高中物理教案反思简短
高中物理教案反思简短篇1
教学目标
知识目标:
1.知道乐音的三要素.
2.知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关,响度跟发声体的振幅和距发声体的远近有关,不同发声体发出的乐音的音色不同.
3.常识性了解频率的概念及其单位
4.常识性了解能引起人的听觉的声音的频率范围
能力目标:
1.过观察教师演示实验培养学生的观察能力和分析概括能力
2.通过学生参与实验培养学生的动手能力
情感目标:
通过本课学习,使学生感受到:物理不但是一门实用学科,同时还是一门具有艺术性、很美的一门学科.
教学建议
教材分析
教材首先从我们周围的两类声音:一类是使人感到愉快的声音——乐音;一类是使人感到烦躁的声音——噪声.教材以实验为基础,通过生活中有关实例的分析和概括,引入了乐音的三个基本要素——响度、音调和音色.
由于音调跟频率的关系,多数学生缺乏感性认识,教材安排了用硬纸片划木梳和拨动橡皮筋的实验,教材在出现频率的概念和单位这一较深知识点的同时,又举出一个有趣的人、狗、猫听觉范围对照的实例,以有利于学生对频率的理解,同时又会引起学生的兴趣.
响度跟振幅的关系学生比较容易接受,给出其关系后,教材利用插图介绍了一些减少声音分散,增大响度的方法,使知识与实际联系起来.
由于音色是三要素中较为复杂的概念,教材只是简单指出了声音有这个特征,而未进一步探讨.
教法建议
1)引入要激发学生的求知欲.
新课引入没有一定的模式,要根据教材、学校实验设备、学生实际等条件,用不同的形式巧妙的引入,注意引起学生的兴趣,激发求知欲望,跟该堂课要学习的内容紧密的联系起来.
2)注重实验,加强学生的感性认识.
教学大纲对本节知识点的要求较低,而这节教材的知识点虽少,但感性东西较多,单纯靠讲是不行的,必须加进大量实验,通过实验使学生获得感性认识,活跃课堂,增强学生对知识的理解力.如可增加让直尺振动发声,演示振动快慢与音调的关系;在纸盆上放乒乓球,演示响度跟振幅的关系等.
3)注意引导学生区别科学用语和日常用语的不同.
4)本节课物理名词较多,对于刚上物理不久的初二学生来说要完全理解是困难的,不要给学生提出过高的要求,课内教学也不要在这些名词上多费唇舌,否则将适得其反,要把握住本课的教学目的.这些名词在实际生活中和今后高中物理课的学习中,还可以进一步加深理解.
教学设计示例
重点和难点
1、知道乐音的三要素.
2、知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关;响度跟发声体的振幅和距发声体的远近有关;不同发声体发出的乐音的音色不同.
教法:学生参与实验
教具:
录音机、磁带、旋转齿轮装置、木梳、硬纸片、硬塑料片、粗细不同的橡皮筋、由演奏同学准备乐器.
教学过程:
(一)新课引入
[播放录音]教师提前录好一段赏心悦目的轻音乐和一段在繁忙路口来来往往的各种车辆的声音,上课时用录音机放出来,让学生感受并做出判断:
使人感到愉快的声音→乐音
使人感到烦躁的声音→噪音
方法1:[播放录音]用录音机播放有高音部和低音部的合唱歌曲的磁带.
请同学分析低音部和高音部的不同?男声和女声的不同?演奏乐器有哪些?引入乐音的三要素.
方法2:请班上会乐器演奏的同学表演.(应有两种以上的乐器),引入乐音的三要素.
(二)新课教学
一、音调
方法1:学生分组实验探索总结
[实验1]用一张硬纸片,让它在木梳齿上划过,一次快些,一次慢些.
分析:谁是发声体?拨动快慢对发声体有何影响?声音听起来有什么不同?
[实验1]拨动张紧的细橡皮筋,再拨动张紧的粗橡皮筋.
分析:粗细不同的橡皮筋振动快慢不同,音调不同.
结论:音调跟发声体振动快慢(频率)有关系.
方法2:学生参与演示实验得出结论
[演示]先介绍发声齿轮,请同学上前观察同一轴上的几个发声齿轮的齿数.并告诉全体同学每个齿轮的齿数不同.转动齿轮,请同学注意听用硬塑料片接触不同齿数的齿轮时,声音的高低有何不同?
分析:硬塑料片的振动发声;齿数多,振动快;齿数少,振动慢.
结论:音调由发声体振动的频率决定.频率越大,音调越高;频率越小,音调越低.
简介人和动物的听觉范围,提高学生的兴趣.
二、响度:
1.响度的概念:
人耳感觉到的声音的大小叫响度
人耳感觉到的:不同的人,不同的位置感觉声音大小不同.
方法1:教师提问:人耳感觉到的声音的大小主要与那些因素有关?你能否自己设计实验进行说明?
(除教师提供的实验仪器:鼓、鼓锤和镲之外,其它仪器一律不限,现场没有的可用语言描述)
控制时间在5分钟左右,让学生充分发言.
归纳总结出结论:响度与声源振动的幅度大小和距离声源的远近有关.
方法2:由演示实验和学生可操作实验得出结论.
[演示]在纸盆上放乒乓球(或碎纸屑),调节音量观察球(或碎纸屑)的跳动幅度.
[实验感受]:手摸喉部大声说话和小声说话时的不同.
总结结论.
2.响度和音调的区别
同学们在论述实验结果与分析结果时,都使用了"声音的高低"一词,而没有使用"声音的大小",可见,同学们是知道声音的高低和大小是有区别的.
参考书37页科学用语和日常用语的不同.
三、音色:
小活动:请出几位同学分别说一句话,其它同学闭上眼睛猜出发言的先后顺序.
由学生讲述猜测的理由,教师给出音色的概念.
(三)总结、扩展
由于大纲对本节知识点的要求不高,所以,对于一般的学生,教师只要使学生从实验角度理解并记忆大纲所要求内容即可;而对于程度较高的学生,教师完全可以不局限于书本内容,可根据学生的实际程度自由拓展.
板书设计
探究活动
1)某种乐器改变音调的方法
【组织形式】个人或自由结组
【活动目的】扩展知识,提高学生的人文素质
【活动流程】
制订计划;查阅和收集相关的材料;分析材料并得出一些结论;写出论文;与其他组交流.
【备注】
1、网上查找的资料要有学习的过程记录.
2、和其他成员交流.
2)了解某种乐器的制作过程
【组织形式】个人或自由结组
【活动目的】
通过了解乐器的制作过程,加深对乐音三要素的理解,把所学知识与实际应用结合起来.
【活动流程】
制订计划;查阅和收集相关的材料;分析材料并得出一些结论;尝试制作乐器;写出论文;与其他组交流.
【备注】
1.网上查找的资料要有学习的过程记录.
2.尝试制作乐器要有完整的过程记录(不一定成功).
3.和其他成员交流.
高中物理教案反思简短篇2
杠杆(第一课时)
(一)学习目标
1、知识与技能
(1)认识杠杆,能从常见的工具和简单机械中识别杠杆。
(2)知道杠杆的平衡。
2、过程和方法
(1)通过观察和实验,了解杠杆的结构;
(2)通过探究,了解杠杆的平衡条件。
3、情感、态度与价值观
通过了解杠杆,进一步认识物理是来自于生活的,认识到物理是有用的。
(二)教学重难点
(1)重点:理解杠杆的平衡条件
(2)难点:从常见的工具和简单机械中识别杠杆,理解力臂的概念。
(三)教学准备
杠杆支架、钩码、刻度尺、线
(四)教学过程
一、引入新课
请学生阅读教材引言部分,使学生了解简单机械在生产、生活中有广泛的应用,认识到学好这部分知识具有实际的意义,自然引入杠杆一节的学习内容。
二、什么是杠杆?
出示一些实物,象瓶起子,剪刀等并演示如何使用。
请学生归纳其相同点。
1、定义:一根硬棒,在力的作用下,如果能绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。
请学生介绍生活中还有哪些物体可以看作杠杆?
要点:(1)硬棒
(2)绕着固定点转动
三、几个名词
1、动力:使杠杆转动的力F1
2、阻力:阻碍杠杆转动的力F2
3、支点:绕着转动的那个点O
4、动力臂:从支点到动力作用线的距离l1
5、阻力臂:从支点到阻力作用线的距离l2
PS:力的作用线指的是经过力的作用点沿力的方向所在的直线。
力臂不是支点到力的作用点的距离!
学生练习:作图P68动手动脑学物理第3小题。
四、探究杠杆的平衡条件
1、什么叫杠杆的平衡
杠杆静止或匀速转动状态称为杠杆的平衡。
2、小实验:请一个大同学和一个小同学做推门比赛。(大同学推靠近门轴方向,小同学推远离门轴方向)
通过亲自动手,感受平衡时应与力的大小和作用点等因素有关。为下面探究中的猜想做铺垫。
3、探究过程
(1)提出问题:杠杆的平衡条件是什么?
(2)猜想与假设:从刚才的实验出发,引导学生猜想。
(3)设计实验,制订计划
(4)进行实验,收集证据
如课本第65页。
(5)分析与归纳:
杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂
写成:F1l1=F2l2或F1F2=l2l1
即:力与力臂成反比
(6)评估:
a、为什么在实验前,要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡?
b、如果不用钩码而用弹簧测力计进行实验,应注意什么问题?
4、学生练习
动手动脑学物理
(五)小结
(六)作业
练习册
附:课后总结
第一节杠杆(第二课时)
(一)学习目标
1、知识与技能目标:
(1)知道杠杆的分类,能从常见的工具和简单机械中识别杠杆的种类。
(2)知道杠杆的一些应用。
2、过程和方法目标:
(1)通过杠杆的平衡条件,了解杠杆的分类方法;
(2)通过分类,了解生活中杠杆的应用原理。
3、情感、态度与价值观目标:
通过了解杠杆的应用,进一步认识物理是有用的,提高学习物理的兴趣。
(二)教学重难点
(1)重点:杠杆的分类
(2)难点:从常见的工具和简单机械中识别杠杆的种类,理解省力、费力和等臂杠杆的具体应用。
(三)教学过程
一、复习
复习杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2)
二、杠杆的种类
从杠杆的平衡条件可知,当杠杆平衡时,力与力臂成反比,所以可以得出以下几个结论:
1、当l1>l2,F1<f2,说明使用这种杠杆时省力。我们把这种杠杆叫做省力杠杆,如:撬棒,瓶盖起子,园艺剪刀等。<p="">
2、当l1F2,说明使用这种杠杆时费力。我们把这种杠杆叫做费力杠杆,如:钓鱼杆,缝纫机踏板,理发剪刀等。
3、当l1=l2,F1=F2,说明使用这种杠杆时即不省力也不费力。我们把这种杠杆叫做等臂杠杆,如:天平等。
分类是物理学中一个比较重要的方法,学生可以列举以前所学过的分类方法,如固体可以分为晶体和非晶体等。在学习了杠杆的分类后,请学生尽量列举每种杠杆的实物。
三、杠杆的应用
分析生活中的实物,大家共同讨论这属于什么杠杆,它们有什么好处?又有什么缺点?为什么做成这个样子。然后归纳:
1、省力杠杆,可以省力,但比较费距离。
2、费力杠杆,虽然费力,但可以省距离。
本环节应当以开放性教学为主,请学生列举生活中的杠杆,大家共同讨论其结构,用途,以及是不是可以进行改进?
四、练习
1、如图,是用一根木棒在撬石头,这根木棒的特点有:①木棒不易;②能在力F的作用下围绕着旋转。我们就可以把这根木棒叫。
2、在上题中,我们从O点作一条MN的垂线,这条垂线的长度就是力F的。
MN这条直线就是力F的。
3、下列物体中不能看成杠杆的是()
A、筷子B、火钳C、剪刀D、橡皮筋
4、杠杆的平衡条件是;如果分别用不同方向的三个力作用于杠杆的
A点,都能使图所示的杠杆平衡,那么最小的力是。
5、生活中的杠杆可以分成三类,一是省力杠杆,例如;二是,例如;三是等臂杠杆,例如。(把“钓鱼杆,跷跷板,瓶起子”填在“如”字后的横线上)
6、如图,图中轻质木棒AB可以看成一个杠杆,C点吊一重物,B点用绳子拉着,杠杆的支点是点。请在图中标出动力F1,阻力F2,并画出它们的力臂L1、L2。如果木棒静止,,则等式:F1L1=成立。
7、用一根细棉线把一段直铁丝吊起来,让铁丝能在水平位置平衡,再将棉线右边的铁丝对折一下,铁丝还能在水平位置平衡吗?实际做做,然后回答:
①你看到的现象是:;
②猜想可能的原因是:;
③猜想的依据是:。
8、用剪纸的剪刀剪一叠较厚的纸,是用剪刀的尖端容易剪断还是用剪刀的中部容易剪断,试试看,并和同学交流一下,讨论是什么原因?利用的物理知识是什么?
9、在探究杠杆平衡条件的活动中,你一定注意了首先调节杠杆在水平位置平衡吧!这样做对你填写书中表格中的哪几项数据有利,为什么?
10、在探究杠杆平衡条件的活动中,我们使用的杠杆两端有两个螺母,它们的作用是。如果不要这两个螺母,请你设计一种装置,使它具有与螺母相同的作用,画出设计草图,加上必要的文字叙述。
11、在探究杠杆平衡条件的活动中,小红发现用2个钩码可以平衡3个钩码。如图,小红想,杠杆平衡,肯定不能光看动力和阻力,可能还与力的作用点到支点的距离有关。于是她反复做了几次实验,分析得出杠杆的平衡条件为:
动力X支点到动力作用点的距离=阻力X支点到阻力作用点的距离
老师看后,指出她的不足之处,可小红据理力争,“通过实验得出的结论怎么可能有问题呢?”老师为了让小红相信,拿来一个弹簧测力计,把测力计的挂钩挂在A点上,则…….小红明白了。
①你能说说教老师是怎么做的吗?
②小红在老师的指导下,把自己得出的“平衡条件”等式两边各改了一字,就变成了正确的结论,想一想她是怎么改的?
12、能否用量程为5N的弹簧测力计测一名同学的重?
需要的辅助器材:
应用的物理知识:
启发你这样创意的来源:
(四)作业
课堂上没完成的练习
附:课后总结
高中物理教案反思简短篇3
1.教学目标
(1)知识与技能:(学生学会了什么)了解、掌握、认识......
(2)过程与方法:经历(通过)对......的探究过程,初步学会......,提高......的能力。
(3)情感态度与价值观:学习物理知识的兴趣,学好物理的信心,用物理知识解决生活实际问题的意识。
2.教学重点与难点
重点:新概念的理解及其应用、实验探究。
难点:新概念的理解、总结实验规律、各种规律的灵活应用。
3.教学过程
(1)新课导入(常用的导入方法实验导入、联系实际导入、直接导入)
采用联系实际导入法:讲述从北京到重庆的各种路线,导入新课:位移。
(2)新课讲授(知识点条理清晰的呈现)
①简单讲解本节课基础知识点(例:矢量、标量)。
②归纳总结该课题中的重点知识内容。尤其对该注意的一些情况设置易错点,进行强调。可以设计分组讨论环节(例:判断路程和位移)。
③拓展延伸,将所学知识拓展延伸到实际题目中,去解决实际生活中的问题。
在新授课里面一定要表现出讲课的大体流程,但是不必太过详细。
(3)巩固练习
练习题一
练习题二
(4)小结作业
①请学生代表总结本节课的收获。
②布置课后作业。
4.板书设计
高中物理教案反思简短篇4
1.某金属在一黄光照射下,正好有电子逸出,下述说法中,哪种是正确的()
A.增大光强,而不改变光的频率,光电子的最大初动能将不变
B.用一束更大强度的红光代替黄光,仍能发生光电效应
C.用强度相同的紫光代替黄光,光电流强度将不变
D.用强度较弱的紫光代替黄光,有可能不发生光电效应
答案A
要点二光的波粒二象性
2.物理学家做了一个有趣的实验:在光屏处放上照相用的底片.若减弱光的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝.实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片只能出现一些不规则的点子;如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹.对这个实验结果有下列认识,其中正确的是()
A.曝光时间不太长时,底片上只能出现一些不规则的点子,表现出光的波动性
B.单个光子通过双缝后的落点可以预测
C.只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性
D.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方
答案D
题型1对光电效应规律的理解
【例1】关于光电效应,下列说法正确的是()
A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B.光电子的动能越大,光电子形成的电流强度就越大
C.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大
D.对于任何一种金属都存在一个最大波长,入射光的波长必须小于这个波长,才能产生光电效应
答案D
题型2光电效应方程的应用
【例2】如图所示,一光电管的阴极用极限波长为0的钠制成.用波长为的紫外线照射阴极,光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U,光电流的饱和值为I.
(1)求每秒由K极发射的电子数.
(2)求电子到达A极时的最大动能.(普朗克常量为h,电子的电荷量为e)?
答案(1)
题型3光子说的应用
【例3】根据量子理论,光子的能量E和动量p之间的关系式为E=pc,其中c表示光速,由于光子有动量,照到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强,这就是光压,用I表示.
(1)一台二氧化碳气体激光器发出的激光,功率为P0,射出光束的横截面积为S,当它垂直照射到一物体表面并被物体全部反射时,激光对物体表面的压力F=2pN,其中p表示光子的动量,N表示单位时间内激光器射出的光子数,试用P0和S表示该束激光对物体产生的光压I.
(2)有人设想在宇宙探测中用光作为动力推动探测器加速,探测器上安装有面积极大、反射率极高的薄膜,并让它正对太阳,已知太阳光照射薄膜对每1m2面积上的辐射功率为1.35kW,探测器和薄膜的总质量为M=100kg,薄膜面积为4104m2,求此时探测器的加速度大小(不考虑万有引力等其他的力)?
答案(1)I=(2)3.610-3m/s2
题型4光电结合问题
【例4】波长为=0.17m的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子,光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中,做最大半径为r的匀速圆周运动时,已知rB=5.610-6Tm,光电子质量m=9.110-31kg,电荷量e=1.610-19C.求:
(1)光电子的最大动能.
(2)金属筒的逸出功.
答案(1)4.4110-19J(2)7.310-19?J
高中物理教案反思简短篇5
第一节功
(一)学习目标
1、知识与技能目标
(1)知道做功的两个必要因素。
(2)理解功的定义、计算公式和单位,并会用功的公式进行简单计算。
(3)知道功的原理。
2、过程与方法目标
(1)通过思考和讨论,判断在什么情况下力对物体做了功,在什么情况下没有做功?
(2)通过观察和实验,了解功的含义,学会用科学探究的方法研究物理问题。
(3)学会从物理现象中归纳简单的物理规律。
3、情感、态度价值观目标
(1)乐于探索自然现象和物理规律,乐于参与观察、实验、探索活动。
(2)有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
(3)培养学生的综合学习能力,激发学生的求知欲。
(二)教学重难点
1、重点:理解功的概念。
2、难点:判断力对物体是否做功,以及做功的计算。
(三)教学准备
木块、木板、细绳、弹簧测力计、小车,杠杆和支架、钩码、滑轮、细线、刻度尺(两个)。
提问学生回答日常生活中“功”的含义。思考力学里所说的“功”含义。
演示实验:在水平长木板用相同大小的力分别拉一木块和小车。
在实验基础上引入本课内容。
(四)教学过程
一、进行新课
1.由课前的演示实验引导学生总结出力学中关于“功”的确切含义:
如果一个力作用在物体上,并且使物体在力的方向上通过一段距离,这个力的作用就有了成效,力学里面就说这个力做了功。
2.请学生观察教材图15.1-1中力做功和15.1-2中力不做功的实例,分析、总结一下力学中的做功有哪些共同特点?分组讨论总结。
板书:力学中做功的两个必要因素:
一是作用在物体上的力
二是物体在这个力的方向上移动的距离
3.实例分析(突破难点)
举例说明在你的周围你发现有哪些做功的例子?比一比,看谁对生活观察得最仔细?学生可能举很多的例子?如起重机吊起重物、火箭升空、马拉车前进等等。教师对正确的例子予以肯定,对错误的例子引导改正。
接下来看老师这里的几个例子是否有做功的情况存在?
(1)举重运动员在把杠铃举高过程中是否对杠铃功。举在高处停留5秒过程中是否做功?
(2)小球在光滑水平地面做匀速直线运动,小球在竖直方向上受什么力的作用?是否做功?在水平方向上是否受力?是否做功?
(3)起重机使货物在水平方向上匀速移动一段距离,拉力对货物做功了吗?
引导学生根据以上事例分析、总结在什么情况下不做功?
通过以上的学习,知道了做功不能离开两个必要因素,缺一不可,又知道有三种情况下不做功,那么我们猜想一下,力学中的功的大小可能与哪些因素有关呢?指导学生带着问题去阅读教材。
二、功的计算
力学里规定,功等于力和物体沿力的方向上通过的距离的乘积。
板书:功的计算公式:
功=力×距离W=Fs
单位:焦耳,简称焦符号J
1焦=1牛•米(1J=1N•m)
出示例题,启发学生分析计算。
三、功的原理
1.启发学生提出探究的话题:使用机械是否省功。
2.指导学生探究实验。
3.分析实验数据,启发学生讨论归纳出功的原理
使用任何机械都不省功
注:这里强调使用机械所做的功都不小于直接用手所做的功。与后面的机械效率对应,指的是使用机械会做额外功。
请学生谈自己知道本节哪些知识,还想知道哪些内容及对本课的感受,教师进行情感激励。
(五)小结
(六)作业
动手动脑学物理
附:课后总结
第二节功率
(一)教学目标
1、知识与技能
(1)理解功率的公式。
(2)知道功率的单位。
2、过程与方法
通过对实例的分析,讨论、归纳,提高学生的分析、概括能力。
3、情感与价值观
通过对实例的分析,培养学生一切从实际出发的辩证唯物主义观点。
(二)教学重难点
1、重点:(1)功率的概念,物理意义。
(2)能用公式P=Wt解答相关的问题。
2、难点:理解功率实际上是表示能量转化快慢的物理量。
(三)教学过程
一、复习引入
1、做功的两个必要因素是什么?
2、说出功的公式和单位。
3、什么叫电功率?它的公式、单位是什么?
二、新课教学
问题:在施工现场,有一堆砖,需要搬到正在修建的楼房上去,我们可以采用几种方法搬上去呢?
多种方法:人分批搬上去;用滑轮组分批搬上去;用起重机一次吊上去。
这几种方法,做功哪个多?
有什么区别?
这几种方法所做的功是一样多的,可花的时间不同。我们说他们做功的快慢是不同的。就是说,物体做功时有快有慢。为了描述物体做功的快慢,我们引入了一个新的物理量,叫功率。
1、在物理学中用功率表示做功的快慢。单位时间内所做的功叫做功率。用P表示功率。
分析,用比值定义法。
P=Wt
P——功率W——功t——时间
2、功率的单位:J/s,即瓦特,简称瓦,用符号W表示。
其它功率单位:1kW=103W
注:分清表示物理量中W与表示单位中W的含义。
高中物理教案反思简短篇6
一、教学目标
1.在学习机械能守恒定律的基础上,研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况,学习处理这类问题的方法。
2.对功和能及其关系的理解和认识是本章教学的重点内容,本节教学是本章教学内容的总结。通过本节教学使学生更加深入理解功和能的关系,明确物体机械能变化的规律,并能应用它处理有关问题。
3.通过本节教学,使学生能更加全面、深入认识功和能的关系,为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学知识,为学生更好理解自然界中另一重要规律——能的转化和守恒定律打下基础。
二、重点、难点分析
1.重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律,掌握应用这一规律解决问题的方法。在此基础上,深入理解和认识功和能的关系。
2.本节教学实质是渗透功能原理的观点,在教学中不必出现功能原理的名称。功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点,要解决这一难点问题,必须使学生对“功是能量转化的量度”的认识,从笼统、肤浅地了解深入到十分明确认识“某种形式能的变化,用什么力做功去量度”。
3.对功、能概念及其关系的认识和理解,不仅是本节、本章教学的重点和难点,也是中学物理教学的重点和难点之一。通过本节教学应使学生认识到,在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。
三、教具
投影仪、投影片等。
四、主要教学过程
(一)引入新课
结合复习机械能守恒定律引入新课。
提出问题:
1.机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么?
评价学生回答后,教师进一步提问引导学生思考。
2.如果有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功,物体的机械能如何变化?物体机械能的变化和哪些力做功有关呢?物体机械能变化的规律是什么呢?
教师提出问题之后引起学生的注意,并不要求学生回答。在此基础上教师明确指出:
机械能守恒是有条件的。大量现象表明,许多物体的机械能是不守恒的。例如从车站开出的车辆、起飞或降落的飞机、打入木块的子弹等等。
分析上述物体机械能不守恒的原因:从车站开出的车辆机械能增加,是由于牵引力(重力、弹力以外的力)对车辆做正功;射入木块后子弹的机械能减少,是由于阻力对子弹做负功。
重力和弹力以外的其它力对物体做功和物体机械能变化有什么关系,是本节要研究的中心问题。
(二)教学过程设计
提出问题:下面我们根据已掌握的动能定理和有关机械能的知识,分析物体机械能变化的规律。
1.物体机械能的变化
问题:质量m的小滑块受平行斜面向上拉力F作用,沿斜面从高度h1上升到高度h2处,其速度由v1增大到v2,如图所示,分析此过程中滑块机械能的变化与各力做功的关系。
引导学生根据动能定理进一步分析、探讨小滑块机械能变化与做功的关系。归纳学生分析,明确:
选取斜面底端所在平面为参考平面。根据动能定理∑W=ΔEk,有
由几何关系,有sinθ•L=h2-h1
即FL-fL=E2-E1=ΔE
引导学生理解上式的物理意义。在学生回答的基础上教师明确指出:
(1)有重力、弹簧弹力以外的其它力对物体做功,是使物体机械能发生变化的原因;
(2)重力和弹簧弹力以外其它力对物体所做功的代数和,等于物体机械能的变化量。这是物体机械能变化所遵循的基本规律。
2.对物体机械能变化规律的进一步认识
(1)物体机械能变化规律可以用公式表示为W外=E2-E1或W外=ΔE
其中W外表示除重力、弹簧弹力以外其它力做功的代数和,E1、E2分别表示物体初、末状态的机械能,ΔE表示物体机械能变化量。
(2)对W外=E2-E1进一步分析可知:
(i)当W外>0时,E2>E1,物体机械能增加;当W外<0时,E2
(ii)若W外=0,则E2=E1,即物体机械能守恒。由此可以看出,W外=E2-E1是包含了机械能守恒定律在内的、更加普遍的功和能关系的表达式。
(3)重力、弹簧弹力以外其它力做功的过程,其实质是其它形式的能与机械能相互转化的过程。
例1.质量4.0×103kg的汽车开上一山坡。汽车沿山坡每前进100m,其高度升高2m。上坡时汽车速度为5m/s,沿山坡行驶500m后速度变为10m/s。已知车行驶中所受阻力大小是车重的0.01倍,试求:(1)此过程中汽车所受牵引力做功多少?(2)汽车所受平均牵引力多大?取g=10m/s2。本题要求用物体机械能变化规律求解。
引导学生思考与分析:
(1)如何依据W外=E2-E1求解本题?应用该规律求解问题时应注意哪些问题?
(2)用W外=E2-E1求解本题,与应用动能定理∑W=Ek2-Ek1有什么区别?
归纳学生分析的结果,教师明确给出例题求解的主要过程:
取汽车开始时所在位置为参考平面,应用物体机械能变化规律W外=E2-E1解题时,要着重分析清楚重力、弹力以外其它力对物体所做的功,以及此过程中物体机械能的变化。这既是应用此规律解题的基本要求,也是与应用动能定理解题的重要区别。
例2.将一个小物体以100J的初动能从地面竖直向上抛出。物体向上运动经过某一位置P时,它的动能减少了80J,此时其重力势能增加了60J。已知物体在运动中所受空气阻力大小不变,求小物体返回地面时动能多大?
引导学生分析思考:
(1)运动过程中(包括上升和下落),什么力对小物体做功?做正功还是做负功?能否知道这些力对物体所做功的比例关系?
(2)小物体动能、重力势能以及机械能变化的关系如何?每一种形式能量的变化,应该用什么力所做的功量度?
归纳学生分析的结果,教师明确指出:
(1)运动过程中重力和阻力对小物体做功。
(2)小物体动能变化用重力、阻力做功的代数和量度;重力势能的变化用重力做功量度;机械能的变化用阻力做功量度。
(3)由于重力和阻力大小不变,在某一过程中各力做功的比例关系可以通过相应能量的变化求出。
(4)根据物体的机械能E=Ek+Ep,可以知道经过P点时,物体动能变化量大小ΔEk=80J,机械能变化量大小ΔE=20J。
例题求解主要过程:
上升到点时,物体机械能损失量为
由于物体所受阻力大小不变,下落过程中物体损失的机械能与上升过程相同,因此下落返回地面时,物体的动能大小为
E′k=Ek0-2ΔE′=50J
本例题小结:
通过本例题分析,应该对功和能量变化有更具体的认识,同时应注意学习综合运用动能定理和物体机械能变化规律解决问题的方法。
思考题(留给学生课后练习):
(1)运动中物体所受阻力是其重力的几分之几?
(2)物体经过P点后还能上升多高?是前一段高度的几分之几?
五、课堂小结
本小结既是本节课的第3项内容,也是本章的小结。
3.功和能
(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理运动状态的物理量,物体运动状态发生变化,物体运动形式发生变化,物体的能都相应随之变化;做功是使物体能量发生变化的一种方式,物体能量的变化可以用相应的力做功量度。
(2)力对物体做功使物体能量发生变化,不能理解为功变成能,而是通过力做功的过程,使物体之间发生能量的传递与转化。
(3)力做功可以使物体间发生能的传递与转化,但能的总量是保持不变的。自然界中,物体的能量在传递、转化过程中总是遵循能量守恒这一基本规律的。
六、说明
本节内容的处理应根据学生具体情况而定,学生基础较好,可介绍较多内容;学生基础较差,不一定要求应用物体机械能变化规律解题,只需对功和能关系有初步了解即可。