作為一名老師,常常要根據(jù)教學(xué)需要編寫(xiě)教案,教案是教學(xué)活動(dòng)的依據(jù),有著重要的地位。那么問(wèn)題來(lái)了,教案應(yīng)該怎么寫(xiě)?下面是我給大家整理的教案范文,歡迎大家閱讀分享借鑒,希望對(duì)大家能夠有所幫助。
高中物理必修一教案簡(jiǎn)版篇一
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識(shí)與技能目標(biāo)
1.理解彈力的概念,知道彈力產(chǎn)生的原因和條件。
2.知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,會(huì)分析彈力的方向,能正確畫(huà)出彈力的示意圖。
3.理解形變概念,了解放大法顯示微小形變。
二、過(guò)程和方法目標(biāo)
1.通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)了解彈簧測(cè)力計(jì)的結(jié)構(gòu)。
2.通過(guò)自制彈簧測(cè)力計(jì)以及彈簧測(cè)力計(jì)的使用,掌握彈簧測(cè)力計(jì)的使用方法。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值目標(biāo)
通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的制作和使用,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和動(dòng)手動(dòng)腦的好習(xí)慣?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】
什么是彈力,正確使用彈簧測(cè)力計(jì)?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】
彈簧測(cè)力計(jì)的測(cè)量原理?!菊n時(shí)安排】 1課時(shí)
[教學(xué)過(guò)程]
一、引入新課
教師活動(dòng):展現(xiàn)常見(jiàn)的一些相互作用(推、拉、提、壓、舉等)。提出問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考其相互作用的共同點(diǎn)及本質(zhì)。
學(xué)生活動(dòng):親身感受推、拉、提、壓、舉等相互作用,并在教師的引導(dǎo)下,觀察分析。點(diǎn)評(píng):列舉實(shí)際問(wèn)題分析現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生抽象概括的能力,并導(dǎo)人新課。
二、進(jìn)行新課
(一)彈性形變和彈力
教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)教材p54圖3.2-2和p55圖3.2-3),提出彈性形變和彈性限度。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生實(shí)驗(yàn)體會(huì),歸納總結(jié)。
物體在力的作用下形狀或體積會(huì)發(fā)生改變,這種變化叫形變。
有些物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠恢復(fù)原狀,這種形變叫做彈性形變。
發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力。
點(diǎn)評(píng):通過(guò)拉長(zhǎng)和壓縮彈簧,使學(xué)生認(rèn)識(shí)彈性形變,并理解彈性限度。教師活動(dòng):教師啟發(fā)學(xué)生思考推、拉、提、壓、舉等力是怎樣產(chǎn)生的? 學(xué)生活動(dòng):學(xué)生進(jìn)一步分析歸納總結(jié)。
點(diǎn)評(píng):結(jié)合對(duì)前面實(shí)驗(yàn)的觀察和分析,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生抽象概括的能力。教師活動(dòng):實(shí)驗(yàn)講解,學(xué)生觀察思考,掌握方法。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生觀察思考,體驗(yàn)觀察微小形變的法,提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。點(diǎn)評(píng):觀察微小形變,培養(yǎng)觀察能力和掌握顯示微小形變的方法。教師活動(dòng):教師演示,學(xué)生觀察,啟發(fā)學(xué)生思考,分析彈力的方向。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生觀察分析,歸納出彈力的方向。提高學(xué)生分析、判斷和歸納的能力。
點(diǎn)評(píng):在掌握彈力產(chǎn)生條件的基礎(chǔ)上,思考彈簧和繩子產(chǎn)生的彈力方向,提高學(xué)生的判斷分析能力。
教師活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納彈力的方向。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生分析常見(jiàn)的彈力的力向。并進(jìn)行總結(jié)。點(diǎn)評(píng):小結(jié)彈力的方向,提高學(xué)生的綜合能力。
(二)幾種彈力
事實(shí)上,只要兩個(gè)相互接觸的物體相互擠壓,就一定能產(chǎn)生彈力,可見(jiàn),彈力的產(chǎn)生需要兩個(gè)條件:直接接觸并發(fā)生形變。
常見(jiàn)的彈力除了以上講到的外,還有支持力,拉力等。
彈力的方向:一般情況下,凡是支持物對(duì)物體的支持力,都是支持物因發(fā)生形變而對(duì)物體產(chǎn)生彈力,所以支持力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)面指向被支持的物體。
教師活動(dòng):放在水平桌面上的書(shū),由于重力的作用而壓迫桌面,使書(shū)和桌面同時(shí)發(fā)生微小形變,書(shū)要恢復(fù)原狀,對(duì)桌面產(chǎn)生垂直于桌面向下的彈力,這就是書(shū)對(duì)桌面的壓力,桌面由于發(fā)生微小形變,對(duì)書(shū)產(chǎn)生垂直于書(shū)面向上的彈力,這就是桌面對(duì)書(shū)的支持力。
學(xué)生活動(dòng):靜止地放在傾斜木板上的書(shū),書(shū)對(duì)木板在壓力,木板對(duì)書(shū)有支持力,指導(dǎo)學(xué)生并畫(huà)出力的示意圖。
結(jié)論:壓力、支持力都是彈力,壓力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)面而指向被壓的物體,支持力的方向 總是垂直于支持面而指向被支持的物體。
引導(dǎo)學(xué)生分析靜止時(shí)懸繩對(duì)重物的拉力及方向。
引導(dǎo)得出:懸掛物體由于重力的作用而拉緊懸繩,使重物、懸繩同時(shí)發(fā)生微小形變。重物由于發(fā)生微小形變,對(duì)懸繩產(chǎn)生豎直向下的彈力;這是物體對(duì)繩的拉力,懸繩由于發(fā)生微小形變,對(duì)物產(chǎn)生豎直向上的彈力,這就是繩對(duì)物體的拉力。
結(jié)論:拉力是彈力,方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。
(三)胡克定律
教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,從感性認(rèn)識(shí)出發(fā),上升到理性認(rèn)識(shí)。學(xué)生活動(dòng):學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究,討論交流,得出結(jié)論。點(diǎn)評(píng):感受彈簧彈力的大小與彈簧形變的關(guān)系。
教師活動(dòng):利用傳感器,通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)量,處理試驗(yàn)數(shù)據(jù),分析買(mǎi)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生活動(dòng):學(xué)生觀察思考,通過(guò)計(jì)算機(jī)演示物理量之間的關(guān)系。
點(diǎn)評(píng):實(shí)驗(yàn)研究――胡克定律,使學(xué)生了解科學(xué)的研究問(wèn)題的方法。教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(利用圖象處理),如何分析圖象找出規(guī)律。學(xué)生活動(dòng):學(xué)生討論交流,總結(jié)現(xiàn)津,得出結(jié)論。
點(diǎn)評(píng):培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、探索和尋找數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的能力。教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生做f-x圖象,利用數(shù)學(xué)知識(shí)確定f和x的關(guān)系,找出物理規(guī)律。學(xué)生活動(dòng):學(xué)生利用用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做圖象,進(jìn)一步體驗(yàn)用圖象處理數(shù)據(jù)的方法。點(diǎn)評(píng):掌握用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。注意事項(xiàng):
1.本實(shí)驗(yàn)要求定量測(cè)量,因此要盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差。標(biāo)尺要豎直且緊靠指針以減小讀數(shù)帶來(lái)的誤差,每次改變懸掛鉤碼個(gè)數(shù)后,要待系統(tǒng)穩(wěn)定后再讀數(shù)。
2.實(shí)驗(yàn)中所提供的米尺精確度為1mm,應(yīng)估讀一位。
3.彈簧組的說(shuō)明書(shū)已經(jīng)說(shuō)明每個(gè)彈簧的彈性限度,注意不要超過(guò)它的彈性限度使用。 通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論?
胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈性物體的彈力和彈性物體的伸長(zhǎng)(或壓縮)的長(zhǎng)度成正比,即f?kx,其中k是勁度系數(shù),單位是n/m。
(四)實(shí)例操練
例題1.有一根彈簧原長(zhǎng)為l0?0.15m,在下面掛上0.5kg的重物后長(zhǎng)度變成了18cm,求彈簧的勁度系數(shù)。
解答:已知彈簧的原長(zhǎng)為l0?0.15m,后來(lái)的長(zhǎng)度為l?0.18m,彈簧的彈力為5n,伸長(zhǎng)量為x?0.03m,由胡克定律f?kx可知,k?f?166.7ns。x答案:166.7n/s 說(shuō)明:不同材料的彈簧勁度系數(shù)是不一樣的,同一種材料的彈簧形狀和長(zhǎng)度不相同時(shí),其勁度系統(tǒng)也是不一樣的。
訓(xùn)練:豎直懸掛的彈簧下端,掛一重為4n的物體時(shí)彈簧長(zhǎng)度為12cm;掛重為6n的物體時(shí)彈簧長(zhǎng)度為13cm,則彈簧原長(zhǎng)為 cm,勁度系數(shù)為 n/s。
解析:彈簧上懸掛物體時(shí)彈簧在伸長(zhǎng),由胡克定律可知:彈簧的拉力與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比,即f?kx,其中k為勁度系數(shù),x在數(shù)值上等于伸長(zhǎng)后總長(zhǎng)度減去原長(zhǎng)l0,即x?l?l0,改變懸掛重物的重力,伸長(zhǎng)量變化,這樣可以列出兩個(gè)方程,通過(guò)方程組可求出彈簧原長(zhǎng)和勁度系數(shù)。
設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為l0,勁度系數(shù)為k,設(shè)掛g1?4n的重物時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為l1,掛g2?6n的重物時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為l2,則l1?12cm l2?13cm,由胡克定律得:
g1?k(l1?l0)g2?k(l2?l0)
代入數(shù)據(jù)解得:
l0?0.10m k?200nm
答案:10 200
三、課堂小結(jié)
在彈力的教學(xué)過(guò)程中,在這樣幾個(gè)難點(diǎn)需要突破,一是任何相接觸的物體間都可能有彈力,彈力的產(chǎn)生條件是接觸并且有形變,但是有些物體的形變量很小,不容易觀察到,就會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生這樣的疑問(wèn):這種情況下彈力到底有沒(méi)有?例如物體放在桌面上,壓力和支持力不通過(guò) 形變來(lái)判斷,解決這個(gè)問(wèn)題的方法是微小形變的演示,通過(guò)演示,使學(xué)生確信任何兩個(gè)接觸的物體間都可以有彈力。另外一個(gè)難點(diǎn)是彈力有無(wú)的判斷,解決這個(gè)問(wèn)題可以用假設(shè)判斷的方法,不僅讓學(xué)生知道判斷的訪求,更應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會(huì)這些方法的遷移,例如假設(shè)的判斷方法,也可以用到摩擦力的有無(wú)的判斷中去。一般彈力大小的判斷要根據(jù)物體的實(shí)際情況 判斷,而彈簧彈力的判斷可以根據(jù)胡克定律進(jìn)行判斷,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)“發(fā)現(xiàn)”胡克定律,在發(fā)現(xiàn)中鍛煉探究物理規(guī)律的能力。
四、布置作業(yè)
教材p56“問(wèn)題與練習(xí)”
3、4題。
高中物理必修一教案簡(jiǎn)版篇二
高中物理必修一復(fù)習(xí)大綱
1.運(yùn)動(dòng)的描述(7概念1實(shí)驗(yàn))
質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)系、時(shí)間、位移、速度和加速度概念 什么是質(zhì)點(diǎn)?
時(shí)間與時(shí)刻有什么區(qū)別? 位移和路程的區(qū)別?
速度的公式:v=s/t 加速度:a=△v/△t 2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究(1實(shí)驗(yàn))
速度、時(shí)間、位移、加速度之間的關(guān)系 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1.平均速度v平=s/t(定義式)2.有用推論vt2-vo2=2as 3.中間時(shí)刻速度vt/2=v平=(vt+vo)/2 4.末速度vt=vo+at 5.中間位置速度vs/2=[(vo2+vt2)/2]1/2 6.位移s=v平t=vot+at2/2=vt/2t 7.加速度a=(vt-vo)/t {以vo為正方向,a與vo同向(加速)a>0;反向則a
力、力的合成與分解 力學(xué)公式
1、胡克定律: f = kx(x為伸長(zhǎng)量或壓縮量,k為倔強(qiáng)系
數(shù),只與彈簧的原長(zhǎng)、粗細(xì)和材料有關(guān))
2、重力: g = mg(g隨高度、緯度而變化)
3、(1)力的合成和分解都均遵從平行四邊行法則。
f1 +f2? f? ? f1-f2 ?(2)兩個(gè)力的合力范圍:
(3)合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
4、兩個(gè)平衡條件:
(1)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件:靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,所受合外力
為零。
fy=o?fx=o ?f=o 或?
(2)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件: 力矩代數(shù)和為零.
力矩:m=fl(l為力臂,是轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的作用線的垂直距離)
5、摩擦力的公式:
n?(1)滑動(dòng)摩擦力: f=
說(shuō)明 : a、n為接觸面間的彈力,可以大于g;也可以等于g;也可以小于g 為滑動(dòng)摩擦系數(shù),只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān),與接觸面?b、積大小、接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)快慢以及正壓力n無(wú)關(guān).(2)靜摩擦力: 由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,(fm為最大靜摩擦力,與正壓力有關(guān))? f靜?大小范圍: o 說(shuō)明: a、摩擦力可以與運(yùn)動(dòng)方向相同,也可以與運(yùn)動(dòng)方向相反,還可以與
運(yùn)動(dòng)方向成一 定 夾角。
b、摩擦力可以作正功,也可以作負(fù)功,還可以不作功。
c、摩擦力的方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
d、靜止的物體可以受滑動(dòng)摩擦力的作用,運(yùn)動(dòng)的物體可以受靜摩擦力的作用
4.牛頓運(yùn)動(dòng)定律
牛頓第一定律:
一切物體在任何情況下,在不受外力的作用時(shí),總保持相對(duì)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。這就是牛頓第一定律。
牛頓第二定律:
物體的加速度跟物體所受的合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
f合=ma 兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力,在同一直線上,大小相等,方向相反。
f=-f 解題技巧:
ⅰ運(yùn)動(dòng)的過(guò)程化 ⅱ力學(xué)分析
ⅲ運(yùn)動(dòng)與力學(xué)結(jié)合
高中物理必修一教案簡(jiǎn)版篇三
高中物理必修1教案-《功率》(3000字)
高中物理必修1教案-《功率》
一、
教學(xué)
內(nèi)容分析1.內(nèi)容與地位
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理2”中涉及本節(jié)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是“理解功率,關(guān)心生產(chǎn)和生活中常見(jiàn)機(jī)械功率的大小及其意義”。要求學(xué)生理解功率的概念,會(huì)進(jìn)行功率的計(jì)算;會(huì)分析汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí),牽引力和速度的關(guān)系;嘗試自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),測(cè)量人在某種運(yùn)動(dòng)中的功率。由于功率在生活、生產(chǎn)中應(yīng)用很廣,教學(xué)中可充分利用這一優(yōu)勢(shì),使抽象的物理概念變得富有實(shí)際意義。發(fā)展學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力,樹(shù)立正確的價(jià)值觀。
本節(jié)課的教學(xué)應(yīng)立足于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,通過(guò)學(xué)習(xí)物理研究方法,使學(xué)生學(xué)會(huì)思考問(wèn)題。在建立“功率”概念中,讓學(xué)生體會(huì)用比值方法來(lái)建立一個(gè)新物理概念。機(jī)車(chē)起動(dòng)過(guò)程的分析著重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物理與社會(huì)生活的密切聯(lián)系,綜合運(yùn)用動(dòng)力學(xué)知識(shí)和功率概念分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)學(xué)生設(shè)計(jì)測(cè)量人的做功功率的實(shí)驗(yàn),達(dá)到學(xué)以致用的目的,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力。
2.教學(xué)目標(biāo):
(1)通過(guò)實(shí)例體驗(yàn)功率概念的形成過(guò)程及功率的實(shí)際意義,理解功率概念。
(2)從功率概念的定義,體會(huì)用比值方法建立物理概念的方法。
(3)理解功率與力和速度的關(guān)系。會(huì)利用功率的兩個(gè)公式來(lái)解釋現(xiàn)象和進(jìn)行計(jì)算。
(4)了解平均功率、瞬時(shí)功率、額定功率、實(shí)際功率區(qū)別和聯(lián)系。
(5)具有敢于發(fā)表自己觀點(diǎn),堅(jiān)持原則,善于合作的良好
習(xí)慣。
3.重點(diǎn)難點(diǎn):教學(xué)重點(diǎn)是理解功率的概念;難點(diǎn)是理解功
率與力、速度的關(guān)系,瞬時(shí)功率和平均功率的計(jì)算。
二、案例設(shè)計(jì)
(一)新課引入
問(wèn)題:人們?cè)谏a(chǎn)、生活和工作中使用了大量的機(jī)械來(lái)做功,這與人力直接做功或畜力做功,在完成功的快慢方面有何不同?請(qǐng)舉例說(shuō)明。(引發(fā)學(xué)生思考,讓學(xué)生從身邊生活尋找做功事例,并思考機(jī)械與人或畜力做功的差異。)
功是能量轉(zhuǎn)化的量度,人們十分關(guān)注做功的多少。然而不同的機(jī)械或人,其做功的快慢是不同的。(分析一些生產(chǎn)事例、工作場(chǎng)面,或展示一些做功快慢不同的圖片。有條件的情況下還可通過(guò)多媒體手段更生動(dòng)地展示這些畫(huà)面和情景,使學(xué)生對(duì)做功快慢的情形有更為形象和具體的認(rèn)識(shí),從而為建立正確的“功率”概念打下良好基礎(chǔ)。)
參考事例:①挖土機(jī)與人,要完成相同的挖土任務(wù),人花的時(shí)間要長(zhǎng)得多。②建筑工地上要把磚塊或水泥等建筑材料搬到樓頂上,起重機(jī)和搬運(yùn)工相比,起重機(jī)要比工人快得多。③從水井里提水,使用抽水機(jī)比人工要快得多④家住在高樓(如8層),乘電樓比走路要快得多。⑤拖拉機(jī)耕地比牛耕地要快得多,等等。列舉生產(chǎn)、生活中發(fā)生的事例,使學(xué)生體會(huì)功率與生活、生產(chǎn)息息相關(guān),無(wú)處不在,研究功率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
說(shuō)明:通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析有關(guān)事例,形成初步共識(shí):人們選用機(jī)械來(lái)做功時(shí),不僅要考慮做功多少,還要考慮機(jī)械做功的快慢。如挖掘機(jī)做功比人快;大卡車(chē)比拖拉機(jī)做功快;拖拉機(jī)耕地比牛耕地要快;起重吊車(chē)比搬運(yùn)工人做功快;抽水機(jī)比轆轤提水快,等等。研究做功的快慢有著重要的實(shí)際意義。
通過(guò)一個(gè)實(shí)際問(wèn)題,具體數(shù)據(jù),讓學(xué)生感性地認(rèn)識(shí)做功的快慢。如在某高樓建筑中需要搬運(yùn)一批磚頭
到一高層上,在搬運(yùn)磚頭過(guò)程中,起重機(jī)和搬運(yùn)工人的生產(chǎn)記錄情況如下表所示:
師:不同的機(jī)器或物體做功有快有慢,如何來(lái)衡量做功的快慢呢?請(qǐng)同學(xué)們思考并提出解決方案。(引導(dǎo)學(xué)生思考:如何比較物體做功快慢?討論中注意培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和批判思維能力。)
預(yù)測(cè)學(xué)生可能有以下回答:
①選擇相同時(shí)間,比較做功多少,做功多的,做功就快;
②選擇做相同的功,比較做功的時(shí)間長(zhǎng)短,時(shí)間長(zhǎng)的,做功就慢。
③類(lèi)比“速度”的定義方法,用做功和完成這些功所花的時(shí)間的比值來(lái)定義“功率”。
說(shuō)明:對(duì)學(xué)生提出的各種方案可能有問(wèn)題或不完整,教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在交流中補(bǔ)充完善自己的認(rèn)識(shí)。教學(xué)中注意引導(dǎo)學(xué)生類(lèi)比如“速度”、“加速度”概念的定義方法,體會(huì)比值法定義功率概念。
(二)新課教學(xué)
1.功率
(1)定義式:物理學(xué)上用物體所做的功w與完成這些功所用時(shí)間t的比值,作為在該時(shí)間內(nèi)物體平均做功快慢的量度。即 p=w/ t(2)物理意義:表示物體做功快慢的物理量.。
(3)單位:教師請(qǐng)一位同學(xué)正確地說(shuō)出公式中各個(gè)字母所表示的物理量及其單位。
p:功率,單位:瓦(w),常用單位還有千瓦(kw)
w:力所做的功,單位:焦耳(j)
t:做功所用時(shí)間,單位:秒(s)單位換算:1kw = 1000 w1w=1j/s(4)功率是標(biāo)量,功率表示做功過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的快慢。
(5)討論與交流:
小實(shí)驗(yàn):把一枚硬幣放在書(shū)的封面上,打開(kāi)書(shū)的封面形成一個(gè)斜面,并使硬幣開(kāi)始下滑。請(qǐng)同學(xué)仔細(xì)分析一下,在下滑的過(guò)程中硬幣共受到幾個(gè)力的作用?哪些力做正功?哪些力做負(fù)功?哪些力不做功?如果斜面的傾角增大,情況會(huì)有什么變化??jī)A角增大時(shí),功率是否也增大?
提示:①比較不同傾角時(shí)的功率,應(yīng)注意硬幣開(kāi)始下滑處的高度應(yīng)相同。討論功率時(shí)須指明哪個(gè)力的功率。②實(shí)驗(yàn)的分析討論,要注意所分析的是某個(gè)力的平均功率。注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行受力分析、做功分析,可利用功率的定義式,在理論上進(jìn)行的推演,使思維更加嚴(yán)密。
(6)認(rèn)識(shí)一些常見(jiàn)機(jī)械做功功率
①汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī):5×10 w ~ 15×10 w ②摩托車(chē)約2×10 w ③噴氣客機(jī)約2×10 w ④火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)約 1×10 w ⑤ 人的平均功率約 1×10 w,優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員短時(shí)間內(nèi)的功率可達(dá)1000w ⑥人心臟跳動(dòng)的功率 1.5w左右 ⑦萬(wàn)噸巨輪 10w以上 ⑧藍(lán)鯨游動(dòng)的功率可達(dá)350kw 等等。61324438 2.功率與力、速度的關(guān)系
思考與討論:一部汽車(chē)載重時(shí)和空車(chē)時(shí),在公路上以相同的速度行駛,試討論這兩種情況下汽車(chē)的輸出功率是否相同?為什么?
預(yù)測(cè)學(xué)生會(huì)回答:
①載重汽車(chē)與地摩擦力較大,牽引力也大,由于行駛速度一樣,故相同時(shí)間內(nèi),載重車(chē)的牽引力做功較多,所以載重汽車(chē)的輸出功率較大。
②載重汽車(chē)行駛得比空車(chē)慢,因此功率較小。
③載重汽車(chē)比空車(chē)費(fèi)力,因此載重車(chē)的輸出功率較空車(chē)時(shí)要大些。
說(shuō)明:上述分析討論的目的是啟發(fā)學(xué)生思考功率與力和速度有何關(guān)系。學(xué)生分析可能會(huì)出現(xiàn)片面和不完整回答,教師要參加到學(xué)生的討論分析中,幫助、啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生形成正確的認(rèn)識(shí)。
(正確的回答應(yīng)是①)。教師根據(jù)課堂需要還可以提出一些問(wèn)題讓學(xué)生進(jìn)一步討論,如汽車(chē)在上坡和下坡時(shí)功率、速度和牽引力會(huì)怎樣變化? 接著,教師引導(dǎo)學(xué)生思考,如何計(jì)算牽引力的功率。(讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)和功率定義式進(jìn)行推演,培養(yǎng)良好的科學(xué)思維能力和思維習(xí)慣)
提出問(wèn)題:某汽車(chē)在平直公路上做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知其在牽引力大小為f,運(yùn)行速度為v,試求此時(shí)汽車(chē)牽引力f的功率為多少?
注意引發(fā)學(xué)生思考解決問(wèn)題的思路,應(yīng)用功和功率的定義式進(jìn)行分析和推導(dǎo)。
課堂分析結(jié)果: p=f〃v
即力f的功率等于力f和物體運(yùn)動(dòng)速度v的乘積.。注意:這里的f是速度v方向上的作用力。
分析討論:由v=s/t求出的是物體在時(shí)間t內(nèi)的平均速度,代入公式p=fv求出的功率是f在時(shí)間t內(nèi)的平均功率;如果t取得足夠小,則v表示瞬時(shí)速度,此時(shí)由p=fv求得的功率就是f在該時(shí)刻的瞬時(shí)功率。即當(dāng)v為平均速度時(shí),求得的功率就是平均功率,v為瞬時(shí)速度時(shí),求得的功率就是瞬時(shí)功率。
(1)
總結(jié)
:①平均功率p=fv(v是平均速度)
②瞬時(shí)功率p=fv(v是瞬時(shí)速度)
③如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),由于瞬時(shí)速度與平均速度相等,故此時(shí)平均功率等于瞬時(shí)功率。交流討論問(wèn)題:由求出的是瞬時(shí)功率還是平均功率?
學(xué)生小組討論后得出:由公式求出的功率,反映了該力在t時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢,故由公式求出功率是平均功率。
(2)額定功率與實(shí)際功率的認(rèn)識(shí)
問(wèn):人力直接做功能否像汽車(chē)做功那樣快呢?汽車(chē)做功能否像飛機(jī)做功那樣快呢?人如果做功過(guò)快,會(huì)產(chǎn)生什么后果呢?汽車(chē)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生什么后果呢?(人做功過(guò)快,會(huì)引起疲勞、甚至受傷、生病等,汽車(chē)超負(fù)荷工作會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或燒毀。)
問(wèn):奧運(yùn)長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員能否用100米短跑的速度來(lái)完成5000米的賽跑路程呢?為什么?
提示:奧運(yùn)比賽是一種挑戰(zhàn)運(yùn)動(dòng)局限的比賽,人與機(jī)器一樣,不能長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)動(dòng),短跑運(yùn)動(dòng)員在100米賽跑中,時(shí)間不過(guò)是十幾秒,能以最大的速度跑完全程,此時(shí)運(yùn)動(dòng)員的輸出功率是正常時(shí)的數(shù)十倍。在5000米的長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)員不可能長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)動(dòng),因此長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員不可能一直保持百米賽跑那樣的速度。
說(shuō)明:此問(wèn)目的在于學(xué)生通過(guò)思考自己身邊所熟悉的問(wèn)題,認(rèn)識(shí)額定功率和實(shí)際功率的概念以及概念的意義。
①額定功率:指動(dòng)力機(jī)械在長(zhǎng)時(shí)間正常工作時(shí)最大輸出功率。也是機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上的標(biāo)稱(chēng)值,額定功率是動(dòng)力機(jī)械重要的性能指標(biāo),一個(gè)動(dòng)力機(jī)械的額定功率是一定的。
②實(shí)際功率:機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中的功率是實(shí)際功率,實(shí)際功率可以小于額定功率,可以等于其額定功率(稱(chēng)滿負(fù)荷運(yùn)行),但不能大于額定功率,否則會(huì)損壞機(jī)械。③很多機(jī)械的銘牌上都標(biāo)有這臺(tái)機(jī)器的額定功率,請(qǐng)同學(xué)將家里的電器設(shè)備上的額定功率都記錄下來(lái),并計(jì)算家里的每部機(jī)器每天要做多少功?要消耗多少電能?哪一部機(jī)器最耗電?請(qǐng)與同桌同學(xué)進(jìn)行交流。
(3)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定時(shí),牽引力與速度的關(guān)系
當(dāng)汽車(chē)輸出功率一定時(shí),根據(jù)公式p=fv可知,物體的運(yùn)動(dòng)速度v與牽引力f成反比,如果汽車(chē)需要較大的牽引力,就必須減小運(yùn)動(dòng)速度。
思考:汽車(chē)以額定功率在平直公路行駛時(shí),若前方遇到了一段較徒的上坡路段,汽車(chē)司機(jī)要做好什么調(diào)整,才能確保汽車(chē)駛到坡頂?為什么?
學(xué)生可能回答:①加大油門(mén),汽車(chē)可順利到達(dá)坡頂。②汽車(chē)要換檔,才能順利駛到坡頂。
師生共同分析:①根據(jù)p=fv 知,汽車(chē)以額定功率行駛,因遇上坡路段,汽車(chē)所需的牽引力增大了,若要保持行駛速度不變,這是不可能的;加大油門(mén),只會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率(超過(guò)額定功率),發(fā)動(dòng)機(jī)將因超負(fù)荷而過(guò)熱損壞。②這是一種正確的操作方式,當(dāng)司機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)的速度檔位調(diào)低后,速度減少了,牽引力加大了,只要牽引力足夠,汽車(chē)便可順利上坡。
思考:汽車(chē)等交通工具,如何才能獲得更大的行駛速度?
3.學(xué)生進(jìn)行測(cè)功率活動(dòng)。(建議課后安排)
問(wèn)題:如何才能知道在某種運(yùn)動(dòng)中自己做功的功率呢?請(qǐng)同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量方案,并進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。說(shuō)明:應(yīng)激勵(lì)積極思考、設(shè)計(jì)可行方案,動(dòng)腦動(dòng)手,體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和感受實(shí)驗(yàn)成果的喜悅。實(shí)驗(yàn)方案舉例:(讓學(xué)生結(jié)合自己的情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))
方案1:學(xué)生快速跑上樓,來(lái)測(cè)量做功的最大功率。
方案2:估算學(xué)生自己平時(shí)上樓或爬山過(guò)程的功率。
方案3:設(shè)計(jì)沿某一竹桿或樹(shù)桿上爬一定的高度,來(lái)測(cè)量做功功率。
方案4:利用跳繩運(yùn)動(dòng),來(lái)測(cè)量做功功率。
方案5:測(cè)算自己舉起杠鈴時(shí)的最大功率(需要同學(xué)的幫忙)
說(shuō)明:①有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案、原理、器材、數(shù)據(jù)的測(cè)定及同學(xué)協(xié)作等,都應(yīng)放手讓學(xué)生自行討論、分工,這樣才能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γo學(xué)生以合作交流的機(jī)會(huì)。
②方案選定后,要注意引導(dǎo)學(xué)生如何求功和功率,需要選擇哪些實(shí)驗(yàn)器材,測(cè)量哪些物理量?測(cè)量是否存在誤差問(wèn)題,如何才能較準(zhǔn)確地測(cè)量。
③根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的方案,組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)物展臺(tái)進(jìn)行交流匯報(bào),師生共同觀看,最后還可以進(jìn)行評(píng)選活動(dòng)。
④活動(dòng)目的是:培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力,并通過(guò)親身的實(shí)驗(yàn),達(dá)到內(nèi)化知識(shí),提升能力。同時(shí)也在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
三、
案例評(píng)析本案例的教學(xué)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了物理知識(shí)源于生活,又應(yīng)用于生活?!肮β省迸c生活、生產(chǎn)聯(lián)系密切,在引入功率、額定功率、實(shí)際功率等概念時(shí),都注意通過(guò)生產(chǎn)、生活的具體實(shí)例引入,使原本枯燥無(wú)味的概念教學(xué)變得生動(dòng)和有趣,學(xué)生易于認(rèn)識(shí)和理解“功率”概念,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在知識(shí)形成過(guò)程中,注重引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)思維方法,體會(huì)比值法在定義“功率”概念的作用,提高學(xué)生的應(yīng)用科學(xué)思維方法解決問(wèn)題的能力。通過(guò)設(shè)計(jì)測(cè)定人在某種運(yùn)動(dòng)中做功功率實(shí)驗(yàn),來(lái)達(dá)到內(nèi)化和強(qiáng)化物理概念和物理規(guī)律的理解,實(shí)現(xiàn)知識(shí)由理論向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化,加強(qiáng)物理與生活、生產(chǎn)和科技的聯(lián)系。
在“功率”的整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,始終關(guān)注“生活與物理,物理與社會(huì)”的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用,形成將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí),較好地體現(xiàn)了在知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀上對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育的課程理念。
四、相關(guān)鏈接
1.瓦特其人其事
生平簡(jiǎn)介
瓦特(james watt,1736~1819年)蘇格蘭發(fā)明家。1736年1月19日生于蘇格蘭格林諾克。童年時(shí)代的瓦特曾在文法學(xué)校念過(guò)書(shū),然而沒(méi)有受過(guò)系統(tǒng)教育。瓦特在父親做工的工廠里學(xué)到許多機(jī)械制造知識(shí),以后他到倫敦的一家鐘表店當(dāng)學(xué)徒。
1763年瓦特到格拉斯大學(xué)工作,修理教學(xué)儀器。在大學(xué)里他經(jīng)常和教授討論理論和技術(shù)問(wèn)題。1781年瓦特制造了從兩邊推動(dòng)活塞的雙動(dòng)蒸汽機(jī)。1785年,他也因蒸汽機(jī)改進(jìn)的重大貢獻(xiàn),被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。
科學(xué)成就
1763年,瓦特修理格拉斯哥大學(xué)的一臺(tái)紐可門(mén)泵,得以仔細(xì)研究了結(jié)構(gòu)和工作原理,找到了熱量損失消耗大量燃料的癥結(jié)所在,他終于想出了加一個(gè)與汽缸分離的冷凝器,汽缸外裝上絕熱套子,使它一直保持高溫,新的蒸汽機(jī)的效率大大提高。瓦特并不滿足于已經(jīng)取得的成就,1781年他又制造了從汽缸兩邊推動(dòng)活塞的雙動(dòng)作蒸汽機(jī),并采用曲柄機(jī)構(gòu),使往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。瓦特還設(shè)計(jì)了離心節(jié)速器,利用反饋原理控制蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速。經(jīng)過(guò)一系列的改革,蒸汽機(jī)迅速被各工業(yè)部門(mén)采用,為產(chǎn)業(yè)革命鋪平了道路。蒸汽機(jī)車(chē)加快了19世紀(jì)的運(yùn)輸速度。蒸汽機(jī)→蒸汽輪機(jī)→發(fā)電機(jī),蒸汽為第二次工業(yè)革命即電力發(fā)展鋪平了道路。
趣聞?shì)W事
童年時(shí)代的瓦特和茶壺的故事
一天晚上,瓦特和一個(gè)小女孩在家里喝茶。瓦特不停地?cái)[弄茶壺蓋,一會(huì)兒打開(kāi),一會(huì)兒蓋上,當(dāng)他把茶壺嘴堵住時(shí),蒸汽頂開(kāi)了茶蓋。在旁的外祖母對(duì)瓦特的這種無(wú)聊動(dòng)作極為不滿,加以訓(xùn)斥。瓦特并不介意,他一心想著蒸汽的力量,從此萌發(fā)制造蒸汽機(jī)的念頭。
蒸汽機(jī)與產(chǎn)業(yè)革命
羅爾特所著《詹姆斯〃瓦特》中,曾寫(xiě)道:“瓦特蒸汽機(jī)巨大的、不知疲倦的威力使生產(chǎn)方法以過(guò)去所不能想象的規(guī)模走上了機(jī)械化道路。
2.機(jī)動(dòng)車(chē)輛常見(jiàn)的兩種啟動(dòng)過(guò)程
對(duì)于汽車(chē)或機(jī)車(chē)等交通工具,在靜止開(kāi)始啟動(dòng)的過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率、牽引力和速度的關(guān)系滿足公式p=f〃v,在p、f、v三個(gè)物理量中,若保持一個(gè)量不變,當(dāng)另一個(gè)量變化時(shí),第三個(gè)量也隨之變化。關(guān)于汽車(chē)的啟動(dòng)過(guò)程是一個(gè)較為復(fù)雜的物理過(guò)程,下面我們就兩種常見(jiàn)的啟動(dòng)過(guò)程分析如下: ①汽車(chē)(或機(jī)車(chē))以恒定的功率啟動(dòng)和行駛過(guò)程(請(qǐng)把握教材的難度和課標(biāo)的難度)
汽車(chē)牽引功率保持恒定時(shí),由p = fv可知,牽引力大小與速度成反比。結(jié)合牛頓第二定律f – f = ma可知,汽車(chē)以恒定功率啟動(dòng)的過(guò)程,隨著汽車(chē)速度v的逐漸增大,汽車(chē)的加速度逐漸減小,直至加速度等于0,最后汽車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)。
思考:當(dāng)汽車(chē)在平直公路行駛時(shí),前方遇到了一段較徒的上坡路段,汽車(chē)司機(jī)應(yīng)做好什么調(diào)整,才能確保汽車(chē)駛到坡頂?只靠加大油門(mén)能否順利到達(dá)坡頂?
②機(jī)車(chē)以恒定的牽引力啟動(dòng)的過(guò)程:機(jī)車(chē)做的是加速度a=(f-f)/m的勻加速直線運(yùn)動(dòng),汽車(chē)的輸出功率p隨汽車(chē)速度增大而增大,直至汽車(chē)輸出功率等于額定功率,勻加速過(guò)程結(jié)束。接著汽車(chē)保持功率不變,汽車(chē)通過(guò)減少牽引力,進(jìn)一步提高速度,直到加速度a=0,最后做勻速行駛運(yùn)動(dòng)。這一過(guò)程中各量的變化,可用下列流程圖來(lái)表示。
案例來(lái)源:陳峰主編,《走進(jìn)課堂——高中物理(必修)新課程案例與評(píng)析》,高等教育出版社
薦初二物理《浮力》教學(xué)案例(5000薦薦初初二中物物理
教理
案教
學(xué)
案物
態(tài)例
變
字)
化
123 薦初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)和反思(3000字)薦初中物理教學(xué)案例《密度》(800字)
高中物理必修一教案簡(jiǎn)版篇四
高中物理必修1教案-《功率》
一、教學(xué)內(nèi)容分析 1.內(nèi)容與地位
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理2”中涉及本節(jié)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是“理解功率,關(guān)心生產(chǎn)和生活中常見(jiàn)機(jī)械功率的大小及其意義”。要求學(xué)生理解功率的概念,會(huì)進(jìn)行功率的計(jì)算;會(huì)分析汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí),牽引力和速度的關(guān)系;嘗試自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),測(cè)量人在某種運(yùn)動(dòng)中的功率。由于功率在生活、生產(chǎn)中應(yīng)用很廣,教學(xué)中可充分利用這一優(yōu)勢(shì),使抽象的物理概念變得富有實(shí)際意義。發(fā)展學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力,樹(shù)立正確的價(jià)值觀。
本節(jié)課的教學(xué)應(yīng)立足于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,通過(guò)學(xué)習(xí)物理研究方法,使學(xué)生學(xué)會(huì)思考問(wèn)題。在建立“功率”概念中,讓學(xué)生體會(huì)用比值方法來(lái)建立一個(gè)新物理概念。機(jī)車(chē)起動(dòng)過(guò)程的分析著重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物理與社會(huì)生活的密切聯(lián)系,綜合運(yùn)用動(dòng)力學(xué)知識(shí)和功率概念分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)學(xué)生設(shè)計(jì)測(cè)量人的做功功率的實(shí)驗(yàn),達(dá)到學(xué)以致用的目的,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力。
2.教學(xué)目標(biāo):
(1)通過(guò)實(shí)例體驗(yàn)功率概念的形成過(guò)程及功率的實(shí)際意義,理解功率概念。(2)從功率概念的定義,體會(huì)用比值方法建立物理概念的方法。(3)理解功率與力和速度的關(guān)系。會(huì)利用功率的兩個(gè)公式來(lái)解釋現(xiàn)象和進(jìn)行計(jì)算。
(4)了解平均功率、瞬時(shí)功率、額定功率、實(shí)際功率區(qū)別和聯(lián)系。(5)具有敢于發(fā)表自己觀點(diǎn),堅(jiān)持原則,善于合作的良好習(xí)慣。3.重點(diǎn)難點(diǎn):教學(xué)重點(diǎn)是理解功率的概念;難點(diǎn)是理解功率與力、速度的關(guān)系,瞬時(shí)功率和平均功率的計(jì)算。
二、案例設(shè)計(jì)
(一)新課引入
問(wèn)題:人們?cè)谏a(chǎn)、生活和工作中使用了大量的機(jī)械來(lái)做功,這與人力直接做功或畜力做功,在完成功的快慢方面有何不同?請(qǐng)舉例說(shuō)明。(引發(fā)學(xué)生思考,讓學(xué)生從身邊生活尋找做功事例,并思考機(jī)械與人或畜力做功的差異。)
功是能量轉(zhuǎn)化的量度,人們十分關(guān)注做功的多少。然而不同的機(jī)械或人,其做功的快慢是不同的。(分析一些生產(chǎn)事例、工作場(chǎng)面,或展示一些做功快慢不同的圖片。有條件的情況下還可通過(guò)多媒體手段更生動(dòng)地展示這些畫(huà)面和情景,使學(xué)生對(duì)做功快慢的情形有更為形象和具體的認(rèn)識(shí),從而為建立正確的“功率”概念打下良好基礎(chǔ)。)
參考事例:①挖土機(jī)與人,要完成相同的挖土任務(wù),人花的時(shí)間要長(zhǎng)得多。②建筑工地上要把磚塊或水泥等建筑材料搬到樓頂上,起重機(jī)和搬運(yùn)工相比,起重機(jī)要比工人快得多。③從水井里提水,使用抽水機(jī)比人工要快得多④家住在高樓(如8層),乘電樓比走路要快得多。⑤拖拉機(jī)耕地比牛耕地要快得多,等等。列舉生產(chǎn)、生活中發(fā)生的事例,使學(xué)生體會(huì)功率與生活、生產(chǎn)息息相關(guān),無(wú)處不在,研究功率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
說(shuō)明:通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析有關(guān)事例,形成初步共識(shí):人們選用機(jī)械來(lái)做功時(shí),不僅要考慮做功多少,還要考慮機(jī)械做功的快慢。如挖掘機(jī)做功比人快;大卡車(chē)比拖拉機(jī)做功快;拖拉機(jī)耕地比牛耕地要快;起重吊車(chē)比搬運(yùn)工人做功快;抽水機(jī)比轆轤提水快,等等。研究做功的快慢有著重要的實(shí)際意義。
通過(guò)一個(gè)實(shí)際問(wèn)題,具體數(shù)據(jù),讓學(xué)生感性地認(rèn)識(shí)做功的快慢。如在某高樓建筑中需要搬運(yùn)一批磚頭到一高層上,在搬運(yùn)磚頭過(guò)程中,起重機(jī)和搬運(yùn)工人的生產(chǎn)記錄情況如下表所示:
師:不同的機(jī)器或物體做功有快有慢,如何來(lái)衡量做功的快慢呢?請(qǐng)同學(xué)們思考并提出解決方案。(引導(dǎo)學(xué)生思考:如何比較物體做功快慢?討論中注意培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和批判思維能力。)
預(yù)測(cè)學(xué)生可能有以下回答:
①選擇相同時(shí)間,比較做功多少,做功多的,做功就快; ②選擇做相同的功,比較做功的時(shí)間長(zhǎng)短,時(shí)間長(zhǎng)的,做功就慢。③類(lèi)比“速度”的定義方法,用做功和完成這些功所花的時(shí)間的比值來(lái)定義“功率”。
說(shuō)明:對(duì)學(xué)生提出的各種方案可能有問(wèn)題或不完整,教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在交流中補(bǔ)充完善自己的認(rèn)識(shí)。
教學(xué)中注意引導(dǎo)學(xué)生類(lèi)比如“速度”、“加速度”概念的定義方法,體會(huì)比值法定義功率概念。
(二)新課教學(xué)
1.功率
(1)定義式:物理學(xué)上用物體所做的功w與完成這些功所用時(shí)間t的比值,作為在該時(shí)間內(nèi)物體平均做功快慢的量度。即 p=w/ t
(2)物理意義:表示物體做功快慢的物理量.。
(3)單位:教師請(qǐng)一位同學(xué)正確地說(shuō)出公式中各個(gè)字母所表示的物理量及其單位。
p:功率,單位:瓦(w),常用單位還有千瓦(kw)w:力所做的功,單位:焦耳(j)t:做功所用時(shí)間,單位:秒(s)單位換算:1kw = 1000 w1w=1j/s
(4)功率是標(biāo)量,功率表示做功過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的快慢。(5)討論與交流:
小實(shí)驗(yàn):把一枚硬幣放在書(shū)的封面上,打開(kāi)書(shū)的封面形成一個(gè)斜面,并使硬幣開(kāi)始下滑。請(qǐng)同學(xué)仔細(xì)分析一下,在下滑的過(guò)程中硬幣共受到幾個(gè)力的作用?哪些力做正功?哪些力做負(fù)功?哪些力不做功?如果斜面的傾角增大,情況會(huì)有什么變化??jī)A角增大時(shí),功率是否也增大?
提示:①比較不同傾角時(shí)的功率,應(yīng)注意硬幣開(kāi)始下滑處的高度應(yīng)相同。討論功率時(shí)須指明哪個(gè)力的功率。②實(shí)驗(yàn)的分析討論,要注意所分析的是某個(gè)力的平均功率。注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行受力分析、做功分析,可利用功率的定義式,在理論上進(jìn)行的推演,使思維更加嚴(yán)密。
(6)認(rèn)識(shí)一些常見(jiàn)機(jī)械做功功率
①汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī):5×104 w ~ 15×104 w ②摩托車(chē)約2×103 w ③噴氣客機(jī)約2×108 w ④火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)約 1×1013 w ⑤ 人的平均功率約 1×102 w,優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員短時(shí)間內(nèi)的功率可達(dá)1000w ⑥人心臟跳動(dòng)的功率 1.5w左右 ⑦萬(wàn)噸巨輪 106w以上 ⑧藍(lán)鯨游動(dòng)的功率可達(dá)350kw 等等。
2.功率與力、速度的關(guān)系
思考與討論:一部汽車(chē)載重時(shí)和空車(chē)時(shí),在公路上以相同的速度行駛,試討論這兩種情況下汽車(chē)的輸出功率是否相同?為什么?
預(yù)測(cè)學(xué)生會(huì)回答:
①載重汽車(chē)與地摩擦力較大,牽引力也大,由于行駛速度一樣,故相同時(shí)間內(nèi),載重車(chē)的牽引力做功較多,所以載重汽車(chē)的輸出功率較大。
②載重汽車(chē)行駛得比空車(chē)慢,因此功率較小。
③載重汽車(chē)比空車(chē)費(fèi)力,因此載重車(chē)的輸出功率較空車(chē)時(shí)要大些。說(shuō)明:上述分析討論的目的是啟發(fā)學(xué)生思考功率與力和速度有何關(guān)系。學(xué)生分析可能會(huì)出現(xiàn)片面和不完整回答,教師要參加到學(xué)生的討論分析中,幫助、啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生形成正確的認(rèn)識(shí)。
(正確的回答應(yīng)是①)。教師根據(jù)課堂需要還可以提出一些問(wèn)題讓學(xué)生進(jìn)一步討論,如汽車(chē)在上坡和下坡時(shí)功率、速度和牽引力會(huì)怎樣變化?
接著,教師引導(dǎo)學(xué)生思考,如何計(jì)算牽引力的功率。(讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)和功率定義式進(jìn)行推演,培養(yǎng)良好的科學(xué)思維能力和思維習(xí)慣)提出問(wèn)題:某汽車(chē)在平直公路上做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知其在牽引力大小為f,運(yùn)行速度為v,試求此時(shí)汽車(chē)牽引力f的功率為多少?
注意引發(fā)學(xué)生思考解決問(wèn)題的思路,應(yīng)用功和功率的定義式進(jìn)行分析和推導(dǎo)。
課堂分析結(jié)果:
p=f·v
即力f的功率等于力f和物體運(yùn)動(dòng)速度v的乘積.。注意:這里的f是速度v方向上的作用力。
分析討論:由v=s/t求出的是物體在時(shí)間t內(nèi)的平均速度,代入公式p=fv求出的功率是f在時(shí)間t內(nèi)的平均功率;如果t取得足夠小,則v表示瞬時(shí)速度,此時(shí)由p=fv求得的功率就是f在該時(shí)刻的瞬時(shí)功率。即當(dāng)v為平均速度時(shí),求得的功率就是平均功率,v為瞬時(shí)速度時(shí),求得的功率就是瞬時(shí)功率。
(1)總結(jié):
①平均功率p=fv(v是平均速度) ②瞬時(shí)功率p=fv(v是瞬時(shí)速度)
③如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),由于瞬時(shí)速度與平均速度相等,故此時(shí)平均功率等于瞬時(shí)功率。
交流討論問(wèn)題:由求出的是瞬時(shí)功率還是平均功率? 學(xué)生小組討論后得出:由公式求出的功率,反映了該力在t時(shí)間內(nèi)做功的平均快慢,故由公式求出功率是平均功率。
(2)額定功率與實(shí)際功率的認(rèn)識(shí)
問(wèn):人力直接做功能否像汽車(chē)做功那樣快呢?汽車(chē)做功能否像飛機(jī)做功那樣快呢?人如果做功過(guò)快,會(huì)產(chǎn)生什么后果呢?汽車(chē)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生什么后果呢?(人做功過(guò)快,會(huì)引起疲勞、甚至受傷、生病等,汽車(chē)超負(fù)荷工作會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或燒毀。)
問(wèn):奧運(yùn)長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員能否用100米短跑的速度來(lái)完成5000米的賽跑路程呢?為什么?
提示:奧運(yùn)比賽是一種挑戰(zhàn)運(yùn)動(dòng)局限的比賽,人與機(jī)器一樣,不能長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)動(dòng),短跑運(yùn)動(dòng)員在100米賽跑中,時(shí)間不過(guò)是十幾秒,能以最大的速度跑完全程,此時(shí)運(yùn)動(dòng)員的輸出功率是正常時(shí)的數(shù)十倍。在5000米的長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)員不可能長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)動(dòng),因此長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員不可能一直保持百米賽跑那樣的速度。
說(shuō)明:此問(wèn)目的在于學(xué)生通過(guò)思考自己身邊所熟悉的問(wèn)題,認(rèn)識(shí)額定功率和實(shí)際功率的概念以及概念的意義。①額定功率:指動(dòng)力機(jī)械在長(zhǎng)時(shí)間正常工作時(shí)最大輸出功率。也是機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上的標(biāo)稱(chēng)值,額定功率是動(dòng)力機(jī)械重要的性能指標(biāo),一個(gè)動(dòng)力機(jī)械的額定功率是一定的。
②實(shí)際功率:機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中的功率是實(shí)際功率,實(shí)際功率可以小于額定功率,可以等于其額定功率(稱(chēng)滿負(fù)荷運(yùn)行),但不能大于額定功率,否則會(huì)損壞機(jī)械。
③很多機(jī)械的銘牌上都標(biāo)有這臺(tái)機(jī)器的額定功率,請(qǐng)同學(xué)將家里的電器設(shè)備上的額定功率都記錄下來(lái),并計(jì)算家里的每部機(jī)器每天要做多少功?要消耗多少電能?哪一部機(jī)器最耗電?請(qǐng)與同桌同學(xué)進(jìn)行交流。
(3)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定時(shí),牽引力與速度的關(guān)系
當(dāng)汽車(chē)輸出功率一定時(shí),根據(jù)公式p=fv可知,物體的運(yùn)動(dòng)速度v與牽引力f成反比,如果汽車(chē)需要較大的牽引力,就必須減小運(yùn)動(dòng)速度。
思考:汽車(chē)以額定功率在平直公路行駛時(shí),若前方遇到了一段較徒的上坡路段,汽車(chē)司機(jī)要做好什么調(diào)整,才能確保汽車(chē)駛到坡頂?為什么?
學(xué)生可能回答:①加大油門(mén),汽車(chē)可順利到達(dá)坡頂。②汽車(chē)要換檔,才能順利駛到坡頂。
師生共同分析:①根據(jù)p=fv 知,汽車(chē)以額定功率行駛,因遇上坡路段,汽車(chē)所需的牽引力增大了,若要保持行駛速度不變,這是不可能的;加大油門(mén),只會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率(超過(guò)額定功率),發(fā)動(dòng)機(jī)將因超負(fù)荷而過(guò)熱損壞。②這是一種正確的操作方式,當(dāng)司機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)的速度檔位調(diào)低后,速度減少了,牽引力加大了,只要牽引力足夠,汽車(chē)便可順利上坡。
思考:汽車(chē)等交通工具,如何才能獲得更大的行駛速度? 3.學(xué)生進(jìn)行測(cè)功率活動(dòng)。(建議課后安排)問(wèn)題:如何才能知道在某種運(yùn)動(dòng)中自己做功的功率呢?請(qǐng)同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量方案,并進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。
說(shuō)明:應(yīng)激勵(lì)積極思考、設(shè)計(jì)可行方案,動(dòng)腦動(dòng)手,體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和感受實(shí)驗(yàn)成果的喜悅。
實(shí)驗(yàn)方案舉例:(讓學(xué)生結(jié)合自己的情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))方案1:學(xué)生快速跑上樓,來(lái)測(cè)量做功的最大功率。方案2:估算學(xué)生自己平時(shí)上樓或爬山過(guò)程的功率。
方案3:設(shè)計(jì)沿某一竹桿或樹(shù)桿上爬一定的高度,來(lái)測(cè)量做功功率。方案4:利用跳繩運(yùn)動(dòng),來(lái)測(cè)量做功功率。
方案5:測(cè)算自己舉起杠鈴時(shí)的最大功率(需要同學(xué)的幫忙)
說(shuō)明:①有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案、原理、器材、數(shù)據(jù)的測(cè)定及同學(xué)協(xié)作等,都應(yīng)放手讓學(xué)生自行討論、分工,這樣才能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,給學(xué)生以合作交流的機(jī)會(huì)。
②方案選定后,要注意引導(dǎo)學(xué)生如何求功和功率,需要選擇哪些實(shí)驗(yàn)器材,測(cè)量哪些物理量?測(cè)量是否存在誤差問(wèn)題,如何才能較準(zhǔn)確地測(cè)量。
③根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的方案,組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)物展臺(tái)進(jìn)行交流匯報(bào),師生共同觀看,最后還可以進(jìn)行評(píng)選活動(dòng)。
④活動(dòng)目的是:培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力,并通過(guò)親身的實(shí)驗(yàn),達(dá)到內(nèi)化知識(shí),提升能力。同時(shí)也在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
三、案例評(píng)析 本案例的教學(xué)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了物理知識(shí)源于生活,又應(yīng)用于生活?!肮β省迸c生活、生產(chǎn)聯(lián)系密切,在引入功率、額定功率、實(shí)際功率等概念時(shí),都注意通過(guò)生產(chǎn)、生活的具體實(shí)例引入,使原本枯燥無(wú)味的概念教學(xué)變得生動(dòng)和有趣,學(xué)生易于認(rèn)識(shí)和理解“功率”概念,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在知識(shí)形成過(guò)程中,注重引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)思維方法,體會(huì)比值法在定義“功率”概念的作用,提高學(xué)生的應(yīng)用科學(xué)思維方法解決問(wèn)題的能力。通過(guò)設(shè)計(jì)測(cè)定人在某種運(yùn)動(dòng)中做功功率實(shí)驗(yàn),來(lái)達(dá)到內(nèi)化和強(qiáng)化物理概念和物理規(guī)律的理解,實(shí)現(xiàn)知識(shí)由理論向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化,加強(qiáng)物理與生活、生產(chǎn)和科技的聯(lián)系。
在“功率”的整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,始終關(guān)注“生活與物理,物理與社會(huì)”的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用,形成將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí),較好地體現(xiàn)了在知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀上對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育的課程理念。
四、相關(guān)鏈接 1.瓦特其人其事
生平簡(jiǎn)介
瓦特(james watt,1736~1819年)蘇格蘭發(fā)明家。1736年1月19日生于蘇格蘭格林諾克。童年時(shí)代的瓦特曾在文法學(xué)校念過(guò)書(shū),然而沒(méi)有受過(guò)系統(tǒng)教育。瓦特在父親做工的工廠里學(xué)到許多機(jī)械制造知識(shí),以后他到倫敦的一家鐘表店當(dāng)學(xué)徒。
1763年瓦特到格拉斯大學(xué)工作,修理教學(xué)儀器。在大學(xué)里他經(jīng)常和教授討論理論和技術(shù)問(wèn)題。1781年瓦特制造了從兩邊推動(dòng)活塞的雙動(dòng)蒸汽機(jī)。1785年,他也因蒸汽機(jī)改進(jìn)的重大貢獻(xiàn),被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。
1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。科學(xué)成就
1763年,瓦特修理格拉斯哥大學(xué)的一臺(tái)紐可門(mén)泵,得以仔細(xì)研究了結(jié)構(gòu)和工作原理,找到了熱量損失消耗大量燃料的癥結(jié)所在,他終于想出了加一個(gè)與汽缸分離的冷凝器,汽缸外裝上絕熱套子,使它一直保持高溫,新的蒸汽機(jī)的效率大大提高。瓦特并不滿足于已經(jīng)取得的成就,1781年他又制造了從汽缸兩邊推動(dòng)活塞的雙動(dòng)作蒸汽機(jī),并采用曲柄機(jī)構(gòu),使往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。瓦特還設(shè)計(jì)了離心節(jié)速器,利用反饋原理控制蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速。經(jīng)過(guò)一系列的改革,蒸汽機(jī)迅速被各工業(yè)部門(mén)采用,為產(chǎn)業(yè)革命鋪平了道路。蒸汽機(jī)車(chē)加快了19世紀(jì)的運(yùn)輸速度。蒸汽機(jī)→蒸汽輪機(jī)→發(fā)電機(jī),蒸汽為第二次工業(yè)革命即電力發(fā)展鋪平了道路。
趣聞?shì)W事
童年時(shí)代的瓦特和茶壺的故事 一天晚上,瓦特和一個(gè)小女孩在家里喝茶。瓦特不停地?cái)[弄茶壺蓋,一會(huì)兒打開(kāi),一會(huì)兒蓋上,當(dāng)他把茶壺嘴堵住時(shí),蒸汽頂開(kāi)了茶蓋。在旁的外祖母對(duì)瓦特的這種無(wú)聊動(dòng)作極為不滿,加以訓(xùn)斥。瓦特并不介意,他一心想著蒸汽的力量,從此萌發(fā)制造蒸汽機(jī)的念頭。
蒸汽機(jī)與產(chǎn)業(yè)革命
羅爾特所著《詹姆斯·瓦特》中,曾寫(xiě)道:“瓦特蒸汽機(jī)巨大的、不知疲倦的威力使生產(chǎn)方法以過(guò)去所不能想象的規(guī)模走上了機(jī)械化道路。
2.機(jī)動(dòng)車(chē)輛常見(jiàn)的兩種啟動(dòng)過(guò)程
對(duì)于汽車(chē)或機(jī)車(chē)等交通工具,在靜止開(kāi)始啟動(dòng)的過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率、牽引力和速度的關(guān)系滿足公式p=f·v,在p、f、v三個(gè)物理量中,若保持一個(gè)量不變,當(dāng)另一個(gè)量變化時(shí),第三個(gè)量也隨之變化。關(guān)于汽車(chē)的啟動(dòng)過(guò)程是一個(gè)較為復(fù)雜的物理過(guò)程,下面我們就兩種常見(jiàn)的啟動(dòng)過(guò)程分析如下: ①汽車(chē)(或機(jī)車(chē))以恒定的功率啟動(dòng)和行駛過(guò)程(請(qǐng)把握教材的難度和課標(biāo)的難度)
汽車(chē)牽引功率保持恒定時(shí),由p = fv可知,牽引力大小與速度成反比。結(jié)合牛頓第二定律f – f = ma可知,汽車(chē)以恒定功率啟動(dòng)的過(guò)程,隨著汽車(chē)速度v的逐漸增大,汽車(chē)的加速度逐漸減小,直至加速度等于0,最后汽車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)。
思考:當(dāng)汽車(chē)在平直公路行駛時(shí),前方遇到了一段較徒的上坡路段,汽車(chē)司機(jī)應(yīng)做好什么調(diào)整,才能確保汽車(chē)駛到坡頂?只靠加大油門(mén)能否順利到達(dá)坡頂?
②機(jī)車(chē)以恒定的牽引力啟動(dòng)的過(guò)程:機(jī)車(chē)做的是加速度a=(f-f)/m的勻加速直線運(yùn)動(dòng),汽車(chē)的輸出功率p隨汽車(chē)速度增大而增大,直至汽車(chē)輸出功率等于額定功率,勻加速過(guò)程結(jié)束。接著汽車(chē)保持功率不變,汽車(chē)通過(guò)減少牽引力,進(jìn)一步提高速度,直到加速度a=0,最后做勻速行駛運(yùn)動(dòng)。這一過(guò)程中各量的變化,可用下列流程圖來(lái)表示。
案例來(lái)源:陳峰主編,《走進(jìn)課堂——高中物理(必修)新課程案例與評(píng)析》,高等教育出版社
高中物理必修一教案簡(jiǎn)版篇五
高中物理必修1彈力教案(800字)
彈力教案
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1.知道彈力產(chǎn)生的條件.
2.知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的示意圖中畫(huà)出它們的方向.
3.知道彈性形變?cè)酱髲椓υ酱螅缽椈傻膹椓Ω鷱椈傻男巫兞砍烧?,即胡克定律.?huì)用胡克定律解決有關(guān)問(wèn)題.
(二)過(guò)程與方法
1.通過(guò)在實(shí)際問(wèn)題中確定彈力方向的能力. 2.自己動(dòng)手進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和操作實(shí)驗(yàn)的能力.
3.知道實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理常用的方法,嘗試使用圖象法處理數(shù)據(jù).
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.真實(shí)準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),體會(huì)科學(xué)的精神和態(tài)度在科學(xué)探究過(guò)程的重要作用.
2.在體驗(yàn)用簡(jiǎn)單的工具和方法探究物理規(guī)律的過(guò)程中,感受學(xué)習(xí)物理的樂(lè)趣,培養(yǎng)學(xué)生善于把物理學(xué)習(xí)與生活實(shí)踐結(jié)合起來(lái)的習(xí)慣.
教學(xué)重點(diǎn)
1.彈力有無(wú)的判斷和彈力方向的判斷. 2.彈力大小的計(jì)算. 3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作. 教學(xué)難點(diǎn)
彈力有無(wú)的判斷及彈力方向的判斷.
教學(xué)方法
探究、講授、討論、練習(xí)
教學(xué)手段
教具準(zhǔn)備 彈簧、鉤碼、泡沫塑料塊、粉筆、燒瓶(內(nèi)裝紅墨水瓶塞上面插細(xì)玻璃管)、演示胡克定律用的鐵架臺(tái)、刻度尺、彈簧、鉤碼等等.
教學(xué)活動(dòng)
[新課導(dǎo)入] 撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員要使用撐桿,跳水時(shí)要使用跳板,你能說(shuō)明這樣做的目的觀看伊辛巴耶娃撐桿跳破世界紀(jì)錄及運(yùn)動(dòng)員跳水的視頻。
嗎?由此引入新課
師:那么,這又是個(gè)什么力呢?它是怎樣產(chǎn)生的,它的大小、方向各如何?帶著這些問(wèn)題我們一起來(lái)探究有關(guān)彈力的有關(guān)知識(shí).
[新課教學(xué)] [實(shí)驗(yàn)演示]
一、形變
演示實(shí)驗(yàn)1:彈簧掛上鉤碼后伸長(zhǎng)。
演示實(shí)驗(yàn)2:泡沫塑料塊受力而被壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)。演示實(shí)驗(yàn)3:粉筆用力被折斷。學(xué)生觀察思考什么是形變
給出形變的定義——物體形狀或體積的變化叫做形變.
剛才舉的那些例子都很容易觀察到,如果一本書(shū)放在桌面上,書(shū)和桌面發(fā)生
形變了沒(méi)有? 生1:沒(méi)有.
生2:可能發(fā)生了形變,但是由于形變量太小,所以肉眼觀察不出來(lái). 演示實(shí)驗(yàn)1視頻播放
桌面微小形變的激光演示(在一個(gè)大桌上放兩個(gè)平面鏡m和n,讓一束光依次被這兩面鏡子反射,最后射在刻度尺上形成一個(gè)光點(diǎn)。用力壓桌面,觀察刻度尺上光點(diǎn)位置的變化。)
演示實(shí)驗(yàn)2 用手?jǐn)D壓時(shí)燒瓶的形變
(雙手握住注滿紅墨水的燒瓶,用力擠壓底部。上插玻璃管中的紅墨水液面上升。)
師:通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn),我們觀察到什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象? 生:通過(guò)觀察,我們發(fā)現(xiàn)原來(lái)不容易觀察的瓶子和桌面也發(fā)生了形變.
師:我們用了什么樣的方法? 生:微觀放大的方法.
師:由此我們可以想到一切物體都可以發(fā)生形變,形變分為很多種類(lèi),有些物體在形變后能夠恢復(fù)原狀,這種形變叫做彈性形變.發(fā)生彈性形變的物體是不是在所有的情況下都可以恢復(fù)原狀呢? 給出形變的分類(lèi)——彈性形變、范性形變
彈性形變 :外力在撤去后能夠恢復(fù)原狀
范性形變:外力在撤去后不能夠恢復(fù)原狀 師:剛剛我舉的例子中哪個(gè)屬于范性形變?
生:粉筆用力后被折斷
二、彈力
師:之前我們觀察了伊辛巴耶娃撐桿跳視頻,大家想想如果沒(méi)有那根撐桿,她能跳5米06那么高嗎?不能,那撐桿對(duì)它一定有了一個(gè)力的作用。這個(gè)力我們就叫它彈力。
彈力定義——發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力。、從定義中我們可以得出
指
向鏈子收縮的方向 彈力產(chǎn)生的條件——①直接接觸②發(fā)生彈性形變
確定彈力的方向
實(shí)例1:給出吊燈圖片,做出分析。以燈為研究受力對(duì)象,鏈子
吊住吊燈,鏈子發(fā)生形變。鏈子被拉長(zhǎng),就要企圖恢復(fù)形變。這里施力物體----鏈子,受力物體----燈。這時(shí)候鏈子對(duì)燈的拉力的方向是——豎直向上,指向鏈子收縮的方向。
實(shí)例2:播放小朋友跳蹦蹦床的圖片,分析蹦床凹下去時(shí)它想要恢復(fù)形變,彈力的方向----豎直向上指向受力物體人。
做出總結(jié):
彈力方向——施力物體形變恢復(fù)的方向;與施力物體形變方向相反;施力物體指向受力物體
[課堂訓(xùn)練] 關(guān)于彈力的產(chǎn)生,下列說(shuō)法中正確的是……………………………()a.只要兩物體相接觸就一定產(chǎn)生彈力 b.只要兩物體相互吸引就一定產(chǎn)生彈力 c只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生
d.只有發(fā)生彈性形變的物體才會(huì)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生彈力作用 答案:d 解析:此題根據(jù)彈力的產(chǎn)生條件,接觸和彈性形變?nèi)币徊豢桑產(chǎn)、c都只有彈力產(chǎn)生條件的一個(gè)方面,而b只說(shuō)“有相互吸引”,只能證明有力存在,不是彈力,故選項(xiàng)d正確.
幾種彈力:壓力、支持力和拉力
通過(guò)幾種常見(jiàn)的彈力進(jìn)一步來(lái)研究彈力問(wèn)題.
壓力 支持力
拉力 物塊 桌面 物塊
桌面
物塊
桌面
繩子 物塊
繩子
列表分析壓力、支持力和拉力它們的施力物體、受力物體、力由誰(shuí)的形變產(chǎn)生、和力的方向這幾個(gè)問(wèn)題。
進(jìn)一步得出:彈力總是指向施力物體形變恢復(fù)的方向 判斷有無(wú)彈力:
例1:如圖所示,一球體靜止于一水平面與一側(cè)壁之間,不計(jì)任何摩擦,判斷側(cè)壁對(duì)球體有無(wú)彈力。f分析:方法1:①假設(shè)水平面和側(cè)壁對(duì)球體 均產(chǎn)生彈力,分別為f
1、f2,對(duì)球體受力分析
如圖所示。由圖可知,f2的存在顯然不能使還應(yīng)體處于靜止?fàn)顟B(tài),與題設(shè)條件(球體靜止)相矛盾,故側(cè)壁對(duì)球體無(wú)彈力?;?②假設(shè)側(cè)壁對(duì)球體無(wú)彈力,則球體只受重力和水平面的彈力(支持力),球體能夠保持靜止,滿足題意,故假設(shè)成立。
f2 假設(shè)法——就是假設(shè)這個(gè)力存在,看在這個(gè)力存在時(shí)作用效果是否與物
體實(shí)際的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相符合,如果符合,說(shuō)明這個(gè)力確實(shí)存在,否則這個(gè)力不存在.
方法2:條件法——撤去斜面,球能保持靜止,則斜面對(duì)球無(wú)彈力。
[練習(xí)]:判斷圖2中物體有無(wú)彈力作用。
①
②
④ 四種接觸情況下彈力的方向 ①面面接觸:垂直于接觸面
③點(diǎn)點(diǎn)接觸:垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的切面 并指向繩收縮的方向
[課堂訓(xùn)練] 1.請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出桿及球所受的彈力.
④繩子拉力:沿著繩
③
甲 乙
丙
丁
解析:(1)甲圖中桿在重力的作用下,對(duì)a、b兩處都產(chǎn)生擠壓的作用,故a、b兩點(diǎn)處對(duì)桿有彈力,彈力的方向與接觸點(diǎn)的平面垂直
(2)乙圖中桿對(duì)c、d兩處有擠壓作用,因c處是曲面.d處為支承點(diǎn),所以,c處的彈力垂直其切面指向球心,d處的彈力垂直于桿斜向上.
(3)丙圖中繩子拉住小球,兩只小球互相擠壓,繩子對(duì)球的彈力沿繩斜向上.
(4)丁圖中球與兩點(diǎn)接觸并且擠壓,球受的彈力f
1、f2垂直于接觸點(diǎn)的切面(虛線是切面),沿著半徑方向指向球心.
三、胡克定律
用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力,系統(tǒng)靜止時(shí),彈簧的彈力等于所懸掛鉤碼的總重;彈簧的長(zhǎng)度及伸長(zhǎng)量可由刻度尺測(cè)出.
注意事項(xiàng)
(1)本實(shí)驗(yàn)要求定量測(cè)量,因此要盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差.標(biāo)尺要豎直且緊靠指針以減小讀數(shù)帶來(lái)的誤差,每次改變懸掛鉤碼個(gè)數(shù)后,要待系統(tǒng)穩(wěn)定后再讀數(shù).
(2)實(shí)驗(yàn)中所提供的米尺精確度為1 mm,應(yīng)估讀一位.
(3)彈簧組的說(shuō)明書(shū)已說(shuō)明每個(gè)彈簧的彈性限度,注意不要超過(guò)它的彈性限度使用.
實(shí)驗(yàn)過(guò)程
(1)選擇器材: 選擇一只彈簧(注意它的彈性限度)懸掛在鐵架臺(tái)的橫桿上,固定刻度尺的位置。
(2)首先將實(shí)驗(yàn)裝置調(diào)整妥當(dāng)(如整個(gè)裝置是否豎直平穩(wěn),標(biāo)尺與彈簧的距離是否合適,標(biāo)尺面與彈簧上的指針是否在同一平面內(nèi),是否便于讀數(shù)等).
(3)讀出彈簧自然下垂時(shí)指針?biāo)缚潭龋?/p>
(4)懸掛200g鉤碼一個(gè),待穩(wěn)定后,讀出彈簧上指針?biāo)缚潭炔⒂?jì)算出彈簧的伸長(zhǎng)量記入表格
(5)逐個(gè)增加鉤碼,重復(fù)第4步,至少做4組數(shù)據(jù).
(6)圖象法處理數(shù)據(jù):將數(shù)據(jù)輸入excel,以彈簧彈力為縱軸,彈簧伸長(zhǎng)量為橫軸建立坐標(biāo)系,描出4個(gè)特殊點(diǎn),以尋找彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系. 得出結(jié)論----彈簧彈力的大小與彈簧的形變量成正比. 師:用一個(gè)公式來(lái)表示這種關(guān)系.
生:f=kx.
師:這個(gè)公式實(shí)際上是一個(gè)定律,叫做胡克定律,是英國(guó)科學(xué)家胡克首先發(fā)現(xiàn)的,其中式子中的k是彈簧的勁度系數(shù),單位是牛每米,符號(hào)是n/m.其中f是彈簧受到的彈力大小,x是彈簧的形變量,既可以是彈簧的伸長(zhǎng)量,又可以是彈簧的壓縮量。彈簧的勁度系數(shù)跟彈簧絲的粗細(xì)、材料、彈簧的直徑、繞法、彈簧的長(zhǎng)度等量有關(guān),這個(gè)量反映了彈簧的特性.
[課堂延伸] 利用胡克定律原理設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)易彈簧秤。(課后有興趣
可以做)
材料:彈簧(或橡皮筋)、50克鉤碼5個(gè)、回形針2 枚、卡紙片、直尺、水筆
[課堂訓(xùn)練] 一個(gè)彈簧原長(zhǎng)8cm,下端懸掛4n的重物,靜止時(shí),彈
簧的長(zhǎng) 度為10cm,此彈簧的勁度系數(shù)多大? 解:由f = k x得
4n=k?(0.1-0.08)m k=200 n/m [板書(shū)設(shè)計(jì)] 形變
定義——物體形狀或體積的變化叫做形變
分類(lèi)——彈性形變、范性形變
彈力 定義——發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)
與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力。
產(chǎn)生條件——①直接接觸②發(fā)生彈性形變
判斷有無(wú)彈力的方法——假設(shè)法、條件法
方向——指向施力物體形變恢復(fù)的方向
大小——胡克定律f = k x 薦初二物理《浮力》教學(xué)案例(5000薦薦初初二中物物理
教理
案教
學(xué)
案物
態(tài)例
變
字)
化
123 薦初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)和反思(3000字)薦初中物理教學(xué)案例《密度》(800字)
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