[優(yōu)]高一物理必修教案10篇
作為一名教職工,常常要根據(jù)教學需要編寫教案,編寫教案助于積累教學經(jīng)驗,不斷提高教學質量。快來參考教案是怎么寫的吧!下面是小編整理的高一物理必修教案,希望對大家有所幫助。
高一物理必修教案1
一、教材分析
1.課標要求是:“通過實驗認識自由落體運動現(xiàn)象”,要求學生能通過一些實驗或具體的活動來了解和體驗自由落體運動。理解自由落體運動產生的條件與實質。
2.本節(jié)教材是學生學完勻變速直線運動規(guī)律后,知識的遷移和應用部分,因此本節(jié)是本章的一個比較重要的、典型的應用型知識點。表現(xiàn)其一:落體運動快慢的產生原因分析,要用到實驗探究,突破原有認知,體會并應用忽略次要因素、抓住主要因素這一科學思維方法,這不僅有利于學生掌握分析物理問題的方法,也有助于培養(yǎng)學生的探究能力。其二,這是一個貼近日常生活的實際問題,能激發(fā)學生的學習興趣和體會物理的生活化。
3.自由落體運動是日常生活中比較常見的物理現(xiàn)象,學生往往能感受到,但并沒有注意到這一現(xiàn)象的特點,也不明確這就是自由落體運動現(xiàn)象。怎樣才能讓學生不是機械化地記住自由落體運動的現(xiàn)象,而是通過各種方式真正理解自由落體運動的條件與本質所在,才是本堂課學習重點和難點。
二、學情分析
自由落體運動,學生有一定感性和模糊的體會,但理解自由落體運動概念,對學生而言有一定的困難。我覺得主要來自兩方面,首先是物理語言的誤導,使學生認為只要從某一高度隨意下落的物體做的就是自由落體運動;其次生活中的落體運動與自由落體運動的區(qū)別──現(xiàn)實與理想的差異。因此在本節(jié)課教學中利用了實驗和理論探究的方法,讓學生自己體驗、分析、歸納、討論、評價等得出結論。激發(fā)了學生的學習興趣,養(yǎng)成動手與合作能力,生成學生透過現(xiàn)象看本質的物理意識。
學生有勻變速直線運動規(guī)律、打點計時器及紙帶分析的學習基礎,完全可以通過自主體驗與自主學習來完成本節(jié)課的內容。學生可能將自由落體運動與勻變速直線運動知識割裂,教學中要注意引導學生,將新知識納入舊知識結構,讓學生體會到自由落體運動只是特殊勻變速直線運動而已。
三、設計思想
為了體現(xiàn)新課程所倡導的教學理念,在教法上,采取以學生為主體,以問題為中心,以教師為引導,以小組的合作為主要方式,讓學生進行簡單的實驗設計,親身體驗科學實驗探究的過程。為了讓學生更好地體驗科學研究的方法和過程,發(fā)展自主學習能力,培養(yǎng)良好的思維品質,強化小組交流與合作意識,淡化機械式訓練,摒棄灌輸式教學;教師一定要把握好自己的角色,是適時適度地“引導”和“參與”,決不能搞型式化的探究。在以往的教學中,課堂教學實施往往過于注重知識傳授傾向,學生被動地接受,很難從多方面培養(yǎng)學生的綜合素質。
從興趣入手,精心設計學生活動──以趣味實驗的新手段引入,充分調動學生學習熱情和探究欲望,通過分組實驗,感受物體下落快慢的原因;進而小組討論、驗證、交流自由落體運動的條件;感悟自由落體這一理想化模型的實質;成功解釋生活中自由落體現(xiàn)象;強調學生思維和體驗過程,讓學生親身經(jīng)歷科學探究,變過去教師要學生學,而為學生自己“我要學、我想學、從中我學到了什么”的主動建構知識的自主學習;通過交流、合作的互動過程,更進一步培養(yǎng)了學生團結、協(xié)作的精神。當然同時要發(fā)揮教師的課堂機智,適時地去引導,去啟發(fā),去控制,去答疑,去評價,這是符合新課標以學生發(fā)展為本的要求,成功實現(xiàn)新課程理念下師生關系的`轉換。
四、教學目標
1.知識與技能:
(1)認識自由落體運動現(xiàn)象;
(2)知道產生自由落體運動的條件;
(3)能夠運用勻變速直線運動規(guī)律分析、解決有關自由落體運動的問題。
2.過程與方法:
(1)經(jīng)歷實驗觀察、實例探究討論交流的過程,體驗自由落體運動現(xiàn)象。
(2)經(jīng)歷實驗和理論探究過程,體會科學探究的方法,領略運用勻變速直線運動規(guī)律解決實際問題的方法。
3.情感、態(tài)度與價值觀:
(1)體會生活中的自由落體運動現(xiàn)象,生成“學以致用”的思想,激發(fā)學生的學習熱情。
(2)體驗自主學習過程,養(yǎng)成樂于細心觀察、勤于思考和相互交流的學習習慣和合作精神。
五、重點,難點
重點:什么是自由落體運動及產生自由落體運動的條件、實質。
難點:(1)物體下落快慢影響因素的探究;
(2)自由落體運動的運動性質的分析。
六、教學策略與手段
“情景設置──問題鏈接──自主探究──形成共識──得出結論”的學生自主探究教學模式。
七、課前準備──媒體的設計與準備
演示實驗:多媒體設備一套,鉤碼,牛頓管,抽氣機,天平,自制課件。學生每四人一組:刻度尺,鐵架臺,打點計時器,小石頭,羽毛,紙帶,鐵片、書簽若干(長10厘米左右),紙片若干張、鋼球(大小各一個)、面積相等的金屬片和紙片等。
八、教學過程
(一)新課引入:教師節(jié)的時候,大家有禮物送給老師,來而不往非禮也,今天老師也有禮物回贈給大家,是有我親筆簽名的精美書簽。
(師生活動,請幾個學生參與活動,誰能捏住書簽就送給誰,由于書簽比較短,少有學生能捏住。激發(fā)學生的好奇心和學習興趣,課堂氣氛活躍,)
教師:同學們一定想知道為什么有人捏不住書簽?,它與我們今天所要認識和研究的一種運動──自由落體運動密切相關。同學們仔細觀察過落體運動嗎?我們來看,從同一高度釋放小石頭和羽毛,很顯然石頭比羽毛先落地(教師演示)。
提出問題:是否重的物體一定比輕的物體下落的快?(讓學生分組實驗探究)(板書)
(1)分組實驗,發(fā)現(xiàn)問題。
教師將學生分組。學生分組實驗──利用面積相等的金屬片和紙片,設計小實驗,動手做一做,并對看到的現(xiàn)象進行說明。(學生的實驗方案可能有:將紙片團成紙團,紙團、金屬片同時釋放;將紙片團成紙團,紙團、紙片同時釋放;金屬片、紙片呈豎直同時釋放;紙片放在金屬片上,釋放等等。)
組內討論交流。小組代表說說,小組成員在實驗中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象,以及想知道的疑問。
教師對學生的實驗方式和交流問題,做出適當?shù)姆答伵c評價。(引導學生關注觀察兩物體落地的前后的次序,將其原因暫時擱置)
(2)師生合作研討,得出自由落體運動概念。
學生的實驗方法可能各種各樣,為了將教學面向全體學生,讓全體學生明確概念。教師演示,引導學生觀察從同一高度同時下落的輕重物體下落的快慢,并歸納總結。
步驟①:先讓金屬片和一張等面積的薄紙片同時從同一高度下落。(觀察結果:重的物體下落得快)
步驟②:把薄紙片揉成紙團再和金屬片同時從同一高度下落。(讓同學用耳朵聽聲音,結果:只有一個聲音,說明輕重不同的物體同時落地。)
步驟③:把金屬片和一張面積較大的薄紙片從同一高度下落到水平桌面。(觀察結果:輕的物體下落得快)
師生結合實驗探討得出結論:物體下落的快慢不是由它們的輕重決定的。生活中看到的物體下落有快慢是由于空氣阻力的原因。
提出問題:那么在沒有空氣阻力時物體的下落是什么樣的情況呢?
演示:把事先抽成真空(空氣相當稀薄)的牛頓管拿出來,讓牛頓管中的硬幣、雞毛、紙片、粉筆頭從靜止一起下落。
學生:同時落下。
老師:這就是自由落體運動。教師再把牛頓管放氣,重復實驗,構成強烈的對比。
知識介紹:
1971年美國宇航員斯科特在月球表面上讓一把錘子、一根羽毛同時下落,觀察到它們同時落到月球表面上。
同學們根據(jù)這些過程、結論,給自由落體運動下一個定義:
1.自由落體運動:(板書)
(1)物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動,叫做自由落體運動。
(2)做自由落體運動的物體,在同一地點從同一高度下落的快慢是相同的。
點評:此環(huán)節(jié),讓學生自己猜想、觀察、思考、理解、體會,學生在體驗中突破與原有認識的沖突,在教師引導下可以從以上實驗中總結結論,提出物體下落快慢與物體質量無關的設想。另外,學生可能會提出關于下一環(huán)節(jié)的一些問題,教師也要做出適當評價,并為下面作鋪墊。
教師:在認識了什么是自由落體運動之后,新的問題就產生了,同學們一定想知道它是什么性質的運動呢?
師:結合前面物體下落的現(xiàn)象,你覺得自由落體運動究竟是一種怎樣的運動?
2.實驗探究二──探究自由落體運動的性質。
(1)回味現(xiàn)象,進行猜想。
讓學生回憶上面實驗現(xiàn)象,大膽猜想。(學生可能會提出:變速直線運動、加速直線運動、勻加速直線運動等)
(2)組內討論驗證
小組內成員針對問題進行交流討論。
討論主題:可以利用實驗桌上提供的器材自行設計實驗,用你們的實驗方式操作、記錄、研究自由落體運動的特點。學生的實驗設計方案可能有多種,教師必須做好充分的預設。
(1)組織學生分組實驗:利用打點計時器記錄重物的下落過程。(提醒學生操作注意事項)
(2)引導學生思考、討論如何合理利用紙帶記錄的信息作初步分析:
小組實驗、操作、記錄、思考、交流討論,a.軌跡──直線 方向──豎直向下
b.變速──速度越來越大──比較相等時間內發(fā)生的位移。
3.自由落體運動的加速度(板書)
、旁诘孛娓浇耐坏攸c,一切物體在自由落體運動中的加速度都相同,這個加速度叫做自由落體加速度,也叫重力加速度,通常用g表示。
⑵重力加速度g的方向總是豎直向下的。
、墙處煆娬{我們這里的重力加速度的大小g=9.801 m/s2。在粗略的計算中,可以把g取作10 m/s2。
請學生看書本p46的表格,說說能得到的信息:
在地球上不同的地方g的大小是不同的,從赤道到北極,隨著緯度的升高而增大。
4.做一做 (反饋應用 鞏固知識)
教師:老師最近發(fā)明了一個儀器,能測出你到底是反應靈敏還是反應遲鈍(開玩笑),只要你一捏我就能知道你的反應時間,(邊在過道走,邊為學生測量,學生的熱情和積極性很高)我把它叫做“反應時間測量尺”,你能知道我這把尺子的奧秘嗎?
學生:知道(很不服氣)
教師:現(xiàn)實生活中人們遇到某種情況時,大腦能迅速作出反應。人從發(fā)現(xiàn)情況到作出反應采取行動所需的時間叫做反應時間。有些人反應時間對他們很重要,像運動員,戰(zhàn)士,飛行員,司機等。你們也能做一把“反應時間測量尺”嗎?,同桌之間相互測一測彼此的反應時間,我們現(xiàn)在不是有一門研究性學習的課程嗎!你完全可以用你自己制作的“反應時間測量尺”定一下不同年齡,不同性別,不同職業(yè)人的反應時間是多少?也可以看一個人在一天是什么時候反應最快?其實這就是一個很好的研究性學習小課題。
點評:通過、“做一做”進一步鞏固了結論,培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力、動手能力和創(chuàng)造力,讓人真正感受到自由落體運動就在我們身邊,體驗物理知識的生活化。據(jù)教學時間情況,不一定在課堂內完成,尤其“做一做”讓學生在課外動手體驗。)
5.自我評價小結
課堂小結:讓學生以“本節(jié)課我學到了什么”為話題進行評價性小結。
教師引導學生從知識和方法兩個角度來小結。
九、布置作業(yè)
課后習題與做一做
十、教學反思
1.本節(jié)課采取“情景設置──問題鏈接──自主探究──形成共識,得出結論”的教學方法,學生在趣味實驗的激發(fā)中,問題的引領下,“我要學、我想學”的情緒洋溢在整個課堂。通過自主體驗、小組互動、組間互評、自我評價改變學生以往的學習方式,體現(xiàn)新課程提倡自主學習的新理念。
2.趣味實驗雖簡單,但對其的熱情高漲出乎教學前的預料;自行制作的測定反映時間尺效果非常好;教學軟件的使用也讓學生體會到科技的力量。
3.學生自主探究時,有的學生不知道從哪里下手,要求教師給以必要的指導,應該提示學生自主探究的三個環(huán)節(jié),如果疏于引導,將會拖延時間,導致教學被動。
高一物理必修教案2
一.教材的地位和作用
動量守恒定律是自然界中最重要,最普遍的守恒定律之一,它既適用于宏觀物體,也適用于微觀粒子;既適用于低速運動物體,也適用于高速運動物體,甚至對力的作用機制尚不清楚的問題中,動量守恒定律也適用。它是除牛頓運動定律與能量觀點外,另一種更廣泛的解決動力學問題的方法,而且在今后的磁學,電學中也會用到此定律。
二.知識結構
1,動量守恒定律的表述:如果一個系統(tǒng)不受外力,或者所受外力合力為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變。
2,動量守恒的條件:系統(tǒng)不受外力或者所受外力合力為零。
3,實驗驗證:兩個彈性小球的彈性碰撞。設兩個小球的質量分別為M1和M2,碰撞前的速度分別為V1和V2,碰撞后的速度分別為V1`和V2`。
由動量守恒有:
M1·V1+M2·V2=M1·V`1+M2·V`2
4,動量守恒定律的適用范圍:小到微觀粒子,大到天體,無論是什么性質的相互作用力,即使對相互作用情況還了解得不大清楚,動量守恒定律都是適用的。
5,靈活運用動量守恒定律和注意事項:動量守恒定律具有普適性。當系統(tǒng)受到的合外力不為零,但是在某一方向上的合外力為零,那么在該方向上可以運用動量守恒定律。在運用動量守恒定律之前應嚴格檢驗是否符合動量守恒定律的條件。
三.教學重點和難點
學習本節(jié)的主要目的是為了掌握并會應用動量守恒定律這一應用廣泛的自然規(guī)律,要達到這一目的,每個學生就需要正確理解其成立的條件和使用的特點。而動量又是矢量,因此,確定本節(jié)的教學重點和難點為:(1)掌握動量守恒定律及其成立的條件。(2)動量守恒定律的矢量性。
四.教學目標
1,知識與技能
(1)理解動量守恒定律的確切含義和表達式;
(2)能用動量定理和牛頓第三定律推導出動量守恒定律;
(3)知道動量守恒定律的適用條件和適用范圍;
2,過程與方法
(1)會用動量守恒定律解釋現(xiàn)象;
(2)會應用動量守恒定律分析求解運動問題。
3,情感、態(tài)度、價值觀
(1)通過動量守恒定律的推導,培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度和嚴謹?shù)耐评矸椒?
(2)通過動量守恒定律的學習,進一步掌握物理學的思維方法及研究規(guī)律。了解物理學來源于生產實踐。
(3)通過實驗現(xiàn)象的準確觀察、深入思考、抓主要矛盾,抽象概括,形成規(guī)律。反過來利用規(guī)律指導實踐,發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律。理論與實踐相輔相成,在掌握客觀規(guī)律的基礎上逐步認識自然、改造自然。
五.學生分析
在學習動量守恒定律之前,同學們已經(jīng)學習了動量定理和牛頓運動定律,具有了一定的基礎,重要的是推導動量守恒定律的數(shù)學表達式。
六.教學設計(兩課時)
1.導入新課
首先,請學生回顧動量及動量定理:P=MV;Ft=P1-P0=△P
動量定理研究了一個物體受力一段時間后,它的動量怎樣變化。那么物體相互作用,又會怎樣呢?
(1)請兩個同學穿上旱冰鞋,靠近站在教室前邊,讓學生甲推乙學生一下,學生觀察現(xiàn)象。
(2)學生討論發(fā)生的現(xiàn)象。
2.新課教學
(1)實驗、觀察,初步得到兩輛小車在相互作用前后,動量變化之間的關系
A,用多媒體課件:介紹實驗裝置。
把兩個質量相等的小車靜止地放在光滑的水平木板上,它們之間裝有彈簧,并用細線把它們拴在一起。
b,用CAI課件模擬實驗的做法:
實驗一:第一次用質量相等的兩輛小車,剪斷細線,觀察兩輛小車到達擋板的先后。
實驗二:在其中的一輛小車上加砝碼,使其質量變?yōu)樵瓉淼?倍,重做上述實驗并注意觀察小車到達兩塊木擋板的先后。
C,學生在氣墊導軌上分組實驗并觀察;
D,實驗完畢后各組匯報實驗現(xiàn)象;
e,教師針對實驗現(xiàn)象出示分析思考題:
、賰尚≤囋诩毦未被剪斷前各自動量為多大?總動量是多大?
②剪斷細線后,在彈力作用下,兩小車被彈出,彈出后兩小車分別做什么運動?
、蹞(jù)兩小車所做的運動,分析小球運動的距離、時間,得到它們的速度有什么關系?
、軗(jù)動量等于質量與速度的乘積,分析在彈開后各自的動量和總動量各為多大?
、荼容^彈開前和彈出后的總動量,你得到什么結論?
F,學生討論后,回答上述問題。
(2)動量守恒定律的推導
A,用多媒體展示下列物理情景:
在光滑水平面上做勻速運動的兩個小球,質量分別是M1和M2,沿著同一直線向相同的方向運動,速度分別是v1和v2,且v1>v2,經(jīng)過一段時間后,m2追上了m1,兩球發(fā)生碰撞,碰撞后的速度分別是V`1和V`2,根據(jù)動量守恒定理列出表達式,并板書。
(3)動量守恒定律的條件和內容:
A,學生結合實驗和推導實例中的條件初步分析得到動量守恒定律的條件。
b.學生閱讀課文,總結得到動量守恒定律:
一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為0,這個系統(tǒng)的總動量保持不變,這個結論叫動量守恒定律。
C,教師板書動量守恒定律的.表達式,并敘述各個字母表示的物理量。
(4)動量守恒定律的適用范圍
A,學生閱讀課文有關的內容。
b,學生總結動量守恒定律的適用范圍。
C,教師歸納:小到微觀粒子,大到天體,無論是什么性質的相互作用力,即使對相互作用情況還了解得不大清楚,動量守恒定律都是適用的。
(5)安排課堂練習題,分組展示。
(6)課堂小結:
通過本節(jié)課的探討學習,我們知道了:
A,動量守恒定律研究的是相互作用的物體組成的系統(tǒng);
b,在理想狀態(tài)下即始終滿足守恒條件時,系統(tǒng)“總動量保持不變”不僅是指系統(tǒng)初末兩個狀態(tài)的總動量相等,而是整個過程中任意兩個時刻總動量都相等,但是、決不能認為系統(tǒng)內的每一個物體的總動量保持不變;
C,動量守恒的條件是:不受外力或所受外力之和為0;
D,動量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一,不僅適用于宏觀物體的低速運動,對微觀現(xiàn)象和高速運動同樣適用。
(7)安排課后練習題。
七.教案設計反思和課后反思
教案設計反思:《動量守恒定律》是人教版高中物理選修3-5中最重要的一節(jié),學生在學習這一節(jié)時有一定難度,特別是判斷是否滿足動量守恒。要想學習好這一節(jié)就需要知道動量守恒定律的推導過程以及推導方法。在學習了動量守恒之后就需要學會判斷動量是否守恒,這就是動量守恒的條件。高考物理選修3—5中的第二小題就是與動量守恒有關的計算,屬于物理選修3—5中的必考內容。在教案的設計中,重點放在了動量守恒的推導和動量守恒的條件上。在練習題中著重練習動量守恒的條件。
高一物理必修教案3
教學準備
教學目標
知識與技能
1、掌握勻變速直線運動的概念、運動規(guī)律及特點。
2、掌握勻變速直線運動的速度與時間的關系式,會推導,能進行有關計算。
3、知道v-t圖象的意義,會根據(jù)圖象分析解決問題。
過程與方法
引導學生通過研究v-t圖象,尋找規(guī)律,發(fā)現(xiàn)勻變速直線運動的速度與時間的關系。
情感態(tài)度與價值觀
1、學生通過自己做實驗并發(fā)現(xiàn)規(guī)律,激發(fā)學生探索規(guī)律的興趣。
2、體驗同一物理規(guī)律的不同描述方法,培養(yǎng)科學價值觀。
3、將所學知識與實際生活相聯(lián)系,增加學生學習的動力和__。
教學重難點
教學重點
1、理解勻變速直線運動的v-t圖象的物理意義。
2、勻變速直線運動的速度與時間的關系式及應用。
教學難點
1、學會用v-t圖象分析和解決實際問題。
2、掌握勻變速直線運動的速度與時間的關系式并會運用。
教學過程
新課導入
師:前面幾節(jié)課,我們學習了如何描繪運動物體的v-t圖象,本節(jié)課我們就從v-t圖象入手,探究勻變速直線運動的運動規(guī)律。
新課教學
一、勻變速直線運動
師:請同學們觀察下面的v-t圖象(課件展示),它們分別表示物體在做什么運動?
生1:①中物體的速度的大小和方向都不隨時間變化,說明物體在做勻速直線運動。
生2:②中物體的速度隨時間不斷增大,說明物體在做假速直線運動。
師:仔細觀察②中物體速度增加的有規(guī)律嗎?
生:是均勻增加。如果取相等的時間間隔,速度的變化量是相同的。
師:很好。請同學們自己畫圖操作,試一試。
學生自己畫圖,動手操作
教師用課件投影,進一步加以闡述。
師:我們發(fā)現(xiàn)每過一個相等的時間間隔,速度的增加量是相等的'。所以無論△t選在什么區(qū)間,對應的速度v的變化量△v與時間的變化量△t之比△v/△t都是一樣的,即物體的加速度保持不變。
投影出示勻變速直線運動的定義
沿著一條直線運動,且加速度保持不變的運動,叫做勻變速直線運動(uniformvariablerectilinearmotion)。
勻變速直直線運動的速度時間圖象是一條傾斜的直線
在勻變速直線運動中,如果物體的速度隨時間均勻增加,這個運動叫做勻加速直線運動;如果物體的速度隨時間均勻減小,這個運動就叫做勻減速直線運動。
生:我知道了,在剛才圖1中③的速度隨時間均勻減小,表示的就是物體在做勻減速直線運動。
師:你所的對!請同學們再思考一下,三條直線的交點表示什么?
生1:是相遇!
生2:不是相遇,交點的橫、縱坐標都相等,應該表示在同一時刻,三者的速度相等。
師:是的,在v-t圖象中,交點僅表示他們的速度相等,并不表示相遇,同學們不要把v-t圖象與x-t圖象相混淆。
教師接著引導學生思考教材第39頁“說一說”
這條圖線表示物體的速度怎樣變化?在相等的時間間隔內,速度的變化量總是相等的嗎?物體在做勻加速直線運動嗎?
生:速度增加,但在相等的時間間隔內,速度的變化量越來越大,說明△v/△t逐漸增大,即加速度增大,加速度不是恒量,那物體的運動就不是勻加速直線運動了。
師:沒錯。在不同的瞬時,物體的加速度不同,那我們怎么找某一點的瞬時加速度呢?
學生紛紛討論。
生:是做切線嗎?
師:非常好。我們可以做曲線上某點的切線,這一點的切線的斜率就表示物體在這一時刻的瞬時加速度。
二、速度與時間的關系
師:除了圖像外,我們還可以用公式表示物體運動的速度與時間的關系。
從運動開始(這時t=0)到時刻t,時間的變化量△t=t-0,速度的變化量△v=v-v0,因為加速度a=△v/△t是一個恒量,所以a=△v/△t=v-v0/t-0
解出速度v,得到v=v0+at
這就是勻變速直線運動的速度與時間的關系式。
師:想一想,at在數(shù)值上等于什么?
生:a在數(shù)值上等于單位時間內速度的變化量,再乘以t就是0—t時間內速度的變化量。
生:at再加上vo就是t時刻的速度了。
師:我們還可以從圖象上進一步加深對公式的理解。
例題1
(投影)汽車以40km/h的速度行駛,現(xiàn)以0.6m/s2的加速度加速,10s后速度能達到多少?
教師引導學生明確已知量、待求量,確定研究對象和研究過程
學生自主解題
師:投影出示規(guī)范步驟
解:初速度vo=40km/h=11m/s,加速度a=0.6m/s2,時間t=10s,10s后的速度為
v=v0+at
=11m/s+0.6m/s2×10s
=17m/s
=62km/h
例題2
(投影)汽車以36km/h的速度勻速行駛,若汽車以0.6m/s2的加速度剎車,則10s和20s后的速度減為多少?
教師指導學生用速度公式建立方程解題,代入數(shù)據(jù),計算結果。
教師巡視查看學生自己做的情況,投影出示典型的樣例并加以點評。
有的同學把a=0.6m/s2代入公式v=vo+at,求出v10=16m/sv20=22m/s
師:這種做對嗎?
生:汽車在剎車,使減速運動,所以加速度應代負值,即a=﹣0.6m/s2。
有的同學把a=﹣0.6m/s2代入公式v=vo+at,求出v10=4m/sv20=﹣2m/s
師:這樣做對嗎?
生:對,我也是這樣做的
師:v20=—2m/s中負號表示什么?
生:負號表示運動方向與正方向相反。
師:請同學們聯(lián)系實際想一想,汽車剎車后會再朝反方向運動嗎?
生:哦,汽車剎車后經(jīng)過一段時間就會停下來。
師:那這道題到底該怎么做呢?
生:先計算出汽車經(jīng)多長時間停下來。
教師出示規(guī)范解題的樣例。
解:設初速度v0=36km/h=10m/s,加速度a=﹣0.6m/s2,時間t=10s,由速度公式v=vo+at,可知剎車至停止所需時間t=v﹣v0/a=0﹣10/﹣0.6=16.7s。
故剎車10s后的速度v10=v0+at=10m/s﹣0.6×10m/s=4m/s
剎車20s時汽車早已停止運動,故v20=0
師:通過這道題,我們大家知道了汽車遇到緊急情況時,雖然踩了剎車,但汽車不會馬上停下來,還會向前滑行一段距離。因此,汽車在運行時,要被限定速度,超過這一速度,就可能發(fā)生交通事故。請同學們結合實際想一想:當發(fā)生交通事故時,__是如何判斷司機是否超速行駛的?
生:汽車剎車時會留下痕跡,__可以通過測量痕跡的長度,計算出司機剎車時的速度。以此來判斷司機是否超速行駛。
師:好極了。
小結
本節(jié)重點從圖象和公式兩個方面研究了勻變速直線運動,理解時注意以下幾點:
1、在勻變速直線運動中,質點的加速度大小和方向不變,但不能說a與△v成正比、與△t成反比,決定于△v和△t的比值。
2、公式中v、v0、a都是矢量,必須注意其方向。
高一物理必修教案4
學習目標:
1.知道滑動摩擦產生的條件,會正確判斷滑動摩擦力的方向。
2.會用公式F=μFN計算滑動摩擦力的大小,知道影響動摩擦因數(shù)的大小因素。
3.知道靜摩擦力的產生條件,能判斷靜摩擦力的有無以及大小和方向。
4.理解最大靜摩擦力。能根據(jù)二力平衡條件確定靜摩擦力的大小。
學習重點:1.滑動摩擦力產生的條件及規(guī)律,并會用F摩=μFN解決具體問題。
2.靜摩擦力產生的條件及規(guī)律,正確理解最大靜摩擦力的概念。
學習難點:
1.正壓力FN的確定。
2.靜摩擦力的有無、大小的判定。
主要內容:
一、摩擦力
一個物體在另一個物體上滑動時,或者在另一個物體上有滑動的趨勢時我們會感到它們之間有相互阻礙的作用,這就是摩擦,這種情況下產生力我們就稱為摩擦力。固體、液體、氣體的接觸面上都會有摩擦作用。
二、滑動摩擦力
1.產生:一個物體在另一個物體表面上相對于另一個物體發(fā)生相對滑動時,另一個物體阻礙它相對滑動的力稱為滑動摩擦力。
2.產生條件:相互接觸、相互擠壓、相對運動、表面粗糙。
、賰蓚物體直接接觸、相互擠壓有彈力產生。
摩擦力與彈力一樣屬接觸作用力,但兩個物體直接接觸并不擠壓就不會出現(xiàn)摩擦力。擠壓的效果是有壓力產生。壓力就是一個物體對另一個物體表面的垂直作用力,也叫正壓力,壓力屬彈力,可依上一節(jié)有關彈力的知識判斷有無壓力產生。
②接觸面粗糙。當一個物體沿另一物體表面滑動時,接觸面粗糙,各凹凸不平的部分互相嚙合,形成阻礙相對運動的力,即為摩擦力。凡題中寫明“接觸面光滑”、“光滑小球”等,統(tǒng)統(tǒng)不考慮摩擦力(“光滑”是一個理想化模型)。
、劢佑|面上發(fā)生相對運動。
特別注意:“相對運動”與“物體運動”不是同一概念,“相對運動”是指受力物體相對于施力物體(以施力物體為參照物)的位置發(fā)生了改變;而“物體的運動”一般指物體相對地面的位置發(fā)生了改變。
3.方向:總與接觸面相切,且與相對運動方向相反。
這里的“相對”是指相互接觸發(fā)生摩擦的物體,而不是相對別的物體。滑動摩擦力的方向跟物體的相對運動的方向相反,但并非一定與物體的運動方向相反。
4.大。号c壓力成正比F=μFN
①壓力FN與重力G是兩種不同性質的力,它們在大小上可以相等,也可以不等,也可以毫無關系,用力將物塊壓在豎直墻上且讓物塊沿墻面下滑,物塊與墻面間的壓力就與物塊重力無關,不要一提到壓力,就聯(lián)想到放在水平地面上的物體,認為物體對支承面的壓力的大小一定等于物體的重力。
、讦淌潜壤(shù),稱為動摩擦因數(shù),沒有單位,只有大小,數(shù)值與相互接觸的______、接觸面的______程度有關。在通常情況下,μ<1。
③計算公式表明:滑動摩擦力F的大小只由μ和FN共同決定,跟物體的運動情況、接觸面的大小等無關。
5.滑動摩擦力的作用點:在兩個物體的接觸面上的受力物體上。
問題:1.相對運動和運動有什么區(qū)別?請舉例說明。
2.壓力FN的值一定等于物體的重力嗎?請舉例說明。
3.滑動摩擦力的大小與物體間的接觸面積有關嗎?
4.滑動摩擦力的大小跟物體間相對運動的速度有關嗎?
三、靜摩擦力
1.產生:兩個物體滿足產生摩擦力的條件,有相對運動趨勢時,物體間所產生的阻礙相對運動趨勢的力叫靜摩擦力。
2.產生條件:
、賰晌矬w直接接觸、相互擠壓有彈力產生;
②接觸面粗糙;
、蹆晌矬w保持相對靜止但有相對運動趨勢。
所謂“相對運動趨勢”,就是說假設沒有靜摩擦力的存在,物體間就會發(fā)生相對運動。比如物體靜止在斜面上就是由于有靜摩擦力存在;如果接觸面光滑.沒有靜摩擦力,則由于重力的作用,物體會沿斜面下滑。
跟滑動摩擦力條件的區(qū)別是:
3.大。簝晌矬w間實際發(fā)生的靜摩擦力F在零和最大靜摩擦力Fmax之間
實際大小可根據(jù)二力平衡條件判斷。
4.方向:總跟接觸面相切,與相對運動趨勢相反
①所謂“相對運動趨勢的方向”,是指假設接觸面光滑時,物體將要發(fā)生的相對運動的方向。比如物體靜止在粗糙斜面上,假沒沒有摩擦,物體將沿斜面下滑,即物體靜止時相對(斜面)運動趨勢的方向是沿斜面向下,則物體所受靜摩擦力的方向沿斜面向上,與物體相對運動趨勢的方向相反。
②判斷靜摩擦力的方向可用假設法。其操作程序是:
A.選研究對象----受靜摩擦力作用的物體;
B.選參照物體----與研究對象直接接觸且施加靜摩擦力的物體;
C.假設接觸面光滑,找出研究對象相對參照物體的運動方向即相對運動趨勢的方向
D.確定靜摩擦力的方向一一與相對運動趨勢的方向相反
、垤o摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相反,但并非一定與物體的運動方向相反。
5.靜摩擦力的作用點:在兩物體的接觸面受力物體上。
【例一】下述關于靜摩擦力的說法正確的是:()
A.靜摩擦力的方向總是與物體運動方向相反;
B.靜摩擦力的大小與物體的正壓力成正比;
C.靜摩擦力只能在物體靜止時產生;
D.靜摩擦力的方向與接觸物體相對運動的趨勢相反.
D
【例二】用水平推力F把重為G的黑板擦緊壓在豎直的墻面上靜止不動,不計手指與黑板擦之間的摩擦力,當把推力增加到2F時,黑板擦所受的摩擦力大小是原來的幾倍?
摩擦力沒變,一直等于重力.
四、滑動摩擦力和靜摩擦力的比較
滑動摩擦力靜摩擦力符號及單位
產生原因表面粗糙有擠壓作用的物體間發(fā)生相對運動時表面粗糙有擠壓作用的物體間具有相對運動趨勢時摩擦力用f表示
單位:牛頓
簡稱:牛
符號:N
大小f=μN始終與外力沿著接觸面的分量相等
方向與相對運動方向相反與相對運動趨勢相反
問題:1.摩擦力一定是阻力嗎?
2.靜摩擦力的`大小與正壓力成正比嗎?
3.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力嗎?
課堂訓練:
1.下列關于摩擦力的說法中錯誤的是()
A.兩個相對靜止物體間一定有靜摩擦力作用.B.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的.
C.靜摩擦力對物體總是阻力.D.有摩擦力一定有彈力
2.下列說法中不正確的是()
A.物體越重,使它滑動時的摩擦力越大,所以摩擦力與物重成正比.
B.由μ=f/N可知,動摩擦因數(shù)與滑動摩擦力成正比,與正壓力成反比.
C.摩擦力的方向總是與物體的運動方向相反.
D.摩擦力總是對物體的運動起阻礙作用.
3.如圖所示,一個重G=200N的物體,在粗糙水平面上向左運動,物體和水平面間的摩擦因數(shù)μ=0.1,同時物體還受到大小為10N、方向向右的水平力F作用,則水平面對物體的摩擦力的大小和方向是()
A.大小是10N,方向向左.B.大小是10N,方向向右.
C.大小是20N,方向向左.D.大小是20N,方向向右.
4.粗糙的水平面上疊放著A和B兩個物體,A和B間的接觸面也是粗糙的,如果用水平力F拉B,而B仍保持靜止,則此時()
A.B和地面間的靜摩擦力等于F,B和A間的靜摩擦力也等于F.
B.B和地面間的靜摩擦力等于F,B和A間的靜摩擦力等于零.
C.B和地面間的靜摩擦力等于零,B和A間的靜摩擦力也等于零.
D.B和地面間的靜摩擦力等于零,B和A間的靜摩擦力等于F.
答案:1.ABC2.ABCD3.D4.B
閱讀材料:
從經(jīng)典力學到相對論的發(fā)展
在以牛頓運動定律為基礎的經(jīng)典力學中,空間間隔(長度)S、時間t和質量m這三個物理量都與物體的運動速度無關。一根尺靜止時這樣長,當它運動時還是這樣長;一只鐘不論處于靜止狀態(tài)還是處于運動狀態(tài),其快慢保持不變;一個物體靜止時的質量與它運動時的質量一樣。這就是經(jīng)典力學的絕對時空觀。到了十九世紀末,面對高速運動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象,經(jīng)典力學遇到了困難。在新事物面前,愛因斯坦打破了傳統(tǒng)的絕對時空觀,于1905年發(fā)表了題為《論運動物體的電動力學》的論文,提出了狹義相對性原理和光速不變原理,創(chuàng)建了狹義相對論。狹義相對論指出:長度、時間和質量都是隨運動速度變化的。長度、時間和質量隨速度變化的關系可用下列方程來表示:,(通稱“尺縮效應”)、(通稱“鐘慢效應”)、(通稱“質—速關系”)
上列各式里的v是物體運動的速度,C是真空中的光速,l0和l分別為在相對靜止和運動系統(tǒng)中沿速度v的方向測得的物體長度;t0和t分別為在相對靜止和運動系統(tǒng)中測得的時間;m0和m分別為在相對靜止和運動系統(tǒng)中測得的物體質量。
繼狹義相對論之后,1915年愛因斯坦又建立了廣義相對論,指出空間——時間不可能離開物質而獨立存在,空間的結構和性質取決于物體的分布,使人類對于時間、空間和引力現(xiàn)象的認識大大深化了!蔼M義相對論”和“廣義相對論”統(tǒng)稱為相對論。
高一物理必修教案5
一、教材分析
本節(jié)教科書的第一段道出了全章教科書的目標,就是研究“怎樣描述物體的機械運動”。教科書一開始就從參考系中明確地抽象出了坐標系的概念,指導思想是強調一般性的科學方法,即為這樣的思想作準備:解決問題時首先把實際問題抽象成物理模型,然后用數(shù)學方法描述這個模型,并尋求解決的方法。
要研究物體位置的變化問題,首先必須解決位置確定問題,教科書把“物體和質點”當作一個知識點,說明質點是針對物體而言的,實際的“物體”都“占有一定的空間”,在通常的運動過程中,“不同部位的運動情況是不相同的”,從而“給描述運動帶來了困難”,解決問題的關鍵是“能否用一個點來代替物體”。
“科學漫步”欄目中的“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”是擴展性內容,其后附有進一步研究的問題,例如“這個定位器處于我國哪個城市的什么部位?從顯示屏中你還能獲得哪些信息?”。這樣做的目的也是使學生養(yǎng)成勤于觀察、勤于思考的習慣,提高學生自主獲得知識的能力。這類問題不作為針對所有學生的強制性要求。
二、教學目標
1、知道參考系的概念。知道對同一物體選擇不同的參考系時,觀察的結果可能不同。
2、理解質點的概念,知道它是一種科學的抽象,知道科學抽象是一種普遍的研究方法。
三、教學重點
1、在研究問題時,如何選取參考系。
2、質點概念的理解。
四、教學難點
在什么情況下可把物體看出質點
五、學情分析
我們的學生屬于平行分班,沒有實驗班,學生已有的知識和實驗水平有差距。有些學生對于受力分析及運動情況有一定的基礎,但是兩者結合起來綜合的應用有些困難,需要詳細的講解。
六、教學方法
1.學案導學:見后面的學案。
2.新授課教學基本環(huán)節(jié):預習檢查、總結疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結、當堂檢測→發(fā)導學案、布置預習
七、課前準備
1.學生的學習準備:預習課本相關章節(jié),初步把握應用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法。
2.教師的教學準備:多媒體課件制作,課前預習學案,課內探究學案,課后延伸拓展學案。
課時安排:1課時
八、教學過程
。ㄒ唬╊A習檢查、總結疑惑。
檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑,使教學具有了針對性。
。ǘ┣榫皩、展示目標。
在研究某一問題時,對影響結果非常小的因素常忽略。常建立一些物理模型,這是一種科學抽象。那以前接觸過這樣的物理模型嗎?
如:光滑的水平面、輕質彈簧。
這些都是把摩擦、彈簧質量對研究問題影響極小的因素忽略掉了。今天我們又要建立一種新的物理模型——質點。質點,并完成下列問題:
設計意圖:步步導入,吸引學生的注意力,明確學習目標。
。ㄈ┖献魈骄、精講點撥。
1、物體和質點
填寫:
(1)質點就是沒有,沒有,只具有物體的點。
。2)能否把物體看作質點,與物體的大小、形狀有關嗎?
。3)研究一輛汽車在平直公路上的運動,能否把汽車看作質點?要研究這輛汽車車輪的轉動情況,能否把汽車看作質點?
。4)原子核很小,可以把原子核看作質點嗎?
(5)運動的質點通過的路線,叫質點的運動;是直線,叫直線運動;是曲線,叫。
共評:質點是沒有形狀、大小、具有物體全部質量的點。這是一種科學抽象,就是要抓住主要特征,忽略次要因素,這就必須是具體問題具體分析。如果在我們研究的問題中,物體的形狀、大小以及物體上各部分運動的差異是次要的或不起作用的,就可以把它看作質點。比如在平直公路上運動的汽車,研究它運動的特點,汽車的大小、形狀及車上各部分運動的差異是次要的,可把汽車看作質點。而研究車輪的轉動,是研究汽車上部分的運動,就不能把汽車看作質點,再比如原子核很小,要是研究質子與質子的作用時,就不能把它看作質點。
2、(1)參考系:為了描述一個物體的運動,選來作為標準的物體,叫參考系。
(2)選擇不同的參考系觀察同一個運動,觀察的結果會有不同
舉例:描述同一個運動,選擇不同參考系,觀察結果也不一樣。
舉例:運動的汽車,是選擇地面為參考系,如選司機為標準,汽車是靜止的……
。3)總結:參考系是可任意選取,但選擇的原則要使運動和描述盡可能簡單。比如,研究地面上物體的運動,選擇地面或相對地面動的物體作參考系要比選太陽作參考系簡單。
3、坐標系
如果物體沿直線運動,為了定量描述物體的位置變化,可以以這條直線為軸,在直線上規(guī)定原點、正方向和單位長度,建立直線坐標系。
一般來說,為了定量地描述物體的位置的變化,需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼担╟oordinate system).
教學中注意以下幾點:
。1)坐標系相對參考系是靜止的。
。2)坐標的三要素:原點、正方向、標度單位。
。3)用坐標表示質點的位置。
。4)用坐標的變化描述質點的.位置改變。
(四)反思總結,當堂檢測。
教師組織學生反思總結本節(jié)課的主要內容,并進行當堂檢測。
設計意圖:引導學生構建知識網(wǎng)絡并對所學內容進行簡單的反饋糾正。(課堂實錄)
。ㄎ澹┌l(fā)導學案、布置預習。
我們已經(jīng)學習了質點參考系和坐標,那么,在下一節(jié)課我們一起來學習時間和位移。這節(jié)課后大家可以先預習這一部分,著重分析矢量和標量的有什么區(qū)別?如何得出恰當?shù)慕Y論的。并完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。
設計意圖:布置下節(jié)課的預習作業(yè),并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓練。
九、板書設計
一、物體和質點:
1、什么是質點?
2、把物體看做質點的條件。
3、質點是一種理想的物理模型。
二、參考系:
1、定義。
2、選擇不同的參考系觀察同一個運動,觀察的結果會有不同。
3、參考系是可任意選取,但選擇的原則要使運動和描述盡可能簡單。
三、坐標系:
1、坐標系相對參考系是靜止的。
2、坐標的三要素:原點、正方向、標度單位。
3、用坐標表示質點的位置。
4、用坐標的變化描述質點的位置改變。
十、教學反思
本節(jié)課通過學生熟知的實例分析,讓學生很自然地領會到“在某些情況下,真的可以不考慮物體的大小和形狀”,“突出物體具有質量這一要素,把它簡化為一個有質量的點”。這充分說明了將物體簡化成質點的條件性,質點的兩大基本屬性。
為了強調坐標的概念,教科書用數(shù)學和物理學中通用的符號,即在直線運動中用x表示質點的位置,極坐標,用△x=x1-x2表示質點的位移。在表示物理量的變化時,“△”實際上是我們以前都在使用的符號,學生不會感到困難。相反,由于有了明確表示物理量的變化量的符號,學生更易區(qū)分某物理量與這個物理量的變化量。
明確地把某個物理量與這個物理量的變化區(qū)分開,這是本書的特點。物理學中經(jīng)常要區(qū)分這兩種物理量,有意識地強調它們的區(qū)別,對于以后的學習會有好處。下一節(jié)中,時刻與時間間隔的關系也是這樣。
高一物理必修教案6
教學目標
知識目標:了解現(xiàn)代教育技術中與聲有關的知識的應用。
能力目標:通過觀察、參觀或看錄像等方式,從有關的文字、圖片、音像資料中獲得社會生活中聲音利用方面的知識。
情感目標:通過學習,了解聲音在現(xiàn)代技術中的應用,進一步增加學生對科學的熱愛。
教學重難點
重點:了解現(xiàn)代教育技術中與聲有關的知識的應用。
難點:掌握聲在社會中的應用。
教學工具
多媒體設備
教學過程
新課導入
啟動課堂
知識回顧:
復習噪聲的產生、等級以及控制過程。
進入新授課:
1、聲音的利用在人類生活中是非常廣泛的。讓學生展示課前通過網(wǎng)絡或者圖書館搜集有關聲音利用的資料。
2、請同學們列舉所搜集到的有關聲音利用的資料。要求在同學發(fā)言時,其他同學仔細聽,不要對同學的發(fā)言作評價。
3、對學生的回答給與充分的肯定和鼓勵,并將學生搜集到的有關聲音利用的例子分為兩類:“聲與信息”和“聲與能量”。
。ㄒ唬┞曉卺t(yī)療上的應用
1、中醫(yī)診病通過“望、聞、問、切”四個途徑,其中“聞”就是聽,這是利用聲音診病的最早例子。
2、利用B超或彩超可以更準確地獲得人體內部疾病的信息。醫(yī)生向病人體內發(fā)射超聲波,同時接收體內臟器的反射波,反射波所攜帶的信息通過處理后顯示在屏幕上。超聲探查對人體沒有傷害,可以利用超聲波為孕婦作常規(guī)檢查,從而確定胎兒發(fā)育狀況。
3、藥液霧化器
對于咽喉炎、氣管炎等疾病,藥力很難達到患病的部位。利用超聲波的高能量將藥液破碎成小霧滴,讓病人吸入,能夠增進療效。
4、利用超聲波的高能量可將人體內的結石擊碎成細小的粉末,從而可以順暢地排出體外。
。ǘ┏暡ㄔ诠I(yè)上的應用
1、利用超聲波對鋼鐵、陶瓷、寶石、金剛石等堅硬物體進行鉆孔和切削加工,這種加工的精度和光潔度很高。
2、在工業(yè)生產中常常運用超聲波透射法對產品進行無損探測。超聲波發(fā)生器發(fā)射出的超聲波能夠透過被檢測的樣品,被對面的接收器所接收。如果樣品內部有缺陷,超聲波就會在缺陷處發(fā)生反射,這時對面的接收器便收不到或者不能全部收到發(fā)生器發(fā)射出的'超聲波信號。這樣就可以在不損傷被檢測樣品的前提下,檢測出樣品內部有無缺陷,這種方法叫做超聲波探傷。
3、在工業(yè)上用超聲波清洗零件上的污垢。在放有物品的清洗液中通入超聲波,清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢,能夠很快清洗干凈。
。ㄈ┞曉谲娛律系膽
現(xiàn)代的無線電定位器——雷達,就是仿照蝙蝠的超聲波定位系統(tǒng)設計制造的
中國大陸超視距雷達助力反航母作戰(zhàn)
很多動物都有完善的發(fā)射和接收超聲波的器官。蝙蝠通常只在夜間出來覓食、活動,但它們從來不會撞到墻壁、樹枝上,并且能以很高的精確度確認目標。它們的這些“絕技”靠的是什么? 2.聲納
根據(jù)回聲定位的原理,科學家們發(fā)明了“聲納”,利用聲納系統(tǒng),人們可以探測海洋的深度、海底的地形特征等。
聲吶探測海深和魚群
。ㄋ模┞曉谏钪械膽
超聲波加濕器
理論研究表明:在振幅相同的條件下,一個物體振動的能量跟振動頻率的二次方成正比。超聲波在介質中傳播時,介質質點振動的頻率很高,因而能量很大。在我國北方干燥的冬季,如果把超聲波通入水罐中,劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴,再用小風扇把霧滴吹入室內,就可以增加室內空氣的濕度。這就是超聲波加濕器的原理。
探究作業(yè)
1、回顧本章所學,自己整理知識體系。
2、預習下節(jié)內容。
高一物理必修教案7
教學目標
1.知道伽利略的理想實驗及其推理過程,知道理想實驗是科學研究的重要方法.
2.理解牛頓第一定律的內容及意義.
3.理解慣性的概念,會解釋有關的慣性現(xiàn)象.
教學重難點
1.牛頓第一定律的內容及意義.
2.慣性的概念,解釋有關的慣性現(xiàn)象.
教學過程
[知識探究]
一、理想實驗的魅力
[問題設計]
1.日常生活中,我們有這樣的經(jīng)驗:馬拉車,車就前進,停止用力,車就停下來.是否有力作用在物體上物體才能運動呢?馬不拉車時,車為什么會停下來呢?
答案不是.車之所以會停下來是因為受到阻力的作用.
2.如果沒有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上運動的物體會怎樣?請閱讀課本中的“理想實驗的魅力”,思考伽利略是如何由理想實驗得出結論的.
答案如果沒有摩擦阻力,水平面上運動的物體將保持這個速度永遠運動下去.
理想實驗再現(xiàn):如圖甲所示,讓小球沿一個斜面由靜止?jié)L下,小球將滾上另一個斜面.如果沒有摩擦,小球將上升到原來的高度.
如果減小第二個斜面的傾斜角度,如圖乙所示,小球在這個斜面上達到原來的高度就要通過更長的路程.繼續(xù)減小第二個斜面的傾斜角度,如圖丙所示,使它最終成為水平面,小球就再也達不到原來的高度,而將沿水平面以恒定的速度永遠運動下去.
[要點提煉]
1.關于運動和力的兩種對立的觀點
(1)亞里士多德的觀點:必須有力作用在物體上,物體才能運動;沒有力的作用,物體就要靜止在一個地方.力是維持物體運動的原因.
這種錯誤的觀點統(tǒng)治了人們的思維近兩千年.
(2)伽利略的觀點(伽利略第一次提出):物體的運動不需要(填“需要”或“不需要”)力來維持.
2.伽利略的理想實驗的意義
(1)伽利略的理想實驗將可靠的事實和理論思維結合起來,即采用“可靠事實+抽象思維+科學推論”的方法了亞里士多德的觀點,初步揭示了運動和力的正確關系.
(2)第一次確立了物理實驗在物理學中的地位.
二、牛頓物理學的基石——慣性定律
1.牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).
2.對牛頓第一定律的理解
(1)定性說明了力和運動的關系.
、僬f明了物體不受外力時的運動狀態(tài):勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài).
、谡f明力是改變物體運動狀態(tài)的原因.
(2)揭示了一切物體都具有的一種固有屬性——慣性.因此牛頓第一定律也叫慣性定律.
3.物體運動狀態(tài)的變化即物體運動速度的變化,有以下三種情況:
(1)速度的方向不變,只有大小改變.(物體做直線運動)
(2)速度的大小不變,只有方向改變.(物體做曲線運動)
(3)速度的大小和方向同時發(fā)生改變.(物體做曲線運動)
三、慣性與質量
[問題設計]
坐在公共汽車里的人,當汽車突然啟動時,有什么感覺?當運動的汽車突然停止時,又有什么感覺?解釋上述現(xiàn)象.
答案當汽車突然啟動時,人身體后傾.當汽車突然停止時,人身體前傾.這是因為人具有慣性,原來人和車一起保持靜止狀態(tài),當車突然啟動時,人的身體下部隨車運動了,但上部由于慣性保持原來的'靜止狀態(tài),所以會向后傾;原來人和車一起運動,當車突然停止時,人的身體下部隨車停止了,但上部由于慣性保持原來的運動狀態(tài),故向前傾.
[要點提煉]
1.慣性:物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質,我們把這個性質叫做慣性.牛頓第一定律又叫慣性定律.
2.慣性與質量的關系
(1)慣性是物體的固有屬性,一切物體都具有慣性.
(2)質量是物體慣性大小的量度,質量越大,慣性越大.
3.慣性與力無關
(1)慣性不是力,而是物體本身固有的一種性質,因此物體“受到了慣性作用”、“產生了慣性”、“受到慣性力”等說法都是錯誤的.
(2)力是改變物體運動狀態(tài)的原因.慣性是維持物體運動狀態(tài)的原因.
4.慣性的表現(xiàn)
(1)不受力時,慣性表現(xiàn)為保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),有“惰性”的意思.
(2)受力時,慣性表現(xiàn)為運動狀態(tài)改變的難易程度.質量越大,慣性越大,運動狀態(tài)越難改變.
[延伸思考]
人能推動冰面上的重箱子,用同樣的力卻推不動粗糙地面上不太重的箱子,是不是冰面上的重箱子慣性小于粗糙地面上不太重的箱子呢?為什么?
答案不是.質量是物體慣性大小的量度,重箱子的慣性大于輕箱子的慣性.判斷物體慣性的大小應在相同情況下比較,比如用同樣的力推都處于冰面上或都處于粗糙地面上質量不同的物體,比較哪個物體的運動狀態(tài)更容易改變.
高一物理必修教案8
【教學目標】
一、知識與能力:
1、知道向心力的定義和方向,通過實例認識向心力的作用效果及來源。
2、通過實驗理解向心力的大小與哪些因素有關,初步掌握向心力的公式并可以進行計算。
3、知道向心加速度及其公式,能運用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力及向心加速度。
4、經(jīng)歷向心力和向心加速度的概念形成過程的體驗,大膽發(fā)表自己對有關問題的認識。
二、過程與方法:
通過向心力理論分析到實驗探究,培養(yǎng)學生用理論指導實踐的素養(yǎng)和能力。
三、情感態(tài)度與價值觀:
培養(yǎng)學生觀察生活,思考生活現(xiàn)象的能力,同時培養(yǎng)學生大膽分析及勇于探究的科學素養(yǎng),以及尊重實驗、實踐的客觀唯物精神。
【教學重點】
向心力概念的建立及實驗探究向心力的大小是教學重點。
【教學難點】
向心力概念的建立及實驗探究向心的大小也是教學難點。通過簡單實例及分組實驗加強感知,突破難點。
【教具準備】
1、小球、細繩和光滑木板16套
2、小鏈球16對。
3、向心力演示器16臺。
4、課件。
【教學過程】
一、引入新課
欣賞視頻:我國選手趙宏博和申雪在06年冬奧會花樣滑冰比賽中,以精彩表演獲得金牌,為國爭光。視頻中申雪的運動可以近似看成什么運動?(學生回答:勻速圓周運動),其運動狀態(tài)時刻改變的原因是什么?(學生回答:受到合外力)有力就會產生(加速度)。這節(jié)課我們共同探究做勻速圓周運動的物體合外力及加速度的特點。
板書:向心力與向心加速度。
二、學生實驗引出向心力的定義
引導學生分組利用手中的小球、細線、光滑水平木板,構建一個簡單的勻速圓周運動,讓學生對小球進行受力,得出勻速圓周運動物體所受合外力的特點:始終指向圓心,從而引出向心力的定義。
板書:向心力。
1、向心力的定義:做勻速圓周運動的物體會受到一個始終指向圓心等效的力。
三、學生觀察得到向心力的方向
再引導學生觀察分析得到向心力的方向時刻在變化,是一個變力但始終指向圓心而且和速度方向垂直。
板書:向心力的方向:始終指向圓而且速度方向垂直
四、引導學生分析得到向心力的作用效果因為向心力和速度方向始終垂直,所以向心力不做功,不改變速度的大小,只改變速度的方向,得到向心力的作用效果。
板書:向心力的作用效果:不改變速度的大小,只改變速度的.方向。
五、通過三個典型題目引導學生分析向心力的來源
對物體受力分析,說明向心力的來源。
物體隨轉盤一起勻速圓周運動物體隨滾筒一起勻速圓周運動
板書:向心力的來源:向心力可以由重力、彈力、摩擦力等某個力提供,也可以由它們的合力,或某個力的分力提供。
六、實驗探究:向心力的大小
提出問題:向心力的大小跟哪些因素有關?
。ㄒ龑W生用兩個小鏈球實驗,憑感覺粗略體驗。學生經(jīng)實驗、討論有了自己的看法后,自由發(fā)言。)
學生的猜想:向心力跟物體質量m、半徑r、角速度ω有關。
。ㄈ魧W生說到v,可引導學生由公式v=ωr得出ω和v有重復的部分)
進一步引導學生猜想它們的定量關系。學生可能猜想向心力與質量成正比,與半徑成正比,與角速度成正比。老師先不要作出判斷。
提問:實驗時能否讓三個量同時變。
學生:不行,應該保持其它量不變,使一個量變化即控制變量法。
實驗裝置:向心力演示器。
介紹構造:
講解工作原理:小球向外壓擋板,擋板對小球的反作用力指向轉軸,提供了小球做勻速圓周運動的向心力,兩力大小相等,同時小球壓擋板的力使擋板另一端壓縮套在軸上的彈簧,彈簧被壓縮的格數(shù)可以從標尺中讀出,即顯示了向心力大小。
演示操作:如何實現(xiàn)控制變量。
強調注意事項:
學生分組實驗得出:
①F向心力與質量的關系:ω、r一定,取兩球使mA=2mB觀察:(學生讀數(shù))FA=2FB。
結論:向心力F∝m。
、贔向心力與半徑的關系:m、ω一定,取兩球使rA=2rB觀察:(學生讀數(shù))FA=2FB。
結論:向心力F∝r。
、跢向心力與角速度的關系:m、r一定,使ωA=2ωB觀察:(學生讀數(shù))FA=4FB。
結論:向心力F∝ω2。
歸納:綜合上述實驗結果可知:物體做勻速圓周運動需要的向心力與物體的質量成正比,與半徑成正比,與角速度的二次方成正比。但不能由一個實驗、一個測量就得到一般結論,實際上要進行多次測量,同時選取更精密的儀器,大量實驗,但我們不可能一一去做。同學們剛才所做的實驗得出:m、r、ω越大,F(xiàn)越大;若將實驗稍加改進,如課本中所介紹的小實驗,加一彈簧秤測出F,可粗略得出結論。我們還可以設計很多實驗都能得出這一結論,說明這是一個帶有共性的結論。測出m、r、ω的值,可知向心力大小為:F=mrω2r。
板書:向心力:F向心力=mω2r=mv2/r
我們知道合外力必然產生加速度,向心力實際就是物體做勻速圓周運動的合外力,這個力產生的加速度是怎么樣的呢?
七、根據(jù)牛頓第二定律推導出向心加速度
板書:向心加速度
1、向心加速度大。篴=F向心力/m=ω2r=v2/ r=ωv
a=4π2r/T2=4π2rf2
提問:方向是怎么樣的?
板書:向心加速度的方向:與向心力同向,始終指向圓心
思考:勻速圓周運動是勻變速運動還是非勻變速運動?
學生:不是,因為加速度不恒定。方向時刻在改變。
板書:向心加速度的物理意義:描述速度方向變化快慢的物理量。
【及時鞏固】
長度為0.5m的輕繩一端系一質量為2kg的小球,另一端固定,小球繞固定點在光滑水平面上以4m/s的速度做勻速圓周運動,請計算小球做勻速圓周運動的向心力和向心加速度的大?
【課堂小結】
1.知識內容:(見板書)
2.實驗方法:控制變量法。
3.物理思想:先猜想后探究,從定性到定量。
高一物理必修教案9
1、知識與技能
(1)知道動能的定義式,能用動能的定義式計算物體的動能;
(2)理解動能定理反映了力對物體做功與物體動能的變化之間的關系;
(3)能夠理解動能定理的推導過程,知道動能定理的適用條件;
(4)能夠應用動能定理解決簡單的實際問題。
2、過程與方法
(1)運用歸納推導方式推導動能定理的表達式;
(2)通過動能定理的推導理解理論探究的方法及其科學思維的重要意義;
(3)通過對實際問題的分析,對比牛頓運動定律,掌握運用動能定理分析解決問題的方法及其特點。
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過動能定理的歸納推導培養(yǎng)學生對科學研究的興趣;
(2)通過對動能定理的應用感悟量變(過程的積累)與質變(狀態(tài)的改變)的哲學關系。
教學重點:動能的概念;動能定理的'推導和理解。
教學難點:動能定理的理解和應用。
教學過程:
第七節(jié)動能和動能定理
1、對“動能”的初步認識
追尋守恒量中,已經(jīng)知道物體由于運動而具有的能叫動能,大家先猜想一下動能與什么因素有關?應該與物體的質量與速度有關。
你能通過實驗粗略驗證一下你的猜想嗎?(物體的動能與物體的質量和速度有什么關系)。
方案1:讓滑塊從光滑的導軌上滑下與靜止的木塊相碰,推動木塊做功。
實驗:(1)讓同一滑塊從不同的高度滑下;(2)讓質量不同的滑塊從同一高度滑下。
現(xiàn)象:(1)高度大時滑塊把木塊推得遠,對木塊做的功多;(2)質量大的滑塊把木塊推得遠,對木塊做的功多。
實驗結果:
(1)高度越大,滑塊滑到底端時速度越大,在質量相同的情況下,速度越大,對外做功的本領越強,說明滑塊由于運動而具有的能量越多。
(2)滑塊從相同的高度滑下,具有的末速度是相同的,之所以對外做功的本領不同,是因為滑塊的質量不同,在速度相同的情況下,質量越大,滑塊對外做功的能力越強,也就是說滑塊由于運動而具有的能量越多。
歸納:物體的質量越大、速度越大物體的動能越大。
方案2:被舉高的錘子下落可將鐵釘釘入木板中,高度越高,錘子越重具有的動能越大,釘鐵釘?shù)迷缴睢?/p>
2、對“動能的變化”原因的初步探究
前邊我們學過,當力對物體做功時會對應某種形式的能的變化,例如:重力做功對應于重力勢能的變化,彈簧彈力做功對應于彈性勢能的變化,那么什么原因使物體的動能發(fā)生變化哪?
(1)多媒體演示實驗:
實驗1:小球在空中下落過程,重力做正功,動能增大。
實驗2:沿粗糙平面滑動的小車由運動到靜止,由于摩擦阻力做負功,小車的動能減小。
(2)學生觀察實驗現(xiàn)象(要求學生觀察物體在運動過程中受力、各力做功,及物體動能的變化情況?
(3)得出結論:外力做功(牽引力、阻力或其它力等)是物體的動能改變的原因。
3、定量探究:外力做功與物體動能的變化之間的定量關系
(1)就下列幾種物理情境,用牛頓運動定律推導:外力做功與物體動能的變化之間的定量關系。
用多媒體展示:
情境1:質量為m的物體,在光滑水平面上,受到與運動方向相同的水平外力F的作用下,發(fā)生一段位移L,速度由V1增加到V2
情境2:質量為m的物體,在粗糙水平面上,受摩擦力的作用下,發(fā)生一段位移L,速度由V1增加到V2
情境3:質量為m的物體,在粗糙水平面上,受到與運動方向相同的水平外力F和摩擦力的作用下,發(fā)生一段位移L,速度由V1增加到V2
高一物理必修教案10
(一)引入新課
前面我們學習了勻變速直線運動的規(guī)律,這節(jié)課我們再來學習勻變速直線運動的一個特例――自由落體運動。
(二)進行新課
1、自由落體運動
教師活動:演示紙片與金屬片的下落過程,提出問題1、重的物體一定下落的快嗎?2、你能否證明自己的觀點?
學生活動:學生觀察并思考,提出自己的猜想,并動手設計自己的可行方案。
點評:通過實例加以分析,結合物理史實,激發(fā)學生學習興趣,引導學生積極探索
教師活動:引導學生思考問題,讓學生討論。金屬片與紙片不同時落地,為什么?
學生活動:學生思考得出結論,由于空氣阻力的影響,使的物體下落的快慢不同。學生展示自己的設計方案,實踐自己的猜想
點評:掌握一定的歷史史實,學會一些基本的推理方法,初步養(yǎng)成置疑的習慣,激發(fā)學生的學習興趣。
教師活動:用牛頓管演示物體在空氣中和真空的下落情況。引導學生得出自由落體運動的條件。教師總結,物體只在重力作用下從靜止開始落的運動,叫自由落體運動。
學生活動:學生回答對自由落體運動的認識,并給出一個定性的說法(學生的總結可能不夠準確,注意引導)
點評:培養(yǎng)學生利用物理語言,歸納總結規(guī)律的能力。
2、自由落體加速度
教師活動:多媒體演示,用打點計時器研究自由落體運動,計算其加速度,換用不同質量的重物看紙帶上點子間隔有什么不同,總結得出結論,點評:將兩條紙帶對比,只要兩條紙帶上的點子間隔相同就說明它們的加速度是相同的。
學生活動:學生運用自己所學知識計算重力加速度,通過比較得出結論。
教師總結:自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。教師引導學生思考兩個問題:
1、自由落體運動的加速度在各個地方相同嗎?
2、它的方向如何?
符號:g
方向:豎直向下(與重力方向一致)
大。号c地點有關。一般計算中g=9.8m/s2,粗略計算中可以取g=10m/s2
學生活動:學生看書中列表,嘗試從表中尋找規(guī)律,這一規(guī)律是怎樣產生的?學生猜想,但不宜過多解釋
點評:通過算g值理解自由落體運動的加速度是一個定值(在同一地點)。引導學生學會分析數(shù)據(jù),歸納總結規(guī)律。
點評:自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,所以勻變速直線運動的基本公式及其推論都適用于自由落體運動,只要這些公式中的初速度,a取g就可以了。自由落體運動遵從的規(guī)律:
推出:
3、自由落體規(guī)律的應用
教師活動:多媒體展示練習p(47)“問題與練習”第2題:
一位觀察者測出,懸崖跳水者碰到水面前在空中下落了3.0s,如果不考慮空氣阻力,懸崖有多高?實際上是由空氣阻力的,因此實際高度比計算值大些還是小些?為什么?
學生活動:學習獨立作答;學生解答完畢后相互討論和檢查結果。
點評:如果不考慮空氣阻力,可算結果達到45m,實際上由于空氣阻力,3s內不會下落這樣的距離,提醒學生注意理想化可能帶來的'誤差。
點評:通過練習培養(yǎng)學生運用所學規(guī)律解決問題的能力。進一步加深對自由落體運動是一種初速度為零的勻變速運動的理解。
4、學生探究
教師活動:教師提出問題:
1、如果給你一把尺子能否運用本節(jié)所學知識測定一下你的反應時間?
2、你的理論依據(jù)是什么?建議學生課下測出自己的反應時間,將自己的尺子改造成“反應時間尺”并將其運用到生活實際中,將其作為一個研究課題。
學生活動:學生思考提出方案,并解釋原理,確定自己的研究課題。
點評:初步培養(yǎng)學生合作交流的愿望,能主動與人合作,激發(fā)學生對物理的學習興趣。
教師活動:教師引導學生閱讀課本p47《做一做》讓學生提出自己解決問題的思路,不必準確解答,同時強調“估算”。
學生活動:學生獨立思考,并提出解決辦法,比較各種不同方法,并討論其合理性及可行性。
通過課下解題并對該問題獲得理性的認識。
點評:利用實例激發(fā)學生對科學的求知欲,培養(yǎng)學生的數(shù)學極限思想的進一步運用。
點評:由于照相機的曝光時間極短,一般為1/30s或1/60s,曝光量相差10%對照片不會有明顯影響,所以相機快門的速度都有比較大的誤差,“傻瓜”相機更是這樣。故在這樣短的時間內,這種誤差允許的范圍內,物體運動的速度可以認為是不變的,可以看作勻變速運動來處理。建議學生利用課下時間解出其準確值,比較兩種情況下的時間差異。
(三)課堂總結、點評
這節(jié)課我們學習了對自由落體運動概念和規(guī)律的認識及理解。自由落體運動是物體從靜止開始的只受重力作用的勻加速直線運動,加速度為g,學好本節(jié)可更好地認識勻變速直線運動的規(guī)律和特點,是對上節(jié)內容的有益補充。要突破此重點內容,一定要把握住一點,即自由落體運動只是勻變速直線運動的一個特例v0=0,a=g。我們在以前章節(jié)中所掌握的所有勻變速直線運動的規(guī)律及推論,在自由落體運動中均可使用。在使用時要注意自由落體運動的特點,判斷是自由落體運動之后方可代入計算。
(四)實例探究
☆自由落體運動基本概念的應用
本節(jié)的易錯點是對于空間下落的物體是不是自由落體運動判斷時易錯。在判斷時,如題目直接給出物體由靜止開始自由下落或忽略空氣阻力等提示語時,可將下落的物體看成自由落體運動。對于有空氣阻力的問題,若空氣阻力遠遠小于重力,可近似看作自由落體運動。若只是空氣阻力很小,則不能認為物體就一定做自由落體運動,因為雖然空氣阻力很小,但可能空氣阻力與重力大小差不多,故不是自由落體運動。
在空間下落的物體不一定都是自由落體運動。如:物體以2m/s的初速度豎直下落就不是自由落體運動。由于v0≠0,不符合定義,但此運動可看為勻變速直線運動來處理。本節(jié)易忽略之處即在于做題時易忽略自由落體運動的第一個特點。v0=0,從而將上述運動當作為自由落體解決,得出錯誤的結論。
[例1]甲物體的重力比乙物體的重力大5倍,甲從h m高處自由落下,乙從2h m高處同時自由落下。以下幾種說法中正確的是( )
a.兩物體下落過程中,同一時刻甲的速率比乙大
b.下落l s末,它們的速度相等
c.各自下落l m它們的速度相等
d.下落過程中甲的加速度比乙大
解:物體在下落過程中,因是自由下落,只受重力影響,加速度都為g,與質量無關,d選項錯誤。又由v=gt,知a選項錯b選項正確。又由公式v2=2gh可知c選項正確,故答案應選b、c。
點撥:本題中最易出現(xiàn)的錯誤是誤認為質量大的物體加速度大,而質量小的物體加速度小,以致于錯選為a、d兩個答案。其主要原因是沒有弄清楚"自由下落即為物體做自由落體運動。
☆自由落體規(guī)律的應用
[例2]從離地面500 m的空中自由落下一個小球,取g=10m/s2,求小球:
(1)經(jīng)過多長時間落到地面?
(2)自開始下落計時,在第1 s內的位移、最后l s內的位移。
(3)下落時間為總時間的一半時的位移。
分析:由h=500m和自由落體加速度,根據(jù)位移公式可直接算出落地時間,根據(jù)運動時間,可算出第1 s內位移和落下一半時間的位移。最后1 s內的位移是下落總位移和前(n - l)s下落位移之差。
解:(1)由,得落地時間s
(2)第l s內的位移:m因為從開始運動起前9 s內的位移為m所以最后1 s內的位移為m
(3)落下一半時間即t=5s,其位移為m
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