速度改变快慢的描述加速度高一物理教案模板.docx
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速度改变快慢的描述-加速度_高一物理教案_模板
第二章 第5节 速度改变快慢的描述-加速度
教学目标
教学要求
知识目标
1、理解加速度的概念,知道加速度是表示速度变化快慢的物理量,知道它的定义、公式、符号和单位。
2、知道加速度是矢量,知道加速度的方向始终跟速度的改变量的方向一致,知道加速度跟速度改变量的区别。
3、知道什么是匀变速直线运动,能从匀变速直线运动的v—t图像中理解加速度的意义。
能力
目标
通过对速度、速度的变化量、速度的变化率三者的分析比较,提高学生的比较、分析问题的能力。
教学重点
1、速度的变化量速度的变化率的含义。
2、加速度的概念及物理意义。
教学难点
加速度的理解
教学方法
比较、分析、讨论法
教具
教 学 过 程
教学过程()设计
学生活动
一.引入新课
这是两物体的v—t图像,都是匀变速直线运动,同学们从图中找一找速度随时间的变化规律。
学生:
甲图中,物体的速度每秒变化5m/s,
乙图中,物体的速度每5秒变化5m/s。
师:
哪个物体的速度改变要快一些呢?
学生:
甲物体,因为甲的速度每秒才改变1m/s。
师:
对,今天我们就来引入一个新概念——加速度,来描述速度改变的快慢。
二.新课教学
1、请同学阅读课本内容,弄清其中的某些概念,然后提出问题,咱们共同解决。
提问:
在匀变速直线运动中,速度指的是什么速度?
学生观察并回答
教学过程()设计
学生活动
学生:
是某时刻(或某位置)的瞬时速度。
提问:
速度的改变量指的是什么?
学生:
速度由v0经一段时间t后变为vt,那的差值即速度的改变量。
用表示。
老师:
,越大,表示的变化量越大,即速度改变的越快。
对吗?
为什么。
学生甲:
对,因为大,当然变化的快。
学生乙:
不对。
大,如用了很长的时间,速度改变也不快。
学生丙:
我同意乙的看法。
要比较谁的速度改变的快慢,必须去找统一的标准比较。
比如,比较物体匀速运动速度的大小,必须用单位时间作出统一标准区衡量,要比较速度改变的快慢,也必须找单位时间内的速度的改变量。
老师总结:
丙同学说得非常好,加速度是表示速度改变的快慢,而不是指速度变化的多少,只有用速度的变化和时间的比值,即单位时间内该量变化的数值(变化率)才能表示变化的快慢。
板书:
加速度是表示速度改变快慢的物理量,它等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。
表达式:
单位:
m/s2、cm/s2
提问:
那加速度是矢量,还是标量,为什么,方向(由谁来决定)与谁的方向一致?
学生讨论得出:
速度是矢量,速度的变化也是矢量,单位时间内速度的改变量也是矢量。
即a的方向就是vt—v0的方向。
提问:
比值是恒定的,具体的含义是什么?
学生讨论得出:
就是速度随时间而均匀改变。
师:
速度随时间均匀地改变,叫匀变速直线运动,也就是加速度不变的直线运动。
2、例题分析
如图请回答:
(1)图线①②分别表示物体做什么运动?
(2)①物体3秒内速度的改变量是多少,方向与速度方向什么关系?
(3)②物体5秒内速度的改变量是多少?
方向与其速度方向有何关系?
(4)①②物体的运动加速度分别为多少?
方向如何呢?
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课题:
有固定转动轴物体的平衡
一、教学设想
作为初中杠杆平衡知识的延续,有固定转动轴物体的平衡问题再度被新教材选为必修内容。
在掌握共点力作用下物体的平衡内容之后,正确掌握和应用有固定转轴的物体平衡条件的关键是对力矩概念的理解。
力矩是由力的概念衍生出来的一个概念,它是高中力学体系中的一个技叉知识,在调查中不难发现不少老师对力矩概念的教学未给予足够的重视,只告诉学生力矩是描写力使物体产生转动效果的物理量,它的定义是力和力臂的乘积,定义式是M=F·L,其中力臂L是转动轴到力作用线的距离。
这种教法虽然能够较快地完成教学任务,但学生却感到生硬和乏味,许多学生学过力矩概念后,仍然弄不清为什么要建立力矩概念,力矩作为描写力的转动效果为什么要定义为M=F·L而不是别的形式等等,对学生来说,这些问题不解决,力矩的概念并没有在头脑里真已建立起来,有固定转动轴物体的平衡条件就没有落到实处。
为了克服以上弊端,必须突破原来的教学方案,其基本思想是:
突出科学方法教育,注重知识形成过程,增强学生学习过程中的探索成分。
二、教学目标与要求
知识与技能:
认识转动物体,并能找出转轴;理解力矩的概念,知道有固定转轴物体处于平衡状态的含义和遵从的条件;运用力矩平衡解决实际问题。
过程与方法:
通过力矩概念的形成过程,使学生认识到一个概念的建立有它的必然性和不可替代性;通过实验引发问题、验证规律、培养学生观察能力和探索规律的科学方法。
情感与态度:
通过亲身体验一些平衡小实验,感受身边的平衡现象,激发学习物体知识的热情。
三、教学过程
1.建立力臂的概念
教师:
我们已经知道,力的作用能改变物体的形状,也能改变物体运动状态,物体的机械运动有平动和转动两种基本形式,那么,在转动物体时,力的作用效果跟那些因素有关。
学生:
力的大小、方向和作用点
教师:
对!
这叫力的三要素,但是,科学总是力求用最简洁的语言去描写世界,对影响力转动效果的3个因素,我们能否将它进行归并,使之简化呢?
实验表明,在保持作用力不变的情况下,力的作用效果不是由力的作用点与转轴之间的距离决定的,而是由力的作用线与转轴之间的距离决定,这个距离叫力臂。
[实验1]:
如图用弹簧秤以大小相等的力分别作用在教室在门的中点B和边缘A(让作用在A点的力与门夹角约30°),结果门转动快慢一致。
教师:
力臂的大小是由哪些因素决定的?
力臂概念的引出有什么作用和意义?
学生:
力臂的大小是由力的作用点和力的方向共同决定的,力臂概念的引出、实际上是把力的作用点和力的方向这两个因素合二为一。
教师:
试用力臂概念叙述力所产生的转动效果由哪些因素决定
学生:
影响力所产生的转动效果因素是力和力臂,力越大、力臂越大力产生的转动效果就越明显。
2.力矩概念的建立
教师:
在初中物理我们学过,压力作用效果既跟压力F有关,又跟受力面积S有关;用压力F和受力面积S的比值F/S可以很好地描述压力作用效果现在我们知道,力的转动效果跟力F和力臂L的大小有关,那么,力F和力臂L应当怎样组合起来才能很好地描述力的转动效果呢?
能将力F和力臂L相加,即F+L来描述的转动效果吗?
为什么?
学生:
不能,因为F与L是两个性质不同的物理是,不能直接相加。
教师:
还有什么理由可以说明这样做是不行的?
学生:
当L为零时,力F不会产生转动效果,但在F+L中,即使L等于零,F+L仍不为零。
可见,不可用F+L描述力的转动效果。
教师:
那么,参照F/S,是否可以将力F和力臂L相除,即用F/L去描述力的转动效果呢?
学生:
不行,因实验表明,L越大,力F的转动效果越明显,而中,L越大,比值却越小。
教师:
是否可以用FL,或更复杂的组合FL2、FL3、……等来描述力产生的转动效果呢?
请猜测是哪一种。
学生:
用F·L可能更好一些。
教师:
这个选择是否正确,让我们用实验来检验。
[实验2]如图,横杆被水平悬挂,其左端系一物块,用弹簧杆在右段不同位置A、A2竖直向下拉横杆,使横杆恰能发生转动,记下两次弹簧秤读数F1、F2和点A1、A2与悬点0之间距离L1、L2实验表明F1L1=F2L2。
教师:
上述实验表明、不同力作用在一个物体上,如果F·L相同,则力所产生转动效果相同,所以应当用F·L来描述力的转动效果,物理学中,我们用力矩(M)来作为描述力所产生的转动效果的物理量,可见,力矩的定义式应为。
教师:
也许也有同学猜想用FL2、FL3、……来描述力所产生的转动效果,它们都满足F·L,越大,其值也越大的特点,我们为什么偏偏选择FL呢?
学生:
因为FL最简单
教师:
是的,物理概念的建立遵从的主要原则之一为简单性原则:
即要用最简练的语言,最少的因子,最简单的数学公式来描述和定物理概念,不仅如此,如果将产生相同转动效果的F1F2,L1L2分别代入FL2、FL3、……中,所得结果是不会相等的,可见它们违反了自然规律,所以力矩只能用M=FL来描述。
另外,力矩的单位是由力和力臂单位决定,在国际单位制中应该是什么单位。
学生:
是牛·米,符号为N·m
教师:
功的单位是焦耳,其量纲也是N·m,它们的物理意义一样吗?
若不一样,有什么不同。
学生:
它们的量纲虽然一样,但物理意义不同,力矩为1N·m反映的是1N的力,其力臂力1米时产生的转动效果,功为1J=1N·m反映的是1N的力使物体移动1米时对物体做的功,是一个过程量,体现出能量转化的属性。
3.力矩平衡
[实验3]介绍实验装置:
力矩盘均匀,其重心在圆盘中心,圆盘可以在竖直面内绕过中心的水平轴无摩擦地转动。
(为使实验更快地进行,对课本中图4-8做一些改进,圆盘上挂两组钩码,另一组钩码用弹簧秤代替)。
学生读数、填表:
力
力臂
力矩
转动方向
学生结论:
M1+M2=M3
给出力矩正负概念后,再由学生给出有固定
转轴物体的平衡条件:
M1+M2+…+…=0即M总=0
[实验4]动态验证:
如图,让学生猜想,保持
力盘平衡,当弹簧秤缓慢地由A→B→C过程中读数
的变化情况,再验证
[实验5]体验平衡条件
(1)两脚左右分开(30cm),在从双脚站立不变姿式改为单足站立行不行?
让学生体验一下如何。
从双足站立变为单足站立。
(2)侧身将一只臂和腿紧紧靠墙站立,保持这种姿式,将远离墙的一只脚提起,让靠墙的一只脚站立,让学生试试能否做到?
并说明理由。
4.课堂练习(略)
四、教学效果
1.问卷调查
(1)在本节课的学习中你懂得哪些概念、掌握了哪些规律。
(2)关于力矩,下列说法正确的是:
A、力对物体的转动作用决定于力矩的大小;
B、力矩可以使物体向不同方向转动;
C、力矩等于零时,力对物体不产生转动作用;
D、因为1J=1N·m,因此力矩的单位“N·m”也可写成“J”。
(3)直杆OA可绕O轴转动,图中虚线与杆平行,杆的A端分别受到F1、F2、F3、F4四个力的作用,它们
与OA在同一竖直面内,比较它们对O点力矩M1、M2、M3、M4的大小关系。
(4)均质圆柱重G,半径R,障碍物高h=,今要使圆柱越过障碍物,则在圆柱体最高点作用的力中最小的力为多少?
(5)你能说出用F·L来描述力的转动效果的原因吗?
(6)本节课通过哪些方法获取了知识?
(7)如果给你一只锻炼身体的哑铃,你能够在保持双足站立姿式的基础上抬起你的一只脚吗?
说明你的方法及理由。
(8)东北代木林场中,一根松木的重量大于磅秤的量程,现想称量松木的重量,你能做得到吗?
请你写出你的方案。
(9)本节课探究到的知识有用吗?
请你说说力矩平衡知识在生活中的应用。
(10)与直接给出定义和结论相比你喜欢本节课的教学方式吗?
2.统计数据:
问卷调查的共50位同学,时间为半小时
课程目标
知识与技能
过程与方法
情感与态度
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
回答正确或基本正确的人数
46
44
32
33
42
45
38
32
43
44
正确率
92%
88%
64%
66%
84%
90%
76%
64%
86%
88%
注:
第九题只要找出生活中的力矩平衡一个事例即算正确;第十题只要说明喜欢本节课的教学方法就算正确。
3.结果分析
从调查情况看第一题、第二题的正确率较高,说明了学生已掌握了力矩的概念和有固定转轴物体的平衡条件,基本的知识技能目标已经达到,值得注意的是第三题与第四题的正确率均在70%以下,学生对力矩的演变和利用力矩平衡知识解决问题的能力不足,所以本节课后,安排一节“力矩平衡条件的应用”是必要的。
第五、六题的正确率超过80%,说明学生已感觉到知识的形成过程对获取知识的科学方法已有所体验,这或许是本节课的最重要的收获;第七、八题的正确率低于80%,说明应用知识解决实验问题的能力还是不能令人满意,尤其是第八题正确率只有64%,客观上该题有一定的难度,但学生迁移知识的能力较差也是不容回避的。
第九、十两题的高正确率体现了学生还是很乐意用所学知识解释身边的现象,注重知识形成过程、增强学习过程中的探索成份的教学方式还是很受学生欢迎的,但是第十题仍有12%的同学习惯于教师直接给出定义和结论认为那是“开门见山,直奔主题”,可见改变多年接受知识的模式也有过过程。
五、新的问题
本节课着力于力矩概念的引入过程,实际操作中感到时间有些仓促,虽然解决了力矩的概念传授,但力矩平衡的实验论证显得不够充分,有待在“力矩平衡条件的应用”中强化。
(一)教材人教版九年义务教育初中物理第一册
(二)教学要求
1.教学目标:
A.知道浮力的概念。
B.理解物体浮沉条件。
C.
(1)掌握浮力的实质、方向。
(2)能正确运用浮力的实质、物体浮沉条件求浮力。
2.教材的重点与难点:
重点:
(1)浮力的概念及其实质。
(2)物体的浮沉条件。
难点:
正确运用“压力差”和物体的浮沉条件求浮力。
3.教学模式:
实验、设问、讲解、练习
4.教学时间:
1教时。
5.实物及实验器材:
(1)投影仪一台,透明胶片数张。
要求把板书、练习题课前写在胶片上,以减小课堂上书写时间。
(2)演示弹簧秤一把。
(3)500毫升烧杯三个,分别装400毫升的清水、饱和食盐水、煤油。
(4)乒乓球2个,其中一个装细砂,用作悬浮演示。
(5)边长为5厘米的立方体红砖一块。
(三)教学过程
一、提出问题,引入新课
师:
为什么船、木块能浮在水面上?
生:
船、木块受到水向上托的力。
师:
沉在水底的石块有没有受到水向上托的力?
生:
部分回答有,部分回答没有。
教师演示课本P141图12-2实验,回答浸入液体中的物体受到液体向上托的力。
这个“向上托的力”就是本节课所讲的浮力。
二、讲授新课
1.什么叫浮力?
(板书)
(1)先演示石块放在清水中,让学生知道石块受到水向上托的力。
(2)然后把石块放在饱和的食盐水溶液里,说明石块也受到盐水向上托的力。
(3)最后把石块放在煤油里,让学生进一步知道,石块放在煤油中时,同样也受到煤油向上托的力。
师:
从上述的实验,请同学们说出什么是浮力?
生:
浸入液体中的物体受到向上托的力,这个力叫做浮力。
师:
物体在空气里有没有受到向上托的力?
氢气球脱手后为何会上升?
生:
物体在空气里同样受到向上托的力,所以氢气球脱手后会上升。
浸入液体(或气体)中的物体受到向上托的力,这个力叫做浮力。
(板书)
2.物体的浮沉条件(板书)
师:
浸入液体里的物体,均受到液体对它竖直向上的浮力。
那么,浸入液体里的物体同时受到重力和浮力的作用,如果浮力大于物重、浮力等于物重、浮力小于物重,物体将怎样运动?
演示课本P141图12-3实验。
生:
F浮G,上浮;F浮=G,悬浮;F浮=,漂浮。
(板书)
(1)容易混淆的几个物理概念(板书)
①“浸没”是指物体全部浸入(在)液体里,被液体全部包围。
②“浸入(在)”是指物体部分或全部浸在液体里,部分或全部被液体包围。
③“漂浮”是物体浮在液面上,只有部分浸入液体里,V物>V排。
④“悬浮”是指物体全部浸入液体里,并且可以停留在液体中的任何深度,V物=V排。
⑤“上浮”和“下沉’”是物体在重力和浮力共同作用下,物体向上或向下运动的过程,即F浮>G,物体上浮,F浮
(2)练习题
有一小球挂在弹簧秤上,在空气中称小球时读数是40牛,把它浸没在水中称时,弹簧秤的读数是25牛,小球受到的浮力是多大?
解析小球挂在弹簧秤上放入水中,此时小球受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力F浮和弹簧秤的拉力(F拉),所以小球受到的浮力。
F浮=G-F拉=40牛-25牛=15牛。
3.浮力产生的原因及其方向(板书)
师:
设想一个立方体浸没在水里(用课本P142图12-4说明),它的六个表面都受到水的压力,而它的前、后、左、右的侧面受到的压力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,互相平衡,为何还会受到浮力?
(启发学生思考)
师自答:
这是因为它的上下两个面所处的深度不同,下表面受到的向上的压力F上,大于上表面受到向下的压力F下,向上和向下两个压力差就是水对浸入其中的物体所产生的浮力,即F浮=F上-F下。
师问:
如果把上述的正方体浸入其它液体,如盐水、煤油,甚至放在空气中,有无上述这种压力差的存在?
生:
均有压力差存在。
师:
浸入液体(或气体)中的物体产生浮力的原因是什么?
(让学生讨论)
师总结:
浮力是由于周围液体(或气体)对物体向上和向下的压力差产生的,这个压力差就是液体对浸入物体的浮力
F浮=F上-F下(板书)
师:
浮力的方向是怎样的?
生:
浸入液体(或气体)里的物体的下表面受到竖直向上的压力,上表面受到竖直向下的压力,向上的压力大于向下的压力,所以浮力的方向是竖直向上的。
(板书)
练习1如图1所示的容器内盛有水,其中浸入了边长为1米的正方体A,A的底面和容器底面紧密接触(A的底下无水),A的上表面到液面的距离为1米,求A受到多大的浮力?
解析物体A没有受到浮力,原因是A物体的下表面没有受到水向上的压力,只有上表面受到竖直向下的压力,物体没有受到压力差,故没有受到浮力。
练习2如图2所示,物体A、B、C、D均浸入到容器里,且各物体均与容器的底面紧密接触,哪个物体受到浮力?
解析由“压力差”可知,除A物体没有受到浮力外,其余物体均受到浮力。
三、小结
师总结:
(1)什么叫做浮力?
浮力产生的实质是什么?
(2)物体的浮沉条件是什么?
(3)求浮力的方法有几种?
四、布置作业
P149②①.P142③、④、⑤
教学目标
知识目标
知道什么是匀速直线运动,什么是变速直线运动
理解位移—时间图像的含义,初步学会对图像的分析方法.
能力目标
培养自主学习的能力及思维想象能力.
情感目标
培养学生严肃认真的学习态度.
教学建议
教材分析
匀速直线运动是一种最简单的运动,教材通过汽车运行的实例给出定义,且下定义时没有用“在任何相等时间里”这种过于数学化的说法,适合高一同学的学习情况.本节的重点是由匀速直线运动的定义,用图像法研究位移与时间的关系,本节教材没出现任何公式,而是利用图2—6形象地描述了一辆汽车的运动情况,图上还标了位移和时间的测量结果.教材用表格的形式记录下测量数据,取平面直角坐标(横轴表示时间,纵轴表示位移,取单位,定标度),再根据记录数据描点,最后画出表示汽车运动的结果.教材用表格的形式记录下测量数据,取平面直角坐标(横轴表示时间,纵轴表示位移,取单位,定标度),再根据记录数据描点,最后画出表示汽车运动的位移图像为一直线,这个程序体现了我们研究问题的一种方法,要让学生领会.本节的第二个知识点是变速直线运动的定义,教材也是通过生活常识直接给出定义,本节的最后对图像法做了一个简介,能够引起同学们的重视.
教法建议
本节内容不多,但学习了一种新的处理问题的方法:
即根据实验数据作出图像,图像反映物理规律,这是我们通过实验探求自然规律的一要重要的基本的途径.应在学生充分预习的基础上,真正让学生自己能画出图像,并练习分析图像所代表的过程或规律.学生容易把位移图像看成物体的运动轨迹,我们要注意强调它们是根本不同的两个东西,如果学生基础较好,我们应该尽量使学生看到物体的位移图像能想象出物体的运动情况,也应该使学生根据物体的运动情况正确地画出物体的位移图像.
教学设计示例
教学重点:
匀速直线运动的位移—时间图像的建立.
教学难点:
对位移图像的理解.
主要设计:
一、匀速直线运动:
(一)思考与讨论:
1、书中给出的实例,汽车每经过100m的位移所用的时间大致为多少?
2、什么叫匀速直线运动?
3、如何建立位移——时间图像?
根据图像如何分析物体的运动规律?
4、如图一个物体运动的位移——时间图像如图所示,分析物体各段的运动情况?
(二)多媒体演示,加强对位移图像的理解
将教材图2—6及图2—7做出动态效果.
(三)练习:
给出另一个物体做匀速直线运动的例子,让同学自己画出位移图像.
(四)教师小结位移——时间图像的有关知识
1、图像是描述物理规律的一种常用方法.
2、建立图像的一般步骤:
采集实验数据,建立表格记录数据,建立坐标系,标明坐标轴代表的物理量及标度,描点做图.
3、分析图像中的信息:
(轴的含义,一个点的含义,一段线的含义等)
二、变速直线运动
(一)提问:
什么是变速直线运动?
请举例说明.
(二)展示多媒体资料:
汽车启动及进站时的情况.
探究活动
请你坐上某路公共汽车(假设汽车在一条直线上行驶)观察汽车的里程计和自己的手表,采集数据,即记录汽车在不同时刻发生的位移(实际为路程),包括进站停车时的情况,之后把你采集的数据,用位移—时间图像表示出来,并把你的结果讲给周围人听.
- 配套讲稿:
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