物理学习教案2023
物理学习教案如何写?物理是一种正规的数学语言,体现了物理简洁的特点。比如:牛顿第二定律,爱因斯坦质能方程,法拉第电磁感应定律。下面是小编为大家带来的物理学习教案2023(七篇),希望大家能够喜欢!
物理学习教案2023【篇1】
【核心素养】
通过教师演示实验,学习分子间相互作用的有关知识,培养学生乐于探索微观世界和日常生活中的科学素养。同时使学生意识到可以通过直接感知的现象,认识无法直接感知的事实。
【教学目标】
1).知道物质是由分子、原子构成的,一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
2).能识别并能用分子热运动的观点解释扩散现象。
3).知道分子之间存在相互作用力。
【教学重点】
分子热运动
【教学难点】
1).从宏观出发,通过直接感知的现象推测出无法感知的事实。
2).用分子热运动观点解释有关现象。
【教学准备】
盛有二氧化氮的广口瓶、空广口瓶、玻璃板、烧杯、红墨水、水、胶头滴管、两个铅柱和钩码、弹簧和橡胶球、多媒体课件等。
【教学过程】
主要教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 课前 登陆优教平台,发送预习任务 完成本节课的预习任务,反馈预习情况 一、
创设情境
趣味引入
[故事导入]:怒掷酒瓶振国威
香惊四座夺金奖
1915年,巴拿马国际博览会上,中国馆正式开幕后,贫弱的中国政府送出的包装简陋茅台酒未能引起评委重视。我国代表急中生智,拿起一瓶茅台酒佯装失手,酒瓶嘭的破在地上,陶罐一破,顿时浓郁的酒香征服了评委,茅台酒获得金奖,从此享誉全球。
这酒香是如何进入宾客鼻子里的呢?
【板书课题】分子热运动
(设计意图:以故事导入,调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣和求知欲望。)
学生听故事
学生讨论交流
二、探究
新知:
(一)、物质的构成
[建立情境]:原来这与我们肉眼看不见的组成物质的微观粒子有关,现代研究发现:常见的物质是由极其微小的粒子---分子、原子构成的。请看图片。(教师出示图片)
SHAPE MERGEFORMAT
SHAPE MERGEFORMAT SHAPE MERGEFORMAT
【板书】:
常见的物质是由分子、原子构成的。
[课件展示]:如果把分子设想成球形,它的直径大约只有百亿分之几米,人们通常用10-10m为单位来量度。1cm3的空气中大约有2.7×1019个分子,现在大型计算机每秒100亿次,如果人数数的速度也达到每秒100亿次,要想数完需要80多年。
学生观察、体会:常见物质是由极其微小的粒子---分子、原子构成的。
学生体会:分子体积特别小;一个物体中,分子的数目是巨大的。 二、分子
热运动
1、扩散
现象
1、定义:
[提出问题]: 那么组成物体的这些数目众多的分子,你认为它们是运动还是静止的呢?
[过渡] 同学们对此提出了不同的观点,接下来我们通过实验验证分子是否在运动。
[演示实验]:(优教提示:请打开素材“演示视频:气体扩散“)我们将一个空瓶子,倒扣在一个装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面,抽掉盖在二氧化氮瓶上的玻璃板。
SHAPE MERGEFORMAT
启发引导:
(1)空气瓶中颜色变化了,说明了什么?
(2)二氧化氮瓶中颜色变浅了?其原因是什么?
(3)实验中要把装有密度大于空气的二氧化氮气体放在上方行不行?为什么?
[说明]: 这个实验演示的是一种扩散现象。同学们是否可以根据刚才的现象给扩散下个定义呢?
教师总结出扩散的定义:
[总结并板书]:不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象叫做扩散。
[走入生活]:在我们日常生活中,气体扩散现象很常见。请你们举出几个例子。
(设计意图:真正的课堂在生活中,让物理知识很好在生活中得以运用。)
[提出问题]:
不同的气体可以彼此进入对方,那么,不同的液体之间是否也有这种现象发生呢?
[播放视频]:
1.播放CuSO4溶液的扩散现象的视频。
(优教提示:请打开素材“演示视频:液体扩散“)
SHAPE MERGEFORMAT
引导:分界面变模糊说明了什么?
[播放视频] :金与铅的扩散现象。
(优教提示:请打开素材“演示视频:固体扩散“)
EMBED PBrush
[师生总结]:气体、液体及固体之间都可以发生扩散,其中气体扩散的最快。
(设计意图:让学生感知各种情况的扩散现象,更形象、具体。并通过气体、液体及固体间的扩散来认识到这些现象的实质是分子的无规则运动。) 讨论、提出猜想及依据:
(1)分子是运动的,依据:闻到了花的香味
(2)分子是静止的,依据:如果分子是运动的,则组成的物体形状就会不断变化
学生观察实验现象、讨论:
(1)空气瓶中由无色到有色,说明下方的二氧化氮分子运动到了空气瓶中。(2)二氧化氮分子和空气分子彼此进入到对象,使二氧化氮的密度变小,颜色变浅。
(3)学生讨论:不行,
二氧化氮气体的密度大,放在上面,会由于重而下沉。
学生思考、讨论、并用自己的语言总结回答。
举例:
(1)医院里的药水味
(2)墙内开花墙外香
(3)吸“二手烟” 等
看现象,体会液体之间的扩散
学生思考、讨论、回答:说明分界面处的硫酸铜溶液和水这两种物质的分子彼此运动进入对方了。
学生观看视频,体会固体之间同样可以产生扩散现象。
2、影响扩散快慢的主要因素——温度
3、分子热运动
[提出问题]:
腌咸菜往往要十天半个月后菜才会变咸,而炒菜时加盐几分钟后菜就咸了,说明扩散是有快慢的,那么影响扩散快慢的因素是什么呢?
[设计实验] 在一个烧杯中装半杯热水,另一个同样的烧杯中装等量的冷水.用滴管分别在两个杯中滴入两滴红墨水,比较两杯中的红墨水扩散情况。
(优教提示:请打开素材“新知讲解:温度对扩散的影响“)
EMBED PBrush
[总结并板书]:影响扩散快慢的主要因素——温度
[分子热运动]:由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫做分子的热运动。
板书:分子热运动
[学以致用]:
“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”。对于前一句,从物理学角度可以理解为:花朵分泌的芳香分子 加快,说明当时的环境温度突然 。
(设计意图:通过直接感知的现象,推测无法直接感知的事实是研究物理问题的常用方法。) 讨论并提出猜想:炒菜时的温度要比腌咸菜时的室温高得多,所以温度可能使扩散快慢不同。
学生上台展示实验过程,老师在一旁引导学生说出实验中需要控制的变量—水量、墨水量。
观察、总结:
热水中的红墨水扩散的快。说明温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散的越快。
填空:运动 升高 4、扩散现象表明
[师生总结]大量事实和实验证实扩散现象能够表明:
(1)、一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,这也是扩散现象产生的原因。
(2)、分子之间有间隙。
[教师强调] “不停”就是在任何情况下。 学生分析交流产生这些现象说明的问题。 (三)、分子间的作用力
1、分子之间存在引力
2、分子之间存在斥力
3、分子间同时存在着引力和斥力
4、分子间作用力与物质状态的关系
[提出问题]:(师拿起一本书)既然物质由分子、原子构成,分子又在不断运动,那么这本书的分子怎么没有飞散开来,最后书消失不见呢?
[观察实验]:表面光滑、干净的铅块压在一起,下挂钩码也不能把他们拉开。
物理学习教案2023【篇2】
教学目标
(一)知识与技能
1.使学生理解交变电流的产生原理,知道什么是中性面。
2.掌握交变电流的变化规律及表示方法。
3.理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。
(二)过程与方法
1.掌握描述物理量的三种基本方法(文字法、公式法、图象法)。
2.培养学生观察能力,空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。
3.培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
通过实验观察,激发学习兴趣,培养良好的学习习惯,体会运用数学知识解决物理问题的重要性
教学重点、难点
重点:交变电流产生的物理过程的分析。
难点:交变电流的变化规律及应用。
教学方法:演示法、分析法、归纳法。
教具:手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表
课型:新授课
课时计划:1课时
教学过程
(一)引入新课
出示单相交流发电机,引导学生首先观察它的主要构造。
演示:将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路。当线框快速转动时,观察到什么现象?
这种大小和方向都随时间做周期性变化电流,叫做交变电流。
(二)进行新课
1、交变电流的产生
为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流?
多媒体课件打出下图。当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时,哪些边切割磁感线? ab与cd。
当ab边向右、cd边向左运动时,线圈中感应电流的方向 沿着a→b→c→d→a方向流动的。
当ab边向左、cd边向右运动时,线圈中感应电流的方向如何?
感应电流是沿着d→c→b→a→d方向流动的。
线圈平面与磁感线平行时,ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直,即两边都垂直切割磁感线,此时产生感应电动势最大。
线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最小?
当线圈平面跟磁感线垂直时,ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行,即不切割磁感线,此时感应电动势为零。
利用多媒体课件,屏幕上打出中性面概念:
(1)中性面——线框平面与磁感线垂直的位置。
(2)线圈处于中性面位置时,穿过线圈Φ最大,但 =0。
(3)线圈越过中性面,线圈中I感方向要改变。线圈转一周,感应电流方向改变两次。
2.交变电流的变化规律
设线圈平面从中性面开始转动,角速度是ω。经过时间t,线圈转过的角度是ωt,ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt,如右图所示。设ab边长为L1,bc边长L2,磁感应强度为B,这时ab边产生的感应电动势多大?
eab=BL1vsinωt = BL1· ωsinωt = BL1L2sinωt
此时整个线框中感应电动势多大?
e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt
若线圈有N匝时,相当于N个完全相同的电源串联,e=NBL1L2ωsinωt,令Em=NBL1L2ω,叫做感应电动势的峰值,e叫做感应电动势的瞬时值。
根据部分电路欧姆定律,电压的最大值Um=ImR,电压的瞬时值U=Umsinωt。
物理学习教案2023【篇3】
一、教材分析
交变电流知识对生产和生活关系密切,有广泛的应用,考虑到高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍,这些知识是已学过的电磁感应的引伸,所以在教学过程中对开阔学生思路、提高能力是很有好处的。
为了适应学生的接受能力,教材采取从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题.教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电,以展示交流电是怎样产生的.并强调让学生观察教材图5.1-3所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时,电流表指针变化的情况,分析电动势和电流方向的变化,这样学生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的了解.然后让学生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向.这样能充分调动学生的积极性,培养学生的观察和分析能力.
关于交变电流的变化规律,教材利用上章学过的法拉第电磁感应定律引导学生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式.
二、教学目标
1、知识目标
(1)知道什么是交变流电。并理解交变电流的产生原理,知道什么是中性面.
(2)掌握交变电流的变化规律,及表示方法.
(3)理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义.
(4)知道几种常见的交变电流。如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、矩形脉冲电流。
2、能力目标
(1)掌握描述物理量的三种基本方法(文字法、公式法、图象法).
(2)培养学生观察能力,空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力.
(3)培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力.
3、情感、态度和价值观目标
结合实际情况培养学生理论联系实际的思想.
三、教学重点难点
重点:1、交变电流产生的物理过程的分析.
2、交变电流的变化规律的图象描述。
难点:1、交变电流的变化规律及应用.
2、图象与实际发动机转动时的一一对应关系的理解。
四、学情分析
学生已经学习了电磁感应,理解了导体切割磁场会产生电动势。在此基础上学习交变电流,对于理解还是很符合学生的认知规律的。但这是新的概念,鉴于学生接受能力的不同,讲解时还需详细,加强引导。更是采用多媒体教学的手段,以便更直观更立体的让学生接受。
五、教学方法
演示+分析+归纳
1.通过矩形线圈在匀强磁场中匀速转一周的实物演示,立体图结合侧视图分析,特殊位置结合任一位置分析,使学生理解交变电流产生原理及变化规律.
2.利用导体切割磁场线产生I感方法,分析得交流电的变化规律.
六、课前准备
1.学生的学习准备:通过预习,初步了解一些知识
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,教具
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
利用多媒体课件展示目标
出示单相交流发电机,引导学生首先观察它的主要构造.
[演示]老师手摇发电机模型.第一次发电机接小灯泡.当线框缓慢转动时,小灯泡不亮;当线框快速转动时,小灯泡一闪一闪的.
第二次发电机接上示教电流计,当线框缓慢转动(或快速摆动),电流计指针左右摆动.
思考问题:线圈中产生的是什么样的电流?
(引导学生回答:这种电流就是我们家里电路是的电流,它的大小和方向都随时间做周期性的变化,这样的电流叫交变电流。如果方向不随时间变化的电流称为直流电。交流电和直流电之间可以相转换。)
注:老师手摇发电机的速度有所改变,一次快一次慢。
观察实验现象,思考为什么会有这样的现象产生。从而引入交变电流。
(三)合作探究、精讲点拨。
为什么矩形线框在匀强磁场中匀速转动,线框里能产生交变电流?
多媒体课件打出下图.
[师问]abcd线框在磁场中绕OO′轴转动时,哪些边切割磁感线?
[生答]ab与cd边.
[师问]线框转到什么位置,产生感应电动势最大?
[生答]线圈平面与磁感线平行时,ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直,即两边都垂直切割磁感线.此时产生感应电动势最大.
[师问]线框转动到什么位置时,感应电动势最小?
[生答]当线框平面跟磁感线垂直时,ab与cd边的速度方向跟磁力线平行,即两边不切割磁力线,此时感应电动势为0.
利用多媒体课件,屏幕上打出中性面概念:
物理学习教案2023【篇4】
教学 目标
(1)知道分子间存在着力的作用
(2)知道分子力与分子间距离的定性关系
(3)会用分子间作用力解释一些简单现象
教学 建议
教材分析
分析一:本节教材先由实验现象分析得出分子间存在相互作用的引力和斥力.
分析二:分子间的引力和斥力总是同时存在,并且都随分子间的距离的增大而减小,只不过减小的规律不同,斥力减小得快.如上图所示,当分子间距离等于平衡距离时,引力等于斥力,分子间作用力为零;当分子间距离小于平衡距离时,斥力、引力随分子间距离减小而增大,但斥力增加得快,所以表现出斥力;当分子间距离大于平衡距离时,斥力、引力随分子间距离增大而减小,但斥力减小得快,所以表现出引力.
教法建议
建议一:为形象起见,可以用两个小球间的弹簧来比喻分子力.
建议二:要充分利用图象说明好分子间的作用力关系,重点强调分子间的引力和斥力总是同时存在,并且都随分子间的距离的增大而减小,只不过减小的规律不同而已.
教学 设计方案
教学 重点:知道分子间作用力与分子间距离的关系
教学 难点 :分子间的引力和斥力总是同时存在及其变化规律
一、分子间存在相互作用力
由实验现象得出分子间存在相互作用的引力和斥力
二、分子间作用力与距离的关系
1、分析图
分子间的引力和斥力总是同时存在,并且都随分子间的距离的增大而减小,只不过减小的规律不同,斥力减小得快.如上图所示,当分子间距离等于平衡距离时,引力等于斥力,分子间作用力为零;当分子间距离小于平衡距离时,斥力、引力随分子间距离减小而增大,但斥力增加得快,所以表现出斥力;当分子间距离大于平衡距离时,斥力、引力随分子间距离增大而减小,但斥力减小得快,所以表现出引力.
2、填表
vAlign=top width=145>
分子间距离
作用力vAlign=top width=84>
小于
平衡距离
vAlign=top width=91>
等于
平衡距离
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大于
平衡距离
vAlign=top width=118>
大于10倍
平衡距离
物理学习教案2023【篇5】
【教材地位与作用】
本节内容是在上节实验课程“探究加速度、质量与力的关系”的基础上进行知识的探究和总结,在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系;要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程。牛顿第二定律将力学和运动学有机地结合在一起,具体的、定量的回答了加速度和力、质量的关系,是动力学中的核心内容,是本章的重点内容。
【学情分析】
在学习这一节内容之前,学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念;知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因;会分析物体的受力;通过上一节探究加速度与力、质量的关系,知道了加速度与力、质量的关系。这些都为本节学习准备了知识基础,牛顿第二定律通过加速度把物体的运动和受力紧密的联系在一起,使前三章构成一个整体,是解决力学问题的重要工具,应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解,全面掌握。
【教学目标】
1、知识目标
(1)理解加速度与力和质量间的关系。
(2)理解牛顿第二定律的内容,知道定律的确切含义。
(3)能运用牛顿第二定律解答有关问题。
2、能力目标
培养学生的分析能力、归纳能力、解决问题的能力。
3、德育目标
(1)渗透物理学研究方法的教育。
(2)认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。
(3)培养学生严谨思考的能力,激发学生学习物理的兴趣。
【教学重点】
理解牛顿第二定律
【教学难点】
牛顿第二定律的应用
【教学策略】
回顾与思考→创设物理情景→分组讨论→老师讲解→总结规律。
【教学流程图】
【教学过程设计】
教学环节和
教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 【知识回顾】
回忆上节课探究的a与F、m关系。 向学生提问:回忆上节实验探究课内容,控制变量法的应用?我们研究了哪几个物理量?它们之间有什么关系? 能用公式反应他们之间的关系吗? 回忆上节课知识,集体回答。 回忆上节课探究的a与F、m关系。 【创设情景、导入新课】
问题1、神舟六号飞船返回舱返回时为何要打开降落伞?
问题2、赛车在开出起跑线的瞬间发生了怎样的变化? 引导学生思考2个问题。
进一步引导学生思考:赛车比起一般的家用汽车质量上有什么不一样?这一设计是为什么? 同学间分组讨论、各小组派代表回答问题。 通过这个问题,学生容易联想到质量越小,运动状态越容易改变,所以加速度和物体质量、合外力有关。 【新课过程】
牛顿第二定律:
1、内容:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2、公式:F=ma?
设问:力的国际单位是什么?它是如何规定的呢? 构建物理模型,提出关注的细节。
讲解:K是比例常数,那k应该是多少呢?
教师总结:力是使物体产生加速度的原因,力的国际单位是1N=1kg.m/s2。 学生分组讨论分析。
学生自己总结后作答,不完整的地方由其他同学补充。 通过上节探究的a与F、m关系,运用实验数据总结规律,培养学生独立思考的能力和尊重物理事实的精神 3、对该定律的特性进行说明,这样学生对牛顿第二定律才会有进一步认识。
六大特性①因果性(力是产生加速度的原 因), = 2 GB3 ② 矢量性(a、F都是矢量,a的方向由F决定,力的分解和合成遵循平行四边形法则), = 3 GB3 ③ 瞬时性(合外力消失,即a消失), = 4 GB3 ④ 相对性(牛顿第二定律只适用于惯性系), = 5 GB3 ⑤ 独立性(物体的各个力都能产生独立的, = 6 GB3 ⑥ 同一性(a与F与同一物体某一状态相对立)。 提问:牛顿第二定律有哪些特性?
在相对理解牛顿第二定律的基础上,对表达式F=ma的六大性质结合形象例子进行探讨。
根据学生的提出的相关特性的疑问举例说明。 学生讨论,尝试并且回答老师提出的特性。
学生在学习过程中会提出相关特性的疑问。 对牛顿第二定律的特性进行探究,能够加深学生对牛顿第二定律本质上的理解,使前面所学知识连贯起来,这对牛顿定律的解题或是实际运用过程中有很大的帮助。 4、做题需要方法,按照一般的做题思路,授予学生解题步骤。①确定研究对象;②对研究对象进行正确的受力分析或是运动情况进行分析;③根据公式并结合题给条件(注意发现挖掘隐含条件)解出所求的物理量。
例题:一个物体,质量是2 kg,受到互成 120°角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N,这两个力产生的加速度是多大?
课堂训练P104习题1、2、3 老师提出问题,引导学生得出解题步骤,并做适当的补充说明。
物理学习教案2023【篇6】
教学准备
教学目标
1.知识与技能
⑴体会伽利略的理想实验思想。
⑵理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。
⑶理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度。
2.过程与方法
⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。
⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。
3.情感态度与价值观
⑴通过运动和力的关系的历史探究过程,使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。
⑵通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
教学重难点
【重点】加深对牛顿第一定律和惯性的理解。
【难点】转变经验概念,明确惯性是物体的一种属性,任何物体都具有,牛顿定律是惯性现象的规律总结。
教学过程
(一)创设游戏,引入课题
撕纸游戏
猜一猜:
1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
大家不要动手,先猜一猜。
3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。
(二)回顾历史,探究定律
1.情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。
思考:运动和力之间有什么关系呢?
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。
设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2.质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?
设问:球停下来的原因是什么呢?
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。
③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?
④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。
3.实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的高度怎样变化。重复一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的高度之间有什么关系?
2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的点的高度差是什么关系?
3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。
思考:
1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?
2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。
思考:
1.如果水平木板足够长,小球会停下来吗?
2.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?
过渡:现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。
(2)动画模拟
(老师扮演伽利略,学生扮演小球。)
伽利略:小球先生(小姐),如果没有摩擦,你会爬上什么高度呢?
小球:我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬,直到爬上原来的高度。
伽利略;如果我减小右斜面的倾角,你还会爬到原来的高度吗?
小球:梦想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更长了。
伽利略:如果我继续减小右斜面的倾角呢?
小球:我心依旧,只是又多了一段山水之程。
伽利略:如果我把右斜面放平,你还会为了自己的梦想而前行吗?
小球:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。既然选择了高度,留给世界的便只能是背影。
播放周杰伦的《蜗牛》节选:我要一步一步往上爬/在点乘着叶片往前飞/小小的天留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天
希望同学们像小球一样怀着梦想,沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天,你有属于你的天!
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(3)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。
这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了2000多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因。
设问:运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4.补充完善,形成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。
过渡:1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。
(2)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
过渡:现在我们来理解定律。
(三)理解定律,了解惯性
思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?
1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。
物体不受力,保持匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化,物体一定受到力的作用。
思考:物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”,这能不能通过实验验证呢?
不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。
2.阻力很小的现象:冰壶
从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。
思考:定律中还论述了什么呢?
3.惯性:
①概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?
当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。
②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。
物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。
思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关?
游戏:用嘴吹书
提起书,用力气吹垂下的封面;用手提起封面,用力气吹垂下的书。
思考:你观察到了什么现象?这个现象能说明惯性和质量的关系吗?
③惯性与质量:质量是惯性大小的量度。
质量只有大小,没有方向,是标量。在国际单位制中,质量的单位是千克,单位符号为kg。
在初中质量定义为物体所含物质的多少;现在进一步从惯性的角度认识了质量;以后还要从物体间的引力认识质量。
过渡:现在,就可以解释撕纸游戏了。
(四)再设情景,规律应用
1.思考:怎样解释撕纸游戏?
有夹子,增大了中部的质量,增大了惯性。当迅速撕开两边时,中部仍保持静止状态,所以撕成三截。无夹子,中间纸条惯性很小,静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异,所以撕成两截。
过渡:了解了惯性的知识,我们还能用它判断是非。
2.美国空军UFO档案记载,1952.12.6黎明前,一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时,一个很大的不明飞行物以4000km~15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中,不明飞行物能迅速增减速度,甚至还能骤然停止。
思考:1.如果没有特别的装置,UFO骤然停止时,外星人飞行员的命运是怎样的?
2.人们想象外星人持有惯性消除器,用来消除自身的惯性,以便应对速度的迅速变化,你怎么看?
我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点。希望大家在遇到问题时利用所学知识,冷静分析。
(五)课堂总结,课外探究
1.了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。
2.体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理
3.深入理解了牛顿第一定律,知道了质量是惯性大小的量度。
4.后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!
课外探究:有人说刘谦的螺丝魔术_牛顿第一定律:不给螺帽力的作用,螺帽也能运动起来。你怎么看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”,弄清刘谦螺丝魔术的原理。
效果分析:
因为本节内容在初中已有接触,所以在本节课的设计中,我想能不能让学生通过对本课的预习和课外查阅资料,由学生参与互动,最后老师以总结者的身份来点评和补充效果好。
特别是实验、视频、小品的使用,激发了学生兴趣,促进了教学。
关于力和运动关系的发展过程是很好的物理学史的教材,如何让学生在一堂课中体验这种物理规律形成过程是我们所要思考的。
物理学习教案2023【篇7】
【教材分析】
本节内容选自人教版高中物理选修一第四章牛顿运动定律第一节。
牛顿运动定律是联系力和运动(动力学)的桥梁,牛顿第一定律揭示了运动和力的关系,是动力学理论的基础,是牛顿物理学的基石。教材针对“运动是否需要力来维持”这一问题,利用简单实验批判亚里士多德单纯从经验出发得出的错误结论,在此基础上引入伽利略利用逻辑思维构造的理想实验,利用逻辑推广得出“没有摩擦力时,小球将沿水平面一直做匀速直线运动”,说明“运动不需要力来维持”,然后介绍由牛顿总结的牛顿第一运动定律,教师要补充深化该定律的物理意义:(1)提示了物体在不受外力(合外力为零)时,物体的运动规律;(2)揭示了任何物体都有(隐含)保持原来运动状态不变的性质——惯性(惰性且屡教不改);(3)提示(隐含)力是改变物体运动状态的原因;(4)揭示了
在任何惯性参考系(加速度等于零)中,观察物体运动状态的改变是等价的。
在学习之后,学生不但应当能用这个规律解释力与运动的关系相关问题,而且还应该认识到理想实验是比简单经验总结更合理的科学方法。通过本节的学习,学生把在第二章学习到的运动学知识和第三章学习到的力学知识有机地结合起来,同时为后面牛顿第二定律等知识的学习打下基础,起到承前启后的作用。其中科学家自身创造性思维品质和敢于质疑、坚持真理的献身精神是对学生情感态度价值观教育的好素材。
【学情分析】
本节课的授课对象是高一学生。高一年级大部分学生积极性、主动性较强,学习热情高,有参与意识。这是在教学中发挥其主体作用的前提。在这之前学生已经学习了“运动和力”的基础知识,对定律又有着丰富的生活经验,故他们对定律的认识比较熟悉,大部分学生都能接受定律本身知识,但是在具体应用和认知上会有片面现象,所以迫切需要深入理解规律来弥补已有知识在处理相关问题时的缺陷,而且好奇心强是高中学生的心理特征之一,可以通过生动直观的物理实验调动学生的学习兴趣以为全面提高接受能力。
本节内容在初中阶段学生已经有了一定的认识,但对定律的理解还不深入。所以高中阶段的学习,应该在学生已有知识的基础上,发现其理解上存在的问题、深入对本定律的理解,这样才有利于激发他们进一步学习的兴趣,进而培养他们对学习物理知识的兴趣。并且这一时期的学生好奇善问,对于物理实验及媒体中所展示的各种现象具有浓厚的兴趣,会产生探究其本质的愿望。
【教学目标】
根据本教材的结构和内容分析,结合高一学生的认知结构及心理特征,我制定了如下教学目标,主要分为:知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观。
(1)知识与技能
知道物体的运动不需要力来维持,理解力和运动的关系;
知道牛顿第一定律是逻辑的推理结果,不受力的物体是不存在的,理解牛顿第一定律;知道质量是惯性大小的亮度,理解惯性的概念。
(2)过程与方法
培养分析问题的能力,要能透过现象了解事物的本质,不能不加研究、分析而只凭经验,对物理问题决不能主观臆断。正确的认识力和运动的关系;
通过对生活中惯性现象的解释,树立学生从生活走向物理,从物理走向社会的理念。
(3)情感态度与价值观
通过物理学史的简介,对学生进得严密的科学态度教育,了解人类认识事物本质的曲折;
通过对伽利略对力和运动关系的研究,培养学生敢于坚持真理,培养学生科学探究精神;利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系,鼓励学生大胆发言,并学以致用。
【教学重点】
加俐略理想实验中的逻辑思维提炼,理解力和运动的关系;理解牛顿第一定律,认识惯性与质量的关系。
【教学难点】
在得出牛顿第一定律之后,根据文字表述挖掘其隐含的物理意义(定律的内含和外延)是教学难点,突破这个难点可使学生在透彻理解物理定律时起到引导作用。纠正学生在生活中形成的直觉认识错误,力是改变物体运动状态的原因而不是维持物体运动的原因;惯性与质量的关系。
【教学方法】
设置情境法,直观演示法,活动探究发,分组讨论法,多媒体教学法等。为了达到教学目标,讲清教材的重难点,本课堂主要通过设疑,思考,启发,引导,总结来激发鼓励学生大胆猜想,积极思考,讨论交流,合作探究,学习到科学思维与实验验证这两种方法。德国教育家第斯多惠曾说,教育的艺术不在于传授,而在于唤醒、激励和鼓舞!因此在教学过程中,要积极采用行之有效的教法与学法。
【学法指导】
由于本节课内容与日常生活联系紧密,学生已经具有较为直观的认识,那么在整个教学过程中学生怎样学就显得尤为重要。如何让学生从机械的回答转变为主动地提问,从学会转变为回学。我主要采取的学法指导有:思考讨论法,分析归纳法,自主探究法,自主探究法,总结反思法。通过以上方法的运用,让学生成为学习的真正主人。
【教具】小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、气垫导轨、鸡蛋、水杯(含有食盐水)、木块
【教学设计】
情景导入
教师活动 学生活动 设计意图 一块石头,用力才能移动它;马不拉车,车就不懂,是不是有力才有运动,运动需要力来维持吗?这个看似简单的问题,曾经困扰了人们近两千年,并由此引发了科学史上一场意义深远、影响影响广泛的思想革命,改变了人们对世界的看法。
力是维持物体运动的原因。
此情景源于学生的生活,又可激发学生的学习兴趣,从而顺利进入新课的教学中。
新课教学
新课教学 一、理想实验的魅力
让学生利用桌子上的器材,自主设计实验,分别研究:
力推物动,力撤物停;
力撤物不停。
学生操作结束后,教师可以让一个学生说一下他的操作过程及看到的现象,由此可以得到结论。
结论:物体的运动不需要力来维持。
为了证明这个结论的正确性,再让学生举出一些其他的实例来说明。
如:蹬一段时间自行车后停止蹬车,自行车还会滑行一段距离;在冰面上踢出去的冰块要运动一段距离后
才停止运动;空中飞行的飞机制动后仍然还会向前滑翔;射出枪膛的子弹等等。
既然物体的运动不需要力来维持,刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢?矛盾出在哪里?下面用小球来做个对比实验。
实验探究:
A.使斜槽下端与桌子上铺好的毛巾吻合,让小球从斜槽上自由滚下,标出小球在毛巾上滚动的距离;
B.使斜槽下端直接与桌面吻合,让小球从斜槽上同一位置自由滚下,标出小球在桌面上滚动的距离;
C.使斜槽下端与桌面上的玻璃吻合,让小球从斜槽上同一位置自由滚下,标出小球在玻璃板上滚动的距离。
结论:运动小球停下来的原因是受到摩擦力的作用。
设疑:若接触面光滑到无摩擦,小球会怎样运动?
在学生讨论交流的基础上,结合实验进一步总结。
结论:物体的运动不需要力来维持。力撤物停的原因是因为摩擦力。若无摩擦力,运动物体会一直运动下去。
最早发现这一问题的科学家是伽利略,他是怎样研究这个问题的呢?
用多媒体课件展示:
伽利略的理想实验,要求分别演示以下效果:
A.对称斜面,无摩擦小球滚到等高;
B.减小另一侧斜面倾角,小球从同一位置自由释放要滚到等高,滚动距离渐远;
把另一侧斜面放平,小球要到等高么,就会一直滚下去;
C.为了验证这个理论的正确性,下面通过气垫导轨实验来验证一下:
演示:利用气垫导轨消除摩擦,让滑块在导轨上滑动,利用光电门测出滑块在不同位置的速度。
伽利略的观点;
笛卡尔的补充和完善;
牛顿第一定律;
对比三个人的观点,他们都是叙述力和运动关系的,谁的更全面。
综上所述,牛顿第一定律更全面、更完善。
二、牛顿物理学的基石——惯性定律
1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的外力迫使它改变这种状态。
设疑:既然牛顿第一定律更完善,那么它从几个方面阐述了力和运动的关系?
总结:力不是维持物体运动状态的原因,力是改变物体运动状态的原因。
设疑:牛顿第一定律能否用实验验证?
受力但合力为零可看做不受力。
牛顿第一定律所描述的是一种理想化状态,但它却正确揭示了自然规律。