7.1力
【 教学目标 】
1. 知识与技能
(1) 了解力是一个物体对另一个物体的作用,能分析简单情况下受力物体和施力物体;
(2) 知道物体间力的作用是相互的;
(3) 知道力的两种作用效果;
(4) 培养学生的观察能力和初步分析概括能力。
2. 过程与方法
经历实验分析、演示、讲解、讨论与分析过程。
3. 情感、态度和价值观 通过教学活动,使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的道理
【 教学重点 】
力的概念
【 教学难点 】
力的概念以及物体间力的相互性。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |||
一、力的概念 | 演示实验:手握握力计、折弯铜条、棒击小球、弹簧拉钩码。以上实验可用投影仪展示,以利于学生观察。 引导学生记录,分析情况。提问:以上实验都有哪些特点?你们还能举出哪些这样的例子? | 观察老师演示实验,观察投影仪展示试验情况。引导学生讨论得出结果:以上实验都是一个物体对另一个物体的作用,它们有的外形发生了变化,有的运动状态发生了改变。 学生再举出一些力的作用的例子:运动员举重、踢足球、拉车、折树枝 …… | ||
通过观看实验与学生讨论发言,使学生明白:力是物体对物体的作用。 | 学生明白力的概念。 | |||
二、力的作用效果 | 带领学生总结上面实验,对实验结果以及学生举例结果进行归类。 | 学生对上面实验结果进行总结归类,最后归于两类:一种是物体的外形发生了变化,另一种是物体的运动状态发生了改变。 | ||
老师对学生的结果进行总结:力可以使物体发生形变(伸长、缩短、弯曲、扭转等),也可以使物体的运动状态发生改变(动到静、静到动、 快到慢、慢到快、方向改变等)。提问:你们还能举出哪些形变的例子,以及运动状态发生改变的例子? | 形变例子:挤压气球(变扁)、拉长弹簧(伸长)、折弯铜条(弯曲)、扭转塑料尺(扭转) …… 运动状态改变:踢球(静到动)、守门员扑球(动到静)、火车刹车(快到慢)、火车启动(慢到快)、打乒乓球(方向改变) …… | |||
演示实验:带有橡胶塞,塞上有玻璃管的玻璃瓶,装满水,手握,水上升。提问:瓶子是不是发生了形变?引导学生讨论分析。 | 学生观察实验,讨论得出结论:瓶子发生了形变。 | |||
老师总结:生活中有很多形变很微小,用肉眼观察不到。 | 学生对形变有了进一步的理解。 | |||
三、演示、思考 | 利用多媒体演示实验: (1) 磁铁吸引铁钉; (2) 丝绸摩擦过的玻璃棒吸引纸屑。 请学生观察,思考讨论。提问:以上两个实验有什么共同特点? | 学生观察实验,讨论分析得出结果: 以上实验中两物体之间都没有接触。 | ||
老师总结:相互接触的物体间能发生力的作用,不相互接触的物体间也能发生力的作用。 提问:你们还能举出哪些这样的例子? | 学生举例:有些衣服吸引毛发,在毛发上摩擦过的塑料尺同样吸引纸屑 …… | |||
四、施力物体与受力物体 | 老师演示实验:木板上有一铁钉,木板后有一磁铁(隐藏),移动磁铁,铁钉运动。提问:铁钉为什么会运动? | 学生观察实验,讨论分析得出结果:铁钉运动是因为它受到力的作用,猜测 ( 木板后有磁铁 )。 | ||
老师肯定学生的猜测,总结:当有物体受到力的作用时,必然有物体对它施加了这个作用。 | 学生知道施力物体与受力物体的概念。 | |||
让学生分析教材图8-1-1中谁是受力物体?谁是施力物体? | 学生通过分析,对施力物体及受力物体有了进一步的了解 。 | |||
五、力的作用是相互的 | 老师做实验: (1) 弹簧拉钩码。 多媒体放映: (2) 小车撞击绷紧的橡皮筋。 (3) 两人站在冰上,一人用力推另一人。 带领学生讨论、分析。提问:谁是施力物体?谁是受力物体? | 观看实验:弹簧拉钩码时自身也被拉长;小车撞击橡皮筋时自身运动方向改变;一人推另一人自身也被向后推。分析:当弹簧是施力物体时,钩码是受力物体,反之,当钩码是施力物体时,弹簧是受力物体。其他也是这样。 | ||
老师通过大量实例使学生明白:两物体发生力的作用时,每一个物体即是受力物,同时又是施力物。它们的力是相互的,是成对出现的。 | 学生明白力的作用是相互的概念 | |||
六、课堂小结 | 通过观看实验、投影、录像、思考、讨论、交流。使学生掌握:力的概念;力的作用是相互的;力的两种作用效果。 | |||
七、课堂作业 | “发展空间”中的练习 | |||
【 实践活动 】
让学生对生活中常见的力的作用的现象做一个调查。通过调查,使学生认识到身边力的现象的普遍,同时将自己在课堂学到的物理知识在生活中应用,增加其对物理科学的兴趣。
【 教学反馈 】
教学活动是学生在教师的组织、引导下,学生积极主动探索的过程。探索是经过某些活动完成的,教师的教学过程应当是设计一系列的活动让学生参与,在参与过程中培养学生的观察能力、分析问题、解决问题的能力,掌握知识与技能,体验解决问题的过程,学习解决问题的方法。本节可通过设计观看有关力的作用的演示实验、录像以及学生自己动手的活动,提高学生兴趣、吸引学生注意力,在观察中思考、学习。学生的课堂反应积极主动,学习轻松活泼,印象深刻,掌握牢固。
“力”说课
本节课选自教科版物理八年级下册,主要内容有:什么是力、力的作用是相互的、力的作用效果。
一、教材分析
力学是物理学的基础,力的概念是贯穿力学乃至整个自然科学最基本的重点概念之一。建立力的概念有一个逐步加深和扩展的过程。在初中,先让学生初步理解力是物体对物体的作用,知道物体间力的作用是相互的,体验力产生的效果;在此基础上逐步加深学习力的三要素,力的图示,分析研究常见的几种力,如重力、弹力、摩擦力、浮力等,同一直线两力的平衡及合成,简单机械中力的运用,压强,功和功率等;到高中进一步从矢量的角度深化力的概念。因此,本节是初中物理的重点。
二、学情分析
力学教材中很多内容学生已具有比较丰富的感性认识,这对教学是有利的。但实践又证明,学生在学习力学时,头脑中存在着较多的先入为主的错误认识,特别是关于力的概念以及力和运动之间的关系,如:1、只有有生命的人或动物才能施加力,或认为只有某些物体才能施力;2、力的作用是单方面的,如认为“地球吸引人,人不吸引地球”;3、相互接触的物体间才有力的作用;4、只有在力的作用下,物体才能运动等。这些已具有的“经验”在教学中会干扰学生形成正确的概念,再加上初中学生的辨识能力及抽象思维能力相对薄弱,也给力的概念的形成带来了一定的困难。
三、教学目标
通过以上的分析,我将本课的教学目标确定如下:
【知识技能目标】:
✧ 知道力是物体对物体的作用;
✧ 知道物体间力的作用是相互的;力总是成对出现的。
✧ 会分析已知力的受力物和施力物
✧ 知道力可以使物体发生形变也可以使物体的运动状态发生改变。
【过程和方法目标】:
✧ 通过活动,培养学生的求异意识和发散思维能力。
✧ 通过体验力的作用,探索力的效果,培养学生的观察和实验能力。
✧ 在建立力的初步概念的过程中,培养学生的比较、抽象、归纳能力。
✧ 培养学生表述自己的观点,初步具有评估和听取反馈意见的能力。
【情感和态度目标】:
✧ 经历力的的概念的形成过程,接受辩证唯物主义思想,形成科学的世界观。
✧ 保持对力现象的好奇,具有对科学的求知欲,有将自己的见解公开并与他人交流的欲望。
✧ 使学生敢于提出与别人不同的见解,也勇于放弃或修正自己的错误观点。
四、教学重、难点
✧ 教学重点:建立力的概念,能指出已知力的施力物和受力物
✧ 教学难点:在引导学生形成力的概念时,寻求现象的共性,从而形成对力的清晰认识。
五、教学方法
学生的个人知识和生活经验是学习本课重要的课程资源。教师需要从学生的真实问题出发,激活学生头脑中的个人知识和生活经验,引导学生通过自主探究、合作交流等活动,让他们在原有生活经验的基础上,对知识进行自我建构,这样才能有效地将新知识纳入到原有的认知结构中去。为了达到这一目的,我主要运用实验、活动、诱导、探究等教学方法,并贯穿使用启发式和讨论式。总之,指导学生去体验。这样做,一方面符合了辩证唯物法所讲的理论和实际相结合原则,另一方面也是教师的主导作用和学生的主体作用相结合的基本原则的体现。
六、 学法指导
“力”的概念较抽象,但由于学生对“力”有了一定亲身体验,这对本节知识的学习很有帮助, 针对学生的认知特点,我将主要指导学生 “会根据已有的经验、知识,根据实例进行分析、归纳、概括”,会通过活动或实验,自己去观察、思考,得出结论。一句话,让学生学会在体验中学。
七 、教学程序
教学预设为四个环节:
(一)、活动激趣——引入
【活动】:将一系有细绳的钩码放在举起的书上,同学们要想出尽量多的方法使钩码动起来,要求表述清楚具体,方法多而新。
尽管学生还没有建立力的概念,但关于力的经验很多,经验中的力现象比较复杂,认识有正确的也有不正确的。这一环节的目的是导向。就是提供一个特定的情景,激励学生将研究对象锁定在钩码上,来施加或通过其他物体来施加各种各样的作用(如摩擦、拉、提、托、吸引等),来达到使钩码从静到动的目的,而这些作用,就是力。这一设计主要从两方面考虑:第一,可以快速吸引学生注意,激励学生积极思考,使他们主动参与到本课的教学中来。同时树立创新意识,培养求异思维,鼓励学生多表达他们心中的想法,激发他们将自己的见解公开并与他人交流的欲望。其二,能够引导学生从比较简单的问题入手,通过活动、观察、交流,体验物体对钩码的的各种力的作用,对力形成初步认识,便于在下一环节的分析、归纳,得出力的概念,为进一步研究力作铺垫,也为力的作用效果打好伏笔。
(二) 、启思导创——什么是力
【我的发现】:在上一环节的基础上,请同学们通过对课本第二页的图片观察,分析说出图片中所描述的力,如人对车的推力,让学生思考这些力的现象的背后都涉及到哪些物体,比较这些力的作用的共性和区别,通过交流讨论,分析设问,引导学生理解:生活中很常见的 “推、拉、提、压、举” 等作用,都是力;不仅仅只是人能对物体施加力的作用,物体对物体也能施加力;不接触的物体间也可能有力的作用。归纳出力是物体对物体的作用(力是作用在两个物体之间的),并引出施力物体和受力物体两个概念。
引导学生建立力的初步概念的过程,实质是在学生已有经验和知识的基础上,培养学生的比较、分析、抽象、归纳的能力的过程。循序渐进,引导学生逐步加深对力的认识。对突破难点起到了非常重要的作用。
【我的分析】使学生分析说出前面所涉及力的施力物和受力物,以得到有效的练习。
为了充分利用学生已有的知识与经验,使学生理解力不能离开物体而独立存在,只要有力就一定有施力物和受力物,我设计了【我的擂台】这个小活动,使一组同学出题,另一组同学说出施力物和受力物。突出了本课重点。
(三)、亲身体验——力的作用是相互的
本环节还是注重从学生的经验中来
【活动体验一】:假设面前是一堵“危墙”,要用力把它推倒,要求保护好自己不受伤,使学生体验身体的感觉。引发学生思考。
【活动体验二】:使学生用力拍桌子,体验手的感觉。
通过分析比较,让学生发现人在对一个物体施加力的同时,也受到这个物体的力的作用。
学生回顾活动一中钩码受到力的同时是否也施加了力。
得出结论:力的作用是相互的,力总是成对出现的。
充分调动了学生参与教学活动的积极性。学生在活动中的亲身体验,使他们对力的认识直观具体而又清晰深刻。
解释现象:鸡蛋碰石头
最后进行启发式思维发散讲解,引导学生得出“地球吸引人” ,同时,“人也吸引地球”的结论。以此进一步说明力是物体间的相互作用,以及怎样来确定施力物体与受力物体。
与经验完全不同的新奇的观点让学生对力的理解更为深刻,并树立了正确的世界观和唯物主义观。
看看谁最棒:要求学生再次观察课本第二页的图片,找出与之成对的力,并分析说出该力的施力物和受力物。
紧接着,趁热打铁:让学生自己举例来说明力的作用是相互的
在以上教学中,以大量的经验和事实为依托,层层深入,步步为营,通过分析、归纳、总结,使学生对力的概念有了清晰而深刻的认识,完成了对原有知识和经验的重新构建。突出了重点,难点也得以突破。
而力的作用效果一部分内容则不要求学生深入进行探究,只要知道力可以使物体变形也可以使物体的运动状态发生改变。为以后学习“牛顿第一定律”,力改变了物体的运动状态作好铺垫。
(四)、观察思考——力的作用效果
通过第一环节中的活动,同学们知道了力能使静止的物体动起来,力还能不能产生什么其他效果呢?请同学们观察视频,要求分析说明并另举一实例。分别得出力能使物体由静到动、由动到静、由快到慢、由慢到快、改变运动的方向,还可以使物体的形状发生变化等。教师最后引导聚合思维,把力的作用效果归为两种:使物体的运动状态发生改变,或使物体发生形变。
思考:
1教室里,一同学看着窗外说:好大的风啊!他是如何看出风很大的?他能看到风吗?我们看到的是力作用在物体上所产生的效果。体会力与力的效果的必然的联系性。
2介绍冥王星的发现和被开除情况,鼓励学生课外查阅。激起学生对自然界的好奇,使学生对科学产生敬畏之情。
3接下来为学生设立门槛:玻璃瓶受轻微挤压,会不会发生形变。这里可以让学生猜测。不管学生是猜测会还是不会,都要让他说出猜测的依据,并提醒能不能设立一个实验来证明。当然,这个实验的设计对初二学生而言有一定的难度,因此可让学生回顾已学过的温度计结构中用细管能较大体现变化的现象的结构特点,达到知识迁移的目的。如果学生还不能很好的解答这个疑惑,则可以在展示实验器材之后通过师生互动、生生互动达成这一环节的教学目标。
(五)、赛一赛 由学生对本课相关知识提出问题,指定同学回答。
这一环节是练习,在巩固和运用本课知识的同时,使学生切身体会力就在我们身边,无处不在。保持对力现象的亲近感和好奇心,具有对科学的求知欲。
其实在这一环节我还设计了另一种方案,鉴于以往由于各种各样的原因,学生并没有进入想象中的状态,这一方案或许实施起来比较困难或效果不会太好,我会用图片来设置情景完成练习这一环节,将本课知识与生产生活实际相联系,并培养学生发现问题和解决问题的能力以及发散思维能力。
作业:故事:两艘敌对的战船
要求学生分析其中的原因,通过对故事的分析,使学生掌握本节相关知识,并培养学生搜集有效信息的能力,同时感受自然科学的奇妙。
7.2力的描述
【 教学目标 】
1. 知识与技能
(1) 知道如何比较物体运动的快慢;
(2) 了解速度的概念,能用速度描述物体的运动;
(3) 理解速度公式,能用速度进行简单的运算;
(4) 通过对物体运动快慢的分析比较,培养学生的分析概括能力和初步的探究能力;
(5) 培养学生理论联系实际、应用物理知识解决实际问题的能力。
2. 过程与方法
(1) 实例分析、对比、讨论;
(2) 初步体会双元相关物理量建立的一般思维方法。
3. 情感、态度和价值观
结合刘翔获得奥运会冠军的事例,对学生进行爱国主义教育。
【 教学重难点 】
速度的得出和理解是本课的重点与难点。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、 如何比较物体运动的快慢 | 展示3组6幅画面,这是自然界和社会中一些物体运动的描述,提到运动我们都会想到有的运动快,有的运动慢。提出问题:在这些画面中,你是怎么比较鹰和箭鱼,蜗牛和树獭运动快慢的。鹰捕鱼和磁悬浮列车飞驰哪个运动得更快? | 学生观察画面 第一组:喷气式飞机每小时飞行950Km,磁悬浮列车最快每小时行驶430Km; 第二组:蜗牛1h只爬出5m,树獭爬5m竟要用25 s; 第三组:鹰捕鱼时0.1秒就能飞出5m,箭鱼能在0.1秒内游出2.8m。 学生讨论,一些可能说用路程来度量,一些可能说用时间来度量。 回答:比较鹰和箭鱼时我们是看它们在0.1s里运动的距离,鹰在0.1s内飞出了5m,比箭鱼的 2.8m快; 比较蜗牛和树獭是看它们爬出5m用了多少时间,蜗牛用了1h,而树獭用了25s,所以树獭快; 学生在比较鹰捕鱼和磁悬浮列车时遇到了困难。 |
教师:大家已经知道了在相同的时间内,物体经过的路程越长,它就运动得越快;物体经过相同的路程,所用的时间越短,它就运动得越快。 |
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可是当物体在不同的时间内通过的路程也不同时,我们怎么来比较运动的快慢呢? | 学生一时回答不出问题! | |
二、速度 | 我们看一下这个画面:小明与小聪的家到学校的距离分别为2500m和1500m,他们分别用30min和20min的时间从家步行到学校。他们谁走得快呢? | 可能有的说小明走得快,因为他走了2500m,有的说小聪走得快,因为他只用了20min? |
老师提示:那么他们在一分钟内谁走得远呢? | 学生计算得出:小明一分钟走83.3m ,小聪一分钟走75m,83.3大于75,所以,小明走得快! | |
老师得出结论和总结:对于不同时间内通过的路程不相同的运动,我们是不是都可以用每一分钟或者每一秒钟,甚至每一小时他们通过的路程来比较他们的快慢呢? | 学生明白了可以这样来描述物体运动快慢。可是到底该怎么叙述还是有困难。 | |
物理学中就引进了一个十分重要的物理量来 描述物体运动的快慢,就是速度 。从刚才的计算和比较中大家得出应该怎么来描述速度呢! | 速度就是通过的路程除以通过这段路程所用的时间。 | |
用物理语言应该这样来描述速度: 用s表示物体运动所经过的路程,t表示物体通过这段路程所用的时间,用v表示物体运动的速度,就有 v=s/t 引导学生说出其物理意义、数值和单位。 | 速度在数值上等于物体在单位时间内通过的路程。国际单位中,路程的单位是米( m ),时间的单位是秒( s ),所以,速度的单位是米每秒( m/s )。 | |
大家在日程生活中还见到了哪些速度的单位呢?比如汽车的速度单位是什么呢? | 有千米每小时或者公里每小时。 | |
要求学生计算出刚才给出的6幅画面中的物体运动的速度,并解决刚才提出的问题:鹰捕鱼和磁悬浮列车谁快?即谁的速度大? | 学生计算出来: 得出飞机是950km/h,列车是 430km/h; 蜗牛是5m/h,树獭是5m/s; 鹰捕鱼是50m/s,箭鱼是28m/s。 在比较不同单位的速度大小时遇到了困难。 | |
提示单位不同时,没有办法比较大小,是否可以化成一个单位呢,比如国际单位。 | 于是学生经过统一单位后,得出列车是119.4m/s,大于鹰捕鱼的50m/s。 | |
再展示一系列物体运动的速度,不要求学生都记住,让学生在脑海里有一个各种物体运动速度的数量级的印象。但是几种重要物理量的速度(真空中光速、空气中声速)要求记住。同时结合运动员的速度通过刘翔在雅典奥运会上夺金,对学生进行爱国主义教育。 |
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举一个例子,加深大家对速度的理解。 一辆汽车在下列运动中,是变快、变慢还是不变? (1) 在相等的时间内走的路程越来越长 (2) 用越来越长的时间走过等长的路程 (3) 在相等的时间内走过等长的路程 (4) 在越来越短的时间内走过等长的路程 (5)在相等的时间内走的路程越来越短 | 学生分析问题,说明得出结论的理由。
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四、课堂小结 | 通过各种速度大小的比较、计算,使学生掌握:比较运动快慢的物理量是速度,会用速度公式进行简单的运算。 | |
五、课堂练习 | “发展空间”中没有做的练习 | |
【 实践活动 】
让学生们收集各种代表物体的运动速度的资料,如陆地上最快和最慢的物体的速度,海中最快和最慢的物体的速度,天空中最快和最慢的物体的速度;以及国内各班列车、飞机的速度等。
【 课后作业 】
学生活动手册的练习。
【 教学反馈 】
教学活动是在老师的组织引导下,学生积极探索的过程。老师的教学过程应当是设计一系列的教学活动。让学生积极参与,在参与过程中应让学生自己得出速度的概念、公式,从中培养学生的分析问题、解决问题的能力。本节通过各种自然界中速度的对比激发学生的兴趣,吸引其进行观察,使其在观察中学习、思考。
《7.3弹力 力的描述》
【 教学目标 】
1. 知识与技能
(1) 了解什么是弹力
(2) 知道弹簧测力计的原理;
(3) 会正确使用弹簧测力计;
(4) 培养学生的观察能力和初步分析概括能力以及实际动手操作能力。
2. 过程与方法
经历实验分析过程。
3. 情感、态度和价值观
通过教学活动,使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的道理。
【 教学重点 】
力的测量原理。
【 教学难点】
会用弹簧测力计测量力的大小。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、弹力 | 老师利用多媒体展示:跳水,蹦床,蹦极,射箭 …… | 学生观察实验,对弹力有了初步认识。 |
引导学生自己动手实验: (1)钢尺压弯反弹; (2)拉伸或压缩弹簧。 | 学生自己动手做实验,对弹力进一步了解。 | |
老师引导学生得出弹力概念。
| 回忆力的作用效果,悟出发生形变的物体会对施力物体产生作用力,即弹力。 | |
二、测力计及其使用 | 老师引导学生做实验。 | 学生实验:拉伸弹簧,拉力越大,弹簧伸长越长。 |
说明弹簧测力计原理:在一定范围内,受到拉力越大,弹簧的伸长就越长。 | 学生知道弹簧测力计原理。 | |
投影仪展示弹簧测力计,请学生观察,介绍弹簧测力计结构: (1)最大刻度的意义; (2)最小刻度的概念; (3)零刻度的调整。 | 学生了解弹簧测力计结构。 | |
投影仪展示各种弹簧测力计。 |
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老师讲解如何使用弹簧测力计及其注意事项: (1)如何调零; (2)测量范围; (3)测量方法(伸长方向与测量方向一致,弹簧不要靠在刻度板上)。 | ||
老师引导学生做实验,并对学生进行指导,纠正。 | 学生实验: 用弹簧测力计测钩码重量; 用弹簧测力计测自己的一根头发所能承受的最大拉力,并与同学进行比较。 | |
三、实验探究 | 老师用多媒体展示拔河,牛拉车 …… 等图片; 提问:以上两边的力相等吗? | 学生观察录像,思考。
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引导学生做教材25页图8-3-8实验并填空。
| 学生做书上实验,补全结论。 | |
引导学生对拔河、牛拉车进行分析。 | 学生分析讨论总结:只要一个物体对另一个物体施加了力,受力物体反过来也肯定会给施力物体一个力。这两个力大小相等,方向相反,且在同一条直线上。 | |
四、课堂小结 | 通过多媒体展示,老师讲解,以及学生自己动手试验,使学生知道了什么是弹力,掌握了弹簧测力计的原理以及用法;通过实验探究对相互作用力的关系有一定了解。 | |
五、课堂作业 | 课后发展空间中的练习 | |
【 实践活动 】
课后“发展空间”中的自制橡皮筋测力计。
【 教学反馈 】
本节教学活动应是学生在教师的组织、引导下,学生积极主动探索的过程。在参与过程中培养学生的观察能力、分析问题、解决问题的能力,自己动手操作的能力,使之在观察中思考、学习
《7.4重力》
【 教学目标 】
1. 知识与技能
(1) 通过观察分析日常生活的现象,知道重力是由于地球的吸引而产生的,培养学生观察、思维、联系生活实际等能力;
(2) 知道重力的方向、重心,并学会找规则物体的重心;
(3) 通过实验探究,理解重力与质量的正比关系,有初步的信息处理能力和初步的分析概括能力;
(4) 能用公式 G = mg 计算有关的问题。
2. 过程与方法
(1) 通过参与探究活动,让学生学会制定简单的科学探究计划,能利用表格的形式收集实验数据;
(2) 通过分析实验数据,让学生学会用比值处理数据的方法。
3. 情感态度和价值观
(1) 通过观察和实验,使学生树立以观察和实验的方法来研究物理问题的思想;
(2) 通过联系生活实际,使学生体会到物理知识在生活中的价值;
(3) 通过物理知识与自然、生活现象的关系,使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学原理。
【 教学重点 】 重力的大小、方向和作用点。
【 教学难点 】 理解重力的方向和作用点。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、什么是重力 导入(由日常生活现象和自然现象引出重力的概念,学生感觉自然熟悉,易于理解接受) | 教师:在讲新课前,我们来看几个录像。在观看录像时,请同学们思考两个问题:你观察到了什么现象?这些物体的运动有什么共同特点? | 学生听讲、仔细观察并思考。 |
教师播放录像:运动员高台跳水、踢飞的足球最后落到地面、飞流直下的瀑布、树上的苹果落向地面、发射出去的炮弹等。 |
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教师:你们观察到了什么现象?找到它们运动的共同点了吗?
| 学生的可能回答: ① 运动员跳进水里; ② 足球(炮弹)在空中飞行一段时间后落到了地面; ③ 苹果掉到地上; ④ 它们的共同点是最后都回到了地面,并且静止了; 等等。 | |
教师:不管这些物体在空中运动的时间是长还是短,最后它们都回到了地面,因为它们都受到了地球的吸引力,重力就是由于地球的吸引力而产生的。在日常生活中,有许许多多与重力有关的现象,你们能举出这些现象吗?大家先不要讨论,自己好好想一想,可以在纸上写出来。 | 学生思考,在纸上写出所能想起的生活中与重力有关的现象。 | |
教师走下讲台,观察学生思考和记录。 | ||
教师:同学们都想出了许多在日常生活中遇到的现象,有些同学还想到了一些有趣的现象,哪位同学愿意说说自己注意到了什么现象呢? | 学生踊跃发言: ① 向上跳起会落回地面; ② 教室里的桌子、椅子静止在地面; ③ 篮球投进篮框后会落回地面; ④ 跳伞运动员从高空跳下后,落到地面; ⑤飞机降落; 等等。 | |
教师:由此可见,重力在我们周围时时刻刻存在着。地球周围的一切物体时时刻刻都受到重力的作用。 |
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二、重力的大小:探究重力与质量的关系 1. 提出问题、进行猜想 | 教师:大家说从树上掉下的苹果受到什么力的作用? | 学生回答:重力。 |
教师:大家分析一下施力物体和受力物体分别是什么? | 学生回答:施力物体是地球,受力物体是苹果。 | |
教师:对的。苹果受到重力的作用,这个力的施力物体是地球,受力物体是苹果。重力也是一种力。我们学过力有三要素,同学们还记得力的三要素是什么吗? | 学生:大小、方向、作用点。 | |
教师:正确。重力是一种力,所以重力也应该有大小、方向和作用点。 |
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教师拿出一厚一薄两本书,一个大钩码(或砝码)和一个小钩码(或砝码)。 教师:日常生活经验告诉我们,重力是有大有小的。根据你的生活经验,比较这两本书,哪本书的重力大呢?比较这两个钩码(或砝码),哪个更重呢? | 学生:厚的书比薄的书重;大的钩码(砝码)比小的重。 | |
教师:为什么呢? | 学生:质量大的,受重力大;质量小的,受重力小。 | |
教师:大家可以用手掂掂各自桌上不同质量的物体,比如厚度不同的书、铅笔盒、书包等,想一想,物体受到的重力与质量的大小是不是真的有关系呢?如果有,那么它们的定量关系是什么? | 学生用手掂身边的物体,不同质量的物体,手上所感觉到压力不一样;学生进行思考、讨论,猜测重力和质量有一定的关系。 | |
2. 进行实验 | 教师:我们如何研究它们的关系? 教师:对。我们可以利用实验来找出重力与质量的关系。现在我们以小组为单位,用你们桌上的实验仪器进行实验。 | 学生:进行实验,由实验数据找出它们之间的关系。 |
教师巡视,指导学生进行实验;指导学生对实验数据进行分析、讨论,解释学生的疑难问题。 | 学生分为小组(2人一组) ① 制定简单的实验计划,设计表格; ② 进行实验,收集数据:用弹簧测力计分别测出一个或多个钩码的重力;把数据填入表中;分析数据。 ③ 分析数据,采用比值法处理数据: m 1 : m 2 = G 1 : G 2 或 G : m = 常量 ④ 小组成员间进行讨论,得出本小组的结论。 | |
3. 交流讨论 | 教师:你们的实验结果怎样?得到了什么样的结论?每个小组选一个代表来汇报你们的实验结果。 教师指导学生进行交流讨论,帮助学生解决问题。在学生交流讨论后,教师给出 g 的含义,写出物理公式。 | 交流讨论:小组选出代表汇报实验结果和结论,提出各组在实验中遇到的问题。 结论:重力和质量成正比关系;或重力和质量的比值是常数。 |
补充一个例题,让学生利用公式进行相关计算后,再进行讲解。 | 学生利用公式 G = mg 进行计算。 | |
三、重力的方向(利用直观的小实验,给学生直观的印象,易于理解接受) | 教师:重力的方向是怎样的呢?大家根据日常的生活经验和我们上课时录像的现象猜想一下。 | 学生回答: ① 向下的; ② 指向地面; ③ 垂直于水平面。 |
教师演示实验:从空中释放粉笔,粉笔由静止开始自由下落。 | 学生观察,分析得出重力的方向和粉笔下落的方向一致。 | |
教师:重力的方向会发生变化吗?大家利用桌上的铁架台做个小实验,看看在铁架台抬起的过程中,重力的方向是否发生了变化。 | 学生进行实验: ① 把带细线的小球系在水平放置的铁架台上,让学生观察细线的方向; ② 把铁架台底座的一侧轻轻抬起(模拟在不平地面上的情况),在抬起的过程中观察细线的方向。 | |
教师提问:各种情况下观察的方向是否一致呢?重力的方向是否与地面情况有关?是与当地地面垂直呢,还是与水平面垂直? | 学生回答:在铁架台抬起的过程中,细线的方向没有发生变化;重力的方向不一定垂直于地面等等。 | |
教师:我们观察到的细线的方向与重力方向一致,它垂直于水平面,而不是垂直于地面,我们称这个方向为“竖直向下”。 |
| |
观察图8-4-3到8-4-4,联系生活实际向学生讲解,介绍重垂线的使用。 简单介绍水平仪,让学生简单分析水平仪的原理。 | 学生思考并回答问题。 | |
四、重力的作用点——重心 | 教师直接给出重心的概念,告诉学生如果有其他物体支持着重心,物体就能保持平衡。 |
|
带领学生一起做个小实验:用手指支在直尺的中心,直尺能够保持平衡。
| 学生在老师的带领下,用手指支撑直尺的中心,发现直尺平衡。有兴趣的学生继续用同样的方法寻找钢笔、圆珠笔、课本等的重心。 | |
教师介绍重心与物体形状、质量分布是否均匀的关系,让学生知道质地均匀、形状规则的物体的重心,在它的几何中心上。并且向学生介绍重心位置在工程中的作用。 |
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五、发展空间 | 教师:通过本节课的学习,我们知道了重力在我们的生活中是无处不在的。大家想一想,如果地球对物体没有了重力作用,我们的生活会变成什么样呢? | 思考、讨论,得出了形形色色的答案: ① 人会漂浮在空中; ② 踢飞的足球不会回到地面; ③ 水不会往低处流,看不到美丽壮观的瀑布; ④ 炮弹打击不到地面的目标; ⑤ 不能玩滑梯; ⑥ 秋天的落叶不会飘落到地上; 等等 |
六、课堂小结 | 1. 重力产生的原因; 2. 重力的大小、方向和作用点; 3. 重力和质量的关系: G = mg 。 | |
七、课堂练习 | 小明的质量是40kg ,他的体重是多少?小聪的体重为441N ,他的质量是多少? | |
【 实践活动 】
1. 根据重垂线的原理,制作一个简单的水平仪,检查家中的家具是否放置水平。
2. 制作不倒的“小丑”。
3 如果没有重力,生活中会出现什么现象?写出你能想到的情况,越多越好。
【 课后练习 】
学生活动手册的练习。
【 教学反馈 】
本节重点是重力的大小、方向和作用点,难点是理解重力的方向和作用点。重力是一种常见的力,日常生活中处处可见到与重力有关的现象,学生对重力现象比较熟悉,有一定的基础。在教学中,可以通过紧密联系生活实际,使学生体会到物理知识在生活中的价值,引导学生讨论生活中与重力有关的现象,可以激发学生学习物理的兴趣,活跃学生的思维。
探究重力与质量的正比关系是本节课的重点内容,这个实验比较简单,可以让学生自主进行实验。教师要注意引导学生做好这个探究实验,让学生学会用比值法处理数据,通过实验自己总结出规律。让学生从探究过程中体会到科学研究活动的乐趣和科学方法的重要
摩擦力
㈠ 教学目标: | 知识目标 | ▲知道摩擦现象,知道什么是摩擦力。 ▲影响摩擦力的大小因素。 ▲会举例说明增大和减小摩擦的方法。 | ||
过程方法 | ▲ 通过观实验探究影响滑动摩擦力的因素。 ▲ 培养学生 手机和处理信息的能力,及控制变量的研究方法。 | |||
情感态度价值观 | ▲ 通过观察试验让学生了解摩擦在生活中普遍存在,既有利也有弊,辩证的看问题。 ▲ 通过摩擦的利用和防止提高学习物理的兴趣。 | |||
㈡ 教学重点及突破方法: | 教学重点: 影响滑动摩擦力的大小的因素。 突破方法: 2实验探究影响滑动摩擦力的大小的因素,学生合作交流设计实验方案。合作探究,共同分析处理实验数据,得出自己的结论。 | |||
㈢教学难点及及突破方法 | 教学难点:静摩擦力 突破方法: 体会静摩擦力的存在,感受静摩擦力的方向 | |||
㈣教学方法: | 学生自主学习,合作探究,教师正确点拨引导。 | |||
㈤教学用 具 | 弹簧测力计、长木板、木块、毛巾、钩码。 | |||
㈥ 教学过程 | ||||
教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | ||
激情引入 | 设置故事情景: 灰太狼和喜羊羊夹玻璃球的故事引入课题 | |||
1摩擦力的分类 | 师生动手活动:1把手用力压在桌面上,拉动手感受摩擦力的存在。改变手的压力再感受摩擦力的大小。 2把手用力压在桌面上,用力拉,但手没动 感受静摩擦力,并让学生说感受。 设置问题:两次物体间都产生了阻碍作用,有什么不同呢?清同学们自学17页第一个问题滑动摩擦力和18—19也页其他两种摩擦现象并完成自学评价。 | 学生动手使用手头的物件感受摩擦力是物体间的一种阻碍作用。 学生根据自学提示自主学习的摩擦力分类,然后交流讨论对静摩擦力及摩擦力方向的的理解。完成本节课的教学难点。 | ||
2滑动摩擦力的大小 | 设计问题 ①据生活经验猜想滑动摩擦力的大小与那些因素有关,说明猜想的理由或实例说明 ②采用什么样的物理研究方法? ③准备什么样的实验器材? ④怎样测滑动摩擦力? 引导学生先自主学习独立思考,后交流讨论共同解决。 2先指导学生阅读实验探究指导; ①实验时,你先控制那个量不变,怎么改变条件达到你的试验目的。 ②先交流合作,议定实验步骤方案; 后动手操作,记录实验数, ③最后分析数据,得出结论。 | 学生先独立思考,后交流讨论共同解决几个问题。 学生阅读实验探究指导,共同进行实验探究,分析处理数据,得出结论。 | ||
3摩擦的利与弊 | 教师强调压力越大和接触面越粗糙摩擦力越大。下面的生活情境(汽车在泥水中打滑)你该咋办?进入摩擦利与弊的而教学。生活中人们都是怎样增大有益摩擦的?学生举例说明常用方法。摩擦让人喜欢让人忧,进入减小摩擦教学。学生自学找出减小摩擦常用的方法。然后分析生活中常见的减小摩擦的实例。 | 学生交流讨论,自学,应用 | ||
小结 | 鼓励学生与大家一起分享自己的收获和感悟。 | 学生畅所欲言,分享感悟和体会。 | ||
作业布置 | 1假如没有摩擦,我们的世界将会怎么样? 2网上搜索磁悬浮列车和气垫船的 | |||
板书设计 | 第五节 摩擦力 1分类 2大小影响因素 3摩擦利与弊: | |||
教学反思 | ||||
《 压强 》
教学课题 | 第九章第一节: 压 强 | ||||||
教学目标 | 1.知识与技能: (1).理解压强的概念是作用在单位面积上的压力. (2).知道压强的国际单位是牛/米2,又叫帕斯卡. (3).能用压强公式p=F/S,进行简单计算. (4).知道增大和减小压强的方法是改变压力和受力面积的大小,了解它在生产、生活中的应用. 2.过程与方法: ⑴.通过实验探究压力的作用效果与哪些因素有关,学习控制变量法,培养学生的观察能力、分析能力. ⑵.在压强概念的学习中,理解比值定义的方法. ⑶.通过对日常生活、生产中压强现象的解释,培养学生应用知识的能力. 3.情感、态度和价值观: ⑴.通过实验探究压力的作用效果与哪些因素有关,激发学生学习物理的兴趣,使学生认识科学方法的重要性. ⑵.通过对日常生活、生产中压强现象的解释,培养学生勇于探索日常用品中的物理学原理的精神和将物理知识应用于日常生活、生产的意识. | ||||||
教学重点 | (1).压力的作用效果与那些因素有关. (2).压强的概念、计算公式、国际单位,会用公式进行简单计算. (3)增大和减小压强的方法. | ||||||
教学难点 | (1).压力的作用效果与哪些因素有关 (2).压强概念、压强的计算公式(比值定义的方法) (3).增大和减小压强的方法,它在生产、生活中的应用. | ||||||
仪器材料 | 多媒体、实物投影仪、泡沫塑料、压力小桌、200g的钩码 | ||||||
教学方法 | 启发式、探究式 | ||||||
教学过程 | 教师活动设计 | 学生活动设计 | |||||
一、探究压力作用效果与哪些因素有关 | 组织学生用手边的铅笔作实验,体会“笔尖处比 笔尾处疼”,引入新课,紧接着提出问题:结合这 个 小实验分析一下,压力的作用效果与哪些因素 有关?引导学生进一步设想:压力的作用效果可能 与压力及受力面积有关? 给出实验器材,要求学生以小组为单位,分组讨论并设计一个验证性实验.学生设计时教师给予适当提示和点评,确立统一的实验方法:在受力面积不变的情况下,研究压力的作用效果与压力大小的关系;在压力大小不变的情况下,研究压力的作用效果与受力面积的关系. 安排学生分组完成实验,交流讨论,得出实验结论. | 完成这个简单的实验,猜想:“压力的作用效果可能与受力面积有关”. 设计实验,分组完成实验 交流讨论,得出实验结论:“压力的作用效果与压力大小及受力面积有关”. | |||||
二、压强 | 在实验结论的基础上用与速度做类比,用比值定义法给出压强的概念,得出压强计算公式、单位. 举出实例,让学生感知压强单位的大小. | 让学生知道压强的物理意义计算公式、压强单位的推导过程. 体会出压强单位的大小. | |||||
p < class=' _12'> > | 三、应用压强计算公式进行简单的计算. | 出例题,先介绍“怎样估测鞋底的面积?”,启发 学生在白纸上引出鞋印,用画小方格的方法,求 鞋底面积.再让学生自己试着做,然后老师讲解. | 分组讨论,用“分割法”求鞋底面积.领悟到用“分割法”求鞋底面积的方法.在讨论基础上,进行计算. | ||||
p < class=' _12'> > | 四、减小或增大压强的方法 | 提出问题:“减小或增大压强的方法有哪些?”,组织学生看给出的图片和结合生活中的实例,讨 论人们是怎样根据实际需要增大和减小压强的. | 利用压强公式得出答案. 在发言过程中体会怎样将物理的理论与实际相联系,解决实际问题 用提问的方式进行 | ||||
p < class=' _12'> > | 五、小结: | 1. 压力作用效果与哪些因素有关 2. 压强的物理意义、概念、计算公式、单位 3. 减小或增大压强的方法 | |||||
p < class=' _12'> > | 六、课后作业 | 课本第114页1-5题 | |||||
p < class=' _12'> > |
| ||||||
p < class=' _12'> > | 板书设计 | §9.1: 压强 一、压力作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关. 二、压强 1、 压强的物理意义:表示压力作用效果的物理量. 2、 定义:物体单位面积上受到的压力叫做压强 ─ 3、公式: P=F/S 4、国际单位制中的单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa. 1帕=1牛/米2,表示“每平方米面积上受到的压力是 1牛顿”. 三、减小或增大压强的方法: 1、当压力一定时,减小受力面积,可增大压强;增大受力面积,可减小压强. 2、当受力面积一定时,减小压力,可减小压强;增大压力,可增大压强. | |||||
教 案 点 评
针对教学内容把握教学设计,并能运用多媒体增强图示效果。在吃透课文内容的基础上,教案中能精心提炼教材的内容。始终把学生放在教学的第一位,引导学生自己分析、自己设计实验、层层深入,步步递进,得出了压强的概念和计算公式,进行了适当的练习,使学生在课堂上就能掌握相关知识。并通过“减小或增大压强的方法”将理论与实际联系,进一步激发了学生学习知识,应用知识的兴趣。充分调动了学生的能动性,培养了学生的探究意识、探究思路和设计实验等探究能力,培养了学生设计的创新精神
压强
一 学习目标
1、 理解压力的产生及方向;懂得压力垂直于受力物体的表面,指向受力物体;理解压力与重力的区别;会运用力的示意图表示压力。
2、 理解压力的作用效果与压力大小和受力面积的关系,并学会运用控制变量法研究这些关系。
3、 掌握压强的概念、定义、公式及单位,会灵活运用压强公式分析并计算有关问题。
4、 理解改变压强的方法及其在实际中的应用。
二 课前预习:
1、 叫做压力。
2、压力的作用效果与哪些因素有关:
(1)
(2)
3、用一个新的物理量 来表示压力的作用效果。
4、 叫做压强。
5、压强的计算公式: ,P表示 ,用F表示 ,单位是: ,S表示 ,单位是: 。
6、压强的单位是: ,简称: 符号: 。
7、增大压强的方法有:
(1)
(2)
8、减小压强的方法有:
(1)
(2)
三、新课讲解:
活动1:观察与作图
请同学们作出杯子对桌面的作用力、钉子对墙的作用力的示意图。所画的力的示意图有什么共同点?
总结:(1) 叫做压力。
(2)压力的方向总是与被压物体的表面垂直并指向被压物体;
(3)放在水平面上的物体对水平面的压力等于它的重力。
1. 请同学们画出下列各图中物体对表面的压力示意图。
活动2:压力的作用效果可能跟什么因素有关?
(1) 学生拿出一端削尖的铅笔,用两手的食指压住铅笔的两端,体验一下两手指的感觉
(2)用一只手掌平压在气球上,另一手的食指顶住气球,观察气球的形变情况。
通过观察与体验,你认为,压力的作用效果可能与哪些因素有关?有什么关系?猜想:
设计实验:
请同学们根据自己的猜想设计实验来检验自己的猜想(可以利用给定的器材,也可以自己准备器材,设计实验来检验自己的猜想)
学生进行总结:根据自己的实验探究可知:当受力面积相同时,________越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,__ __越小,压力的作用效果越明显。
补充:对于受力面积的理解:
被压物体的受力面积就是两物体的接触面积,如右图所示,阴影部分的面积为受力面积。
学生练习:1.在探究压力的作用效果与哪些因素有关时,某同学作了如图12所示的三个实验,通过观察三次实验时泡沫塑料 ,显示压力作用的效果。比较 两图所示实验,说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;比较 两图所示实验,说明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
思考:
100N的压力作用在0.5m2的沙地上,与40N的压力作用在0.2m2的沙地上,哪个压力的作用效果明显?
压强的概念:
(1) 叫做压强。
(2) 用压强表示压力的作用效果。
压强的公式:
压强= ,P=
其中:F表示 ,单位是: ;S表示 ,单位是: 。
压强的单位是: 简称: 符号: 。1Pa=1N/m2
(帕是一个很小的单位,一张报纸平摊在桌面上,它对桌面的压强为0.5帕。)
学生练习:1、一中学生的质量为50kg,一只鞋底的面积是250cm2,请计算出(1)该同学站在地面上时对地面的压强;(2)该同学走路时对地面的压强。
增大和减小压强的方法:
从公式看,压强的大小既跟压力(F)有关,又跟受力面积(S)有关,换言之,决定压强大小的因素有两个:压力(F)和受力面积(S)。受用控制变量法的观点来思考。(1)当F的大小一定,受力面积越大,压强越小;受力面积越小,压强越大。(2)当受力面积一定,压力越大压强越大;压力越小压强越小。
减小压强的方法:保持受力面积不变时,减小压力;保持压力不变时,增大受力面积;或者减小压力的同时增大受力面积。
增大压强的办法:保持受力面积不变时,增大压力;保持压力不变时,减小受力面积;或者既增大压力,又减小受力面积。
学生练习:
1、图1所示的各事例中,为了增大压强的是:( )
A B C D
2.(08宁夏)以下实例中,用增大压强的办法更好工作的是 ( )
A.大型拖拉机安装履带 B.将菜刀磨得很锋利c.滑雪时穿滑雪板 D.骆驼长着大脚掌
3.(08南宁)小明在下列情况中,对支承面压强最大的是 ( )
A.双脚站立在地面上不动B.在走路时 c.靠坐在沙发上时 D.平躺在席梦丝软床上时
四、基础练习:
1、如图7所示,是两位同学值日时用的圆柱形桶甲和底小口大的桶乙,两桶质量相同,上口面积相同,装相同质量的水放在水平地面上.关于水桶对地面的压强和水桶底受到水的压力的说法正确的是 ( )
A.甲水桶对地面压强大 B.乙水桶对地面压强大
C.甲水桶底受到水的压力大 D.乙水桶底受到水的压力大
2、下列事例中能够增大压强的措施是( )
A.铁轨铺在枕木上 B.书包背带做得宽一些
C.载重汽车多用几个轮子 D.木桩的下端削成尖形
3、 锥子的尖端越尖,越容易扎进物体里,这是因为在压力一定的情况下,减小了_______,增大了_______的缘故。
4、重为12000牛的骆驼,四只脚掌的总面积为0.1米2,则它站在水平沙地的压强是________帕。
4.小明家装修房屋,他和爸爸、妈妈一同到商店买木地板。售货员向他们宣传:硬度高的木地板质量最好,同时拿出A.B.C三种不同品牌木地板样品,用刀在三种木地板上刻划,然后极力推荐其中划痕最不突出的C品牌地板。小明看后对爸爸、妈妈说这种比较方法不科学,并详细说明应该怎样控制变量,进行实验比较。爸爸、妈妈听后露出了满意的笑容。
请根据学过的物理知识判断,在售货员所做演示中,影响木地板划痕深度的两个主要原因是:
⑴
⑵
四、提高练习:
1、小莉同学的质量为45kg,她每只鞋接触地面的面积为1.5×10-2m2,她站在了一块泥地上.为了不让脚陷进泥地,她在水平泥地上放一块重力为200N的木板,当她站在木板中央时,地面受到压强为325Pa.
求:(1)她对木板的压强;(2)木板与地面的接触面积.
2、图钉尖端的面积是0.3mm2,钉帽的面积是1.5cm2,用9N的力垂直于墙壁按这只图钉,试求:钉帽和墙壁受到的压力;钉帽受到的压强,墙壁受到的压强。
3、在日常生活中有些情况下要设法减小压强,有些情况下又要设法增大压强。
⑴、请举出在压力不变情况下,设法减小压强的两个实例及方法。
示例:书包带做得较宽
; 。
⑵、请举出在压力不变情况下,设法增大压强的两个实例及方法。
示例:缝纫机的缝衣针磨得很尖
; 。
4. (08临沂)如图所示平放在水平地面上的砖,沿竖直方向(见图中虚线)截去一半,则剩下的半块砖与原来整块砖相比( )
A: 对地面的压强不变。 B: 对地面的压力不变。
C: 砖的密度减小一半。 D: 砖受到地面的支持力不变。
5、小明同学的质量为50kg,他的一只平底鞋放在方格纸上描绘出的形状如图5所示,已知每个方格都是边长为2cm的正方形,数一下鞋底覆盖的方格数(凡不满一格的都计为半格),可算出这只鞋底的面积约为_______cm2,小明穿上这双鞋站立时对地面的压力等于_________N,以此可以估算出双脚对地面的压强为__________Pa.
五、反思:
学生:
(1)你课前认真完成本“稿”了吗?
(2)你通过本‘稿“的学习你得到了哪些知识和学习方法?
(3)你对哪些知识还有什么疑问或不理解吗?
教师
《液体的压强》
授课地点: 教室
授课时间: 1课时
【仪器材料】 大烧杯、一端带橡皮膜的玻璃管、气球、较长的输液软管、漏斗、铁架台等
【 教学目标 】
1. 知识与技能
(1) 知道液体内部压强公式,能用该公式简单说明一些物理现象;
(2) 通过观察简易压强计的实验,培养学生的观察能力和分析推理能力;
(3) 能用液体压强公式解释帕斯卡实验,培养学生用理论解释实验现象的能力。
2. 过程与方法
通过橡皮膜玻璃管液柱平衡实验,引导学生初步学习替代的思想,了解它是物理学中常用的思维方法之一。
3. 情感态度和价值观
(1)通过对液体内部压强公式的推导,让学生认识到物理学逻辑性强、科学严密的特点;
(2)通过帕斯卡实验的学习,激发学习物理的兴趣。
【 教学重点 】
用液体压强公式解决相关问题。
【 教学难点 】
液体压强公式的推导。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、液体压强的大小 1.提出问题设计方案
| 演示简易压强计的实验,引导学生回忆上堂课实验得出的结论。 | 回忆并回答液体压强的特点。 |
强调:得到的这个规律是定性的,我们能不能具体测出液体内部一点上的压强是多大呢? 同学们有没有什么方案? | 对于定量测量,开始时,学生可能缺乏思路,在教师提醒下大胆猜想,慢慢接近主题: | |
提出方案环节衔接不上时,教师适当分解问题,如: (1)橡皮膜凹进玻璃管中受到哪些力? | (1)橡皮膜受到液体给它向上的压力被压进玻璃管中去。 | |
(2)能否从受力平衡入手来测量液体给橡皮膜的压力? | (2)可以给膜施加一个向下的力与压力平衡。测量这个力的大小就能得到液体压力的大小。
| |
(3)压强怎么计算? | (3)压强=压力 / 膜的受力面积;往管内加一定的水或沙,它们的重力等于压力。 | |
要求学生写下自己的实验方案。 | 根据自己对问题的综合思考形成设计方案,写在设计卡片上。 | |
请学生报告自己的实验方案或对各个问题的回答。教师进行适当点评和改进。 | 交流讨论实验方案,基本形成合理的定量推理思路。 | |
2. 挑选方案,推导公式 | 画出烧杯、玻璃管的结构图,带领学生对橡皮膜进行受力分析,画出受力图,分析 F 水柱 = G 水柱 = ρ 水 gh 水柱 S。 由受力分析得: P = F 水柱 / S = ρ 水 gh 水柱 。 | 能正确分析橡皮膜的受力,推导出液体压强公式。 |
进行演示实验,提醒学生注意观察平衡时管内水面与烧杯水面的关系。 提示:加入水时,水柱的高度就等于膜到液面的距离,即对应位置的深度。 这也和我们以前得到的结论“越深的地方,压强越大”是一致的。 | 注意到最终管内水柱与液面相平。 最终明确公式中常用的 h 即为液体该处的深度。 | |
3.推广结论 | 推广得出:液体内深度为 h 处的压强为: P= ρgh
| 意识到公式中的 h 是液体的深度,该公式适合于任何密度均匀的液体。 |
指出推广公式的物理意义,适合于任何密度均匀的液体。结合公式,分析影响液体压强的几个因素。 | 知道影响液体压强的因素有:液体密度、该处深度和重力加速度。 | |
二、帕斯卡实验 | 一定量的水改变深度将会得到不同的压强值。帕斯卡实验刚好验证了这个结论。 演示以下实验: | 观察现象,关注实验现象及结论。 |
用输液软管连接漏斗和灌有一定量水的气球。把连接气球的一端固定在铁架台上,漏斗置于较低位置时加水。让学生观察现象。气球变大变薄,但没有破(将破未破)。问学生:改变漏斗位置会发生什么? 缓慢提高漏斗,达到一定高度时,气球破裂(课前注意反复试验,把握好灌水量,不要在提高漏斗时再加水)。 | 针对教师问题积极猜想: (1)提高漏斗,不会有变化; (2)提高漏斗,气球会破。 | |
提问:气球怎么破的?是什么使它破的? 听取学生的解释,适当总结。 | 一些同学能够根据压强公式解释现象。 | |
引入数据讲解书上例题。 | 积极思考例题计算过程,对实验现象及原因有更深的理解。 | |
引申提问:生活中有没有类似帕斯卡实验的现象发生?我们是怎样利用液体这个特性的 ? | 展开讨论,举出类似的例子。或在教师提示下将关注并收集相关资料。 | |
三、课堂小结 | (1)液体内 h 深度的压强公式; (2)定量计算及定性解释帕斯卡实验。
| |
四、课堂练习 | 讨论完成“发展空间”中“自我评价”的第3题。 | |
【 实践活动 】
(1)利用身边材料,自己动手做一做帕斯卡实验,加深液体压强公式的理解。
(2)收集关于三峡大坝的相关资料,包括坝体的形状、高度、宽度等数据及坝体设计原理等,形成小型书面总结。
【 教学反馈 】
本节的主要内容是分析和推导液体内深度为 h 处的压强计算公式。难点在公式的逻辑推导上。新教材引入带橡皮膜的玻璃管,通过加入液体,计算液柱所受的重力等效于计算压力,解决了从前教材利用假想液柱来计算压力的比较抽象的缺点。
教学关键是要做好实验,充分调动学生的积极性和注意力。定量公式推导的实验已经在上节课由学生探究了一部分,教师要注意内容的衔接;帕斯卡实验要突出演示效果,激发学生思维,鼓励学生从定性解释上升到定量计算的意识
9.3连通器和液压技术
【 教学目标 】
1. 知识与技能
(1) 能在实际情况中辨认连通器,在此过程中培养学生的观察能力和概括能力;
(2) 知道船闸的工作原理,能用连通器原理解释一些简单的实际问题;
(3) 了解液压技术的原理,知道一些液压技术在生产、生活中的应用;
(4) 通过分析日常生活中应用连通器和液压技术的事例,培养学生运用知识的能力。
2. 过程与方法
(1) 通过模型和挂图认识连通器和液压技术,经历用“假想液片”模型推导出连通器原理的过程,使学生进一步体会建立模型是物理学的研究方法之一。
3. 情感、态度和价值观
(1) 使学生体会物理与生活、生产的紧密联系,培养学生将物理知识主动运用于生活、生产的意识;
(2) 通过对船闸的学习,使学生进一步体会 STS 的理念,激发学生学习物理的兴趣。
【 教学重点 】
连通器原理及运用。
【 教学难点 】
船闸的工作原理。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、连通器及其特点 1.引出问题 | 基于学生关于三峡大坝收集的资料,提问: 三峡大坝拦腰截断了长江,为什么下游的船只还能驶到上游?它们是怎样“翻越”大坝的? | 同学之间相互交流收集的资料。 |
抓住学生讨论中的闪光点,逐步设问: (1)水位高度可以调节吗? (2)水库大坝采用什么方法调节水位? (3)有没有同学知道其中采用了什么原理? (4)什么是“连通器”? | 可能一些学生已经收集到相关资料,提到连通器及连通器原理。 比如:“大坝旁都要修建船闸,利用连通器原理,船闸可以调节上下游的水位落差 ,实现通航。” | |
给出“连通器”概念:连通器是上端开口、下部相连通的容器。 | 学习连通器的概念。 | |
2.探究连通器的特点 | 从概念出发,让同学回想生活中有哪些是连通器,记录下来。 | 学生对照概念,列举生活中的连通器。如:茶壶、污水处理厂的污水处理池等。 |
出示自己制作的简单连通器(如教材图 10-3-2 所示)。 对照连通器概念分析仪器,验证该仪器确实是连通器。 | 认识仪器,观察实验。 | |
把两支注射针筒固定在两个铁架台上,调节两边针筒等高,向管中注入水。让学生观察并描述两管内水面的关系; 用一根红线系在两铁架台间,标识出此时水面所在位置。 | 两边针筒等高时,学生观察到两边水面相平。 | |
问:如果举高或降低一边针筒,水面会变化吗?怎样变?为什么? 让学生进行讨论。 | 两边不等高时,学生对水面情况的猜想可能不一样。 | |
缓慢调节一边针筒,使两边针筒明显不等高。要求学生观察、描述现象,进行总结。 | 观察演示实验,描述现象。 | |
针对学生的描述,教师做出相应解释和总结。 要求填写下面半命题:连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面将_________。 | 学生填写教师给出的半命题:连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面相平(或等高) 。 | |
3 利用液体压强知识解释连通器原理(选讲) | 教师设问并让学生讨论:根据我们前面学过的知识,同学们能不能从理论上解释连通器的特点?
| 针对教师的问题,学生展开讨论。一开始,可能想不到“假想液片”模型。在教师问题的启发下 , 学生猜想逐步逼近该模型。 |
出示“假想液片”的挂图 对照图示,带领学生建立起假想液片的模型。 | 在教师讲解下,继续完善模型,能正确分析静止液体内“假想液片”的受力情况。 | |
分析液体不流动时液片的受力。由液体压强公式 P=ρgh ,可推知两边液柱的高度相等。 | 根据液体压强公式推导出液柱高度相等的结论。 | |
4.应用、讨论 | 列出教材给出的和学生之前提出的连通器装置,组织学生用连通器原理一一分析它们的工作原理。 | 学生在教师带领下积极思考,解释各种连通器的工作原理。 |
回到三峡大坝,肯定大坝是利用船闸来实现通航的。 |
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出示船由上游驶向下游过程船闸的工作原理图(与教材示意过程反向)。问: (1)大家在图中看到船闸由哪些部分组成? (2)其中有没有连通器? (3)有没有同学愿意为我们讲解一下船闸的工作原理? | 根据挂图分析船闸的结构,在教师问题的指导下努力结合连通器原理解释船闸的工作原理。 | |
在学生解释的基础上稍加完善、修改,清晰、规范地给出船闸的工作原理。 | 在教师的总结下,完整、科学地理解船闸的工作原理。 | |
二、液压技术 1.压强在液体中的传递 | 通过分析船闸阀门的工作,指出开启和关闭阀门需要特殊的装置,实现“四两拨千斤”的效果。 出示船闸的图片,给出人字闸门的相关资料。 | 学生在教师的分析和设问下,显出明显的好奇心,展开小范围的讨论。 |
生活中能见到很多“四两拨千斤”装置。比如修车时用的千斤顶等。 这类装置背后有什么物理规律吗? | 列举可能想到的省力装置。 | |
出示图 10-3-7 实验装置,让学生观察。指出这是一种省力装置。 提问: 这个装置是连通器吗?为什么不是? | 观察实验装置。 大部分学生能够发现装置与连通器的差别(密闭性)。在教师指导下最终都认识到该仪器密闭的特点。 | |
演示实验,先放大砝码,再放小砝码,最后两边平衡。 | 认真观察实验现象。 | |
让学生描述现象后讲解。注意强调两边条件的对比:面积的比例关系要和砝码质量比例对应起来。 | 在教师带领下,逻辑清晰地比较相关因素。推导出两边压强相等的结论。 | |
得出结论:密闭液体中的压强能够大小不变地向各个方向传递。 | 在教师总结的提示下,明确压强在液体中传递的规律。 | |
2.液压技术及应用 | 1653 年,帕斯卡发现了上述规律(帕斯卡原理)。在此基础上,人们发明了液压技术,广泛应用于生产、生活中。 |
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师生共同举出一些利用液压技术的机械。比如,千斤顶,推土机、挖掘机中用到的操作杆,汽车的液压刹车系统,机械中用的液压密封等等。 | 积极思考,举出生活中可能用到液压技术的装置。 | |
以图 10-3-8 ( c )汽车液压刹车系统为例简单分析。问: (1)图中哪部分相当于实验中的小针筒? (2)哪部分等效于大针筒部分? (3)系统是怎样实现制动的? | 观察图示,大部分人能对比实验原理图分析液压刹车系统的制动原理,进一步理解液压技术。
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三、课堂小结 | (1)连通器的定义、原理。 (2)生活中常见的连通器。 (3)知道液压技术和压强在液体中传递的规律,知道一些利用液压技术的装置及工作原理。 | |
【 实践活动 】
(1)收集生活、生产中液压技术的应用实例,选取一个例子与实验装置进行类比,分析工作原理。
【 教学反馈 】
连通器在实际生活中应用非常广泛,教学中要注意联系实际。既能从实际例子中总结归纳,得出连通器的概念及特点,又能从概念出发进行分析、演绎,活化、深化学生对概念的理解。理解连通器原理要注意强调两点:
(1)连通器内只有一种均匀液体;(2)对液体不流动的情况成立。
利用液体压强公式解释连通器原理是教学中较抽象的环节。教师根据学生所掌握的程度选讲。
液压技术是新加入的内容,教师要做好课前准备工作,多结合实际进行教学。
本节内容联系实际的特点十分鲜明,教学前要注意收集相关实例,以便教学中结合实际讲解,激发学生联系实际思考问题的兴趣和意识
《大气压强》
授课地点: 物理实验室
授课时间: 2课时
【仪器材料】 塑料瓶、水杯、硬纸片、杯子、气球、塑料挂钩的吸盘、长度不同的几个试管、空可乐瓶
【 教学目标 】
1. 知识与技能
(1) 知道大气压强的存在,知道托里拆利实验的原理、过程和结论;
(2) 了解大气压强产生的原因;
(3) 知道大气压强与高度和天气有关;
(4) 通过演示实验,培养学生的观察能力和分析能力;
(5) 通过对托里拆利实验的学习,培养学生的思维能力。
2. 过程与方法
(1) 学生进行实验探究,估测大气压的大小,体会科学探究的过程;
(2) 通过对托里拆利实验的学习,使学生理解用液体压强来研究大气压强的等效替代法。
3. 情感、态度和价值观
(1) 通过演示实验,激发学生学习的兴趣和求知欲;
(2) 运用大气压强知识解释生活和生产中的有关现象,使学生体会到物理知识与生活的密切关系,具有将物理知 识用于解释日常生活现象的意识;
(3) 通过对托里拆利实验的学习,培养学生热爱科学的精神,培养学生的创新意识。
【 教学重点 】
大气压强的存在和大气压强的测定。
【 教学难点 】
理解托里拆利实验的原理。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、大气压强 | 教师演示实验,由实验设置疑问,引起学生的兴趣和求知欲望。 实验 ① :将硬纸片平放在平口玻璃杯口,用手按住,并倒置过来。 提出问题:放手后,会看到什么现象? | 学生:纸片会掉下来。 |
实验 ② :将玻璃杯装满水,仍用硬纸片盖住玻璃杯口,用手按住,并倒置过来。 问:放手后,会看到什么现象? 教师放开手,硬纸片没有掉下来。 | 有的学生认为纸片会掉下来,有的认为不会,有的思考、犹豫,不知会有什么情况。 学生观察,脸上露出惊讶的表情。 | |
实验 ③ :在刚盛过热水的密闭空塑料瓶上,浇上冷水,瓶子被压扁。 实验 ④ :用开水把杯子烫热,立即扣在气球上,杯子被气球吸住。 提出问题:硬纸片为什么不会掉下来呢?塑料瓶怎么会被压扁?杯子为什么会牢牢地吸在气球上呢? | 学生讨论、回答: ① 硬纸片受到一个向上的力; ② 空气对塑料瓶有压力; ③ 杯子被气球粘住了。 | |
教师用投影仪投影大气层的结构,对比液体压强产生的原因,分析大气压产生的原因:地球周围被厚厚的空气层包围着,这层空气又叫大气层。空气由于受重力作用,而且能流动,因而空气内部向各个方向都有压强。大气对浸在它里面的物体的压强,叫做大气压强,简称大气压。 | 学生观看图片,听教师分析大气压产生的原因。 | |
教师:谁能解释一下我们刚做的三个实验的现象呢? | 学生回答: ① 这些现象都是由大气压引起的; ② 硬纸片受到向上的大气压; ③ 瓶子被压扁,说明大气压向各个方向都有压强。 | |
教师:生活中还有哪些现象能说明大气压的存在呢? | 学生思考,可能的回答: ① 塑料挂钩被大气压压在墙上: ② 用吸管吸汽水; ③ 墨水被吸到钢笔里。 | |
二、大气压强的测定 | 教师投影马德堡半球实验的图片,讲解马德堡半球实验。 提出问题:这个实验说明了什么?大气压强究竟有多大? | 学生回答: ① 说明了大气压强的存在; ② 大气压强很大,把两个半球紧紧压在一起。 学生纷纷猜测大气压强的大小,但是都不知道大气压究竟有多大。 |
教师指导学生用塑料挂钩的吸盘来模仿马德堡半球实验,感受大气的压力,估测大气压的值。 | 两个学生为一组进行实验,把两个吸盘对着挤压,尽量把里边的空气挤出来。然后两手用力往外拉,不容易拉开(用较大的力才能拉开)。 用测力计测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力,测出吸盘的面积,可以估算出大气压的值。 | |
教师:用这个方法,我们可以估算大气压的值。但是我们怎样才可以确切地测定大气压的值呢?同学们先想一想,实验 ② 中硬纸片的受力情况如何? | 学生回答:受到水杯内水的压强和大气压强,大气压强大于水的压强,因为杯底对水也有压强,这个压强无法测出。 | |
教师:如果能使水不与水杯底接触,而且水面上方的气体压强为零,那么纸片的受力情况是怎么样的? | 学生分组讨论,进行受力分析: 硬纸片受到水柱的压力和大气给的压力。 学生分析得出:此时,大气压强就等于水柱产生的压强。 | |
教师:究竟大气压能支持多高的水柱呢?大家一起来看看下面的实验。 |
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教师演示实验: 换用比杯子长的各种不同长度的试管(或容器)进行“覆杯”实验(例如可以用矿泉水瓶、一端封住的日光灯管等)。 | 学生观察教师演示实验,发现大气压能支持很高的水柱。 | |
教师利用图片向学生讲解,大气压可以支持的水柱高达 10m 以上。 |
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教师提出问题: ① 这个实验测大气压的原理是什么? ② 怎样能使液柱高度降低? | 学生讨论: ① 大气压强等于水柱产生的压强。即 p0 = ρ 水 gh ; ② 因为 p0 = ρ 水 gh ,所以在大气压不变的情况下,如果换用密度较大的液体,液体的高度将会低一些。 | |
教师:什么液体的密度比较大呢? | 学生:水银。 | |
用多媒体播放托里拆利实验录像(课件),教师进行讲解。 | 学生观看录像,了解实验的过程步骤,理解托里拆利实验测定大气压的原理和结论。 | |
教师:根据托里拆利实验的原理,计算大气压强的大小。 | 学生利用 p0 = ρ 水银 gh 进行计算,推出标准大气压的大小。 | |
引导学生讨论: ① 托里拆利实验中水银柱的高度与玻璃管的粗细、倾斜与否、上提、下压是否有关? ② 如果玻璃管上端敲破一个洞,管内的水银将会向上喷出还是向下落回水银槽? | 学生讨论得出: ① 因为 p =ρgh ,液体压强与水银柱的高度有关,而水银柱的高度与玻璃管的粗细、倾斜与否、上提、下压无关。 ② 破洞后的玻璃管与水银槽成了连通器,管内的水银将向下落回水银槽。 | |
教师利用水银气压计的实物,向学生解释其工作原理。 |
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三、大气压与高度、天气的关系 | 教师用多媒体展示大气压随高度的变化情况图(课本上的图10-4-8),向学生讲解:离地面越高的地方,大气压越小。 | 学生观看图片,认真听讲。 |
教师利用图10-4-9,给学生简单介绍大气压与天气的关系。 提出问题:当大气压降低时,常伴有多云天气,这是为什么? | 学生分组讨论,进行交流。 | |
四、课堂小结 | (1)大气压产生的原因; (2)托里拆利实验和大气压的大小。 | |
五、课堂练习 | 根据需要布置。 | |
六、课后作业 | 学生活动手册内容。 | |
【 实践活动 】
(1)让学生上网或去图书馆查阅资料,了解大气压与天气的关系,写出调查报告。
(2)设计一个给鸡自动饮水的装置,并解释其原理。
【 教学反馈 】
本节的重点是知道大气压强的存在和大气压强的测定,难点是理解托里拆利实验的原理。
生活中存在很多大气压的现象,教学时,应该紧密联系生活实际,多做实验,加强学生对大气压的感性认识,使学生感受到物理知识在生活中的普遍性。在讲解托里拆利实验的原理时,引导学生进行分析、讨论,设计改进实验装置,得出与托里拆利实验相似的实验,引导学生理解测大气压的原理,再引入托里拆利实验的录像,对学生进行讲解,易于学生理解接受。
本节课通过演示实验,调动了学生的兴趣和求知欲,培养学生的观察能力和分析能力;通过动手实验,培养学生的探究意识、探究能力和创新精神。
《10.1在流体中运动》
【 教学目标 】
1.知识与技能
知道流体的压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;了解升力是怎样产生的。
2.过程与方法
通过观察法、实验法探究流体的压强与流速的关系,通过分析推理法探究飞机的升力是怎样产生的;通过制作“鸟翼模型”,训练学生的动手能力;
3.情感、态度与价值观
结合日常生活现象,激发学生兴趣;了解历史,加深人文素养。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、实验探究——升力 | ( 1 )提问:鸟儿能在天空中翱翔,依据鸟的原理而设计的滑翔机大家听说过吗?你知道第一个设计滑翔机的人是谁吗?连接滑翔机图片。 | 学生回答问题,若可以回答,教师做必要的补充;若不能回答,教师在图片的引导下,介绍奥托 · 李林达尔。 |
( 2 )德国的奥托 · 李林达尔,是世界上公认的滑翔机之父(连接到李林达尔)。 | 学生了解到滑翔机之父——李林达尔。 | |
( 3 )今天我们就来动手做一个鸟翼模型,观察气流对鸟翼有什么作用? 鸟翼向上运动,肯定是有一个力作用在它上面了,而这个力呢,由于它有提升物体的作用,所以我们把它叫做“升力”。 | 在教师的带领下,做一个鸟翼模型,如教材图11-1-3在中间插一个吸管,将模型放在一个直立的铁丝上,用吹风机正对着鸟翼模型吹风,观察气流对鸟翼的作用; 学生观察到鸟翼模型在气流的作用下,沿着铁丝向上运动。 | |
二、伯努利的发现 | ( 1 )提问:这个升力是怎样产生的呢?让我们来追溯一下历史;早在 1738 年,伯努利就发现了流体压强与流速的关系,这不仅解开了鸟儿在天空翱翔的奥秘,也成了人类打开空中旅行大门的钥匙(连接到伯努利)。 | 学生了解伯努利的主要成就。 |
( 2 )流速与压强有什么关系呢? 引导学生进行探究实验:取一张纸条,从纸条上方沿纸条吹气,如图11-1-4 ,纸条会怎样运动? | 学生动手操作,并回答:纸条居然飞了起来(这里和他们日常生活中以为只有吹纸条下方才会将纸条吹起来不同,引起学生好奇); | |
提问: 从这个实验中,我们得出流速和压强有什么样的关系(以下是一种引导方案供参考)? |
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要得出流速和压强的关系,我们来探究一下纸条上方的流速和压强; | 学生根据引导一步一步解决问题; | |
吹纸条上方,导致纸条上方的流速比纸条下方的流速大; 纸条上升,说明纸条上方的压强比下方小; 纸条上方的流速大、压强却小,说明流速与压强之间的关系是什么? |
| |
( 3 )让学生自己写出结论,写完后让他们对照书上相应的部分; | ( 3 )学生自己写结论,然后与书上的内容对比; | |
( 4 )介绍一下“河流流线”的情况; |
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观察实验室中模拟鸟翼周围的气流的情况(如图 11-1-5)。 | 学生观察; | |
提问:根据流体流速与压强的关系,了解升力是怎样产生的? | 学生思考; | |
∙ 我们可以通过流速和压强的关系来解释升力是怎样产生的; ∙ 鸟翼上方和下方的压强差导致了升力的产生; ∙ 升力是向上的,说明鸟翼下方的压强比上方的大; ∙ 根据压强和流速的关系,知道鸟翼下方的流速比上方小; ∙ 是什么导致了下方的流速比上方的小呢,当气流通过鸟翼时,下方的流速比上方慢; ∙ 做个鸟翼模型,放在水流中,让同学来体验一下,经过鸟翼模型下方的水流要比上方慢。 | 学生在引导下一步一步解决问题; | |
( 5 )让学生整理自己的思路,写出升力是怎样产生的,写完后对照书上的相应部分。 | ( 5 )学生自己用逻辑的语言阐述自己的结论,并和书上的结论对照。 | |
三、解释飞机的设计原理 | 提问:( 1 )飞机和鸟有什么共同的特点?(学生讨论) | 学生回答:列举出共同点(两支翅膀、头、尾等等)。 |
( 2 )那飞机要升入天空,它的机翼应该设计成什么样子的?(画图)(以下是一种引导方案供参考) | 学生自己动手画图; | |
∙ 飞机同样需要升力; ∙ 飞机的成功是仿生的一个典型例子; ∙ 飞机的机翼和鸟翼有几乎相同的结构。 |
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四、生活中的“翼” | 看教材图11-1-6、图11-1-8 和图片, 举出生活中的例子: 在空中,飞机、天鹅; 在海洋中,企鹅、海豚、鳐鱼、深水飞机。 你能想像它们的形状吗?请你们把自己的猜想画出来。 | 学生根据所学到的知识画了出来。 |
五、发展空间 | 我们通过图11-1-9某同学设计的冷热水混合淋浴器,来分析它的原理。 | 学生回答。 |
六、课堂小结 | 1 .流速和压强的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大; 2 .用这个关系解释升力产生的原因; 3 .解释飞机和鸟为什么能在天空中飞行。 | |
七、作业 | 活动手册的相关内容。 | |
【 实践活动 】
有兴趣的学生可以制作飞机的机翼模型;在因特网或百科全书上查阅有关风洞的内容,并且用自己的话写一下风洞的作用。
【 教学反馈 】
流体的压强与流速的关系是本节的重点,本节课的设计,始终把学生做为了教学的主体,引导学生不断地思考,不停地诱发学生,最终引导学生解决问题。通过引导,他们会觉得是自己解决了问题。
本节课调动了学生学习的积极性、激发了学生探索知识的兴趣,培养了学生怎样依据方案一步一步地解决问题的能力,培养了学生的创新精神
《认识浮力》
教学设计思路
浮力与日常生活联系非常密切,可以充分体现课标教育理念:从生活走向物理。本节教学力求做到学生是学习的主人,使学生的知识来源扎实。本节的探究性学习活动,具有实验操作方便、现象明显、结论容易获得的特点。即物理活动难度与学生认知发展水平相适。因此,在体现从生活走向物理的同时,让学生通过进行自主探究,利用弹簧测力计测浮力来认识浮力和探究影响浮力大小的因素,体验科学探究的过程,感悟科学研究的方法,初步学会归纳总结,享受成功的喜悦,增强学习物理的兴趣和自信心。
教材、学情分析
教材依据为华东地区初中物理教材编写组编著的《物理》八年级下册第九章第一节。本节内容分三个小节:什么是浮力?浮力怎样产生的?浮力的大小和哪些因素有关?其中,“浮力是怎样产生的”是重点之一,利用液体内部压强的知识进行探究讨论,另外二小节内容可以利用实验探究来完成教学目标。
按照教材安排,学生在了解什么是浮力后,马上进行活动1“浮力是怎样产生的”。依据教学需要出发,应将该活动放到“探究浮力的大小与哪些因素有关”的探究活动后进行。这样不仅便于学生完整地进行二个探究实验,而且有利于培养学生的理论探究能力,即从浮力产生的原因去分析,当物体全部浸没在液体中时所受浮力与物体浸入液体中的深度无关。
利用弹簧秤测浮力和探究浮力的大小和哪些因素有关是本节的另外二个重点。学生对漂在水面上的轮船、救生圈及木块都受到水对它的浮力容易接受,但对于沉在水底下的物体同样受到浮力难于理解。所以,认识浮力是一个难点。突破这个难点须借助弹簧秤称物重和物体在水中的视重不同来体验。教材中安排的金屋块应该用密度较小的铝块,学生观察到的现象会很明显。
学生在探究“浮力的大小和哪些因素有关”时,教材中已给出了3种猜想,为学生进行探究指明了方向。这一环节的重点是要求学生能用控制变量的方法去探究结果,同时经历探究的过程。学生虽然已经有了利用控制变量进行科学探究的经历,但该探究活动涉及的变量控制相对繁杂。所以教师应帮助学生利用表格设计探究步骤的框架,以便达到经历探究过程的教学目标。本探究过程教材安排了铁块作为研究对象,应该将铁块改为铝块使现象更为明显。为了探究有些学生提出的“和浸入液体中的物体的密度有关”这一猜想,应同时准备体积相同的铝、铁、铜各一块。这样也可以为下一节研究物体的沉浮条件埋下伏笔。
学生有了对物体在液体中受到浮力的认识后,教师要求学生以氢气球“为什么能升空”作为问题去探究,进行教材中安排的“课外活动”。通过诱发学.生的好奇心来刺激学生的求知欲。让学生实实在在地感觉到“生活中处处有物理”、“物理是有用的”,进一步提高学生学好物理的信心。
教学目标、要求
1. 知识与技能
了解浮力是怎样产生的;知道浮力的方向。
能用弹簧秤测量浮力的大小;知道影响浮力大小的因素。
2. 过程与方法
通过实验探究认识浮力;通过观察分析了解浮力是怎样产生的。
用控制变量法经历探究影响浮力大小的因素;
3. 情感、态度与价值观
培养学生团结协作精神。生活中处处有物理,物理不仅可以学好而且有用。
教学器材与资源
1. 演示用器材
弹簧测力计、水槽、铝块、乒乓球、底部切掉的废矿泉水瓶,细线,水。
2. 分组实验器材(13组)
弹簧测力计、玻璃杯、大铝块,体积相同的小铝块、小铁块和小铜块,废牙膏瓶,清水、浓盐水、细线。
3. 卡片
授课地点:物理实验室
教学重点与难点
重点:浮力产生原因、弹簧秤测浮力、探究影响浮力大小因素。
难点:物体什么时候受到浮力,物体排开液体的体积、影响浮力大小的因素。
教学流程(画线部分为板书内容)
一、 新课导入
教师吟颂“竹外桃花三二枝,春江水暖鸭先知。”创设问题情景,导入新课:认识浮力
教师组织学生讨论生活中哪些物体受到浮力,并适时提出“在水中下沉的石块是否受到浮力?”完成新课导入过程。
二、 通过实验认识浮力
教师演示:先用弹簧测力计称量铝块的重力,再用手轻轻向上托铝块,要求学生认真
观察弹簧测力计示数的变化,并回答“弹簧测力计的示数为什么减小?”把铝块浸没在水中,学生再观察弹簧秤示数的变化。
学生对现象原因发表看法。
教师归纳并设疑激趣:铝块浸在水中受到了水对它的托力。若将铝块浸在浓盐水中会是什么结果?同学们想不想试一试?
教师分发卡片(表一)。要求学生按表格上列出的数据进行活动1“比较铝块在空气中,清水中和浓盐水中时弹簧测力计的示数”,实验时要求小组内分工协作。
表一:
研究对象 大 铝 块
重力G/N
清水中示数F1/N 浓盐水中示数F2/N
差值F浮 差值F浮
教师巡视并及时点拨。
学生汇报实验结果,教师视情提示:
浸在任何液体中的物体都会受到液体竖直向上的托力,叫做浮力。
教师归纳并从力的三要素说明浮力:
(1)浮力的大小等于弹簧测力计两次示数差值。即F浮=G—F示
(2)浮力的方向总是坚直向上;
(3)浮力的作用点在浸入液体中的物体上。
三、探究浮力的大小和哪些因素有关:
教师:前面的实验中铝块在清水中和在浓盐水中受到的浮力相同吗?由这个实验结果,你想到了什么?
学生讨论交流,并汇报结果。
教师:我们巳经知道了物体在液体中受到的浮力与液体的密度有关。同学们猜想一下,物体在液体中受到的浮力还和哪些因素有关?
指导学生看课本中猜想与假设的内容
教师分发卡片(表二),要求学生按表二的顺序进行实验。
使用液体 水 弹簧测力计示数(N)
次序 研究对象 体积 重力 1/3浸入 1/2
浸入 2/3浸入 全部浸 入 沉入水中层 沉入水下层
1 大铝块 V
2 小铝块 V1 /// // /// /// ///
3 小铁块 V1 /// // /// /// ///
4 小铜块 V1 /// // /// /// ///
教师强调实验时玻璃杯中的水要适量,防止水溢出。同时认真观察大铝块逐渐浸没水中时玻璃杯中水面上升情况。这样让学生感悟物体浸入液体中的体积与排开液体的体积的关系,既突破难点,又为下一节探究浮力大小埋下伏笔。
教师巡视点拔,提醒学生分工协作进行测量,客观填写数据。
学生综合分析表一表二数据。
点2—3个小组代表汇报实验数据分析结果。归纳出:
浸在液体中的物体所受浮力与物体排开液体的体积、液体的密度有关。
学生完成课本中“得出结论”内容。
当堂检测,强化理解:
1.让学生回答课本中“自我评价与作业”第1题;
2.教师演示:将废牙膏瓶压平放入水中后,沉入水槽底;再用气将牙膏瓶鼓起来,浸没水中快速浮起。问:浮力哪个大?重力呢?
四、讨论浮力是怎样产生的
教师先设疑后演示:
设疑:同学们巳看到,牙瓶鼓气后浸没水中会快速浮起。若将乒乓球也浸没在水中会快速浮起吗?
演示:将乒乓球放入底部切开的空矿泉水瓶中,倒立瓶子,乒乓球下落到瓶口;将水快速从切口处倒入瓶内,乒乓球被水浸没却未浮起,少量水从瓶口流出。用水封住下端瓶口,一会儿乒乓球快速上浮到水面。
教师:上面的现象是什么原因造成的?同学们分组进行活动2后就会明白。
教师作学生分组讨论前的知识点拨:
1.液体内部向各个方向都有压强,压强大小与深度有关;
2.长方体上下表面不在同一深度;
3.利用F1=P·S考虑液体对物体表面的压力。
学生分组进行“活动2”,并派代表展示活动成果。
教师归纳:浮力是由液体对物体向上和向下的压力差产生的,即F浮=F上—F下
学生思考:九江长江大桥的桥墩是否受到长江水的浮力?
学生讨论并回答问题,在此基础上并进行知识归纳并拓展。
五、归纳、拓展、布置作业
学习交流本节课学到的知识,教师提醒学生注意板书内容。
1.教师要求学生利用F浮=F上—F下去思考“为什么物体全部浸没液体中时,物体所受的浮力大小与深度无关?”
2.教师要求学生完成课本中的课外活动,并结合液体产生浮力的知识思考“能自动升空的氢气球与不能自动升空的普通气球是否都受到空气对它们的浮力?”
《10.3科学探究:浮力的大小》
授课地点: 物理实验室
授课时间: 1课时
【仪器材料】 石块、弹簧测力计、盛有水的水杯
【 教学目标 】
1.知识与技能
认识浮力,知道浮力的方向是竖直向上的,知道浮力产生的原因是液体对物体有向上和向下的压力差。
2. 过程与方法
通过观察法和课堂讨论让学生认识浮力,通过类比法、观察法让学生了解浮力产生的原因。
3. 情感、态度与价值观
结合生活实际培养学生的兴趣,通过学习过程中的合作与交流,培养学生的交流意识、合作精神。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、实验探究——浮力 | ( 1 )调查:洗澡时进入浴盆,感觉自己身体变轻的同学举手示意一下;(学生参与) | 绝大多数同学参与并认同有这样的感觉; |
古希腊的阿基米德在很久以前跟你们有同样的感受; |
| |
( 2 )将一个小木块放进水里,它会漂起来; | 学生观察; | |
教师:生活中还有很多这样的例子,请同学们举出例子。 | 学生举例; | |
引导得出浮力概念:这种能让物体浮起来的力叫做浮力; 根据这些事实,我们认识到漂浮在液体上的物体受到浮力的作用; | 绝大多数学生已经有这样的“浮”起来的概念,所以他们很容易理解浮力的概念;他们知道把物体向上托的力就是浮力; | |
( 3 )如果我们游泳时,将自己的身体完全浸没水中,我们还受到浮力的作用吗? | 开始出现分歧,有的学生赞成、有的学生反对、开始怀疑; | |
进行实验:“浸没在液体中的物体受到浮力吗?”(演示实验,如图11-2-2) | 学生思考; | |
∙ 浸没在液体中的物体受到浮力吗?(以下是一种引导方案供参考) |
一步一步引导得出结论; | |
∙ 受不受到浮力,我们直接从弹簧测力计的读数的变化就能知道; | ||
∙ 如果在空气中测量的数值等于浸没在水中的数值,那么就没有浮力; ∙ 如果在空气中测量的数值大于浸没在水中的数值,那么就存在浮力; | ||
( 4 )引导学生陈述自己对这个实验得出的结论; | 学生自己得出结论,写在笔记本或纸片上; | |
( 5 )进一步讨论这个实验: 物体受到浮力的大小与 F 1 和 F 2 有什么关系?浮力的方向是什么?(以下是一种引导方案供参考) | 学生思考并提出猜想。 | |
∙ 我们分析受力的大小和方向可以从分析力的示意图开始; ∙ 对第一个图进行受力分析时,注意它受到一个拉力 F 1 和重力的作用; ∙ 对第二个图中进行受力分析时,注意它受到一个拉力F2 、浮力和重力的作用; ∙ 两个图中,石块都处于静止状态; ∙ 静止状态意味着平衡,平衡意味着相等关系,列出关系式,最后的结果是用F1和F2来表示F浮 ; ∙ 平衡导致了浮力必须和重力在一条直线上; ∙ 浮力向上且与重力在一条直线上,那说明浮力的方向是与重力恰好相反,那么浮力的方向是什么? | 一步一步引导学生解决问题; | |
( 6 )引导:同学们想一想,从这个实验中,我们得到了哪几条有用的结论,并归纳出来。 | 学生整理自己的思路,写出得到的结论; | |
二、浮力产生的原因 | ( 1 )复习:上一节我们学习了升力,作用在鸟身上的升力是怎样产生的呢? | 学生回答:升力是由于鸟翼上方和下方的压强差产生的。 |
∙ 浮力是怎样产生的呢?(以下是一种引导的方案,供参考) |
| |
浮力与升力有共同的特征“能使物体上升”。 | 学生类比回答; | |
升力是由压强差产生的,浮力产生的原因和升力类似,通过类比,我们可以得出浮力产生的原因是什么? | ||
( 2 )让学生自己根据理解,在卡片或笔记本上写出浮力产生的原因; | 学生们整理思路运用类比法自己写出浮力产生的原因; | |
( 3 )通过实验观察上下表面的压强差。 演示实验: 将两头带橡皮膜的直桶玻璃管竖直伸入水中,让同学们观察现象; | 学生们观察到玻璃管下面橡皮膜比上面的凹陷得厉害; | |
根据你的理解,写一写你从这个实验中得到了什么有用的结论。 | 动笔写自己的理解并与同学分享和完善自己写的内容; | |
( 4 )思考:沉没在海底的泰坦尼克号受到浮力了吗?(根据浮力产生的原因判断一下) 得出结论:像沉船那样与水底紧密结合的物体不受到浮力的作用,因为它的下表面没有受到水的压强。 | 学生记录:没有。 进一步让学生认识到,必须要上下表面的压强同时具备的时候才能产生浮力。 | |
三、课堂小结 | 1 .认识浮力,是一种能使浸在液体中的物体受到向上的力,它的方向竖直向上; 2 .了解浮力产生的原因是由上下表面的压强差产生的; 3 .得到一种浮力的计算方法: F浮 =F1-F 2 。 | |
四、作业 | 根据需要布置作业。 | |
【 实践活动 】
在互联网上查找有关阿基米德以及死海的资料
《10.3科学探究:浮力的大小》
授课地点: 物理实验室
授课时间: 1课时
【仪器材料】 盛有水的水杯、两端带有绷紧程度相同的橡胶膜的玻璃圆筒、体积相同的铁块、铜块、较大的铁块、食盐、小塑料袋
【 教学目标 】
1.知识与技能
知道浮力的大小与哪些因素有关,知道阿基米德原理,会求出浮力的大小。
2.过程与方法
通过学生实验,探究浮力的大小与哪些因素有关,培养学生的猜想假设、实验设计能力等科学探究能力,培养学生有步骤进行实验的条理性。
3.情感、态度与价值观
通过实验探究,培养学生尊重科学、实事求是的科学态度。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、实验探究:浮力大小与什么有关系 | ( 1 )引导猜想:你认为浮力的大小与什么有关系? | 学生猜想:“与浸没在液体中的深度有关”、“与物体的形状有关”、“与物体的密度有关”、“与物体的体积有关”、“与物体的质量有关”、“与浸入液体的体积有关”、“与液体的密度有关”等等。 |
( 2 )强调控制变量法: 在研究一个物理量与另一个物理量的关系时,我们常常运用“控制变量法”,也就是说我们现在要研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系,那么我们必须控制其他的实验条件相同,我们用同一个物体浸入同一种液体中,那么我们就可以研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系了。 如果在不同的深度,浮力不变, • 那么意味着什么? • 也就是浮力不随着深度的变化而变化? 进行分组探究实验,把上面不同的检验猜想的实验分给不同的小组进行探究。 | 学生学会控制变量进行探究,得到实验结果。 | |
( 3 )在探究结束后,总结出以上各个猜想的正误,引导学生自己得出浮力与哪些因素有关。对照课本上的相关部分,看看自己写的和书上的表述哪个更好。 | ( 3 )学生自己总结出“浮力的大小与浸入液体的体积和液体的密度有关”。 | |
( 4 )启发学生明白“浸入液体的体积”就是“排开液体的体积”,“浸入液体的密度”就是“排开液体的密度”,那么我们可以猜想一下浮力的大小是否与排开液体的重力有关(表决)。 | 学生表决,引发思考;
| |
二、阿基米德原理 | ( 1 )演示实验 用弹簧测力计、小石块、溢水杯、小桶来探究阿基米德原理; 步骤: • 先测出小桶在空气中的重力 G1; • 再测量出小石块在空气中的重力 G2; • 将溢水杯的水正好接到刚好要溢出的位置,然后将小桶放在溢水杯的溢水口处; • 将弹簧测力计挂着的小石块浸入水中,同时它排开的水通过溢水口进入小桶,这时读出弹簧测力计的读数 G3; • 然后用弹簧测力计测出这个时候盛水的小桶的重力G3。 | ( 1 )学生动手做实验,记录数据,发现关系; |
实验记录表格见“备注”; 引导学生得出结论:让他们分析数据,从数据中得出结论,写出自己的阿基米德原理,并与书上的对照,看有什么不同,比较哪个写得更好。 | 学生自己比较实验数据结果,得出结论,写出自己的阿基米德陈述,与书上内容对照。 | |
( 2 )进一步实验:用弹簧测力计吊起一只装满水的小塑料袋(袋内不留空气),观察弹簧测力计示数,然后把这袋水逐渐浸入水中,弹簧测力计示数怎样变化?当完全浸没以后,弹簧测力计的示数是多少? | 学生自己描述阿基米德原理,并且与书上对照。 观察实验,学生解释为什么弹簧测力计示数为 0 。 | |
小结:同学们,你们和阿基米德一样经历了浮力探究的过程,如果你生活在 2000 多年以前,你就是阿基米德了。阿基米德是在他洗澡的时候得到灵感的,我们也要学会在生活当中去发现问题,并运用自己学过的知识去解释和探究这些问题。 | 激发成就感。 | |
三、兴趣交流 | 气体和液体都是流体,因此物体在气体中也受到浮力。 氢气球脱手后会上升,是因为受到空气对它的浮力,因此阿基米德原理也适用于气体。 举出在生活中物体受到浮力的例子。 |
学生举例: 轮船受到浮力; 热气球、飞艇受到浮力; 水里的鱼受到浮力。 |
四、浮力计算 | 小结一下: ( 1 )实验室测量浮力的方法可以计算浮力; ( 2 )浮力产生的原因可以计算浮力; ( 3 )阿基米德原理可以计算浮力; 例子:书上的例题“橡皮泥块”。 | (1) F浮= F1- F2; (2) F浮= F下- F上; (3) F浮= G排; 学生解答。 |
五、发展空间 | 1.分析密度计原理: 注意密度计的刻度是从上到下逐渐增大的。 | 学生了解密度计。 |
2.“排水量”概念的解释。 | 熟悉生活中常用的术语。 | |
六、作业 | 根据情况布置作业。 | |
【 实践活动 】
1 .自制密度计;
2 .在因特网上查找有关法国物理学家查里做成的第一个氢气球的资料。
【 教学反馈 】
本节内容,浮力的问题是学生熟悉和感兴趣的知识,但在日常生活中积累了一些片面的或错误的概念。我们的意图是在学生原有的前概念的基础上建立浮力的概念,让学生们都熟悉“漂浮物体和浸没在液体中的物体都受到浮力”;“浮力产生的原因”是本节课的难点,可以根据上节学过的知识,巧妙进行类比;“浮力的大小与什么有关”让学生大胆猜测,引导学生用控制变量法来进行探究实验,让他们以科学的探究方式来解决问题,阿基米德原理则用了一个巧妙的例子得出,训练了学生的思维。在整个过程中设立了一道道的关卡,引导学生去解决问题,通过引导,他们会觉得是他们自己解决的问题。
【 备注 】
探究阿基米德原理实验表格:
石块所受重力(N) | 石块浸入以后绳子的拉力(N) | 石块所受的浮力(N) |
G2= | G3= | F浮= |
空桶所受重力(N) | 空桶加排开的水所受的重力(N) | 排开的水所受的重力(N) |
G1= | G4= | G排= |
阿基米德原理: | ||
《10.4沉与浮》
授课地点: 物理实验室
授课时间: 1课时
【仪器材料】 鸡蛋、水杯、盐水、注射器、试管、胶塞、胶管、玻璃管、铁丝、水、轻纸带、胶带、酒精、棉花、火柴等。
【 教学目标 】
1.知识与技能
理解物体的沉浮条件;知道鱼、潜水艇、飞艇和密度计的沉浮原理;能应用沉浮条件解释一些简单的问题。
2.过程与方法
通过实验,观察鸡蛋的下沉、上浮和悬浮,使学生建立起三种状态的概念,并且通过逻辑推理得出产生三种状态所需的条件;通过逻辑分析的方法,解释鱼、潜水艇的浮沉原理;通过动手制作,让学生自己制作“自制潜水艇”和“热气球”;通过在网上查阅,让学生设计出打捞中山舰的方案。
3.情感、态度与价值观
通过对鱼、潜水艇和热气球的沉浮原理这些与日常生活紧密联系的现象的学习,让学生体验科学、技术与社会的紧密联系;通过制作“自制潜水艇”和“热气球”,激发学生学习物理的兴趣;通过学习阅读材料,培养学生的民族情感。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、物体的沉与浮 | ( 1 )演示实验:石块和塑料空心球 把它们分别浸没在水中,叫同学们观察现象; 提问:浸在水中的物体,有的上浮,有的下沉,这是为什么呢? | 学生提出各种解释。 |
( 2 )今天的课上完以后,你们就能解决这个问题了。 演示实验: 取一只新鲜鸡蛋,放在清水中,观察它在水中沉浮的情况,向水中慢慢加些盐,并轻轻搅拌,观察到鸡蛋怎样运动?如果再加些清水,观察到什么现象? a) 鸡蛋放入清水后,它是上浮还是下沉? b )加盐轻轻搅拌的目的是什么?(以下是一种引导方案以供参考) • 盐水溶于水后,变成盐水,密度比水的密度大; • 加盐会导致液体的密度的增大; c )随着不断地往水里加盐,有什么现象出现? d )为什么会有这样的现象出现?(以下是一种引导方案以供参考) • 可以对鸡蛋做受力分析; • 这里有两个状态,一个是鸡蛋下沉的状态,另一个是鸡蛋上浮的状态; • 当它下沉的时候,它只受到浮力和重力的作用; • 当它上浮的时候,它只受到浮力和重力的作用; • 在两个状态过程中,鸡蛋的重力没有发生变化; • 鸡蛋只受到浮力和重力,重力没有变,那么肯定是浮力的变化引起它下沉和上浮; • 不断加盐,导致液体的密度增大,鸡蛋所受浮力逐渐增大; • 当浮力小于重力时,鸡蛋下沉;当浮力大于重力时,鸡蛋上浮。 |
(a)学生观察回答。 (b)教师引导得出搅拌的目的,一步一步让学生建立起加盐水是改变液体密度的概念。
(c)学生观察发现,鸡蛋上浮了,有的学生很吃惊。 (d)学生思考。 一步一步引导学生,让他们分析出这种现象出现的原因。 | |
( 3 )整理自己的思路,用 “ => ” 符号描述你的思维过程。 | ( 3 )学生用逻辑推理的符号阐述自己的思路。 | |
二、认识三种状态 | 鸡蛋所处的三种状态: 下沉:浮力 < 重力 上浮:浮力 > 重力 悬浮:浮力 = 重力(平衡) | 让学生了解三种状态。 |
三、生活中的下沉与上浮 | ( 1 )对于海洋生物来说,浮力非常重要,浩瀚的海洋中,许多生物用不同的方式创造沉与浮,这是一个精彩的世界!展示各种海洋生物图片。 |
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( 2 )我们来看看鱼是怎样使自己在水中自由地上浮、下沉和悬浮的?(以下是一种引导方案以供参考) • 鱼同上面的鸡蛋一样,重力没有发生变化; • 鱼也只受到重力和浮力的作用; • 重力没有变化,而浮力变化了; • 鱼是通过鱼鳔改变自己的体积来改变浮力的; • 鱼鳔较小时,鱼所受的浮力小于重力,鱼下沉; • 鱼鳔较大时,鱼所受的浮力大于重力,鱼上浮; • 鱼所受的浮力等于重力时,鱼将可以在水中任意的深度游动。 | 激发兴趣,学生思考。
一步一步让学生自己解决问题。 | |
( 3 )整理自己的思路,用 “ => ”符号描述你的思维过程,写出鱼在哪种条件下处于下沉、上浮或悬浮三种状态; | 让学生写出自己的思维过程。 | |
四、潜艇与热气球 | ( 1 )最早的潜艇用于军事侦察和袭击,现在也用于深海考察,为开发海洋,获得新资源提供信息。 连接到凡尔纳,加潜艇图片; 另一个仿生学的例子——潜水艇(潜水艇的水舱相当于鱼鳔)。 |
|
( 2 )潜水艇是怎样实现上浮和下沉的?(以下是一种引导方案以供参考) • 潜水艇只受到两个力的作用,重力和浮力; • 注意潜水艇的水舱的体积是不变的(这一点与鱼鳔不同); • 潜艇排开水的体积不变,潜艇处于同一液体当中(即排开液体的重力相等),那么浮力是不变的; • 浮力不变,只可能是重力的变化引起了潜艇的下沉、上浮和悬浮; • 潜艇有两个水舱,可以用人工的方法向水舱中压入和排出水; • 潜艇通过向水舱中压入和排出水能改变潜艇的重力; • 人工向水舱中压入水,直到重力大于浮力的时候,潜艇下沉; • 人工从水舱中排出水,直到重力小于浮力的时候,潜艇上浮; • 当重力与浮力相等时,潜艇悬浮。 | 引起学生思考。
一步一步引导学生解决问题。 | |
( 3 )整理自己的思路,用自己的语言来描述一下潜水艇下沉、上浮和悬浮的状态,你可以用 “ => ”来表述你的思维过程。 | ( 3 )学生自己整理自己的思路,并写在纸上,逻辑推理的思维再次得到强化。 | |
五、分析比较 | ( 1 )提问:鸡蛋、鱼和潜水艇都会在液体中下沉、上浮和悬浮,那么它们都是用了同样的方法处于这三种状态的吗?
| 学生分析回答。 不是; 鸡蛋:是由于鸡蛋浸没的液体的密度发生了变化,引起浮力变化; 鱼:是通过它的体积发生了变化,引起浮力变化; 潜水艇,是通过它的自身重力的改变引起了下沉和上浮,它的浮力并没有变。 |
( 2 )同学们自己归纳一下,总结出他们有什么区别和共同点; | 学生自己思考; | |
( 3 )介绍热气球,加图片; 运用我们学过的知识解释热气球的沉浮原理。 解释热气球为什么会升起来?假如由你来设计一个吊篮的热气球,为了使它能降回地面,你打算采用什么办法? | ( 3 )引起学生兴趣; 学生讨论,以小组为单位,每一个小组交一份报告,与同学分享; | |
六、打捞中山舰 | 介绍我国古代用浮船打捞沉落江中的万斤大铁牛的故事。 | 学生思考。 |
简单介绍中山舰——浓缩了中国现代史的一代名舰, 1938 年在长江被日军击中,沉入19m深的长江;中山舰排水量达780吨,长62.48m,宽8.99m。 | 与历史结合,了解到物理学科和历史的关系。 | |
让学生自己设计打捞中山舰的方案,填写到书上的表格中。 | 学生自行设计。 | |
七、课堂小结 | 1 .了解三种状态:下沉、上浮和悬浮。 2 .三种状态产生的条件: 下沉:重力大于浮力; 上浮:重力小于浮力; 悬浮:重力等于浮力。 3 .用学过的知识解释鱼、潜艇和热气球的沉浮原理。 | |
作业 | 学生活动手册内容。 | |
【 实践活动 】
制作自制潜水艇,制作热气球
在因特网上查找有关飞艇的资料。
【 教学反馈 】
本节内容是在上一节课学习了浮力概念和阿基米德原理的基础上进一步学习物体的沉浮条件,并与上一节内容构成完整的浮力知识体系,因此本节内容一定要将力、重力、二力合成、二力平衡、密度等知识紧密联系起来。这一节课有两个重要的知识点:一是物体的浮沉条件,二是鱼、潜水艇和飞艇的沉浮原理。前者重在培养学生的分析能力,后者重在使学生认识到浮沉条件在社会生活中的应用及其重要意义。在设计教案的时候,主要考虑以学生为主体,层层设立关卡,让他们自己去解决问题,在教师的引导下去解决问题。
本节设计了“动手做”的实验,让学生增强动手能力;又让学生接触到很多日常生活中常见的现象和内容,激发了他们对物理的兴趣;还与历史结合,培养他们的民族自豪感
《11.1 功》
授课地点: 教室
授课时间: 1课时
【仪器材料】 小铁球、长木板、砝码、线等
【 教学目标 】
1.知识与技能:
(1) 明确做功的两个必要因素,能根据做功的两个必要因素初步判断物体是否做功;
(2)初步理解功的计算公式,知道功的单位是焦耳,并会进行有关计算;
(3)知道作用在物体上的力与物体通过的距离垂直时,该力不做功;
(4)知道功率的概念,会进行简单计算。
2.过程与方法:
经过举例,理解功及功的必要因素,培养从生活现象中分析物理本质的方法。
3.情感、态度与价值观:
通过用力未做功的实例,引起学生适当焦虑,激起其学习功的知识内容的好奇心,使之积极参与判断是否做功的讨论。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、复习提问 | 提问:力的三要素是指哪些? 提问:重力的方向是怎样的 ? 提问:力作用在物体上会怎样 ( 产生什么效果 ) ? | 回答问题。 回答问题。 回答问题。 会改变物体的状态。 |
二、新课引入 | 由力的不同作用效果引出功。 举例: 推桌子:小明和小聪分别用力推动桌子,小明虽费了力气,但桌子没有移动,小聪用力将桌子推走了。 还可举些其他例子。 例如:擦黑板。用力压黑板擦,在黑板上挪动黑板擦。 推箱子,搬椅子…… 由这些例子给出功的定义。 | 区分不同情况理解。 |
三、新课展开 | ||
1.力学中功的含义 | 我们常说的功是有“成效”的意思,但在物理学中它还有特殊的含义。当一个力作用在物体上,物体在这个力的作用下通过了一段距离,我们就说这个力的作用有了成效,力学里就说这个力做了功。 显然力做功有两个条件。 一是 作用在物体上的力。 (F) 二是 物体沿力的方向通过的距离。 (S) 举例: ⑴ 举重运动员向上举杠铃,作用在杠铃上的力是向上的,并且杠铃向上运动了一段距离,我们说运动员对杠铃做了功。 ⑵ 直升机向上拉动铁塔,对铁塔有一个向上的拉力,铁塔在这个拉力的作用下,沿拉力方向向上移动了一段距离,我们就说飞机对铁塔做了功。 |
|
2.判断物体是否做功 | 举多个例子,要求学生判断是否做功。 例如: |
|
⑴ 火箭升空,燃烧的气体对火箭有没有做功? | 学生答:做了,因为燃烧的气体对火箭有一个向上的推力,火箭在这个推力作用下向上通过了一段距离。 | |
⑵ 同学们将自行车推进校门,对车有没有做功? | 学生答:做了,因为人对车有一个向前的推力,车在这个推力作用下前进了一段距离。 | |
⑶ 一人用很大的力推一辆汽车,汽车没移动,推力对物体有没有做功? ⑷ 推讲台没推动。 ⑸ 手提一桶水在水平地面上行走,提桶的力有没有对桶做功? ⑹ 在光滑的水平冰面上,一物体由于惯性做匀速直线运动,没受力。 | 学生答:不做功。 | |
要求学生举例,可将学生举的例子写在黑板上。 | 学生举例。 | |
进行分析。 教师注意三种不做功的情况: (1)物体受到力,但没有移动距离,即通过的路程为零。 (2)物体受到力的作用,也移动了距离,但移动的距离与力的方向垂直。 教师根据学生的回答再次强调做功的两个因素。 (3)物体没有受到力的作用,但因为惯性通过一段路程,也就是没有力做功。 教师要注意同学们的回答中所出现的问题,并弥补关于惯性的知识。 教师小结:从以上例子,我们进一步认识了力学中功的含义,即一个力作用在物体上,物体在这个力的作用下通过了一段距离,我们就说这个力做了功。 |
| |
3.功的计算 | 我们知道了力做功的两个条件,那怎样来计算功呢? 功的计算公式:功=力×距离 即:功等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。 用 W 表示功,用 F 表示力, s 表示物体在力的方向上通过的距离,则功的公式可写成: W = Fs。 在国际单位制中,力的单位是牛顿( N ),距离的单位是米( m ),功的单位是牛顿·米,它有一个专用名称叫焦耳,简称焦( J )。 1 焦=1牛·米。 几点说明: ①使用 W = Fs,要注意单位的统一。 ②做功的多少只由 W = Fs 决定,跟物体是做匀速直线运动还是做变速运动无关。 ③知道 1 焦的物理意义,知道 1 焦的大小。 |
|
例题:(书上例题)用20N的水平推力,使重为100N的物体在水平桌面上移动0.5m,试求推力和重力对物体做了多少功? 由一名学生板演,其他学生自己演算。要求解题规范化。
| 一名学生板演,其他学生自己演算。 | |
追问:此题中物体受到几个力的作用?哪个力做了功?对什么物体做功?重力做了功没有?为什么? 学生回答,教师小结。 | 学生回答。 | |
4.功率 | 物体在力 F 作用下经过时间 t 运动了距离 s ,求 ① 力对物体做的功 ② 物体运动的快慢。(类比) 我们在运动学中学过物体运动的快慢是物体单位时间里运动的距离。 那么力做功的快慢呢?就是力在单位时间里做的功。我们把它叫做功率。 定义:功率 P = W /t 单位: W 1W = 1J/s 可提供例题要求学生计算。 | 学生理解。 |
三、课堂小结 | 本节课我们学习了力学中 “功”的概念,知道了做功的两个必要因素,给出了功的计算公式 | |
【 实践活动 】
课外小实验:测出自己上楼时所做的功及所用的时间。
要求:
1 .测出:
( 1 )体重 G ;
( 2 )楼层高 h ;
( 3 )上楼所用的时间,按正常速度走上去所需时间 t 1 ,快速跑上去所需时间 t 2 。
2 .计算:
( 1 )上楼所做的功;
( 2 )两次登楼过程的功率。
【 板书 】
第一节 功
1 .功的定义:
如果物体受力且沿受力方向移动了一定的距离,就说力对物体做了功。
2 .功的计算:
功=力×距离
公式: W = Fs
单位:焦耳 符号: J
3 .功率:单位时间里完成的功,用 P 表示。
公式: P = W /t
单位: W
1W = 1J/s
《11.2杠杆》
授课地点: 物理实验室
授课教师:
授课时间: 1课时
【仪器材料】 杆秤
分组实验器材: 铁架台、杠杆、钩码等
【 教学目标 】
1.知识与技能:
(1) 知道杠杆平衡的条件;
(2) 能根据实际需要正确选择和使用杠杆。
2.过程与方法: 经历“探究杠杆平衡条件”的过程。
3.情感、态度与价值观: 体验科学探究的乐趣,了解杠杆在生活中的应用。
【 教学重难点 】
探究杠杆平衡条件。
【 教学方法 】
实验探究法。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |||||||||||||||||||||
一、 杠杆的原理 | 出示杆秤,对杆秤进行分析,画出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。 使用杆秤称水果,要求称不等量的水果,请一位学生上来演示。 | 学生称不等量的水果。 | ||||||||||||||||||||
置疑: 你为什么要这样称 ? | 因为要使杠杆达到平衡,如果杆秤不平衡了,就无法称出水果的多少,且要根据水果的多少来移动秤砣或更换秤钮。 | |||||||||||||||||||||
对,我们要使杠杆达到平衡。 杠杆的平衡与哪些因素有关,有什么样的关系 ? 与动力、阻力、动力臂、阻力臂有关。 | 与水果及秤砣重量,还有他们与杠杆提手之间的距离有关。 | |||||||||||||||||||||
二、实验探究 | 通过实验探究,得到确定的关系。 | 探究杠杆的平衡条件。 | ||||||||||||||||||||
每2人一组实验,要求讨论如何设计这个实验。 | 讨论实验步骤。 | |||||||||||||||||||||
步骤如下: (1) 将杠杆挂在铁架台上,观察是否在水平位置平衡 ( 静止 ) ;若不是,可调节平衡螺母,使之水平平衡。 此处可提问:为什么要使杠杆在水平位置平衡?若学生回答不出,可要求课后思考。 (2) 在杠杆支点的左边挂一定量的钩码,在支点右边也挂上钩码,直至杠杆平衡为止。 (3) 重复多做几次平衡实验,得到不同数据。 (4) 将数据记录下来,分析得出结论。 | 记录的是杠杆上的格数,如果不在水平位置平衡,那么臂长就不等于格数×格长了。 | |||||||||||||||||||||
开始实验,完成探究任务。 完成实验后,任意选择五组,请组中作记录的学生将结果投影到屏幕上。 教师可提出各种猜想,加减乘除关系都可。 可能有学生得到其他关系式,但不适合所有数据,因此它不是杠杆平衡条件。
| 学生分组认真探究,将结果填入自己设计好的表格中,同时对得到的结论进行分析、讨论。 | |||||||||||||||||||||
对公式进行变形可以得到比例式 ,它的含义是:如果动力臂是阻力臂的几倍,那么动力就是阻力的几分之一。
| 学生:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。 | |||||||||||||||||||||
【课堂练习】 1.画出下图中 F'和 F"的力臂,并比较杠杆平衡时 F' 2.下图所示杠杆,OA 长20cm,AB 长60cm,现在 A 处挂一重200N的物体,若使 B 处的弹簧秤示数最小,弹簧秤的方向怎样?弹簧秤的示数是多少? | 练习,理解。 | |||||||||||||||||||||
三、杠杆的分类 | 由杠杆的平衡关系,可以得到当力不等时,对应的力臂也不等。可将杠杆分为三类:
| 跟随教师分析出三种类型的杠杆。 | ||||||||||||||||||||
分析中提出相关问题:省力、费力是谁相对谁而言?省距离、费距离的含义是什么? 举例分析:从撬棒撬石头分析费距离的含义。 所谓省距离或费距离指的是动力作用点移动距离s1 ,相对于阻力作用点移动距离s2 而言的。杠杆平衡条件说明,当动力臂大于阻力臂时,动力小于阻力是省力杠杆。如图所示,当动力作用点移动 s1 距离时,阻力作用点移动s2 距离,且s1 >s2 ,因此使用撬棒撬石头省力而费距离。
| 思考,回答。 | |||||||||||||||||||||
要求学生举例,并进行分类。 | 举例,分类。 | |||||||||||||||||||||
四、课堂小结 | 杠杆的平衡条件 F1L1 = F2L2; 杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。 | |||||||||||||||||||||
【 实践活动 】
1. 通过探究,你能理解阿基米德的名言吗? 请就此写一篇短文。
2. 用杠杆知识分析、理解天平的原理和调整过程。
【 板书 】
杠杆平衡的条件:
动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
F1L1 = F2L2
《11.3滑轮》
授课地点: 物理实验室
授课时间: 1课时
【仪器材料】 定滑轮、绳子、钩码、弹簧测力计
分组实验器具: 动滑轮、绳子、钩码、弹簧测力计、铁架台、刻度板
【 教学目标 】
1.知识与技能:
使学生借助已有知识:理解滑轮的原理 , 知道滑轮的作用。
2.过程与方法:
由问题的提出、猜测、经过实验探究 , 使学生亲身经历物理问题的研究过程。
3.情感、态度与价值观:
体验科学探究的乐趣 , 学习科学的探究方法 , 从而领悟科学的思想和精神 , 培养抽象思维和论证问题的能力。通过对实验数据的收集 , 培养严肃认真的操作态度及科学分析实验数据的能力。
【 教学重点 】
定滑轮、动滑轮的作用。
【 教学方法 】
采用实验探究、讨论归纳的方法。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、复习提问 | 1.杠杆有哪三种?各有什么特点?举例说明。 2.剪铁用的剪刀和镊子是省力杠杆还是费力杠杆? | 学生回答。 |
教师出示实物并进行演示,并画出这两个杠杆的示意图。要求学生正确画出它们的力臂,讲清道理,说明结论。 剪铁用剪刀和镊子两杠杆示意图如图所示。
| 画出力臂。 | |
二、新课引入 | 教师先举一个滑轮的实例,再要求学生举滑轮的例子,根据使用时滑轮的不同情况进行分类(即按定滑轮和动滑轮分类)。 | 学生举例。 |
提问它们的特点是什么,由此给出定义:滑轮是一个周边有槽、并可以绕轴转动的轮子。 教师给出滑轮的分类。 滑轮有两种:定滑轮和动滑轮。使用时滑轮的位置固定不变的叫做定滑轮,使用时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动的叫做动滑轮。
| 讨论特点。 | |
再举些滑轮实例,可连接录像。 | 学生观看录像。 | |
1 .定滑轮 | 观察定滑轮。定滑轮工作时,它的轴固定不动。 举例:如旗杆顶部的装置为定滑轮。 (2) 提问:使用定滑轮有什么特点? | 观察定滑轮工作的状态,轴是固定不动的。 |
演示实验: ① 称量钩码的重力; ② 演示如图所示的实验,匀速拉动弹簧测力计,物体上升,拉力的方向改变,但弹簧测力计的示数不变,特点是 G = F 。使用定滑轮吊起物体时,可以改变力的作用方向,达到操作方便的目的。 | 观察实验: 学生通过教师的演示得出使用定滑轮可以改变力的作用方向,定滑轮不能省力。 | |
提问:使用定滑轮不能省力,那么能否省距离?能否省功? | 学生思考 | |
按照下图进行演示。使学生清楚地看到:“动力作用点移动的距离 s 与物体上升高度 h 相等,使用定滑轮不能省力,也不能省距离。” 由此得出使用定滑轮不能省功。 | 观察实验,得出结论: ① 动力作用点移动的距离 s 与物体上升高度 h 相等,使用定滑轮不能省力,也不能省距离。 ② 由 W = Fs得出 W 与提升物体所需的功Gh相等,使用定滑轮不能省功。 | |
2 .动滑轮 | (1) 教师边讲边演示动滑轮提升重物。 要求学生讨论分析,此时提起重物使用的滑轮与刚才演示实验使用的定滑轮有何不同点? 教师在学生讨论后小结:动滑轮工作时,轴和重物一起移动。另外用力方向也不同,用定滑轮时拉力方向是向下的,使用动滑轮提升重物时拉力的方向是向上的。
(2) 提问:使用动滑轮有什么好处?动滑轮中绳的拉力和做功情况怎样? | 学生讨论。 |
(3) 组织学生实验,按课本实验探究,参照下图进行实验。 由于研究定滑轮时教师已演示过实验,学生可以自己设计出实验步骤。 说明:重物用 2 个钩码表示,有利于分析数据。用弹簧秤测出钩码重。读取弹簧秤的示数时,跨过动滑轮的两条绳要竖直、平行。 学生实验,教师巡回指导。 | 实验:两人一组,自行设计实验步骤及表格记录数据。 | |
按左图所示进行实验。 观测弹簧测力计的示数F1 和 F2 及钩码升高的高度 H 和手拉弹簧测力计拉起的高度s。 | ||
学生实验完毕后,教师请几组学生分别将自己的一组数据填到教材中的表格中,分析学生数据。 (4) 总结: 使用动滑轮提升钩码,弹簧秤的示数约是钩码重的二分之一。 两根绳子吊着重物和滑轮,这两根绳子的力之和约等于钩码的重力,符合平衡力的原理。 动力作用点移动的距离s是物体上升高度 H 的 2 倍。 使用动滑轮不能省功。 说明:在提升钩码的过程中也把动滑轮提升起来了,当钩码重远大于动滑轮重时,动滑轮才可忽略不计,从而得出使用动滑轮可以省一半力的结论。 |
通过数据分析得出: ⑴ 使用动滑轮提升钩码,弹簧秤的示数约是钩码重的二分之一。 ⑵ 动力作用点移动的距离s是物体上升高度 H 的 2 倍。而使用动滑轮虽不能改变力的方向,但可以省一半力。使用动滑轮不能省功。 | |
三、课堂小结 | 认识定滑轮、动滑轮。 | |
【 实践活动 】
建议:“发展空间”中的“我的设计”。
【 板书 】
第三节 滑轮
一、 定滑轮
1. 滑轮的位置固定不变。
2. 不省力 , 可以改变力的方向。
3. 使用定滑轮不省功。
二、 动滑轮
1. 滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动。
2. 可以省一半力 , 但不能改变用力方向。
3. 使用动滑轮工作,不省功
《11.4功的原理及应用》
教学要求
(l)常识性了解功的原理。知道使用任何机械都不省功。(2)会应用功的原理进行简单的计算。(3)会计算机械做的功和不使用做的功。
教学重点、难点1.理解功的原理。通过实验,设置物理情景,培养学生分析归纳的能力。2.利用机械做的功,不使用机械做的功。
教学过程
一、复习提问
1.做功的两个必要因素是什么?举例说明。计算功的公式和单位是什么?
二、进行新课
1.引入、提问:使用杠杆、滑轮这些简单机械能够省力,是不是也能省功呢?
2.组织学生完成课本本节实验l、2。
学生自己实验。教师巡回指导。
(1)明确实验目的是研究使用杠杆(或滑轮)提升重物时能不能省功?即手对杠杆(或滑轮)做的功与杠杆(或滑轮)对重物做的功是否相等。
(2)明确实验中动力就是手的拉力,阻力的大小等于钩码重。
图14—4,实验是利用杠杆的平衡条件算出手对杠杆的拉力。图14—5实验中手对动滑轮的拉力由动滑轮的特点得出。
钩码重G=mg。
(3)测量砝码提升的高度和手移动的距离时,把两个刻度尺分别竖直放在砝码及手旁,记下砝码和手的起始位置。当用杠杆(或动滑轮)提升砝码到一定高度时,再记下砝码和手的终了位置,求出砝码升高的高度h(米)和手移动的距离s(米)。
(4)实验中,杠杆和动滑轮的重及杠杆和滑轮在运动中的摩擦力忽略不计,因为实验研究的是理想机械。
(5)按课文实验1、2,并参照图13—4、图13—5组装实验器材,将实验结果填入课文表格中,写出实验结论。
3.总结实验结论
①学生报告实验记录数值和实验结论。教师将几组数值记于黑板一或事先画好表格的小黑板)上。
②实验表明:
利用杠杆提升砝码,使用杠杆所做的功F·s(焦)和直接用手所做的功G·h(焦)相等,即使用杠杆不能省功。
利用动滑轮提起砝码,使用滑轮做的功F·s和直接用手所做的功G·h相等,即使用动滑轮也不能省功。
总结出功的原理并板书:“二、功的原理
1.使用机械不能省功。这个结论叫做功的原理。
2.功的原理对任何机械都适用。”
3.提问:使用任何机械都不省功,为什么人们还要使用机械呢?(课文后“想想议议”)
要求答出:可以省力,或省距离,或改变动力的方向,使用方便等好处。
4.例题:课本章后习题5。
教师板演讲解。首先弄清已知条件、物理过程。
三、布置作业
1.填写课文章后“学到了什么”
2.课本习题6。
3.自学课本“斜面”。
《11.5机械能》
授课地点: 多媒体教室
授课时间: 1课时
【仪器材料】 铅球,乒乓球 , 橡皮筋 , 纸弹 , 弹簧 , 小钢球
【 教学目标 】
1.知识与技能:
(1) 理解动能、重力势能的初步概念,知道什么是弹性势能;
(2) 知道动能的大小与质量和速度有关,重力势能大小与质量和高度有关;知道弹性势能的大小与弹性形变有关;
(3) 知道机械能的概念。
2.过程与方法:
结合定义,寻找日常生活的各种形式能量的例子,初步具备从能量角度分析物理问题的方法。
3.情感、态度与价值观:
在现实生活中树立起科学的能量的观念。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | |
一、新课引入 引入能量 | 我们在日常生活中经常提到能量,也简称为能,诸如热能、电能、能源开发等等。“能量”是物理学中的一个重要概念,能量的概念跟功的概念有密切联系。 我们说一个物体能够做功,这个物体就具有能量。 并且,物体能够做的功越大,这个物体具有的能量就越大。能量的单位和功是一样的,也是焦耳。 自然界中,能量的形式很多,今天我们学习最常见的能量的形式—— 动能和势能。
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二、动能 | 列举日常生活中常见的具有动能的物体。 有条件时可以幻灯片演示 : 失控的汽车常常容易撞倒路旁的柱子、广告牌;呼啸的海浪有时会冲坏海堤,推倒房子;弹出去的玻璃球能把静止的球弹得远远的 , 跑动的人能撞倒别人… 这些现象说明了失控的汽车、呼啸的海浪、弹出去的玻璃球、跑动的人能够对其他的物体做功,可见它们都有能量。 |
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提问 : 是什么原因使它们都能够做功的?它们有什么共同特点? 它们的能量是因为它们运动才具有的。 我们把物体由于运动而具有的能量叫做动能。 | 回答 : 它们都在运动。 | |
提问 : 举例哪些物体具有动能。 提问:物体能够做的功越多,表示这个物体具有的能量越大。那么物体的动能的大小决定于哪些因素呢? 汽车速度越快出事故就越严重,对别的物体做的功越多,这说明物体动能的大小和它的速度有关。相同质量的物体,速度越大动能越大。一辆汽车以同一速度运动,重载时比空载时出事故会更严重,这说明物体的动能还和质量有关。具有相同速度的物体,质量越大动能越大。 总之,物体的质量越大,速度越大,动能就越大 。 | 学生举例。 | |
三、重力势能
1.重力势能概念 | 物体由于运动而具有动能,物体还可能由于其他的原因而具有能量。 提问 : 举高的物体具有能量吗?也就是说具有做功的能力吗? 例如:举高的铅球,能够在落地时将地面砸个坑;举高的铁锤,能够在落下时把木桩打入地里。高处的流水能够冲击水轮碾米,磨面。它们都具有做功的能力,也就是说它们都有能量。 分析一下它们的共同特点,它们的位置,都是相对于另一物体位置较高的方向。我们把 物体由于位置较高而具有的能量叫重力势能。 | 学生回答。 |
2.重力势能的大小和质量及高度有关 | 让学生列举具有重力势能物体的例子。 | 举例。 |
试问树上的苹果有重力势能吗? 反问:苹果没有做功啊,为什么有能量呢? 说明: 注意“ 能够 ”二字,我们说一个物体 能够 做功,这个物体就具有能量,不是说物体做了功才有能量。即物体具有做功的本领就有能量,不一定显露出来。树上的苹果虽然没有做功 , 但“能够”落到地面把地上砸一个坑,就是具有重力势能。 | 回答:有,因为位置较高。 疑惑。 | |
重力势能的大小和什么因素有关? 举例:举起同样高度的铅球和乒乓球, 铅球能够在落下时做的功多(可看地上砸的坑),具有的重力势能大。可见 : 物体的质量越大 , 具有的重力势能就越大。 同一个铅球举的高度越高,能够做的功也越大,具有的重力势能就越大。可见 : 物体的位置越高 , 具有的重力势能就越大。 总之:物体的质量越大,位置越高,它具有的重力势能就越大。 |
回答。
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四、弹性势能
得出弹性势能的概念
弹性势能的大小与弹性形变有关 | 演示并说明 : 橡皮筋弹射纸弹 , 拉长的橡皮筋能给纸弹一个力,并推动纸弹移动一段距离,从而对纸弹做了功。 压缩的弹簧使小钢球在桌面上滚动 , 也能够做功。 拉长的橡皮筋和压缩的弹簧都具有能量。 它们有什么共同特点 ? | 回答:都是有弹性的物体,并且都在外力的作用下发生了形状的变化。 |
有弹性的物体, 在被外力改变形状时会产生一个弹力来对抗这种形变。 这种形状的改变叫做弹性形变。发生弹性形变后的物体产生弹力可以做功,因此物体具有能量。我们把物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。 提问 : 请列举具有弹性势能的物体。 | 举例:拉长的弹簧,压扁的皮球,弯曲的钢锯条,拉弯的弓等。 | |
很明显, 同一物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。 如弹簧被压缩不同长度使放在上面的小球弹起的高度不同。 提问 : 如果外力撤消,物体恢复原状,这时物体有没有弹性势能了 ? | 回答 : 没有弹性形变 , 就没有了弹性势能 | |
五、势能 | 通常,把重力势能和弹性势能统称为势能。 |
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六、机械能 | 动能和势能统称为机械能。 一个物体既有动能,又有势能,那么动能和势能的和就是它的总机械能。机械能的单位和功的单位一样,是焦耳。 提问: 推出去的铅球,动能是300焦耳,重力势能是200焦耳,弹性势能为0 ,那么铅球的机械能是多少 ? | 回答 :500 J |
七、课堂小结 | 今天我们学习了自然界中最常见的能量的形式—— 机械能。 它包括动能,重力势能和弹性势能。并且明白动能、重力势能和弹性势能各与什么因素有关。 | |
八、作业 | 从斜槽上端滚下的小球,它有没有重力势能?在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化?为什么?在滚下的过程中有没有动能?它的动能有没有变化?为什么? | |
【 实践活动 】
观察现实生活中哪些物体具有机械能。
【 板书 】
什么是机械能
一 能量 : 我们说一个物体 能够 做功,这个物体就具有能量。
二 机械能
1.动能 : 我们把物体由于运动而具有的能量叫做动能。
物体的质量越大,速度越大,动能就越大。
2.重力势能 : 物体由于位置较高而具有的能量叫重力势能。
物体的质量越大,位置越高,具有的重力势能就越大。
3.弹性势能 : 物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能 .
同一物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。
4.势能 : 重力势能和弹性势能统称为势能。
5.机械能 动能和势能统称为机械能
《11.6改变世界的机械》
授课地点: 多媒体教室
授课时间: 1课时
【仪器材料】 斜槽、小钢球、 弹簧
【 教学目标 】
1.知识与技能:
(1) 理解动能和势能的相互转化,能举例说明动能和势能的转化;
(2) 能分析、解释简单的物理过程中能量转换情况,培养学生理论联系实际的能力。
2.情感、态度与价值观:
通过列举一些学生感兴趣的机械 , 培养学生学习物理的兴趣,使学生意识到机械的发展在人类文明中的重要地位,树立科学的发展观。
【 教学过程 】
教师活动设计 | 学生活动设计 | ||
一、新课引入 由上节课的作业引入新课 | 提问: 从斜槽上端滚下的小球,它有没有重力势能?在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化?为什么?在滚下的过程中有没有动能?它的动能有没有变化?为什么? | 回答 : 从斜槽上端滚下的小球,有重力势能。在它下滚的过程中,由于高度在变小,重力势能也减小。在滚下的过程中有动能,它的动能越来越大,因为速度越来越大。 | |
二、 动能和重力势能的相互转化 | 边演示边说明 ( 让小球从斜槽最上端滚下 ) 说明: 小球在斜槽最上端时,重力势能最大,动能为零;在从斜槽上端滚下的过程中,重力势能不断减小,动能不断增加,到斜槽最下端时,速度最大,高度最小,也就是说重力势能最小,动能最大。所以说在从斜槽上端滚下的过程中,小球重力势能逐渐转化为动能。 |
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演示: 小球从斜槽最下端向上滚。注意不让小球滚出斜槽。 提问: 小球的动能和重力势能又怎样变化。 说明: 在从斜槽最下端向上滚的过程中,小球的动能逐渐转化为重力势能。 | 回答:小球的动能减小,重力势能增加。 | ||
总结: 在一定条件下 , 物体的动能和重力势能可以相互转化。 提问: 举出在现实生活中重力势能和动能相互转化的例子。 | 举例: 秋千,钟摆在摆动的过程中都有动能和重力势能的转化。举高的铅球在下落的过程中,重力势能也在不断转化为动能,等等。 | ||
三、动能和弹性势能的相互转化 | 演示: 弹簧水平放置 , 将一个小球放在弹簧上,用手指压小球,使弹簧被压缩,忽然松开手指,小球在水平桌面上滚动。 说明: 在一定条件下, 弹性势能和动能可以相互转化。 提问: 举出在现实生活中弹性势能和动能相互转化的例子。 |
举例: 拉开的弓的弹性势能转化为箭的动能, 等等。 | |
四、弹性势能、动能和重力势能的转化 | 演示: 将一个小球放在弹簧上,用手指压小球,使弹簧被压缩,忽然松开手指,小球弹起,上升到最高处后,又落到地面。 (可借助多媒体演示慢镜头)
提问: 这个过程中弹性势能、 动能和重力势能是怎么转化的? | 回答: 用手指压住小球后,弹簧被压缩,也就是产生了弹性形变,具有了弹性势能,此时小球的动能为零;松开手后,弹簧慢慢回复到原来的形状,同时对小球做功,将小球弹起,弹簧弹性势能转化为小球的动能。 小球向上飞起后,高度越来越高,速度越来越小,动能转化为重力势能,到达最高处时动能为零,重力势能最大;之后又在重力的作用下往下落,重力势能转化为动能。 | |
总结: 在一定的条件下 , 物体的弹性势能、动能和重力势能可以相互转化。 提问: 举出在现实生活中弹性势能、动能和重力势能相互转化的例子。 | 举例。 | ||
五、机械能同其它能之间的转化 | 说明: 物体的动能、重力势能、弹性势能都是机械能的一种。能量除了可以在机械能内部的动能、重力势能、弹性势能之间转化外,还可以在机械能和其他形式的能量间转化。 列举教材上几个图中的例子。 总结: 在一定条件下,机械能还可以与热能、电能、光能、化学能、核能等等能量进行转化。 提问: 分析一下教科书图 12-6-4 中拉弓射箭过程中的能量。 | 分析其中能量的转化。 回答: 人的化学能先转化为弓的弹性势能,弓的弹性势能再转化为箭的动能。 | |
六、改变世界的机械
引入新课 教学过程 | 说明: 凡能使我们省力或得到方便的工具,都可以称为机械。 人类文明的发展史就是一部机械的发展史,机械改变了我们的世界。我们来看看人类已经发展了多少先进的机械。 具体详细列举几种学生感兴趣的现代化机械。 如: 神舟5号 , 机器人 , 等等。 可采取多媒体辅助。 |
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七、课堂小结 | 我们知道了: 在一定的条件下 , 物体的弹性势能、 动能和重力势能 可以相互转化。 在一定条件下,机械能还可以与热能、电能、光能、化学能、核能等等能量进行转化。 现代化机械正实现着各种各样的能量转化,改变着我们的世界。 |
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八、作业 | 学生活动手册相关内容。 | ||
【 实践活动 】
制作麦克斯韦摆 , 并通过它研究动能和重力势能的转化;在因特网上查找有关神舟五号、机器人等有关资料。
【 板书 】
机械能的转化 一、在一定条件下, 物体的动能和重力势能可以相互转化。 在一定条件下, 弹性势能和动能可以相互转化。 在一定的条件下, 物体的弹性势能、 动能和重力势能可以相互转化。 二、 在一定条件下,机械能还可以与热能、电能、光能、化学能、核能等等能量进行转化。 |
| 改变世界的机械 凡能使我们省力或得到方便的工具,都可以称为机械。 机械时刻改变着人类社会。 |
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/490dbf0d80c758f5f61fb7360b4c2e3f56272591.html
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