(一)地位《生活中的圓周運動》這節(jié)課是新課標人教版《物理》必修第二冊第5章《曲線運動》一章中的第7節(jié),也是該章最后一節(jié)。本節(jié)課是在學生學習了圓周運動、向心加速度、向心力以后的一節(jié)應用課,通過研究圓周運動規(guī)律在生活中的具體應用,使學生深入理解圓周運動規(guī)律,并且結合日常生活中的某些生活體驗,加深物理知識在頭腦中的印象。(二)教材處理教材中的“火車轉彎”與“汽車過拱橋”根據(jù)學生接受的難易程度,順序作了對調,并把最后一部分“離心運動”放到下一節(jié)課處理。(三)教學目標1.知識與技能目標(1)進一步加深對向心力的認識,會在實際問題中分析向心力的來源。(2)培養(yǎng)學生獨立觀察、分析問題、解決問題的能力,提高學生概括總結知識的能力。(3)了解航天器中的失重現(xiàn)象。2.過程與方法目標(1)學會分析圓周運動方法,會分析拱形橋、彎道等實際的例子,培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力。
回答“朝聞道夕死可矣”是哪位古人的名言,和我校的校園文化有何歷史淵源?同學們異口同聲地回答是“孔子”,并有自豪的表情。我感到本節(jié)課達到了預期效果。二、本節(jié)課的一些特點和成功之處:1、 從重知識的傳授轉向重能力的培養(yǎng)。注重了培養(yǎng)學生的想象能力、善于發(fā)現(xiàn)、觀察和審視美的能力、注重培養(yǎng)學生的質疑能力、以及類比推理能力。2、 注重物理課程的校本化、注重學科與校園文化、中國古代文化相融合。將屈原、孔子等人的思想與本節(jié)課所提倡的科學精神進行了恰當?shù)穆?lián)系。將中國古代樸素的時空觀如“天上一日,地上一年”、大家耳熟能詳?shù)摹耙晃m映世界、一剎那含永遠”等思想與愛因斯坦的“相對論”進行了類比。將中國古代的“太極圖”與哈勃望遠鏡拍攝的“渦旋星系”作類比,這不但能激發(fā)學生的想象力、類比能力,還能增強民族自豪感和對學校的熱愛。
[小結]師:下面同學們概括總結本節(jié)所學的內容。請一個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結,然后請同學評價黑板上的小結內容。 (學生認真總結概括本節(jié)內容,并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結,看誰的更好,好在什么地方。) 生:本節(jié)課我們通過伽利略理想斜面實驗,分析得出了能量以及動能和勢能的概念,從能量的相互轉化角度認識到,在動能和勢能的相互轉化過程中,能的總量保持不變,即能量是守恒的。通過這節(jié)課的學習,使我們建立起了守恒的思想。 點評:總結課堂內容,培養(yǎng)學生概括總結能力。 教師要放開,讓學生自己總結所學內容,允許內容的順序不同,從而構建他們自己的知識框架。[布置作業(yè)]課后討論 P3“問題與練習”中的問題。[課外訓練]以豎直上拋的小球為例說明小球的勢能和動能的轉化情況。在這個例子中是否存在著能的總量保持不變?
了解了第一宇宙速度及其意義之后,繼續(xù)提出問題,讓學生思考:如果衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第一宇宙速度7.9km/s ,會出現(xiàn)什么情況呢?先讓學生們大膽猜想,然后再向學生們介紹 衛(wèi)星發(fā)射速度大于第一宇宙速度后的幾種可能情況,引出第二宇宙速度和第三宇宙速度,讓學生對第二、第三宇宙速度及其意義做定性了解。并通過演示Flash課件,幫助學生理解、加深學生印象。在學生對人造衛(wèi)星的原理及發(fā)射衛(wèi)星的速度條件有了初步了解后,接下來引導學生對衛(wèi)星的運動規(guī)律作進一步的探索。實際上衛(wèi)星并不是沿地表水平發(fā)射的,而是用火箭多次加速送到一定的高度的軌道后,再沿以地心為圓心的圓周的切線運行的。讓學生繼續(xù)深入思考:衛(wèi)星在不同高度繞地球運行時的速度怎么求呢?將衛(wèi)星送入低軌道和高軌道所需的速度都一樣么?如果把不同軌道上的衛(wèi)星繞地球的運動都看成是勻速圓周運動,引導學生利用已學的萬有引力和圓周運動的相關知識,探究衛(wèi)星繞地球的運行規(guī)律。
共享實驗收集的信息,分享實驗探究的結論,體驗收獲的樂趣。 小結拓展 這節(jié)課由大家感興趣的球類運動和彈弓游戲,提出了功與速度變化關系的問題,利用倍增思想解決測量對物體做功的問題,使用我們熟悉的器材設計了探究方案,并進行實驗探究,采用圖像法進行數(shù)據(jù)處理,初步得出W∝V2的關系。在我們這節(jié)課探究以前,科學家就通過試驗和理論的方法,已經總結出了功與速度變化的定量關系。人類社會也在社會生活和生產的各個領域予以利用。比如,古代的戰(zhàn)爭武器拋石器、大型弓弩,以及現(xiàn)代飛機彈射系統(tǒng)、還有機器人行走等等,希望同學在今后的學習中注意留心生活中的物理和社會中的物理。 領會總結。培養(yǎng)概括總結的能力,進一步鞏固、感悟、提升實驗探究中獲得的思維能力及動手能力。感悟社會中的物理,認識物理學對科技進步以及文化和社會發(fā)展的影響。 列舉學生知道的社會中做功使物體速度變化的例子,增強學生將物理知識應用于生活和生產的意識,培養(yǎng)學生的社會參與意識和對社會負責任的態(tài)度。
(5)高度不同,對平拋運動距離有何影響,是否因為高度減小后下落時間減小,所以要增大速度才能達到相同的距離?(教學實踐證明,這種想法在學生比較多見。已經不自覺的沿用了自由落體運動的規(guī)律,又隱隱有運動等時性的痕跡。應引導學生這一結果還需實驗驗證。)教師的引導:其實,我們所提出的看法都跟平拋運動的規(guī)律有關系。那么平拋運動究竟有怎樣的規(guī)律呢?以前學過的直線運動知識還能用于今天的內容嗎?由此逐步使學生意識到分析平拋運動須采用運動合成與分解這一方法。三、實驗驗證自主探究(15分鐘) 物理是實驗科學,多媒體教學不能代替實驗。本教學設計的第三個環(huán)節(jié)是實驗驗證,鼓勵學生自主探究。引導學生根據(jù)自己的猜想(實驗目的)設計實驗進行驗證。(1)介紹手持式平拋豎落儀,引導并小結實驗要領:聽兩小球下落聲音判斷其下落時間。體會合運動和分運動是等時的。
1、舉例:2、結論:(1)物體的運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。(2)曲線運動中速度方向是時刻改變的。(二)、曲線運動方向:1、質點在某一點(或某一時刻)的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向。2、曲線運動中速度方向是時刻改變的,因此曲線運動是變速運動。(三)、曲線運動條件:1、演示實驗:2、結論:當物體所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一直線時,物體就做曲線運動。七、課堂小結:1、運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。2、曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線上。3、當合外力F的方向與它的速度方向有一夾角a時,物體做曲線運動。八、鞏固訓練:1、關于曲線運動,下列說法正確的是()。A:曲線運動一定是變速運動;B:曲線運動速度的方向不斷的變化,但速度的大小可以不變;
一、說教材《質點 參考系和坐標系》是人教版普通高中物理必修一第一章第一課的內容。本節(jié)課主要介紹了質點、參考系、坐標系的基本概念。通過本節(jié)課的學習為進一步學習后續(xù)課程起到了鋪墊的作用。根據(jù)上述教材的結構和內容分析,又考慮到高一年級學生的認知結構及其心理特征,我制定了以下三維教學目標:1、知識與技能:知道質點的概念及條件;知道參考系的概念及作用;掌握坐標系的簡單應用。2、過程與方法:促進學生自主學習,讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考,培養(yǎng)學生的科學探究能力。3、情感態(tài)度與價值觀:通過質點 參考系和坐標系的學習,使學生了解生活與物理的關系,讓學生學會用科學的思維去看待事物。根據(jù)普通高中物理課程標準,并在吃透教材的基礎上,我確定了以下教學重點和難點:教學重點:質點概念的建立。只有掌握了這一點才能更加準確的理解和掌握后續(xù)教材的相關內容。
研究一種物理現(xiàn)象,總是要先從現(xiàn)象的描述入手。機械運動作為自然界最簡單和最基本的運動形態(tài),它所描述的是物體空間位置隨時間變化的情況。因此,本節(jié)學習描述質點做機械運動需要時刻、時間間隔和位移等概念。相當一部分高一學生在具體過程中難以區(qū)別時刻和時間間隔。另外,由于思維的定式,在第一次接觸既要考慮大小又要考慮方向的問題時,會因不適應造成學習困難。所以,區(qū)別“路程與位移”“時刻和時間間隔”是教學的重難點所在。學習這些內容的過程與方法對學習速度和加速度可以起到奠定基礎的作用。教學的對象是高一的學生,這一時期的學生處在好奇善問、創(chuàng)新意識強烈的青少年期。對于生活中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象具有濃厚的興趣。但他們的思維還停留在簡單的代數(shù)運算階段,對于矢量和矢量運算的理性認識幾乎沒有。且對生活中出現(xiàn)的時間、時刻、時間間隔等不能做出很好的區(qū)分,對時常提及的路程、距離等形成了模糊的前概念。
設疑自探:一個壓縮或拉伸的彈簧就是一個“儲能器”,怎樣衡量形變彈簧蘊含能量的多少呢?彈簧的彈性勢能的表達式可能與那幾個物理量有關?類比:物體的重力勢能與物體所受的重力和高度有關。那么彈簧的彈性勢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,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。預測:彈簧的彈性勢能與彈簧的勁度系數(shù)和形變量有關。學生討論如何設計實驗: ①、用同一根彈簧在幾次被壓縮量不同時釋放(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。交流探究結果:彈性勢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。
學生回答的方法多樣,讓各小組根據(jù)自己討論出來的方法對自己實驗出來的紙帶進行數(shù)據(jù)處理,并求出加速度,并且將多條紙帶都進行處理,同時提醒學生對紙帶的選擇。接著,我會用多媒體展示重物下落實驗打出來的紙帶,用表格列出一段紙帶上各點的瞬時速度,準確畫出v-t圖像,求出加速度,將結果給予學生的結果作對比,確定出正確結論。最后讓學生分析總結:自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,而且,多條紙帶算出來的加速度的數(shù)值都接近相等,即加速度在實驗誤差允許范圍內是相等的。引出重力加速度,介紹概念、方向及大小。(強調“同一地點”,讓學生閱讀教材中一些地點的重力加速度,可以了解重力加速度的大小與緯度有關,緯度越大加速度越大)。學習了重力加速度后讓學生根據(jù)之前學習的勻變速直線運動公式推導出自由落體的運動規(guī)律。設計意圖:讓學生在學習過程中的主體地位和自主觀能動性得到充分發(fā)揮,取長補短,培養(yǎng)了學生的實驗操作能力,又使學生對自由落體運動的性質有深刻的印象,從而解決了本節(jié)課第二個難點。
設計意圖:通過設疑、討論及學生的親身體驗與教師的引導,得到描述圓周運動快慢的兩個物理量,也就成功的打破了學生在認識上的思維障礙,突破了物理概念教學的難點。在解決線速度和角速度的問題之后,我將引領學生學習勻速圓周運動的概念以及勻速圓周運動中線速度、角速度的特點。并引出勻速圓周運動中周期、轉速的知識。為了加深學生對線速度、角速度與半徑關系的認識,我設計了第三個學生體驗活動:四名學生以我為圓心做圓周運動,四名學生始終并列,這時里圈同學走動不急不慢,而外圈同學則要小跑。通過學生的活動,不難發(fā)現(xiàn)在角速度相同的情況下,半徑越大的線速度也越大。定性的得到了線速度、角速度與半徑的關系。接下來讓學生利用所學知識推導線速度、角速度與半徑的關系。設計意圖:這樣就通過設疑、學生猜想、體驗、推導的方式得到了結論,突破了本節(jié)課的難點即線速度、角速度與半徑的關系。
【學習內容分析】在行星運動規(guī)律與萬有引力定律兩節(jié)內容之間安排本節(jié)內容,是為了更突出發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的這個科學過程。如果說上一節(jié)內容是從運動學角度描述行星運動的話,那么,本節(jié)內容是從動力學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,讓學生以自己現(xiàn)有的知識基礎身于歷史的背景下,經歷一次“發(fā)現(xiàn)”萬有引力的過程,因此體驗物理學研究問題的方法就成為主要的教學目標?!緦W情分析】在學太陽對行星的引力之前,學生已經對力、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問題。已經完全具備深入探究和學習萬有引力定律的起點能力。所以在推導太陽與行星運動規(guī)律時,教師可以要求學生自主地運用原有的知識進行推導,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。
(二)進行新課1、動能與勢能的相互轉化演示實驗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化。在擺動過程中,小球總能回到原來的高度??梢?,重力勢能和動能的總和保持不變。即機械能保持不變。
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的不可缺少的資源.近年來,隨著生產力的發(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)揮先進科學技術的優(yōu)勢,提高各國的能源利用效率.
教學目標㈠知識與技能1.要弄清實驗目的,本實驗為驗證性實驗,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.通過學生自主學習,培養(yǎng)學生設計實驗、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)學生獲取信息、處理信息的能力,體會處理問題的方法,領悟如何間接測一些不能直接測量的物理量的方法。
1.這節(jié)課以實驗為依據(jù),采用控制變量的方法進行研究。這一方法今后在電學、熱學的研究中還要用到。我們根據(jù)已掌握的知識設計實驗、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單形式F=ma。使用簡捷的數(shù)學語言表達物理規(guī)律是物理學的特征之一,但應知道它所對應的文字內容和意義。3.牛頓第二定律概括了運動和力的關系。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動情況。因此,牛頓第二定律是把前兩章力和物體的運動構成一個整體,其中的紐帶就是加速度。四、評價方案及說明1、對科學知識與技能的評價要注重科學內容的理解與應用,而不是單純記憶。技能的評價目標包括觀察技能、實驗技能等方面。對科學的技能的評價要盡量融合在科學探究過程的情景中。對科學知識的評價主要從兩方面,一是根據(jù)學生診斷性練習;二是通過學生作業(yè)反映學生掌握情況。
六、教學程序設計(“一三五”模式)為了完成這節(jié)課的教學目標,我是這樣安排的:第一環(huán)節(jié): (約10分鐘)根據(jù)對自主探究案的批閱情況,解決學生的遺留問題具體實施:投影學生的自主探究案,讓學生交流討論,教師點評。第二環(huán)節(jié): ( 約30分鐘)新課學習:在“課堂互動案”的導學提綱引領下,完成這節(jié)課的三維教學目標。具體實施:多媒體輔助教學、交流討論。第三環(huán)節(jié): (約5分鐘)課堂小結和布置作業(yè):為了體現(xiàn)課程改革的新理念——學生是學習的主人,我改變傳統(tǒng)的教師總結為學生總結的模式,既強化了學生所學的知識,又培養(yǎng)了學生的歸納和概括能力。作業(yè)分為兩部分:(1)書面作業(yè)p85,1、2、3、4。(2)完成“應用提升案”。七、板書設計由于多媒體在物理教學中僅是一種輔助手段,不能完全取代黑板,因此一節(jié)課的主要內容和學生的必要參與還需要借助黑板來幫助。我在這節(jié)課的板書設計中突出了主要內容,簡潔明了。
① 實驗設計將學生分組,利用桌上的器材進行探究(幻燈片展示)這個實驗難度較大,為了降低難度,為實驗探究鋪下第二臺階,要求學生先分小組討論以下問題(幻燈片展示)有些學生可能不知如何下手,我會要求學生先閱讀課本中的實驗描述從中得到一點提示,再讓一兩個小組同學回答,這樣既體現(xiàn)了學生學習的主體性又可提高學生自主思考和語言表達能力,之后我再進行補充完善(幻燈片展示答案),并用幻燈片把實驗步驟展示出來,在學生實驗過程一直保留,使學生能朝正確的方向進行猜想和操作,為實驗探究鋪下第三個臺階。② 實施探究在學生分組進行探究過程,教師巡視解惑,隨時觀察學生情況,解答學生提出的問題,還可用自言自語方式提示應注意的一些問題,如儀器的正確使用,操作的規(guī)范等,幫助學生盡量在規(guī)定時間內順利完成實驗。
d.某物體沿直線向東運動,原來的速度是5m/s,2s后速度減小到3m/s,求2s內物體速度變化。④如何探究物體作勻速圓周運動時,在Δt時間內的速度變化?分析:有了同一直線上速度變化的鋪墊后,討論物體做勻速圓周運動速度的變化就比較自然了,為了給向心加速度方向的學習打好基礎,可以通過小組協(xié)作,進一步完成下列思考題,使同學們認識到:時間間隔起短,速度變化的方向起接近半徑方向。(多媒體屏幕投影)a.物體沿半徑為1m的軌道做勻速圓周運動,線速度大小為,求1s內物體速度變化并畫出1s內速度變化的示意圖。b.分別求出上題中物體在0.5s、0.25s內速度變化并畫出相應的示意圖。由于沒有辦法直接利用實驗來驗證速度變化的方向,所以,我們采用提供思考題的方法,引導同學在合作學習、自主探究中完成。有了速度變化的研究為鋪墊,加速度的方向問題就迎刃而解了。