八、物理学的基础地位及物理学对人类文明、社会进步的影响。(1) 情景一:磁悬浮实验:找两个空心的圆柱片磁铁,同名磁极相对,穿在同一根竹筷上,用手压下上面的磁铁,松手观察它的运动情况。问题1:上面的磁铁为什么会跳起来,为什么会悬浮在下面的磁铁上方?问题2:根据这个实验,你会想到那一种交通工具?总结:人们就是从磁悬浮现象中得到启发,进行磁悬浮列车的研究和制造的,这说明物理学在推动社会进步、人类文明方面起到推动作用。(2) 情景二:感应起电和火花放电实验:用感应起电机或感应圈产生火花放电,让学生观察现象,闻气味,然后联想生活实例。还可以用一张纸试着挡住放电的弧光,最好能引燃纸张,说明雷击引起火灾的现象。问题1:你看、听到了什么现象?问题2:根据这个实验,你会想到那一种自然现象?问题3:放电发生在什么地方?为什么建筑物上方都有尖尖的设置,是干什么用的?问题4:你闻到什么气味了吗?
(创设实例:多媒体播放视频刘翔的110m栏。)1.提出问题:怎样定量(准确)人描述车或刘翔所在的位置?2.提示:你的描述必须能反映物体(或人)的运动特点(直线)、运动方向、各点之间的距离等因素。3.总结:①为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念,是抽象化的参考系。为了定量地描述物体的位置及位置的变化需要在参考系上建立适当的坐标系,如果物体在一维空间运动,即沿一条直线运动,只需建立直线坐标系,就能准确表达物体的位置;如果物体在二维空间运动,即在同一平面运动,就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置;当物体在三维空间运动时,则需要建立三维坐标系。①一维坐标:描述物体在一条直线上运动,即物体做一维运动时,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系。如图1-1-1所示,若某一物体运动到A点,此时它的位置坐标XA=3m,若它运动到B点,则此时它的坐标XB=-2m(“-”表示沿X轴负方向)。
阅读教材后总结:是万有引力的作用把宇宙中的恒星和行星聚集在一起,组成了太阳系、银河系和其他星系.力的相互作用遍布我们周围的一切物体.除此之外还有电荷间的相互作用、磁体间的相互作用,我们把这种力称为电磁相互作用.【思考与讨论】质子带正电,但质子(与中子一起)却能聚集在一起构成原子核.你能推测是什么力的作用结果吗?攻略一:阅读教材53页,师生共同讨论、总结.攻略二:网络搜索或工具书查阅“四种基本相互作用”,进一步了解概念.结论:决定物质的结构和变化过程的基本的相互作用.近代物理确认各种物质之间的基本的相互作用可归结为四种:引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用.近代物理的观点倾向于认为:四种基本相互作用是统一的,物理学家们正在为建立大统一理论而努力.但至今也没有公认的结论,望同学们好好学习,为科学事业奉献自己的聪明和才智.
(二)进行新课1、动能与势能的相互转化演示实验1:如右图,用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。把一个小球用细线悬挂起来,把小球拉到一定高度的A点,然后放开,小球在摆动过程中,重力势能和动能相互转化。我们看到,小球可以摆到跟A点等高的C点,如图甲。如果用尺子在某一点挡住细线,小球虽然不能摆到C点,但摆到另一侧时,也能达到跟A点相同的高度,如图乙。问题:这个小实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么?学生观察演示实验,思考问题,选出代表发表见解。小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直,对小球不做功;只有重力对小球能做功。实验证明,小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中,小球总能回到原来的高度。可见,重力势能和动能的总和保持不变。即机械能保持不变。
3.适用条件(1)万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算。当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时,物体可以看成质点,直接使用万有引力定律计算。(模型)研究相互接触的两个人之间的万有引力时,不能把他们看作质点。(2)当两物体是质量均匀分布的球体时,它们间的引力也可直接用公式计算,但式中的r是指两球心间距离。研究太阳和地球之间的万有引力,可以把它们看作质量均匀的球体。当研究物体不能看成质点时,可以把物体假想分割成无数个质点,求出两个物体上每个质点与另一物体上所有质点的万有引力,然后求合力,这是微积分的思想。万有引力定律产生于对太阳系行星运动的研究,但它对物质运动的适用性却要广泛得多。可以这样说,宇宙中凡有引力参与的一切复杂的现象,无不要归结到这样一条十分简洁的定律之中,这不能不使人惊叹宇宙万物超乎寻常的和谐及人类理性思考所具有的统摄力。
二、课堂教学(课前由科代表发回预习学案)1、教师根据预习学案检查结果提出问题(用多媒体展示),引导全班讨论(重点讨论:①、为什么动能的表达式一定是 mV2 ?你如何得出这个结论?②、力在一个过程中对物体所做的功,和物体在这个过程中动能的变化量有什么关系?你如何得出这个结论?这个做功的力和F=ma中的力F有什么关系)。有困难的小组应及时问老师。老师在这个过程中巡视指导。2、学生自主阅读课文“7 动能和动能定理”中的“动能的表达式”,然后完成如下练习(教师在此过程中巡视指导):2.1尝试推出动能的表达式(鼓励会推导的同学积极上台板演,老师引导讨论)。2.2写出动能的小结(认真阅读教材p66倒数第二段、第三段,结合你推导动能表达式的过程,认真思考后四人一组讨论:①、动能是矢量还是标量?②、动能的单位是什么?③、你认为应从哪几方面来理解动能?)
1、教师先演示投影:把小钢珠放在黑墨水瓶盖里转一下(内有一点点墨水),再放在半圆形有机玻璃轨道上运动并飞出,让钢珠在白纸上留下痕迹,同样在3/5半圆周,4/5半圆周上运动飞出,让学生猜测飞出方向由什么特点?(有机玻璃板说明:厚约5毫米,略小于小钢珠直径,圆弧半径15厘米,MN边稍长些,以便过MN做直线,根据半径大小确定圆心O位置。)学生猜想:切线方向师:已知圆弧半径为15厘米。如何验证?请用几何方法作图验证。生:标出飞出点和圆心,做圆心和飞出点的连线,用量角尺量出该连线和飞出轨迹直线的夹角,是否90度。2、再分组实验,提醒同桌配合,小心钢珠滚跑。实验完毕,要求作图验证,并互相讨论交流。3、交流和结论:师:要引导学生得出正确的科学结论:“圆周运动的物体的速度方向为该点的切线方向”,而不能直接得出“曲线运动的的物体速度方向为该点的切线方向”。
“做功的过程就是能量转化过程”,这是本章教学中的一条主线。对于一种势能,就一定对应于相应的力做功。类比研究重力势能是从分析重力做功入手的,研究弹簧的弹性势能则应从弹簧的弹力做功入手。然而弹簧的弹力是一个变力,如何研究变力做功是本节的一个难点,也是重点。首先,要引导学生通过类比重力做功和重力势能的关系得出弹簧的弹力做功和弹簧的弹性势能的关系。其次,通过合理的猜想与假设得出弹簧的弹力做功与哪些物理量有关。最后,类比匀变速直线运动求位移的方法,进行知识迁移,利用微元法的思想得到弹簧弹力做功的表达式,逐步把微分和积分的思想渗透到学生的思维中。本节课通过游戏引入课题,通过生活中拉弓射箭、撑杆跳高和弹跳蛙等玩具以及各种弹簧等实例来创设情景,提出问题。给学生感性认识,引起学生的好奇心;让学生对弹簧弹力做功的影响因素进行猜想和假设,提出合理的推测,激发学生的探索心理,构思实验,为定性探究打下基础。然后,引导学生通过类比重力做功与重力势能的关系得出弹簧弹性势能与弹簧弹力做功的关系。
说明:“倍增法”是一种重要的物理方法,历史上库仑在研究电荷间的相互作用力时曾用过此法,但学生在此前的物理学习中可能未曾遇到类似例子,因此引导学生通过交流,领会“倍增法”的妙处,这是本节课的一个要点.可用体育锻炼中的“拉力器”来类比。(2)该方案消除摩擦力影响的方法:所用的消除方法与实验方案2一样。也可使用气垫导轨代替木板,以更好地消除摩擦影响。(3)小车速度的确定方法:①确定打出来的点大致呈现什么规律:先密后疏(变加速),再均匀分布(匀速);②应研究小车在哪个时刻的速度:在橡皮筋刚恢复原长时小车的瞬时速度,即纸带上的点刚开始呈现均匀分布时的速度;③应如何取纸带上的点距以确定速度:由于实验器材和每次操作的分散性,尤其是橡皮筋不可能长度、粗细完全一致,使得每次改变橡皮筋的条数后,纸带上反映小车匀速运动的点数和点的位置,不一定都在事先的设定点(即用一条橡皮筋拉小车,橡皮筋刚好恢复原长时纸带上的点)处。
教学目标㈠知识与技能1.要弄清实验目的,本实验为验证性实验,目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律。2.要明确实验原理,掌握实验的操作方法与技巧、学会实验数据的采集与处理,能够进行实验误差的分析,从而使我们对机械能守恒定律的认识,不止停留在理论的推导上,而且还能够通过亲自操作和实际观测,从感性上增加认识,深化对机械能守恒定律的理解。3.要明确织带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。㈡过程与方法1.通过学生自主学习,培养学生设计实验、采集数据,处理数据及实验误差分析的能力。2.通过同学们的亲自操作和实际观测掌握实验的方法与技巧。3.通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。
一、学习任务分析1.教材的地位和作用在物理学中,能量并不是由功定义的。能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。能量概念之所以重要,就是因为它是一个守恒量。守恒关系是自然中十分重要的关系,从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的,因为它是极为重要的研究方向。根据这种认识,所以本节从追寻守恒量出发引入能量概念,为能量学习奠定了基础并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程。2.学习的主要任务“追寻守恒量”一节,主要是使学生了解守恒思想的重要性。学生在学习本节课前已经学习了能量的有关知识,在过去的教学中,是先学习能量的概念,而后研究一两个具体问题,发现动能与势能之和在某些过程中不变,由此引出机械能守恒定律。“机械能守恒”这个词学生并不陌生,但是让学生说出自己对它的认识又不是一件容易的事。
知识与技能1.知道地心说和日心说的基本内容.2.知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上.3.知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,且这个比值与行星的质量无关,但与太阳的质量有关.4.理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,真理是来之不易的.过程与方法通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识,了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解.情感、态度与价值观1.澄清对天体运动裨秘、模糊的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法.2.感悟科学是人类进步不竭的动力.教学重点理解和掌握开普勒行星运动定律,认识行星的运动.学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法,并有利于对人造卫星的学习.
(给出仪器后先让学生思考如何设计实验、安装仪器、设计实验步骤,而后教师总结)实验步骤如下:①安装调整斜槽 :用图钉把白纸钉在竖直板上,在木板的左上角固定斜槽。②调整木板 :用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直面平行,然后把重锤线方向记录到钉在木板上的白纸上,固定木板,使在重复实验的过程中,木板与斜槽的相对位置保持不变。③确定坐标原点:把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O,O即为坐标原点。④描绘运动轨迹 :用铅笔的笔尖轻轻地靠在木板的平面上,不断调整笔尖的位置,使从斜槽上滚下的小球正好碰到笔尖,然后就用铅笔在该处白纸上点上一个黑点,这就记下了小球球心所对应的位置。保证小球每次从槽上开始滚下的位置都相同,用同样的方法可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。取下白纸,描绘小球做平抛运动的轨迹。
《匀速圆周运动》为高中物理必修2第五章第4节.它是学生在充分掌握了曲线运动的规律和曲线运动问题的处理方法后,接触到的又一个美丽的曲线运动,本节内容作为该章节的重要部分,主要要向学生介绍描述圆周运动的几个基本概念,为后继的学习打下一个良好的基础。人教版教材有一个的特点就是以实验事实为基础,让学生得出感性认识,再通过理论分析总结出规律,从而形成理性认识。教科书在列举了生活中了一些圆周运动情景后,通过观察自行车大齿轮、小齿轮、后轮的关联转动,提出了描述圆周运动的物体运动快慢的问题。二、教学目标1.知识与技能①知道什么是圆周运动、什么是匀速圆周运动。理解线速度的概念;理解角速度和周期的概念,会用它们的公式进行计算。②理解线速度、角速度、周期之间的关系:v=rω=2πr/T。③理解匀速圆周运动是变速运动。④能够用匀速圆周运动的有关公式分析和解决具体情景中的问题。
预设 “海内存知己,天涯若比邻”一反送别诗伤感悲戚的格调,体现出高远的志趣和旷达的胸怀,表明诚挚的友谊可以超越时空。此句蕴含哲理,给人以莫大的安慰和鼓舞,因此成为远隔千里的朋友间表达深情厚谊的名句。设问3:“气蒸云梦泽,波撼岳阳城”中的“蒸”和“撼”换成“滋”和“摇”好不好?为什么?预设 不好。“蒸”是蒸腾的意思,形象地描绘了洞庭湖雾气蒸腾、湖面浩渺的画面;“撼”是摇撼的意思,描绘出了洞庭湖波涛汹涌似要撼动岳阳城的雄伟壮阔的景象,且“撼”还能传达出诗人面对湖水时心胸似乎也被震荡,从而想要建功立业的主观感受。如果换成“滋”和“摇”则显得境界小、力度弱,没有这样的气势和表达效果。【设计意图】此环节主要采用问题引领的方式,一步步引导学生品味诗歌中的名句和富有表现力的字词,感受古人炼字的智慧,从而更加深入地理解诗歌情感和艺术手法。
【示例二】我喜欢“斫去桂婆娑,人道是,清光更多”。这里的“桂婆娑”指带给人民黑暗的婆娑桂影,它不仅包括南宋朝廷内外的投降势力,也包括了金人的势力。作者在这一句中,运用神话传说,以超现实的奇思妙想,表达渴望扫除黑暗,让光明普照人间的愿望。【设计意图】在这一环节,引导学生先理解词作的意思和情感再诵读,加深学生对词作的印象,提升学生对词作的诵读感悟能力。五、反复诵读,默写诗词1.学生独立背诵。2.同桌互相检查背诵。3.开展背诵比赛。4.集体默写四首词。结束语:诵读古诗词,可以陶冶我们的情操,激发我们的想象力,与古人对话。希望同学课下能自主阅读一些经典古诗词,在感受它们魅力的同时提升我们的文学素养。【设计意图】在前面几个环节,学生已经从不同层次诵读了四首词,对这四首词有了一定的理解。本环节让学生在此基础上用不同方式背诵,加深记忆。
◇探究提示:我们可以通过人际交往,阅读报纸、杂志、书籍等,欣赏电视、上网查询、发送手机短信、阅读电子读物等方式来搜集资料。其特点为:人际传播是社会生活中最直观、最常见、最丰富的传播现象,具有传播渠道多、方法灵活、意义丰富、反馈及时的特点。报纸、杂志、书籍等,可以通过扫描、编排处理后,显示在互联网上,供广大读者使用。电视提供了动态画面和缤纷的色彩,使人们对信息的理解变得更生动、形象和真实。互联网具有传播同网、全球同时、受众主动、双向互动的特点。手机短信用精练的语言传达丰富多彩的内容,不仅具有娱乐性,还具有情感性、艺术性耙哲理性,让人回味无穷。电子读物实现了文字、图像、声音的完关结合,使人在看图阅文的同时可以听音乐、写文章、做笔记、复制文件等等。
探究活动8(教材第72页):“结合生活事例,谈谈你在面对复杂事物时是如何分析和解决矛盾的?”这一探究活动是在学生还不了解主次矛盾的原理时,让他们回忆自己在生活中有没有遇到过面对许多矛盾时是如何解决的经历。比如,每天面对很多作业,先做哪门课作业后做哪门作业,你是如何考虑的?在学校面对学习、体育运动和社会工作,你是怎么安排的?在生活中,你遇到这样的情况都是怎样解决的?通过探究活动,使学生弄清主次矛盾的原理,学会用矛盾分析法分析问题。探究活动9(教材第73页):“你在生活中是如何分析具体问题的?”这一探究活动,强调的是“你”在生活中是如何运用分析法分析具体问题的,要紧紧围绕学生这一中心,首先强调具体问题具体分析的方法非常重要,这是马克思主义的一个原则,是马克思主义的活的灵魂。引导学生主动运用这种分析方法分析看待自己,分析看待社会。可以组织学生进行讨论、交流,还可以让学生撰写小论文,写出自己运用这种分析方法分析了哪些具体问题,有哪些感受。
2.辩证的否定(1)辩证的否定是事物的自我否定。事物内部存在着肯定方面和否定方面,它们既对立又统一。最初,肯定方面处于支配地位,否定方面处于被支配地位。在这种情况下,事物就被肯定着。但是,在矛盾双方的斗争中,否定方面总会由弱变强。一旦否定方面由被支配地位上升为支配地位,事物就转化到了自己的对立面,实现了对事物的否定。事物最终之所以被否定,根源在于事物的内部,是事物内部的否定因素战胜了肯定因素。因此,事物的否定是自我否定。(2)辩证的否定是事物发展的环节和联系的环节。所谓发展,是指新事物的产生和旧事物的灭亡。而实现这一过程必须要对旧事物进行否定,否定实现了事物由旧质向新质的飞跃。新事物在否定旧事物时,并不是把旧事物全盘抛弃,一笔勾销。旧事物是新事物的母体,新事物从旧事物那里脱胎而来,新事物是在批判地继承旧事物中的一切积极的有生命力的因素的基础上发展起来的。这样,在新旧事物之间就存在着必然的联系。
二是中国人口多、资源相对不足日益成为制约发展的突出矛盾。我国人均水资源拥有量仅为世界平均水平的1/4,600多个城市中,400多个缺水,其中110个严重缺水。我国人均耕地拥有量不到世界平均水平的40%。石油、天然气、铜和铝等重要矿产资源的人均储量分别只占世界人均水平的8.3%、4.1%、25.5%、9.7%。三是我国这20年来经济快速发展,能源浪费大、环境破坏严重等问题日益凸显,人与自然的矛盾从未像今天这样突出。无序、无度的消耗,迅速透支我们宝贵的资源。以下是来自国家环保总局的一组沉甸甸的数据。——从上世纪50到90年代,每年沙化土地扩大面积从560平方公里增加到2460平方公里,我国18个省的471个县、近4亿人口的耕地和家园正受到不同程度的荒漠化威胁。——1952年我国人均耕地2.82亩,2003年人均耕地减少到1.43亩,在各地轰轰烈烈的“圈地”热潮中仅最近7年全国耕地就减少了1亿亩,被占耕地大量闲置。