高中物理教案反思簡短
高中物理教案反思簡短篇1
教學目標
知識目標:
1.知道樂音的三要素.
2.知道樂音的音調跟發聲體的振動頻率有關,響度跟發聲體的振幅和距發聲體的遠近有關,不同發聲體發出的樂音的音色不同.
3.常識性了解頻率的概念及其單位
4.常識性了解能引起人的聽覺的聲音的頻率范圍
能力目標:
1.過觀察教師演示實驗培養學生的觀察能力和分析概括能力
2.通過學生參與實驗培養學生的動手能力
情感目標:
通過本課學習,使學生感受到:物理不但是一門實用學科,同時還是一門具有藝術性、很美的一門學科.
教學建議
教材分析
教材首先從我們周圍的兩類聲音:一類是使人感到愉快的聲音——樂音;一類是使人感到煩躁的聲音——噪聲.教材以實驗為基礎,通過生活中有關實例的分析和概括,引入了樂音的三個基本要素——響度、音調和音色.
由于音調跟頻率的關系,多數學生缺乏感性認識,教材安排了用硬紙片劃木梳和撥動橡皮筋的實驗,教材在出現頻率的概念和單位這一較深知識點的同時,又舉出一個有趣的人、狗、貓聽覺范圍對照的實例,以有利于學生對頻率的理解,同時又會引起學生的興趣.
響度跟振幅的關系學生比較容易接受,給出其關系后,教材利用插圖介紹了一些減少聲音分散,增大響度的方法,使知識與實際聯系起來.
由于音色是三要素中較為復雜的概念,教材只是簡單指出了聲音有這個特征,而未進一步探討.
教法建議
1)引入要激發學生的求知欲.
新課引入沒有一定的模式,要根據教材、學校實驗設備、學生實際等條件,用不同的形式巧妙的引入,注意引起學生的興趣,激發求知欲望,跟該堂課要學習的內容緊密的聯系起來.
2)注重實驗,加強學生的感性認識.
教學大綱對本節知識點的要求較低,而這節教材的知識點雖少,但感性東西較多,單純靠講是不行的,必須加進大量實驗,通過實驗使學生獲得感性認識,活躍課堂,增強學生對知識的理解力.如可增加讓直尺振動發聲,演示振動快慢與音調的關系;在紙盆上放乒乓球,演示響度跟振幅的關系等.
3)注意引導學生區別科學用語和日常用語的不同.
4)本節課物理名詞較多,對于剛上物理不久的初二學生來說要完全理解是困難的,不要給學生提出過高的要求,課內教學也不要在這些名詞上多費唇舌,否則將適得其反,要把握住本課的教學目的.這些名詞在實際生活中和今后高中物理課的學習中,還可以進一步加深理解.
教學設計示例
重點和難點
1、知道樂音的三要素.
2、知道樂音的音調跟發聲體的振動頻率有關;響度跟發聲體的振幅和距發聲體的遠近有關;不同發聲體發出的樂音的音色不同.
教法:學生參與實驗
教具:
錄音機、磁帶、旋轉齒輪裝置、木梳、硬紙片、硬塑料片、粗細不同的橡皮筋、由演奏同學準備樂器.
教學過程:
(一)新課引入
[播放錄音]教師提前錄好一段賞心悅目的輕音樂和一段在繁忙路口來來往往的各種車輛的聲音,上課時用錄音機放出來,讓學生感受并做出判斷:
使人感到愉快的聲音→樂音
使人感到煩躁的聲音→噪音
方法1:[播放錄音]用錄音機播放有高音部和低音部的合唱歌曲的磁帶.
請同學分析低音部和高音部的不同?男聲和女聲的不同?演奏樂器有哪些?引入樂音的三要素.
方法2:請班上會樂器演奏的同學表演.(應有兩種以上的樂器),引入樂音的三要素.
(二)新課教學
一、音調
方法1:學生分組實驗探索總結
[實驗1]用一張硬紙片,讓它在木梳齒上劃過,一次快些,一次慢些.
分析:誰是發聲體?撥動快慢對發聲體有何影響?聲音聽起來有什么不同?
[實驗1]撥動張緊的細橡皮筋,再撥動張緊的粗橡皮筋.
分析:粗細不同的橡皮筋振動快慢不同,音調不同.
結論:音調跟發聲體振動快慢(頻率)有關系.
方法2:學生參與演示實驗得出結論
[演示]先介紹發聲齒輪,請同學上前觀察同一軸上的幾個發聲齒輪的齒數.并告訴全體同學每個齒輪的齒數不同.轉動齒輪,請同學注意聽用硬塑料片接觸不同齒數的齒輪時,聲音的高低有何不同?
分析:硬塑料片的振動發聲;齒數多,振動快;齒數少,振動慢.
結論:音調由發聲體振動的頻率決定.頻率越大,音調越高;頻率越小,音調越低.
簡介人和動物的聽覺范圍,提高學生的興趣.
二、響度:
1.響度的概念:
人耳感覺到的聲音的大小叫響度
人耳感覺到的:不同的人,不同的位置感覺聲音大小不同.
方法1:教師提問:人耳感覺到的聲音的大小主要與那些因素有關?你能否自己設計實驗進行說明?
(除教師提供的實驗儀器:鼓、鼓錘和镲之外,其它儀器一律不限,現場沒有的可用語言描述)
控制時間在5分鐘左右,讓學生充分發言.
歸納總結出結論:響度與聲源振動的幅度大小和距離聲源的遠近有關.
方法2:由演示實驗和學生可操作實驗得出結論.
[演示]在紙盆上放乒乓球(或碎紙屑),調節音量觀察球(或碎紙屑)的跳動幅度.
[實驗感受]:手摸喉部大聲說話和小聲說話時的不同.
總結結論.
2.響度和音調的區別
同學們在論述實驗結果與分析結果時,都使用了"聲音的高低"一詞,而沒有使用"聲音的大小",可見,同學們是知道聲音的高低和大小是有區別的.
參考書37頁科學用語和日常用語的不同.
三、音色:
小活動:請出幾位同學分別說一句話,其它同學閉上眼睛猜出發言的先后順序.
由學生講述猜測的理由,教師給出音色的概念.
(三)總結、擴展
由于大綱對本節知識點的要求不高,所以,對于一般的學生,教師只要使學生從實驗角度理解并記憶大綱所要求內容即可;而對于程度較高的學生,教師完全可以不局限于書本內容,可根據學生的實際程度自由拓展.
板書設計
探究活動
1)某種樂器改變音調的方法
【組織形式】個人或自由結組
【活動目的】擴展知識,提高學生的人文素質
【活動流程】
制訂計劃;查閱和收集相關的材料;分析材料并得出一些結論;寫出論文;與其他組交流.
【備注】
1、網上查找的資料要有學習的過程記錄.
2、和其他成員交流.
2)了解某種樂器的制作過程
【組織形式】個人或自由結組
【活動目的】
通過了解樂器的制作過程,加深對樂音三要素的理解,把所學知識與實際應用結合起來.
【活動流程】
制訂計劃;查閱和收集相關的材料;分析材料并得出一些結論;嘗試制作樂器;寫出論文;與其他組交流.
【備注】
1.網上查找的資料要有學習的過程記錄.
2.嘗試制作樂器要有完整的過程記錄(不一定成功).
3.和其他成員交流.
高中物理教案反思簡短篇2
杠桿(第一課時)
(一)學習目標
1、知識與技能
(1)認識杠桿,能從常見的工具和簡單機械中識別杠桿。
(2)知道杠桿的平衡。
2、過程和方法
(1)通過觀察和實驗,了解杠桿的結構;
(2)通過探究,了解杠桿的平衡條件。
3、情感、態度與價值觀
通過了解杠桿,進一步認識物理是來自于生活的,認識到物理是有用的。
(二)教學重難點
(1)重點:理解杠桿的平衡條件
(2)難點:從常見的工具和簡單機械中識別杠桿,理解力臂的概念。
(三)教學準備
杠桿支架、鉤碼、刻度尺、線
(四)教學過程
一、引入新課
請學生閱讀教材引言部分,使學生了解簡單機械在生產、生活中有廣泛的應用,認識到學好這部分知識具有實際的意義,自然引入杠桿一節的學習內容。
二、什么是杠桿?
出示一些實物,象瓶起子,剪刀等并演示如何使用。
請學生歸納其相同點。
1、定義:一根硬棒,在力的作用下,如果能繞著固定點轉動,這根硬棒就叫杠桿。
請學生介紹生活中還有哪些物體可以看作杠桿?
要點:(1)硬棒
(2)繞著固定點轉動
三、幾個名詞
1、動力:使杠桿轉動的力F1
2、阻力:阻礙杠桿轉動的力F2
3、支點:繞著轉動的那個點O
4、動力臂:從支點到動力作用線的距離l1
5、阻力臂:從支點到阻力作用線的距離l2
PS:力的作用線指的是經過力的作用點沿力的方向所在的直線。
力臂不是支點到力的作用點的距離!
學生練習:作圖P68動手動腦學物理第3小題。
四、探究杠桿的平衡條件
1、什么叫杠桿的平衡
杠桿靜止或勻速轉動狀態稱為杠桿的平衡。
2、小實驗:請一個大同學和一個小同學做推門比賽。(大同學推靠近門軸方向,小同學推遠離門軸方向)
通過親自動手,感受平衡時應與力的大小和作用點等因素有關。為下面探究中的猜想做鋪墊。
3、探究過程
(1)提出問題:杠桿的平衡條件是什么?
(2)猜想與假設:從剛才的實驗出發,引導學生猜想。
(3)設計實驗,制訂計劃
(4)進行實驗,收集證據
如課本第65頁。
(5)分析與歸納:
杠桿的平衡條件為:動力×動力臂=阻力×阻力臂
寫成:F1l1=F2l2或F1F2=l2l1
即:力與力臂成反比
(6)評估:
a、為什么在實驗前,要調節杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡?
b、如果不用鉤碼而用彈簧測力計進行實驗,應注意什么問題?
4、學生練習
動手動腦學物理
(五)小結
(六)作業
練習冊
附:課后總結
第一節杠桿(第二課時)
(一)學習目標
1、知識與技能目標:
(1)知道杠桿的分類,能從常見的工具和簡單機械中識別杠桿的種類。
(2)知道杠桿的一些應用。
2、過程和方法目標:
(1)通過杠桿的平衡條件,了解杠桿的分類方法;
(2)通過分類,了解生活中杠桿的應用原理。
3、情感、態度與價值觀目標:
通過了解杠桿的應用,進一步認識物理是有用的,提高學習物理的興趣。
(二)教學重難點
(1)重點:杠桿的分類
(2)難點:從常見的工具和簡單機械中識別杠桿的種類,理解省力、費力和等臂杠桿的具體應用。
(三)教學過程
一、復習
復習杠桿的平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2)
二、杠桿的種類
從杠桿的平衡條件可知,當杠桿平衡時,力與力臂成反比,所以可以得出以下幾個結論:
1、當l1>l2,F1<f2,說明使用這種杠桿時省力。我們把這種杠桿叫做省力杠桿,如:撬棒,瓶蓋起子,園藝剪刀等。<p="">
2、當l1F2,說明使用這種杠桿時費力。我們把這種杠桿叫做費力杠桿,如:釣魚桿,縫紉機踏板,理發剪刀等。
3、當l1=l2,F1=F2,說明使用這種杠桿時即不省力也不費力。我們把這種杠桿叫做等臂杠桿,如:天平等。
分類是物理學中一個比較重要的方法,學生可以列舉以前所學過的分類方法,如固體可以分為晶體和非晶體等。在學習了杠桿的分類后,請學生盡量列舉每種杠桿的實物。
三、杠桿的應用
分析生活中的實物,大家共同討論這屬于什么杠桿,它們有什么好處?又有什么缺點?為什么做成這個樣子。然后歸納:
1、省力杠桿,可以省力,但比較費距離。
2、費力杠桿,雖然費力,但可以省距離。
本環節應當以開放性教學為主,請學生列舉生活中的杠桿,大家共同討論其結構,用途,以及是不是可以進行改進?
四、練習
1、如圖,是用一根木棒在撬石頭,這根木棒的特點有:①木棒不易;②能在力F的作用下圍繞著旋轉。我們就可以把這根木棒叫。
2、在上題中,我們從O點作一條MN的垂線,這條垂線的長度就是力F的。
MN這條直線就是力F的。
3、下列物體中不能看成杠桿的是()
A、筷子B、火鉗C、剪刀D、橡皮筋
4、杠桿的平衡條件是;如果分別用不同方向的三個力作用于杠桿的
A點,都能使圖所示的杠桿平衡,那么最小的力是。
5、生活中的杠桿可以分成三類,一是省力杠桿,例如;二是,例如;三是等臂杠桿,例如。(把“釣魚桿,蹺蹺板,瓶起子”填在“如”字后的橫線上)
6、如圖,圖中輕質木棒AB可以看成一個杠桿,C點吊一重物,B點用繩子拉著,杠桿的支點是點。請在圖中標出動力F1,阻力F2,并畫出它們的力臂L1、L2。如果木棒靜止,,則等式:F1L1=成立。
7、用一根細棉線把一段直鐵絲吊起來,讓鐵絲能在水平位置平衡,再將棉線右邊的鐵絲對折一下,鐵絲還能在水平位置平衡嗎?實際做做,然后回答:
①你看到的現象是:;
②猜想可能的原因是:;
③猜想的依據是:。
8、用剪紙的剪刀剪一疊較厚的紙,是用剪刀的尖端容易剪斷還是用剪刀的中部容易剪斷,試試看,并和同學交流一下,討論是什么原因?利用的物理知識是什么?
9、在探究杠桿平衡條件的活動中,你一定注意了首先調節杠桿在水平位置平衡吧!這樣做對你填寫書中表格中的哪幾項數據有利,為什么?
10、在探究杠桿平衡條件的活動中,我們使用的杠桿兩端有兩個螺母,它們的作用是。如果不要這兩個螺母,請你設計一種裝置,使它具有與螺母相同的作用,畫出設計草圖,加上必要的文字敘述。
11、在探究杠桿平衡條件的活動中,小紅發現用2個鉤碼可以平衡3個鉤碼。如圖,小紅想,杠桿平衡,肯定不能光看動力和阻力,可能還與力的作用點到支點的距離有關。于是她反復做了幾次實驗,分析得出杠桿的平衡條件為:
動力X支點到動力作用點的距離=阻力X支點到阻力作用點的距離
老師看后,指出她的不足之處,可小紅據理力爭,“通過實驗得出的結論怎么可能有問題呢?”老師為了讓小紅相信,拿來一個彈簧測力計,把測力計的掛鉤掛在A點上,則…….小紅明白了。
①你能說說教老師是怎么做的嗎?
②小紅在老師的指導下,把自己得出的“平衡條件”等式兩邊各改了一字,就變成了正確的結論,想一想她是怎么改的?
12、能否用量程為5N的彈簧測力計測一名同學的重?
需要的輔助器材:
應用的物理知識:
啟發你這樣創意的來源:
(四)作業
課堂上沒完成的練習
附:課后總結
高中物理教案反思簡短篇3
1.教學目標
(1)知識與技能:(學生學會了什么)了解、掌握、認識......
(2)過程與方法:經歷(通過)對......的探究過程,初步學會......,提高......的能力。
(3)情感態度與價值觀:學習物理知識的興趣,學好物理的信心,用物理知識解決生活實際問題的意識。
2.教學重點與難點
重點:新概念的理解及其應用、實驗探究。
難點:新概念的理解、總結實驗規律、各種規律的靈活應用。
3.教學過程
(1)新課導入(常用的導入方法實驗導入、聯系實際導入、直接導入)
采用聯系實際導入法:講述從北京到重慶的各種路線,導入新課:位移。
(2)新課講授(知識點條理清晰的呈現)
①簡單講解本節課基礎知識點(例:矢量、標量)。
②歸納總結該課題中的重點知識內容。尤其對該注意的一些情況設置易錯點,進行強調。可以設計分組討論環節(例:判斷路程和位移)。
③拓展延伸,將所學知識拓展延伸到實際題目中,去解決實際生活中的問題。
在新授課里面一定要表現出講課的大體流程,但是不必太過詳細。
(3)鞏固練習
練習題一
練習題二
(4)小結作業
①請學生代表總結本節課的收獲。
②布置課后作業。
4.板書設計
高中物理教案反思簡短篇4
1.某金屬在一黃光照射下,正好有電子逸出,下述說法中,哪種是正確的()
A.增大光強,而不改變光的頻率,光電子的最大初動能將不變
B.用一束更大強度的紅光代替黃光,仍能發生光電效應
C.用強度相同的紫光代替黃光,光電流強度將不變
D.用強度較弱的紫光代替黃光,有可能不發生光電效應
答案A
要點二光的波粒二象性
2.物理學家做了一個有趣的實驗:在光屏處放上照相用的底片.若減弱光的強度,使光子只能一個一個地通過狹縫.實驗結果表明,如果曝光時間不太長,底片只能出現一些不規則的點子;如果曝光時間足夠長,底片上就會出現規則的干涉條紋.對這個實驗結果有下列認識,其中正確的是()
A.曝光時間不太長時,底片上只能出現一些不規則的點子,表現出光的波動性
B.單個光子通過雙縫后的落點可以預測
C.只有大量光子的行為才能表現出光的粒子性
D.干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方
答案D
題型1對光電效應規律的理解
【例1】關于光電效應,下列說法正確的是()
A.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比
B.光電子的動能越大,光電子形成的電流強度就越大
C.用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產生的光電子的初動能要大
D.對于任何一種金屬都存在一個最大波長,入射光的波長必須小于這個波長,才能產生光電效應
答案D
題型2光電效應方程的應用
【例2】如圖所示,一光電管的陰極用極限波長為0的鈉制成.用波長為的紫外線照射陰極,光電管陽極A和陰極K之間的電勢差為U,光電流的飽和值為I.
(1)求每秒由K極發射的電子數.
(2)求電子到達A極時的最大動能.(普朗克常量為h,電子的電荷量為e)?
答案(1)
題型3光子說的應用
【例3】根據量子理論,光子的能量E和動量p之間的關系式為E=pc,其中c表示光速,由于光子有動量,照到物體表面的光子被物體吸收或反射時都會對物體產生壓強,這就是光壓,用I表示.
(1)一臺二氧化碳氣體激光器發出的激光,功率為P0,射出光束的橫截面積為S,當它垂直照射到一物體表面并被物體全部反射時,激光對物體表面的壓力F=2pN,其中p表示光子的動量,N表示單位時間內激光器射出的光子數,試用P0和S表示該束激光對物體產生的光壓I.
(2)有人設想在宇宙探測中用光作為動力推動探測器加速,探測器上安裝有面積極大、反射率極高的薄膜,并讓它正對太陽,已知太陽光照射薄膜對每1m2面積上的輻射功率為1.35kW,探測器和薄膜的總質量為M=100kg,薄膜面積為4104m2,求此時探測器的加速度大小(不考慮萬有引力等其他的力)?
答案(1)I=(2)3.610-3m/s2
題型4光電結合問題
【例4】波長為=0.17m的紫外線照射至金屬筒上能使其發射光電子,光電子在磁感應強度為B的勻強磁場中,做最大半徑為r的勻速圓周運動時,已知rB=5.610-6Tm,光電子質量m=9.110-31kg,電荷量e=1.610-19C.求:
(1)光電子的最大動能.
(2)金屬筒的逸出功.
答案(1)4.4110-19J(2)7.310-19?J
高中物理教案反思簡短篇5
第一節功
(一)學習目標
1、知識與技能目標
(1)知道做功的兩個必要因素。
(2)理解功的定義、計算公式和單位,并會用功的公式進行簡單計算。
(3)知道功的原理。
2、過程與方法目標
(1)通過思考和討論,判斷在什么情況下力對物體做了功,在什么情況下沒有做功?
(2)通過觀察和實驗,了解功的含義,學會用科學探究的方法研究物理問題。
(3)學會從物理現象中歸納簡單的物理規律。
3、情感、態度價值觀目標
(1)樂于探索自然現象和物理規律,樂于參與觀察、實驗、探索活動。
(2)有將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識。
(3)培養學生的綜合學習能力,激發學生的求知欲。
(二)教學重難點
1、重點:理解功的概念。
2、難點:判斷力對物體是否做功,以及做功的計算。
(三)教學準備
木塊、木板、細繩、彈簧測力計、小車,杠桿和支架、鉤碼、滑輪、細線、刻度尺(兩個)。
提問學生回答日常生活中“功”的含義。思考力學里所說的“功”含義。
演示實驗:在水平長木板用相同大小的力分別拉一木塊和小車。
在實驗基礎上引入本課內容。
(四)教學過程
一、進行新課
1.由課前的演示實驗引導學生總結出力學中關于“功”的確切含義:
如果一個力作用在物體上,并且使物體在力的方向上通過一段距離,這個力的作用就有了成效,力學里面就說這個力做了功。
2.請學生觀察教材圖15.1-1中力做功和15.1-2中力不做功的實例,分析、總結一下力學中的做功有哪些共同特點?分組討論總結。
板書:力學中做功的兩個必要因素:
一是作用在物體上的力
二是物體在這個力的方向上移動的距離
3.實例分析(突破難點)
舉例說明在你的周圍你發現有哪些做功的例子?比一比,看誰對生活觀察得最仔細?學生可能舉很多的例子?如起重機吊起重物、火箭升空、馬拉車前進等等。教師對正確的例子予以肯定,對錯誤的例子引導改正。
接下來看老師這里的幾個例子是否有做功的情況存在?
(1)舉重運動員在把杠鈴舉高過程中是否對杠鈴功。舉在高處停留5秒過程中是否做功?
(2)小球在光滑水平地面做勻速直線運動,小球在豎直方向上受什么力的作用?是否做功?在水平方向上是否受力?是否做功?
(3)起重機使貨物在水平方向上勻速移動一段距離,拉力對貨物做功了嗎?
引導學生根據以上事例分析、總結在什么情況下不做功?
通過以上的學習,知道了做功不能離開兩個必要因素,缺一不可,又知道有三種情況下不做功,那么我們猜想一下,力學中的功的大小可能與哪些因素有關呢?指導學生帶著問題去閱讀教材。
二、功的計算
力學里規定,功等于力和物體沿力的方向上通過的距離的乘積。
板書:功的計算公式:
功=力×距離W=Fs
單位:焦耳,簡稱焦符號J
1焦=1牛?米(1J=1N?m)
出示例題,啟發學生分析計算。
三、功的原理
1.啟發學生提出探究的話題:使用機械是否省功。
2.指導學生探究實驗。
3.分析實驗數據,啟發學生討論歸納出功的原理
使用任何機械都不省功
注:這里強調使用機械所做的功都不小于直接用手所做的功。與后面的機械效率對應,指的是使用機械會做額外功。
請學生談自己知道本節哪些知識,還想知道哪些內容及對本課的感受,教師進行情感激勵。
(五)小結
(六)作業
動手動腦學物理
附:課后總結
第二節功率
(一)教學目標
1、知識與技能
(1)理解功率的公式。
(2)知道功率的單位。
2、過程與方法
通過對實例的分析,討論、歸納,提高學生的分析、概括能力。
3、情感與價值觀
通過對實例的分析,培養學生一切從實際出發的辯證唯物主義觀點。
(二)教學重難點
1、重點:(1)功率的概念,物理意義。
(2)能用公式P=Wt解答相關的問題。
2、難點:理解功率實際上是表示能量轉化快慢的物理量。
(三)教學過程
一、復習引入
1、做功的兩個必要因素是什么?
2、說出功的公式和單位。
3、什么叫電功率?它的公式、單位是什么?
二、新課教學
問題:在施工現場,有一堆磚,需要搬到正在修建的樓房上去,我們可以采用幾種方法搬上去呢?
多種方法:人分批搬上去;用滑輪組分批搬上去;用起重機一次吊上去。
這幾種方法,做功哪個多?
有什么區別?
這幾種方法所做的功是一樣多的,可花的時間不同。我們說他們做功的快慢是不同的。就是說,物體做功時有快有慢。為了描述物體做功的快慢,我們引入了一個新的物理量,叫功率。
1、在物理學中用功率表示做功的快慢。單位時間內所做的功叫做功率。用P表示功率。
分析,用比值定義法。
P=Wt
P——功率W——功t——時間
2、功率的單位:J/s,即瓦特,簡稱瓦,用符號W表示。
其它功率單位:1kW=103W
注:分清表示物理量中W與表示單位中W的含義。
高中物理教案反思簡短篇6
一、教學目標
1.在學習機械能守恒定律的基礎上,研究有重力、彈簧彈力以外其它力做功的情況,學習處理這類問題的方法。
2.對功和能及其關系的理解和認識是本章教學的重點內容,本節教學是本章教學內容的總結。通過本節教學使學生更加深入理解功和能的關系,明確物體機械能變化的規律,并能應用它處理有關問題。
3.通過本節教學,使學生能更加全面、深入認識功和能的關系,為學生今后能夠運用功和能的觀點分析熱學、電學知識,為學生更好理解自然界中另一重要規律——能的轉化和守恒定律打下基礎。
二、重點、難點分析
1.重點是使學生認識和理解物體機械能變化的規律,掌握應用這一規律解決問題的方法。在此基礎上,深入理解和認識功和能的關系。
2.本節教學實質是滲透功能原理的觀點,在教學中不必出現功能原理的名稱。功能原理內容與動能定理的區別和聯系是本節教學的難點,要解決這一難點問題,必須使學生對“功是能量轉化的量度”的認識,從籠統、膚淺地了解深入到十分明確認識“某種形式能的變化,用什么力做功去量度”。
3.對功、能概念及其關系的認識和理解,不僅是本節、本章教學的重點和難點,也是中學物理教學的重點和難點之一。通過本節教學應使學生認識到,在今后的學習中還將不斷對上述問題作進一步的分析和認識。
三、教具
投影儀、投影片等。
四、主要教學過程
(一)引入新課
結合復習機械能守恒定律引入新課。
提出問題:
1.機械能守恒定律的內容及物體機械能守恒的條件各是什么?
評價學生回答后,教師進一步提問引導學生思考。
2.如果有重力、彈簧彈力以外其它力對物體做功,物體的機械能如何變化?物體機械能的變化和哪些力做功有關呢?物體機械能變化的規律是什么呢?
教師提出問題之后引起學生的注意,并不要求學生回答。在此基礎上教師明確指出:
機械能守恒是有條件的。大量現象表明,許多物體的機械能是不守恒的。例如從車站開出的車輛、起飛或降落的飛機、打入木塊的子彈等等。
分析上述物體機械能不守恒的原因:從車站開出的車輛機械能增加,是由于牽引力(重力、彈力以外的力)對車輛做正功;射入木塊后子彈的機械能減少,是由于阻力對子彈做負功。
重力和彈力以外的其它力對物體做功和物體機械能變化有什么關系,是本節要研究的中心問題。
(二)教學過程設計
提出問題:下面我們根據已掌握的動能定理和有關機械能的知識,分析物體機械能變化的規律。
1.物體機械能的變化
問題:質量m的小滑塊受平行斜面向上拉力F作用,沿斜面從高度h1上升到高度h2處,其速度由v1增大到v2,如圖所示,分析此過程中滑塊機械能的變化與各力做功的關系。
引導學生根據動能定理進一步分析、探討小滑塊機械能變化與做功的關系。歸納學生分析,明確:
選取斜面底端所在平面為參考平面。根據動能定理∑W=ΔEk,有
由幾何關系,有sinθ?L=h2-h1
即FL-fL=E2-E1=ΔE
引導學生理解上式的物理意義。在學生回答的基礎上教師明確指出:
(1)有重力、彈簧彈力以外的其它力對物體做功,是使物體機械能發生變化的原因;
(2)重力和彈簧彈力以外其它力對物體所做功的代數和,等于物體機械能的變化量。這是物體機械能變化所遵循的基本規律。
2.對物體機械能變化規律的進一步認識
(1)物體機械能變化規律可以用公式表示為W外=E2-E1或W外=ΔE
其中W外表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數和,E1、E2分別表示物體初、末狀態的機械能,ΔE表示物體機械能變化量。
(2)對W外=E2-E1進一步分析可知:
(i)當W外>0時,E2>E1,物體機械能增加;當W外<0時,E2
(ii)若W外=0,則E2=E1,即物體機械能守恒。由此可以看出,W外=E2-E1是包含了機械能守恒定律在內的、更加普遍的功和能關系的表達式。
(3)重力、彈簧彈力以外其它力做功的過程,其實質是其它形式的能與機械能相互轉化的過程。
例1.質量4.0×103kg的汽車開上一山坡。汽車沿山坡每前進100m,其高度升高2m。上坡時汽車速度為5m/s,沿山坡行駛500m后速度變為10m/s。已知車行駛中所受阻力大小是車重的0.01倍,試求:(1)此過程中汽車所受牽引力做功多少?(2)汽車所受平均牽引力多大?取g=10m/s2。本題要求用物體機械能變化規律求解。
引導學生思考與分析:
(1)如何依據W外=E2-E1求解本題?應用該規律求解問題時應注意哪些問題?
(2)用W外=E2-E1求解本題,與應用動能定理∑W=Ek2-Ek1有什么區別?
歸納學生分析的結果,教師明確給出例題求解的主要過程:
取汽車開始時所在位置為參考平面,應用物體機械能變化規律W外=E2-E1解題時,要著重分析清楚重力、彈力以外其它力對物體所做的功,以及此過程中物體機械能的變化。這既是應用此規律解題的基本要求,也是與應用動能定理解題的重要區別。
例2.將一個小物體以100J的初動能從地面豎直向上拋出。物體向上運動經過某一位置P時,它的動能減少了80J,此時其重力勢能增加了60J。已知物體在運動中所受空氣阻力大小不變,求小物體返回地面時動能多大?
引導學生分析思考:
(1)運動過程中(包括上升和下落),什么力對小物體做功?做正功還是做負功?能否知道這些力對物體所做功的比例關系?
(2)小物體動能、重力勢能以及機械能變化的關系如何?每一種形式能量的變化,應該用什么力所做的功量度?
歸納學生分析的結果,教師明確指出:
(1)運動過程中重力和阻力對小物體做功。
(2)小物體動能變化用重力、阻力做功的代數和量度;重力勢能的變化用重力做功量度;機械能的變化用阻力做功量度。
(3)由于重力和阻力大小不變,在某一過程中各力做功的比例關系可以通過相應能量的變化求出。
(4)根據物體的機械能E=Ek+Ep,可以知道經過P點時,物體動能變化量大小ΔEk=80J,機械能變化量大小ΔE=20J。
例題求解主要過程:
上升到點時,物體機械能損失量為
由于物體所受阻力大小不變,下落過程中物體損失的機械能與上升過程相同,因此下落返回地面時,物體的動能大小為
E′k=Ek0-2ΔE′=50J
本例題小結:
通過本例題分析,應該對功和能量變化有更具體的認識,同時應注意學習綜合運用動能定理和物體機械能變化規律解決問題的方法。
思考題(留給學生課后練習):
(1)運動中物體所受阻力是其重力的幾分之幾?
(2)物體經過P點后還能上升多高?是前一段高度的幾分之幾?
五、課堂小結
本小結既是本節課的第3項內容,也是本章的小結。
3.功和能
(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理運動狀態的物理量,物體運動狀態發生變化,物體運動形式發生變化,物體的能都相應隨之變化;做功是使物體能量發生變化的一種方式,物體能量的變化可以用相應的力做功量度。
(2)力對物體做功使物體能量發生變化,不能理解為功變成能,而是通過力做功的過程,使物體之間發生能量的傳遞與轉化。
(3)力做功可以使物體間發生能的傳遞與轉化,但能的總量是保持不變的。自然界中,物體的能量在傳遞、轉化過程中總是遵循能量守恒這一基本規律的。
六、說明
本節內容的處理應根據學生具體情況而定,學生基礎較好,可介紹較多內容;學生基礎較差,不一定要求應用物體機械能變化規律解題,只需對功和能關系有初步了解即可。