通過(guò)這個(gè)示例呢,我們可以得到解決向心力問(wèn)題的一般的步驟,確定對(duì)象,找出軌跡,找出圓心,然后進(jìn)行受力分析,讓同學(xué)們參考這樣的步驟,逐步的解決圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,對(duì)于變速圓周運(yùn)動(dòng),我通過(guò)鏈球運(yùn)動(dòng)進(jìn)行引入,這里是一個(gè)鏈球運(yùn)動(dòng)的視頻,在同學(xué)們觀看視頻之前,我給同學(xué)們提出問(wèn)題,鏈球收到繩子的拉力,做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎? 然后再課堂上我們?cè)僮鲆粋€(gè)小實(shí)驗(yàn), 我們可以通過(guò)改變拉線的方式來(lái)調(diào)節(jié)小球的速度大小嗎? 那么對(duì)小球,做加速圓周運(yùn)動(dòng),進(jìn)行受力分析,我們可以看到,小球做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),他所受到的力,并不是嚴(yán)格通過(guò)軌跡的圓心,在進(jìn)行分析的時(shí)候,特別強(qiáng)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(yùn)動(dòng)速度大小,法線方向分力,改變了小球運(yùn)動(dòng)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(guò)這樣一個(gè)例子進(jìn)行分析,同學(xué)們是比較容易理解的,
思考:洗衣機(jī)脫水時(shí)轉(zhuǎn)速高時(shí)容易甩干衣物,還是轉(zhuǎn)速低時(shí)容易甩干衣物?(2) 制作棉花糖的原理內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相似,里面加入白砂糖,加熱使糖熔化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn),黏稠的糖汁就做離心運(yùn)動(dòng),從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去,成為絲狀到達(dá)溫度較低的外筒,并迅速冷卻凝固,變得纖細(xì)雪白,像一團(tuán)團(tuán)棉花。5.離心現(xiàn)象的防止在水平公路上行駛的汽車,轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大,所需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax,汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故。因此,在公路彎道處,車輛行駛不允許超過(guò)規(guī)定的速度。當(dāng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪或者飛輪內(nèi)部分子間相互作用力不足以提供所需向心力時(shí),離心運(yùn)動(dòng)就會(huì)使他們破裂,甚至釀成事故。
一、知識(shí)與技能1、知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其主要推理過(guò)程和推論,知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法2、理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義;理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,知道物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。3、理解慣性的概念,知道質(zhì)量是慣性大小的量度;會(huì)用慣性解釋一些現(xiàn)象。二、過(guò)程與方法1、觀察生活中的慣性現(xiàn)象,了解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)牛頓第一定律的理解3、理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1、通過(guò)伽利略和亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí),了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性2、感悟科學(xué)是人類進(jìn)步的不竭動(dòng)力[教學(xué)重點(diǎn)]1、理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系2、對(duì)牛頓第一定律和慣性的正確理解3、理想實(shí)驗(yàn)[教學(xué)難點(diǎn)]1、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系2、慣性和質(zhì)量的關(guān)系[課時(shí)安排]1課時(shí)[教學(xué)過(guò)程][引入]
一、知識(shí)與技能1、知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其主要推理過(guò)程和推論,知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法2、理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義;理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,知道物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。3、理解慣性的概念,知道質(zhì)量是慣性大小的量度;會(huì)用慣性解釋一些現(xiàn)象。二、過(guò)程與方法1、觀察生活中的慣性現(xiàn)象,了解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)牛頓第一定律的理解3、理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1、通過(guò)伽利略和亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí),了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性2、感悟科學(xué)是人類進(jìn)步的不竭動(dòng)力[教學(xué)重點(diǎn)]1、理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系2、對(duì)牛頓第一定律和慣性的正確理解3、理想實(shí)驗(yàn)[教學(xué)難點(diǎn)]1、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系2、慣性和質(zhì)量的關(guān)系
1. 課前觀看視頻《物理學(xué)與人類文明》2. 分組討論,派代表發(fā)言,談學(xué)習(xí)感受。主要是物理的地位,物理的學(xué)習(xí)方法。3. 高中物理與初中物理在內(nèi)容和方法上的區(qū)別高中物理除了現(xiàn)象、概念和規(guī)律之外還應(yīng)該關(guān)注研究問(wèn)題的方法,學(xué)會(huì)從先想到抽象,從定性到定量研究問(wèn)題,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)方法解決物理問(wèn)題,學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)會(huì)獨(dú)立分析問(wèn)題解決問(wèn)題的思維習(xí)慣。4. 高中物理學(xué)習(xí)的基本要求高中物理學(xué)習(xí)應(yīng)該“重視實(shí)驗(yàn),勤于思考”和“經(jīng)歷過(guò)程,體驗(yàn)方法”。高中物理學(xué)習(xí)與初中物理學(xué)習(xí)雖然有一定區(qū)別,但也不是孤立的,要繼續(xù)堅(jiān)持初中物理學(xué)習(xí)中積累的學(xué)習(xí)方法和體會(huì),重視從正反兩個(gè)方面加以總結(jié)和提煉,做到:(1) 認(rèn)真閱讀,學(xué)會(huì)自學(xué)要學(xué)好物理,就要認(rèn)真閱讀課本。閱讀課本是要抓住關(guān)鍵詞語(yǔ),弄清語(yǔ)句間的邏輯順序和因果關(guān)系,領(lǐng)會(huì)文章段落所表達(dá)的物理內(nèi)容,掌握課本敘述物理問(wèn)題的表達(dá)方法。
八、物理學(xué)的基礎(chǔ)地位及物理學(xué)對(duì)人類文明、社會(huì)進(jìn)步的影響。(1) 情景一:磁懸浮實(shí)驗(yàn):找兩個(gè)空心的圓柱片磁鐵,同名磁極相對(duì),穿在同一根竹筷上,用手壓下上面的磁鐵,松手觀察它的運(yùn)動(dòng)情況。問(wèn)題1:上面的磁鐵為什么會(huì)跳起來(lái),為什么會(huì)懸浮在下面的磁鐵上方?問(wèn)題2:根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn),你會(huì)想到那一種交通工具?總結(jié):人們就是從磁懸浮現(xiàn)象中得到啟發(fā),進(jìn)行磁懸浮列車的研究和制造的,這說(shuō)明物理學(xué)在推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步、人類文明方面起到推動(dòng)作用。(2) 情景二:感應(yīng)起電和火花放電實(shí)驗(yàn):用感應(yīng)起電機(jī)或感應(yīng)圈產(chǎn)生火花放電,讓學(xué)生觀察現(xiàn)象,聞氣味,然后聯(lián)想生活實(shí)例。還可以用一張紙?jiān)囍鴵踝》烹姷幕」?,最好能引燃紙張,說(shuō)明雷擊引起火災(zāi)的現(xiàn)象。問(wèn)題1:你看、聽(tīng)到了什么現(xiàn)象?問(wèn)題2:根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn),你會(huì)想到那一種自然現(xiàn)象?問(wèn)題3:放電發(fā)生在什么地方?為什么建筑物上方都有尖尖的設(shè)置,是干什么用的?問(wèn)題4:你聞到什么氣味了嗎?
1、教師先演示投影:把小鋼珠放在黑墨水瓶蓋里轉(zhuǎn)一下(內(nèi)有一點(diǎn)點(diǎn)墨水),再放在半圓形有機(jī)玻璃軌道上運(yùn)動(dòng)并飛出,讓鋼珠在白紙上留下痕跡,同樣在3/5半圓周,4/5半圓周上運(yùn)動(dòng)飛出,讓學(xué)生猜測(cè)飛出方向由什么特點(diǎn)?(有機(jī)玻璃板說(shuō)明:厚約5毫米,略小于小鋼珠直徑,圓弧半徑15厘米,MN邊稍長(zhǎng)些,以便過(guò)MN做直線,根據(jù)半徑大小確定圓心O位置。)學(xué)生猜想:切線方向師:已知圓弧半徑為15厘米。如何驗(yàn)證?請(qǐng)用幾何方法作圖驗(yàn)證。生:標(biāo)出飛出點(diǎn)和圓心,做圓心和飛出點(diǎn)的連線,用量角尺量出該連線和飛出軌跡直線的夾角,是否90度。2、再分組實(shí)驗(yàn),提醒同桌配合,小心鋼珠滾跑。實(shí)驗(yàn)完畢,要求作圖驗(yàn)證,并互相討論交流。3、交流和結(jié)論:師:要引導(dǎo)學(xué)生得出正確的科學(xué)結(jié)論:“圓周運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向”,而不能直接得出“曲線運(yùn)動(dòng)的的物體速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向”。
說(shuō)明:“倍增法”是一種重要的物理方法,歷史上庫(kù)侖在研究電荷間的相互作用力時(shí)曾用過(guò)此法,但學(xué)生在此前的物理學(xué)習(xí)中可能未曾遇到類似例子,因此引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)交流,領(lǐng)會(huì)“倍增法”的妙處,這是本節(jié)課的一個(gè)要點(diǎn).可用體育鍛煉中的“拉力器”來(lái)類比。(2)該方案消除摩擦力影響的方法:所用的消除方法與實(shí)驗(yàn)方案2一樣。也可使用氣墊導(dǎo)軌代替木板,以更好地消除摩擦影響。(3)小車速度的確定方法:①確定打出來(lái)的點(diǎn)大致呈現(xiàn)什么規(guī)律:先密后疏(變加速),再均勻分布(勻速);②應(yīng)研究小車在哪個(gè)時(shí)刻的速度:在橡皮筋剛恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)小車的瞬時(shí)速度,即紙帶上的點(diǎn)剛開(kāi)始呈現(xiàn)均勻分布時(shí)的速度;③應(yīng)如何取紙帶上的點(diǎn)距以確定速度:由于實(shí)驗(yàn)器材和每次操作的分散性,尤其是橡皮筋不可能長(zhǎng)度、粗細(xì)完全一致,使得每次改變橡皮筋的條數(shù)后,紙帶上反映小車勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)數(shù)和點(diǎn)的位置,不一定都在事先的設(shè)定點(diǎn)(即用一條橡皮筋拉小車,橡皮筋剛好恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)紙帶上的點(diǎn))處。
1.教材在學(xué)生的原有加速度概念的基礎(chǔ)上來(lái)討論“勻速圓周運(yùn)動(dòng)速度變化快慢”的問(wèn)題,讓學(xué)生知道向心加速度能夠表示勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(shí)之后,使學(xué)生對(duì)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量有一個(gè)大致的了解。3.教材從了解運(yùn)動(dòng)的規(guī)律過(guò)渡到了解力跟運(yùn)動(dòng)關(guān)系的規(guī)律;把向心加速度放在向心力之前,從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來(lái)學(xué)習(xí)向心加速度。4.教材為了培養(yǎng)學(xué)生“用事實(shí)說(shuō)話”的“態(tài)度”,讓一切論述都合乎邏輯,改變了過(guò)去從向心力推導(dǎo)向心加速度的教學(xué)方式。1.采用理論、實(shí)驗(yàn)、體驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)安排。2.教師啟發(fā)引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考,討論、交流。知識(shí)與技能1.會(huì)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(huì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng);知道變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的方向。
《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》為高中物理必修2第五章第4節(jié).它是學(xué)生在充分掌握了曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的處理方法后,接觸到的又一個(gè)美麗的曲線運(yùn)動(dòng),本節(jié)內(nèi)容作為該章節(jié)的重要部分,主要要向?qū)W生介紹描述圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)基本概念,為后繼的學(xué)習(xí)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。人教版教材有一個(gè)的特點(diǎn)就是以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ),讓學(xué)生得出感性認(rèn)識(shí),再通過(guò)理論分析總結(jié)出規(guī)律,從而形成理性認(rèn)識(shí)。教科書(shū)在列舉了生活中了一些圓周運(yùn)動(dòng)情景后,通過(guò)觀察自行車大齒輪、小齒輪、后輪的關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)動(dòng),提出了描述圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)快慢的問(wèn)題。二、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能①知道什么是圓周運(yùn)動(dòng)、什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。理解線速度的概念;理解角速度和周期的概念,會(huì)用它們的公式進(jìn)行計(jì)算。②理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系:v=rω=2πr/T。③理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。④能夠用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式分析和解決具體情景中的問(wèn)題。
【學(xué)習(xí)內(nèi)容分析】在行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律與萬(wàn)有引力定律兩節(jié)內(nèi)容之間安排本節(jié)內(nèi)容,是為了更突出發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的這個(gè)科學(xué)過(guò)程。如果說(shuō)上一節(jié)內(nèi)容是從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度描述行星運(yùn)動(dòng)的話,那么,本節(jié)內(nèi)容是從動(dòng)力學(xué)角度來(lái)研究行星運(yùn)動(dòng)的,研究過(guò)程是依據(jù)已有規(guī)律進(jìn)行的演繹推理過(guò)程。教科書(shū)在尊重歷史事實(shí)的前提下,通過(guò)一些邏輯思維的鋪墊,讓學(xué)生以自己現(xiàn)有的知識(shí)基礎(chǔ)身于歷史的背景下,經(jīng)歷一次“發(fā)現(xiàn)”萬(wàn)有引力的過(guò)程,因此體驗(yàn)物理學(xué)研究問(wèn)題的方法就成為主要的教學(xué)目標(biāo)?!緦W(xué)情分析】在學(xué)太陽(yáng)對(duì)行星的引力之前,學(xué)生已經(jīng)對(duì)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(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)規(guī)律,能熟練運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。已經(jīng)完全具備深入探究和學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律的起點(diǎn)能力。所以在推導(dǎo)太陽(yáng)與行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),教師可以要求學(xué)生自主地運(yùn)用原有的知識(shí)進(jìn)行推導(dǎo),并要求說(shuō)明每一步推理的理論依據(jù)是什么,教師僅在難點(diǎn)問(wèn)題上做適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥。
【探究學(xué)習(xí)】引入新課教師活動(dòng):自從17世紀(jì)以來(lái),以牛頓定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)不斷發(fā)展,取得了巨大的成就,經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有了廣泛的應(yīng)用,從而證明了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的正確性。但是,經(jīng)典力學(xué)也不是萬(wàn)能的,向其它科學(xué)一樣,它也有一定的適用范圍,有自己的局限性。那么經(jīng)典力學(xué)在什么范圍內(nèi)適用呢?有怎樣的局限性呢?這節(jié)課我們就來(lái)了解這方面的知識(shí)。進(jìn)行新課教師活動(dòng):請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文,閱讀時(shí)考慮下列問(wèn)題[用投影片出示]:1、經(jīng)典力學(xué)取得了哪些輝煌的成就?舉例說(shuō)明。2、經(jīng)典力學(xué)在哪些領(lǐng)域不能適用?能說(shuō)出為什么嗎?舉例說(shuō)明。3、經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么?自己概括一下。4、相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)是否否定了牛頓的經(jīng)典力學(xué)?應(yīng)該怎樣認(rèn)識(shí)?5、怎樣理解英國(guó)劇作家蕭伯納的話“科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤”?學(xué)生活動(dòng):閱讀教材,并思考上面的問(wèn)題。分組討論,代表發(fā)言。點(diǎn)評(píng):讓學(xué)生通過(guò)自主閱讀獲取信息,培養(yǎng)學(xué)生閱讀理解能力,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生良好的自學(xué)習(xí)慣。
知識(shí)與技能1.知道地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容.2.知道所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上.3.知道所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,且這個(gè)比值與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān),但與太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān).4.理解人們對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程是漫長(zhǎng)復(fù)雜的,真理是來(lái)之不易的.過(guò)程與方法通過(guò)托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、開(kāi)普勒等幾位科學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的不同認(rèn)識(shí),了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性并加深對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的理解.情感、態(tài)度與價(jià)值觀1.澄清對(duì)天體運(yùn)動(dòng)裨秘、模糊的認(rèn)識(shí),掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法.2.感悟科學(xué)是人類進(jìn)步不竭的動(dòng)力.教學(xué)重點(diǎn)理解和掌握開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,認(rèn)識(shí)行星的運(yùn)動(dòng).學(xué)好本節(jié)有利于對(duì)宇宙中行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí),掌握人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)方法,并有利于對(duì)人造衛(wèi)星的學(xué)習(xí).
動(dòng)畫(huà)展示三個(gè)宇宙速度(四) 讓學(xué)生具有振興中華的使命感與責(zé)任感本節(jié)課的最后,播放了一段美國(guó)登月的視頻,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)一些奇妙的物理現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)月球的背景是什么顏色,宇航員行走的模樣等等,預(yù)計(jì)不久的將來(lái),哪個(gè)國(guó)家也將登上月球,同學(xué)們高呼“中國(guó)”,那么我們現(xiàn)在能做些什么呢,讓同學(xué)感想到:我們是祖國(guó)的未來(lái)的希望,現(xiàn)在需要努力學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí),將來(lái)為祖國(guó)的航天事業(yè)做貢獻(xiàn)。要培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)韌不撥、勇于探索、協(xié)力合作的科學(xué)精神以及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、謙虛謹(jǐn)慎、勇于質(zhì)疑科學(xué)態(tài)度;也要培養(yǎng)學(xué)習(xí)者熱愛(ài)科學(xué)、熱愛(ài)祖國(guó)的情感;努力學(xué)習(xí)、振興中華的責(zé)任感。這些策略在本案例中得到了體現(xiàn)。(五)練習(xí)反饋,拓展延伸:[例題1]“2003年10月15日9時(shí),我國(guó)神舟五號(hào)宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,把我國(guó)第一位航天員楊利偉送入太空。飛船繞地球飛行14圈后,于10月16日6時(shí)23分安全降落在內(nèi)蒙古主著陸場(chǎng)?!?/p>
(創(chuàng)設(shè)實(shí)例:多媒體播放視頻劉翔的110m欄。)1.提出問(wèn)題:怎樣定量(準(zhǔn)確)人描述車或劉翔所在的位置?2.提示:你的描述必須能反映物體(或人)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)(直線)、運(yùn)動(dòng)方向、各點(diǎn)之間的距離等因素。3.總結(jié):①為了定量地描述物體的位置及位置的變化,需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。坐標(biāo)系是在參考系的基礎(chǔ)上抽象出來(lái)的概念,是抽象化的參考系。為了定量地描述物體的位置及位置的變化需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,如果物體在一維空間運(yùn)動(dòng),即沿一條直線運(yùn)動(dòng),只需建立直線坐標(biāo)系,就能準(zhǔn)確表達(dá)物體的位置;如果物體在二維空間運(yùn)動(dòng),即在同一平面運(yùn)動(dòng),就需要建立平面直角坐標(biāo)系來(lái)描述物體的位置;當(dāng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí),則需要建立三維坐標(biāo)系。①一維坐標(biāo):描述物體在一條直線上運(yùn)動(dòng),即物體做一維運(yùn)動(dòng)時(shí),可以以這條直線為x軸,在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度,建立直線坐標(biāo)系。如圖1-1-1所示,若某一物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),此時(shí)它的位置坐標(biāo)XA=3m,若它運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),則此時(shí)它的坐標(biāo)XB=-2m(“-”表示沿X軸負(fù)方向)。
①平動(dòng)的物體一般可以看作質(zhì)點(diǎn)做平動(dòng)的物體,由于物體上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同,可以用一個(gè)點(diǎn)代表整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),在這種情況下,物體的大小、形狀就無(wú)關(guān)緊要了,可以把整個(gè)物體當(dāng)質(zhì)點(diǎn)。例如:平直公路上行駛的汽車,車身上各部分的運(yùn)動(dòng)情況相同,當(dāng)我們把汽車作為一個(gè)整體來(lái)研究它的運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,就可以把汽車當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。當(dāng)然,假如我們需要研究汽車輪胎的運(yùn)動(dòng),由于輪胎上各部分運(yùn)動(dòng)情況不相同,那就不能把它看作質(zhì)點(diǎn)了。要注意的是:同一物體在不同情況下有時(shí)可看質(zhì)點(diǎn),有時(shí)不可以看作質(zhì)點(diǎn),一列火車從北京開(kāi)到上海,研究火車的運(yùn)行的時(shí)間,可將火車看成質(zhì)點(diǎn),而火車過(guò)橋時(shí),計(jì)算火車過(guò)橋的時(shí)間,不可以將火車看成質(zhì)點(diǎn)。②有轉(zhuǎn)動(dòng)但轉(zhuǎn)動(dòng)為次要因素例如:研究地球公轉(zhuǎn)時(shí),可把地球看作質(zhì)點(diǎn);研究地球自轉(zhuǎn)時(shí),不能把地球看作質(zhì)點(diǎn)。③物體的形狀、大小可忽略再如:乒乓球旋轉(zhuǎn)對(duì)球的運(yùn)動(dòng)的較大的影響,運(yùn)動(dòng)員在發(fā)球、擊球時(shí)都要考慮,就不能把乒乓球簡(jiǎn)單看作質(zhì)點(diǎn)。
一、教材分析在初中階段,物理量單位的學(xué)習(xí)是學(xué)生較為困惑的問(wèn)題之一。前面關(guān)于1N的規(guī)定給學(xué)生的印象總好像是有些隨意。尤其是牛頓、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等單位的規(guī)定。使得學(xué)生感動(dòng)物理太復(fù)雜。事實(shí)上,只有把單位制放在整個(gè)物理學(xué)框架中加以認(rèn)識(shí),并且知識(shí)有了一定的積累。經(jīng)歷了充分的學(xué)習(xí)過(guò)程后才能體會(huì)物理量單位的命名和使用規(guī)則。體會(huì)到其中對(duì)一些單位進(jìn)行規(guī)定的合理性和方便特征。物理學(xué)單位中,有很少幾個(gè)基本物理量,它們的單位就是基本單位。在進(jìn)行了這種選定之后,其它物理量的單位就是根據(jù)它的定義式,有所選擇的其他物理量的單位共同確定的。國(guó)際單位制的建立和使用,不僅方便了國(guó)際間的交流,也逐漸成為科學(xué)研究中計(jì)算和運(yùn)用的一種規(guī)范約束。中學(xué)生應(yīng)該注意學(xué)習(xí),逐步習(xí)慣,在記錄、表達(dá)和計(jì)算中規(guī)范使用。二、教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)與技能1.了解什么是單位制,知道力學(xué)中的三個(gè)基本單位;2.認(rèn)識(shí)單位制在物理計(jì)算中的作用
演示實(shí)驗(yàn)1、將一張紙和一張金屬片在同一高度同時(shí)釋放,結(jié)果金屬片先著地。教師不發(fā)表意見(jiàn),繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。分別將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果板書(shū)在黑板上。2、將剛才的紙片緊緊捏成一團(tuán),再次與硬幣同時(shí)釋放,結(jié)果兩者幾乎同時(shí)落地。3、將兩個(gè)完全一樣的紙片,一個(gè)捏成團(tuán),一個(gè)平展,則紙團(tuán)下落快。師:物體下落快慢是由質(zhì)量決定嗎?生:不是的!師:為什么這樣說(shuō)?生:第2個(gè)實(shí)驗(yàn)和第三實(shí)驗(yàn)都說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題,特別是第3個(gè)問(wèn)題,質(zhì)量一樣卻下落有快慢之分。師:那你現(xiàn)在覺(jué)得物體下落快慢由什么因素決定呢?生:我想應(yīng)該是空氣阻力。猜想師:如果影響物體下落快慢的因素是空氣阻力,那么在沒(méi)有空氣阻力,物體的下落快慢應(yīng)該是一樣的,這種猜想是不是正確呢?我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下。
一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能(1)知道時(shí)間和時(shí)刻的含義以及它們的區(qū)別。知道在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量時(shí)間的方法。(2)知道位移的概念,知道它是表示質(zhì)點(diǎn)位置變動(dòng)的物理量,知道它是矢量,可以用有向線段來(lái)表示。(3)知道位移和路程的區(qū)別。2、過(guò)程與方法(1)聯(lián)系生活實(shí)際,通過(guò)師生共同討論的方法來(lái)確定時(shí)刻與時(shí)間、位置、位移及其路程的關(guān)系。(2)通過(guò)類比的數(shù)學(xué)方法用數(shù)學(xué)上的點(diǎn)、線段來(lái)突破時(shí)刻與時(shí)間的關(guān)系,直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移。(3)嘗試運(yùn)用所學(xué)的概念判斷一些與生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(1)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),使學(xué)生體會(huì)到物理現(xiàn)象和規(guī)律所蘊(yùn)含的自然美。(2)通過(guò)對(duì)問(wèn)題的討論,培養(yǎng)學(xué)生勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問(wèn)題。(3)培養(yǎng)學(xué)生有主動(dòng)與他人合作的團(tuán)隊(duì)精神,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn):1、時(shí)間、時(shí)刻、位置、位移的概念。2、矢量與標(biāo)量的概念。
三、制定實(shí)驗(yàn)方案的兩個(gè)問(wèn)題:1.怎樣測(cè)量(或比較)物體的加速度:引導(dǎo)學(xué)生思考、討論并交流。學(xué)生可能會(huì)提出下面的一些方案:方法一:測(cè)出初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體在 時(shí)間內(nèi)的位移 ,則 ;方法二:在運(yùn)動(dòng)的物體上安裝一條打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來(lái)測(cè)量加速度;方法三:測(cè)出兩個(gè)初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的物體在相同的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移 、 ,則 ;方法四:測(cè)出兩個(gè)初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的物體在相同的位移內(nèi)所用的時(shí)間 、 ,則 ;2.怎樣提供并測(cè)量物體所受的恒力:教師提出:現(xiàn)實(shí)中,除了在真空中拋出或落下的物體(僅受重力)外,僅受一個(gè)力的物體幾乎是不存在的。然而,一個(gè)單獨(dú)的力作用效果與跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的,因此,實(shí)驗(yàn)中力 的含義指物體所受的合力。以在水平軌道上用繩牽引小車加速運(yùn)動(dòng)為例,小車受到四個(gè)力的作用,即重力、支持力、繩的拉力和軌道對(duì)小車的摩擦力(當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度比較小時(shí),我們可以忽略空氣的阻力)。