時間:2022-06-13 21:40:45
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇初中物理教案,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
教學目標
知識目標
(1)了解什么是凸透鏡,什么是凹透鏡;
(2)知道凸透鏡的會聚作用和凹透鏡的發散作用;
(3)知道凸透鏡的焦點、焦距和主光軸;
(4)知道如何利用凸透鏡產生平行光.
能力目標
通過觀察各種透鏡,觀察凸透鏡和凹透鏡對光的會聚作用和發散作用的演示實驗,培養學生的觀察能力,學會注意觀察事物的本質特征,培養學生的概括、歸納能力.
通過對如何利用凸透鏡產生平行光的討論和演示實驗,培養學生應用物理知識解決實際問題的能力.
情感目標
通過介紹我國古代勞動人民利用冰透鏡對準陽光取火的事例,對學生進行愛國主義民族自豪感教育,激勵學生為振興中華努力學習.
教學建議
教材分析
本節介紹了什么是凸透鏡、凹透鏡、薄透鏡、透鏡的主光軸、光心、焦點、焦距及透鏡對光線的作用等知識,這些知識既是有關透鏡的基本知識,也是后面學習凸透鏡成像的準備.教材對主光軸、光心講得很簡單,僅使學生認識就行了.本節重點是講述凸透鏡對光的會聚作用,凸透鏡的焦點、焦距.對凹透鏡也講得比較簡單,主要是讓學生認識凹透鏡對光的發散作用.關于凹透鏡的虛焦點,可略講.
教法建議
本節教法應以實驗法為主,輔以啟發式教學法和討論法.應指導學生觀察實驗現象,在頭腦中形成清晰的表象,討論分析實驗結果.
教學設計示例
一、難點分析
1.凸透鏡和凹透鏡對光的作用
講解凸透鏡和凹透鏡對光的作用,除按照教材要求進行實驗,通過實驗取得豐富的感性知識外,還可以利用光的折射的初步規律,參照下圖來進行分析.當一條平行于玻璃三棱鏡底邊的光由空氣射入玻璃時,折射光線靠近法線折射.光進入玻璃以后又從玻璃射入空氣中,發生第二次折射,這時折射光線將遠離法線折射,兩次折射的折射光線都由玻璃三棱鏡(透鏡)薄的位置向玻璃三棱鏡厚的部分傾斜,因此可以分析出凸透鏡對光會起聚作用.如上圖(乙)
凹透鏡對光起發散作用,可以用上述方法,參照下圖(甲),和圖(乙)來進行分析.
2.正確理解“會聚”和“發散”
凸透鏡對光的會聚作用是表明光通過凸透鏡以后會變得收攏些,但是并不意味著一定會聚于一點.如下圖所示,以S點發出的光是發散光束,光經過凸透鏡折射后仍是發散的,并不能會聚,凸透鏡在這里的作用只是減弱了它的發散程度.
凹鏡對光的發散作用是表明光通過凹透鏡以后會更散開一些,但是散開不一定不能會聚,如下圖所示,從左側來的兩束光由于凹透鏡的作用沒有在S點會聚,而是在S′會聚,它減弱了入射光的會聚程度.
通過以上分析可以知道,當判斷透鏡對光束是起會聚作用還是發散作用時(或者根據給定的光束判斷透鏡的種類),一定不能僅僅依據折射光是否能會聚于一點來判斷透鏡的作用或種類,而應當對折射光束與入射光束進行比較,再依據前邊的分析得出正確的結論.
二、課時安排
1課時
三、學生活動設計
1.觀察凸透鏡和凹透鏡。
讓學生觀察凸透鏡和凹透鏡,觀察各種形狀的凸透鏡和凹透鏡的實物及截面圖,進而通過提問,認識這兩種透鏡.
2.通過實驗,觀察凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發散作用.
3.觀察凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發散作用的演示實驗,并通過分析進一步認識什么是會聚,什么是發散.
4.利用光的折射規律,分析平行于玻璃三棱鏡底邊的光通過三棱鏡以后的光路,從理論上弄清凸透鏡為什么對光線起會聚作用,凹透鏡為什么對光起發散作用.
四、教學過程設計
1.引入課題
列舉放大鏡的鏡片、眼鏡的鏡片、照相機的鏡頭、幻燈機的鏡頭、以及電影放映機、顯微鏡、望遠鏡等儀器的鏡頭.可以把教學內容事先繪制在膠片上用投影幻燈打在幕布上,方便課堂教學.
2.新課教學
讓學生觀察凸透鏡和凹透鏡,觀察各種形狀的凸透鏡和凹透鏡的截面形狀,進而通過提問,認識這兩種透鏡.
組織學生觀察、討論,引導同學先找出帶有共性的特征,這些特征是什么?
再分析不同類別的透鏡有什么不同特征.
用投影儀打出如下六個透鏡的截面圖,
使學生能明確辨別出哪些是凸透鏡,哪些是凹透鏡.
用投影儀打出下面的圖,具體講解薄透鏡“薄”的含義.
教師介紹光具座等實驗儀器及使用方法,應在演示臺上邊演示邊講解,講述中應強調以下幾點:
(1)光源發出的光是平行光,從無窮遠射來的光是平行光,前邊所提到的太陽光也是平行光.
(2)讓透鏡正對著射來的平行光,這樣入射光線將與主光軸平行,我們只研究與主光軸平行的光經過透鏡發生折射的現象.
(3)注意觀察光線經過這兩類透鏡折射以后是否能會聚于一點.(指導學生注意調節光屏位置)
學生開始實驗,教師在學生中巡視,并進行指導,實驗結束后提問.
演示實驗可以用激光演示儀進行,如果沒有條件可以用煙箱,不論用什么儀器,都應使學生能清楚地觀察到,平行光經過透鏡前后光的傳播路徑.
實驗進行過程中,可以邊讓學生觀察,邊提問學生,以引起學生注意.
通過前邊的實驗同學們對光通過透鏡前后的路徑,以及兩類透鏡對光的作用有了比較深刻的感性認識.教師應通過圖形對這兩類透鏡進行對比分析.
3.總結
研究兩種透鏡及它們對光線的作用,尤其是重點研究凸透鏡對光線的作用.教師可提問學生,由學生總結發言,以利于學生的思考與理解.
探究活動
【課題】調查近視鏡和老花鏡
【組織形式】學生活動小組
【活動流程】
提出問題;猜想與假設;制訂計劃與設計實驗;進行實驗與收集證據;分析與論證;評估;交流與合作.
【參考方案】實驗分析近視鏡和老花鏡屬于何種透鏡,分析其對光線的作用.
【備注】
教學目標
知識目標
(1)知道什么是光的折射現象,知道折射中的入射點、入射光線、折射光線、法線、入射角和折射角.
(2)能敘述光的折射現象的實驗結論.
(3)知道光的折射現象中,光路是可逆的.
(4)已知入射光線,能根據光的折射現象的實驗結論畫出折射光線的大致方向.
(5)能舉出光的折射現象在生活中的實例.
能力目標
由觀察演示實驗現象入手,通過教師的引導,幫助學生分析、概括出相應結論.培養學生的觀察能力,訓練學生的分析、概括能力.
情感目標
利用折射現象中的因果關系,再次向學生灌輸注意客觀事物中存在的因果關系的重要性.
教學建議
教材分析
本節是第五章光的反射的后續課,進一步講解光學的有關知識,又是第六章光的折射的基礎,所以本節有承上啟下的作用,光的折射規律的正確理解是本節的關鍵,對于透鏡的學習,照像機和幻燈機,放大鏡的理解起至關重要的作用.課本列舉了各種光的折射的實例,對這些實例進行討論分析對理解光的折射規律有很大的作用.本節中介紹了在折射中光同樣具有可逆性.
教法建議
本節是在第五章光的反射的后續課,進一步講解光學的有關知識,又是第六章光的折射的基礎,所以本節有承上啟下的作用,注意在本節的講授中要合理有效的運用實驗教學和啟發式教學兩種方法.激發學生的學習興趣,在光的折射規律的理解上,要結合實驗對比使學生明白“折射角小于入射角”這一結論的成立是有條件的.
為了培養具有創新能力的人才,教師不但要傳授科學的定理、定律,還要傳授這些定理、定律是如何被發現的.因此,講一點相關的物理學史的內容,也是符合目前物理教學改革方向的措施之一.
教學設計示例
1.引入課題
當光射到兩種介質的交界面上,有一部分光返回原介質繼續傳播,這種現象叫光的反射,如果光射到的是不透明物體的交界面,那么另一部分光會被吸收,但是如果光是射到某種透明介質的交界面上,比如從空氣中射入水中或者玻璃中,另一部分光就要進入水中或者玻璃中傳播.在引入課題中要注意學生的主動性.
方案一:向學生演示動畫,使學生明白光斜入射在空氣和水兩種介質的分界面上,光不僅僅會發生反射,還會發生折射,激發學生的學習興趣,帶著問題進入新課的學習.
方案二:演示各種有趣的光的折射現象,例如內畫壺、插入水中的筷子看上去變彎了等等從而引入新課.
2.新課教學
(一)光的折射定義的講解
課堂小實驗一:在日常生活中光的折射現象十分普遍,請學生們透過玻璃磚看自己的手指,并注意調換觀察的角度,看一下,發生了什么現象?也可以用鉛筆,或其它物品代替手指進行觀察.
實驗結論:視線越斜,錯位越顯著,如果視線垂直于玻璃磚的側面則沒有發生錯位.
課堂小實驗二:將一枚硬幣放進水中,讓學生觀察硬幣的位置是否發生變化.
實驗結論:硬幣的實際位置比看上去的深.
課堂小實驗三:準備一個比較深的大魚缸,里面放入幾條魚,讓學生伸手抓魚,并讓學生談一下感受.
實驗結論:魚的實際位置比看上去的深.
由實驗得出光的折射的定義.
(二)光的折射的一般規律
進行演示實驗,教師先介紹教材圖6-2所示實驗儀器,然后讓一束光從空氣中斜射入水中,讓同學觀察實驗現象,并對照實驗講解哪些是入射光線、折射光線、法線,哪些角是入射角、折射角,對實驗中所觀察到的反射光線略作說明.
圖6-l
實驗過程中注意觀察并考慮以下問題
A.折射光線與入射光線和法線在位置上有什么關系?
B.折射光線與入射光線在位置上有什么關系?
C.改變入射角的大小,觀察折射光線與折射角發生什么變化.
D.在整個實驗進行的過程中,折射光線與入射光線比較是靠近還是遠離法線,折射角與入射角的大小比較有什么特點.
E.讓光線垂直于界面入射,看到什么現象.
實驗結束后請學生回答以上的問題,教師對學生所回答的內容進行適當的指導,最后得出正確的結果,寫出板書.
(三)在折射時光路是可逆的知識點的講授
向學生發問:如果把光源放到水中,讓光線逆著折射的方向射入空氣中,會看到折射光線沿什么方向射出?
通過實驗驗證學生的回答是否與實驗事實相符.
(四)折射角與入射角的關系
用動畫演示改變入射角的大小,觀察折射角的變化.
3.教學總結
對于光的折射現象和它的初步規律進行定性分析,由于初中學生剛接觸物理知識,對于折射角與入射角的關系不要進行定量的分析,但可以稍加介紹.注意實驗教學在本節講授中的重要作用.
探究活動
【課題】實驗分析光的折射
【組織形式】學生活動小組
【活動流程】
提出問題;猜想與假設;制訂計劃與設計實驗;進行實驗與收集證據;分析與論證;評估;交流與合作.
【參考方案】演示激光束(或太陽光束)從空氣射入水中時發生折射.
【備注】
教學目標
知識目標
1.知道電流的熱效應.
2.理解焦耳定律的內容、公式、單位及其運用.
能力目標
知道科學研究方法常用的方法等效替代法和控制變量法在本節實驗中的運用方法.
情感目標
通過對焦耳生平的介紹培養學生熱愛科學,勇于克服困難的信念.
教學建議
教材分析
教材從實驗出發定性研究了電熱與電流、電阻和時間的關系,這樣做的好處是體現物理研究問題的方法,在實驗過程中學生能更好地體會的一些科學研究的方法,避免了一開始就從理論上推導給學生造成理解的困難和對純電阻電路的理解的困難.在實驗基礎上再去推導學生更信服.同時啟發學生從實驗和理論兩方面學習物理知識.
做好實驗是本節課的關鍵.
教法建議
本節課題主題突出,就是研究電熱問題.可以從電流通過導體產生熱量入手,可以舉例也可以讓學生通過實驗親身體驗.然后進入定性實驗.
對焦耳定律內容的講解應注意學生對電流平方成正比不易理解,可以通過一些簡單的數據幫助他們理解.推導中應注意條件的交代.定律內容清楚后,反過來解決課本中在課前的問題.
教學設計方案
提問:
(1)燈泡發光一段時間后,用手觸摸燈泡,有什么感覺?為什么?
(2)電風扇使用一段時間后,用手觸摸電動機部分有什么感覺?為什么?
學生回答:發燙.是電流的熱效應.
引入新課
(1)演示實驗:
1、介紹如圖9-7的實驗裝置,在兩個相同的燒瓶中裝滿煤油,瓶中各裝一根電阻絲,甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大,串聯起來,通電后電流通過電阻絲產生的熱量使煤油的溫度升高,體積膨脹,煤油在玻璃管里會上升,電流產生的熱量越多,煤油上升得越高.觀察煤油在玻璃管里上升的情況,就可以比較電流產生的熱量.
2、三種情況:
第一次實驗:兩個電阻串聯它們的電流相等,加熱的時間相同,甲瓶相對乙瓶中的電阻較大,甲瓶中的煤油上升得高.表明:電阻越大,電流產生的熱量越多.
第二次實驗:在兩玻璃管中的液柱降回來的高度后,調節滑動變阻器,加大電流,重做實驗,讓通電的時間與前次相同,兩次實驗比較甲瓶前后兩次煤油上升的高度,第二交煤油上升的高,表明:電流越大,電流產生的熱量越多.
第三次實驗:如果加長通電的時間,瓶中煤油上升越高,表明:通電時間越長,電流產生的熱量越多.
(2)焦耳定律
英國物理學家焦耳做了大量的實驗于1840年最先精確地確定電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比.跟通電時間成正比,這個規律叫做焦耳定律.
焦耳定律可以用下面的公式
表示:Q=I2Rt
公式中的電流I的單位要用安培(A),電阻R的單位要用歐姆(Ω),通過的時間t的單位要用秒(s)這樣,熱量Q的單位就是焦耳(J).
例題一根60Ω的電阻絲接在36V的電流上,在5min內共產生多少熱量.
解:I=U/R=36V/60Ω=0.6A
Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J
在一定的條件下,根據電功公式和歐姆定律公式推導出焦耳定律公式如果電流通過導體時,其電能全部轉化為內能,而沒有同時轉化為其他形式的能量,也就是電流所作的功全部用來產生熱量.那么,電流產生的熱量Q就等于電流做的功W,即Q=W.W=UIt,根據歐姆定律U=IR推導出焦耳定律Q=I2Rt,
(3)總結
在通電電流和通電時間相同的條件下,電阻越大,電流產生的熱量越多.
在電阻和通電時間相同的條件下,電流越大,電流產生的熱量越多,進一步的研究表明產生的熱量與電流的平方成正比.
在通電電流和電阻相同的條件下,通電時間越長,電流產生的熱量越多.
探究活動
【課題】“焦耳定律”的演示
【組織形式】學生分組或教師演示
【活動方式】
1.提出問題
2.實驗觀察
3.討論分析
【實驗方案示例】
1.實驗器材:干電池四節,玻璃棒,若干電阻絲,蠟燭,火柴棒.
2.制作方法
把同一根電阻絲分別繞在玻璃棒的兩端,繞線匝數比例為1∶8,兩線圈相距5cm左右,然后在這兩個線圈上滴上同樣多的蠟,使線圈被蠟均勻地包住.點著火柴立即吹滅,靠其余熱將兩根火柴桿粘在兩個線圈上,如圖1所示.
圖1
3.實驗步驟
(1)用兩節干電池給玻璃棒上的電阻絲通電,可看到匝數多的線圈(電阻大)上的火柴桿比匝數少的線圈(電阻小)上的火柴桿先掉.這就表明:在電流強度和通電時間相同的情況下,電阻越大,電流產生的熱量就越多.
教學目標
知識目標
1.鞏固串聯電路的電流和電壓特點.
2.理解串聯電路的等效電阻和計算公式.
3.會用公式進行簡單計算.
能力目標
1.培養學生邏輯推理能力和研究問題的方法.
2.培養學生理論聯系實際的能力.
情感目標
激發學生興趣及嚴謹的科學態度,加強思想品德教育.
教學建議
教材分析
本節從解決兩只5Ω的定值電阻如何得到一個10Ω的電阻入手引入課題,從實驗得出結論.串聯電路總電阻的計算公式是本節的重點,用等效的觀點分析串聯電路是本書的難點,協調好實驗法和理論推導法的關系是本書教學的關鍵.
教法建議
本節擬采用猜想、實驗和理論證明相結合的方式進行學習.
實驗法和理論推導法并舉,不僅可以使學生對串聯電路的總電阻的認識更充分一些,而且能使學生對歐姆定律和伏安法測電阻的理解深刻一些.
由于實驗法放在理論推導法之前,因此該實驗就屬于探索性實驗,是伏安法測電阻的繼續.對于理論推導法,應先明確兩點:一是串聯電路電流和電壓的特點.二是對歐姆定律的應用范圍要從一個導體擴展到幾個導體(或某段電路)計算串聯電路的電流、電壓和電阻時,常出現一個“總”字,對“總”字不能單純理解總和,而是“總代替”,即“等效”性,用等效觀點處理問題常使電路變成簡單電路.
教學設計方案
1.引入課題
復習鞏固,要求學生思考,計算回答
如圖所示,已知,電流表的示數為1A,那么
電流表的示數是多少?
電壓表的示數是多少?
電壓表的示數是多少?
電壓表V的示數是多少?
通過這道題目,使學生回憶并答出串聯電路中電流、電壓的關系
(1)串聯電路中各處的電流相等.
(2)串聯電路兩端的總電壓等于各支路兩端的電壓之和.
在實際電路中通常有幾個或多個導體組成電路,幾個導體串聯以后總電阻是多少?與分電阻有什么關系?例如在修理某電子儀器時,需要一個10的電阻,但不巧手邊沒有這種規格的電阻,而只有一些5的電阻,那么可不可以把幾個5的電阻合起來代替10的電阻呢?
電阻的串聯知識可以幫助我們解決這個問題.
2.串聯電阻實驗
讓學生確認待測串聯的三個電阻的阻值,然后通過實驗加以驗證.指導學生實驗.按圖所示,連接電路,首先將電阻串聯入電路,調節滑動變阻器使電壓表的讀數為一整數(如3V),電流表的讀數為0.6A,根據伏安法測出.
然后分別用代替,分別測出.
將與串聯起來接在電路的a、b兩點之間,提示學生,把已串聯的電阻與當作一個整體(一個電阻)閉合開關,調節滑動變阻器使電壓示數為一整數(如3V)電流表此時讀數為0.2A,根據伏安法測出總電阻.
引導學生比較測量結果得出總電阻與、的關系.
再串入電阻,把已串聯的電阻當作一個整體,閉合開關,調節滑動變阻器,使電壓表的示數為一整數(如3V)電流表此時示數為0.1A,根據伏安法測出總電阻.
引導學生比較測量結果,得出總電阻與的關系:.
3.應用歐姆定律推導串聯電路的總電阻與分電阻的關系:
作圖并從歐姆定律分別求得
在串聯電路中
所以
這表明串聯電路的總電阻等于各串聯導體的電阻之和.
4.運用公式進行簡單計算
例一把的電阻與的電阻串聯起來接在6V的電源上,求這串聯
電路中的電流
讓學生仔細讀題,根據題意畫出電路圖并標出已知量的符號及數值,未知量的符號.
引導學生找出求電路中電流的三種方法
(1)(2)(3)
經比較得出第(3)種方法簡便,找學生回答出串聯電路的電阻計算
解題過程
已知V,求I
解
根據得
答這個串聯電路中的電流為0.3A.
強調歐姆定律中的I、U、R必須對應同一段電路.
例二有一小燈泡,它正常發光時燈絲電阻為8.3,兩端電壓為2.5V.如果我們只有電壓為6V的電源,要使燈泡正常工作,需要串聯一個多大的電阻?
讓學生根據題意畫出電路圖,并標明已知量的符號及數值,未知量的符號.
引導學生分析得出
(1)這盞燈正常工作時兩端電壓只許是2.5V,而電源電壓是6V,那么串聯的電阻要分擔的電壓為
(2)的大小根據歐姆定律求出
(3)因為與串聯,通過的電流與通過的電流相等.
(4)通過的電流根據求出.
解題過程
已知,求
解電阻兩端電壓為
電路中的電流為
教學目標
知識目標
1.凸透鏡成放大、縮小實像和虛像的條件
2.幻燈機、放大鏡的原理
能力目標
1.培養實驗能力
通過正確組裝、調整實驗儀器培養學生的實驗能力
2.培養分析概括能力
通過對凸透鏡成像現象的觀察分析,總結出凸透鏡成像規律,并用列表的方法歸納出凸透鏡成放大或縮小、正立或倒立、實像或虛像的條件.
3.培養應用知識解決實際問題的能力.
(1)利用凸透鏡的三條特殊光線,用作圖法解決凸透鏡的成像問題,培養學生運用所學知識解決實際問題的能力.
(2)通過對照相機、幻燈機、放大鏡原理的分析逐步培養運用所學基礎知識分析實際問題的能力.
4.通過觀察與實驗,就像和影、實像與虛像的成因,初步學習分析與綜合的思維方法.
分析,就是對各種相關現象分別進行研究,找出它們的相同點與不同點,找出最主要、最本質、帶決定性的因素.并在分析的基礎上,把通過對各種現象分析得到的結論、以及相關因素聯系起來進行研究從而得到較為完整的認識.例如對實像、虛像的認識是在分析小孔成像、平面鏡成像、凸透鏡成像(三種情況)的基礎上,找出它們的共同點是由光形成,有光進入眼睛引起人們的視覺,因而與影有著本質的不同.但它們的不同點是,實像由實際光線會聚形成,虛像是由反射(折射)光線的反向延長線相交形成,因而決定了它們的顯像方法也不相同.這就是在分析基礎上的綜合,綜合指導下的分析.在物理學習中,形成概念,掌握規律離不開分析與綜合,有意識地培養學生這方面的能力將有助于今后的學習.
德育目標
通過研究凸透鏡成像的實驗,以及對其成像規律的分析有意識地滲透辯證唯物主義觀點.
教學建議
教材分析
本節首先以學生實驗開始,觀察凸透鏡成放大的實像和虛像的條件.在學生獲得感性認識并認識規律的基礎上,講述幻燈機和放大鏡的原理.為了擴大學生的知識面,在講了幻燈機后還介紹了投影儀的構造和原理,講了放大鏡后介紹了顯微鏡的原理.投影儀是教學中常用的儀器,原理與幻燈機類似.向學生簡單介紹顯微鏡的原理,有助于加強學科間的聯系.
教法建議
本節跟講照相機的方法相似,仍是先讓學生做實驗,觀察凸透鏡成放大的實像和虛像的條件.在學生獲得感性認識并認識規律的基礎上,講幻燈機和放大鏡的原理.為了擴大學生的知識,建議結合實際情況介紹投影儀、顯微鏡的構造和原理.針對本節內容,在教學中應以實驗教學為主,以學生為主體,教師適當提問,啟發學生發現問題,思考問題,解決問題.
教學設計示例
一、研究凸透鏡成像規律的實驗教學說明
1.凸透鏡的成像規律是一個連續的變化過程,讓學生從這一物理現象變化全過程的高度來分析這一物理現象,有助于加深學生對這部分內容的理解認識.
2.由于本實驗要求學生同時觀察和考慮的內容比較多,如凸透鏡的焦距、凸透鏡焦點的位置、2倍焦距的位置、物體的位置、像的位置,同時還要觀察像的性質.對于一個初二的學生來講容易在觀察某一內容時忽略觀察其他內容,或者雖然觀察了但是頭腦中沒有反映出其它的內容,這樣就很難從整體上把握整個物理變化過程,為此在本節實驗設計中采取了兩個辦法.
(1)每進行完一個內容的實驗(如物于2倍焦距以外),要求同學畫圖從理論上進行分析,并逐步形成物體在這個范圍內成像的物理模型、然后由教師利用復合投影的燈片進行分析.從而使學生在實驗現象與物理模型之間建立起必然的聯系,從而加深對這一物理過程的認識和理解.
(2)三個內容的實驗全部完成以后.可用計算機模擬物體從2倍焦距以外移到焦點以里的過程.凸透鏡成像由小到大、由實到虛、從倒立變為正立、在透鏡另一側用屏幕接取到用眼直接觀看的整個動態變化,從而對凸透鏡成像形成一個宏觀的整體的認識(也可通過投影或畫圖進行).
3.為便于操作,也為使學生對實驗現象形成深刻的認識從而為探索規律打下基礎,實驗前應要求學生在光具座中透鏡兩側的標尺上明顯的標出與焦距和2倍焦距等長的位置以便在實驗中能迅速準確的找到應找的位置,并對物、像所處位置形成深刻的印象.
二、凸透鏡的成像規律教學說明
要教育、引導學生不要死記硬背凸透鏡的成像規律,要在理解的基礎上掌握它.掌握它的途徑有三個
1.認真完成研究凸透鏡成像規律的實驗,通過實驗獲得深刻的感性認識.
2.采用作圖法,利用凸透鏡三條特殊光線中的任意兩條,作出凸透鏡在三種情況下的成像光路圖,從而在頭腦中形成凸透鏡成像的物理模型,并形成一個動態的變化過程.
3.將實驗現象、物理模型與平時應用幻燈機、放大鏡的實際有機聯系起來,以加深理解和記憶.
三、課時安排1課時
四、學生活動設計
(一)完成“研究凸透鏡的成像規律”學生分組實驗.
1.完成分組實驗.(分兩個階段完成)
2.利用凸透鏡的特殊光線,運用作圖法來研究凸透鏡的成像規律.(分兩個階段完成)
3.每完成一個階段的實驗及相應的理論分析后,討論、研究在實踐中哪些光學儀器是運用這一原理制作的或工作的.
(二)結合上節照相機的知識分析、研究在三種情況下凸透鏡成像的變化過程及變化規律.
五、教學過程設計方案
1.引入課題
方案一:教師采用幻燈機和投影儀在屏幕上展示各種有關幻燈機和放大鏡的圖片,向學生介紹這些儀器的主要工作元件都是凸透鏡,從而引入新課.
方案二:結合上節課講到的照相機,指出照相機的工作原理,提出問題:如果物體放在1倍焦距與2倍焦距之間,物體成像特點是什么;若物體放在焦點以內,能成像嗎?像的特點是什么?從而引入新課.
2.新課教學
學生實驗:研究凸透鏡成像規律
研究物于1倍焦距與2倍焦距之間(畫出板圖)、位于焦點以里(畫出板圖),兩個位置凸透鏡的成像情況(包括像的位置,像的性質(指像與物比是放大還是縮小、像是倒立還是正立,是虛像還是實像)).我們用u來表示物體到透鏡的距離,用v表示像到透鏡的距離、f表示焦距.
教師介紹儀器及使用方法,并重點強調以下幾個問題
(1)告訴同學凸透鏡的焦距
(2)把透鏡放在標尺中央,從透鏡的位置開始在左右兩邊的標尺上用粉筆標出等于焦距和2倍焦距的位置.
物體分別設兩個位置,進行兩個實驗,分兩次完成.每完成一個實驗,做一次小結,再進行下一個實驗.對每個位置成像情況的研究都要通過三個途徑進行
(1)通過實驗研究物體在某一位置的成像情況.略調整物距和光屏位置,看像發生什么變化.
(2)利用凸透鏡的特殊光線(兩條就可以),用作圖法研究凸透鏡在同一位置的成像情況.
(3)研究、分析在照相機、幻燈機、放大鏡三種儀器中,哪種儀器利用了凸透鏡在這一位置的成像原理.
教師講完后,問同學們有無問題,然后宣布開始第一個實驗,將物體(蠟燭)放在1倍焦距與2倍焦距之間.
學生開始實驗,教師在同學中間巡視并進行指導.學生實驗結束,教師組織提問、進行總結.
教師利用作圖法分析物體從2倍焦距以外向透鏡移近的過程中,凸透鏡成像的變化情況(有條件可用計算機模擬).
物體從大于2倍焦距以外的位置向焦點處移近的過程中,像成在透鏡另一側,像離透鏡越來越遠,像越來越大.2倍焦距處是一個變化點,物體在2倍焦距以外成縮小實像,進入2倍焦距內(大于焦距)成放大實像.焦點處是又一個變化點,而且使像發生了質的變化,物距大于焦距成倒立實像,物距小于焦距成正立放大虛像.應使學生們頭腦中對整個成像情況形成一個動態的模型.
教師結合實驗講述幻燈機、放大鏡的構造及應用.為了擴大學生的知識面,在講了幻燈機后簡要介紹一些投影儀的構造和原理.講放大鏡之后可介紹一下顯微鏡的知識,有助于學科間的聯系.
3.總結
分析了幻燈機、放大鏡的工作原理,結合前面學過的照相機,總結凸透鏡成像規律和特點.到目前為止,學生已經學習過小孔成像、平面鏡成像,凸透鏡成像的三種情況.這里有三個成實像的情況,兩個成虛像的情況.實像是由實際光線會聚形成的,虛像是由反射光線(平面鏡成像)或者折射光線(物于焦點以里的凸透鏡成像)的反向延長線相交形成的.從岸邊觀察水中的魚、石子,看到的也是水中物體的虛像.它們的相同之處是:不論實像、虛像都是由光線形成的.從這點看影又與它們有本質的不同,影是光線照不到的黑暗區域.
探究活動
【課題】實驗學習投影儀的使用方法
【組織形式】學生活動小組
【活動流程】
提出問題;猜想與假設;制訂計劃與設計實驗;進行實驗與收集證據;分析與論證;評估;交流與合作.
【參考方案】利用學校的投影儀學習如何使用投影儀,并會一般的維護.
【備注】
教學目標
1、知道摩擦起電的現象.
2、知道自然界中只存在兩種電荷以及電荷間的相互作用.
3、知道電荷量的概念及其單位.
4、培養學生在觀察實驗現象的基礎上,分析、概括實驗現象得出結論的能力.
教學建議
教材分析
本節的教學內容有:摩擦起電現象、兩種電荷及其作用規律、驗電器、電荷量及其單位、中和現象.其中兩種電荷及其作用規律、電荷量及其單位是教學重點,而認識自然界只有兩種電荷同時又是教學難點.摩擦起電是人類最早發現的電現象,兩種電荷及其相互作用規律是進一步深入學習電學、理解許多電現象的基礎,電荷量的概念是后面理解電流概念的關鍵,因此本節課作為初中電學起始課,具有很重要的地位.
教法建議
本節課中的摩擦起電現象,兩種電荷及其作用規律,學生在小學自然常識課中曾經學過,初中階段應在這個基礎上,通過實驗分析,使學生了解“自然界只有兩種電荷”的邏輯思維過程,發展學生的邏輯推理能力.所以必須把這些比較簡單的知識講得豐富些,挖掘深度,不然難以引起學生的學習興趣.通過課本圖4-3所示的演示實驗,使學生知道驗電器帶電的多少與驗電器箔片張開的角度大小相對應,從而引出電荷量的概念.電荷量的單位是直接告訴學生的,為了使學生對電荷量的單位庫侖有個大概的了解,應舉例說明:一根摩擦過的玻璃棒或橡膠棒所帶的電荷量,大約只有10-7庫侖,一片帶電的云上所帶的電荷量,大約有幾十庫侖.
由于學生在小學自然常識課中曾經學過摩擦起電現象,兩種電荷及其作用規律,這節課的教學也可以讓學生在課前收集一些有關摩擦起電現象,兩種電荷及其作用規律的資料(主要是文字資料和圖片資料),通過課堂上學生閱讀課文、交換資料、相互交流討論,自己歸納總結出結論.
教學設計方案
教學過程應突出以下幾個方面:一是做好實驗,可采用演示實驗為主的方法,突出物理科學以實驗為基礎的特點.對于學習基礎較好的學生,還可采用演示和學生探索性實驗相結合并以學生實驗為主的方法,充分發揮實驗的作用.二是多啟發、多誘導,使教學過程真正成為學生的學習過程.三是注重滲透物理科學方法,讓學生在探索學習知識的過程中,領會物理學研究的科學方法,培養學生的探索能力和創造性素質.
1.新課的引入
用演示實驗引入新課,實驗現象要新奇有趣,器材簡易,并且用本節課的知識可以解釋,這樣可以做到教學上的首尾呼應,選擇兩片吹塑紙進行實驗,一片吹塑紙固定,另一片吹塑紙摩擦后靠近固定的吹塑紙,兩片吹塑紙相互靠近.實驗簡單易做,效果明顯,起到了吸引學生注意、引發學習興趣的目的.
2.認識摩擦起電現象的實驗
例如塑料尺跟頭發摩擦,塑料筆桿跟衣服摩擦等,但用綢子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡膠棒,要注意實驗操作的規范性,由于靜電實驗容易受絕緣及潮濕等因素的影響,為此教師要做比較詳細的介紹并進行示范.對于學習基礎較好的學生,教師示范后再讓學生自己實驗,以保證實驗的效果.這樣既能使學生認識到摩擦起電現象,又可為后面學生探索性實驗的成功打下良好的基礎.
3.兩種電荷及其作用規律
認識自然界只有兩種電荷及其作用規律是本節課的重點也是難點,可以參考教材做好演示實驗.對于學習基礎較好的學生,還可以將演示實驗改為學生探索性的邊學邊實驗,并將實驗分為兩步:
(1)通過學生實驗認識綢子摩擦過的玻璃棒所帶電荷跟毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷不同.
這個實驗教材上是用細線吊起玻璃棒或橡膠棒,容易晃動,不便操作,也浪費時間,為了方便省時,可以用廢舊墨水瓶內灌注水泥沙漿,并直立插入一支削好的鉛筆(削端朝上),將軟木塞中心挖孔,塞入一很小的試管,固定好,將試管套在鉛筆的項端,在軟木的另一端中間挖一條凹槽,放置玻璃棒或橡膠棒,以免滾動.通過實驗發現,這種支座由于摩擦小,穩定性好,效果良好,學生也容易操作.
為了便于記錄和分析,可以預先設計表格.對表格中記錄的現象進行分析和比較,注重滲透比較的方法,引導學生認識綢子摩擦過的玻璃棒所帶電荷和毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷是不同的.在此過程中,已經包含了同種電荷互相排斥、異種電荷互相吸引的作用規律.
(2)提出自然界有沒有第三種電荷的問題,講解人類發現采用任何方式使物體所帶的電荷或者跟絲綢摩擦過的玻璃棒相吸引、跟毛皮摩擦過的橡膠棒相排斥,或者跟絲綢摩擦過的玻璃棒相排斥、跟毛皮摩擦過的橡膠棒相吸引,所以自然界有且只有兩種電荷存在.
(3)通過探索性實驗研究自然界只有這樣兩種電荷.
上一點的分析是我們設計實驗的基礎.實驗時可以分別把絲綢摩擦過的玻璃棒和毛皮摩擦過的橡膠棒懸掛起來(或支在支架上),選擇各種不同的其他材料相互摩擦,然后分別靠近上述的玻璃棒和橡膠棒,觀察到總是跟其中一個相吸引而跟另一個相排斥,從而人們認識到,自然界只存在兩種電荷.
4.驗電器及電荷量的概念
用不帶電的物體接觸驗電器的金屬球時,金屬箔不張開.用帶電物體接觸金屬球以及引入電量概念的實驗均由學生自己完成.這樣做,一是可使學生親自動手使用驗電器,二是便于學生觀察實驗現象,增加感性認識.正負電荷的中和由教師演示,接著引出電荷量的概念及單位.為了使學生對電荷量的單位庫侖有個大概的了解,應舉例說明:一根摩擦過的玻璃棒或橡膠棒所帶的電荷量,大約只有10-7庫侖,一片帶電的云上所帶的電荷量,大約有幾十庫侖.
知識目標
1.知道慣性現象,知道任何物體在任何狀態下都有慣性.
2.會解釋簡單的慣性現象
能力目標:
1.通過解釋生活中的慣性現象,培養學生應用知識解決實際問題的能力.
2.通過運用慣性知識解釋現象,進行語言表達能力的培養.
情感目標:
通過慣性應用與防止的教學,向學生滲透辯證唯物主義觀點.
教學建議
教材分析
教材首先從牛頓第一運動定律出發,給出慣性的概念(注意慣性和慣性定律的區別);然后從生活經驗的角度,提供一些慣性現象來說明無論運動的物體或靜止的物體都具有慣性,既幫助學生認識慣性現象的普遍存在,又有助于提高學習興趣.通過對交通事故的分析,不僅使學生了解了慣性現象的危害,還提高了學生的交通安全意識.最后通過“想想議議”的討論,可使學生加深對慣性概念的理解.
教法建議
1.要重視實驗教學,突出現象教學
慣性現象很多,由于實驗的特點是比較簡單,可操作性強,所以有些實驗可采用并進式的方法,讓學生親自動手操作,既可活躍氣氛,提高興趣,同時還訓練了學生動手操作的能力和實驗的能力。如讓學生用自己的鑰匙和一張紙條在課桌邊上動手做慣性實驗。有些演示實驗,可讓學生登臺表演。
2.通過教學訓練物理語言和表達能力。
可以慣性小車演示實驗為例,讓學生解釋木塊往后倒和往前倒的原因,訓練如何運用知識解釋問題。慣性現象的分析可參考以下步驟:
(1)確定研究對象。明確研究對象是哪一個物體或同一個物體的哪兩個不同部分。
(2)弄清楚研究的物體原來處于什么狀態?(運動還是靜止)
(3)什么原因是物體或同一物體的某一部分運動狀態發生改變。
(4)由于慣性,研究對象要保持原來的運動狀態,于是出現了什么現象?
(還可參考典型例題示例中的部分內容)
3.易出現的錯誤想法如下,要注意糾正。
(1)物體運動的速度越大,慣性也越大
(2)慣性是力,即慣性力
(3)不受力有慣性,受力無慣性
(4)靜止有慣性,運動無慣性
4.可補充的慣性實驗(可當堂演示,也可制作成錄像片)
(1)如圖9-2-1所示,在裝有水的杯子上放一硬紙板,紙板上放一雞蛋。迅速擊打雞蛋下的硬紙板,雞蛋豎直落入杯中,并沒有沿水平方向運動。表明原來處于靜止的物體,具有保持靜止狀態的性質。此實驗比較容易抓住學生的注意力,宜作為引入課的實驗。
(2)小車上的圓柱體
(3)煙圈實驗演示氣體的慣性
(4)車上投籃實驗演示運動物體的慣性
教學設計示例
教學重點:
1.解釋慣性現象
2.任何物體任何狀態下都有慣性
教學難點:慣性大小與運動快慢無關
教具:裝有水的杯子、硬紙板、雞蛋、紙條、木尺、棋子、錄像、電視
教學過程:
一、實驗新課
方法1:用新奇實驗引起學生興趣
[演示實驗]
1.在裝有水的杯子上放一硬紙板,紙板上放一雞蛋。迅速擊打雞蛋下的硬紙板,雞蛋豎直落入杯中,并沒有沿水平方向運動。
結論:原來靜止的物體,具有保持靜止狀態的性質。
2.(如圖9-2-3)勻速運動的電動車上面小球落下,恰好進入下面的球籃。()
結論:原來運動的物體,具有保持勻速運動狀態的性質。
方法2:用學生可操作實驗調動學生積極性
[學生實驗]指導學生自己完成撤紙條的實驗,打棋子實驗(此實驗可由學生參與演示)。
結論:物體具有保持運動狀態的性質。
二、新課教學
1.什么是慣性。
方法1:對基礎較好的學生可討論分析理解慣性的概念和慣性定律的內涵。在用方法2中的問題檢驗其理解情況。
老師在學生討論過程中可引導:用“惰性”比喻“慣性”。一切物體都有一種“惰性”,這種“惰性”的表現就是不愿意改變原來的運動狀態。只要不受外界力的作用,就能很明顯的表示出它的“惰性”;如果受到力的作用,迫使它改變原來的運動狀態,只不過沒有明顯的表現出來它的“惰性”,但它的“惰性”仍不會改變。即:慣性與是否受力無關。
方法2:由于慣性是個比較抽象,難理解的概念,一般可通過下面的問題,引導學生了解慣性保持的是原來的運動狀態(速度)。
例:下列各問中的物體的慣性如何體現?
1)靜止在桌面上的書?(體現在保持靜止)
2)正在以10m/s速度運動的汽車?(體現在保持10m/s速度勻速運動)
3)一個正在加速的汽車,某時刻的速度是5m/s。(雖然車做加速運動,此時的慣性體現在保持5m/s的速度,只不過后來沒保持住。)
2.慣性現象
通過演示實驗、學生小實驗或錄像讓學生盡可能多的觀察慣性現象,實驗選擇要注意具有代表性。
[錄像]煙圈實驗
簡介灑水槍,水離開槍后還能繼續向前是由于水具有慣性,(下落是由于受重力改變了運動狀態)。
由上面實驗分析得出:
“固、液、氣”---一切物體都有慣性
“靜止、運動”---任何情況都有慣性
結論:一切物體在任何情況下都具有慣性,慣性是物體固有的屬性。
3.慣性現象的分析
方法1:通過演示實驗引導學生分析。
[演示]慣性小車實驗
引導學生分析木塊為什么向后倒和向前倒。
引導學生討論分析做車時慣性的表現,安全帶的作用?
通過上面的分析引導學生簡單總結分析慣性現象的一般步驟:
確定研究對象——明確研究對象原來的運動狀態——受力情況——研究對象由于受力運動狀態改變情況——慣性的具體表現。
方法2:學生舉出慣性現象并進行解釋。
對基礎較好的學生,可請學生自己選擇上面做過的慣性實驗或列舉的其它慣性現象進行描述,互相補充,總結出分析慣性現象的一般步驟,并用此步驟再分析其它問題。
4.慣性現象的應用與防止
請學生舉出實例。
三、小結
1.慣性的概念,一切物體在任何情況下都有慣性。
2.慣性與牛頓第一定律的區別
慣性是自然界中的物體所具有的一種性質,這種性質表現為物體總要保持原來的運動狀態,即靜止或勻速直線運動狀態;而慣性定律是一條客觀規律,這一規律說明了正是由于物體具有慣性這種性質,所以當沒有外力改變物體運動狀態時,物體將保持原來的運動狀態,即靜止或勻速直線運動狀態。因此,慣性和慣性定律是完全不同的兩回事,前者是物體具有的一種性質,后者是物體在不受力時遵循的一條客觀規律。
四、作業:閱讀教材
板書設計:
探究活動
【課題】通過實驗探究或體驗慣性現象,理解物體的慣性
【組織形式】學生活動小組
【活動流程】
提出問題;猜想與假設;制訂計劃與設計實驗;進行實驗與收集證據;分析與論證;評估;交流與合作。
【參考方案】
1.坐在汽車里,體驗當汽車靜止、以某一速度正常行駛、速度增加(汽車啟動)、速度減小(剎車)、轉彎等時刻的感覺。
2.準備錘頭和錘把,通過實踐分析:(1)把錘頭固定在錘把上,有幾種方法?(2)把錘頭從錘把上卸下來,有幾種方法?并加以解釋。
【備注】
知識目標:
1.知道摩擦現象中的滑動摩擦和滾動摩擦.
2.知道產生摩擦的原因。
3.知道滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關.
4.知道摩擦在實際中的意義及增大和減小摩擦的方法.
能力目標:
1.通過影響滑動摩擦力大小因素的教學培養學生分析概括的能力,對學生進行學科研究方法的教育.
2.通過對生活中摩擦現象的分析、培養學生應用知識解決實際問題的能力.
情感目標:
通過對生活中有益摩擦和有害摩擦的分析,對學生進行辯證唯物主義的教育.
教學建議
教材分析
本節可包括以下三部分的內容:(1)摩擦、摩擦力。(2)決定滑動摩擦力大小的因素。(3)增大、減小摩擦的方法。在講述摩擦力時,為了不使問題復雜化,教材中沒有提出靜摩擦的問題,而是統稱為摩擦。教材對滾動摩擦也沒有單獨講述,而是作為減小摩擦的方法來介紹的。教材中沒有具體講述摩擦力產生的原因,教學中使學生有所了解即可,不必引伸。
教材首先通過分析一些事例使學生認識摩擦力的存在,并在此基礎上說明摩擦力是阻礙物體相對運動的;隨后研究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關。摩擦在生活和生產中都有重要的意義,教材最后用較大篇幅講述了增大摩擦和減小摩擦的方法。
雖然教學的重點在于應用摩擦知識解釋實際現象,學會根據不同條件選擇增大或減小摩擦的方法,但這些應用都基于對影響摩擦力大小因素的理解,因此,應充分重視研究影響摩擦力大小因素的實驗。
教法建議
1、現象教學,以實驗為主
摩擦是最常見,應用最普遍的現象.對摩擦現象,學生有比較豐富的感性認識,但不能因為學生有一定的生活經驗,就忽視了演示實驗,作為物理老師是非常清楚物理實驗的作用,它不能用其他任何教學手段所能代替(包括現代化教學手段,計算機輔助教學不能替代實驗讓學生用自己的眼睛去觀察、分析、判斷、歸納),必須盡量做好.尤其在學生有一定認識基礎時,更應注意選取生動的事例進行演示分析講解,這樣就能及揭示現象的本質,又能引起學生的興趣.還要注意讓學生參與實驗,能動手時盡量讓他們動手.
2、進行物理學研究方法的教育
在研究影響摩擦力大小因素的實驗中體現了物理學中對多變量問題的研究方法,即當研究對象有多個變量時,可采用控制自變量個數的研究方法.本實驗中的變量有兩個,接觸面的粗糙程度和壓力大小.保持接觸面粗糙程度不變,改變壓力,得到滑動摩擦力大小與壓力大小的關系;保持壓力不變,改變接觸面的粗糙程度,得到滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度之間的關系.在教學中要有意識的向學生滲透這種物理學研究方法,對于培養學生的能力,提高學生的素質是十分有益的.
3、可采用學生討論自學的方式教學
由于本節課的知識都不難理解,對于基礎較好的學生可通過學生閱讀課文、自己進行實驗研究、討論的方式來進行教學.這樣有助于提高學習興趣,培養自學能力.對于基礎不好或組織紀律較差的學生可采取部分內容教師引導,部分內容學生討論的形式教學.
4、適當補充靜摩擦的知識.
在摩擦現象中涉及靜摩擦力的事例很多,教學中不可避免的會遇到,因此在教學中適當補充有關靜摩擦的知識,使學生知道即可.
教學設計示例
教學重點:
通過具體事例引導學生思考增大、減小摩擦的方法;決定摩擦力大小的因素
教學難點
研究決定滑動摩擦大小的因素;
會解決實際生活中有關增大摩擦和減小摩擦的問題
教學工具:彈簧測力計、小車、鉤碼、毛巾、空玻璃瓶、木板、砂紙、洗衣粉
教學過程:
(一)新課引入
方法1:從生活現象引入,學生感覺自然.
摩擦在生活中隨處可見,是一個普通的現象,讓學生用手按在桌面上滑動,體會手的感覺。
比如老師使用板擦擦黑板,筆在紙上寫字,學生用橡皮擦去鉛筆字,這些都是一個物體在另一物體滑動時,感到受到阻礙。
方法2:從新奇實驗引入,提高學生興趣。
演示筷子提米的實驗:在一玻璃杯中放入一定量的大米,插入一支筷子并壓緊大米,向上提起筷子會很容易的將筷子拔出;重新將筷子插好,再向米中加少量水,等一會兒,拿起筷子就可以把玻璃杯提起。請學生分析討論并舉出身邊的摩擦現象從而引出新課。
手提空瓶的實驗:在手上沾些洗衣粉水,握住瓶頸部分(圖中覆蓋部分)向上提,提不起來;再將瓶子擦干凈,用毛巾覆蓋在瓶頸部分,受我毛巾向上提瓶,瓶很容易提起。通過兩次實驗對比引入新課。
(二)新課教學
1、摩擦力
由同學們的討論可以看出摩擦是我們生活中的常見現象,兩個相互接觸的物體,當它們要發生或已經發生相對運動時,就會在接觸面上產生一種阻礙相對運動的力,這種力就叫摩擦力。要發生相對運動,指有發生相對運動的趨勢,但是還沒有發生,這種摩擦力叫靜摩擦力。
方法1:一般情況下,對于“相對運動”的要求較低,可一帶而過。對于摩擦力的方向簡單情況可判斷即可。
方法2:對于基礎較好的學生,可解釋清楚“相對運動”“阻礙相對運動”的含義。可參考下面的講解。
如圖9-4-3中一汽車水平向右運動,在某段時間內車上的箱子從車廂前部滑到中部.箱子相對于地面的運動是以地面為參照物,此時箱子相對與地面是向右運動的,但箱子與地面間無摩擦。箱子相對于車的運動,是以車為參照物,箱子相對于車向左運動,車給箱子的摩擦力阻礙箱子相對于車向左滑動,車給箱子的摩擦力的方向應為向右,即與相對運動方向相反。
2.影響滑動摩擦力大小的因素
方法1:演示實驗,實驗中要設置好恰當的問題。
1)怎樣來測定滑動摩擦力的大小?為什么?
使學生理解勻速運動的物體,受的摩擦力與水平拉力大小相等。
2)請同學們猜想一摩擦力的大小與哪些因素有關。
3)根據學生的答案來請學生設計實驗,教師進行操做驗證。學生的設計會有很多漏洞,教師不要急于給出正確答案,可適當提出針對性問題來加以修正,幫助學生掌握研究對象有多個變量時,可采用控制自變量個數的研究方法。最后得出正確結論:滑動摩擦力的大小既跟壓力大小有關又跟接觸面的粗糙程度有關。
方法2:學生分組實驗,探索摩擦力與哪些因素有關?
思考問題:1)怎樣測出摩擦力的大小?
2)摩擦力的大小與哪些因素有關?怎樣驗證?
對于第二個問題可以先討論,然后在老師不給出正確操作過程的情況下分組完成不同的驗證內容,最后由學生總結得出實驗方法和實驗結論。
3、增大有益的摩擦和減小有害摩擦的方法
由學生討論并舉出相應的事例,準備適當的錄像材料豐富學生的知識,最后由學生總結出結論。
結論:通過增大壓力,增大接觸面的粗糙程度可以增大有益摩擦。通過減小壓力、減小接觸面的粗糙程度,變滑動為滾動,使兩個互相接觸的摩擦面彼此離來(加劑),可以減小有害摩擦。
(三)鞏固練習
1、在日常生產和生活中,下面哪個措施的目的是減小摩擦()
A、在機器的轉動部分加油
B、自行車緊急剎車時用力捏閘
C、汽車輪胎上有很多花紋
D、北方下雪時,常在道路上灑些灰渣
2、體操運動員在上單杠之前總要在手上涂些鎂粉,是為了________摩擦,采用的方法是________;而在杠上做回環動作時,手握杠又不能太緊,這是為了________摩擦,采用的方法是________________。
(四)小結:
1、不論那種方法都是由“摩擦力大小的決定因素”中得出的。
2、摩擦可分為滑動摩擦、滾動摩擦和靜摩擦。
3、思考題:自行車輪胎蹩的時候為什么騎起來費力。
板書設計
探究活動
【課題】摩擦與我們
【組織形式】學生小組活動
【活動目的】
通過對日常生活的觀察和研究,寫出對于我們日常活動密切相關的摩擦的認識。
【活動流程】
提出問題;制訂計劃與設計實驗;進行實驗與收集證據;分析與論證;寫出專題報告,進行交流。
【參考方案】
可以從多方面了解摩擦。例如可以歸納摩擦的種類,摩擦的應用,摩擦的利弊等,在對日常生活的觀察和研究基礎上,查閱有關資料,寫出專題報告,例如"體育中的摩擦"、"靜摩擦的應用"等等,還可以設想"如果失去摩擦,世界將會怎樣"等問題,自己確定題目,寫出專題文章。
【備注】
知識目標
1.知道什么是合力,什么是二力的合成.
2.會計算同一直線上兩個力合力的大小,并會判斷方向.
能力目標
1.培養觀察能力
通過觀察一個力作用在物體上產生的效果與兩個力作用在物體上產生的效果相同的實驗使學生明確實驗中應觀察什么現象,并由此分析出這些現象說明什么問題.進而認識到觀察物理現象應首先明確觀察目的,并根據觀察目的明確觀察什么,觀察的各現象之間有什么關系,這些現象是如何說明所要觀察的問題的.
2.培養運用物理知識解決實際問題的能力.
能計算同一直線上兩個力的合力,確定合力的方向,能已知同一直線上兩個力的合力及其中一個力,求另一個力的大小和方向.
情感目標
通過實驗培養學生實事求是的科學態度和良好的意志品質.
通過同一直線上兩個力的合成的圖示,培養學生欣賞線條美的能力.
教學建議
教材分析
教材先通過“提水”和“推木箱”兩個實例說明兩個力產生的效果可以用一個力來代替,這個力就叫做那兩個力的合力,引出求合力的問題.接著研究兩個力沿同一直線作用在物體上這種最簡單情況下求合力的問題.通過“研究同一直線上方向相同的兩個力的合力的大小和方向”和“研究同一直線上方向相反的兩個力的合力的大小和方向”兩個演示實驗,得出結論.最后聯系實際,應用知識分析兩個簡單的實際問題.
教法建議
教學中要注意從合力產生的效果與兩個分力共同作用產生的效果相同來使學生認識合力.然后說明二力的合成就是求兩個力的合力.為了幫助學生理解合力的概念,還可以再補充其他的事例,例如,兩個人拉著一輛車勻速前進.也可以用一個人來代替這兩個人拉著這輛車勻速前進,后面一個人對車的拉力就是前面兩個人對車的兩個拉力的合力.
教學設計示例
重點、難點分析
1.合力的概念.
理解合力的概念關鍵是要讓學生認識兩個力共同作用產生的效果和一個力產生的效果相同.為了達到這一目的,除利用課本中的例子以及補充其他事例之外,可以通過實驗進行定量的研究,使學生對這個問題的認識能從感性上升到理性,并進而自己分析生活中相關事例,以加深對這個問題的理解.尤其要注意引導學生認識合力不是一般意義上的力之和,而是等效代替.
2.同一直線上同方向的二力合成,同一直線上反方向的兩個力的合成.
兩個力作用在一個物體上的情況很多,首先應組織、啟發學生通過討論認識各種形式的兩個力作用在一個物體上的實例,使學生對兩個力作用在一個物體上的問題有感性認識,然后對這些事例進行分析,區分不同類型,進而明確我們所要研究的問題,然后再組織學生進行課本中安排的實驗.
對于同一直線上同方向與反方向二力的合成問題,在進行實驗前可以讓學生思考,兩個力合力的大小和方向可能會怎樣,在猜想的基礎上進行實驗.
課時安排1課時
教學設計示例
(一)導入新課
在日常生活中我們經常遇到這樣的情況,當一個人用力推一個物體或者提起一個物體時如果力氣不夠,這時再過來一個人幫忙則往往會達到目的,但是如果換一個力氣比較大的人,他一個人也可以達到目的.這時我們就說一個人經過努力達到的效果與兩個人相同,今天我們就來專門研究這樣的問題.
(二)新課教學
1.同一直線上二力的合成
請同學們舉出生活中的實例說明一個人用力作用的效果與兩個人共同用力作用而產生的效果相同.
學生討論并舉例
例1兩個小孩一同努力可以提起一桶水,一個大人就可以提起來.
例2一個人拉一輛車拉不動,再有一個人在后邊推就可以把車推動,如果一個力氣大的人一個人就可以拉動.
例3一根木頭一人扛起來比較費勁,如果兩個人一人扛一頭則可以比較輕松的扛起來,但效果是相同的.
以上同學們舉的實例都非常對,這里所說的效果相同,在物理學中我們叫它等效,也可以叫等效代替,在學習物理中建立等效的觀念十分重要.下面我們用實驗來進一步研究這個問題.
教師向學生介紹實驗儀器,并開始下面的實驗:將一根彈簧掛在支架上,彈簧后邊用一塊白紙板襯托.將一個物體掛在彈簧下,彈簧伸長一定的長度,其指針指在一定的位置,用筆在白紙板上標上記號.換用兩個物體掛在彈簧下,彈簧指針指在同一位置.實驗前讓同學注意觀察指針所指示的位置.實驗結束后教師講解并提出問題.可配合將實驗過程制成圖,用投影打出.如圖所示
將一個物體掛在彈簧下,說明這個物體對彈簧施加了一個力的作用.將兩個物體掛在彈簧下,這兩個物體分別對彈簧施加了力和.彈簧伸長說明了什么?
說明力作用在彈簧上,使彈簧的形狀發生了變化.
掛一個物體和掛兩個物體彈簧的伸長量是什么關系?說明了什么?
彈簧的伸長量相同,說明一個力作用在彈簧上與兩個力共同作用在彈簧上產生的效果相同.
一個力(F)產生的效果跟兩個力(和)共同作用產生的效果相同,這個力(F)就叫那兩個力(和)的合力.求兩個力的合力叫二力的合成.
在講解中要求同學注意,合力不是力的和,在后面的研究中同學們會逐步加深對這個問題的理解.請同學們列舉一個物體受兩個力作用的事例,前邊舉過的事例也可以重復.(學生邊舉例,教師邊在黑板上畫出示意圖,以便于分析)
【例1】一個人在前面拉車,另外一個人在后邊推車.
【例2】兩個人共同提一桶水.
【例3】房頂上的吊燈受到豎直向下的重力和電線的拉力.
以上這些事例如果要分類的話可以分成幾類?
有兩個力互成角度的,也有兩個力在一條直線上的.
在一條直線上的力有方向相同的,有方向相反的.
在上面這些事例中,最簡單的是同一直線上的兩個力.我們先來研究同一直線上的二力合成問題.同一直線上兩個力的合成有兩種情況,一種是同一直線、方向相同,另一種是同
直線方向相反.請同學們首先根據日常生活中的經驗猜想一下,這兩種情況合力的大小和方向與兩個力的大小和方向是什么關系?
在學生思考的基礎上,請同學說出自己的猜想,教師把同學猜想的大意寫在黑板上.
請同學們打開課本看書上兩個實驗示意圖和相關說明,看完后親自完成這兩個實驗;驗證一下自己的猜想.
學生看書,然后開始實驗,教師在同學中間巡視并進行指導,實驗結束后提問.
同一直線上,方向相同的兩個力合力的大小及方向與兩個分力是什么關系?
同一直線上,方向相同的兩個力的合力的大小等于這兩個力的大小之和,合力的方向跟這兩個力的方向相同.
同一直線上,方向相反的兩個力合力的大小及方向與這兩個分力是什么關系?
同一直線上,方向相反的兩個力的合力大小等于這兩個力的大小之差,合力的方向跟較大的那個力相同.
在完成上述內容的基礎上教師可提問:兩個小孩共同提一桶水,每個人都對水桶施加了一個力,大人一個人提一桶水,她對水桶如果施加的是一個豎直向上的力,如果他們提的是同一桶水,那么大人施加的力和兩個小孩施加的力的效果是否相同?
[學生]效果相同.
[老師]兩個小孩子所用力的合力的大小與大人施加的力的大小是什么關系?
[學生]相等.
[老師]在這種情況下,大人所用力的大小是否等于兩個小孩所用兩個力的和?
[學生]不等.
[老師]為什么?
學生今天我們研究的是同一直線上的兩個力的合成,這兩個小孩施加的兩個力不在同一直線上,不能用同一直線上二力合成的規律來研究這個問題.
(三)總結、擴展
今天我們研究同一直線二力合成的方法,這一方法就不能用來研究互成角度的兩個力的合成問題.互成角度的兩個力的合成遵循平行四邊形法則,用力和為鄰邊作平行四邊形,這個平行四邊形的對角線就是它們合力的大小和方向.(以兩個小孩提水桶問題為例,用平行四邊形法則求出它們的合力)實際上同一直線上兩個力的合成問題,是互成角度二力合成的特殊情況,課本第六節就是這方面的內容,同學們感興趣可以先看書自學,然后我們再一起探討.
探究活動
【課題】實驗分析同向合力和反向合力
【組織形式】學生活動小組
【活動流程】
提出問題;猜想與假設;制訂計劃與設計實驗;進行實驗與收集證據;分析與論證;評估;交流與合作.
【參考方案】
用一些測量工具(至少要多個彈簧秤)探究同向合力和反向合力的大小和方向.
學習
目標知識目標:
1.了解聲音的特性。
2.知道聲音的響度跟發生體的振幅有關,音調跟發聲體的頻率有關。
3.不同發聲體發出的聲音的音色不同。
能力目標:
1.通過做“響度跟發聲體的振幅有關的實驗”和“音調與頻率有關的實驗”,進一步了解和學習物理學研究問題的方法──探究法。
2.了解探究學常用的方法──轉換法。
情感目標:
1、通過體會現實世界中物體發出的豐富多彩的聲音,欣賞美妙動聽的。樂曲,充分享受科學的美感。
2.通過參與實驗活動,培養學生積極主動參與科學探究實踐的思想意識和互相配合協作的精神。
學習重點聲音的音調和響度學習難點聲音的音調
教具與媒體多媒體、音叉、乒乓球、鐵架臺、鋼尺、鼓、橡皮筋、樂器等
內容與教師活動學生活動設計
依據
一、創設情境,引入新課
1、提問幾個上節課出現的問題,做好知識的鋪墊。
2、[師]我們所能聽到的各種各樣的聲音,你感覺出這些聲音有什么不同嗎?
3、[師]引導學生觀看錄像。
師:可見,影響聲音的因素有很多,今天我們就學習新課,聲音的特征。(板書課題)
二、進入新課,科學探究
(一)聲音的音調
1、【提出問題】同樣是唱歌,有的高有的低,有的響亮有的不太響亮,我們把聲音的高低用音調來描述。單調與什么因素有關系呢?
2、【猜想】與物體振動的快慢有關。
2、【設計實驗】用同樣大的力,讓物體振動的快慢不同,觀察聲音的不同。
3、【實驗器材】鋼鋸條(或塑料尺)、發音齒輪、紙片
〖方案1〗按教材的樣式,將鋼鋸條壓在桌子邊,使鋼鋸條露出的長度不同,然后用同樣的力撥動鋼鋸條,比較所聽聲音的不同。
〖方案2〗讓發音齒輪按一定的速度轉動,用硬紙片在齒輪邊靠近齒輪,通過硬紙片在不同齒數齒輪上靠近時,感受所發出聲音的不同
4、結論:物體振動越快,其發出聲音的調子就越高,我們把這種聲音的變化稱之為音調的不同。即音調與物體的振動有關,振動越快,音調就越高。
5、頻率:物體在每秒內振動的次數。單位是赫茲(Hz)。
6、觀看不同音調聲音的波形圖(通過視頻播放)
7、認識一般聲音的頻率范圍:
通過看課本上的圖1.3-2,引導學生總結出(1)人的發聲頻率范圍;(2)人的聽聲頻率范圍;(3)哪種動物聽聲的頻率最低和最高;(4)頻率范圍最廣的是誰。
8、觀看多媒體,進一步了解動物之間交流的情景。
9、超聲:人們把高于20000Hz的聲音叫做超聲波
次聲:人們把低于20Hz的聲音叫做次聲波
10、介紹超聲和次聲的應用。
(二)響度
1、【提出問題】我們平時聽到的聲音除了有高低的不同外,還有大小的差異,這大小的差異,我們就說它們的響度是不同的,那么響度與什么因素有關呢?我們該怎樣描述它呢?
2、【猜想】響度與所用力的大小有關,根據是敲鼓時,用力越大,鼓就越響。
3、【設計實驗】我們怎樣才能證明響度與用力的關系呢?
4、【實驗器材】鋼鋸條(或塑料尺)、鼓、碎紙屑、音叉、小用細線懸吊的乒乓球
〖方案1〗取一鋼鋸條,讓其一端壓在桌面上,用手撥動其另一端,改變所用力的大小,觀察所發出聲音的不同。
〖方案2〗在鼓面上放一些碎紙屑,用不同的力敲鼓時,通過鼓所發出聲音的不同,觀察碎紙屑振動起來的高度。
〖方案3〗課本上圖1.3-4所示的實驗,用不同的力敲擊音叉,然后將發聲的音叉靠近小球,觀察小球被彈起的距離。
5、消除學生對用力大小是聲音大小因素的誤區,說明所用力的大小只是外因,物體聲音的大小在其內部看來,決定于其振動的幅度。
6、結論:我們把物體振動時的幅度就做振幅,振幅越大,聲音就越響。
(三)音色
1、【提出問題】如果聲音振動的頻率和振幅都相同,這兩個聲音就是一樣的嗎?
2、【多媒體展示】
用不同的樂器演奏的同一個曲子,聽起來一樣嗎?
觀看聲波的錄像。
3、音色:有別于其他聲音的特殊因素,它因發聲體的材料、結構的不同而不同。
4、舉一些振動頻率、振幅均相同,但音色卻不同的例子。如課本中的圖1.3-5可以看出,音叉、鋼琴和長笛的基頻(振幅最大的振動的頻率)相同,但是在基頻的基礎上還有一些附加的小的振動,這些小的振動和大的振動一同決定了聲音的音色。
(四)三種典型的樂器
先播放幾種樂器的錄像
1、打擊樂器
通過打擊物體,使之振動而發聲的樂器,如鼓、鑼等。
2、弦樂器
通過撥動弦,使之振動而發聲的樂器,如二胡、琵琶、小提琴等。弦振動的頻率與弦的張緊程度有關,弦越緊,音調越高。
3、管樂器
通過管中空氣柱的振動而發聲的樂器,如笛子等。空氣柱越短,發聲的音調也就越高。
4、自己動手制作一些樂器。
(五)小結
(六)練習
提問學生,回答問題
該實驗學生都可以操作,將鋼鋸條換成塑料尺也行
學生實驗
85~1100Hz
20~2萬Hz
最低為狗
最高為海豚
與所用力的大小有關
用不同的力撥動同一個鋼鋸條
學生實驗一樣
不一樣
不一樣
嘗試打擊樂器
嘗試弦樂器
嘗試管樂器
做好知識的預備
也可以通過舉例的方式體現
超聲與次聲方面的資料很多,我們可以隨時添加
猜想可能是不規范的,但此時教師不必指出
這些實驗,要根據情況,進行不同的選取
音色的分辨不容易演示,借助多媒體的波形,比較容易理解
通過嘗試和模仿,激發學生對樂器認識
課堂小結這節課分析了聲音的三個重要的特征,首先通過錄像發現影響聲音的因素,然后引入該課的探究環節,得出單調、響度的概念,分別通過實驗探究得出影響音調和響度的因素,得出音調與頻率有關;響度與振幅有關。
在音調和響度都一樣也能區分出聲音的特征來看,引入了音色的概念,提出影響音色的因素與發聲體的材料、結構有關。
教學流程
第三節:聲音的特性
一、聲音的分類
聲音可分為樂音與噪聲
二、音調
頻率:物體每秒振動的次數。單位是赫茲,符號為Hz。
頻率越大,音調越高。
超聲:人們把高于20000Hz的聲音叫做超聲波
次聲:人們把低于20Hz的聲音叫做次聲波
三、響度
振幅:物體振動時離開原來位置的最大距離
振幅越大,響度越大
四、音色
音色與發聲體的材料、結構有關
課后反思這節課是本章的重點內容,在設計時我們突出了以學生為主的方法,增加了不少學生的活動,對一些學生不易觀察的現象我們進行了錄像、放慢等措施,增加了學生對細微變化的觀察。
在典型聲音的素材搜集上,我們還需要些努力,在聲音的對比音效上,在學生不易認識到的特殊聲音上,我們還要進一步通過采集利用起來。
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