教案在起草的過程中,老師需要注意與時俱進,制定一份合理的教案,能夠幫助我們更好的提高自己的教學質(zhì)量,以下是范文社小編精心為您推薦的高中物理必修1教案5篇,供大家參考。
高中物理必修1教案篇1
一.教材簡析
本節(jié)課力的合成,是在學生了解力的基本性質(zhì)和常見幾種力的基礎上,通過等效替代思想,研究多個力的合成方法,是對前幾節(jié)內(nèi)容的深化。
本節(jié)重點介紹力的合成法則——平行四邊形定則,但實際這是所有矢量運算的共同工具,為學習其他矢量的運算奠定了基礎。
更重要的是,力的合成是解決力學問題的基礎,對今后牛頓運動定律、平衡問題、動量與能量問題的理解和應用都會產(chǎn)生重要影響。
因此,這節(jié)課承前啟后,在整個高中物理學習中占據(jù)著非常重要的地位。
二、教學目標定位
為了讓學生充分進行實驗探究,體驗獲取知識的過程,本節(jié)內(nèi)容分兩課時來完成,今天我說課的內(nèi)容為本節(jié)內(nèi)容的第一課時。根據(jù)上述教材分析,考慮到學生的實際情況,在本節(jié)課的教學過程中,我制定了如下教學目標:
一、知識與技能
.理解合力、分力、力的合成的概念.理解力的合成本質(zhì)上是從等效的角度進行力的替代.
.探究求合力的方法——力的平行四邊形定則,會用平行四邊形定則求合力.
二、過程與方法
.通過學習合力和分力的概念,了解物理學常用的方法——等效替代法.
.通過實驗探究方案的設計與實施,體驗科學探究的過程。
三、情感態(tài)度與價值觀
.培養(yǎng)學生的合作精神,激發(fā)學生學習興趣,形成良好的學習方法和習慣.
.培養(yǎng)認真細致、實事求是的實驗態(tài)度.
根據(jù)以上分析確定本節(jié)課的重點與難點如下:
一、重點
.合力和分力的概念以及它們的關系.
.實驗探究力的合成所遵循的法則.
二、難點
平行四邊形定則的理解和運用。
三、重、難點突破方法——教法簡介
本堂課的重、難點為實驗探究力的合成所遵循的法則——平行四邊形定則,為了實現(xiàn)重難點的突破,讓學生真正理解平行四邊形定則,就要讓學生親自體驗規(guī)律獲得的過程。
因此,本堂課在學法上采用學生自主探究的實驗歸納法——通過重現(xiàn)獲取知識和方法的思維過程,讓學生親自去體驗、探究、歸納總結(jié)。體現(xiàn)學生主體性。
實驗歸納法的步驟如下。這樣設計讓學生不僅能知其然,更能知其所以然,這也是本堂課突破重點和難點的重要手段。
本堂課在教法上采用啟發(fā)式教學——通過設置問題,引導啟發(fā)學生,激發(fā)學生思維。體現(xiàn)教師主導作用。
四、教學過程設計
采用六環(huán)節(jié)教學法,教學過程共有六個步驟。
教學過程第一環(huán)節(jié)、創(chuàng)設情景導入新課:
安排兩個同學共提一桶水,再請全班力氣的同學來提這一桶水,游戲雖簡單,但能迅速調(diào)動學生參與課堂的積極性。然后用圖片引導學生通過作用效果相同得出合力與分力的概念。由此引出——
第二環(huán)節(jié)、新課教學:
展示合力與分力以及力的合成的概念,強調(diào)等效替代法。舉例說明等效替代法是一種重要的物理方法。
那么如何來求合力呢?先簡單回顧初中所學同一直線上兩個力的合成方法:直接加減即可。再通過設置三個問題激發(fā)學生思維,引導學生猜想合力與分力究竟是什么關系呢?學生猜想五花八門,產(chǎn)生思維沖突,怎么辦呢?學生自然會想到通過實驗來尋求問題答案。由此引出——
第三環(huán)節(jié)、合作探究:
首先,教師展示實驗儀器,讓學生思考如何設計實驗,,如何進行實驗呢?學生面對器材可能會覺得無從下手。再次設置問題引導學生思維,讓學生面對儀器分組討論以下四個問題。
問題1要用動畫輔助說明。在問題2中,教師要強調(diào)結(jié)點的問題,用動畫說明。問題3中,直觀簡潔的描述力必須用力的圖示,用圖片說明。問題4讓學生注意測力計的使用,減小實驗誤差。通過對這四個問題的討論,再結(jié)合多媒體動畫的展示,使學生對探究的步驟清晰明了。
然后,學生分組實驗,合作探究,記錄合力與兩分力的大小和方向,作出力的圖示。實驗完成后請學生展示實驗結(jié)果,應該立即可得出結(jié)論一:比較分力與合力的大小,可得互成角度的兩個力的合成,不能簡單地利用代數(shù)方法相加減.
那合力與分力到底滿足什么關系呢?
此時要引導學生思考:既然從數(shù)字上找不到關系,哪可不可以從幾何上找找關系呢?學生會立即猜想出o、a、c、b像是一個平行四邊形的四個頂點,ob可能是這個平行四邊形的對角線.哪么猜想是否正確呢?親自實踐才有發(fā)言權(quán),學生動手作圖:以oa、oc為鄰邊作平行四邊形oacb,看平行四邊形的對角線與ob是否重合。
學生作圖后發(fā)現(xiàn)對角線與合力很接近。教師說明實驗的誤差是不可避免的,科學家經(jīng)過很多次的、精細的實驗,最后確認對角線的長度、方向,跟合力的大小、方向一致,說明對角線就表示f1和f2的合力.由此得到結(jié)論二:力的合成法則——平行四邊形定則。
進入
第四環(huán)節(jié):歸納總結(jié)
高中物理必修二教案
高中物理必修1教案篇2
一、教材分析
(一)、教材的地位和作用
本節(jié)是人教社物理選修3-1第一章第4、5節(jié)的內(nèi)容,本節(jié)處在電場強度之后,位于靜電現(xiàn)象前,起到承上啟下的作用。教材從電場對電荷做功的角度出發(fā),推知在勻強電場中電場力做功與移動電荷的路徑無關。利用定義法給出電勢的定義,并通過電勢描述等勢面,對學生能力的提高和對知識的遷移、靈活運用給予了思維上的指導作用。
(二)、學情分析
學生已學習了電荷及庫侖定律、電場強度的知識,對本節(jié)的學習已具備基礎知識,但不夠深入,仍需要通過本節(jié)的學習進一步培養(yǎng)和提高。
(三)、教學內(nèi)容
本節(jié)課為第一課時,主要內(nèi)容為概念的引入和對其物理含義的理解。
二、教學目標分析
根據(jù)高中新課程總目標(進一步提高科學素養(yǎng),滿足全體學生的終身發(fā)展需求)的要求和理念(探究性、主體性、發(fā)展性、和諧性)、本節(jié)教材的特點(思想性、探究性、邏輯性、方法性和哲理性融會一體)和所教學生的學習基礎(知識結(jié)構(gòu)、思維結(jié)構(gòu)和認知結(jié)構(gòu)),本節(jié)課的教學目標為:
知識與技能目標:1、理解電勢的概念,知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量,理解電勢差與零點電勢面位置的選取無關,熟練應用其概念及定義式uab?wab進行相關計q
算。明確電勢差、電勢、靜電力的功、電勢能的關系。2、理解電勢是描述電場的物理量,知道電勢與電勢差的關系uab??a??b,電勢與零勢面的選取有關,知道電場中沿著電場線的方向電勢的變化。
過程與方法目標:利用學生已經(jīng)掌握的知識進行類比、概括,講述新知識,培養(yǎng)學生對新知識的自學能力,以及抽象思維能力。通過與前面知識的結(jié)合,理解電勢能與靜電力做的功的關系,從而更好地了解電勢差和電勢的概念。
情感與價值觀目標:嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關的實際問題,增強科學探究的價值觀。
三、重難點分析
為更好地完成教學目標,本課教學重點為:理解和掌握電勢差、電勢、等勢面的概念及意義。在本節(jié)學習之前,學生已學習過其他力做功,如分子力做功使得分子勢能發(fā)生變化,彈簧的彈力做功引起彈性勢能的變化,因此本節(jié)教學的難點為把電勢、電勢面與前后知識區(qū)別、聯(lián)系,并能用此解決相關問題。
四、教學與學法分析
(一)、學法指導
教學矛盾的主要方面是學生的學。學是中心,會學是目的,因此在教學中要不斷指導學
生學習?,F(xiàn)代教育更重視在教學過程中對學生的學法指導,物理教學是以實驗為基礎的,重在啟發(fā)思維,教會方法。對于簡諧運動豐富的感性認識,在教學中,收集一些簡諧運動實例,巧用提問,評價激活學生的積極性,調(diào)動起課堂氣氛,讓學生在輕松,自主,討論的學習環(huán)境下完成學習任務。最后讓學生自由發(fā)言,舉出生活中一些簡諧運動,做到從實踐到理論,再從理論到實踐。
(二)、教法分析
本節(jié)課設計的指導思想是:現(xiàn)代認知心理學—建構(gòu)主義學習理論。
建構(gòu)主義學習理論認為:應把學習看成是學生主動的建構(gòu)活動,學生應與一定的知識背景即情景相聯(lián)系,在實際情況下學習,可以使學生利用已有知識與經(jīng)驗同化和索引出當前要學習的新知識,這樣獲取的知識,不但便于保持,而且易于遷移到陌生的問題情境中。
本節(jié)課采用“誘思引探教學法”。使用投影儀,形象、直觀的展示教學內(nèi)容,引導學生發(fā)現(xiàn)簡諧運動的規(guī)律及描述方式,把分析問題的機會留給學生。
五、教學過程
本節(jié)課的教學設計充分體現(xiàn)以學生發(fā)展為本,培養(yǎng)學生的觀察、概括和探究能力,遵循學生的認知規(guī)律,體現(xiàn)理論聯(lián)系實際、循序漸進和因材施教的教學原則,通過問題情境的創(chuàng)設,激發(fā)興趣,是學生在問題解決的探索過程中,由學會走向會學,由被動答題走向主動探究。
1、知識回顧。首先展示圖片,電場對放入其中的電荷有力的作用,此導體內(nèi)部電荷同樣有
力的作用,此力可以做功,所以電場也有能的性質(zhì)。
電勢、電勢差的概念比較抽象,在講解時可以通過引入重力場的有關概念進行類比,以增強知識的可感知性,有助于學生理解。因此接下來,復習有關功的知識以及重力做功和重力勢能的關系。功的量度:w?fscos?;重力做功只與位置有關,與經(jīng)過的路徑無關;重力做功與勢能的關系:wg??ep;重力勢能是相對的,有零勢能面。
進一步引導學生擴展思維,回顧所學知識,對新知識產(chǎn)生興趣。例如,我們還研究過其它力做功,如分子力做功使得分子勢能發(fā)生變化,彈簧的彈力做功引起彈性勢能的變化,那么電場力做功的情形又是怎樣的呢。
2、引入新課。
指出上圖:在某一點電荷+q形成的電場中,將同一電荷放入電場的不同位置a、b兩點,所受到的電場力是不同的,這是因為a、b兩點的電場強度不同,為了研究問題的方便,以勻強電場為例,勻強電場中,電荷從a點移動到b點,電場力的大小f?
eq為恒力,則電
場力做功大小為:w?eqscos?。在這里,w
類似如重力做功w
因此,將w?escos?是一個與電荷本身無關的量,?hcos?,也是與物體本身無關的物理量,只與重力場本身性質(zhì)有關。這一比值叫a、b兩點間的電勢差,用uab來表示。
繼續(xù)聯(lián)系重力勢能提出問題:物體在重力作用下移動的高度差越大,重力勢能的變化也越大,高度差即高度的差值,電勢差也就是電勢的差值,那么如何定義電場中各點的電勢?給一分鐘同學思考后,引導學生閱讀教材定義,uab?wab,若將b點的電勢定義為零電q
勢點,則a點的電勢等于單位正電荷由a點移動到b點——零電勢點時所做的功。因此,老師強調(diào),電勢通常用?表示,電場中某一點的電勢,等于單位正電荷由該點移動到參考點(零電勢點)時電場力所做的功。
3、強化和延伸知識點。
引導學生思考,指出電勢差與零點電勢的選取無關,但電勢是相對零點電勢而言的,與零點電勢的選取有關。然后課堂給出幾分鐘時間,由學生獨立完成一道例題:設電場中ab
2兩點的電勢差u?2.0?10v,帶電粒子的電量q?1.2?10?8c,把q從a點移動到b點,
電場力做了多少功?是正功還是負功?設ua?ub。
4、知識小結(jié)。(1)、電場中兩點間的電勢差,類似重力場中兩點的高度差,電勢差uab?wab,q
u與w、q無關。(2)、電場中某一點的電勢?,等于單位正電荷由該點移動到參考點時電場力所做的功,并且注意電勢的大小與參考點的選取無關。(3)、ub?b??,a?a
沿著電場線的方向,電勢越來越低。
5、布置作業(yè)。布置課后習題,要求學生課后獨立完成。
高中物理必修1教案篇3
?向心加速度》高中物理必修二教案
一、教學目標
?知識與技能目標】
理解向心加速度的概念,會計算向心加速度,了解向心加速度公式推導。
?過程與方法目標】
通過對實例的討論,認識勻速圓周運動的向心加速度指向圓心,提高綜合分析能力;通過對向心加速度關系式的推導,提升邏輯思維能力。
?情感態(tài)度價值觀目標】
通過結(jié)合數(shù)學方法推導得出結(jié)論這一過程的學習,提升思維能力和分析問題能力,培養(yǎng)探究問題的品質(zhì)和嚴謹求學的科學態(tài)度。
二、教學重難點
?重點】
理解向心加速度,掌握向心加速度的公式。
?難點】
向心加速度公式推導。
三、教學過程
環(huán)節(jié)一:導入新課
?教師】復習勻速圓周運動,提問:勻速圓周運動的勻速指什么?
?學生】大小不變
?教師】指出勻速圓周運動,速度方向時刻改變,依據(jù)牛頓運動定律,必然有加速度。提問加速度是什么?具有什么性質(zhì),又如何計算?帶著問題進入學習。
環(huán)節(jié)二:新課講授
?教師】演示地球繞太陽的勻速圓周運動,分析受力;演示光滑平面,小球在細線作用下繞圖釘做勻速圓周運動,分析受力。
?教師】通過例子,說明有力拉著物體做圓周運動,這個力產(chǎn)生了加速度,叫向心加速度,由牛頓第二定律知力的方向是加速度的方向,故向心加速度指向圓心。
?教師】向心加速度是一個矢量,方向指向圓心,大小如何計算。
板書設計:
向心加速度
方向
大小
推導
高中物理必修1教案篇4
教學目標
知識與技能
1.掌握牛頓第二定律的文字內(nèi)容和數(shù)學公式.
2. 理解公式中各物理量的意義及相互關系.
3.知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的.
4.會用牛頓第二定律的公式進行有關的計算.
過程與方法
1.通過對上節(jié)課實驗結(jié)論的總結(jié),歸納得到物體的加速度跟它的質(zhì)量及所受外力的關系,進而總結(jié)出牛頓第二定律,體會大師的做法與勇氣.
2.培養(yǎng)學生的概括能力和分析推理能力.
情感態(tài)度與價值觀
1.滲透物理學研究方法的教育.
2.認識到由實驗歸納總結(jié)物理規(guī)律是物理學研究的重要方法.
3.通過牛頓第二定律的應用能深切感受到科學源于生活并服務于生活,激發(fā)學生學習物理的興趣.
教學重難點
教學重點
牛頓第二定律的特點.
教學難點
1.牛頓第二定律的理解.
2.理解k=1時,f=ma.
教學工具
多媒體、板書
教學過程
一、牛頓第二定律
1.基本知識
(1)內(nèi)容
物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.
(2)表達式
f=kma,f為物體所受的合外力,k是比例系數(shù).
2.思考判斷
(1)牛頓第一定律是牛頓第二定律在合外力為零時的特例.(×)
(2)我們用較小的力推一個很重的箱子,箱子不動,可見牛頓第二定律不適用于較小的力.(×)
(3)加速度的方向跟作用力的方向沒必然聯(lián)系.(×)
探究交流
如圖所示的賽車,為什么它的質(zhì)量比一般的小汽車質(zhì)量小的多,而且還安裝一個功率很大的發(fā)動機?
?提示】為了提高賽車的靈活性,由牛頓第二定律可知,要使物體有較大的加速度,需減小其質(zhì)量或增大其所受到的作用力,賽車就是通過增加發(fā)動機動力,減小車身質(zhì)量來增大啟動、剎車時的加速度,從而提高賽車的機動靈活性的,這樣有益于提高比賽成績.
二、力的單位
1.基本知識
(1)國際單位
牛頓,簡稱牛,符號n.
(2)1n的定義
使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1_m/s2的加速度的力叫1 n,即1 n=1 kg·m/s2.
(3)比例系數(shù)的意義
①在f=kma中,k的選取有一定的任意性.
②在國際單位制中k=1,牛頓第二定律的表達式為f=ma,式中f、m、a的單位分別為牛頓、千克、米每二次方秒.
2.思考判斷
關于牛頓第二定律表達式f=kma中的比例系數(shù)k
(1)只要力f的單位取n就等于1.(×)
(2)在國際單位制中才等于1.(√)
(3)只要加速度單位用m/s2就等于1.(×)
探究交流
在一次討論課上,甲說:“由a=Δt(Δv)可知物體的加速度a與Δv成正比,與Δt成反比”,乙說:“由a=m(f)知物體的加速度a與f成正比,與m成反比”.你認為哪一種說法是正確的?
?提示】 乙的說法正確.物體的加速度的大小是由物體所受合力的大小和物體的質(zhì)量共同決定的,與速度的變化量及所用時間無關.其中a=Δt(Δv)定義了加速度的大小為速度變化量與所用時間的比值,而a=m(f)則揭示了加速度取決于物體所受合力與物體的質(zhì)量.
三、牛頓第二定律的幾個性質(zhì)
?問題導思】
1.加速度的方向與合力的方向有什么關系?
2.作用在物體上的力發(fā)生變化時,加速度是否變化?
3.作用在物體上的各個分力也能產(chǎn)生加速度嗎?
牛頓第二定律揭示了加速度與力和質(zhì)量的定量關系,指明了加速度大小和方向的決定因素,對牛頓第二定律,還應從以下幾個方面深刻理解.
是加速度的定義式,它給出了測量物體的加速度的方法,這是物理上用比值定義物理量的方法.
是加速度的決定式,它揭示了物體產(chǎn)生加速度的原因及影響物體加速度的因素.
例:如圖所示,一輛有動力驅(qū)動的小車上有一水平放置的彈簧,其左端固定在小車上,右端與一小球相連,設在某一段時間內(nèi)小球與小車相對靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài),若忽略小球與小車間的摩擦力,則在此段時間內(nèi)小車可能是( )
a.向右做加速運動 b.向右做減速運動
c.向左做加速運動 d.向左做減速運動
?審題指導】 解答該題注意應用以下程序
力和運動關系的定性分析
根據(jù)牛頓第二定律先由受力情況分析加速度,再由加速度與速度的關系分析運動性質(zhì),即同向加速運動,反向減速運動.
四、牛頓第二定律的簡單應用
?問題導思】
1.如果物體受到力的作用,就一定有加速度嗎?
2.求物體的加速度的方法有哪些?
3.應用牛頓第二定律解題的一般步驟是什么?
應用牛頓第二定律解題的方法一般有兩種:矢量合成法和正交分解法.
1.矢量合成法:若物體只受兩個力作用時,應用平行四邊形定則求這兩個力的合力,再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物體所受合力的方向.反之,若知道加速度的方向也可應用平行四邊形定則求物體所受的合力.
2.正交分解法:當物體受多個力作用時,常用正交分解法求物體的合外力.應用牛頓第二定律求加速度,在實際應用中常將受力分解,且將加速度所在的方向選為x軸或y軸,有時也可
例:質(zhì)量為m的木塊,以一定的初速度沿傾角為θ的斜面向上滑動,斜面靜止不動,木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,如圖所示.
(1)求向上滑動時木塊的加速度的大小和方向.
(2)若此木塊滑到最大高度后,能沿斜面下滑,求下滑時木塊的加速度的大小和方向.
?審題指導】 解答本題時可按以下思路進行分析:
?解析】 (1)以木塊為研究對象,因木塊受到三個力的作用,故采用正交分解法求解,建立坐標系時,以加速度的方向為x軸的正方向.木塊上滑時其受力分析如圖甲所示,根據(jù)題意,加速度的方向沿斜面向下,將各個力沿斜面和垂直斜面方向正交分解.根據(jù)牛頓第二定律有
mgsinθ+f=ma,n-mgcosθ=0
高中物理必修1教案篇5
教學準備
教學目標
1、知識與技能
⑴體會伽利略的理想實驗思想。
⑵理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義;理解力和運動的關系。
⑶理解慣性的概念,知道質(zhì)量是慣性大小的量度。
2、過程與方法
⑴通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定律的形成過程。
⑵理解理想實驗是科學研究的重要方法。
3、情感態(tài)度與價值觀
⑴通過運動和力的關系的歷史探究過程,使學生體會規(guī)律的形成都有一個從感性到理性、從低級到高級的產(chǎn)生、發(fā)展和演變的過程。
⑵通過理想斜面的教學,體會理想實驗的魅力。
教學重難點
?重點】加深對牛頓第一定律和慣性的理解。
?難點】轉(zhuǎn)變經(jīng)驗概念,明確慣性是物體的一種屬性,任何物體都具有,牛頓定律是慣性現(xiàn)象的規(guī)律總結(jié)。
教學過程
(一)創(chuàng)設游戲,引入課題
撕紙游戲
猜一猜:
1、一張紙已剪成兩截,但未完全剪斷,如果迅速用力撕兩邊,紙會斷成幾截?
2、現(xiàn)在把紙剪成三截,但未完全剪斷,如果迅速用力撕兩邊,紙會斷成幾截?
大家不要動手,先猜一猜。
3、如果在中間的紙下面夾一個夾子,然后迅速撕兩邊,紙會斷成幾截?
請大家想一想:為什么是這樣一個結(jié)果呢?怎樣解釋我們的游戲呢?其實,在我們的游戲中還涉及到一個古老的話題──力和運動:用力撕紙,紙條斷開運動起來。運動和力之間到底有什么關系呢?帶著這些問題,我們一起來體驗古人的探究過程,學習古人的探究方法,進一步理解論述運動和力關系的牛頓第一定律。
(二)回顧歷史,探究定律
1、情景設問,經(jīng)驗猜想
在人類歷史的長河中,運動和力如影隨形,總是和人們的生活、生產(chǎn)密切相關。比如:馬拉車則車前進,不再拉,前進的車會停下來;人象推車則車前進,不再推,前進的車會停下來;踢球,球沿草地向前滾動,不再踢,滾動的球會慢慢停下來。
思考:運動和力之間有什么關系呢?
最早提出這個問題并給出經(jīng)驗猜想的是古希臘學者亞里士多德。
他根據(jù)生活生產(chǎn)經(jīng)驗猜想: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。運動需要力維持。
他的觀點來自實際經(jīng)驗,還能用實際經(jīng)驗驗證,所以被人們廣泛接受,并維持了近兩千年。
設問:我們現(xiàn)在知道,他的觀點是錯誤的。那么他有貢獻嗎?
亞里士多德的貢獻:開創(chuàng)了一個新的研究領域。
首先質(zhì)疑并深入研究的是十六世紀的伽利略。他觀察了球的滾動。
2、質(zhì)疑假設,科學猜想
當球沿斜面向下滾動時,它的速度增大,而向上滾動時,速度減小。他由此猜想:當球沿水平面滾動時,它的速度應該不增不減。實際觀察的結(jié)果是:沿水平面滾動的球越來越慢,最后停下來。
①現(xiàn)象:沿水平面滾動的球越來越慢,最后停下來。
按照亞里士多德的觀點,球停下來是因為沒有力的作用。伽利略恰恰從這一現(xiàn)象出發(fā),對亞里士多德的觀點提出質(zhì)疑。
②質(zhì)疑:滾動的球之所以停下來,真的是因為沒有力的作用嗎?
設問:球停下來的原因是什么呢?
在伽利略之前,人們還沒有意識到摩擦力這種無形的力,伽利略是第一個意識到摩擦力的人。
他改變了水平面的粗糙程度,發(fā)現(xiàn):水平面越光滑,球滾得越遠。于是,他推斷這是摩擦阻力作用的結(jié)果。
結(jié)論:滾動的球停下來,是摩擦阻力作用的結(jié)果。
③假設:若沒有摩擦阻力,沿水平面滾動的球?qū)⒃鯓舆\動呢?
④猜想:若沒有摩擦阻力,球?qū)⒂肋h滾動下去。
過渡:伽利略設計了一個雙斜面實驗。
3、實驗探究,得出結(jié)論
(1)雙斜面實驗
左斜面固定,右斜面傾角可變。實驗中我們設定小球始終從左斜面定位卡處由靜止釋放。
①固定右斜面,改變小球所受的摩擦,觀察小球上升的高度怎樣變化。重復一次。
思考:
1、小球所受摩擦阻力的大小與小球上升的高度之間有什么關系?
2、摩擦阻力的大小與釋放點到上升的點的高度差是什么關系?
3、如果沒有摩擦,小球會上升到多高的地方?
②減小右斜面傾角,觀察小球沿斜面運動的最遠距離怎樣變化。重復一次。
思考:
1、減小右斜面傾角,小球沿斜面運動的最遠距離如何變化?
2、如果沒有摩擦,減小右斜面傾角,沿斜面滾動的最遠距離怎樣變化?小球?qū)⑸仙蕉喔叩牡胤剑?/p>
③將右斜面放平,釋放小球,觀察小球的運動。
思考:
1、如果水平木板足夠長,小球會停下來嗎?
2、如果沒有摩擦,水平木板足夠長,小球?qū)L到哪里去呢?
過渡:現(xiàn)在通過動畫來模擬沒有摩擦阻力時小球的運動。我們?yōu)閯赢嬇淞艘欢卧拕 ?/p>
(2)動畫模擬
(老師扮演伽利略,學生扮演小球。)
伽利略:小球先生(小姐),如果沒有摩擦,你會爬上什么高度呢?
小球:我會搭乘夢想的階梯一步一步往上爬,直到爬上原來的高度。
伽利略;如果我減小右斜面的傾角,你還會爬到原來的高度嗎?
小球:夢想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更長了。
伽利略:如果我繼續(xù)減小右斜面的傾角呢?
小球:我心依舊,只是又多了一段山水之程。
伽利略:如果我把右斜面放平,你還會為了自己的夢想而前行嗎?
小球:路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。既然選擇了高度,留給世界的便只能是背影。
播放周杰倫的《蝸?!饭?jié)選:我要一步一步往上爬/在點乘著葉片往前飛/小小的天留過的淚和汗/總有一天我有屬于我的天
希望同學們像小球一樣懷著夢想,沿著人生的軌道一步一步往前行!總有一天,你有屬于你的天!
過渡:伽利略的雙斜面實驗是一個理想實驗。
(3)理想實驗的魅力:
實驗(事實)+邏輯推理
通過可靠的實驗事實,加上合理的邏輯推理,得出規(guī)律的一種方法。
理想實驗的魅力:實驗不能實現(xiàn)的地方,思維向前一步。
這種方法非常了不起!愛因斯坦是這樣評價的:伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科學的推理方法是人類思想最偉大的成就之一,而且標志著物理學的真正開端。這個評價實事求是,從亞里士多德到伽利略,經(jīng)歷了2000多年,物理學徘徊不前;從伽利略到愛因斯坦,只經(jīng)歷300多年,物理學的大廈初步建立,大師輩出。這都得益于伽利略首創(chuàng)的實驗研究方法。
過渡:通過雙斜面理想實驗,伽利略得出了結(jié)論。
(3)伽利略:若沒有摩擦阻力,沿水平面滾動的球?qū)⒂肋h滾動下去。運動不需要力維持。
回顧、思考:
①靜止的車、足球為什么運動起來?
②運動的車、足球為什么會停下來?
③力和運動之間有什么關系?
力是改變物體運動狀態(tài)的原因。
設問:運動狀態(tài)是用什么物理量描述?
車由靜止變?yōu)檫\動,受到了推、拉力;由運動變?yōu)殪o止,受到了摩擦阻力。足球由靜止變?yōu)檫\動,受到了腳的力;由運動變?yōu)殪o止,受到了草地的摩擦阻力。
過渡:與伽利略同時代的法國科學家笛卡爾對他的觀點進行了補充。
4、補充完善,形成定律
(1)笛卡爾的補充:除非物體受到力的作用,物體將永遠保持其靜止或運動狀態(tài),永遠不會使自己沿曲線運動,而只保持在直線上運動。這應成為一個原理,它是人類整個自然觀的基礎。
笛卡爾補充了物體不受力時保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。
過渡:1642年,伽利略逝世,1643年牛頓在英國誕生。牛頓是人類歷最偉大的科學家之一。主要貢獻有發(fā)明了微積分,發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律和經(jīng)典力學,設計并制造了第一架反射式望遠鏡等等。
牛頓在1687年出版的《自然哲學的數(shù)學原理》一書中提出了三條運動定律。牛頓把伽利略、笛卡爾的正確結(jié)論總結(jié)成為牛頓第一定律,它是牛頓物理學的基石。
(2)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)。
過渡:現(xiàn)在我們來理解定律。
(三)理解定律,了解慣性
思考:牛頓第一定律中論述的運動和力的關系是怎樣的?
1、運動和力的關系:力是改變物體運動狀態(tài)的原因。
物體不受力,保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài);運動狀態(tài)變化,物體一定受到力的作用。
思考:物體不受力時“總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”,這能不能通過實驗驗證呢?
不能。由于不受力作用的物體是不存在的。許多阻力很小的現(xiàn)象可以幫助我們理解牛頓第一定律。
2、阻力很小的現(xiàn)象:冰壺
從視頻可以看出,冰壺在一段時間內(nèi)速度的大小和方向幾乎不變,直到碰上另一個冰壺。
思考:定律中還論述了什么呢?
3、慣性:
①概念:物體保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。
設問:一切物體都有慣性。做變速運動的物體有慣性嗎?
當物體做變速運動時,由于慣性,物體會抵抗速度的改變,從而使速度的改變需要一段時間。比如汽車緊急剎車時不會立即停下來,而是繼續(xù)向前滑行一段距離。
②一切物體有慣性,有抵抗運動狀態(tài)變化的“本領”。
物體慣性大,“本領”大,運動狀態(tài)難改變;物體慣性小,“本領”小,運動狀態(tài)易改變。
思考并猜想:物體的慣性大小和什么因素有關?
游戲:用嘴吹書
提起書,用力氣吹垂下的封面;用手提起封面,用力氣吹垂下的書。
思考:你觀察到了什么現(xiàn)象?這個現(xiàn)象能說明慣性和質(zhì)量的關系嗎?
③慣性與質(zhì)量:質(zhì)量是慣性大小的量度。
質(zhì)量只有大小,沒有方向,是標量。在國際單位制中,質(zhì)量的單位是千克,單位符號為kg。
在初中質(zhì)量定義為物體所含物質(zhì)的多少;現(xiàn)在進一步從慣性的角度認識了質(zhì)量;以后還要從物體間的引力認識質(zhì)量。
過渡:現(xiàn)在,就可以解釋撕紙游戲了。
(四)再設情景,規(guī)律應用
1、思考:怎樣解釋撕紙游戲?
有夾子,增大了中部的質(zhì)量,增大了慣性。當迅速撕開兩邊時,中部仍保持靜止狀態(tài),所以撕成三截。無夾子,中間紙條慣性很小,靜止狀態(tài)易改變。由于撕開紙條的力左右有差異,所以撕成兩截。
過渡:了解了慣性的知識,我們還能用它判斷是非。
2、美國空軍ufo檔案記載,1952.12.6黎明前,一架b29轟炸機在墨西哥灣上空訓練時,一個很大的不明飛行物以4000km~15000km的時速靠近、經(jīng)過、遠離它。在目擊描述中,不明飛行物能迅速增減速度,甚至還能驟然停止。
思考:1.如果沒有特別的裝置,ufo驟然停止時,外星人飛行員的命運是怎樣的?
2、人們想象外星人持有慣性消除器,用來消除自身的慣性,以便應對速度的迅速變化,你怎么看?
我們利用慣性的知識發(fā)現(xiàn)了ufo檔案記載中的疑點。希望大家在遇到問題時利用所學知識,冷靜分析。
(五)課堂總結(jié),課外探究
1、了解了運動和力關系的探究過程。
在探究過程中,亞里士多德是開拓者。伽利略首創(chuàng)了理想實驗方法;笛卡爾補充了伽利略的觀點;牛頓提出了慣性、力、慣性參考系的概念。
2、體會了理想實驗的魅力:實驗(事實)+邏輯推理
3、深入理解了牛頓第一定律,知道了質(zhì)量是慣性大小的量度。
4、后來愛因斯坦等科學家又進一步發(fā)展了牛頓第一定律。沒有哪一個定律是終極真理,物理學的大廈永不封頂,還等待你們?yōu)樗泶u加瓦!
課外探究:有人說劉謙的螺絲魔術了牛頓第一定律:不給螺帽力的作用,螺帽也能運動起來。你怎么看?請在百度中搜索“劉謙螺絲魔術揭秘”,弄清劉謙螺絲魔術的原理。
效果分析:
因為本節(jié)內(nèi)容在初中已有接觸,所以在本節(jié)課的設計中,我想能不能讓學生通過對本課的預習和課外查閱資料,由學生參與互動,最后老師以總結(jié)者的身份來點評和補充效果好。
特別是實驗、視頻、小品的使用,激發(fā)了學生興趣,促進了教學。
關于力和運動關系的發(fā)展過程是很好的物理學史的教材,如何讓學生在一堂課中體驗這種物理規(guī)律形成過程是我們所要思考的。