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)知識既是力學的基礎(chǔ),也是組成整個高中物理知識的一塊“基石”,所以這節(jié)內(nèi)容的教學如何引領(lǐng)學生自主積極地探究摩擦力產(chǎn)生的條件和影響因素,體驗?zāi)Σ亮μ攸c規(guī)律的發(fā)生過程是本節(jié)課的重點,應(yīng)高度重視本節(jié)教學過程;由于摩擦力問題的復(fù)雜性,且在具體問題中又表現(xiàn)出“動中有靜,靜中有動”,尤其靜摩擦在許多情形下似乎又是“若有若無,方向不定”,因此,對于初學者也是有一定難度的。也正是由于教材內(nèi)容的上述特點,本節(jié)課又易于激起學生的求知欲,易于培養(yǎng)學生的辯證觀點,易于錘煉學生的物理素質(zhì)。要充分用好該節(jié)教材內(nèi)容,深入挖掘知識間的有機聯(lián)系,對學生開展針對性的思維訓(xùn)練,進而提高學生應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力和創(chuàng)新思維能力。高中物理《課標》對該知識點的要求是,“通過實驗認識滑動摩擦、靜摩擦的規(guī)律,能用動摩擦因數(shù)計算摩擦力”。其中,對靜摩擦力規(guī)律的認識應(yīng)該包括最大靜摩擦力。
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)揮先進科學技術(shù)的優(yōu)勢,提高各國的能源利用效率.
(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(yīng)用課,通過研究圓周運動規(guī)律在生活中的具體應(yīng)用,使學生深入理解圓周運動規(guī)律,并且結(jié)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(zhuǎn)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(diào),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(jié)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。
1.教材在學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,從運動學的角度來學習向心加速度。4.教材為了培養(yǎng)學生“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)向心加速度的教學方式。1.采用理論、實驗、體驗相結(jié)合的教學安排。2.教師啟發(fā)引導(dǎo),學生自主閱讀、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。
二、課堂教學(課前由科代表發(fā)回預(yù)習學案)1、教師根據(jù)預(yù)習學案檢查結(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(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?)
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(shè)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(yīng)知道它所對應(yīng)的文字內(nèi)容和意義。3.牛頓第二定律概括了運動和力的關(guān)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(gòu)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(nèi)容的理解與應(yīng)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。
具體過程:先用懸掛法確定重心之后,在板上固定一條細線ab,讓ab穿過重心c點,再在其重心c處拴上細繩提拉,驗證薄板可以水平平衡.如圖3-1-6、3-1-7所示.歸納:物體的重心可在物體之上,也可在物體之外.結(jié)論:規(guī)則均勻的物體重心在其幾何中心;不規(guī)則不均勻的物體重心用懸掛法.例3一個被吊著的均勻的球殼,其內(nèi)部注滿了水,在球的底部有一帶閥門的細出水口.在打開閥門讓水慢慢流出的過程中,球殼與其中的水的共同重心將會()A.一直下降B.一直不變C.先下降后上升D.先上升后下降先讓學生自己回答,估計很多學生會選擇A;教師提示開始和最終重心的位置,學生很快就能得出正確答案.借機引導(dǎo)學生思考問題要全面.參考答案:在注滿水時,球殼和水的共同重心在球心,隨著水的流出,球殼的重心不變,但是水的重心下降,二者共同的重心在下降.當水流完時,重心又回到球心,故選項C正確.
閱讀教材后總結(jié):是萬有引力的作用把宇宙中的恒星和行星聚集在一起,組成了太陽系、銀河系和其他星系.力的相互作用遍布我們周圍的一切物體.除此之外還有電荷間的相互作用、磁體間的相互作用,我們把這種力稱為電磁相互作用.【思考與討論】質(zhì)子帶正電,但質(zhì)子(與中子一起)卻能聚集在一起構(gòu)成原子核.你能推測是什么力的作用結(jié)果嗎?攻略一:閱讀教材53頁,師生共同討論、總結(jié).攻略二:網(wǎng)絡(luò)搜索或工具書查閱“四種基本相互作用”,進一步了解概念.結(jié)論:決定物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和變化過程的基本的相互作用.近代物理確認各種物質(zhì)之間的基本的相互作用可歸結(jié)為四種:引力相互作用、電磁相互作用、弱相互作用和強相互作用.近代物理的觀點傾向于認為:四種基本相互作用是統(tǒng)一的,物理學家們正在為建立大統(tǒng)一理論而努力.但至今也沒有公認的結(jié)論,望同學們好好學習,為科學事業(yè)奉獻自己的聰明和才智.
探究一:高中階段功的含義是什么?投影:初中九年級《物理》105頁學生思考:①圖中物體的勢能、動能分別如何變化?②物體能量的變化和做功是否存在關(guān)系?學生:分組討論,得出結(jié)論:如果物體的能量發(fā)生變化時,說明有力對物體做了功。教師:進行點評和小結(jié)(設(shè)計意圖:對初中知識深化理論認識,并為以后功能關(guān)系的教學作準備)探究二:力對物體做功的兩個要素是什么?情景再現(xiàn):找體重相對懸殊的兩位同學,①A同學試圖抱起B(yǎng)同學,但沒成功。②B同學抱起A同學在教室內(nèi)勻速走動。學生思考:在①中,A是否對B做功?在②中,B是否對A做功?學生: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:讓學生分別例舉生活中力對物體做功和不做功的例子,(設(shè)計意圖:讓學生親身參與課堂實驗,烘托課堂氣氛,相互協(xié)作增進同學情誼)探究三:如果物體的位移不再力的方向上,那么力是否還對物體做功?
(一)、復(fù)習提問1、請說出功的計算公式及功的單位2、我們用哪個物理量表示物體運動的快慢?(二)、創(chuàng)設(shè)情景,引入新課1、播放多媒體素材,用起重機和一個工人搬運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)計的情景,將學生引入怎樣比較做功快慢,讓學生發(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:怎樣比較兩個人誰做功快誰做功慢?教師啟發(fā):以前學習過要比較兩物體運動的快慢,可以先確定路程再比較時間,也可以先確定時間再比較路程。在路程和時間都不同時,通過計算速度比較兩物體運動的快慢。同理,要比較物體做功的快慢可采用什么方法?
基于以上分析,為使本堂課圍繞重點、突破難點,同時讓學生在課堂教學中能力得到提高,我設(shè)計如下教學過程。(一)創(chuàng)設(shè)情景認識形變由同學們已有的形變知識入手,引入新課。教師演示:①彈簧的壓縮形變;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)計意圖:我從生活情景中引入新課,是為了激發(fā)學生的好奇心,為學生學習重點和難點內(nèi)容作鋪墊。]設(shè)問:摩天大樓在風的吹拂下會不會擺動,發(fā)生形變嗎?演示微小形變放大實驗:由于這種形變不容易觀察,會使學生產(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驗。為什么光點會往下移?讓學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)計意圖:使學生知道“放大”是一種科學探究的方法。]
通過這個示例呢,我們可以得到解決向心力問題的一般的步驟,確定對象,找出軌跡,找出圓心,然后進行受力分析,讓同學們參考這樣的步驟,逐步的解決圓周運動的問題,對于變速圓周運動,我通過鏈球運動進行引入,這里是一個鏈球運動的視頻,在同學們觀看視頻之前,我給同學們提出問題,鏈球收到繩子的拉力,做的是勻速圓周運動嗎? 然后再課堂上我們再做一個小實驗, 我們可以通過改變拉線的方式來調(diào)節(jié)小球的速度大小嗎? 那么對小球,做加速圓周運動,進行受力分析,我們可以看到,小球做加速運動時,他所受到的力,并不是嚴格通過軌跡的圓心,在進行分析的時候,特別強調(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,改變小球運動速度大小,法線方向分力,改變了小球運動的方向,法線方向的分力,在這里就是向心力,產(chǎn)生了向心加速度,通過這樣一個例子進行分析,同學們是比較容易理解的,
環(huán)境問題 是伴著人口問題、資源問題和發(fā)展問題產(chǎn)生。本質(zhì)是發(fā)展問題 ,可持續(xù)發(fā)展。6分析可持續(xù)發(fā)展的概念、內(nèi)涵和 原則?可持續(xù)發(fā)展的含義:可持續(xù)發(fā)展是這樣的發(fā)展,它既滿足當代人的需求,而又不損害后代人滿足其需求的能力??沙掷m(xù)發(fā)展的內(nèi)涵:生態(tài)持續(xù)發(fā)展 ,發(fā)展的基礎(chǔ);經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展,發(fā)展條件;社會持續(xù)發(fā)展,發(fā)展目的。可持續(xù)發(fā)展的原則:公平性原則——代內(nèi)、代際、人與物、國家與地區(qū)之間;持續(xù)性原則——經(jīng)濟活動保持在資源環(huán)境承載力之內(nèi);共同性原則— —地球是一個整體?!究偨Y(jié)新課】可持續(xù)發(fā) 展的含義:可持續(xù)發(fā)展是這樣的發(fā)展,它既滿足當代人的需求,而又不損害后代人滿足其需求的能力??沙掷m(xù)發(fā)展的內(nèi)涵:生態(tài)持續(xù)發(fā)展,發(fā)展的基礎(chǔ);經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展,發(fā)展條件;社會持續(xù)發(fā)展,發(fā)展目的。
【設(shè)計思路】新課程十分強調(diào)科學探究在科學課程中的作用,應(yīng)該說科學探究是這次課程改革的核心。我覺得:科學探究不一定是要讓學生純粹地通過實驗進行探究,應(yīng)該說科學探究是一種科學精神,學生只要通過自己的探索和體驗,變未知為已知,這樣的教學活動也是科學探究。本節(jié)課是概念教學課,讓學生純粹地通過實驗進行探究是不太合適的。但通過學生自己的探索和體驗,變未知為已知還比較合適。本節(jié)課的設(shè)計就是基于這樣的出發(fā)點,在引出加速度的概念時低臺階,步步深入,充分激活學生的思維,是學生思維上的探究。通過復(fù)習前邊速度時間圖像,從而得到從圖像上得到加速度的方法,為加深加速度概念和相關(guān)知識的理解有配套了相應(yīng)練習題目,做到強化練習的目的。【教學目標】知識與技能1.理解加速度的意義,知道加速度是表示速度變化快慢的物理量.知道它的定義、公式、符號和單位,能用公式a=△v/△t進行定量計算.2.知道加速度與速度的區(qū)別和聯(lián)系,會根據(jù)加速度與速度的方向關(guān)系判斷物體是加速運動還是減速運動.3.能從勻變速直線運動的v—t圖象理解加速度的意義.
【設(shè)計思路】新課程十分強調(diào)科學探究在科學課程中的作用,應(yīng)該說科學探究是這次課程改革的核心。我覺得:科學探究不一定是要讓學生純粹地通過實驗進行探究,應(yīng)該說科學探究是一種科學精神,學生只要通過自己的探索和體驗,變未知為已知,這樣的教學活動也是科學探究。本節(jié)課是概念教學課,讓學生純粹地通過實驗進行探究是不太合適的。但通過學生自己的探索和體驗,變未知為已知還比較合適。本節(jié)課的設(shè)計就是基于這樣的出發(fā)點,在引出加速度的概念時低臺階,步步深入,充分激活學生的思維,是學生思維上的探究。通過復(fù)習前邊速度時間圖像,從而得到從圖像上得到加速度的方法,為加深加速度概念和相關(guān)知識的理解有配套了相應(yīng)練習題目,做到強化練習的目的?!窘虒W目標】知識與技能1.理解加速度的意義,知道加速度是表示速度變化快慢的物理量.知道它的定義、公式、符號和單位,能用公式a=△v/△t進行定量計算.2.知道加速度與速度的區(qū)別和聯(lián)系,會根據(jù)加速度與速度的方向關(guān)系判斷物體是加速運動還是減速運動.
(三)反饋練習(5分鐘)1、伽利略研究速度與時間的關(guān)系時遇到那些困難?他是怎樣巧妙解決的?2、給出5分鐘讓學生閱讀課后的閱讀材料,體會伽利略一生中對科學和社會的重大貢獻。(四)課堂小結(jié):教師將本節(jié)的學習目標投影到大屏幕上,和學生一起簡單的總結(jié)。(五)課后作業(yè)1、利用現(xiàn)代的測量儀器設(shè)計出一個研究自由落體運動規(guī)律的實驗,寫出需要的器材和實驗過程。2、請學生再總結(jié)出一些科學研究中常用的思路和方法。通過這兩個作業(yè),進一步提高學生的科學研究的意識和素質(zhì)。本設(shè)計所涉及到的科學研究方法:1、歸繆法——伽利略用亞里士多德的觀點推翻了翻亞里士多德的觀點。2、轉(zhuǎn)換法——伽利略用數(shù)學推理和斜面實驗間接證明他的假設(shè)。3、邏輯推理法——用數(shù)學方法推理出速度正比于時間則位移與時間二次方成正比。4、外推法——由斜面實驗外推至自由落體運動運動規(guī)律
一、教材分析行星的運動選自人教版普通高中物理必修2第六章第1節(jié)。本節(jié)教學既是前面《運動的描述》和《曲線運動》內(nèi)容的進一步的延伸和拓展,又能為后面學習萬有引力定律做鋪墊。在本章中占有較為重要的地位,具有承前啟后的作用。同時該節(jié)內(nèi)容也涉及大量物理史實、貼近學生生活和聯(lián)系社會實際的事實,可進一步培育學生的科學情感、精神和發(fā)展觀。(一)教學目標 1.知識與技能(1)知道地心說和日心說的基本內(nèi)容。(2.)掌握理解開普勒三大定律的內(nèi)容,并能應(yīng)用。(3)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。2.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。3.情感、態(tài)度與價值觀(1)澄清對天體運動神秘、模糊的認識,掌握人類認識自然規(guī)律的科學方法。(2)感悟科學是人類進步不竭的動力。
教學目標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.通過學生自主學習,培養(yǎng)學生設(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(lǐng)悟如何間接測一些不能直接測量的物理量的方法。
一、學習任務(wù)分析1.教材的地位和作用在物理學中,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,從中學開始加強學生對守恒關(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,為能量學習奠定了基礎(chǔ)并把這種物理思想滲透在能量學習的全過程。2.學習的主要任務(wù)“追尋守恒量”一節(jié),主要是使學生了解守恒思想的重要性。學生在學習本節(jié)課前已經(jīng)學習了能量的有關(guān)知識,在過去的教學中,是先學習能量的概念,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?!皺C械能守恒”這個詞學生并不陌生,但是讓學生說出自己對它的認識又不是一件容易的事。
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。