光滑导体滑轨A和B,上端接入一电动势E=3V、内阻不计的电源,滑轨间距为L=10厘米,将一个质量为m=30g,电阻R=0.5Ω的金属棒水平放置在滑轨上,若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场,当闭合开关S后,金属棒刚好静止在滑轨上,如图6,求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小是多少?
解:合上开关S后金属棒上有电流流过,且金属棒保持静止,由闭合电路欧姆定律
金属棒静止在滑轨上,它受到重力mg1和滑轮支持力N的作用,因轨道光滑,二力金属棒不可能平衡,它必然还受到垂直于滑轨平面的磁场的安培力作用才能平衡,根据题意和左手定则判断出,磁场方向垂直滑轨面斜向下,金属棒受到磁场的安培力沿斜面向上,如图7所示,由进一步受力分析得出,若金属棒平衡,则它受到的安培力F应与重力沿斜面向下的分量mgsinθ大小相等,方向相反:
F-mgsinθ=0……①
又F=BIL代入①得BIL=mgsinθ
(三)课堂小结
1.当通电直导线垂直磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力,F=BIL;当通电直导线平行磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力为零。
2.当通电直导线在磁场中,导线与磁场方向间的夹角为θ时,通电导线受到磁场的安培力F=ILBsinθ。
3.磁场对通电直导线的安培力的方向,用左手定则来判断。(其内容在书中p.226)
课外作业:物理第三册(选修)p.227练习二。
三维教学目标
1、知识与技能
(1)知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别;
(2)知道什么是多普勒效应;
(3)能运用多普勒效应解释一些物理现象。
2、过程与方法
3、情感、态度与价值观
教学重点:知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别;知道多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的。
教学难点:波源的频率与观察者接收到的频率的区别。
教学方法:读、讲、练与分析相结合
(一)引入新课
让学生叙述火车向你驶来时,汽笛本身的音调如何变?人听到的汽笛音调如何变?火车离你而去时,汽笛本身的音调如何变?人听到的汽笛音调如何变?同是汽笛发声为什么会产生两种不同的现象呢?
多普勒效应。
(二)新课教学
1、波源的频率与观察者接收到的频率
问题:什么叫频率?声音的音调由什么因素决定?
提示:波源的频率--单位时间内波源发出的完全波的个数。观察者接收到的频率--单位时间内观察者接收到的完全波的个数。
如果波源和观察者相对于介质静止,则观察者接收到的频率与波源的频率相等,如果波源或观察者相对于介质运动时,则观察者接收到的频率与波源的频率不相等,这一现象就叫多普勒效应。
2、多普勒效应的成因
例1:波速为V=100m/s,波源的频率f=100Hz.可算得:波的周期T=0.01s,波长λ=1m。
(1)波源相对于介质静止,观察者相对于介质静止在时间t=1s里有100个波传到观察者所在的A处,观察者接收到的频率与波源的频率相等,音调不变。
(2)观察者相对于介质静止,波源以速度V源=10m/s相对于介质运动,第一、波源向观察者运动则对观察者来说感觉到的波速为110m,他在1秒钟内接收到的完全波数为110个,所以观察者感受到的频率f&39;=110Hz比波源的频率f=100Hz要高,因而音调变高。
注意:波速实际并没有改变,但在相同的距离中却多了10个完整波,是由于波在介质中被均匀挤压,使之波长变短的缘故。第二、波源远离观察者,由同学自行分析。
(3)波源相对于介质静止,观察者以速度V人=10m/s相对于介质运动。第一、观察者向波源运动;第二、观察者远离波源,由同学自行分析。
(4)波源与观察者同时相对于介质运动又如何呢?多普勒效应更加明显
3、多普勒效应的应用:学生阅读课文的最后一段,并加以总结。
巩固练习
(1)关于多普勒效应,下列说法中正确的是()
A.多普勒效应是由波的干涉引起的
B.多普勒效应说明波源的频率发生了改变
C.多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动而产生的
D.只有声波才能产生多普勒效应
一、教学目标
1.认识光的干涉现象及产生光干涉的条件.
2.理解光的干涉条纹形成原理,认识干涉条纹的特征.
3.通过观察实验,培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力.
4.通过“扬氏双缝干涉”实验的学习,渗透科学家认识事物科学的物理思维方法.
?
二、重点、难点分析
?
1.波的干涉条件,相干光源.
2.如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹,怎么会出现时间上是稳定的,空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔,如何理解“加强”和“减弱”.
3.培养学生观察、表述、分析能力.
?
三、教具
?
1.演示水波干涉现象:频率可调的两个波源,发波水槽,投影幻灯,屏幕.
2.演示光的干涉现象:直丝白炽灯泡;单缝;双缝;红、绿、蓝、紫滤色片;光的干涉演示仪;激光干涉演示仪.
3.干涉图样示意挂图,为分析干涉所做的幻灯片;或电脑及干涉现象示意的动画软件.
?
四、主要教学过程
?
(一)引入
由机械波的干涉现象引入:首先演示“水波干涉现象”,并向学生提出问题.
(1)这是什么现象?
(2)是否任何两列波在传播空间相遇都会产生这样的现象?
让学生回答,让学生描述稳定干涉现象的特征,指出干涉现象是两列波在空间相遇叠加的一种情景;一切波都能发生干涉现象,干涉现象是波特有的现象.要得到稳定干涉现象需是相干波源.
(二)教学过程设计
1.光的干涉现象——扬氏干涉实验.
(1)提出问题:光是否具有波动性?如果有则会有光的干涉现象,观察光的干涉现象可以用屏幕,在屏幕上会得到什么现象呢?
演示两个通有同频率交流电单丝灯泡(或蜡烛)作为两个光源,移动屏与它们之间的距离,屏幕上看不到明暗相间的现象.
实验结果表明:两个独立热光源的光波相遇得不到干涉现象.说明光的复杂性.认识事物不是一帆风顺的.实验的不成功是光无波动性?还是实验设计有错误,没有满足相干条件?
(2)扬氏实验.
①介绍英国物理学家托马斯·扬.如何认识光,如何获得相干光源——展示扬氏实验挂图鼓励学生在认识事物或遇到问题时,学习扬氏的科学态度,巧妙的思维方法.
②介绍实验装置——双缝干涉仪.
说明双缝很近0.1mm,强调双缝S1、S2与单缝S的距离相等,所以两单缝S1、S2处光的振动不仅频率相同,而且总是同相.
③演示:
先用加滤色片后单色光红光进行演示,然后改用激光源做双缝干涉实验,并使双缝与屏幕的距离加大,这样在屏幕上得到条纹间距离大,更为清晰的明暗相同的图样.
展示双缝干涉图样,让学生注意观察图样,回答图样的特点:(1)明暗相间.(2)亮纹间等距,暗纹间等距.(3)两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹——中央亮纹.
提出问题:为什么会出现这样的图样?怎样用波动理论进行解释.
2.运用波动理论进行分析.
(1)演示两列频率相同、振动方向相同两列波在一直线上叠加的情景.
用做好的幻灯片用投影幻灯进行演示;或用编制好的软件在电脑上进行演示.
注意分析两列波传播经同一位置时此点的振动情况.
①仍在某一平衡位置附近往复振动,位移随时间而改变.
②两列波同相振幅变大,说明此点振动加强了;两列波反相振幅减小,说明此点振动减弱了.
强调波形图是各个质点在同一时刻位移的包络线,演示波在传播时,波峰波谷的移动情况.
(2)演示一列波由近及远波峰、波谷示意图,演示两列频率相同,同相波由近及远波峰、波谷的示意图.