(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(nèi)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
(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。
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(jù)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(xiàn)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。
(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(jīng)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(nèi)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;
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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)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。
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。
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(nèi)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(nèi)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(nèi)容。
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(nèi)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。
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(nèi)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。
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(xiàn)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(xiàn)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(shù)要大致相同。)3、若出現(xiàn)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(xiàn)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(shù)據(jù)。)4、怎樣根據(jù)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
3、若出現(xiàn)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(xiàn)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(shù)據(jù)。)4、怎樣根據(jù)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(shù)點,相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.1s。⑴根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù),計算B、C、D各點的數(shù)據(jù),填入表中。
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(nèi)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(nèi)容,簡潔明了。
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。
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(nèi)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(nèi)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(nèi)物體速度變化并畫出1s內(nèi)速度變化的示意圖。b.分別求出上題中物體在0.5s、0.25s內(nèi)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。
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,并能應用。(3)理解人們對行星運動的認識過程是漫長復雜的,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。
一、設計思想通過本節(jié)教學,不但要使學生認識掌握勻變速直線運動的規(guī)律,而且要通過對這問題的研究,使學生了解和體會物理學研究問題的一個方法,圖象、公式、以及處理實驗數(shù)據(jù)的方法等。這一點可能對學生更為重要,要通過學習過程使學生有所體會。本節(jié)在內(nèi)容的安排順序上,既注意了科學系統(tǒng),又注意學生的認識規(guī)律。講解問題從實際出發(fā),盡量用上一節(jié)的實驗測量數(shù)據(jù)。運用圖象這種數(shù)學工具,相對強調了圖象的作用和要求。這是與以前教材不同的。在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中,圖象的運用隨處可見,無論學生將來從事何種工作,掌握最基本的應用圖象的知識,都是必須的。學生在初學時往往將數(shù)學和物理分割開來,不習慣或不會將已學過的數(shù)學工具用于物理當中。在教學中應多在這方面引導學生。本節(jié)就是一個較好的機會,將圖象及其物理意義聯(lián)系起來。
【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(lián)系,會根據(jù)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.
一、設計思想通過本節(jié)教學,不但要使學生認識掌握勻變速直線運動的規(guī)律,而且要通過對這問題的研究,使學生了解和體會物理學研究問題的一個方法,圖象、公式、以及處理實驗數(shù)據(jù)的方法等。這一點可能對學生更為重要,要通過學習過程使學生有所體會。本節(jié)在內(nèi)容的安排順序上,既注意了科學系統(tǒng),又注意學生的認識規(guī)律。講解問題從實際出發(fā),盡量用上一節(jié)的實驗測量數(shù)據(jù)。運用圖象這種數(shù)學工具,相對強調了圖象的作用和要求。這是與以前教材不同的。在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中,圖象的運用隨處可見,無論學生將來從事何種工作,掌握最基本的應用圖象的知識,都是必須的。學生在初學時往往將數(shù)學和物理分割開來,不習慣或不會將已學過的數(shù)學工具用于物理當中。在教學中應多在這方面引導學生。本節(jié)就是一個較好的機會,將圖象及其物理意義聯(lián)系起來。