高中物理学生教案
物理学中的很多物理量都是用比值来定义的。在这种定义方法中,并不是所有的物理量都是成比例的。下面是小编为大家带来的高中物理学生教案7篇,希望大家能够喜欢!
高中物理学生教案(篇1)
一、教案背景
1.面向学生: eq oac(□,√) 高中 2.课时:共1课时
3.教材分析:本课是人教版高中物理必修2第5章曲线运动的第5节。是在学习了描述圆周运动的几个物理量后,进一步从运动的角度深入分析物体做圆周运动的特征。是力和运动知识在圆周运动中的应用,是为解决圆周运动实例分析问题所学的准备知识,也是学习万有引力定律及其应用的知识基础。本节具有承前启后的重要作用。
4.学生分析:
(1)高一学生认识事物的特点是:开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡,但思维还常常与感性经验直接相联系,仍需具体形象的图片、动画来支持。
(2)学生在初中时没有接触过向心加速度的概念。
(3)学生已学习过矢量知识,但将其应用到物理中来,理解上会感到一定的困难,在教学中应注重讲解思想方法,对定量计算不应做具体要求。 二、教学重点与难点
1.教学重点:理解匀速圆周运动中存在向心加速度,掌握向心加速度的确定方法和计算公式。
2.教学难点:向心加速度的方向的确定过程和其公式的推导过程。 三、教学准备
1.教师准备:通过百度及其它网络搜索相关图片、视频、课件等,并对其进行选择、整理,制作成PPT课件、资源库(专题文件夹)等用于课堂教学。
2.学生课前准备:
(1)预习本节导学案,初步了解匀速圆周运动中存在向心加速度;
(2)百度输入关键词“向心加速度”、“圆周运动”等进行搜索,浏览相关知识; 四、教学方法
课前首先要求学生对导学案进行预习,并且通过百度搜索“圆周运动”、“向心加速度”,浏览相关知识,使学生在头脑建立感性认识、并形成本节课的初步概念。
本课采用“引导探究”式教学法,该教学法以解决问题为中心,注重学生的独立钻研,着眼于创造思维的培养,充分发挥学生的主动性。其主要程序是:激起探究愿望→启发探究思考与实践→引导学生进行理论探究→得出探究结论→实例探究→探究评价。它不仅重视知识的获得,而且更重视学生获取知识的过程及方法,更加突出了学生的主动学习。 五、教学过程
(一)激起探究愿望——引出向心加速度
【教师搜索视频】卫星绕地球转动
观看视频:
1.提醒学生注意卫星轨迹。
2.提示学生卫星的运动可类比于什么运动?
建立模型:轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。
【学生搜索视频】小球做匀速圆周运动
3.引导学生用所学过的描述匀速度圆周运动的物理量去说明小球的运动。并考虑线速度、角速度、转速、周期是否变化?
4.匀速圆周运动是变速运动还是匀速运动? (引出加速度)
(二)启发探究思考与实践——探究向心加速度
1.怎么研究加速度呢?(提示加速度是联系运动和力的桥梁)
2.从力的角度来探究匀速圆周运动的加速度。
(1)匀速圆周运动的加速度方向。
①怎么探究加速度方向?(提示物体加速度方向与受到合外力方向一致)
②分析做匀速圆周运动小球受力。卫星受力方向?
③做匀速圆周运动的物体加速度方向?(引出向心加速度)
④让学生体验向心加速度。(甩臂子,体会肩部的力)
【学生搜索视频】石担石锁沙袋功
⑤引导学生建立模型认识运动。
小结:做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心,这个加速度称为向心加速度。符号: 。
(2)探究向心加速度大小
①猜想匀速圆周运动加速度的大小与哪些因素有关。(可能因素 、 、 )
②用什么方法进行研究?(控制变量法)
引导学生活动,讨论实验步骤,列表如下。
控制变量
实验目的
记录的量
研究a与v的关系
a、v
研究a与r的关系
a、r
③数据分析
线速度不变:
半径/0.1m
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
向心加速度/m/s2
10.0
4.9
3.3
2.0
1.7
半径不变:
速度/ m/s
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
向心加速度/ m/s2
1.0
4.1
15.9
25.0
36.1
【学生搜索网页】 如何用图象处理数据
结论: 不变时, 与 成反比; 不变时, 与 成正比,向心加速度的表达式为 。
讨论:从公式 看,向心加速度与圆周运动的半径成反比?从公式 看,向心加速度与半径成正比,这两个结论是否矛盾?
结论:匀速圆周运动加速度的大小不变,方向在时刻改变,所以匀速圆周运动不是匀变速运动,是变加速运动。
高中物理学生教案(篇2)
教材分析
【本课在教材中的地位】
本节课是人民教育出版社出版的《物理 2》(必修)中,第7章第4节“重力势能”中的内容。“重力势能”是下节“机械能守恒定律”的知识基础,是本章的一个重要知识点。本节进述重力势能及其相对性,重力势能的变化以及与重力做功的关系。由于与动能定理的表述不一致,学生往往不易理解,教学时最好能结合一些实例,从功能关系、能量转化的角度分析,解开学生的困惑,为下节讲机械能守恒定律及能量转化和守恒定律做好准备。 学情分析 1.高一学生认识事物的特点是:开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡,但思维还常常与感性经验直接相联系,仍需具体形象的图片、视频画面来支持。
2.学生在初中时已接触过重力势能的概念,在高中阶段要定量的学习重力势能及体验建立过程。
3.学生已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化。
设计思想 首先,引入重力势能概念时着重体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的基本概念,通过一些自生活实例,让学生体验到高处物理具有潜在的能力——重力势能。通过实验,体验重力势能与哪些因素有关,引导得出重力势能的公式。
接着,以例题计算引出高度具有相对性。重力势能与高度有关,在研究重力势能时应选取参考平面或零势能面。在零势能上,物体的重力势能为零,解释重力势能“+” “—”号的含义。
其次,在掌握了势能零点的基础上,通过一道分组计算,发现,选取不同的是势能平面,计算得出的重力做功的大小是一样的,从而得出结论:选择不同的参考平面,物体在两个不同位置之间势能的差值是确定的,并不随参考平面的改变而改变,即重力做功具有绝对性
最后,通过例题,引导学生得出重力势能与重力势能变化的关系。推出的WG = mgh初 – mgh末,得出结论,正功势能减少,负功势能增加。
教学目标 [知识目标]
1.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义进行计算.
2.理解重力势能的变化和重力做功的关系。?
3.知道重力势能的相对性.?
[能力目标]
通过回忆前面的知识,为新的学习打下基础;
结合已有工具,配合教师的引导,让学生自己推导关系,发现新的学习;
过程中配合练习,加深学生对公式、结论的理解和应用,同时发现新的知识
[情感目标]
1.本节课重点培养学生,运用已有知识解决当前问题的能力,通过教师的铺设、引导,鼓励学生发现学习,培养学生独立解决问题的能力,了解物理的研究过程,对物理产生更大的兴趣。
2.渗透社会公德教育:预防高空坠物的危险 教学重点 重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。 教学难点 重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。
教学方法
实验观察法、分析归纳法、讲授法 教学流程 教具准备 PPT课件、电子教鞭、标有刻度的塑料管(每个刻度4厘米)、两个质量和大小不相同的沙袋、装有沙子的瓶子、固定在筷子上的泡沫片、
教学时间 40分钟 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 时间 引入新课 播放雪崩视频?
提问:为什么圣洁漂亮的雪一旦形成雪崩,就会有如此大的破坏力?
这种能量是什么能量?那么它的能量是从哪里来的?为了能理解以上问题这节课我们就来学习新的内容——重力势能(板书) 学生回答
联系实际,激发学生的兴趣,引发学生思考。
带着问题引入新课
3分钟 展示目标 1.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算。(重点)
2.理解重力势能的变化和重力做功的关系。(重点)
3.知道重力势能的相对性和系统性。(难点)
听教师解读,并记录 让学生明确学习目标 1分钟
进行新课
一、重力势能 1.重力势能
什么是重力势能?阅读课本。从而引出重力势能的定义
重力势能:物体处于一定的高度具有的能量叫重力势能。 用EP表示。
并提出问题:影响重力势能的因素有哪些呢?
学生思考讨论交流进行分析得出定义
猜想与假设 通过对运动实例的观察与分析。 2分钟 2、重力势能大小
演示实验【提供实验器材:标有刻度的塑料管(每个刻度4厘米)、两个质量和大小不相同的沙袋、装有沙子的瓶子、固定在筷子上的泡沫片】
在一个透明的塑料瓶子内装上沙子。
实验一:将同一个沙袋从不同的高度释放,观察泡沫片在沙子中下陷的深度。
实验二:用大小不同的两个沙袋从同高一度释放,观察泡沫片在沙子中下陷的深度。
学生回答观察的现象:沙袋的释放高度越大,泡沫片在沙子中下陷的深度越大。沙袋的质量越大泡沫片在沙子中下陷的深度越大。
归纳上述演示,我们可以定性得到:重力势能跟物体的质量和高度都有关系,且物体的质量越大,高度越高,重力势能就越大。
物理学中就用mgh这个式子来表示物体的重力势能.?
(板书):重力势能公式:EP=mgh
3. 重力势能的单位是焦耳。
4. 重力势能是标量
5.相对性(板书)
例题:
一个质量为10kg的投影仪,把它吊在一张高1m的桌面上空2m处,这个投影仪是否具有重力势能呢?此投影仪的重力势能是多少呢?(取g=10m/s2)
重力势能与参考平面的选择有关,其数值由参考平面的改变而改变
(板书)
上方
参考平面
下方
计算重力势能之前需要先选定参考平面。
例: 如图,质量0.5kg的小球,从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点,桌面高h2=0.8m.请按要求填写下表.(g=10m/s2)
结论:
选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
重力做功的多少和重力势能的变化与参考面的选择无关
学生回答观察的现象:沙袋的释放高度越大,在泡沫片在沙子中下陷的深度越大。质量大的泡沫片在沙子中下陷的深度越大
动手计算,让两个同学上讲台把答案写出
认真听讲并记录笔记
认真做笔记
思考、动手计算
训练学生的观察及总结归纳能力
培养学生学与致用的能力
高中物理学生教案(篇3)
【教材分析】
本节内容选自沪科版高中物理必修二第五章第三节,在本节课之前,已经介绍了开普勒定律和万有引力定律的内容,本节主要应用万有引力定律求天体的质量和密度,是一节知识的应用和实践课。
【学习者分析】
在本节课之前已经接触了万有引力提供行星绕太阳运动的向心力,也掌握了向心力的不同表达式,并且在初中阶段学习了球体的体积公式和物质的密度公式,这些知识为学生本节课的学习奠定了良好的基础。另外经过快一年的高中学习,学生在抽象思维能力方面已经有了很大提升,能够在脑海里建构物理模型并进行分析推导,这也是学生学习本节课的必要条件。
同时,虽然本节课用到的知识学生已经基本都有所接触,但是将不同板块的知识进行综合应用的能力还欠佳,因此可以预判学生在分析推导过程中会遇到一定的阻碍,另一方面,学生形成了一定的计算习惯,不注意区分物理字母所代表的具体含义,往往容易将字母搞混,要解决这两点问题,就需要发挥小组讨论的力量,通过小组讨论将组内个别不能完成推导计算的同学掌握逻辑思路和求解过程。所以本节课将主要以学生自学、组内合作讨论、学生展示、教师点评、课堂练习巩固等环节组成。
【教学目标】
1. 知识与技能
? 了解万有引力定律在天文学上的重要应用
? 会用万有引力定律计算天体的质量
2. 过程与方法
? 理解万有引力定律处理天体问题的思路、方法
? 了解万有引力定律在天文学上的重要应用,理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路方法
3. 情感、态度和价值观目标
? 通过测量天体的质量、密度,体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用,体会万有引力定律对人类探索和认识未知世界的作用
【教学重点】
运用万有引力定律计算天体的质量
【教学难点】
在具体的天体运动中应用万有引力定律解决问题
【教学方法】
1.教法:讲授法、多媒体演示
(1)对重点难点内容,通过教师精讲使学生掌握
高中物理学生教案(篇4)
【教学目标】 ?
一、知识目标?
1、理解功的概念,知道力和物体在力的方向上通过的位移是做功两个不可缺少折因素,知道功的计算公式W=Fscosα,会用这个公式进行计算恒力做功。会用动能定理求变力做功。?
2、理解正功和负功的概念,掌握力对物体做正功还是做负功的几种方法,知道几个力对物体所做的总功等于这几个力的合力对物体所做的总功。
3、理解功率的概念,知道如何求平均功率和瞬时功率,会求平均功率和瞬时功率。
4、掌握汽车的两种起动问题,以恒定功率启动和以恒定牵引力启动。
5、会用函数关系分析图像问题。
二、能力目标?
培养学生理解能力和缜密的逻辑思维能力,及运用数学知识解决物理问题的能力。
三、德育目标
让学生具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
【教材分析和学情分析】
解决物理问题有两条思路,牛顿运动定律和功能关系。 功的讲解应从做功的两个要素和能量转化的角度入手,让学生理解做功是能量转化的过程,功是能量转化的量度,做了多少功就有多少能量转换。学生虽然在二年级学过功和功率,但没有把知识整合成串,尤其是从能量这条思路解题,学生还没有养成好习惯。本节课要让学生认识到用能量观点解题的优越性。
【教法建议】?
可以让学生先预习本节内容,并填写相关填空题(让学生对本节内容有一个大致的了解。然后教师对本节的概念进行逐一讲解,以讲解例题的形式来帮助学生认识本节的内容。然后小节。最后学生演板练习本节课习题,通过练习发现本节课学生还存在的问题。通过课堂提问提高学生听课的注意力和发现学生存在的问题。
【教学重点】
功的计算方法及正功负功的物理意义和功能关系。?
【教学难点】?
机车启动的两种方法和功能关系?
【教学过程】
一、预习课本及练习册并填写相关填空题。
二、新课教学
1、功 (1)功的计算公式W=Fscosα,做功的两个要素是力和物体在力的方向上发生的位移。
【例1】 质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,用水平
推力F使斜面体向左水平匀速移动距离l,物体与斜面
始终保持相对静止,如图5-1-5所示.求:
(1)m所受各力对它做的功各是多少?
解析:(1)m受力方向及位移方向如右图所示.因物体匀速
移动,则支持力FN=mgcos θ,静摩擦力Ff=mgsin θ,因
mg、FN、Ff均为恒力,由W=Flcos α可得重力做的功WG
=0支持力做的功WFN=mgcos θ·l·sin θ=mgl·sin θcos θ静摩擦力做的功WFf=mgsin θ·l·cos(180°-θ)=-mgl·sin θcos θ
(通过此例题加深学生对功的公式的应用的认识,让学生充分体会做功的两个要素力和物体在力的方向上发生的位移。以及总功的求法有1、先求合外力,然后用功的公式求出总功。2、先求出各力做的功,然后把各力做的功进行代数和。3、利用动能定理。)
(2)正功与负功根据W=Flcos α可知:
0≤α<90° α=90° 90°<α≤180° 功的正负 W>0 W=0 W<0 意义 力F对物体做正功 力F对物体不做功 力F对物体做负功 力F是动力还是阻力 动力 阻力 (除了可以利用力和位移夹角的关系去判断做正功和做负功,还可以利用力和瞬时速度的夹角关系去判断力做正功和负功,还可以利用功能关系去判断,此处需要补充这些知识)思考讨论,归纳得到,功的正负既不表示大小,也不表示方向,正功表示动力对物体做正功,让物体的动能增加,负功表示阻力对物体做负功,让物体的动能减少。
高中物理学生教案(篇5)
★新课标要求
(一)知识与技能
1、理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义。
2、 , 的运用
(二)过程与方法
1、 通常指平均功率, 为瞬时功率
2、 ,分析汽车的启动,注意知识的迁移
(三)情感、态度与价值观
感知功率在生活中的实际应用,提高学习物理科学的价值观。
★教学重点
理解功率的概念,并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬时功率。
★教学难点
正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义,并能够利用相关公式计算平均功率和瞬时功率。
★教学方法
教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。
★教学工具
投影仪、投影片、录相资料、CAI课件。
★教学过程
(一)引入新课
不同的物体做相同的功,所用的时间可能不同,或在相同的时间内,做的功可能不同。也就是说做功存在着快慢之分,那么,怎样描述做功的快慢呢?这就是本节课要学习的问题。
(二)进行新课
1、功率
教师活动:一台起重机能在1min内把1t的货物提到预定的高度,另一台起重机只用30s就可以做相同的功。两台起重机谁做功更快?你是用什么方法比较它们做功快慢的?
学生活动:稍作思考回答,后一台起重机做功更快。做相同的功,比较所用时间。
教师活动:一台起重机能在1min内把1t的货物提到预定的高度,另一台起重机用30s把0.4t的货物提到预定的高度。两台起重机谁做功更快?你是用什么方法比较它们做功快慢的?
学生活动:认真思考,分组讨论,选出代表回答。
教师活动:倾听学生回答,点评。
投影问题:力F1对甲物体做功为W1,所用时间为t1;力F2对乙物体做功为W2,所用时间为t2,在下列条件下,哪个力做功快?
A.W1=W2,t1>t2 B.W1=W2,t1<t2< p="">
C.W1>W2,t1=t2 D.W1<w2,t1=t2< p="">
点评:上述条件下,哪个力做功快的问题学生都能作出判断,其实都是根据W/t这一比值进行分析判断的。让学生把这个意思说出来,然后总结。培养学生分析问题的方法。
总结:做功快慢的比较有两种方式:一是比较完成相同的功所用的时间;另一是比较在相同的时间内完成的功。
在物理学中,一个力所做的功W跟完成这些功所用时间t的比值 ,叫做功率。用P表示,则
物理意义:功率是描述力对物体做功快慢的物理量。
上式是功率的定义式,也是功率的量度式,P与W、t间无比例关系,做功的快慢由做功的物体本身决定。根据这一公式求出的是平均功率,同时这个公式变形后给我们提供了一种求功的方法:W=Pt。
教师活动:指导学生阅读教材,提问:
1、功率的单位是什么?
2、公式 是平均功率还是瞬时功率?就课本第7页“说一说”栏目中提出的问题分组讨论后回答。
学生活动:学生阅读教材后,小组讨论,回答。
1、由功率的定义式可知,功率的单位由功和时间的单位决定,在SI制中,功率的单位是:瓦特=W),1W=1J/s,常用单位:千瓦(kW) 1kW=1000 W
2、 指平均功率,当 时,即表示瞬时功率
2、对额定功率和实际功率的学习
教师活动:指导学生阅读教材7页“额定功率和实际功率”一段,提出问题,你对“额定功率和实际功率”是怎样理解的?
点评:通过学生阅读,培养学生的阅读理解能力。
学生阅读后回答。教师帮助总结、补充。
(1)额定功率:指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标称值。
(2)实际功率:指机器工作中实际输出的功率。
机器不一定都在额定功率下工作。实际功率总是小于或等于额定功率。实际功率如果大于额定功率容易将机器损坏。
机车起动过程中,发动机的功率指牵引力的功率而不是合外力或阻力的功率。
3、功率与速度
教师活动:提出问题:力、位移、时间都与功率相联系,请同学们用学过的知识推导出功率与速度的关系式;推不出来的同学可以先阅读教材“功率与速度”部分,然后自己再推导。
学生活动:思考老师提出的问题,推导功率与速度的关系式。
点评:培养学生推理能力。
教师活动:巡回指导,发现问题及时帮助学生解决问题。投影学生的推导过程,点评、总结。分析公式的意义。
1、P=Fv,即力F的功率等于力F和物体运动速度v的乘积。当F与v不在一条直线上时,则用它们在一条直线上的分量相乘。
2、公式P=Fv中若v表示在时间t内的平均速度,P表示力F在这段时间t内的平均功率;
3、如果时间t取得足够小,公式P=Fv中的v表示某一时刻的瞬时速度时,P表示该时刻的瞬时功率。
问题:汽车等交通工具在启动和行驶过程中,其牵引力和行驶速度是怎样变化的?请同学们阅读教材相关内容,用自己的话加以解释。
学生活动:阅读教材,讨论、推理、作答。
根据公式P=Fv:
①当功率P一定时,F与v成反比,即做功的力越大,其速度就越小。
当交通工具的功率一定时,要增大牵引力,就要减小速度。所以汽车上坡时,司机用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。
②当速度v一定时,P与F成正比,即做功的力越大,它的功率就越大。
汽车从平路到上坡时,若要保持速率不变,必须加大油门,增大发动机功率来得到较大的牵引力。
③当力F一定时,功率P与速度v成正比,即速度越大,功率越大。
高中物理学生教案(篇6)
课程目标
知识与技能 1.知道地心说和日心说的基本内容。
2.知道开普勒三定律的内容。
3.理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,真理是来
之不易的。 过程与
方法 通过托勒密、哥白尼、第谷、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识,了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。 情感态度
与价值观 1、澄清对天体运动神秘模糊的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法。2、感悟科学是人类进步不竭的动力,培养热爱科学,追求真理的高尚情操。3、在科学探究中学会与人合作,与人共享。 教学重点 开普勒行星运动定律 教学难点 对开普勒行星运动定律的理解和应用 教学过程 学生活动 引入新课
多媒体演示:《仰望星空》诗朗诵
天体运动的图片浏览。在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体,如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,历史上有过不同的看法,科学家对此进行了不懈的探索,通过本节内容的学习,将使我们正
确地认识行星的运动。
新课讲解
一、古代对行星运动规律的认识
问1:.古人对天体运动存在哪些看法?“地心说”和“日心说”.
问2.什么是“地心说”?什么是“日心说”’?
“地心说”认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,大阳、月亮以及其他行星都绕地球运动.
“日心说”则认为太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动.
“地心说’的代表人物:托勒密(古希腊).“地心说’符合人们的直接经验,同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识,故地心说一度占据了统治地位达1300多年.
从中世纪以来,教会的反动统治形成了一道无形的枷锁,凡是不符合教会思想而另有主张的人,都会遭到迫害。哥白尼毕生致力的著作《天体运行论》,临终前才在这本书上签上了自己的姓名。日心说与地心说的斗争是一场真正的科学革命,使人们的世界观发生了重大变革,宇宙中心的转变暗示了宇宙可能根本没有中心,这在哥白尼那里还是隐含的,意大利学者布鲁诺将它公开说出,结果被捕入狱,在被囚禁的八年中,布鲁诺始终坚持自己的学说,最后被宗教裁判所判为“异端”,烧死在罗马鲜花广场。
第谷·布拉赫(1546-1601),丹麦天文学家和占星学家。毕
生精力投入到行星位置的测量中,他所做的天文仪器观测精度之高,是他同时代的人望尘莫及的.
德国天文学家开普勒(1571-1630),在最初研究他的导师第谷所记录的数据时,也是以行星绕太阳做匀速圆周运动的模型来思考问题的,但是所得结果却与第谷的观测数据至少有8分的角度误差。当时公认的第谷的观测误差不超过2分,开普勒想,这不容忽视的8分也许是因为人们认为行星绕太阳做匀速圆周运动所造成的。至此,人们长期以来视为真理的观念——天体做匀速圆周运动,第一次受到了怀疑。后来开普勒又仔细研究了第谷的观测资料,经过四年多的刻苦计算先后否定了19种设想,最后终于发现了天体运行的规律-------开普勒三大定律。
二、开普勒行星运动定律
问1:开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的?
开普勒认为行星做椭圆运动.他发现假设行星傲匀逮圆周运动,计算所得的数据与观测数据不符,只有认为行星做椭圆运动,才能解释这一差别.
问2:开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律?具体表述是什么?
开普勒行星运动定律从行星运动轨道,行星运动的线速度变化,轨道与周期的关系三个方面揭示了行星运动的规律.
开普勒第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上.
问3:这一定律说明了行星运动轨迹的形状,不同的行星绕大阳运行时椭圆轨道相同吗? 不同.
开普勒第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积.
问4:如图7.1-2所示,行星沿着椭圆轨道运行,太阳位于椭圆的一个焦点上行星在远日点的速率与在近日点的速率谁大?
因为相等时间内面积相等,所以近日点速率大。
开普勒第三定律:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方 的比值都相等. EMBED Equation.KSEE3 MERGEFORMAT (k值只与中心天体质量有关)
三、行星运动的理想化处理:
问5:由于行星的椭圆轨道都跟圆近似,在中学阶段研究中按圆处理,开普勒三定律的内容应该怎样表述呢?
1、多数大行星绕太阳运动轨道半径十分接近圆,太阳处在圆心上。
2、对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度大小)不变。
3、所有行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等.若用R代表轨道半径,T代表公转周期,开普勒第三定律可以用下面的公式表示:
一名学生
朗诵(激发学生探索宇宙奥秘的激情) 学生交流、讨论各自的课前预习结果,并且总结、发言。
(通过课前查阅资料的过程,体会主动学习的乐趣;感知大师们的思路、方法以及他们一丝不苟的科学精神,激发他们热爱科学、探索真理的求知热情。)
通过对行星运动定律的建立过程的了解,感受观察手段及数学归纳法在科学研究中的重要作用。
两名学生上黑板画椭圆。
学生上黑板推导远日点速率与在近日点速率大小关系
引导学生分析表格数据,讨论k值与什么因素有关?
学生用自己的话表述行星运动的理想化处理。 四、【小试牛刀】
1.关于行星的运动,以下说法正确的是( )
A.行星轨道的半长轴越长,自转周期越大
高中物理学生教案(篇7)
分析 引导学生了解万有引力定律发现的艰难历程,让学生比较强烈的体会科学思维和方法的重要性是本节课的重要教学任务。因此为了达到预期的教学目标,教师应在教学中充分的引导学生,积极调动学生的主观能动性。以神奇宇宙现象及科学史实为基础,激发学生的兴趣,同时采用科学是清净探究法,主要以问题为中心去充分的引导学生的思维,成功的完成本节课的教学任务。
学生学习心里
分析 高中生正处于从初中物理的定性分析到高中物理的定量讨论;从初中的形象思维到高中的抽象思维;从初中简单的逻辑思维到高中复杂的分析推理的转变过程中。从心理学的角度分析他们的一般能力已经具备,具有一定的观察力、记忆力、抽象概括力、想象力。但其创造能力还比较欠缺,对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱,因此教师应尽可能的提供具有创造能力的活动,不断鼓舞学生的信心,让学生能够在兴趣与积极性中学习知识。 教
目标
知识与技能:
了解万有引力定律的发现过程
通过万有引力规律的推广,建立万有引力定律,写出数学表达式。
过程与方法:
采用科学史情景探究法,通过合作学习,锻炼自主、探究、合作学习的能力。
假设和推理
情感态度与价值观:
对人类认识万有引力定律过程做出自己的评价,体验物理学的研究思想和方法 教学重点 牛顿发现万有引力的思路,培养学生的创造能力。 教学难点 牛顿以开普勒对行星运动学规律的描述为基础证明万有引力定律的思路 教学方法 科学史情景探究法、讨论法 教学手段 多媒体辅助教学 教 学 过 程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情景回放
播放视频(美丽星空)。 导入 师:在上课之前,我先带领大家进入一个神奇的、梦幻般的地方。(视频)
1.看着这样美丽的地方,同学们感觉如何?是不是产生了无限的遐想,有一种身临其境想亲自去探索期中奥秘的冲动?
2.正是有了这千千万万个不同的行星运动,才构成了这神奇的宇宙,才出现了这种.种神奇的现象。那么大家想一想,这么多的行星,他们在偌大的宇宙间运动,是各行其是、杂乱无章嘛?
生:(观看视频,用心去感受)。
行星虽然多,但他们的运动都是有一定规律的,均有自己的运动轨道。
创设情境,激发兴趣
“兴趣是最好的老师”,学生有了兴趣就有了主动探究的重要基础,所以激发探究的兴趣是教学成功的关键。
新课引入
师:对,通过上节课的学习,我们知道不是的。
1.上一节课我们跨越了千年时空对宇宙进行了一个三级跳,让我们通过时间的轴线共同回忆一下天体究竟做怎样的运动的研究之路:
地心说(托勒密)与日心说(哥白尼)
行星运动的规律(开普勒)
开普勒第一定律(椭圆轨道定律)
开普勒第二定律(面积定律)
开普勒第三定律(周期定律)
2.开普勒的行星运动定律揭示了行星的运动规律,对行星如何绕太阳运动进行了一个确切的描述。所以我们说宇宙虽大,行星虽多,但他们始终是沿着一定的轨道绕太阳做有规律的运动(展示行星运动图片)
3.那么老师又要问了,行星为什么会如此运动?是什么原因促使他们这样运动呢?
开普勒虽然知道行星的椭圆轨道,但由于行星速度的大小、方向不断变化,他当时还是无法解决这种变化的曲线运动问题,即当时无法逾越的困难之一——数学工具的缺乏。
今天就让我们来研究这一问题的解决之路,进入新课教学——万有引力定律是怎样发现
回顾上一节课所学知识,概括总结前人探究自然,追求科学真理的过程。
认真思考教师所提出的问题,用一种探究真理的思想继续学习。
生:发散思维,积极主动充分表达自己的观点
了解科学家当时遇到的困难,知道科学的发现之路的艰辛
复习回顾,温故知新
我从上一问题对旧知识进行了一个具体的回顾,对讲解本节课做一铺垫,让学生脑海里有一个系统的知识体系。
通过疑问的方式调动学生的积极性,让他们带着问题上路,走进新课。
讲授新课
1.发散思维,积极讨论
师:1.面对行星运动这张图片,同学们有什么看法或是想法呢?
2.同学们说的都很好,那么,大家再想想这个力是什么性质的力,这个力跟哪些因素有关呢?
其实这个问题在当时也引起了不同时代不同科学家的不同猜想,同学们想不想知道他们当时是怎么想的?
2.科学猜想
那就让我们继续在时间的轴线上前行,将我们大家的想法与他们做一比较:
类比——分析——猜想:
吉尔伯特---行星是依靠太阳发出的磁力维持着绕日运动的。
笛卡尔---漩涡带动行星的运动
分析——直觉——猜想:
布里奥---行星受太阳发出的力支配,力的大小跟行星与太阳距离的平方成反比
胡克--- 行星运动是太阳吸引力的缘故,并且力的大小遇到太阳距离的平方成反比
3.虽然他们当时的猜想各异而且一步步有一定的进展,但最终还是没有将此问题解释清楚。那是为什么呢?主要是当时还存在其他的一些困难.
天体是一个庞然大物,如果认为天体间有引力,那么如何计算由天体各部分对行星产生的力的总效果呢?
当时存在一定的理论依据的缺乏——困难之二
如果天体间是互相吸引的,那么在众多天体共存的太阳系中,如何解决他们之间相互干扰这一复杂问题呢?——困难之三
那么,给出问题答案的又会是谁呢?
3.创设情境,继续设置问题
师:同学们,首先我让大家欣赏这样两幅图片(讲述苹果落的传奇故事),看看你们有什么想法:
如果你是牛顿,你会想到什么呢?
同学们说的都非常好,我把大家的想法总结了一下,那接下来让我们对这些问题共同做一探讨:
1.苹果为什么会落地呢?
老师为大家准备了两样东西,大家以四人小组玩一玩,看看能发现什么。
大家一起再来看一看,这就是引力——能把东西拉过来的一种力。想一想苹果落到地面上是不是和回形针吸到磁铁身上差不多啊,这就说明是由于地球本身的一种力(演示地心引力课件)
2.那如果苹果树长到月球那么高,苹果还会落到地球上吗?
3.苹果既然由于地球的吸引而落到地面上,那月球为什么就不会落到地面上呢?
4.月球为什么绕地球做圆周运动?
同学们真的非常聪明,简直各个都是牛顿了,你们将牛顿当时的发现全说出来了。现在我们知道月球绕地球运动是由于地球引力为它提供了向心力,再去回想刚开始提出的问题是什么原因促使行星绕太阳运动?