學生回答的方法多樣,讓各小組根據自己討論出來的方法對自己實驗出來的紙帶進行數據處理,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。
在同一個直角坐標,做出兩個不同彈簧的F—X圖象,然后進行比較。圖象法處理數據更為直觀,更容易得出物理變化規(guī)律,且該種方法處理數據能更好地減小實驗的偶然誤差。最后老師歸納總結:得出胡克定律:F=KX(K為彈簧的頸度系數)[設計意圖:在探究彈力的大小與形變的定量關系時,由學生進行猜想、實驗和得出規(guī)律,并利用信息技術計算機繪制F—X圖象,充分利用信息技術資源和物理學科的整合。能較好地體現以學生為主的新的教學理念。對探究實驗過程教師加以指導,使學生學會團結合作、學會探究物理規(guī)律;再加上熟練信息技術,更有效地提高學習效率。](五)彈力的應用(圖片,視頻播放:射箭)[設計意圖:讓學生知道產品設計離不開物理理論,做到從實踐到理論,再從理論到實踐的學習過程。](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)內容的學習,請同學們開放式地討論①從形變與彈力知識去思考,撐桿跳高運動員跳得這么高的主要原因是什么?②跳水運動員在空中滯空時間主要由哪方面決定?
(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)理論聯系實際的能力。
2、計算天體的質量首先觀看多媒體展示天體的運動,同時解釋什么是環(huán)繞天體?什么是中心天體?接著展示相關問題:①應用萬有引力定律求解天體質量的基本思路是什么?②求解天體質量的方程依據是什么?教師點撥,學生分組,合作探究,學生代表發(fā)言設計說明通過創(chuàng)設問題情境,進行由淺至深,由易到難的問題式教學,以激發(fā)學生的積極思維活動;通過探究讓學生建立物理模型,分組討論,求解中心天體質量的三種表達式。在進行已有知識的遷移時重點重復環(huán)繞和被繞的關系,使學生準確抓住模型中的各個星體所擔任的角色。通過小組合作學習,運用類比歸納法得出正確結論,掌握求解中心天體質量的基本思路,以達到突出教學重點的目的。3、發(fā)現未知天體通過2個視頻進行了解設計說明這部分通過視頻主要激發(fā)學生相信科學,學習科學,讓學生感知人類探索宇宙的夢想,激發(fā)學生探索科學奧秘的熱情,培養(yǎng)熱愛科學的情感,促使學生樹立獻身科學的人生價值觀。
學生中存在這樣的問題:既然宇宙間的一切物體都是相互吸引的,那么為什么沒有吸引到一起?為了解決這個問題,安排了例題2例2、兩物體質量都是1kg,相距1m,它們間的萬有引力是多少?通過本題,讓學生認識到一般物體間的引力極小,不用考慮。那么,質量很大的天體為什么沒被吸引到一塊?從而引出下節(jié)課題。4.課堂小結:本節(jié)課,從天體運動出發(fā),通過推理證明,形成理性認識,再結合例題習題使學生的理性認識再反饋到具體事實。形成實踐-理論-實踐的認知循環(huán),順應了認知規(guī)律.。本共設計了很多問,能讓學生想的盡量讓學生想、能學生說的盡量讓學生說、能讓學生做的盡量讓學生做,全面發(fā)展學生的各方面能力。再通過作業(yè)和探究性課題使學生的思維活動在時空上得以延續(xù)。5.布置作業(yè):布置作業(yè)時刻意安排引入:萬有引力、重力、向心力、三者的聯系,通過引導學生對比結果,從中發(fā)現問題:萬有引力與重力向心力的關系與區(qū)別,為下節(jié)知識的難點突破作好了鋪墊。
(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;
[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。
(四)、彈性勢能(據課時情況,可以讓學生自學)生活中還有一些物體既沒有運動也沒有很大的高度卻同樣“儲存”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對箭支做功改變它的動能,松弛的弓有這樣的本領嗎?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?張緊的弓在恢復原狀的過程會對外做功,但是拉斷的弓還能有做功的本領嗎?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能。2.彈性勢能的大小與哪些因素有關呢?3、勢能由相互作用的物體的相對位置決定的能量。重力勢能:由地球和物體間相對位置決定。彈性勢能:由發(fā)生形變的各部分的相對位置決定。(五).反饋練習1. 物體在運動過程中,克服重力做功50J, 則( )A.重力做功為50JB.物體的重力勢能一定增加50JC.物體的重力勢能一定減少50JD.重力做功為-50J
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。
(3)內陸和中西部城鎮(zhèn)主要以煤和火電為主;廣大農村和邊遠地區(qū)大多正從使用農作物秸稈等生物能源。(4)人均能源資源不足。我國是世界第三大能源生產國和第二大能源消費國,而我國能源短缺,特別是油氣資源短缺已成為制約我國經濟發(fā)展的重要因素。相關數據——煤炭、石油和天然氣的人均資源占有量只有95t,世界平均值為209t,約是世界人均值的1/2;我國人均石油可采儲量3t,世界平均值為28t,約為世界平均值的1/10。我國人均能源消費量不足1.2噸標準煤,居世界89位,不足世界人均能源消費水平的一半,僅占發(fā)達國家的1/5~1/10。其中人均消費650kg標準煤,是世界平均額的95%;人均消費石油相當145kg標準煤,為世界平均數的16.8%;人均消費天然氣相當17.7kg標準煤,為世界平均數的3.9%;人均消費電力501.5kWh,為世界平均水平的25%。(5)是能源消費結構不合理,突出存在著一低兩高:即電能消費比例低,非商品生物能源消費量高,一次性商品能源消費中原煤消費比重高。原煤消費達到75%,遠高于26.2%的世界平均水平。
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與形變量的乘積。預測:彈簧的彈性勢能與彈簧的勁度系數和形變量有關。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。隨彈簧的勁度系數的增大而增大。
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。
【設計思路】新課程十分強調科學探究在科學課程中的作用,應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知識的理解有配套了相應練習題目,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)別和聯系,會根據加速度與速度的方向關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.
三、作出速度-時間圖像(v-t圖像)1、確定運動規(guī)律最好辦法是作v-t圖像,這樣能更好地顯現物體的運動規(guī)律。2、x y x1 x2 y2 y1 0討論如何在本次實驗中描點、連線。(以時間t為橫軸,速度v為縱軸,建立坐標系,選擇合適的標度,把剛才所填表格中的各點在速度-時間坐標系中描出。注意觀察和思考你所描畫的這些點的分布規(guī)律,你會發(fā)現這些點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,還要注意連線兩側的點數要大致相同。)3、若出現了個別明顯偏離絕大部分點所在直線的點,該如何處理?(對于個別明顯偏離絕大部分點所在直線的點,我們可以認為是測量誤差過大、是測量中出現差錯所致,將它視為無效點,但是在圖像當中仍應該保留,因為我們要尊重實驗事實,這畢竟是我們的第一手資料,是原始數據。)4、怎樣根據所畫的v-t圖像求加速度?(從所畫的圖像中取兩個點,找到它們的縱、橫坐標(t1,v1)、(t2,v2),然后代入公式,求得加速度,也就是直線的斜率。在平面直角坐標系中,直線的斜率
【設計思路】新課程十分強調科學探究在科學課程中的作用,應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知識的理解有配套了相應練習題目,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)別和聯系,會根據加速度與速度的方向關系判斷物體是加速運動還是減速運動.
3、若出現了個別明顯偏離絕大部分點所在直線的點,該如何處理?(對于個別明顯偏離絕大部分點所在直線的點,我們可以認為是測量誤差過大、是測量中出現差錯所致,將它視為無效點,但是在圖像當中仍應該保留,因為我們要尊重實驗事實,這畢竟是我們的第一手資料,是原始數據。)4、怎樣根據所畫的v-t圖像求加速度?(從所畫的圖像中取兩個點,找到它們的縱、橫坐標(t1,v1)、(t2,v2),然后代入公式,求得加速度,也就是直線的斜率。在平面直角坐標系中,直線的斜率四、實踐與拓展例1、在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中,得到一條記錄小車運動情況的紙帶,如圖所示。圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數點,相鄰計數點的時間間隔為T=0.1s。⑴根據紙帶上的數據,計算B、C、D各點的數據,填入表中。
(四)實例探究☆力和運動的關系1、一個物體放在光滑水平面上,初速為零,先對物體施加一向東的恒力F,歷時1秒,隨即把此力改變?yōu)橄蛭?,大小不變,歷時1秒鐘,接著又把此力改為向東,大小不變,歷時1秒鐘,如此反復只改變力的方向,共歷時1分鐘,在此1分鐘內A.物體時而向東運動,時而向西運動,在1分鐘末靜止于初始位置之東B.物體時而向東運動,時而向西運動,在1分鐘末靜止于初始位置C.物體時而向東運動,時而向西運動,在1分鐘末繼續(xù)向東運動D.物體一直向東運動,從不向西運動,在1分鐘末靜止于初始位置之東☆牛頓運動定律的應用2、用30N的水平外力F,拉一靜止放在光滑的水平面上質量為20kg的物體,力F作用3秒后消失,則第5秒末物體的速度和加速度分別是A.v=7.5m/s,a=l.5m/s2B.v=4.5m/s,a=l.5m/s2C.v=4.5m/s,a=0D.v=7.5m/s,a=0
觀察實驗視頻實驗驗證師:其實大家完全可以利用身邊的器材來驗證。實驗1、用彈簧秤掛上鉤碼,然后迅速上提和迅速下放?,F象:在鉤碼被迅速上提的一瞬間,彈簧秤讀數突然變大;在鉤碼被迅速下放的一瞬間,彈簧秤讀數突然變小。師:迅速上提時彈簧秤示數變大是超重還是失重?迅速下放時彈簧秤示數變小是超重還是失重?生:迅速上提超重,迅速下放失重。體會為何用彈簧秤測物體重力時要保證在豎直方向且保持靜止或勻速實驗2、學生站在醫(yī)用體重計上,觀察下蹲和站起時秤的示數如何變化?在實驗前先讓同學們理論思考示數會如何變化再去驗證,最后再思考。(1)在上升過程中可分為兩個階段:加速上升、減速上升;下蹲過程中也可分為兩個階段:加速下降、減速下降。(2)當學生加速上升和減速下降時會出現超重現象;當學生加速下降和減速上升時會出現失重現象;(3)出現超重現象時加速度方向向上,出現失重現象時加速度方向向下。完全失重