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1.通过实验引发讨论,培养学生探索事物现象的能力。
2.通过观察实验,培养学生从现象到本质的认识能力。
3.通过讨论,培养学生团结协作的能力。
【教学目标】
1.知道一切物体在液体或气体中都受到浮力。浮力的方向是竖直向上的。
2.会用弹簧秤法测浮力。
3.知道浮力产生的原因是液体上下表面的压力差。
4.知道物体的浮沉是由重力和浮力决定的。会判断物体浮沉。
5.会对物体进行简单的受力分析,并知道漂浮的物体浮力大小等于物重。
【教学器材】
弹簧测力计、墨水瓶、烧杯、水、乒乓球(3个)、溶液。
【教学过程】
一、复习提问
1.什么是力?
2.力的测量工具是什么?(测力计)
3.出示弹簧测力计下挂空墨水瓶。墨水瓶受几个力?(两个)
4.两个力是什么关系?(一对平衡力)
5.二力平衡的条件是什么?
二、导入新课
(一)演示实验
1.用手托住空墨水瓶。分析受力情况,看到什么现象?(弹簧测力计的示数变小了。)
2.分析变化原因,手对空墨水瓶的托力多大?如何求得?
学生实验:
将弹簧测力计吊着空墨水瓶,放入水中浸没,观察到什么现象?(弹簧测力计的示数变小了。)
问:这个现象说明了什么现象?(浸没在水中的物体受到水对它向上托的力。)物体在其他液体中是否也受到向上托的力呢?
演示实验:
将吊着的空墨水瓶放入溶液中,看到什么现象?分析变化原因。
问:漂浮的物体是否也受到向上的托力呢?
学生实验:
将乒乓球投入水中,设法将它按入水中,有何感受?这说明了什么问题?
说明:(一切浸入液体中的物体,都要受到液体对它竖直向上的托力,这就是浮力。)
(二)板书
一、一切浸入液体中的物体都要受到液体对它竖直向上的浮力
(受力物体)(施力物体)(方向)
分析:(力是物体对物体的作用,任何一个都有施力物体和受力物体。浮力的施力物体是液体,受力物体是浸入液体中的物体,浮力的方向是竖直向上的。)另外对浸入的理解,它包含两种情况:①部分浸入;②浸没。
讨论:
1.给你弹簧测力计、水、烧杯、钩码,如何测出钩码浸入水中的浮力?
(1)先测钩码在空气中的重力G。
(2)物体浸入水中看弹簧测力计的示数F拉。
(3)求浮力
2.浸在液体中物体一定受到浮力吗?(有各种意见)
演示实验:
图1
(1)取一只去底的矿泉水透明塑料瓶,瓶口朝下,瓶口略小于乒乓球。放入乒乓球。
问:如果我往里面注水,乒乓球会浮起吗?(会。因为要受到水的浮力)
(2)往塑料瓶里面注水。现象:乒乓球被水压在瓶底,同时有水从塑料瓶口漏出。
(说明浸在水中的物体不一定受到浮力。为什么呢?)
板书:二、浮力产生的原因
(3)用瓶塞(或手)堵住漏水的瓶口,注意观察乒乓球下面积满水时有何现象发生?
(现象:乒乓球下积满水时乒乓球会上浮。)
(4)将水倒回烧杯,分析原因。
第一次乒乓球只受到水给它向下的压力。
第二次乒乓球下积满了水,即受到水对它向下的压力,而且受到水对它向上的压力。乒乓球上浮说明向上的压力大于向下的压力。这就是压力产生的原因。>
图2
我们举特例来分析:立方体浸没在液体中的受力情况
立方体浸没在水中,其左右两个侧面和前后两个侧面和面积相等,并且对应部位距水面的深度相同。
问:水给它们的压强是否相等?(相等)
问:水给它们的压力是否相等?(让学生讨论)(压力相等并且方向相反)
分析:(p=ρghp=F/SS一定,F=p•S)但是,上下两表面处的深度不同,下表面处的深度更深,压强更大,而上下两表面的表面积相同,据p=F/SF=P•S,所以下表面受到向上的压力比上表面受到的压力更大。即>这就是浮力产生的原因。
板书:原因:>
而根据同一直线上二力的合成,=-,这就是浮力。
板书:实质:=-,方向竖直向上。
总结说明:浸入液体中的物体,上下表面受到的压力差就是浮力。浮力的方向是竖直向上的。
问:既然一切浸入液体中的物体都要受浮力,那么为什么有的物体在水中下沉,有的在水中上浮呢?下面我们就来讨论物体的浮沉条件。
板书:三、物体的浮沉
演示实验:将三个乒乓球浸没水中(一个充满沙;一个中空;一个有部分沙,用蜡封住),松手后出现什么现象?分析讨论。
图3
问:浸入水中的物体受到哪几个力的作用?(重力、浮力)它们的施力物体是谁?(地球、水)
一个物体在受到两个或两个以上力的作用时,它的运动状态由它们共同决定。
(1)当=G时,它受到平衡力的作用,将处于什么状态?(静止)(悬浮)
(2)当>G时,它受到非平衡力的作用,将处于什么状态?(上升)(上浮)
(3)当
板书:
问:沉的物体最终处于什么状态?(静止)为什么?(另外受到容器底对它的支持力。)()
问:那么上浮的物体最终处于什么状态?(静止)我们就说物体漂浮在液面上,那么,。受到平衡力的作用。
三、总结扩展
(一)本书主要学习三个知识点:
1.什么是浮力,浮力的方向如何,以及如何用实验法测浮力?
2.浮力产生的原因是什么?
3.物体的浮沉条件。
我们要理解、记忆,并且借助实验,才能更好地掌握知识。
(二)思考:上浮的物体(),上浮至漂浮在液面上()
“场”是物理学中一个重要概念,“磁场”看不见,摸不到,十分抽象,难于理解。初中学生又是首次接触“场”这个概念,学习的难度较大。本节课的教学设计宗旨是要充分运用学生在生活中积累的实践经验,采用“类比”的方法,促使学生把生活实际中认识“风”的方法、手段“迁移”到物理课堂上,使学生认识磁场的存在,找到形成磁场概念的途径,最大限度地参与到教学活动过程中来,得到科学思维方法的启迪。
二、教学目标的确立
1.知识与技能
(1)知道磁体周围存在磁场;
(2)知道磁感线可以用来形象地描述磁场,知道磁感线的方向是怎样规定的;
(3)知道地球周围有磁场以及地磁场的南北极。
2.过程与方法
(1)观察磁体之间的相互作用,感知磁场的存在;
(2)通过亲历“磁场”概念的建立过程,进一步明确“类比法”、“转换法”、“理想模型法”等科学思维方法。
3.情感、态度与价值观
通过了解我国古代对磁的研究方面取得的成就,进一步提高学习物理的兴趣。
三、重点难点的确立
重点:磁场的概念。
难点:磁场和磁感线。
四、实验器材及教学媒体的选择与使用
风力演示仪(自制)、条形磁体、磁针、铁屑、实物投影仪等。
五、教学过程设计
(一)创设情境引入新课
教师手端着磁针,站在远离讲台的位置,磁针指向南北。
【问题导引】:在上一节课里,我们已经知道,磁体具有指南北的性质,现在请你们判断:教室的哪个方向是南?
【实验演示】:教师把磁针放在讲台上,磁针立即发生了偏转,不再指南北了,在学生惊诧目光的注视下,教师把讲台上的报纸揭开,发现讲台上有一个大磁铁。
【问题导引】:磁针在刚才的那个空间里能够指南北,到了磁铁周围的空间就不再指南北了,那么磁铁周围的空间与其它空间有什么不同呢?
在磁铁周围的空间存在着一种物质,这种物质能够使磁针偏转,这种物质叫做磁场。今天我们就来研究磁场。
(二)新课教学
【问题导引】:请同学们注意观察磁体周围的磁场是什么样子的?
结论:磁场是看不见摸不到的,无法直接观察。
【问题导引】:看不见摸不到的现象怎样研究呢?
【实验演示】:拿出风力演示仪,引导学生研究怎样确定是否有风、各点风的方向。
【问题导引】:你能否把风力演示仪中的风的状况描述出来?能利用图表示更好。
结论:我们可以用带箭头的曲线来描述风的状况,每一根曲线的方向都代表风吹动的方向,在一些漫画中我们经常可以看到这样的画面。
【方法启迪】:如果看不见、摸不到的事物能够对某些对象施加影响,我们就可以通过这些对象来认识这个“神秘”的事物。在物理研究过程中,我们经常采用这种方法。磁场能够对磁针发生影响,我们就可以通过磁针来认识磁场。
【实验演示】:把磁针放在磁场中的A点,观察磁针N极所指的方向;在A点放置不同的磁针,观察磁针的指向。
【问题导引】:观察实验现象,你发现了什么规律?
结论:我们发现:磁场很有“个性”,它把放在A点所有磁针的N极都“吹”向同一方向(见图1)。
【方法启迪】:如果风把纸片吹向东方,我们就说风是向东吹的,同样,放在A点的磁针N极都被磁场“吹”向图示方向,在物理学中就把这个方向规定为磁场的方向。
【问题导引】:我们利用磁针确定了A点的磁场方向,那么磁体周围B点、C点的磁场方向又如何呢?
【实验演示】:在磁场的B、C点都放置磁针,观察磁针N极所指方向,每个磁针都显示了该点的磁场方向。
【问题导引】:怎样让磁针更小,显示的点更多呢?
【实验演示】:铁屑撒在磁铁周围,观察铁屑形成的图案。
【方法启迪】:铁屑撒在磁铁周围被磁化成一个个细小的磁针,磁场“吹”动每个铁屑的N极,形成了奇妙的图案,这和风吹落叶的景象多么相似呀!
按照这个思路,我们也可以把铁屑排列的图案用一些带箭头的曲线表达出来,这样的曲线叫磁感线。
【实验演示】(或图片展示):各种磁体周围的磁感线(条形、碲形、同名、异名)
【问题导引】:观察各种磁体周围的磁感线,你能发现什么规律?
结论:从N极出发回到S极等。
【问题导引】:磁针受力转动是磁场作用的结果,那么磁针在世界各地都能够指南北又是谁的磁场在施加作用呢?
你能说出地球的南磁极在哪里吗?
介绍地磁场、磁偏角、沈括的贡献。
【问题导引】:你认为地磁场是怎样产生的?
(三)课堂小结
1.知识梳理(略)
2.方法概述(略)
(四)巩固练习(略)
(五)作业
思考题:在物理学中,把磁针静止时N极所指方向规定为磁场方向,如果我们把S极所指方向规定为磁场方向,本课中的哪些说法会有所改变?你能否按着新说法把这节课重新讲述?
(六)板书设计(略)
知识目标
1、掌握力的平行四边形法则;
2、初步运用力的平行四边形法则求解共点力的合力;
3、会用作图法求解两个共点力的合力;并能判断其合力随夹角的变化情况,掌握合力的变化范围。
能力目标
1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则;
2、培养学生动手操作能力;
情感目标
培养学生的物理思维能力和科学研究的态度
教学建议
教学重点难点分析
1、本课的重点是通过实验归纳出力的平行四边形法则,这同时也是本章的重点.
2、对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力是本章的难点;
教法建议
一、共点力概念讲解的教法建议
关于共点力的概念讲解时需要强调不仅作用在物体的同一点的力是共点力,力的作用线相交于一点的也叫共点力.注意平行力于共点力的区分(关于平行力的合成请参考扩展资料中的“平行力的合成与分解”),教师讲解示例中要避开这例问题.
二、关于矢量合成讲解的教法建议
本课的重点是通过实验归纳出力的平行四边形法则,这同时也是本章的重点.由于学生刚开始接触矢量的运算方法,在讲解中需要从学生能够感知和理解的日常现象和规律出发,理解合力的概念,从实验现象总结出力的合成规律,由于矢量的运算法则是矢量概念的核心内容,又是学习物理学的基础,对于初上高中的学生来说,是一个大的飞跃,因此教学时,教师需要注意规范性,但是不必操之过急,通过一定数量的题目强化学生对平行四边形定则的认识.
由于力的合成与分解的基础首先是对物体进行受力分析,在前面力的知识学习中,学生已经对单个力的分析过程有了比较清晰的认识,在知识的整合过程中,教师可以通过练习做好规范演示.
三、关于作图法求解几个共点力合力的教法建议
1、在讲解用作图法求解共点力合力时,可以在复习力的图示法基础上,让学生加深矢量概念的理解,同时掌握矢量的计算法则.
2、注意图示画法的规范性,在本节可以配合学生自主实验进行教学.
第四节力的合成与分解
教学设计过程:
一、复习提问:
1、什么是力?
2、力产生的效果跟哪些因素有关?
教师总结,并引出新课内容.
二、新课引入:
1、通过对初中学过的单个力产生的效果,与两个力共同作用的效果相同,引出共点力、合力和分力的概念,同时出示教学图片,如:两个人抬水、拉纤或拔河的图片.(图片可以参见多媒体素材中的图形图像)
2、提问1:已知同一直线上的两个力F1、F2的大小分别为50N、80N,如果两个力的方向相同,其合力大小是多少?合力的方向怎样?(教师讲解时注意强调:‘描述力的时候,要同时说明大小和方向,体现力的矢量性’)
3、提问2、进一步在问题1的基础上提问,若F1、F2的两个力的方向相反,其合力大小是多少?合力的方向怎样?
教师引导学生得到正确答案后,总结出“同一直线上二力合成”的规律:
物体受几个力共同作用,我们可以用一个力代替这几个力共同作用,其效果完全相同,这个力叫那几个力的合力.已知几个力,求它们的合力叫力的合成.
指明:
(1)、同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和,方向跟这两个力的方向相同.
(2)、同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,合力的方向跟较大的力方向相同.
4、提问3、若两个力不在同一直线上时,其合力大小又是多少?合力的方向怎样?
教师出示投影和图片:两个学生抬水对比一个同学抬水,让学生考虑:一个力的效果与两个力的效果相同,考虑一下是否“合力总比分力大”?
5、教师可以通过平行四边形定则演示器演示力的合成与分解实验(演示实验可以参考多媒体素材中的视频文件);
演示1:将橡皮筋固定在A点,演示用两个力F1、F2拉动橡皮筋到O点,再演示用F力将橡皮筋拉到O点,对比两次演示结果,运用力的图示法将力的大小方向表示出来,为了让学生更好的获得和理解力的平行四边性法则,在实验前,教师可以设计F1、F2的大小为3N和4N,两个力的夹角为90度,这样数学计算比较简单,学生很容易会发现F1、F2和F的关系满足勾股定理,进而得到力的平行四边性定则,教师总结:两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的线段作邻边,作平行四边形,所夹的对角线就表示合力的大小和方向.
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6、学生可以通过分组实验来验证力的平行四边性定则(可以参考多媒体资料中的视频试验):
试验器具:一块方木板,八开白纸两张,大头钉若干,弹簧秤两个,橡皮筋一个,细线若干,直尺两个,
学生在教师的知道下,组装好试验设备,进行试验验证.
强调:需要记录的数据(弹簧秤的示数)和要作的标记(橡皮筋两次拉到的同一位置和两个分力的方向)
7、教师总结:经过人们多次的、精细的试验,最后确认,对角线的长度、方向,跟合力的大小、方向一致,即对角线与合力重合,力和合成满足平行四边形法则.
8、让学生根据书中的提示自己推倒出合力与分力之间的关系式.
三、课堂小结
探究活动
关于“滑轮”问题的研究
题目
关于“滑轮”问题的研究
在磁体周围存在着看不见,摸不着的磁场,对于磁场的存在、磁场的方向和磁场的性质,我们是通过实验来确认的。我们利用放在磁体周围的小磁针的指向和受力偏转等现象来认识磁场。小磁针在一般情况下是指示南北方向的,若小磁针不再指示南北方向,则可以判断小磁针所在的空间必有其他磁场的存在,当把小磁针放在磁场中不同位置时,小磁针N极的指向不同,所以磁场中各点的方向一般是不同的。在磁场中某一点,小磁针静止时北极所指的方向就是该点磁场的方向。磁场的基本性质是它对放入其中的磁体或易磁化物质能产生磁力的作用,磁体间的相互作用就是通过磁场而产生的。放在磁场中的小磁针能发生偏转,就是因为小磁针受到了磁场的作用。磁场虽然看不见,摸不着,但是我们可以根据它对放入其中的磁体所产生的作用来认识它,理解它。
二、一块磁铁断成两块后有几个磁极
我们把磁铁上磁性最强的部分叫做磁极,任何一块磁铁都有两个磁极,我们把它们规定为北极(N极)和南极(S极)。当一块磁铁断成两块后,每一块都成为一块独立的磁铁。因此,一块磁铁断成两块后,每一块都有两个磁极,即使这块磁铁断成无数块,每一小块也都有两个磁极。
三、为什么能自由转动的磁铁有指南北的性质
地球本身就是一个大磁体,所以地球的周围存在磁场──地磁场,地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近(如图1所示)。根据磁体之间存在“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”的性质可知:在地球表面上能够自由转动的磁体的南极恰好被地磁的北极吸引,而地磁的北极在地理的南极附近,故自由转动磁体的南极指向地球的地理南极,即磁体静止时南极指南;同理可分析得出自由转动磁体的北极指向地球的地理北极,即磁体静止时北极指北,所以能够自由转动的磁铁有指南北的性质。
四、给你两根形状相同的铁棒,一根带有磁性,一根不带磁性,试判断哪一根是磁铁,哪一根是普通铁棒
由于磁铁的两极磁性最强,中间几乎没有磁性。故在鉴别两根铁棒哪一根铁棒有磁性时可采用如图2所示的方法,将其中一根铁棒A的一端靠近另一根铁棒B的中间。如果铁棒A吸引铁棒B,则说明铁棒A是磁铁,铁棒B是普通铁棒;若铁棒A不吸引铁棒B,则说明铁棒A是普通铁棒,铁棒B是磁铁。
五、正确理解磁感线
磁感线是为了形象地描述磁体周围空间磁场的分布情况,在磁场中所画的一些有方向的疏密不等的封闭曲线,以便用来描述磁场的方向和强弱。这些曲线不是实际存在的线,而是想象的曲线,任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致,磁感线不会相交,磁感线布满磁体周围空间而不是在一个平面内,磁感线是闭合的。
六、怎样判断磁铁的N、S极
若手边有已知N、S极的小磁针,我们可以利用磁铁具有的“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”的性质进行判断。即将已知N、S极的小磁针的其中一个磁极靠近未知磁极的磁铁的一端(如图3所示),若小磁针被吸引,则说明未知磁铁的这一磁极与小磁针的这一磁极是异名磁极;若相互排斥,则说明相互靠近的这两个磁极是同名磁极。
若没有已知磁极的小磁针,可以利用以下两种方法进行判别:
(1)如图4所示,用一根细软线将待判别磁铁悬挂起来,待其静止后,则磁铁指北的一极为该磁铁的北极(N极),指南的一极为磁铁南极(S极)。
(2)如图5所示,将待判断N、S极的磁铁一端靠近已知电源正负极的通电螺线管附近,先根据电流的方向应用右手螺旋定则判断出通电螺线管的N、S极,然后再根据“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”的性质判断条形磁铁的N、S极;或像如图3那样用一根细软线吊着条形磁铁制成一个能自由转动的磁铁靠近通电螺线管,然后根据磁铁的转动情况判断该磁铁的N、S极,则转向通电螺线管N极的一端就是磁铁的S极,转向通电螺线管S极的一端就是该磁铁的N极。
七、通电螺线管的磁感线总是从螺线管的N极出发,回到S极吗?
对于普通磁铁而言,其周围的磁感线都是从磁体的N极流出,回到磁体S极,而通电螺线管则不同,在通电螺线管的内部和外部都分布着磁场(如图6所示),处在通电螺线管内部的小磁针N、S极的指向与分布在通电螺线管外部的小磁针N、S极的指向恰恰相反。由处在通电螺线管内部和外部小磁针N、S的指向可以看出,在通电螺线管的外部磁场的方向总是从螺线管的N极流出,回到通电螺线管的S极;而在通电螺线管的内部,磁场的方向则恰恰与外部相反,是从S极流向N极的。
八、“只要导体在磁场中运动就能产生电流”,这句话正确吗?
根据电磁感应定律分析知,电路中要产生感生电流需要同时满足两个条件:一是运动的导体必须是闭合电路的一部分,二是这段导体在运动时必须切割磁感线,二者必须同时具备,缺一不可。如图7所示,两块磁铁之间的磁感线是沿竖直方向的,导体AB与灵敏电流表组成一个闭合回路,当导体AB沿水平方向运动时,恰好切割磁感线,故我们看到灵敏电流表的指针发生偏转,说明电路中产生了感生电流。如图8所示。由于导体AB沿竖直方向运动,导体AB没有切割磁感线,故我们看到灵敏电流表指针没有发生偏转,即没有感生电流产生,原因是导体AB虽然属于闭合电路的一部分,但导体AB没有切割磁感线;若按如图7所示那样,导体AB虽然沿水平方向切割磁感线,但导体AB与灵敏电流表组成的电路中某处发生断路,则电流表的指针也不会发生偏转,即不产生感生电流。“只要导体在磁场中运动就能产生电流”这句话既没有说明导体是否是闭合电路的一部分,也没有说明导体在运动过程中是否切割磁感线,因此导体在磁场中运动不一定能产生感生电流。故“只要导体在磁场中运动就能产生电流”这句话是错误的。
学生用硬纸做成的圆锥体、乒乓球、直尺、三角板、五分硬币、棉线、圆柱体形铅笔,每人各一套。
教师圆锥体、球、三角板、直尺、轮子、印好一条无规则曲线线段的纸、金属丝(后二件发给学生,人手一张和一根)
教学过程
一、复习旧课
教师你的大姆指尖到小指尖的最大距离是多大?先自测,后请你用毫米刻度尺实际测量一下。
学生目测、实际测量、进行汇报。
(有较多同学目测与实际测量相差较大。或不能读出目测值。进行讨论分析后教师表扬目测水平高的同学并纠正读数:若用厘米为单位,应读出小数下二位数值;若用毫米做单位,应读出小数下一位数值)。
教师用你测出的大姆指尖到小指尖的距离测课桌的宽度,再用刻度尺直接测量课桌宽进行比较。
学生实际操作。进行讨论。得出用刻度尺直接测量准确。
(复习达到培养学生的目测能力、记住大姆指尖到小指尖的距离、用刻度尺测量的实际操作能力、记录读数的能力)
二、引入新课
教师拿出预先印好一条无规则曲线的纸问:这条曲线如何测量?同学们准备好的锥体的高、乒乓球的直径、这根金属丝的直径(很细)又如何测量呢?让我们在这堂课中学习、解决。
(让学生稍议论一下后,教师在黑板上写出二、长度的特殊测量方法)。
三、新课讲述
1.曲线长度的测量(板书)
教师拿出刚才印好一条曲线的纸问同学:这条曲线能直接用刻度尺来测量吗?
学生不能。
教师那么谁能想办法测出这条曲线的长度?
学生可以用一条棉线沿曲线放过去,在棉线上标出曲线的起点和终点,然后把棉线放直,用刻度尺量出它的长度,就是这条曲线的长度。
(学生往往忘掉讲在棉线上标出起点和终点,让大家讨论、完整)。
把纸发下去(或预先发好),让学生实际测量,读出数值。教师与学生一起讨论、纠正读数记录中的错误。
教师这条曲线比较短,我们容易想办法进行测量,那么操场跑道一圈的长度我们又怎样测量?
讨论片刻。教师引导同学看课本13页第二节的第三段后拿出轮子,请同学叙述测量方法。
(没有看书时,有的同学会说,先用刻度尺测出一步的长度,然后用走路的方法在跑道上走,记住步数n。则跑道的长就是一步的读数乘以步数n。教师应该肯定这种测量方法,进行表扬,同时指出这种方法不够准确)
教师归纳,这种方法是一种“化曲为直”的测量方法。(板书)
2.圆锥体高的测量(板书)
教师拿出锥体问同学:锥体的高是否可以用测量一条曲线的长度的办法来进行测量呢?(学生肯定说不能)。我们可以用直尺和三角板配合的办法来测量。请你用这两个测量工具测一下你制作的圆锥体的高。
学生先独立思考,然后二人小声讨论,进行测量。
教师巡视,不断指出错误测量方法,让几组学生分别汇报测量锥体高的方法,指出正确的测量应如课本第十四页图1-8那样,并且在讲台上演示。(让学生注意直尺为什么放在桌子边进行测量)
(学生测量中往往出现:①三角板与直尺的位置与课本第十四页图1-8所示的位置相反放置,教师要指出,这样放置不容易使直尺水平,会影响测量的准确性。②直角三角形的斜边放在锥体的顶端,进行测量,犯与①一样的问题。③直角三角形的一条直角边没有完全与直尺重合。④测量中没有注意直尺的零刻度)。
3.微小量的测量(板书)
教师如果我们测量的物体很小或很薄、很细。如物理课本的一页纸的厚度、漆包线的直径。而测量的工具也只有刻度尺,那么又如何测出它们的厚度和直径呢?
学生思考、讨论。
教师引导学生看课本第十四页最后一段,指出,用毫米刻度尺测不出一张纸的厚度,也测不出二张纸厚度,但是能测出一百张纸的厚度,而一张纸的厚度只要把测出的厚度除以总张数就可以知道了,这种测量称累计法测量法。然后让学生测物理课本一张纸的厚度,并且提出,在累计法测量过程中应该注意什么?
学生①与课本内的纸厚度不一样的不能测进去。如课本的面、底、彩图纸。②张数最好凑成容易计算的数。③每页都要压紧。
学生实际测量,教师巡视,指出测量中的错误。如看刻度时视线与刻度尺要垂直;刻度要贴近被测物体;刻度不能斜放等,为下一节课伏笔。(因为在微小量测量过程中容易暴露这几方面的错误测量)
教师归纳,这是一个“化薄为厚”的累计测量法。(板书)
四、巩固新课
教师引导学生看黑板一起归纳:这节课我们学习了“化曲为直”的曲线长度测量方法、用直尺和三角板组合对锥体高进行测量。“化薄为厚”的累计法对微小量进行了测量。同时对认真测量的同学进行表扬。号召同学们学习他们积极思考,认真进行科学测量的学习态度,调动同学们学习物理的积极性。
五、目标达成实际测量题
1.用五分硬币和毫米刻度尺测量刚发下的那张纸上的曲线。
(用不同测量工具测量同一条曲线的长度,是曲线测量的反馈题)。
2.用毫米刻度尺和直角三角形测量乒乓球的直径、圆形铅笔的直径。
(用相同测量工具测量不同的物体的直径,是锥体高测量的反馈题)。
3.用一支圆柱形的铅笔和刻度尺测量金属丝的直径。
(用不同的测量工具测量不同物体的微小长度,是测量微小量的反馈题)。
通过测量,学生对前二个反馈题,做得较好,而第三个反馈题,开始时有不少同学无法着手测量,通过讨论,引导,也能较好完成,但是有的同学绕线时,一圈圈不能紧压,教师要指出为什么一圈圈要压紧。
六、布置作业
1.思考题:
①如何正确使用刻度尺进行正确测量?
今天的测量中你做得怎么样?
②误差与错误有什么区别?
③误差产生的原因是什么?
1.知识和技能
(1)了解光在一些物体表面可以发生反射。
(2)认识光反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义。
(3)理解反射现象中光路的可逆性。
(4)了解什么是镜面反射,什么是漫反射。
2.过程和方法
(1)通过实验,观察光的反射现象。
(2)体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的。
(3)经历探究“光反射时的规律”,用实验的方法获得反射光线、入射光线跟法线位置的关系,测量反射光线与法线、入射光线与法线的夹角,总结探究的结论,获得比较全面探究活动的体验。
(4)通过观察,理解镜面反射和漫反射的主要差异。
3.情感、态度、价值观
(1)在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度。
(2)密切联系实际,提高科学技术应用于日常生活和社会的意识。
(3)鼓励学生积极参与探究活动。
教学设计思想:
本节是一节集物理现象、物理概念、物理规律于一身的课。其中光的反射规律是本节的核心,也是实施“探究式”教学的有效阵地。在授课中,教师引导学生利用“发现并提出问题—做出猜想和假设—制定计划与设计实验—解通过观察和实验等途径来收集证据——得出结论——交流与合作——提出新问题”的探究式教学过程,自己“发现”并总结出光的反射规律。
教学过程设计:
一、课题引入
师:光源发出的光是怎样传播的?
生:光在同一种均匀物质中是直线传播的。
师:光在传播过程中若遇到另一种物质时情况又会怎样呢?
生猜想:反射回来。
[实验探究]把玩具激光笔打开,让光斜射到平面镜上。
师:刚才的演示实验同学们观察到了什么现象?
生:光被平面镜反射到了天花板上,它改变了光的传播方向,天花板上出现一红色小光斑。
[实验探究]打开玩具激光笔,让光束垂直射到水面上,并在水槽和激光笔上方放一张白纸。
师:这次同学们又观察了什么现象?
生:一束光射到平静的水面上时,有一部分光射入了水中,有一部分光被反射了回来,因为上方的白纸上呈现了一红色光斑。
[实验探究]用一幻灯机将幻灯片的图像投射到粗糙的屏幕上。
师:同学们为什么能从墙上看到图像?
生:屏幕将幻灯机投射出来的光,反射到我们的眼睛中。
师:以上实验说明,光射到物体表面时,总有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。
师:请同学们思考一下,我本身是不发光的,你们为什么能从不同方向看到我?电影、幻灯的幕布为什么总是用粗糙的白布来制作?为什么平面镜成的是虚像,且与物体的大小相等呢?
[设置疑问,激励思维。](学生思考,议论)(教师不作定论)
师:这些问题都跟光的反射有关,学习和研究了光的反射规律,这些问题也就迎刃而解了。
[板书课题]光的反射
二、新课教学
师:从上面的实验中,你是否可以总结一下,什么现象叫做光的反射?
生:光射到物体表面上时,有一部分光会被物体反射回来,这种现象叫光的反射。
师:请同学们来举一些生活中的一些现象,这些现象是属于光的反射现象。
生:水中的倒影,潜望镜,凹面镜,凸面镜。
师:以上的实验,我们都可以用光路图来表示。
(板书画图,并讲解)
反射面:MM’入射点:入射光线与反射面的交点
法线:过入射点和镜面垂直的直线
入射角:入射光线与法线的夹角
反射角:反射光线与法线的夹角。
[演示实验]将激光笔发出的光束射到平面镜上,让学生装观察入射光束、反射光束、镜面三者间的位置关系。
生:入射光束和反射光束在镜面的同一侧,反射光束,入射光束在法线的两侧。
师:猜想一下,入射光束向法线靠拢时,反射光束会有什么变化?
生:反射光束也会向法线靠拢。
师:对不对呢?实验探究。
[演示实验]将激光笔发出的光束向法线靠拢,学生通过观察现象,来证明猜想的正确性。
师:根据上面实验的现象,我有这样一个问题,你准备怎样来回答:当入射光束逐步偏离法线位置时,反射光束与法线的夹角如何变化?
生:变大。
(演示实验,证明其正确)
师:猜想一下,在光的反射中,会不会入射光束和反射光束重合?
生:会。
师:谁来上讲台,演示一下。
(学生上讲台演示,存在重合)
师:入射光束与反射光束重合是在什么情况下?
生通过观察:入射光束与反射面垂直时。
师:这时入射角等于多少度?
生:(1)0°(2)90°
(教师强调入射角的定义,明确当入射光束垂直于反射面时,即与法线重合无夹角,故i=0°,此时反射角r=0°)
师:在刚刚的实验中,当入射角增大时,反射角怎样变化?
生:也变大。
师:(提出猜想),即么光反射时,反射角与入射角会有什么关系呢?
生:猜想:可能会相等吧。
师:如何来证实我们的猜想是否正确呢?
生:做实验来探究。
师:如何实验,请同学们讨论一下实验方案后,再阅读课本P39实验与记录。
[演示实验]
器材:教学激光演示仪
步骤:(1)在激光仪的分度盘上,读出入射角和反射角的大小。
(2)改变入射光线的方向,观测几组入射角和反射角,并将有关数据填入教材上的表格中。
师:根据实验情况,表格中的数据说明了什么?
生:反射角的大小等于入射角。光路是可逆的。
师:同学们总结的很好,这就是光反射时所遵循的规律。
(板书)在反射现象中,反射角等于入射角;光路是可逆的。
(指导学生看课本“漫反射”内容)
师:光不仅射到平面镜上会反射,射到所有的物体上都会反射。如光射到平静的水面、玻璃面、光滑的金属面上都会反射;光射到墙壁、衣服上都会反射。反射时都遵循我们总结的反射规律,所不同的是反射情况不一样。这种粗糙表面上的反射叫漫反射。
师布置课后实验:试一试在家里,晚上关灯,将一小平面镜平放在一张白纸上,用手电筒的光
正对着镜面照射,从侧面看去哪个显得亮?
(让猜想一下,教师不作定论,明天课前交流。)
三、请你来总结
1、请同学们回忆一下,今天你看到的实验。
2、今天你学到了什么?
3、今天你证实了多少个猜想是正确的,多少个猜想是错误的。
四、巩固新课
1、请一位学生讲述反射规律的内容
2、请同学们看着挂图,分别指出,入射角、反射角、入射线、反射线、法线。
五、布置作业
教育心理学研究成果显示,学习效果取决于学生学习的主动性。因此教师在教学过程中应引导学生质疑、调查、探究、实践、即动手又动脑,创设能使学生主动参与的学习情景,激发他们学习物理的积极性。
【学情分析】
初二学生的思维习惯是:直观形象思维能力较强,抽象的理性思维能力较弱,有一定的逻辑推理能力。因此“课堂中的教学实验”是本节的关键内容,是学习惯性的思维支撑点。
【教材分析】
惯性的概念可以通过一系列的课堂演示实验,从而让学生概括出一切物体都具有惯性,无论物体是静止的还是运动的,都具有惯性。惯性现象的解释是惯性知识的延伸,学生虽然了解、也能讲出生活中的一些惯性现象,但都比较抽象,要他们真正用惯性知识来描述还存在着一定的困难。而这样安排能让学生更深层次的理解惯性——是物体的固有属性,一切物体都有惯性。
【教学目标】
知识技能:
1.知道什么是惯性,认识一切物体都有惯性。
2.会解释惯性现象。
过程与方法:
培养和提高实验设计与操作、现象描述、总结归纳等能力。
情感态度价值观:
培养实事求是的科学态度。
【教材重、难点】
惯性的定义应用惯性知识解释惯性现象
【教学原则】
启发教学原则,循序渐进原则。
【教学方法】
讨论法探究法启发法情境教学法。
【重难点片段描述】
一、惯性
对生活中常见现象的质疑,引出新课。
当你乘车时,你一定有这样的感受,汽车紧急刹车时,你会突然向前倾倒,这是为什么呢?要认识这个现象,就需要引入一个新的概念-------惯性。
演示书本p28实验探究:
1、笔帽实验-------静止的物体具有惯性。
2、课本橡皮实验--------运动的物体具有惯性。
教师增加实验:
3、移动水杯实验----液体具有惯性。
4、口吹纸筒实验-----气体具有惯性。
学生概括:所有的物体(无论是固体、液体还是气体)都具有惯性,无论物体做什么性质的运动,都具有惯性。(多样的实验是学生的思维支撑点,通过实验学生可以很轻松的概括出惯性的特征。)
教师进一步强调惯性是物体本身的固有属性,一切物体在任何时候都具有惯性。而且惯性的大小与物体的质量大小有关,物体质量越大,惯性越大。
惯性与惯性定律的区别,以及惯性与力的区别。
二、惯性现象描述:
1、演示惯性球实验:小木片在铁片弹击下飞出去,小球原位落入凹槽。
设问:⑴确定研究的对象?
⑵研究对象原来做什么运动?
⑶发生了什么变化?
⑷由于惯性,研究对象将有怎样的表现?
学生讨论:木片上的小球原先处于静止状态,木片由于铁片弹击而运动,但小球由于惯性仍保持原来的静止状态,故最后在原位置落入凹槽。(学生还不是很熟练,教师适当补充。)
(设计意图:运用实验激发学生求知欲,同时深化惯性现象。)
引导学生进行讨论交流:免费旅游的办法可行吗?
学生讨论,得出结论:人与地球原来是运动的,当人跳起时,由于具有惯性,还要保持原来的运动状态,所以会落回原地,所以免费旅游的想法是不正确的。
2、通过幻灯片适当练习各种惯性现象的描述
⑴纸飞机离开手以后,还会继续飞行,这是为什么?
⑵把锤柄在固定的物体上撞几下,锤头就牢牢的套在锤柄上了,为什么?
⑶跳远时利用助跑,使自己跳的更远。
三、学生列举生活中的惯性现象,并加以交流分析:
1、拍衣服上的灰尘
学生概括:灰尘原先和衣服一起处于静止状态,衣服在拍击之下而运动,而灰尘由于惯性依然保持原先的静止状态,故能从衣服上飘下来。(学生虽然了解这是惯性现象,但用惯性知识来描述还是很生疏)
2、刹车后车轮停止转动,汽车还要滑行一段距离
学生概括:汽车原先处于运动状态,车轮由于刹车而停止转动,但汽车由于惯性仍然保持原有的运动状态,故还要滑行一段距离。
3、学生表演运动着的人脚受到阻碍而摔倒的现象
学生表演:(学生具有非常强的表演欲望,表演很形象、生动、到位,其他同学也很开心看到精彩的表演。将惯性这个抽象的知识用精彩的节目形式展现给大家,既吸引了学生的注意力,又通俗易懂。)学生很容易概括出来:运动着的人的脚由于受到其他同学的阻碍而静止,但上身仍然保持着原先的运动状态,故导致不平衡而摔倒。
4、学生表演列车启动、刹车、转弯时乘客的各种姿态变化
学生表演:(该实验前半段应该说非常成功,汽车启动和刹车时候,车内乘客的各种姿态变化也表演的很到位,同学对于此惯性现象的描述也挺具体。但后半段关于汽车转弯的各种姿态变化描述却有待进一步完善。对于刚接触惯性的学生而言,解释这么复杂的变化还稍显牵强。所以在这里如果换成悬挂的小球的动向变化可能会更好!)
(设计意图:对于这一环节,教师要特别重视,因为这一过程需要学生分析、想象、设计、创造,这是发展学生能力的关键环节,要给学生充分考虑的时间。对于接受能力快的同学来说,表演给他们提供了一个展示自己的舞台,让他体验到成功的喜悦。对于接受能力慢的同学来说,则可借此机会向别人请教,最终获得探究的成功。“交流”它贯穿于整个探究活动中,教学时,教师可组织学生以小组为单位进行交流,也可全班交流。)
【教学反思】
教学目标
知识目标
(1)知道什么是光的折射现象,知道折射中的入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角.
(2)能叙述光的折射现象的实验结论.
(3)知道光的折射现象中,光路是可逆的.
(4)已知入射光线,能根据光的折射现象的实验结论画出折射光线的大致方向.
(5)能举出光的折射现象在生活中的实例.
能力目标
由观察演示实验现象入手,通过教师的引导,帮助学生分析、概括出相应结论.培养学生的观察能力,训练学生的分析、概括能力.
情感目标
利用折射现象中的因果关系,再次向学生灌输注意客观事物中存在的因果关系的重要性.
教学建议
教材分析
本节是第五章光的反射的后续课,进一步讲解光学的有关知识,又是第六章光的折射的基础,所以本节有承上启下的作用,光的折射规律的正确理解是本节的关键,对于透镜的学习,照像机和幻灯机,放大镜的理解起至关重要的作用.课本列举了各种光的折射的实例,对这些实例进行讨论分析对理解光的折射规律有很大的作用.本节中介绍了在折射中光同样具有可逆性.
教法建议
本节是在第五章光的反射的后续课,进一步讲解光学的有关知识,又是第六章光的折射的基础,所以本节有承上启下的作用,注意在本节的讲授中要合理有效的运用实验教学和启发式教学两种方法.激发学生的学习兴趣,在光的折射规律的理解上,要结合实验对比使学生明白“折射角小于入射角”这一结论的成立是有条件的.
为了培养具有创新能力的人才,教师不但要传授科学的定理、定律,还要传授这些定理、定律是如何被发现的.因此,讲一点相关的物理学史的内容,也是符合目前物理教学改革方向的措施之一.
教学设计示例
1.引入课题
当光射到两种介质的交界面上,有一部分光返回原介质继续传播,这种现象叫光的反射,如果光射到的是不透明物体的交界面,那么另一部分光会被吸收,但是如果光是射到某种透明介质的交界面上,比如从空气中射入水中或者玻璃中,另一部分光就要进入水中或者玻璃中传播.在引入课题中要注意学生的主动性.
方案一:向学生演示动画,使学生明白光斜入射在空气和水两种介质的分界面上,光不仅仅会发生反射,还会发生折射,激发学生的学习兴趣,带着问题进入新课的学习.
方案二:演示各种有趣的光的折射现象,例如内画壶、插入水中的筷子看上去变弯了等等从而引入新课.
2.新课教学
(一)光的折射定义的讲解
课堂小实验一:在日常生活中光的折射现象十分普遍,请学生们透过玻璃砖看自己的手指,并注意调换观察的角度,看一下,发生了什么现象?也可以用铅笔,或其它物品代替手指进行观察.
实验结论:视线越斜,错位越显著,如果视线垂直于玻璃砖的侧面则没有发生错位.
课堂小实验二:将一枚硬币放进水中,让学生观察硬币的位置是否发生变化.
实验结论:硬币的实际位置比看上去的深.
课堂小实验三:准备一个比较深的大鱼缸,里面放入几条鱼,让学生伸手抓鱼,并让学生谈一下感受.
实验结论:鱼的实际位置比看上去的深.
由实验得出光的折射的定义.
(二)光的折射的一般规律
进行演示实验,教师先介绍教材图6-2所示实验仪器,然后让一束光从空气中斜射入水中,让同学观察实验现象,并对照实验讲解哪些是入射光线、折射光线、法线,哪些角是入射角、折射角,对实验中所观察到的反射光线略作说明.
图6-l
实验过程中注意观察并考虑以下问题
A.折射光线与入射光线和法线在位置上有什么关系?
B.折射光线与入射光线在位置上有什么关系?
C.改变入射角的大小,观察折射光线与折射角发生什么变化.
D.在整个实验进行的过程中,折射光线与入射光线比较是靠近还是远离法线,折射角与入射角的大小比较有什么特点.
E.让光线垂直于界面入射,看到什么现象.
实验结束后请学生回答以上的问题,教师对学生所回答的内容进行适当的指导,最后得出正确的结果,写出板书.
(三)在折射时光路是可逆的知识点的讲授
向学生发问:如果把光源放到水中,让光线逆着折射的方向射入空气中,会看到折射光线沿什么方向射出?
通过实验验证学生的回答是否与实验事实相符.
(四)折射角与入射角的关系
用动画演示改变入射角的大小,观察折射角的变化.
3.教学总结
对于光的折射现象和它的初步规律进行定性分析,由于初中学生刚接触物理知识,对于折射角与入射角的关系不要进行定量的分析,但可以稍加介绍.注意实验教学在本节讲授中的重要作用.
探究活动
【课题】实验分析光的折射
【组织形式】学生活动小组
【活动流程】
提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作.
【参考方案】演示激光束(或太阳光束)从空气射入水中时发生折射.
【备注】
第二章光现象
光的传播
教学目标:了解光源,知道光源分为自然光源和人造光源
以及月亮不是光源
教学重点:光的直线传播
教学难点:用光的直线传播解释简单的光现象
教学用具:演示器具
教学过程:引入新课
清晨,太阳冉冉升起,万丈光芒映红了朵朵朝霞,给大地带来了光明和色彩,夜晚,华灯齐放,世界依然是姹紫嫣红,五彩缤纷。光给我们带来了一个多姿多彩的美丽世界。
今天我们来学习第二章光现象,第一节光的传播
(板)光的传播
新课教学:
谁来说哦我们生活中有哪些物体可以发光?
很好,同学们知道很多发光的物体,这些物体的共同特征是什么?
对,它们都能发光。
物理学中,把能发光的物体叫做光源。
(板)能发光的物体叫光源
同学们刚才说的电灯、车灯都是人造的,而太阳、萤火虫、水母这些光源不是人造的,是自然存在的,于是我们把光源分为两类
(板)光源:人造光源、自然光源
大家说月亮和行星是光源吗?
月亮、行星它们自身是不会发光的,我们所看到的月光是它反射的太阳光。
我们知道了光是由光源发出的,有谁直达咯光是沿什么样的路径从光源向远处传播的呢?
实践出真知,我们用实验来验证同学们的推断对不对。
谁来和我一起做第一个实验
(把蚊香点燃,用透明的容器收集,用激光手电做为光源)
很明显的看出光在空气中是沿(直线)传播的
下面我们来看看光在水中是如何传播的
(用水槽剩满水,在水中放些粉笔灰,用激光手电做为光源)
很容易看出光在水中也是沿(直线)传播的。
最后,我们来观察一下光在玻璃中的传播路线又是怎样的
(拿激光手电做光源,向玻璃砖照射)
很直观的发现,光仍然是沿(直线)传播的。
(板)光沿直线传播
光是摸不着的,怎样在纸上把它描绘下来呢?比如说,我想画一个光芒四射的太阳,该怎画呢?
谁到黑板上来画一下画的很好,这些直线代表什么?表示太阳发出的光。
在物理学上,用带有箭头的直线表示光的路径和方向,叫做光线
(板)
下面给大家猜个谜语:一个好朋友,走到哪跟到哪,就是不说话。
它就是我们自己的影子
我们来研究一下影子是如何形成的,早晨我们走在上学的路上,沐浴着温和的阳光,光线从太阳发出,射向我们,沿直线传播,因为我们不是“透明人”,更不会什么“隐身术”,所以光线不能穿透我们,而在我们身后留下一片荫暗面,这就是我们所说的——影子。光沿直线传播的原理还能解释日食、月食
通过图形可以清楚的看到,A区域太阳光无法到达,所以看不到太阳,就是通常所说的日全食,把A区域叫做本影区,而在B、C区域只有一部分太阳发出的光能够到达,所以只能看到太阳的一部分,也就是我们常说的日偏食,并且把B、C区域称做半影区。而D区域只有太阳周围部分发出的阳光能够到达,这部分
2008年8月1日,在我们新疆可以目睹到日食这一天文现象,有兴趣的同学记好了是2008年的8月1日。
光沿直线传播在实际中的应用更是数不胜数,比如:课本33页的图2.1—3描述的是激光准直,还有每天课间操排队时要向前看齐;军训打靶时,眼睛要看齐靶心、准心,也就是我们常说的三点一线。
雷雨天,雷声和闪电同时同地的发生,但我们为什么总是先看见闪电,后听见雷声呢?
这是因为光比声音传播的快,所以总是先看到闪电。
通过第一章的学习,我们知道声音在空气中的速度是340m\s,那么光在空气中的转播速度是多少呢?
早在1607年,伽利略就进行了最早的测量光速的实验,他的方法:让两个人分别站在相距一英里的两座山上,每个人拿一盏灯,第一个人先举起灯,当第二个人看到第一个人举起的灯时,立即举起自己的灯,从第一个人举起灯到他看到的第二个人的灯的时间间隔就是光传播两英里所用的时间,但由于光传播的速度太快了,所用的时间几乎为零,所以他这种方法没有测出光速。在这之后的三百多年里,很多科学家都进行了测定光速的实验,但效果都不理想。知道1972年,美国的埃文森才测出了光速的精确值:299792457.4m/s
(板)光在空气中的速度近似3×10
小结:这节课,我们主要学习了以下几个问题:
1、光源
2、光沿直线传播
3、光的速度
最后布置给大家一个课后讨论作业,三个人一组,分组讨论,题目是:
(板)假如光不再直线传播