通过这个示例呢,我们可以得到解决向心力问题的一般的步骤,确定对象,找出轨迹,找出圆心,然后进行受力分析,让同学们参考这样的步骤,逐步的解决圆周运动的问题,对于变速圆周运动,我通过链球运动进行引入,这里是一个链球运动的视频,在同学们观看视频之前,我给同学们提出问题,链球收到绳子的拉力,做的是匀速圆周运动吗? 然后再课堂上我们再做一个小实验, 我们可以通过改变拉线的方式来调节小球的速度大小吗? 那么对小球,做加速圆周运动,进行受力分析,我们可以看到,小球做加速运动时,他所受到的力,并不是严格通过轨迹的圆心,在进行分析的时候,特别强调,小桶所受力的切线方向分力,和法线方向分力,切线方向分力,改变小球运动速度大小,法线方向分力,改变了小球运动的方向,法线方向的分力,在这里就是向心力,产生了向心加速度,通过这样一个例子进行分析,同学们是比较容易理解的,
3.进一步体会力是产生加速度的原因,并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点。(三)、情感、态度与价值观1.在实验中,培养学生动手、探究的习惯。2.体会实验的意义,感受成功的快乐,激发学生探究问题的热情、乐于学习的品质。教学重点1.体会牛顿第二定律在向心力上的应用。2.明确向心力的意义、作用、公式及其变形,并经行计算。教学难点1.对向心力的理解及来源的寻找。2.运用向心力、向心加速度的知识解决圆周运动问题。教学过程(一)、 引入新课:复习提问:匀速圆周运动的物体的加速度——向心加速度,它的方向和大小有何特点呢?学生回答后进一步引导:那做匀速圆周运动物体的受力有什么特点呢?是什么力使物体做圆周运动而不沿直线飞出?请同学们先阅读教材
基于以上分析,为使本堂课围绕重点、突破难点,同时让学生在课堂教学中能力得到提高,我设计如下教学过程。(一)创设情景认识形变由同学们已有的形变知识入手,引入新课。教师演示:①弹簧的压缩形变;②弹簧的拉伸形变③视频播放:竹竿形变、钢丝的扭转形变。得出形变的概念及各类形变。[设计意图:我从生活情景中引入新课,是为了激发学生的好奇心,为学生学习重点和难点内容作铺垫。]设问:摩天大楼在风的吹拂下会不会摆动,发生形变吗?演示微小形变放大实验:由于这种形变不容易观察,会使学生产生疑问:到底有没有发生形变?解决的办法是微小形变的演示实验。为什么光点会往下移?让学生带着问题思考后得出结论:是由于桌面发生了形变,但是形变不明显。为后面解决压力和支持力都是弹力做好铺垫。[设计意图:使学生知道“放大”是一种科学探究的方法。]
本节课是人教社物理必修1第三章第三节的内容,编排在弹力之后。该节知识既是力学的基础,也是组成整个高中物理知识的一块“基石”,所以这节内容的教学如何引领学生自主积极地探究摩擦力产生的条件和影响因素,体验摩擦力特点规律的发生过程是本节课的重点,应高度重视本节教学过程;由于摩擦力问题的复杂性,且在具体问题中又表现出“动中有静,静中有动”,尤其静摩擦在许多情形下似乎又是“若有若无,方向不定”,因此,对于初学者也是有一定难度的。也正是由于教材内容的上述特点,本节课又易于激起学生的求知欲,易于培养学生的辩证观点,易于锤炼学生的物理素质。要充分用好该节教材内容,深入挖掘知识间的有机联系,对学生开展针对性的思维训练,进而提高学生应用物理知识解决实际问题的能力和创新思维能力。高中物理《课标》对该知识点的要求是,“通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律,能用动摩擦因数计算摩擦力”。其中,对静摩擦力规律的认识应该包括最大静摩擦力。
探究一:高中阶段功的含义是什么?投影:初中九年级《物理》105页学生思考:①图中物体的势能、动能分别如何变化?②物体能量的变化和做功是否存在关系?学生:分组讨论,得出结论:如果物体的能量发生变化时,说明有力对物体做了功。教师:进行点评和小结(设计意图:对初中知识深化理论认识,并为以后功能关系的教学作准备)探究二:力对物体做功的两个要素是什么?情景再现:找体重相对悬殊的两位同学,①A同学试图抱起B同学,但没成功。②B同学抱起A同学在教室内匀速走动。学生思考:在①中,A是否对B做功?在②中,B是否对A做功?学生:分析得出做功的两要素:物体受到力的作用,并且在力的方向上发生位移.教师:让学生分别例举生活中力对物体做功和不做功的例子,(设计意图:让学生亲身参与课堂实验,烘托课堂气氛,相互协作增进同学情谊)探究三:如果物体的位移不再力的方向上,那么力是否还对物体做功?
(一)、复习提问1、请说出功的计算公式及功的单位2、我们用哪个物理量表示物体运动的快慢?(二)、创设情景,引入新课1、播放多媒体素材,用起重机和一个工人搬运几百块砖比较哪一种方法好?图中的情景说明了什么问题?(教师通过所设计的情景,将学生引入怎样比较做功快慢,让学生发表自己的看法,初步知道物体做功是有快慢之分的。)(三)、进行新课1、比较做功快慢的方法播放多媒体素材并提出问题:怎样比较两个人谁做功快谁做功慢?教师启发:以前学习过要比较两物体运动的快慢,可以先确定路程再比较时间,也可以先确定时间再比较路程。在路程和时间都不同时,通过计算速度比较两物体运动的快慢。同理,要比较物体做功的快慢可采用什么方法?
<设计说明>通过暗示的手段,使学生发现规律,既能发挥教师的引导作用,又能充分发挥学生的主动思维,在课堂时间有限的情况下可以大大提高课堂效率。老师引导:怎样验证?是把三个力的箭头连线来确定是否平行四边形吗?这样做存在什么问题?(由于实验存在误差,很难确认所画四边形就是平行四边形。可先根据两个分力画出平行四边形,再将其对角线与合力进行对比,看是否重合或偏差有多大,是否在误差允许的范围内可以确认是一个平行四边形。)<设计说明>通过验证方法的讨论,养成良好的思维习惯,培养严谨的科学态度,提高实践能力。分组活动:各自画图进行验证……(要求三力画实线、辅助线画虚线)综合分析程序:①让某一大组部分小组汇报自己的探究结果(提倡学生上讲台利用实物投影进行解说),对比在夹角接近的情况下结果有什么相似之处和区别,分析存在的一些问题。②再让其他组各派一两个小组汇报,对比在夹角相关较大的情况下结果有什么相似之处和区别,分析存在的一些问题。
一般情况下,凡是支持物对物体的支持力,都是支持物因发生形变而对物体产生弹力。所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。例1:放在水平桌面上的书书由于重力的作用而压迫桌面,使书和桌面同时发生微小形变,要恢复原状,对桌面产生垂直于桌面向下的弹力f1,这就是书对桌面的压力;桌面由于发生微小的形变,对书产生垂直于书面向上的弹力f2,这就是桌面对书的支持力。学生分析:静止地放在倾斜木板上的书,书对木板的压力和木板对书的支持力。并画出力的示意图。结论:压力、支持力都是弹力。压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体,支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。引导学生分析静止时,悬绳对重物的拉力及方向。引导得出:悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳,使重物、悬绳同时发生微小的形变。重物由于发生微小的形变,对悬绳产生竖直向下的弹力f1,这是物对绳的拉力;悬绳由于发生微小形变,对物产生竖直向上的弹力f2,这就是绳对物体的拉力。
一、教材内容经全国中小学教材审定委员会2004年初审查通过,人教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理必修①》,第三章第5节内容“力的分解”。二、教学目标1.知识与技能(1)理解分力的概念,理解力的分解是力的合成的逆运算,遵循平行四边形定则。(2)初步掌握一般情况下力的分解要根据实际需要来确定分力的方向。(3)会用作图法和直角三角形的知识求分力。(4)能区别矢量和标量,知道三角形定则,了解三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的。2.过程与方法(1)进一步领会“等效替代”的思想方法。(2)通过探究尝试发现问题、探索问题、解决问题能力。(3)掌握应用数学知识解决物理问题的能力。3.情感态度与价值观(1)通过猜测与探究享受成功的快乐。(2)感受物理就在身边,有将物理知识应用于生活和生产实验的意识。三、教学重点、难点在具体问题中如何根据力的实际作用效果和平行四边形定则进行力的分解。
l.知识与技能:(1)知道摩擦力产生的条件。(2)能在简单问题中,根据物体的运动状态,判断静摩擦力的有无、大小和方向;知道存在着最大静摩擦力。(3)掌握动磨擦因数,会在具体问题中计算滑动磨擦力,掌握判定摩擦力方向的方法。(4)知道影响到摩擦因数的因素。2.过程与方法:通过观察演示实验,概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点,培养学生的观察、概括能力。通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比,培养学生分析综合能力。3.情感态度价值观:在分析物体所受摩擦力时,突出主要矛盾,忽略次要因素及无关因素,总结出摩擦力产生的条件和规律。二、重点、难点分析1.本节课的内容分滑动摩擦力和静摩擦力两部分。重点是摩擦力产生的条件、特性和规律,通过演示实验得出关系f=μN。2.难点是学生有初中的知识,往往误认为压力N的大小总是跟滑动物体所受的重力相等,因此必须指出只有当两物体的接触面垂直,物体在水平拉力作用下,沿水平面滑动时,压力N的大小才跟物体所受的重力相等。
1.用CAI课件模拟汽车的启动过程。师生共同讨论:①如果作用在物体上的力为恒力,且物体以匀速运动,则力对物体做功的功率保持不变。此情况下,任意一段时间内的平均功率与任一瞬时的瞬时功率都是相同的。②很多动力机器通常有一个额定功率,且通常使其在额定功率状态工作(如汽车),根据P=FV可知:当路面阻力较小时,牵引力也小,速度大,即汽车可以跑得快些;当路面阻力较大,或爬坡时,需要比较大的牵引力,速度必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。③如果动力机器在实际功率小于额定功率的条件下工作,例如汽车刚刚起动后的一段时间内,速度逐渐增大过程中,牵引力仍可增大,即F和v可以同时增大,但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度,即当实际功率大于额定功率以后,这种情况不可能实现。
1.同学们:在上课之前,我们来重温“神舟7号载人飞船”直击长空,振奋人心的发射录像。播放视频,教师讲解,说明在燃料燃烧的推力作用下,火箭冉冉升起于碧空之中。这个过程涉及了今天要学习的内容。(板书:5.2功)2.提问:什么叫做力做功?功的两个必要因素是什么?3.要求学生动手将物理课本从桌子的一端移动到另外一端(或移到窗台上)。4.请一学生将一书包从教室左端提到右端。5.请一学生将放有重物并带有拉绳的小车从教室的前排拉到后排。6.提示:可以采用不同的方法,如平推、上提、斜拉等搬运方法达到搬运的目的。7.提出问题:几位同学在上述操作过程中,他们对物体的作用力在那些阶段做了功?若做功,所做的功如何计算?
(五)平抛运动规律的应用例1:一架老式飞机在高出海面45m的高处,以80m/s的速度水平飞行,为了使飞机上投下的炸弹落在停在海面上的敌船,应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹?不计空气阻力。分析:对于这道题我们可以从以下几个方面来考虑:(1)从水平飞行的飞机上投下的炸弹,做什么运动?为什么?(2)炸弹的这种运动可分解为哪两个什么样的分运动?3)要想使炸弹投到指定的目标处,你认为炸弹落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离之间有什么关系?拓展:1、式飞机在高出海面45m的高处,以80m/s的速度水平飞行,尾追一艘以15m/s逃逸的敌船,为了使飞机上投下的炸弹正好击中敌船,应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹?不计空气阻力。2、在一次摩托车跨越壕沟的表演中,摩托车从壕沟的一侧以速度v=40m/s沿水平方向向另一侧,壕沟两侧的高度及宽度如图所示,摩托车可看做质点,不计空气阻力。(1)判断摩托车能否跨越壕沟?请计算说明(2)若能跨过,求落地速度?
(一)地位《生活中的圆周运动》这节课是新课标人教版《物理》必修第二册第5章《曲线运动》一章中的第7节,也是该章最后一节。本节课是在学生学习了圆周运动、向心加速度、向心力以后的一节应用课,通过研究圆周运动规律在生活中的具体应用,使学生深入理解圆周运动规律,并且结合日常生活中的某些生活体验,加深物理知识在头脑中的印象。(二)教材处理教材中的“火车转弯”与“汽车过拱桥”根据学生接受的难易程度,顺序作了对调,并把最后一部分“离心运动”放到下一节课处理。(三)教学目标1.知识与技能目标(1)进一步加深对向心力的认识,会在实际问题中分析向心力的来源。(2)培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力,提高学生概括总结知识的能力。(3)了解航天器中的失重现象。2.过程与方法目标(1)学会分析圆周运动方法,会分析拱形桥、弯道等实际的例子,培养理论联系实际的能力。
d.某物体沿直线向东运动,原来的速度是5m/s,2s后速度减小到3m/s,求2s内物体速度变化。④如何探究物体作匀速圆周运动时,在Δt时间内的速度变化?分析:有了同一直线上速度变化的铺垫后,讨论物体做匀速圆周运动速度的变化就比较自然了,为了给向心加速度方向的学习打好基础,可以通过小组协作,进一步完成下列思考题,使同学们认识到:时间间隔起短,速度变化的方向起接近半径方向。(多媒体屏幕投影)a.物体沿半径为1m的轨道做匀速圆周运动,线速度大小为,求1s内物体速度变化并画出1s内速度变化的示意图。b.分别求出上题中物体在0.5s、0.25s内速度变化并画出相应的示意图。由于没有办法直接利用实验来验证速度变化的方向,所以,我们采用提供思考题的方法,引导同学在合作学习、自主探究中完成。有了速度变化的研究为铺垫,加速度的方向问题就迎刃而解了。
2、计算天体的质量首先观看多媒体展示天体的运动,同时解释什么是环绕天体?什么是中心天体?接着展示相关问题:①应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么?②求解天体质量的方程依据是什么?教师点拨,学生分组,合作探究,学生代表发言设计说明通过创设问题情境,进行由浅至深,由易到难的问题式教学,以激发学生的积极思维活动;通过探究让学生建立物理模型,分组讨论,求解中心天体质量的三种表达式。在进行已有知识的迁移时重点重复环绕和被绕的关系,使学生准确抓住模型中的各个星体所担任的角色。通过小组合作学习,运用类比归纳法得出正确结论,掌握求解中心天体质量的基本思路,以达到突出教学重点的目的。3、发现未知天体通过2个视频进行了解设计说明这部分通过视频主要激发学生相信科学,学习科学,让学生感知人类探索宇宙的梦想,激发学生探索科学奥秘的热情,培养热爱科学的情感,促使学生树立献身科学的人生价值观。
再来看看我们的推理过程。首先,我们把行星绕太阳的椭圆运动简化为匀速圆周运动……;其次,我们一致认为行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力,这个向心力是由太阳对行星的引力提供的……;其三,我们预期太阳对行星的引力与太阳到行星的距离有关,希望通过行星绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力求出这个引力,通过两次数学代换得到了太阳对行星的引力与太阳到行星的距离相关的数学表达式……;其四,通过类比得到了行星对太阳的引力与太阳到行星的距离相关的数学表达式……;其五,综合概括得到了太阳与行星间引力的数学表达式……。我们所建立的物理模型和运用的物理知识都是牛顿在1687年发表的传世之作《自然哲学的数学原理》一书中的;另外,由于没有学习高等数学的有关知识,我们不能推导出行星绕太阳做椭圆运动时,太阳对行星的引力也存在距离平方成反比的数学关系式;不敢说我们的工作能和牛顿相提并论!
(四)、弹性势能(据课时情况,可以让学生自学)生活中还有一些物体既没有运动也没有很大的高度却同样“储存”着能量,哪怕它只是孩童手里的玩具(图片:弹弓)。张紧的弓一撒手就会对箭支做功改变它的动能,松弛的弓有这样的本领吗?同样是弓前者具有能量而后者没有,那么什么情况下物体才具有这种能量呢?张紧的弓在恢复原状的过程会对外做功,但是拉断的弓还能有做功的本领吗?1.定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。2.弹性势能的大小与哪些因素有关呢?3、势能由相互作用的物体的相对位置决定的能量。重力势能:由地球和物体间相对位置决定。弹性势能:由发生形变的各部分的相对位置决定。(五).反馈练习1. 物体在运动过程中,克服重力做功50J, 则( )A.重力做功为50JB.物体的重力势能一定增加50JC.物体的重力势能一定减少50JD.重力做功为-50J
学生中存在这样的问题:既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的,那么为什么没有吸引到一起?为了解决这个问题,安排了例题2例2、两物体质量都是1kg,相距1m,它们间的万有引力是多少?通过本题,让学生认识到一般物体间的引力极小,不用考虑。那么,质量很大的天体为什么没被吸引到一块?从而引出下节课题。4.课堂小结:本节课,从天体运动出发,通过推理证明,形成理性认识,再结合例题习题使学生的理性认识再反馈到具体事实。形成实践-理论-实践的认知循环,顺应了认知规律.。本共设计了很多问,能让学生想的尽量让学生想、能学生说的尽量让学生说、能让学生做的尽量让学生做,全面发展学生的各方面能力。再通过作业和探究性课题使学生的思维活动在时空上得以延续。5.布置作业:布置作业时刻意安排引入:万有引力、重力、向心力、三者的联系,通过引导学生对比结果,从中发现问题:万有引力与重力向心力的关系与区别,为下节知识的难点突破作好了铺垫。
① 实验设计将学生分组,利用桌上的器材进行探究(幻灯片展示)这个实验难度较大,为了降低难度,为实验探究铺下第二台阶,要求学生先分小组讨论以下问题(幻灯片展示)有些学生可能不知如何下手,我会要求学生先阅读课本中的实验描述从中得到一点提示,再让一两个小组同学回答,这样既体现了学生学习的主体性又可提高学生自主思考和语言表达能力,之后我再进行补充完善(幻灯片展示答案),并用幻灯片把实验步骤展示出来,在学生实验过程一直保留,使学生能朝正确的方向进行猜想和操作,为实验探究铺下第三个台阶。② 实施探究在学生分组进行探究过程,教师巡视解惑,随时观察学生情况,解答学生提出的问题,还可用自言自语方式提示应注意的一些问题,如仪器的正确使用,操作的规范等,帮助学生尽量在规定时间内顺利完成实验。
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