作為一位不辭辛勞的人民教師,總不可避免地需要編寫教學設計,借助教學設計可使學生在單位時間內能夠學到更多的知識。那么教學設計應該怎么寫才合適呢?以下是小編精心整理的高中物理教學設計(精選8篇),歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。
高中物理教學教案設計 篇1
一、教學目標
1、知道什么是曲線運動。
2、知道曲線運動中速度的方向。
3、理解曲線運動是一種變速運動。
4、理解物體做曲線運動的條件是所受合外力的方向與它的速度方向不在一條直線上。
二、重點難點
重點:曲線運動中的速度方向和物體做曲線運動的條件。
難點:理解并掌握物體做曲線運動的條件。
三、教學方法
實驗、講解、歸納、推理
四、教學用具
多媒體設備、小鋼球、條形磁鐵
五、教學過程
(一)、引入新課:
【放錄像】飛行的鐵餅,導彈,衛星?
在實際生活中,曲線運動是普遍發生的。 曲線運動有什么特點?物體為什么會做曲線運動?本節課我們就來學習這些問題。
(二)、曲線運動的速度方向
1、提問:曲線運動與直線運動有什么區別?
——運動軌跡是曲線。
——速度方向時刻改變。
2、曲線運動的速度方向
【放錄像】
(1)、在砂輪上磨刀具時,刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線方向飛出;(見課件)
(2)、撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉,傘面上的水滴沿傘邊各點所劃圓周的切線方向飛出。
總結:曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質點在某一點(或某一時刻)的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向。
(3)、推理:
a:速度是矢量,既有大小,又有方向。
b:只要速度的大小、方向中的一個或兩個同時變化,就表示速度矢量發生了變化,也就是具有加速度。
C:曲線運動中速度的方向時刻在改變,所以曲線運動是變速運動。
過渡:那么物體在什么條件下才做曲線運動呢?
(三)、物體做曲線運動的條件
【演示實驗】(投影儀顯示)一個在水平面上做直線運動的鋼珠,如果從旁邊給它施加一個側向力,它的運動方向就會改變,不斷給鋼珠施加側向力,或者在鋼珠運動的路線旁放一塊磁鐵,鋼珠就偏離原來的方向而做曲線運動。
歸納得到:當運動物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動。
【討論】 做曲線運動的物體,其加速度的方向跟它的速度方向是否一致?
對照物體做直線運動的條件:當物體所受的合外力方向跟它的速度方向在同一直線上時,物體做直線運動。
【看書】拋出的石子,飛行的人造衛星為什么做曲線運動?
用牛頓第二定律分析物體做曲線運動的條件:
當合力的方向與物體的速度方向在同一直線上時,產生的加速度也在這條直線上,物體就做直線運動。
如果合力的方向跟速度方向不在同一條直線上,產生的加速度就和速度成一夾角,這時,合力就不但可以改變速度的大小,而且可以改變速度的方向,物體就做曲線運動。
(四)、鞏固練習
物體在力F1、F2、F3的.共同作用下做勻速直線運動,若突然撤去外力F1,則物體的運動情況是
A、必沿著F1的方向做勻加速直線運動
B、必沿著F1的方向做勻減速直線運動
C、不可能做勻速直線運動
D、可能做直線運動,也可能做曲線運動
【C、D】
(五)、課堂小結
1、運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。
2、曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線方向上。
3、當運動物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動。
高中物理教學教案設計 篇2
教學目標
(一)知識與技能
1、掌握楞次定律的內容,能運用楞次定律判斷感應電流方向。
2、培養觀察實驗的能力以及對實驗現象分析、歸納、總結的能力。
3、能夠熟練應用楞次定律判斷感應電流的方向
4、掌握右手定則,并理解右手定則實際上為楞次定律的一種具體表現形式。
(二)過程與方法
1、通過實踐活動,觀察得到的實驗現象,再通過分析論證,歸納總結得出結論。
2、通過應用楞次定律判斷感應電流的方向,培養學生應用物理規律解決實際問題的能力。
(三)情感、態度與價值觀
在本節課的學習中,同學們直接參與物理規律的發現過程,體驗了一次自然規律發現過程中的樂趣和美的享受,并在頭腦中進一步強化“實踐是檢驗真理的唯一標準”這一辯證唯物主義觀點。
教學重點
1、楞次定律的獲得及理解。
2、應用楞次定律判斷感應電流的方向。
3、利用右手定則判斷導體切割磁感線時感應電流的方向。
教學難點
楞次定律的理解及實際應用。
教學方法:
發現法,講練結合法
教學用具:
干電池、靈敏電流表、外標有明確繞向的大線圈、條形磁鐵、導線。
教學過程
(一)引入新課
教師:[演示]按下圖將磁鐵從線圈中插入和拔出,引導學生觀察現象,提出:
①為什么在線圈內有電流?
②插入和拔出磁鐵時,電流方向一樣嗎?為什么?
③怎樣才能判斷感應電流的方向呢?
本節我們就來學習感應電流方向的判斷方法。
(二)進行新課
1、楞次定律
教師:讓我們一起進行下面的實驗。(利用CAI課件,屏幕上打出實驗內容)
[實驗目的]研究感應電流方向的判定規律。
[實驗步驟]
(1)按右圖連接電路,閉合開關,記錄下G中流入電流方向與電流表G中指針偏轉方向的關系。(如電流從左接線柱流入,指針向右偏還是向左偏?)
(2)記下線圈繞向,將線圈和靈敏電流計構成通路。
(3)把條形磁鐵N極(或S極)向下插入線圈中,并從線圈中拔出,每次記下電流表中指針偏轉方向,然后根據步驟(1)結論,判定出感應電流方向,從而可確定感應電流的磁場方向。
根據實驗結果,填表:
磁鐵運動情況N極下插N極上拔S極下插S極上拔磁鐵產生磁場方向線圈磁通量變化感應電流磁場方向
教師:N極向下插入線圈中,磁鐵在線圈中產生的磁場方向如何?
教師:再把該磁鐵從線圈中拔出時,磁鐵在線圈中產生的磁場方向如何?
教師:S極向下插入線圈中,情況怎樣呢?
教師:再把S極從線圈中拔出時,情況如何?
教師:通過上面的實驗,同學們發現了什么?
教師:剛才幾位同學的說法都正確。物理學家楞次概括了各種實驗結果,在1834年提出了感應電流方向的判定方法,這就是楞次定律。投影打出楞次定律的內容。
[投影]
感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,這就是楞次定律。
(師生共同活動:理解楞次定律的內涵)
(1)“阻礙”并不是“阻止”,一字之差,相去甚遠。要知道原磁場是主動的,感應電流的磁場是被動的,原磁通仍要發生變化,感應電流的磁場只是起阻礙變化而已。
(2)楞次定律判斷感應電流的方向具有普遍意義。
教師:楞次定律符合能量守恒。從上面的實驗可以發現:感應電流在閉合電路中要消耗能量,在磁體靠近(或遠離)線圈過程中,都要克服電磁力做功,克服電磁力做功的過程就是將其他形式的能轉化為電能的過程。
楞次定律也符合唯物辯證法。唯物辯證法認為:“矛盾是事物發展的動力”。電磁感應中,矛盾雙方即條形磁鐵的磁場(B原)和感應電流的磁場(B感),兩者都處于同一線圈中,且感應電流的磁場總要阻礙原磁場的變化,形成既相互排斥又相互依賴的矛盾,在回路中對立統一,正是“阻礙”的形成產生了電磁感應現象。
2、楞次定律的應用
教師:[投影]應用楞次定律判斷感應電流方向的基本步驟:
(1)明確原磁場的方向。
(2)明確穿過閉合電路的磁通量是增加還是減少。
(3)根據楞次定律確定感應電流的磁場方向。
(4)利用安培定則確定感應電流的方向。
教師:下面讓我們通過對例題的分析,熟悉應用楞次定律判斷感應電流方向的基本步驟,同時加深對楞次定律的理解。
高中物理教學教案設計 篇3
一、內容
人教版普通高中課程標準試驗教科書物理必修2第六章第4節《萬有引力理論的成就》
二、教學分析
1、教材分析
本節課是《萬有引力定律》之后的一節,內容是萬有引力在天文學上的應用。教材主要安排了“科學真是迷人”、“計算天體質量”和“發現未知天體”三個標題性內容。學生通過這一節課的學習,一方面對萬有引力的應用有所熟悉,另一方面通過卡文迪許“稱量地球的質量”和海王星的發現,促進學生對物理學史的學習,并借此對學生進行情感、態度、價值觀的學習。
2、教學過程概述
本節課從宇宙中具有共同特點的幾幅圖片入手,對萬有引力提供天體圓周運動的向心力進行了復習引入萬有引力在天體運動中有什么應用呢?接下來,通過“假設你成為了一名宇航員,駕駛宇宙飛船……發現前方未知天體”,圍繞“你有什么辦法可以測出該天體的質量嗎”全面展開教學。密度的計算以及海王星的發現自然過渡和涉及。在教材的處理上,既立足于教材,但不被教科書所限制,除了介紹教科書中重要的基本內容外,關注科技新進展和我國天文觀測技術的發展,時代氣息濃厚,反映課改精神,著力于培養學生的科學素養。
三、教學目標
1、知識與技能
(1)通過 “計算天體質量”的學習,學會估算中數據的近似處理辦法,學會運用萬有引力定律計算天體的質量;
(2)通過“發現未知天體”,“成功預測彗星的回歸”等內容的學習,了解萬有引力定律在天文學上的重要應用。
2、過程與方法
運用萬有引力定律計算天體質量,體驗運用萬有引力解決問題的基本思路和方法。
3、情感、態度、價值觀
(1)通過“發現未知天體”、“成功預測彗星的回歸”的學習,體會科學定律在人類探索未知世界的作用;
(2)通過了解我國天文觀測技術的發展,激發學習的興趣,養成熱愛科學的情感。
四、教學重點
1、中心天體質量的計算;
2、“稱量地球的質量”和海王星的發現,加強物理學史的教學。
五、教學準備
實驗器材、PPT課件等多媒體教學設備
六、教學過程
(一)、圖片欣賞復習引入
通過幾張宇宙圖片的欣賞,學生體驗宇宙中螺旋的共同特點,萬有引力提供向心力是天體都遵循的規律。那么,萬有引力定律在天體運動中還有哪些具體的應用呢?讓我們一起進入本章《萬有引力理論的成就》的學習。
(二)、創設情境 解決中心問題
情境創設:假如你成為了一名宇航員,駕駛宇宙飛船航行在宇宙深處,突然,前方一美麗的天體出現在你的面前。你先關閉了宇宙的發動機,然后飛船剛好繞美麗天體做了完美的圓周運動,繞行一周后,飛船就平穩的降落在了星球上。
合作討論:你有什么辦法可以測得這一神秘天體的質量嗎?
(學生通過小組探究,教師巡回指導,形成自己本組的意見,由小組選出的代表來向全班展示自己思考的結果。)
小組代表講解展示:
思路一:測出宇宙飛船繞行一周的時間和軌道半徑,根據萬有引力提供向心力,即:從而得出星球(中心天體)的質量。
思路二:根據宇航員降落在星球表面上后,重力近似等于萬有引力,即: 得出在思路二完成之后,緊接著問題:如何測得星球表面的重力加速度g呢?
(學生討論回答,現場教師展示借助小球的自由落體運動,通過現代技術“傳感器”現場完成重力加速度的測量。)
設計說明:
1、通過“學生成為宇航員駕駛宇宙飛船發現未知天體”的情境創設,圍繞”如何測得星球的質量?”這一中心問題展開學生的討論活動,在讓學生覺得有趣味的同時,通過小組討論、合作學習來促使學生創造性的思考、解決本節課的中心問題。
2、多媒體和現代測量方法——傳感器讓學生感受技術帶來的便捷。
(三)、物理學史 展現人文魅力
啟示:一旦測出了引力常量G,那么就可以利用公式 得到地球的質量了。
1798年,卡文迪許通過自己設計的扭秤實驗,成功得到了引力常量的值。因此卡文迪許把自己的實驗說成是“稱量地球的重量”,是不無道理的。
而正是這段故事,讓一個外行人、著名文學家馬克·吐溫滿懷激情的說:“科學真是迷人。根據零星的事實,增添一點猜想,竟能贏得那么多的收獲!”
(四)、課堂延伸——如何得到這一天體的密度?
設計說明:在這一問題中,老師提示了球體的體積公式,然后就把時間交給學生了。學生進行了積極的演算,可得到的答案有兩種,一種是帶有半徑的,而另一種則是把半徑約分掉的 。“為什么半徑可以約掉呢?”這一問題又再一次促進了學生的思考。而這也保證了課堂的開放性。
(五)、發現未知天體
視頻:“海王星的發現”,——展現科學發現的足跡,注重學生進行科學態度和情感。
諾貝爾物理學獎獲得者、物理學家馮勞厄說:“沒有任何東西像牛頓引力理論對行星軌道的計算那樣,如此有力的樹立起人們對年輕物理學的尊敬。從此以后,這門自然科學成了巨大的精神王國……”
(六)、課堂小結與反饋 簡單回顧本節課的教學內容
七、板書設計:
第4節《萬有引力理論的成就》
一、 圖片欣賞,引入新課
二、 測中心天體的質量
三、 卡文迪許——人文魅力
四、 應用
1、測天體密度
2、發現未知天體
八、教學反思:
本節課在教學設計上創造性的使用教材,通過“學生成為宇航員駕駛宇宙飛船發現未知天體”的情境創設,讓學生在極大的趣味中完成了本節中心內容的教學。學生的學習過程脈絡清晰。物理學家的人文魅力學生也有一定的感知。
高中物理教學教案設計 篇4
一、教材分析
本節內容是在上一節安培力的基礎上,進一步形成的新的知識點。重在讓學生理解什么是洛倫茲力、并掌握洛倫茲力的方向判斷和大小的計算。它也是后續學習《帶電粒子在勻強磁場中運動》的知識基礎。
本課教材在提出洛倫茲力的概念后,重在引導學生由安培力的方向和大小得出洛倫茲力的方向和大小,這種通過實驗結合理論探究洛倫茲力的方向,再由安培力表達式推導出洛倫茲力的表達式的過程是培養學生邏輯思維能力的好機會,一定要讓學生都參與進來。
二、學情分析
知識基礎:學生已經學習了《磁場對通電導線的作用力》一節,知道如何判斷安培力的方向以及如何計算安培力的大小。但對于安培力產生的原因,卻還不甚清楚。
技能基礎:學生已經具備一定的邏輯推理分析能力,因此本節課可以引導學生思考安培力的產生原因,激發學生的求知欲,引入探究式學習。
三、教學目標
(一)知識與技能
1、知道什么是洛倫茲力.利用左手定則判斷洛倫茲力的方向.
2、知道洛倫茲力大小的推理過程.
3、掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子,受到洛倫茲力大小的計算.
4、了解v和B垂直時的洛倫茲力大小及方向判斷.理解洛倫茲力對電荷不做功.
5、了解電視顯像管的工作原理
(二)過程與方法
通過觀察,形成洛倫茲力的概念,同時明確洛倫茲力與安培力的關系(微觀與宏觀),借助洛倫茲力與安培力的關系,猜想并驗證洛倫茲力的方向也可以用左手定則判斷;通過思考與討論,推導出洛倫茲力的大小公式F=qvBsinθ。最后了解洛倫茲力的一個應用——電視顯像管中的磁偏轉。
(三)情感態度與價值觀
進一步學會觀察、分析、推理,培養科學思維和研究方法。認真體會科學研究最基本的思維方法:“推理—假設—實驗驗證”。
四、教學重點與難點
重點:1.利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向.
2.掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子,受到洛倫茲力大小的計算.
這一節承上(安培力)啟下(帶電粒子在磁場中的'運動),是本章的重點
難點:1.洛倫茲力對帶電粒子不做功.
2.洛倫茲力方向的判斷.
五、教學資源
電子射線管、高壓電源、磁鐵、多媒體課件
六、教學設計思路
根據對本節教材內容的分析,結合學情和相關教學資源,本節課以“情景問題猜想實驗驗證理論推導應用鞏固”的思路進行設計。
課前通過觀看“極光美景”視頻,引出本節主題。然后借助“陰極射線管”演示實驗指出磁場對運動電荷有力的作用,并激發學生學習的興趣。課中借助安培力的方向,讓學生通過猜想加驗證的方式,學習并掌握洛倫茲力方向的判定方法,并進一步得出安培力與洛倫茲力的內在關系;借助安培力大小的計算公式,引導學生推導得出洛倫茲力大小的計算公式。最后通過練習加深對洛倫茲力的理解,并回答引入部分提出的問題。
教學過程中,以演示實驗調動學生興趣,引導學生觀察、分析實驗現象,圍繞難點“洛倫茲力的方向”的理解,通過情景轉換,老師引領、學生動手,同學互動,師生互動的方式,讓學生感受,體驗知識的生成過程。
七、教學過程:
(一)引入
視頻欣賞:天文現象——極光
提問:為什么極光只出現在南北兩極呢?
引導:解開此謎題的鑰匙就是,磁場對運動電荷的作用規律。
[演示實驗]觀察磁場陰極射線在磁場中的偏轉
[教師]說明電子射線管的原理:
說明陰極射線是燈絲加熱放出電子,電子在加速電場的作用下高速運動而形成的電子流,轟擊到長條形的熒光屏上激發出熒光,可以顯示電子束的運動軌跡,磁鐵是用來在陰極射線周圍產生磁場的,還應明確磁場的方向。
提示:
1、沒有磁場時,接通高壓電源可以觀察到什么現象。
2、光束實質上是什么?
3、若在電子束的路徑上加磁場,可以觀察到什么現象?
4、改變磁場的方向,通過觀查從而判斷運動的電子在各個方向磁場中的受力方向。
[實驗結果]在沒有外磁場時,電子束沿直線運動,蹄形磁鐵靠近電子射線管,發現電子束運動軌跡發生了彎曲。
[學生分析得出結論]磁場對運動電荷有力的作用.------引出新課
(二)新課講解
1、物理學中把磁場對運動電荷的作用力稱為洛倫茲力。(展示洛倫茲介紹資料)
2、提問:如何探究洛侖茲力呢?
引導學生思考:
1)、電流怎么形成的?
2)、磁場對電流的作用、磁場對運動電荷的作用,兩者間有何關聯?
進一步引導學生分析:通電導線在磁場中為什么會受力?得出安培力與洛倫茲力的關系。
【說明】可以根據磁場對電流有作用力而對未通電的導線沒有作用力,引導學生提出猜想:磁場對電流作用力的實質是磁場對運動電荷作用力的積累效果。即,安培力是洛倫茲力的宏觀表現。
3、提問:既然安培力是洛倫茲力的宏觀表現,那么,你們覺得可以如何探究洛倫茲力呢?
回答:借助對安培力的認識,探究洛倫茲力。
(1)提問:具體怎么探究呢,比如方向?
回答:左手定則
學生說明猜想理由:
1如圖,判定安培力方向.(上圖甲中安培力方向為垂直電流方向向上,乙圖安培力方向為垂直電流方向向下)
②.電流方向和電荷運動方向的關系.(電流方向和正電荷運動方向相同,和負電荷運動方向相反)
③.F安的方向和洛倫茲力方向關系.(F安的方向和正電荷所受的洛倫茲力的方向相同,和負電荷所受的洛倫茲力的方向相反.)
④.電荷運動方向、磁場方向、洛倫茲力方向的關系.(學生分析總結)
實驗驗證猜想:(回顧陰極射線管實驗)猜想正確!
洛倫茲力方向的判斷——左手定則
伸開左手,使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內,把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,若四指指向正電荷運動的方向,那么拇指所受的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向;若四指指向是電荷運動的反方向,那么拇指所指的正方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向.
【要使學生明確】:正電荷運動方向應與左手四指指向一致,負電荷運動方向則應與左手四指指向相反(先確定負電荷形成電流的方向,再用左手定則判定)。
[投影出示練習題]試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向,或帶電粒子的電性、或帶點粒子的運動方向。
[學生解答]
最后,通過“思考與討論”,說明由洛倫茲力所引起的帶電粒子運動的方向總是與洛倫茲力的方向相垂直的,所以它對運動的帶電粒子總是不做功的。
(2)、洛倫茲力的大小
現在我們來研究一下洛倫茲力的大小.通過下面的命題引導學生一一回答。
設有一段長度為L的通電導線,橫截面積為S,導線每單位體積中含有的自由電荷數為n,每個自由電荷的電量為q,定向移動的平均速率為v,將這段導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的磁場中,求:
(1)電流強度I。
(2)通電導線所受的安培力。
(3)這段導線內的自由電荷數。
(4)每個電荷所受的洛倫茲力。
得出洛倫茲力的計算公式:當粒子運動方向與磁感應強度垂直時():
問題:若帶電粒子不垂直射入磁場,粒子受到的洛倫茲力又如何呢?
引導學生進行分析:可將磁場分解(類比安培力公式得出方式)得出結論
當粒子運動方向與磁感應強度方向成θ時(v∥B)F=qvBsinθ
上兩式各量的單位:F為牛(N),q為庫倫(C),v為米/秒(m/s),B為特斯拉(T)
4、課堂練習
1、電子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的勻強磁場中,它受到的洛倫茲力是多大?(4.8×10-14N)
2、當一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進入該通電螺線管,若不計重力,則()
A.帶電粒子速度大小改變
B.帶電粒子速度方向改變
C.帶電粒子速度大小不變
D.帶電粒子速度方向不變
(答案:CD)
3、電荷量為+q的粒子在勻強磁場中運動,下列說法正確的是()
A.只要速度大小相同,所受洛倫茲力就相同
B.如果把+q改為-q,且速度反向,大小不變,則洛倫茲力的大小方向不變
C.洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直,磁場方向一定與電荷運動方向垂直
D.粒子的速度一定變化
(答案:B)
4、來自宇宙的質子流,以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點,則這些質子在進入地球周圍的空間時,將()
A.豎直向下沿直線射向地面
B.相對于預定地面向東偏轉
C.相對于預定點稍向西偏轉
D.相對于預定點稍向北偏轉
(答案:B)通過本題進一步引導學生作圖分析:為什么極光只出現在地球的兩極?(與課前引入相呼應)
5、.電視顯像管的工作原理
(1)原理:應用電子束磁偏轉的道理
(2)構造:由電子槍(陰極)、偏轉線圈、熒光屏等組成(介紹各部分的作用)
在條件允許的情況下,可以讓學生觀察顯像管的實物,認清偏轉線圈的位置、形狀,然后運用安培定則和左手定則說明從電子槍射出的電子束是怎樣在洛倫茲力的作用下發生偏轉的。
再通過“思考與討論”,讓學生弄清相關問題。進而介紹電視技術中的掃描現象。
最后讓學生回憶“示波管的原理”,通過對比看看二者的差異。
(三)對本節內容做簡要小結
(四)作業布置
(1)復習本節內容
(2)完成“問題與練習”
八、板書設計第5節《磁場對運動電荷的作用力》
一.洛倫茲力
1、洛倫茲力:磁場對運動電荷的作用力
安培力是洛倫茲力的宏觀表現
2、洛倫茲力的方向:左手定則
F⊥vF⊥B
3、洛倫茲力大小:F洛=qVBsinθ
V⊥BF洛=qVB
V∥BF洛=0
4、特點:洛倫茲力只改變力的方向,不改變力的大小,洛倫茲力對運動電荷不做功
二.電視顯像管的工作原理
1.原理
2.構造
九、教學反思
本節課利用極光這一神奇的自然現象,通過陰極射線在磁場中的偏轉演示實驗來引入新課,新奇的實驗現象極大地吸引了學生的興趣,明顯的實驗現象使學生很容易總結出磁場對運動電荷有力的作用。通過電荷的定向運動形成電流,推導出倫茲力與安培力的關系(微觀與宏觀),由此可以借助安培力來探究洛倫茲力的大小和方向。最后了解洛倫茲力的一個應用——電視顯像管中的磁偏轉,這種與生活聯系緊密的物理知識,能激發學生對物理學科的熱愛,培養學生利用所學物理知識解釋生活中的現象,體現從物理走向生活的教學理念。
通過課堂練習反饋,發現本課難點在于如何讓學生發揮空間想象能力,判斷洛倫茲力的方向。需要在課后加強練習。
高中物理教學教案設計 篇5
新課標要求
(一)知識與技能
1、知道曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動。
2、知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力的方向與它的速度方向不在一條直線上。
(二)過程與方法
1、體驗曲線運動與直線運動的區別。
2、體驗曲線運動是變速運動及它的速度方向的變化。
(三)情感、態度與價值觀
1、能領略曲線運動的奇妙與和諧,增強對科學的好奇心與求知欲。
2、激發參與科技活動的熱情,善于將物理知識應用于生活和生產實踐中。
教學重點
1、物體做曲線運動的方向的判定.
2、物體做曲線運動的條件.
教學難點
1、理解曲線運動是變速運動。
2、會根據物體做曲線運動的條件分析具體問題。
教學方法
教師啟發、引導,實驗法、歸納法、討論、交流學習成果。
教學工具
計算機、投影儀、課件、小鋼球、條形磁鐵。
教學過程
(一)引入新課
教師活動:設問:
物體的運動從軌跡的不同可以分為兩大類,是哪兩類?請舉例說明。
學生活動:積極思考,列舉實例。學生代表發言,其他同學補充。
教師活動:學生舉例后,演示課件,增加感性認識。
點評:問題比較簡單,可由C層次同學(提問)答出,增加其學習的興趣。
[結論]直線、曲線兩種.
教師活動:總結點評學生的發言情況,引出課題。
直線運動已經學過,但實際生活中普遍發生的卻是曲線運動。所以,研究曲
線運動的特點,物體在什么情況下做曲線運動等問題將是我們更重要的任務,從本節課開始我們來研究曲線運動。
(二)進行新課
1、曲線運動速度的方向
教師活動:課件演示
(1)在砂輪上磨刀具時,刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線方向飛出;
(2)撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉,傘面上的水滴沿傘邊各點所劃圓周的切
線方向飛出。
提出問題:曲線運動中速度的方向是時刻改變的,該怎樣確定物體的速度方向呢?
引導學生閱讀教材33頁有關內容,明確切線的概念。
學生活動:閱讀教材,回答什么是曲線的切線;如何描述曲線運動物體的速度方向。
教師活動:聽取學生匯報,幫助總結、強調。
強調:質點在某一點(或某一時刻)的速度方向是沿曲線的這一點的切線方向。
強化訓練:
曲線滑梯如圖所示,試標出人從滑梯上滑下時在A、B、C、D各點的速度方向
教師活動:提問:
a:速度是矢量,既有大小,又有方向。那么速度的變化包含哪幾層含義?
b:有人說,作曲線運動的物體一定具有加速度,該怎樣理解?
c:由以上兩個問題,可以更進一步概括出曲線運動的運動學特征,應該怎樣描述?
學生活動:思考并回答問題。
教師活動:聽取學生匯報,幫助總結、強調。
只要速度的大小、方向中的一個或兩個同時變化,就表示速度矢量發生了變化;既然曲線運動是變速運動,那么由a=有加速度;
曲線運動中速度的方向時刻在改變,所以曲線運動是變速運動。
2、物體作曲線運動的條件
教師活動:演示實驗:有條件的學校可以讓學生兩人一組,獨立設計并完成實驗。
給你一磁鐵,如何使小鋼球①加速仍做直線運動,②減速仍做直線運動,③?vt可得作曲線運動的物體一定具做曲線運動?
學生活動:思考問題,并動手實驗。
點評:培養學生動手動腦的習慣,增強學生探索新知的欲望。教師要盡可能給學生創造機會,不求結果,只要讓學生親歷探索的過程就可以了。
教師活動:巡回指導,了解學生的實驗過程,解決可能遇到的問題。
學生活動:代表發表見解,匯報實驗方案和實驗結果。
教師活動:聽取學生匯報,幫助總結、點評
磁鐵對小鋼球施加了一個力的作用,用F表示這個力,用v表示小鋼球的速度,則
①直線加速:F的方向與v的方向在一條直線上,但方向相同.
②直線減速:F的方向與v的方向在一條直線上,但方向相反.
③曲線運動:F的方向與v不在一條直線上,成一角度.
強調總結:當物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線時,物體做直線運動;當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動.
[課件演示]印證以上結論,同時增強感性認識。
學生活動:認真觀看課件,體會物體作曲線運動的條件。
教師活動:投影習題,給學生以實例刺激,鞏固所學知識
如圖所示是標槍運動路線的示意圖,請回答下面問題
①畫出它在各點的速度方向.
②畫出標槍在各點的受力方向(不計空氣阻力).
③說明標槍的運動軌跡為什么是曲線.
④從作出的圖中可看出,力的方向總是指向軌跡彎曲的內側,這是否可作為一條規律.
學生活動:思考并回答問題,學生代表發表見解。
教師活動:針對學生的回答進行點評。
(三)課堂總結、點評
教師活動:讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結,然后請同學評價黑板上的小結內容。
學生活動:認真總結概括本節內容,并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結,看誰的'更好,好在什么地方。
點評:總結課堂內容,培養學生概括總結能力。
教師要放開,讓學生自己總結所學內容,允許內容的順序不同,從而構建他們自己的知識框架。
(四)實例探究
1.在砂輪上磨刀具時可以看到,刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線飛出,為什么由此推斷出砂輪上跟刀具接觸處的質點的速度方向沿砂輪的切線方向?
解答:火星是從刀具與砂輪接觸處擦落的熾熱微粒,由于慣性,它們以被擦落時具有的速度做直線運動,因此,火星飛出的方向就表示砂輪上跟刀具接觸處的質點的速度方向。火星沿砂輪切線飛出說明砂輪上跟刀具接觸處的質點的速度方向沿砂輪的切線方向。
2.為什么說曲線運動一定是變速運動?
解答: 物體做曲線運動時,它在某點的速度方向就是曲線的這一點的切線方向,由于曲線上各點的切線方向是不同的,所以,物體做曲線運動時,速度的方向時刻在變化,由于速度是矢量,不論其大小是否變化,只要方向改變,速度就發生了變化,所以曲線運動一定是
高中物理教學教案設計 篇6
【教材分析】
本節是人教版高中物理必修第三冊第十二章的內容,屬于《普通高中物理課程標準(20xx 年版 20xx 年修訂)》課程內容必修課程“電路及其應用”主題之下。第十二章《電能 能量守恒定律》主要研究的是電路中的能量轉化,利用能量守恒定律推導出閉合電路的規律進而認識自然界的能源,提升保護能源的意識,關注可持續發展。課程標準針對本單元的學習內容提出了三方面的要求:
(1)知識層面。要求理解電功、電功率和電動勢的概念和物理意義;掌握電源電動勢與路端電壓和內電壓的關系;理解能量守恒定律,知道節約能量的必要性。
(2)能力方面。能用能量守恒的觀點理解、解釋物理現象;具有解決實際問題的能力。
(3)實驗探究方面。能通過實驗現象的觀察和對實驗現象的解釋,理解焦耳定律和電動勢的概念及物理意義;能利用閉合電路歐姆定律設計“測量電源電動勢和內阻”的實驗方案。
本節要學習的閉合電路的歐姆定律是整個高中電學部分最重要的物理規律之一,是部分電路歐姆定律的延伸和完善,是分析實際電路和復雜電路的基礎。教材通過分析閉合電路中的功能關系和能量守恒定律推導出閉合電路的歐姆定律,在處理教材時需要解決以下幾個問題:
1. 閉合電路中的電勢是如何變化的,內外電路的電壓有什么規律?這需要通過探究實驗和理論推導尋找更多直觀的證據來從多個視角尋找規律,并理解電動勢的物理意義。
2. 作為研究物理問題的重要思想方法,從能量的觀點分析問題時有什么優勢?應該如何分析?在教學過程中要注意讓學生體會從不同觀點分析問題的區別,感受用能量觀點分析問題的方法。
綜合以上分析,本節課的學習主題確定為:熟悉而陌生的電池。
【學習主題】
主題名稱:熟悉而陌生的電池
【學情分析】
作為高二的學生,通過高一的學習,學生已經具有運動與相互作用觀念,對功能關系和能量概念已經有了一些理解,具有能量轉化與守恒的觀念。通過前三章的學習,學生已建立了“場” 的觀念,熟悉電路的基本特征,為自由電荷在電路中的運動分析和能量分析做好了準備。但是研究閉合電路的電勢問題需要建立恒定電場模型,分析自由電荷在全電路內的運動和靜電力做功情況,這對學生來說是較大的挑戰。同時受初中物理中關于電源輸出電壓不變的影響,很多學生認為閉合電路中路端電壓是不變的,沒有電動勢的概念和對電路全局分析的意識。
本節課要努力創設能激發學生探究欲望的問題情境,引導學生進行科學探究,逐步將視角從局部電路過渡到全電路,在解決問題的過程中運用能量觀點理解閉合電路中電勢變化的相關規律,最終發現閉合電路的歐姆定律。在探究實驗中培養學生實驗設計、分析論證、反思評估
等能力。同時還要緊密聯系生活、科技進步,充分利用多種教學資源,引導學生關注科學˙技術˙社會的關系,培養學生解決實際問題的能力。
【學習目標】
通過探究實驗理解閉合電路歐姆定律,掌握電源電動勢與路端電壓和內電壓的關系,并能用做功和能量守恒的觀點解釋。(A3、B2)
通過實驗現象的觀察和對實驗現象的解釋,經歷“比較-概括-抽象”的思維過程,逐步理解電動勢的概念和物理含義,知道電源電動勢和內阻是標志電源性能的重要參數。(A2、B3)
通過對比實驗的觀察和分析,經歷提出問題、收集信息、實驗驗證、對比分析、歸納總結等科學探究過程,找尋閉合電路內外電壓的規律并提高解決實際問題的能力。(B3、C2)
通過實際問題的分析討論,逐步發現問題本質,認識到科學˙技術˙社會的密切聯系。通過探究過程中一個個小問題的解決,體會研究科學問題時嚴謹認真、實事求是的必要性。(C3、D2)
(說明:A、B、C、D 是學科核心素養的四個維度的編碼,分別對應物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任。數字 1、2、3、4 對應每個維度的水平層次等級。)
【教學重難點】
重點:探究閉合電路的歐姆定律難點:電動勢概念的理解
【教學資源】
教學環境:
智慧教育云平臺(微云服務器 1 臺、教師平板 1 臺、學生平板 20 臺),PPT 演示文稿。
教具:
1 個小燈泡(電壓 1.5v),干電池一節,鎂片、石墨片、蘋果、自制閉合電路歐姆定律教師演示儀,可變內阻化學電池一個,筆記本電腦 1 臺,變阻箱一個,DIS 數據采集器,
DIS 電壓傳感器(2 個),導線若干,自制非靜電力類比演示儀,。
學具:
自制閉合電路歐姆定律探究儀(4 組),可變內阻化學電池4 個,變阻箱(4 個),筆記本電腦(4 臺),導線若干。
【教學方法】
“循環遞進式探究”教學法:設置問題串,通過對比、實驗(分組)、建模開展教學。以情景導入,任務驅動,問題嵌入,活動貫穿,促進深度學習,實現教學進階。
【教學策略】
智慧課堂 “云互動”: 基于智慧課堂全程跟蹤探究活動,即時推送學習任務,對學生當堂建模、實驗探究大數據收集、反思研討過程在線及時處理反饋,發布個性化的批注講解,確保探究活動的針對性。
項目化學習策略:將問題前置,以結果為導向,學生在一段時間內通過對連續的、真實的、有挑戰的問題進行持續探究,達到核心知識的再建構和思維遷移。
【課時安排】
1 課時
【教學過程】
情境問題:
戶外探險愛好者在戶外經常會遇到意想不到的困難。一位戶外探險愛好者在一次夜間探險的途中迷路了,手機也沒電了,他想利用手電筒發出求救信號,可是手電筒也沒電了,他的身邊只有以下幾件物品(圖 1), 他能點亮小燈泡發出求救信號嗎?
智慧課堂平臺互投票功能,收集學生的選擇,進行大數據分析。(如圖 2)
(一)初次嘗試,發現問題
任務一:分析情境問題,實驗驗證猜想
問題 :水果電池能讓小燈泡亮起來嗎?
活動①:試一試——嘗試利用水果電池點亮小燈泡
實驗器材:小燈泡(額定電壓 1.5V)、電池盒、導線、兩節新干電池,一節舊干電池,數字電壓表。對比演示實驗:
用一節干電池(電動勢 1.5V),給小燈泡(額定電壓 1.5V)供電。
將水果和石墨片、鎂片制作的水果電池替換干電池,給小燈泡(額定電壓 1.5V)供電。先測量開路電壓(1.97V)。
現象:水果電池供電的小燈泡不亮!電池兩端的電壓從開路時的 1.97V 左右降到了 0!
評價 1:對水果電池能否讓燈泡亮起來提出自己的觀點。
智慧課堂平臺的同屏展示功能:利用智慧云平臺的展臺功能實現同屏展示實驗操作過程。(如圖 3)
問題 :電池兩端減少的電壓去哪了?
基于核心素養的設計意圖:以生活情境引入,拉近物理課堂和生活的距離,激發學生的好奇心和探索欲望, 對比演示實驗大大出乎學生們的預料,形成了認知沖突,為引出本節課的主題“熟悉而陌生的電池”做好了
鋪墊。學生可能會想到失去的電壓留在了內部,使接下來的學習內容順利地圍繞學習需求開展。
(二)實驗探究,尋找線索
任務二:測量內外電壓,尋找變化規律
活動②:探一探——探索電池內部的奧秘
仔細觀察:
展示 1:將水果電池和解剖過的干電池展示給學生觀察,介紹正負電極和電解質,如圖 4。
發現:電池內部存在電阻——內阻(r) 展示
2:鉛蓄電池,介紹結構。
演示:用 DIS 數字電壓傳感器測量蓄電池兩極間的電壓,并明確電源正負極。如圖 5
實驗:在電源斷路的情況下,用電壓傳感器測量電極與探針之間、探針與探針之間的電勢差。(如圖 6) 演示實驗:在電源斷路的情況下,用 DIS 數字電壓傳感器測量電極與探針之間、探針與探針之間的電勢差
智慧課堂平臺同屏展示功能:展示實驗操作過程,提高實驗可視度。(如圖 7)
發現特征:電源內部,電勢在電極附近出現兩次“躍升”。(如圖 8)
評價 2:能否通過實驗得出電源內部電勢有兩次抬升的結論。
問題 :如果將電源接入用電器,組成閉合電路,電源內部的電勢是否發生變化?
實驗:用 DIS 電壓傳感器測兩電極 AB 和兩探針 ab 之間的電勢差(如圖 9)。
智慧課堂平臺同屏展示功能:展示實驗操作過程,提高實驗可視度。
觀察現象:外電路 UAB=1.87V ,相較于電路斷路時,數值減小。內電路探針之間出現了電勢差(φa<φb),Uab=- 0.14V 。
結論:1. 電路導通時,電源內部有電勢的降落,我們稱“內電壓(U 內)”,外電路電勢的降落叫“外電壓(U 外)”。
2. 整個閉合回路電勢出現兩次抬升,兩次降落。抬升的數值和降落的數值總是相等。
問題 :內外電壓 U 外、U 內之和、與電源內部兩次電勢抬升的數值總會是定值嗎?
活動③:測一測——測量閉合電路內外電壓
分組實驗:利用自制學具(如圖 10)測量電路的內外電壓的數值,并計算兩者之和,改變外電路電阻 R,多次測量,尋找規律,將實驗相關數據填入表 2。
智慧課堂平臺的同屏提問功能:學生將實驗結論拍照提交,老師進行大數據分析,得出共性結論。(如圖 11)
評價 4:分組實驗數據是否合理,能否得出內外電壓之和與電源內部電勢兩次抬升的數值總相等的結論。
分析數據、發現規律:
對同一電源,閉合電路內外電壓之和與電路內部兩次電勢的提升值之和相等。
對同一電源,閉合電路內外電壓之和是定值。
問題 :這個定值到底反映了電源的什么特性?
基于核心素養的設計意圖:通過觀察和實驗讓學生了解了化學電池的.構造,發現電池的內部電勢特點,逐步建立電源內電路的物理模型,形成正確的物理觀念。學生經歷了觀察對比、發現問題、提出假設、實驗探究等一系列的探究過程,加深了對于閉合電路內外電壓與電源內部兩次電勢
提升之間關系的感性認識,培養學生科學探究的意識。
(三)理論分析,發現規律
任務三:運用守恒思想,理解科學本質
活動④:想一想——電源如何維持閉合電路有持續的電流
引導:有一個量總是保持不變,這在物理學上我們常稱做“守恒”。能不能從守恒的角度思考。類比演示:如圖 12
思考:流回負極的正電荷是如何回到正極的呢?
類比:將小球由低處搬運到高處,能繼續依靠重力嗎?
得出結論:電源依靠非靜電力做功將流回負極的正電荷搬運到正極,維持持續的電流。
評價 3:能否說出非靜電力的作用。
活動⑤:理一理——從能量觀出發理清電路中的守恒關系
思考:從能量守恒的角度想一想,閉合回路中靜電力做功和非靜電力做功的關系是怎樣的? 結論:閉合回路中靜電力做功等于非靜電力做功 W 電=W 非
活動⑥:推一推——推導電動勢和歐姆定律的表達式
推理論證:
由實驗數據可得:E=U 外+U 內
有能量守恒定律和功能關系可得:q U 外+ q U 內=W 非
推導得出:E= W 非/q
含義:E 就是電源內部非靜電力移送單位電荷所做的功。即非靜電力做功的本領! 電動勢——非靜電力所做功與所移動電荷量之比。符號:E 單位:伏特(V)
智慧課堂平臺的同屏提問功能:學生將實驗結論拍照提交,老師進行大數據分析,得出共性結論。(如圖 13)
問題 :水果電池給小燈泡供電時外電壓為什么很小? 活動⑦:看一看——再次觀察實驗數據尋找線索
觀察:再次觀察分組實驗數據(表 2)
結合部分電路歐姆定律和實驗結論 E=U 外+U 內, 推導閉合電路歐姆定律:
閉合電路歐姆定律內容:閉合電路的電流,跟電源的電動勢成正比,跟整個電路的電阻成反比。
(備注:適用于純電阻電路)
評價 4:各組運用能量守恒定律能否推導出電動勢的表達式和閉合電路歐姆定律。
智慧課堂平臺的錄制微課功能:現場錄制微課推送給學生,供學生課后觀看
問題 :你能解釋水果電池為什么不能點亮小燈泡了嗎?
基于核心素養的設計意圖:學生在老師創設的問題情境下交流討論,學生深度參與課堂,經歷先交流再觀察、再猜想、再推導、再思考,從感性到理性,由特殊到一般的過程,發展了科學思維。同時,這樣的設計循序漸進,遵從學生認知規律。
(四)應用規律,解釋現象
任務四:運用歐姆規律,解答情境問題
活動⑧:說一說——水果電池不能點亮小燈泡的原因
水果電池的內阻 r 太大,導致閉合電路中的電流 I 小,故外電壓 U 外小。
實驗驗證:利用注射器改變鉛蓄電池內阻,觀察內電壓、外電壓以及電流的變化(圖 15)。
智慧課堂平臺同屏展示功能:展示實驗操作過程,提高實驗可視度(圖 16)。
評價 5:能否運用閉合電路的歐姆定律解釋水果電池不能點亮小燈泡的原因。
基于核心素養的設計意圖:解釋原因,即是本節課知識的應用,同時也使本節課的情境貫穿始終。通過實際問題的解決,體會到了運用所學知識解決實際問題的樂趣,同時增強了實踐意識, 深化了物理觀念,發展了科學思維。
【課堂小結】
閉合電路的歐姆定律
一、初次嘗試,發現問題
二、實驗探究,尋找線索
三、理論分析,發現規律
四、應用規律,解釋現象
【教學反思】
本節課內容來源于生活真實情境,從發現問題到探究原因,再到發現規律,最后解釋現象。各教學環節層層遞進,環環相扣,充分運用了循環遞進式教學方法。學生在一個個遞進的情境任務中不斷認識科學本質, 尋找到物理規律,發現解決問題的科學方法。在不斷探索的過程中鍛煉了關鍵能力,提升了科學素養。
高中物理教學教案設計 篇7
一、教學目標
知識與技能:
1、初步了解做功與能量變化的關系。
2、知道做功的兩個要素,理解功的概念,正確應用功的公式計算。
3、知道功是標量,正確理解正功和負功的本質含義。
4、知道總功的兩種計算方法。過程與方法:
1、通過推導功的公式,讓學生體會由特殊到一般,再由一般到特殊的研究方法,培養學生的邏輯推理能力和科學論證能力。
2、通過求解分力做功、總功和變力做功等問題,讓學生在熟練掌握公式的同時,初步接受“微元法”處理問題的思想。
情感、態度與價值觀:
1、通過分析日常生活中的物理現象,讓學生體會物理與生活、生產、科技的密切聯系,激發學生的學習興趣。
2、工作、學習都要講效率,“正功”“負功”可以促使學生的勤奮向上思想意識,合作式學習可以培養學生善于發表見解的意識和與他人交流的愿望。
二、教學重點、難點
重點:明確引入功的物理定義,掌握功的概念和功的計算公式。
難點:
1、理解功的公式的使用條件,體會處理變力功的思想方法。
2、理解正功與負功的含義,體會功是標量。
三、課前準備
PPt課件、小鋼球、紙巾
四、教學過程
(一)情境導入
在上課之前我請同學們和我一起完成一個小實驗,有請兩位同學。教師將小鋼球放在紙巾上,小鋼球靜止。教師將小鋼球舉高,請同學們觀察小鋼球落下后紙巾有無損壞。
通過這個實驗,同學們受到什么啟發?
被舉高的物理具有穿過紙張的能力,也就是具有了能量。
實際上人們在研究能量的過程中往往涉及到做功,這節課我們來看第七章第二節功。
(二)功的定義
1、功的兩個要素
在剛才的例子當中,同學們說我將小球舉高了,我對小球做了功,你是怎么知道的?因為我對小球有力,并且向上移動了一段距離。那么,在生活當中你還能不能舉出做功的例子?
對學生所舉例子進行分析,都有兩點值得注意,一個是存在力的作用,還有就是一定要發生一段位移。顯然這是做功不可缺少的兩個因素。那么有力有位移,這個力就一定對物體做功嗎?顯然不是,而應該在力的方向上存在位移。那么我們就得到了做功的兩個要素:力和力方向上的位移。
2、功的定義式剛才的這些例子當中,都存在做功過程,那么究竟力對物體做了多少功?你能不能計算出來?實際上在初中我們已經知道了,當力和位移同方向時功的計算。(展示ppt),一個質量為m的物體,受到力F的作用并向前移動了s,這個力對物體做的功W=Fs。如果情況變化一下,力F與s不在一條直線上,你會不會求這個力所做的功呢?請同學們嘗試著回答。
方法有兩個,一是分解力,二是分解位移。無論哪種方法,得到的結果都是一樣的,W=Fscosa。有了這個公式,我請同學們幫我計算一個問題。我現在用100N的力水平踢一個足球,踢了一腳之后足球水平向前滾動了50m,求我對球做的功等于多少?請同學們回答。
顯然這個情況不能用這個公式計算,要想腳對球一直存在作用力,那你這個腳得跟著球向前走50m。所以應用公式要注意:(1)F、s要對應,即在s中要一直都有力的作用
再請同學們觀察這個表達式,你還注意到了什么?引出cosa有正有負,那么功是標量還是矢量?是標量那功的正負表示什么呢?實際功的正負既不表示方向,也不表示大小。如果力對物體做了正功,表示這個力是個動力,如果是負功則是阻力。(換句話說,如果力做了正功,那表示有能量轉移到這個物體上來,反之做了負功就表示有能量從這個物體中轉移出去。)
那在我們的例子當中,這些力是什么樣的力?細心觀察你會發現都是恒力,這個公式僅適用于恒力做功,變力做功不能用它。當然如果在過程中物體受到階段性變化的力,每個階段都是恒力,那自然我們可以將過程分段處理,每一段又都變成恒力了,最后再把各個階段所做的功代數求和即可。
(三)合力的功
如果在某一個過程中物體受到多個力的作用,那么這些力的合力做了多少功又怎么求呢?請同學們回答。方法有兩個:
1、先求各個力的功,再取代數和。
2、先求合力,再求合力所做的功。比如,光滑水平面上有一個物體受到水平面內相互垂直的兩個力,物體發生5m的位移,求各個力做的'功、合力所做的功?
(四)幾種可以轉化成恒力的變力做功問題
這是我們這節課介紹的有關恒力做功的計算方法,實際上除了剛才所說的階段性的變力可以轉化成恒力來計算做功,還有兩種情況我們也可以處理。當力與速度始終同向,而速度方向不斷變化時,你會不會計算這個力所做的功呢?引導學生學會用微分的方法處理。
另外如果力方向不變,大小隨位移線性變化,我們也可以處理。比如一個彈簧處于原長放在光滑的水平面上,一端固定。用一個力緩慢地拉物體,那么這個力做了多少功呢?在學習勻變速直線運動時,如果初速度是零,末速度是v,它和速度是v/2的勻速直線運動是等效的,我們就用這個平均速度替換掉了這個變化的速度。現在你能不能受到這個例子的啟發?我們也可以用一個平均的力替換掉這個變化的力,我們說這是方向不變,大小隨位移線性變化的力,它的平均值剛好我們會求,那么這個例子中拉力和彈簧的彈力所做的功就等于kx/2與x的乘積。
五、課堂小結
這節課我們從特殊的情況入手,得到了一般情況下恒力做功的定義式,知道了合力做功的計算方法以及幾種能夠轉變成恒力的變力做功的計算方法,初步體會到了做功與能量變化之間的關系。在接下來的學習中我們會進一步的探討兩者之間的關系。
六、板書設計
7.2功
一功的定義
二合力的功
1功的兩個要素
1先求各個力的功,再取代數和力和力方向上的位移
高中物理教學教案設計 篇8
教學目標:
1、掌握曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動。
2、掌握物體做曲線運動的條件及分析方法。
教學重點:
1、分析曲線運動中速度的方向。
2、分析曲線運動的條件及分析方法。
教學手段及方法:
多媒體,啟發討論式。
教學過程:
一、什么是曲線運動
1、現象分析:
(1) 演示自由落體運動。(實際做與動畫演示)提問并討論:該運動的特征是什么?
結論:軌跡是直線
(2)演示平拋運動(實際做與動畫演示)提問并討論:該運動的特征是什么?
結論:軌跡是曲線
2、結論:
(1) 概念:軌跡是曲線的運動叫曲線運動。
(2) 范圍:曲線運動是普遍的運動情形。小到微觀世界(如電子繞原子核旋轉);大到宏觀世界(如天體運行)都存在。生活中如投標槍、鐵餅、跳高、跳遠等均為曲線運動。(說明)為什么有些物體做直線運動,有些物體做曲線運動呢?那我們必須掌握曲線運動的性質及產生的條件。
二、曲線運動的物體的速度方向
1、三個演示實驗
(1)演示在旋轉的砂輪上磨刀具。
觀察并思考問題:磨出的火星如何運動?為什么?
分析:磨出的火星是砂輪與刀具磨擦出的微粒,由于慣性,以脫離砂輪時的速度沿切線方向飛出,切線方向即為火星飛出時的速度方向。
(2)演示撐開帶有雨滴的雨傘繞柄旋轉,傘邊緣上的水滴如何運動?
觀察并思考:水滴為什么會沿脫離時的軌跡的切線飛出?
觀察并思考:鏈球為什么會沿脫手處的切線飛出?
2、理論分析:
(1)在變速直線運動中如何確定某點心瞬時速度? 分析:如要求直線上的某處a點的瞬時速度,可在離a不遠處取一b點,求ab的平均速度來近似表示a點的瞬時速度,如果時間取得更短,這種近似更精確,如時間趨近于零,那么ab間的`平均速度即為a點的瞬時速度。
(2)在曲線運動中如何求某點的瞬時速度?
分析:用與直線運動相同的思維方法來解決。
先求ab的平均速度,據式: 可知: 的方向與 的方向一致, 越小, 越接近a點的瞬時速度,當 時,ab曲線即為切線,a點的瞬時速度為該點的切線方向。可見,速度的方向為質點在該處的切線方向,且方向是時刻改變的。因此,曲線運動是變速運動。
3、結論:曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質點在某一點(或某一時刻)的速度方向在曲線的這一點的切線方向上。
四、物體做曲線運動的條件
1、觀察與思考三個對比實驗說明:以下三個實驗是在實物展示臺面上做的,由于展示臺是玻璃面,而運動的物體是小鋼球,摩擦力很小,可看成光滑的平面。初速度是從一斜槽上滑到臺面上實現。
(1)在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在不受外力時將如何運動?討論結果:由于小球在運動方向上不受外力,合外力為零,根據牛頓第一定律,小球將做勻速直線運動。(動畫演示受力分析)
(2)在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在運動方向的正前方向或正后方向放一條形磁鐵將如何運動?
討論結果:由于小球在運動方向受磁鐵作用,會使小球加速或減速,但仍做直線運動。(動畫演示受力分析)
(3)在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在運動方向一側放一條形磁鐵時小球將如何運動?
討論結果:由于小球在運動過程中受到一個側力,小球將改變軌跡而做曲線運動。(動畫演示受力分析)
2、從以上實驗得出三個啟示:
啟示一:物體有初速度但不受外力時,將做什么運動?(提問)
答:勻速直線運動(如實驗一)
啟示二:物體沒有初速度但受外力時,將做什么運動?(提問)
答:做加速直線運動(如自由落體運動等)
啟示三:物體既有初速度又有外力時,將做什么運動?
答:a、當初速度方向與外力方向在同一直線上(方向相同或相反)時將做直線運動。(如豎直上拋、實驗二等)
b、當初速度與外力不在同一直線上時,做曲線運動。(如實驗三、水平拋物體等)
提問:根據以上實驗及啟示,分析做曲線運動的條件是什么?
3、結論:做曲線運動的條件是:
(1) 要有初速度
(2)要有合外力
(3)初速度與合外力有一個角度
五、思考與討論練習:
飛機扔石頭,分析為什么石頭做曲線運動?
分析:石頭離開飛機后由于慣性,具有飛機同樣的水平初速度,且受重力,初速度與重力方向有角,所以做曲線運動。(動畫演示受力分析與初速度的關系)
引申:
(1)、我們騎摩托車或自行車通過彎道時,我們側身騎,為什么?討論后動畫演示受力分析與初速度的關系。
(2)山公路路面有何特點?火車鐵軌在彎道有何特點?(回家思考)