高中物理一等奖说课稿《平抛运动》
1、高中物理一等奖说课稿《平抛运动》
作为一名为他人授业解惑的教育工作者,常常需要准备说课稿,说课稿有助于提高教师的语言表达能力。我们应该怎么写说课稿呢?以下是小编帮大家整理的高中物理说课稿《平抛运动》,仅供参考,欢迎大家阅读。
一、教材分析
《平抛运动》是高一新课程必修2第一章《抛体运动》的第3节。本节课是曲线运动的一个实例,《高中物理课程标准》对这一部分的要求是“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”。在高中物理课程中,《平抛运动》这一节课内容起到了承上启下的作用,它是直线运动规律、牛顿运动定律、运动的合成与分解的实际应用和延续;同时也为研究斜抛运动、带电粒子在匀强电场中的类平抛运动等奠定基础。
教材对《平抛运动》的处理分为三个层次:
(1)通过对生活实际现象的分析,建立平抛运动模型;
(2)通过实验方法和理论(动力学)探究找到研究平抛运动规律的'方法——分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动(化繁为简);
(3)通过数学和物理已学知识(直线运动规律、合运动与分运动关系)找到平抛运动的规律,并且能够运用该规律解决简单的实际问题。
教材这样安排,强调了实验探究的重要性,突出了物理学的基本研究方法,让学生明白,物理规律不仅可以直接由实验得到,也可以用已知规律从理论上导出。
二、学情分析
在必修一课本中,学生已经学习了直线运动规律、牛顿运动定律,而在本章第一节学习了曲线运动,在第二节学习了运动的合成与分解,知道什么叫合运动,什么叫分运动,合运动与分运动是什么关系,同时也知道两个直线运动的合运动可以是曲线运动。但是在学生的头脑中并没有建立起“分曲为直”、“化繁为简”的具体概念。
三、教法分析
本节教学要突出学生“自主探究”的主题,注重从问题、情景出发,在质疑中引发思考,提出概念 ;在讨论中激烈碰撞,找到规律。
三、教学目标
知识与技能:
(1)能准确说出平抛运动的定义
(2)知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动以及为什么可以这样分解
(3)掌握平抛运动规律
过程与方法:
通过本节课学习让学生体会物理的研究方法——化繁为简、实验探究、理论探究等
情感、态度、价值观:
通过对教材上所附彩图“平抛物体的闪光照片”的分析以及平抛运动录像的慢放分析,启发学生:处理物理问题可以利用各种技术手段来弥补我们感官功能上的不足,鼓励创造出新的研究方向和创造新的测量仪器。
四、教学重点、难点
(1)教学重点:
平抛运动分解方法的探究过程;
平抛运动规律。
(2)教学难点:
平抛运动分解方法的探究和规律的得出过程教师引领的问题设计。
五、教学流程
六、教学过程设计
教学环节一设计:
创设情境、问题引领、提出概念
创设情境:
纸片、相同纸片叠成的飞机、相同纸片揉成的纸团分别以相同的水平速度抛出。请学生观察运动情况。
问题引领:
问题一:物体的运动形式决定于哪两个因素?
答:初速度、受力
问题二:纸片、纸飞机、纸团的质量相 同、初速度相同,为什么运动情况各异?
答:空气阻力
问题三:有什么办法让三者运动趋同?
答:减小空气阻力(减小体积)
抽成真空
概念提出:
在没有空气阻力的情况下,以相同速度水平抛出的物体,其运动轨迹相同,称为抛物线。物体的运动称为平抛运动。
定义:
平抛运动:以一定速度水平抛出的物体,只在重力作用下的运动,叫作平抛运动。
教学环节二设计:实验探究、自主探究、找到分解方法
第二步:针对演示实验进行小组讨论。
讨论的问题:
1、在演示实验中,你观察到什么现象?
2、实验现象说明了什么?
第三步:研究频闪照片并回答下列问题:
1、你从照片上得到什么信息?
2、做平抛运动的小球在水平方向做什么运动?为什么?
3、做平抛运动的小球在竖直方向做什么运动?为什么?
第四步:理论探究
问题1:如果物体以一定的水平速度抛出后,不受力的作用,物体将做什么运动?
问题2:如果物体没有初速度,只受重力,将做什么运动?
教学环节三设计:平抛运动规律
七、板书设计
2、高中物理一等奖说课稿《平抛运动》
一、教材分析
(一)教材简介
这节课要探究的内容比较丰富,在运动的合成与分解的基础上,给出了什么叫平抛运动,提出了探究的问题:探究平抛运动的特点。探究的过程既有实验现象的观察。又有分析、推理的`过程,还将实验现象与分析、推理结合起来,探究出平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律。
(二)教学目标
⑴知识与技能
1.知道平抛运动的特点和规律。
2.知道平抛运动形成的条件。
3.理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g。
4.会用平抛运动解答有关问题。
⑵过程与方法
1.利用已知的直线规律来研究复杂的曲线运动,渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”“正交分解”的思想方法。
2.平抛物体探究实验中突出了“实验的精髓在于控制”的思想。
⑶情感态度与价值观
通过实际情景培养学生关注物理、关注生活的意识,并且培养学生在生活中应用物理知识的意识;使学生爱物理、爱生活。
(三)教学重点、难点
重点:平抛物体运动的特点和规律。
难点:平抛运动规律的得出过程。
二、学情分析
深入的了解学生是上好课的关键,我对学生的基本情况分析如下:
⑴高一学生已经具备较好的物理实验能力、分析问题能力、归纳实验现象的能力。
⑵学生刚学习过直线运动规律,对直线运动的分析方法记忆犹新;并在上一节中刚学过运动合成与分解的知识,对这一分析曲线运动的方法并不陌生,这为本节课在方法上铺平了道路;
三、教法与学法
为了发挥教师的主导作用和学生的主体地位,突出重点、突破难点,我主要采取以下的教学方法和学法。
教法:探究式教学法和情景创设教学法
学法:以学生合作学习和探究性学习为主,培养学生的逻辑思维能力。
四、教学过程设计
“授之以鱼、不如授之以鱼”,教是为了不教,根据本课题的特点和学生的基本情况我作如下的教学设计。
3、高中物理一等奖说课稿《平抛运动》
高一物理《平抛运动》说课稿
一、教材分析
(一)教材简介
这节课要探究的内容比较丰富,在运动的合成与分解的基础上,给出了什么叫平抛运动,提出了探究的问题:探究平抛运动的特点。探究的过程既有实验现象的观察。又有分析、推理的过程,还将实验现象与分析、推理结合起来,探究出平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律。
(二)教学目标
(1)知识与技能
1.知道平抛运动的特点和规律。
2.知道平抛运动形成的条件。
3.理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g。
4.会用平抛运动解答有关问题。
(2)过程与方法
1.利用已知的直线规律来研究复杂的曲线运动,渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”“正交分解”的思想方法。
2.平抛物体探究实验中突出了“实验的精髓在于控制”的思想。
(3)情感态度与价值观
通过实际情景培养学生关注物理、关注生活的意识,并且培养学生在生活中应用物理知识的意识;使学生爱物理、爱生活。
(三)教学重点、难点
重点:平抛物体运动的特点和规律。
难点:平抛运动规律的得出过程。
二、学情分析
深入的了解学生是上好课的关键,我对学生的基本情况分析如下:
(1)高一学生已经具备较好的物理实验能力、分析问题能力、归纳实验现象的能力。
(2)学生刚学习过直线运动规律,对直线运动的分析方法记忆犹新;并在上一节中刚学过运动合成与分解的知识,对这一分析曲线运动的方法并不陌生,这为本节课在方法上铺平了道路;
三、教法与学法
为了发挥教师的主导作用和学生的主体地位,突出重点、突破难点,我主要采取以下的教学方法和学法。
教法:探究式教学法和情景创设教学法
学法:以学生合作学习和探究性学习为主,培养学生的逻辑思维能力。
四、教学过程设计
“授之以鱼、不如授之以鱼”,教是为了不教,根据本课题的特点和学生的基本情况我作如下的教学设计。
4、高中物理必修2《世界咖啡——平抛运动》教学设计一等奖
作为一位不辞辛劳的人民教师,编写教学设计是必不可少的,借助教学设计可使学生在单位时间内能够学到更多的知识。教学设计应该怎么写才好呢?以下是小编收集整理的高中物理必修2《世界咖啡——平抛运动》教学设计范文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
一、设计理念
本教学设计是以世界咖啡会议模式为载体承载起高中物理的教学。著名的“World Cafe”(世界咖啡)会议模式就是不同专业背景、不同职务、不同部门的一群人,针对数个主题,发表各自的见解,互相意见碰撞,激发出意想不到的创新点子。世界咖啡让参与者进行深度的汇谈,并产生更富于远见的洞察力。
通过平抛运动的研究让学生感受到实验与理论相结合的物理学研究方法。
二、教材分析
平抛运动是曲线运动一章的重点,也是高中物理的重点,为选修3-1带电粒子在电场中的类平抛运动的学习奠定基础,它是一种最基本、最重要的曲线运动,是运动的合成和分解知识的第一次应用,是理解和掌握其它曲线运动的基础。
平抛运动是一种典型的匀变速曲线运动,它体现了处理复杂的曲线运动的基本方法:先分解成几个简单的直线运动,再进行合成,从而理解运动的.独立性原理和叠加原理,并且会利用这种方法解决问题。本节的内容较简单,得出结论也并不难,但是用运动的合成和分解分析问题的方法,是运动学中常用的一种重要的研究问题的方法,是本节课的一个重点。因此,在教学中应让学生主动尝试、直观感受应用这种方法来解决平抛物体运动规律。这一学习过程的经历,能激发学生探究未知问题的乐趣,领悟怎样将复杂的问题化为简单的问题,将未知问题化为已知问题。
三、学情分析
1.运动的合成与分解的理论知识学生已经学习。
2.学生已经学习了牛顿第二定律,匀速直线运动和自由落体运动的规律也已经掌握。
3.学生的动手能力较弱。
四、教学目标
1.知识与技能
①了解世界咖啡会议模式,能积极参与组内和组间的讨论,学会分享和贡献。
②知道什么是抛体运动,知道抛体运动的性质,知道什么是平抛运动,理解平抛运动的规律,知道平抛运动的轨迹是一条抛物线。
③能利用现有器材进行平抛运动的相关实验并进行实验的设计和改造。
2.过程与方法
①经历参与世界咖啡会议模式的过程。
②通过实验探究、理论探究,培养提高学生实验、观察、分析能力。
③渗透物理学研究方法的教育。体验平抛运动的处理方法是运用运动的合成与分解化曲为直、化繁为简。
3.情感态度与价值观
①通过参与世界咖啡会议模式的过程,培养学生个体在群体中交流和协作的能力,增强集体的凝聚力。
②体验科学研究的趣味性,激发学生热爱科学的情感。
五、教学重点
经历科学研究过程,掌握平抛运动的研究方法和运动规律。
六、教学难点
使学生理解平抛运动是由水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动合成的,并归纳出其运动规律。
七、教学方法与手段
分组实验法、探究法、讨论法。
利用多媒体(见光盘)、导学案(见附录Ⅰ)、平抛实验教具(见包括自制教具附录Ⅱ)
八、教学流程
教学环节教师活动学生活动设计意图引入你有一个苹果,我有一个苹果,交换后每人只有一个苹果;你有一种思想,我有一种思想,交换后每人就有两种思想。今天,我们大家齐聚在这里,如果针对某个主题进行思维的碰撞,一定会激发出意想不到的创新点子。本节课我们就想以著名的世界咖啡会议模式为载体来探究一个物理问题。首先,让我们了解一下什么是世界咖啡?著名的“World Cafe”(世界咖啡)会议模式就是不同专业背景、不同职务、不同部门的一群人,针对数个主题,发表各自的见解,互相意见碰撞,激发出意想不到的创新点子。世界咖啡让参与者进行深度的汇谈,并产生更富于远见的洞察力。世界咖啡的五项原则是:①明确会谈内容②创造热情友好的氛围③鼓励每个人的投入、贡献④吸收多元文化,接受不同观点⑤收获、分享共同成果。我们今天就想以她为载体和大家一起一边听着悠扬的咖啡厅音乐,一边探究“平抛运动”。
下面我介绍一下今天的活动流程:
1.小组内实验、研讨5min。首先选出店长,确定自己咖啡屋的名字。然后针对主题进行实验、讨论,将结果整理在导学案上以供交流。(负责人:店长)
2.组间自由交流5min(店长留守本咖啡屋,为其他组组员介绍本组实验和研究成果,本组组员去其他咖啡屋学习经验)
3.完善研究成果2min(所有人回到本组,结合学习到的经验完善本组研究成果)
4.展示交流(每组1min)活动一:组内研讨下面我给各组确定一下主题,然后大家开始进行活动的第一项——组内实验、研讨。首先选出店长,确定自己咖啡屋的名字。然后针对主题进行实验、讨论,将结果整理在导学案上以供交流。(负责人:店长)
教师巡视指导。小组内实验、研讨。首先选出店长,确定自己咖啡屋的名字。然后针对主题进行实验、讨论,将结果整理在导学案上以供交流。(负责人:店长)通过开放的氛围,培养学生动手实验自主研讨的能力。同时给学生提供一个实践和思维的空间,便于课堂的教学生成。活动二:组间自由交流接下来开始进行活动的第二项——组间自由交流。(店长留守本咖啡屋,为其他组组员介绍本组实验和研究成果,本组组员去其他咖啡屋学习经验)
教师巡视指导。组间自由交流(店长留守本咖啡屋,为其他组组员介绍本组实验和成果,本组组员去其他咖啡屋学习经验)进一步扩大交流的范围,给学生提供更大的交流平台,激发思维的火花。活动三:组内整理完善接下来开始进行活动的第三项——完本组善研究成果(所有人回到本组,结合学习到的经验完善本组研究成果)
教师巡视指导。组员回到本组,结合学习到的经验完善本组研究成果。大范围的交流之后,给小组一个静下心来整理完善的机会,有利于锻炼学生的总结归纳能力。活动四:展示交流接下来开始进行活动的第四项——展示交流。
教师指导、归纳、评价。各组派代表交流。集体智慧的碰撞。总结归纳(结合活动四进行)总结归纳平抛运动。(多媒体演示)
一、什么是抛体运动?平抛运动?
以一定的将物体抛出,如果物体只受的作用,我们把这种运动称为抛体运动;在抛体运动中有一种特殊情况,即物体被抛出时的初速度方向沿方向,我们把这样的抛体运动称为平抛运动。
二、实验探究平抛运动
探究一:平抛竖落仪Ⅰ(多媒体演示)
1.本实验中两个小球做的分别是什么运动?并说明原因。
2.做实验时观察到了什么现象?
3.改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,结果又会怎么样呢?
4.本实验的结论?并说明原因。
5.请提出本实验的不足和改进的建议?
探究二:平抛竖落仪Ⅱ
1.本实验中两个小球做的分别是什么运动?并说明原因。
2.做实验时观察到了什么现象?
3.本实验的结论?并说明原因。
4.请提出本实验的不足和改进的建议?
探究三:射击(多媒体演示)
1.树枝上的一只猴子看到一个猎人正用枪对准它,为了逃脱即将来临的厄运,它想让自己落到地面上逃走。但是就在它掉离树枝的瞬间子弹恰好射出枪口,问猴子能逃脱厄运吗?
2.如果固定猴子不动,发射子弹,你观察到什么现象?
3.如果使猴子在发射子弹的同时自由下落,你观察到什么现象?4.本实验的结论?并说明原因。
5.请提出本实验的不足和改进的建议?
播放中俄海上联合军演视频,激发兴趣,培养学生为“中华崛起而读书”的宏伟志向。
探究四:双轨平抛仪(多媒体演示)
1.本实验中两个小球做的分别是什么运动?并说明原因。
2.做实验时观察到了什么现象?
3.本实验的结论?并说明原因。
4.请提出本实验的不足和改进的建议?
探究五:描轨迹
1.本实验的结论?
2.请提出本实验的不足和改进的建议?
三、理论探究平抛运动
1.水平方向:初速度为v0,不受力,匀速直线运动。
2.竖直方向:初速度为0,只受重力,自由落体运动。
四、平抛运动的规律
1.平抛运动是匀变速曲线运动。
2.平抛运动的规律:
①速度:vx= v0,vy=gt,
②位移:x=v0t,
③平抛物体飞行时间,由飞行高度h决定,与水平初速度v0大小无关。
④轨迹方程:x=v0t,
平抛运动的轨迹是抛物线。各组派代表交流。给学生的课堂研讨和课后的继续研讨一个指引方向。思考拓展
作业布置1.增大抛出速度,会出现什么情况?(人造卫星的奥秘蕴藏其中)
2.请你来当飞行员。(推荐学生进入教师的博客游戏)
3.什么是斜抛运动?(预习)
4.斜抛运动也可以分解为两个方向的运动,水平方向做运动,竖直方向做运动。(预习)
5.完成导学案。若有问题相互交流。带着问题反思研讨的结论。
5、高一物理《平抛运动》教学设计一等奖
一、教材分析
(一)教材简介
这节课要探究的内容比较丰富,在运动的合成与分解的基础上,给出了什么叫平抛运动,提出了探究的问题:探究平抛运动的特点。探究的过程既有实验现象的观察。又有分析、推理的'过程,还将实验现象与分析、推理结合起来,探究出平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律。
(二)教学目标
⑴知识与技能
1.知道平抛运动的特点和规律。
2.知道平抛运动形成的条件。
3.理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g。
4.会用平抛运动解答有关问题。
⑵过程与方法
1.利用已知的直线规律来研究复杂的曲线运动,渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”“正交分解”的思想方法。
2.平抛物体探究实验中突出了“实验的精髓在于控制”的思想。
⑶情感态度与价值观
通过实际情景培养学生关注物理、关注生活的意识,并且培养学生在生活中应用物理知识的意识;使学生爱物理、爱生活。
(三)教学重点、难点
重点:平抛物体运动的特点和规律。
难点:平抛运动规律的得出过程。
二、学情分析
深入的了解学生是上好课的关键,我对学生的基本情况分析如下:
⑴高一学生已经具备较好的物理实验能力、分析问题能力、归纳实验现象的能力。
⑵学生刚学习过直线运动规律,对直线运动的分析方法记忆犹新;并在上一节中刚学过运动合成与分解的知识,对这一分析曲线运动的方法并不陌生,这为本节课在方法上铺平了道路;
三、教法与学法
为了发挥教师的主导作用和学生的主体地位,突出重点、突破难点,我主要采取以下的教学方法和学法。
教法:探究式教学法和情景创设教学法
学法:以学生合作学习和探究性学习为主,培养学生的逻辑思维能力。
四、教学过程设计
“授之以鱼、不如授之以鱼”,教是为了不教,根据本课题的特点和学生的基本情况我作如下的教学设计。
6、《平抛物体的运动》物理教案一等奖设计
高一物理教案《平抛物体的运动》教学设计
教学目标
知识目标
1、知道只受重力作用,以一定的初速度水平抛出的运动,是平抛运动.了解平抛运动的定义及特点,它是本节的基础内容.
2、复习曲线运动的条件,理解平抛运动是匀变速曲线运动,使学生理解匀变速运动不一定是直线运动,还可以是曲线运动.
3、掌握研究平抛运动的方法,在学生已有的直线运动和运动合成的知识基础上,将平抛运动分解为水平的匀速运动,竖直的自由落体运动.利用匀速运动和自由落体运动规律,由合成的知识得出乎抛运动的规律,运动轨迹.
能力目标
训练逻辑推理能力,分析综合能力,以及培养学生解决实际问题的能力.
情感目标:
采用多媒体,培养学生学习的兴趣;通过课堂讨论,培养学生的团结精神.
教学建议
教材分析
教材开门见山,给出平抛物体运动的定义,通过演示实验和频闪照片引出平抛物体运动的处理方法,接着讨论平抛物体运动的规律,最后通过例题加以巩固落实,同时又附有思考和讨论及课外小实验,比较便于学生的理解和掌握.
教法建议以及教学重点难点
教法建议
平抛的规律是本章的重点知识,物体的运动按路径分为直线运动和曲线运动.平抛物体运动是曲线运动的一个重要模型,同时也是同学们首次研究曲线运动.要结合教学课件和演示实验,通过同学的讨论达到教学目的.引导同学利用运动会成与分解的知识将平抛运动分解为水平的匀速运动,竖直的自由落体运动,利用匀速运动和自由落体运动规律,由合成的知识得出平抛运动的规律.这是研究曲线运动的基本方法,化曲为直,化繁为简.掌握位移和速度公式,轨迹方程.培养自主学习能力.
教学重点,难点:
教学重要的是教给学生方法,培养能力.平抛的教学重点是利用运动合成与分解的方法将平抛运动分解为水平的匀速运动,竖直的自由落体运动.再利用合成知识求平抛运动的位移及速度.这也是难点.
教学设计方案
一、平抛运动
引入:粉笔头从桌面边缘水平飞出,观察粉笔头在空中的运动
定义:物体以一定的初速度沿水平方向抛出,物体只受重力的'作用,这样的运动叫平抛运动.
学生举例;可看作平抛运动的生活事例.
二、平抛运动的规律:
(一)介绍水平竖落仪.演示:两小球同时从同高处落下,一小球自由落体,一小球平抛,它们总是同时落地
(二)用录像放慢动作,两小球同时从同一高处落下,任何时刻总在同一高度,说明平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动.
(三)利用课件1:引导分析水平方向:不受力,初速度,做匀速直线运动
(四)利用课件2:平抛运动及两个分运动的闪光照片,进一步说明:平抛运动在竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动.
(五)引导同学推导规律:建立直角坐标系,以抛出点为坐标原点,初速度方向为轴正向,竖直方向向下为轴正向.
学生导出
1、平抛物体在时刻的瞬时速度:
水平方向:
竖直方向:
平抛物体在时刻的的速度大小:
平抛物体在时刻的速度方向:与水平方向的夹角为,则:
2、平抛物体在时刻的位移:
水平方向:
竖直方向:
平抛物体的位移大小:
平抛物体的位移方向:与水平方向的夹角为,则:
3、消去时间,轨迹:是抛物线
(六)讨论:
l)平抛运动物体的飞行时间由什么量决定?
2)平抛运动物体的水平飞行距离由什么量决定?
3)平抛运动物体的落地速度由什么量决定?
探究活动
如何测得平抛运动物体的初速度
课外小实验:让橡皮从桌子上水平抛出,如何得出其初速度?
【提示】实验目的测平抛的初速度,解决方法例用平抛规律,由高度求出时间,所以要测桌子高度.利用水平位移求出初速度,所以要测水平射程.
【思考】根据平抛运动的知识,若想求出初速度,还有什么方法?需要已知什么条件?
7、高中物理必修1《匀变速运动实例——自由落体运动》教学设计一等奖
教学内容为鲁科版《普通高中课程标准实验教科书·物理必修1》(20xx年8月第3版)第三章第3节(第46页至第53页)。它是在学习“匀变速直线运动规律”之后编排的,是匀变速直线运动的特例。通过对自由落体运动的研究,使学生既了解一种具体的运动,又巩固匀变速运动规律,也加强了课本知识与实际生活的联系;通过研究物理问题的基本思路和科学方法的学习,为今后研究“竖直上抛运动”和“平抛物体的运动”打下良好的基础。本课利用闪光照片来研究物体运动的方法,也将在后续课程中应用。因此,本节课是本章知识的复习课,是培养学生思维的研究课,是联系生活的应用课,也是后继学习的知识准备课。
本节教材有四个知识点。即:A.影响物体下落快慢的因素;B.自由落体运动的定义、性质及特点;C.自由落体运动的加速度g;D.自由落体运动的规律。
各知识点是按知识的形成过程有机结合的。即:从对落体运动表象的观察,到深层的分析和研究,由浅入深、由表及里逐一展开。具体说:先观察轨迹,再判断运动快慢,进而分析运动的性质,确定运动加速度,最后明确运动规律。本节教材这样编写符合教育家赞科夫提出的“使学生理解学习过程”的原则,因此,在课堂教学过程中有必要遵循教材编写意图,按知识的形成过程进行教学。
学生学习情况分析
1、学生由于受日常经验的影响,对物体的下落运动普遍存在重快轻慢的错误认识。本节课拟通过学生之间的辩论,使学生明确认识到:日常见到的现象是因为受空气阻力的影响的缘故,从而有效地消除学生的从生活中得来的错误观念,培养学生透过现象看到本质的辩证唯物主义认识观。
2、学生已学过“匀变速直线运动规律”的运动学知识,具备了一定的学习基础,通过DIS传感器直观真实地得出自由落体运动的速度图像后,由学生根据以前学过的图像规律自行总结出自由落体运动的特点,利用“牛顿管实验”中铁片和羽毛同时落到底部的实验现象引导学生根据已学知识推导出同一地点不同物体自由下落的加速度是相同的,得出自由落体加速度的概念,然后结合匀变速直线运动规律“水到渠成”地推导出自由落体运动的规律。
设计思想教学过程的优化设计关系到课堂教学的质量,教学目标的实验、教学任务的完成都要通过教学过程来实施。本节课的主要教学思路如下:A.由一则生活引入新课,明确课题;通过一个小的演示实验研究物体下落的运动;B.通过“辩论赛”的方式探究影响物体下落快慢的因素,然后抓住主要因素,忽略次要因素,建立理想化过程,得出自由落体运动的概念;C.利用DIS传感器定量分析,得出自由落体运动的性质和特点。利用牛顿管实验理论推导出同一地点不同物体的自由落体加速度是相同的;D.用前面学过的匀变速直线运动的规律及自由落体运动的特点总结出自由落体运动的规律(公式);E.在“迷人小实验”中,利用总结出的公式计算出一般人的反应时间,与引入遥相呼应,进行情感态度价值观的教育。
教学目标
1、知识与技能:理解自由落体运动的实质及相关概念,掌握自由落体运动的规律。
2、过程与方法:通过演示实验让学生从观察实验中分析归纳出自由落体运动的特点,培养学生将形象思维转化为抽象思维的能力,归纳概括出物理概念和物理规律的能力。
3、情感态度价值观:
(1)通过实验、观察、推理、归纳等科学知识和方法,培养学生透过现象看本质的认识观;
(2)通过对自由落体运动的学习,培养学生多层次考虑问题的辩证唯物主义思想;
(3)通过多媒体技术的应用激发学生的学习兴趣,培养学生追求科学真理的学习品质。
(4)让学生感受到物理与科学和社会、生活的联系,感受到科学的现实性。使学生产生强烈的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,初步领略科学的美妙与和谐,体验解决问题时的喜悦。培养学生合作意识与协作精神。
教学重点和难点
重点:
认识自由落体运动是初速度为零、加速度为 g的匀变速直线运动,并能应用匀变速直线运动的规律解决自由落体运动的问题.
难点:
(1)物体下落的快慢与物体所受重力大小无直接关系。
(2)同一地点自由落体运动中不同物体下落的加速度都为g。
教学过程设计
一、引入新课
同学们,在讲新课之前,老师先给大家讲一则生活见闻。老师有一次在街上看见一个江湖骗子在行骗,现在我将他的骗术再现一下:
这是一张百元钞票,我捏住它的顶端,你用两个手指放在钞票的中部做好捏住钞票的准备,但注意在我松手之前你手的任何部分都不能碰到钞票,当看到我松手时,你就立刻去捏钞票。
骗子说:“如果你能捏得住,百元钞票归你,如果捏不住,你只需给我五元钱”。
现在请三位反应敏捷的同学上台来试试,看能否捏得住钞票。
事实证明,绝大多数人都捏不到钞票而被骗。要戳穿骗子的骗局,揭示其中的科学道理,学习完本节内容就知道了。
二、新课教学
[板书:第3节匀变速直线运动实例——自由落体运动]
师:现在我们来研究挂在细线下静止的小球,小球受哪些力的作用?
生:重力和拉力
师:如果把线剪断,小球下落后受什么力作用?
生:重力和空气阻力(较小)
师:那么,小球将在什么方向上运动?
生:沿竖直方向下落
演示:用火将绳子剪断,小球下落。
这就是我们常见的物体自由下落的现象。将轻重不同的物体从同一高度同时静止释放,快慢相同吗?(同学们七嘴八舌,主要有两种看法:重的物体下落快、重的物体不一定下落快。)
[板书:一、科学探究1——轻重物体下落快慢相同吗?]
师:赞成重的物体下落快的同学请举手,赞成重的物体下落不一定快的同学请举手。究竟哪种说法正确呢?现在我们来举行一次小小的辩论赛吧。请刚才举手的同学们各选出三名代表,坐到讲台的两侧来。
坐在讲台左侧的代表队为正方,他们的观点是:重的物体下落快。坐在讲台右侧的代表队为反方,他们的观点是:重的物体下落不一定快。每队的桌面上放有硬币一枚、相同纸片两张、相同体积的铁球和铝球各一个。现在各队先讨论5分钟,可以利用桌面的器材设计实验来论证本方的观点。
正方甲生:同学们请看,将硬币与纸片同时由同一高度静止释放,硬币比纸片下落得快,说明重的物体下落快。(鼓掌)
反方乙生:将纸片捏成团,然后与硬币同时由同一高度静止释放,两者几乎同时落到桌面上。说明重的物体下落不一定快。(鼓掌)
正方丙生:你们怎么证明是同时到达呢?根本看不清楚,硬币肯定会更快到达桌面的,只是太快了,我们眼睛区分不出来。
反方丁生:将铁球和铝球同时由同一高度静止释放,大家认真听听,落到桌面时,声音只有一个(演示),说明两球是同时落到桌面的,也即快慢一样。
正方丙生:落到桌面的声音并不清脆,有些混浊,也许是两个时间间隔太短了,我们的耳朵区分不出来。
反方戊生:我们假设“较重的铁球下落得快”是正确的,那么将铁球和铝球用线连在一起下落,跟铁球单独下落相比,谁下落得快?按正方观点连在一起的两球比铁球重,应该比铁球下落得快。但是铁球和铝球连在一起后,下落得慢的铝球要对下落得快的铁球起阻碍作用,所以两球连在一起时,应该比单独的铁球下落得慢。由正方观点推出了自相矛盾的两个结论,所以说,正方观点在逻辑上是站不住脚的,是错误的。(热烈鼓掌)
正方同学面面相觑,哑口无言。
师:在刚才的激烈辩论中,正反双方同学都能开动脑筋、积极思考,充分利用了桌面上的器材来论证已方的观点,特别是反方戊生在实验观察效果不够明显的情况下,能利用我国古代“以子之矛攻子之盾”的逻辑思想,推翻了正方的观点,更是值得称赞的。现在我宣布反方同学获胜。(鼓掌)
师:重的物体不一定比轻的物体下落得快。那么,物体自由下落快慢到底受什么因素影响呢?为什么纸片捏成团后,重量未变,但下落得快呢?
生:因为物体自由下落时,物体除了受重力作用以外,还受到空气阻力的影响,纸片捏成团后,重力作用不变,而空气阻力的影响变小,所以下落得快。
师:如果没有空气阻力作用的话,物体自由下落得情况会怎样呢?我们通过实验来观察这一情况。
演示:牛顿管实验。
师:轻重不同的羽毛和金属片在没有空气的空间自由下落,它们不受空气阻力作用,下落快慢相同;若在有空气的空间下落,它们受到空气阻力作用时,下落快慢就不相同了。综合上述实验,得出结论:
[板书:若无空气阻力作用,不同物体自由下落运动快慢相同。]
师:物理学中,把物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。而在日常生活中,物体下落不可能不受空气阻力作用,如果空气阻力相对于重力而言很小可忽略不计的话,物体由静止下落的运动就可看成是自由落体运动,例如:铁片与金属小球从静止开始下落的运动等等。所以自由落体运动是一个理想化过程。通过理想化突出主要因素,忽略次要因素,从而使问题简单化,这是物理学中常用到的一种研究问题的科学方法。
我们可以看到自由落体运动的物体速度越来越大,是作匀加速运动吗?
[板书:二、科学探究2:自由落体运动的特点]
师:我们曾用什么方法研究并判断匀变速直线运动呢?
生:当相邻且相等时间内的位移之差Δs为定值时,小球作匀加速直线运动,且有
Δs=aT2。
师:留迹法是研究物理规律的重要方法。例如频闪照片、纸带等。
课本第47页的图3—26是小球做自由落体运动的频闪照片。限于时间关系,请大家在课后由该图片上的数据判断自由落体运动的性质并计算其加速度。
现在我们用一台较为先进的仪器——DIS传感器来研究自由落体运动的性质。
将重物和速度传感器连在一起自由下落,通过电脑直接在大屏幕上显示出其速度——时间图像。图像有什么特点,由图像可以得到哪些结论呢?
生:自由落体运动的速度图像为一条过原点的倾斜直线,说明了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
[板书:1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。]
师:在同一地点将两个不同的物体静止释放,不计空气阻力,它们运动的加速度相同吗?大家可以根据刚才我们做过的牛顿管实验中羽毛和铁片的运动情况进行理论推导。请一位同学上台演板。
学生演板:
即不同物体自由下落的加速度是相同的。
师: 在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,又叫重力加速度,通常用g来表示。
[板书:2、自由落体运动的'加速度a=g,方向竖直向下。]
师:请同学们阅读课本第48页的信息窗。由信息窗可以获取哪些信息呢?
生:不同纬度重力加速度的值不同,纬度越高,重力加速度值越小。
师:很好,请坐。重力加速度的值不仅跟纬度有关,还跟高度等因素有关,这将在我们以后的学习中继续学习。自由落体运动是v0=0,a=g的匀加度直线运动,我们能否利用以前学过的匀变速运动的公式推导出自由落体运动的公式呢?
生:能。
由
师:很好。式中的s我们也常用h来替代。
[板书:三、自由落体运动公式 ]
师:请大家根据课本第49页“迷你实验室”中提示的方法,两人一组,互测对方的反应时间。(下台询问)绝大多数同学的反应时间在0.15—0.18s之间,而百元钞票长为15.6cm,一半长7.8cm,将h=7.8cm代入公式可得t=0.13s,可恶的骗子就是利用这0.02—0.04s的差距骗取人民的钱财的。希望大家通过本课的学习能够理解“占小便宜吃大亏”、“天上不会掉馅饼”的人生哲理。
师:0.02s让骗子的诡计得逞;0.02s杨利伟叔叔驾驶“神州五号”绕地球运行了约158m;雅典奥运会百米决赛赛场上盖特林9秒85,奥比科维鲁9秒86,格林9秒87。他们都只相差了0.01s,这是怎样的差距?是从“金牌”到“银牌”到“铜牌”的巨大落差,更是近在眼前却难以逾越的无奈……。时间对于每个人来说都是宝贵的,同学们要珍惜属于自己的分分秒秒,努力学习、快乐生活,将来成为一个对社会有贡献的人。
课堂小结(1)我们运用了物理学中的理想化方法,从最简单、最基本的情况入手,抓住影响运动的主要因素,去掉次要的非本质因素的干扰,建立了理想化的物理过程——自由落体运动,理想化是研究物理问题常用的方法之一,在后面的学习中我们还要用到。
(2)通过分析处理实验数据,推出了自由落体加速度的概念,结合匀变速直线运动的规律推导出自由落体的运动规律,
(3)同学们要学会研究问题的方法而不仅仅是知识本身,知识的结论当然重要,但更重要的是如何获取知识和处理知识。
布置作业:
1、利用课本第47页的图3—26上的数据判断自由落体运动的性质并计算其加速度。
2、阅读课本第50页至52页,完成第53页练习5、6。
3、查阅资料,了解重力加速度的测量有什么实际意义。
4、由实验测出的重力加速度的值比当地实际的重力加速度的值小,试分析误差来源。如何改进实验可以减少误差?
教学小结与反思
1、由一则生活见闻引出课题,较好地集中了学生的注意力,激发了学生强烈的求知欲,有效地调动了课堂气氛。
2、通过实验演示,激发学生的好奇心,培养学生的学习兴趣,用火烧断悬线,可避免剪刀剪断悬线时对悬线横切的不利影响,确保小球开始下落时初速为零。
3、通过“辩论赛”,引导学生动手、动脑、动嘴,自行设计实验探究物理规律,很好地培养了学生团结协作、自主学习、勇于探索创新的精神,较好地训练了学生的语言表达能力,让学生充分体验到了成功的喜悦。也使学生了解突出主要因素,忽略次要因素的哲学思想,逐步帮助学生树立起辩证唯物主义的认识论。
4、为了保证学生有充足计算时间,特把频闪照片的数据分析和处理放在课后进行。课内则采用先进的DIS传感器系统,直观、真实、快捷地展示出自由落体运动的速度图像,然后依据学生已有的知识和物理研究方法,通过数据分析、归纳总结、类比迁移,由自己推导出自由落体的运动性质和规律。
5、最后的“迷你小实验”与引入遥相呼应,及时对学生进行情感态度价值观的教育,使学生建立正确的人生观和价值观。
6、本节课科学探究所花时间较多,没有安排随堂训练,拟在下节课补充一节习题课。
8、平抛运动物理教案一等奖
一、教材分析
(一)教材简介
这节课要探究的内容比较丰富,在运动的合成与分解的基础上,给出了什么叫平抛运动,提出了探究的问题:探究平抛运动的特点。探究的过程既有实验现象的观察。又有分析、推理的过程,还将实验现象与分析、推理结合起来,探究出平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律。
(二)教学目标
⑴知识与技能
1.知道平抛运动的特点和规律。
2.知道平抛运动形成的条件。
3.理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g。
4.会用平抛运动解答有关问题。
⑵过程与方法
1.利用已知的直线规律来研究复杂的曲线运动,渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”“正交分解”的思想方法。
2.平抛物体探究实验中突出了“实验的精髓在于控制”的思想。
⑶情感态度与价值观
通过实际情景培养学生关注物理、关注生活的意识,并且培养学生在生活中应用物理知识的意识;使学生爱物理、爱生活。
(三)教学重点、难点
重点:平抛物体运动的特点和规律。
难点:平抛运动规律的得出过程。
二、学情分析
深入的了解学生是上好课的关键,我对学生的基本情况分析如下:
⑴高一学生已经具备较好的物理实验能力、分析问题能力、归纳实验现象的能力。
⑵学生刚学习过直线运动规律,对直线运动的分析方法记忆犹新;并在上一节中刚学过运动合成与分解的知识,对这一分析曲线运动的方法并不陌生,这为本节课在方法上铺平了道路;
三、教法与学法
为了发挥教师的主导作用和学生的主体地位,突出重点、突破难点,我主要采取以下的教学方法和学法。
教法:探究式教学法和情景创设教学法
学法:以学生合作学习和探究性学习为主,培养学生的逻辑思维能力。
四、教学过程设计
“授之以鱼、不如授之以鱼”,教是为了不教,根据本课题的特点和学生的基本情况我作如下的教学设计。
教学环节教学内容及教师组织活动设计意图
㈠
情景创设
引入课题创设情景:从水平飞行的飞机上空投物资;(视频)
引问:请同学描述上述物体运动的轨迹和运动性质
(演示I)用力弹一下放在桌面上的小球,使它以一定的.水平初速度离开桌面,让同学观察小球离开桌面后的运动轨迹。如图所示,重复两次让同学们能够清楚地观察。
提出问题:请同学们分析一下小球为什么会做曲线运动呢?情景创设教学法:
从生活情景中构建物理情景,以培养学生在生活中联系物理的习惯,同时激发学生探究的兴趣和活跃课堂气氛。培养学生课堂学习的主动和积极性。
㈡
交流与讨论及猜想接着说明刚才的实验中,我们在观察小球做平抛运动时,发现小球在水平向前动的同时,在竖直方向上有下落的运动,那么,这两个方向上运动只具有什么特点呢?
猜想:平抛运动水平方向是不是匀速直线运动,竖直方向是不是匀加速直线运动?
如何验证我们的猜想?
让学生思考如何解决问题。通过讨论培养学生合作学习精神和分析问题解决问题的能力。
㈢
实验与探究
Ⅰ探究平抛运动水平方向的运动规律
(演示2)在如同2所示的装置中,两个相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q;两轨道上端分别装有电磁铁C、D调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小球P,Q在轨道出口处的水平初速度VO相等,将小铁球P、Q分别放在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球能以相同的初速度VO同时分别从轨道M、N的下端射出,实验结果是两球发生碰撞,增加或者减小轨道M的高度实验结果都是一样。
教师引入问题:这个实验结果得出什么结论?通过老师的演示实验培养学生探究物理规律的方法和过程以及归纳物理现象的能力,利用已知的直线运动的规律来探究复杂的曲线运动,渗透物理学“化曲为直”、“化繁为简”的方法。
㈣
实验与探究
Ⅱ教师创设问题:既然平抛物体水平方向上作匀速直线运动那么它在竖直方向上作什么样的运动,我们如何探究呢?
[演示3]用平抛运动演示器做实验
如图所示,用小锤击打弹性金属片C,使A球沿水平方向飞出做平抛运动,与此同时,B球被松开做自由落体运动,改变实验装置离地面的高度,多次实验,两球总是同时落地。(用耳朵听声音)
问题创设:A、B两球同时落地的现象,得出什么结果。
进一步提问:为什么可以下这样的结论呢?
我们可以运用运动的合成与分解的方法得到平抛物体在任一时刻的位置坐标x、y以及水平速度VO和竖直速度Vy。我们设物体以初速度水平VO抛出,它在飞行过程中在时间t内的水平位移x和竖直位移y应如何表示呢?
学生:x=VOty=
gt2
教师:我们要求出物体在t秒末的速度,怎么求呢?(如图所示,物体在t秒末位于B点)
课外探究
用摄像机拍摄小球的下落过程,输入电脑,由视频工具按帧播放小球下落过程,抓图、通过PhotoShop软件处理将各帧图像叠合,从而得到小球运动轨迹。通过叠合照片与实际实验装置的大小比例,可分析小球的运动。
师生共同总结平抛运动规律:
速度:
水平方向:Vx=V0
竖直方向:Vy=gt
合速度大小:
合速度方向:
位移:
水平方向:X=V0t
竖直方向:
合位移大小:
合位移方向:
通过演示实验,让学生讨论交流得出结论,培养学生交流与合作的精神。通过分析、归纳出平抛物体运动的速度、位移公式,培养学生处理信息、推理、归纳的能力。
突出一条研究物理科学的一般思想方法的主线:
观察现象——初步分析——猜想──实验探究──得出规律──重复实验──鉴别结论──追求统一。
培养学生的观察实验能力,分析归纳能力。
使问题更加深化,锻炼学生解决问题的能力。
通过课外探究扩大学生的视野,同时培养学生利用信息技术来处理物理问题的能力。让学生体会到电脑带给人类的好处。
㈤
巩固
练习例:一架装载抗洪救灾物资的飞机,在距地面500m高处,以80m/s的水平速度飞行。为了使救灾物资准确地投中地面目标,飞行员应在距目标水平距离多远的地方投出物资?(不计空点阻力)
作业:63页2、3题通过接近生活的问题来调动学生的兴趣。同时培养学生运用知识解决问题的能力。
㈥
板书设计平抛物体运动
一、平抛运动概念
只受重力的作用初速度为水平方向的抛体运动叫做平抛运动
二、水平方向的运动规律
Vx=V0X=V0t
三、竖直方向的运动规律
Vy=gt
9、高中物理必修二《曲线运动》教学设计一等奖
一、教学目标
1.知识与技能
(1)知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上;
(2)理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上.
2.方法与过程
(1)类比直线运动认识曲线运动、瞬时速度方向的判断和曲线运动的条件;
(2)通过实验观察培养学生的实验能力和分析归纳的能力.
3.情感态度与价值观
激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯.
二、教学重难点
1.曲线运动中瞬时速度方向的判断
2.理解物体做曲线运动的条件
三、教学过程
1.新课导入,引入曲线运动
教师:在必修一里我们学习了直线运动,我们知道物体做直线运动时他的运动轨迹是直线,需要满足的条件是物体所受的合力与速度的方向在同一条直线上。但在现实生活中,很多物体做的并非是直线运动,比如玩过山车的游客的运动、火车在其轨道上的运动、风中摇曳着的枝条的运动、人造地球围绕地球的运动(图片)。
问题1:在这几幅图片中,物体的运动轨迹有什么特点?
(运动的轨迹是一条曲线)
教师:我们把像这样运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
设计意图:通过复习直线运动引入生活中更为常见的曲线运动,并借助实例归纳出曲线运动的概念,帮助学生认识曲线运动。
2.曲线运动的方向
问题2:我们知道物体在做直线运动时,物体的速度方向始终是保持不变的,那么在做曲线运动时,物体的速度的方向又有什么特点呢?
(方向时刻在改变)
问题3:那么,我们该如何确定物体做曲线运动时每时每刻所对应速度的方向呢?
教师:我们来猜想一下,钢珠从弯曲的玻璃管中滚落出来,运动方向会是下面那一种情况呢?
学生:猜想
教师:现在咱们从理论上分析一下,钢珠从弯曲玻璃管中滚落出来的运动方向
当B点无限接近A点时,这条割线变成了曲线在A点的切线,这一过程中AB段的平均速度变成了A点的瞬时速度,瞬时速度的方向沿切线方向。所以钢珠从弯曲玻璃管中滚落出来的运动方向也应该沿试管出口处的切线方向。
下面咱们通过“钢珠滚落”的实验视频验证咱们的猜想及理论推导是否正确。
学生:观看视频
总结:曲线运动速度方向沿曲线某一点的切线方向。
教师:所以在日常生活中我们可以看到这样的画
学生:砂轮打磨过程中砂轮边缘的火星是沿砂轮边沿的切线方向飞出;下雨天我们撑着伞将伞快速转动时,我们发现雨滴不再沿着伞的边沿竖直下落,而是沿着伞边沿的切线方向飞出去。
教师:(思考)我们知道曲线运动每时每刻的速度方向,那曲线运动是匀速运动还是变速运动呢?
学生:变速运动,速度是矢量,曲线运动中速度的方向是不断在变化的。
画一画:画一条物体做曲线运动的`轨迹,在轨迹上任意取四个点,作出在这四个点时,物体运动的方向。
设计意图:类比直线运动中速度,从实验猜想、理论推导再到实验验证以及生活中的实际应用四个角度出发组织学生对曲线运动速度方向的探讨,强化学生对曲线运动时速度方向的认识,突出本节的重难点。
3.曲线运动的条件
思考:物体做曲线运动需要满足什么条件呢?
教师我们来看一个实验的视频,看看钢球在不同条件下是如何运动的
学生:(描述实验现象)钢珠在没有受到侧面磁铁的作用时做直线运动,受到侧面磁铁作用时,偏离原来直线的的运动轨迹,做曲线运动。
教师:咱们一起分析一下物体的运动情况
学生:画出钢球曲线运动轨迹上任意四点出的速度方向和大致的受力方向
教师:大家观察每一点处钢珠的受力方向和速度方向有什么特点?
学生:受力方向和速度方向都不在同一条直线上。
教师:由此我们可以得出结论,物体做曲线运动时需要满足的条件是物体所受合力与速度的方向不在同一条直线上。
教师:大家再观察各点的受力方向与钢珠运动轨迹之间有什么关系?
学生:力都指向轨迹弯曲的一侧。
设计意图:通过指导学生通过视屏观察实验现象,并对对曲线运动轨迹上任意几点速度方向及受力方向的分析得出曲线运动的条件,同时激发学生的兴趣,提高学生的实验能力和分析归纳的能力.
4.拓展
为什么 砂轮?
设计意图:通过动手实践强化学生对本节重点内容的理解掌握。
5.课堂小结直线运动曲线运动概念轨迹是直线的运动轨迹是曲线的运动速度方向不变时刻在变化,沿曲线的切线方向条件物体所受的合力与速度方向在同一条直线上物体所受的合力与速度方向不在同一条直线上
设计意图:新旧知识联系,帮助学生建构新的知识体系。
10、高中物理《运动快慢的描述速度》的优秀教案一等奖
整体设计
高中学习的速度概念较之初中所学的速度有了很大的提升,对学生来说是比较困难的,所以教学设计先通过说明如何用坐标和坐标的变化量来表示质点的位置和位移,为速度概念的叙述作好准备。速度的矢量性问题,是本节的重点,特别是对瞬时速度的理解,体现了一种极限的思想,对此要求引导学生逐步理解,不要急于求成。速度的定义是高中物理中第一次向学生 介绍比值定义物理量的方法,要求教师正确地加以引导,力求学生能理解。教学过程中,要多举实例,通过具体的例子从大小和方向两方面来强化对速度概念的认识,在实际情景中达到建立速度概念的目的。教学设计最后说明速度的应用,特别以“STS”形式从一个侧面说明速度与社会发展的关系。
教学重点
速度概念的建立;速度的比值定义法的理解。
教学难点
速度矢量性的理解;瞬时速度的推导。
时间安排
2课时
三维目标
知识与技能
1、理解速度的概念。知道速度是表示物体运动快慢的物理量,知道它的含义、公式、符号和单位,知道它是矢量。
2、理解平均速度,知道瞬时速度的概念。
3、知道速度和速率以及它们的区别。
过程与方法
1、记住匀速直线运动中速度的计算公式,能用公式解决有关问题。
2、理解平均速度的物理含义,会求某段时间内的平均速度。
情感态度 与价值观
1、通过介绍或学习各种工具的速度,去感知科学的价值和应用。
2、培养对科学的兴趣,坚定学习思考探索的信念。
教学过程
导入新课
问题导入
为了推动我国田径事业的发展,四川省曾举办过一次100 m飞人挑战赛。有8名世界短跑名将参加角逐,其中包括我国的李雪梅和美国的琼斯,最终琼斯夺得冠军。我们知道百米赛跑分为起跑、途中跑和冲刺三个阶段,李雪梅的途中跑阶段比琼斯的起跑阶段跑得快,但我们都说琼斯比李雪梅跑得快,这是为什么?
通过本节课学习,我们就可以给出合理的评判标准。
情景导入
课件展示各种物体的运动,激发学生的学习兴趣。
影片展示:大自然中,物体的运动有快有慢。天空中,日出日落;草原上,猎豹急驰;葡萄架上,蜗牛爬行。
飞奔的猎豹、夜空的流星在运动;房屋、桥梁、树木,随着地球的自转、公转也在运动。天上的恒星,看起来好像不动,其实它们也在飞快地运动,速度至少在几十千米每秒以上,只是由于距离太远,在几十年、几百年的时间内肉眼看不出它们位置的变化。
当高台跳雪运动员出现在赛道的顶端时,全场观众的目光都集中在他身上。运动员由高处急速滑下,在即将到达赛道底部时,他的速度已达到100 km/h。这时,他双膝弯曲,使劲一蹬,顺势滑向空中。然后,为了减小空气阻力的影响,他上身前倾,双臂后摆,整个身体就像一架飞机,向前滑翔。刺骨的寒风抽打着他的脸庞,两边的雪松飞快地向后掠过。最终,滑雪板稳稳地落在地面。
在以上的各种运动现象中,都有关于运动的描述,运动的快慢如何,要用一个新的物理量来描述,那就是速度。
推进新课
一、坐标与坐标的'变化量
复习旧知:在上一节的学习中,我们学习了位移这一较为重 要的矢量。大家回忆一下,位移的定义是什么?
学生积极思索并回答出位移的定义:从初位置指向末位置的有向线段。(复习此知识点,旨在为速度的引入奠定知识基础,让学生知道位移大小的关键在于初末位置。由位置到位置坐标再到坐标的变化量,使学生的认知呈阶梯状上升)
教师引导:既然位移是描述物体位置变化的物理量,所以物体的位移可以通过位置坐标的变化量来表示。
问题展示:在训练场上,一辆实习车沿规定好的场地行驶,教练员想在车旁记录汽车在各个时刻的位置情况,他该如何做?假设在每一秒汽车都在做单向直线运动。
问题启发:对于物体位置的描述,我们往往需要建立坐标系。该教练员如何建立坐标系,才能方便地确定该车的位置?
点评:通过设问,发挥教 师的引导作用,“变教为诱”“变教为导”,实现学生的“变学为思”“变学为悟”,达到“以诱达思”的目标。
教师指导学生分组合作讨论并总结。
小结:直线运动是最简单的运动,其表示方式也最简单。如以出发点为起点,车行驶20 m,我们就很容易地确定车的位置。所以,应该建立直线坐标系来描述汽车的位置。
课堂训练
教练员以汽车的出发点为坐标原点,以汽车开始行驶的方向为正方向,建立直线坐标系,其对应时刻的位置如下表所示:
时刻(s) 0 1 2 3 4
位置坐标(m) 0 10 —8 —2 —14
根据教练员记录的数据你能找出:
(1)几秒内位移最大?
(2)第几秒内的位移最大?
解析:汽车在0时刻的坐标x0=0
汽车在1 s时刻的坐标x1=10
汽车在第1 s内的位置变 化为Δx=x1—x0=(10—0) m=10 m
所以,汽车在第1 s内的位移为10 m。
同理可求,汽车在1 s内、2 s内、3 s内、4 s内的位移分别为10 m、—8 m、—2 m、—14 m。汽车在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内的位移分别为10 m,—18 m,6 m,—12 m。
所以,第2 s内的位移最大,4 s内的位移最大。
答案:(1)4 s内 (2)第2 s内
二、速度
以下有四个运动物体,请同学们来比较一下它们运动的快慢程度。
运动物体[来源:学*科*网Z*X*X*K] 初始位置(m) 经过时间(s) 末位置(m)
A、自行车沿平直道路行驶 0 20 100
B、公共汽车沿平直道路行驶 0 10 100
C、火车沿平直轨道行驶 500 30 1 250
D、飞机在天空直线飞行 500 10 2 500
如何比较A、B、C、D四个物体的运动快慢呢?
比较1:对A和B,它们经过的位移相同(都是100 m),A用的时间长(20 s),B用的时间短(10 s)。在位移相等的情况下,时间短的运动得快,即汽车比自行车快。
比较2:对B和D,它们所用的时间相等(10 s),B行驶了100 m,D飞行了200 m,B行驶的距离比D短,在时间相等的情况下,位移大的运动得快,即飞机比汽车快。
提出问题
以上两种比较都是可行的。位移相等比较时间,时间相等比较位移。如何比较B和C的快慢程度呢?它们的位移不相等,时间也不相等。
教师指导学生分小组讨论,5分钟后提出比较意见。
方法1:B和C的位移和时间都不相等,但可以计算它们每发生1 m的位移所用的时间,即用各自的时间t去除以位移Δx,数值大的运动得慢。
方法2:B和C的位移和时间都不相等,但可以计算它们平均每秒钟位移的大小量,单位时间内位移大的运动得快。
师生讨论:两种方法都可以用来比较物体运动的快慢,但方法2更能够符合人们的思维习惯。
点评:问题由教师提出,明确猜想和探究的方向,教师引导学生利用已有的知识和现象,鼓励大胆猜想讨论。通过这个开放性的问题,创设一种情境,把学生带进一个主动探究学习的空间。
引子:大自然中,物体的运动有快有慢。天空,日出日落;草原,骏马奔驰;树丛,蜗牛爬行。仔细观察物体的运动,我们发现,在许多情况下,物体运动快慢各不相等且发生变化,在长期对运动的思索、探索过程中,为了比较准确地描述运动,人们逐步建立起速度的概念。
提出问题
如何对速度进行定义?
学生阅读课本并回答。
1、速度的定义:位移与发生这个位移所用时间的比值。
2、速度的定义式:v=
3、速度的单位:m/s 常用单位:km/h,cm/s。
提示:速度是矢量,其大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小,其方向就是物体运动的方向。
再次呈现:四个物体A、B、C、D快慢比较的表格,让学生分别计算它们的速度。
A、5 m/s B。10 m/s
C、25 m/s D。200 m/s
对比以上A、B、C、D的速度就很容易比较它们的快慢程度了。
课堂训练
汽车以36 km/h的速度从甲地匀速运动到乙地用了2 h,如果汽车从乙地返回甲地仍做匀速直线运动用了2。5 h,那么汽车返回时的速度为(设甲、乙两地在同一直线上)( )
A。—8 m/s B。8 m/s
C。—28。8 km/h D。28。8 km/h
解析:速度和力、位移一样都是矢量,即速度有正方向、负方向,分别用“+”“—”号表示。当为正方向时,一般不带“+”号。速度的正方向可以根据具体问题自己规定。有时也隐含在题目之中。例如该题中汽车从甲地到乙地的速度为36 km/h,为正值,隐含着从甲地到乙的方向为正,所以返回速度为负值,故淘汰B、D。
依据甲、乙两地距离为36×2 km=72 km,所以返回速度为 =—28。8 km/h=—28。8× m/s=—8 m/s。
答案:A
方法提炼:速度是一个矢量,有大小也有方向。在我们选择了正方向以后,当速度为正值时,说明质点沿正方向运动,当速度为负值 时,说明质点沿负方向运动,在物理学上,对矢量而言“负号”也有意义,说明它的方向与所选正方向相反。
三、平均速度和瞬时速度
坐在汽车驾驶员的旁边,观察汽车上的速度计,在汽车行驶的过程中,速度计指示的数值是时常变化的,如启动时,速度计的数值增大,刹车时速度计的数值减小。可见物体运动快慢程度是在变化的。这时我们说的汽车的“速度”是指什么?
提出问题
其实,我们日常所看到的直线运动,有许多都是变速运动。由于这种运动的快慢是时刻变化的,没有恒定的速度,我们怎么来描述它的快慢呢?
课件展示:北京至香港的京九铁路,就像一条长长的直线,把祖国首都与香港连接起来。京九线全长2 400 km,特快列车从北京到香港只需30 h,那么列车在整个过程的运动快慢如何表示?
学生解答:已知s=2 400 km,t=30 h,所以v=80 km/h
问题追踪:计算出的结果是否表示列车单位时间的位移都是80 km呢?教师在学生回答的基础上引导学生认识此速度的平均效果。既然列车是做变速运动,那么怎么看列车的速度是80 km/h?
学生总结:如果将列车的变速直线运动看作匀速直线运动来处理 的话,列车平均每小时的位移是80 km。
教师设疑:为了描述变速直线运动的快慢程度,我们可以用一种平均的思考方式,即引入平均速度的概念。平均速度应如何定义?
师生总结:1、平均速度:运动物体的位移和时间的比值叫做这段时间的平均速度。
2、定义式: =
知识拓展:课件展示某些物体运动的平均速度,加深对平均速度的概念理解。
某些物体运动的平均速度/(ms—1)
真空中的光速c 3、0×108 自行车行驶 约5
太阳绕银河系中心运动 20×105 人步行 约1。3
地球绕太阳运动 3。0×104 蜗牛爬行 约3×10—3
子弹发射 9×102 大陆板块漂移 约10×10—9
民航客机飞机 2。5×102
例1斜面滚下时在不同时刻的位置,如图1—3—1所示。可以从图中观察分析小球通过OA、OB、OC的过程中的运动快慢。
计算各段的平均速度。
图1—3—1
学生认真计算并公布结果: 段: =0。7 m/s, 段: =0。8 m/s。 段: =0。9 m/s。
总结归纳:计算结果表明,不同阶段的平均速度一般是不相等的。计算一个具体的平均速度,必须指明是哪一段时间(或位移)内的平均速度。
教师点评:由于小球运动快慢是在不断变化的,平均速度不能具体地告诉我们小球在每一时刻的运动快慢。可见,平均速度只是粗略地描述物体在一段运动过程中的总体快慢程度。
教师设疑:那么,怎样来描述物体在各个时刻的运动快慢呢?
学生通过课本预习知道,要精确地描述某一时刻的运动快慢必须引入瞬时速度这一物理量。
根据平均速度的定义可以知道: = ,对应的是一段位移和一段时间,如何建立瞬时速度的概念呢?瞬时速度对应的应该是某一位置和某一时刻。
师生探究:我们 已经知道平均速度对应的是一段时间,为求瞬时速度我们可以采取无限取微、逐渐逼近的方法。
方法介绍:以质点经过某点起在后面取一小段位移,求出质点在该段位移上的平均速度,从该点起取到的位移越小,质点在该段时间内的速度变化就越小,即质点在该段时间内的运动越趋于匀速直线运动。当位移足够小(或时间足够短)时,质点在这段时间内的运动可以认为是匀速的,求得的平均速度就等于质点通过该点时的瞬时速度。
教师演示:如图1—3—2所示,让滑块沿倾斜的气垫导轨做加速运动,利用挡光片的宽度Δx除以挡光的时间Δt,即可求得挡光片通过光电门的平均速度。
图1—3—2
将滑块放上不同宽度的遮光片,即Δx分别为1 cm、3 cm、5 cm、10 cm,若没有成品挡光片,可用硬纸片自制成需要的宽度。
测出每 个遮光片通过光电门所用的一段时间间隔Δt。
遮光片越窄、Δt越小时, 描述通过该位置的运动快慢越精确,当Δx小到一定程度,可认为 是瞬时速度。
教师总结:瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度。准确地讲,瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间 内的平均速度,是矢量,其大小反映了物体此时刻的运动快慢,它的方向就是物体此时刻的运动方向,即物体运动轨迹在该点的切线方向。
四、速度和速率
速率:瞬时速度的大小叫做速率。平均速率:物体运动的路程与所用时间的比值。
例2如图1—3—3,一质点沿直线AB运动,先以速度v从A匀速运动到B, 接着以速度2v沿原路返回到A,已知A B间距为x,求整个过程的平均速度、平均速率。
图1—3—3
解析:整个过程位移为0,所以整个过程的平均速度为0。
整个过程通过的总路程为2x,所用的总时间为t= 。
所以平均速率为 = = x。
答案:0 x
要点总结:1、速度是矢量,既有大小,又有方向;速率是标量,只有大小,没有方向。
2、无论速度方向如何,瞬时速度的大小总等于该时刻的速率。
3、平均速度是矢量,其方向与对应的位移方向相同;平均速率是标量,没有方向。
4、平均速度等于位移与所用时间的比值,平均速率等于路程与所用时间的比值,平均速度的大小不等于平均速率。
5、只有单向直线运动时,平均速度的大小等于平均速率,其他情况下,平均速度均小于速率,二者的关系类似于位移和路程。
课堂小结
定义 物理意义 注意问题
速度 位移与发生这个位移所用时间的比值 描述物体的快慢程度和运动方向 v和s及t是对应关系。是矢量,方向就是物体运动的方向
平均速度 物体在时间间隔Δt内运动的平均快慢 描述在一段时间内物体运动的快慢和方向 只能粗略地描述物体的运动快慢。大小和所研究的时间间隔Δt有关;是矢量,方向和运动方向相同
瞬时速度 物体在某时刻或某位置的速度 描述物体在某时刻的运动快慢和方向 精确地描述物体的运动快慢。矢量,方向沿物体运动轨迹的切线方向
速率 瞬时速度的大小叫做速率 描述物体的运动快慢 是标量,只考虑其大小不考虑其方向
布置作业
1、教材第18页“问题与练习”,第1、2题。
2、观察生活中各种物体的运动快慢,选取一定的对象,测量它们的速度,并说明是平均速度还是瞬时速度,并把测量的数据与同学交流讨论。
板书设计
3 、运动快慢的描述 速度
活动与探究
课题:用光电门测瞬时速度
请你找老师配合,找齐所用仪器,根据说明书,自己亲自体验用光电门测瞬时速度,并写一实验报告。
步骤 学生活动 教师指导 目的
1 根据查阅的资料,确定实验方案 介绍相关书籍资料 1。让学生了解光电门测瞬时速度的原理
2。培养学生的动手能力和独立思考能力
2 进行实验和收集数据 解答学生提出的具体问题
3 相互交流活动的感受 对优秀实验成果进行点评
参考资料:
瞬间无长短,位置无大小,除了用速度计外,还可以用光电门测瞬时速度。实验装置如图1—3—4所示,使一辆小车从一端垫高的木板上滑下,木板旁有光电门,其中A管发出光线,B管接收光线。当固定在车上的遮光板通过光电门时,光线被阻挡,记录仪上可以直接读出光线被阻挡的时间。这段时间就是遮光板通过光电门的时间。根据遮光板的宽度Δx和测出的时间Δt,就可以算出遮光板通过光电门的平均速度 = 。由于遮光板的宽度Δx很小, 因此可以认为,这个平均速度就是小车通过光电门的瞬时速度。
图1—3—4
习题详解
1、解答:(1)1光年=365×24×3 600×3。0×108 m=9。5×1015 m。
( 2)需要时间为 s=4。2年。
2、解答:(1)前1 s平均速度v1=9 m/s
前2 s平均速度v2=8 m/s
前3 s平均速度v3=7 m/s
前4 s平均速度v4=6 m/s
全程的平均速度v5=5 m/s
v1最接近汽车关闭油门时的瞬时速度,v1小于关闭油门时的瞬时速度。
(2)1 m/s,0
说明:本题要求学生理解平均速度与所选取的一段时间有关,还要求学生联系实际区别平均速度和(瞬时)速度。
3、解答:(1)24。9 m/s (2)36。6 m/s (3)0
说明:本题说的是平均速度是路程与时间的比,这不是教材说的平均速度,实际是平均速率。应该让学生明确教材说的平均速度是矢量,是位移与时间的比,平均速率是标量,日常用语中把平均速率说成平均速度。
设计点评
本节内容是在坐标和坐标的变化基础上,建立速度的概念。速度的建立采用了比值定义法,在教学中稍加说明,在以后的学习中还会有更加详细的介绍。对速度的引用,本设计采用了“单位时间的位移”与“单位位移的时间”进行对比,体会速度引入的方便性。以京九铁路为情景,既激发了学生的学习热情又培养了爱国之情。在瞬时速度的理解上,本设计利用了光电门的装置进行说明,起到了良好的效果。