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。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,教師要強調結點的問題,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果,應該立即可得出結論一: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,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.由此得到結論二:力的合成法則——平行四邊形定則。
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第四環(huán)節(jié):歸納總結
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(知識結構、思維結構和認知結構),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—建構主義學習理論。
建構主義學習理論認為:應把學習看成是學生主動的建構活動,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。
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,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。(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】
通過結合數(shù)學方法推導得出結論這一過程的學習,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,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)課實驗結論的總結,歸納得到物體的加速度跟它的質量及所受外力的關系,進而總結出牛頓第二定律,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,為什么它的質量比一般的小汽車質量小的多,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量.
三、牛頓第二定律的幾個性質
?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,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。
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疑。
②質疑: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果。
結論:滾動的球停下來,是摩擦阻力作用的結果。
③假設:若沒有摩擦阻力,沿水平面滾動的球將怎樣運動呢?
④猜想:若沒有摩擦阻力,球將永遠滾動下去。
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?小球將上升到多高的地方?
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,小球將滾到哪里去呢?
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《蝸牛》節(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,伽利略得出了結論。
(3)伽利略:若沒有摩擦阻力,沿水平面滾動的球將永遠滾動下去。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、笛卡爾的正確結論總結成為牛頓第一定律,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。
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)象能說明慣性和質量的關系嗎?
③慣性與質量:質量是慣性大小的量度。
質量只有大小,沒有方向,是標量。在國際單位制中,質量的單位是千克,單位符號為kg。
在初中質量定義為物體所含物質的多少;現(xiàn)在進一步從慣性的角度認識了質量;以后還要從物體間的引力認識質量。
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,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。