一、教材分析
《欧姆定律》一课,学生在初中阶段已经学过,高中必修本(下册)安排这节课的目的,主要是让学生通过课堂演示实验再次增加感性认识;体会物理学的基本研究方法(即通过实验来探索物理规律);学习分析实验数据,得出实验结论的两种常用方法——列表对比法和图象法;再次领会定义物理量的一种常用方法——比值法.这就决定了本节课的教学目的和教学要求.这节课不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容,重点在于要让学生知道结论是如何得出的;在得出结论时用了什么样的科学方法和手段;在实验过程中是如何控制实验条件和物理变量的,从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法.
本节课在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到复习初中知识的作用,另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础.本节课分析实验数据的两种基本方法,也将在后续课程中多次应用.因此也可以说,本节课是后续课程的知识准备阶段.
通过本节课的学习,要让学生记住欧姆定律的内容及适用范围;理解电阻的概念及定义方法;学会分析实验数据的两种基本方法;掌握欧姆定律并灵活运用.
本节课的重点是成功进行演示实验和对实验数据进行分析.这是本节课的核心,是本节课成败的关键,是实现教学目标的基础.
本节课的难点是电阻的定义及其物理意义.尽管用比值法定义物理量在高一物理和高二电场一章中已经接触过,但学生由于缺乏较多的感性认识,对此还是比较生疏.从数学上的恒定比值到理解其物理意义并进而认识其代表一个新的物理量,还是存在着不小的思维台阶和思维难度.对于电阻的定义式和欧姆定律表达式,从数学角度看只不过略有变形,但它们却具有完全不同的物理意义.有些学生常将两种表达式相混,对公式中哪个是常量哪个是变量分辨不清,要注意提醒和纠正.
二、关于教法和学法
根据本节课有演示实验的特点,本节课采用以演示实验为主的启发式综合教学法.教师边演示、边提问,让学生边观察、边思考,限度地调动学生积极参与教学活动.在教材难点处适当放慢节奏,给学生充分的时间进行思考和讨论,教师可给予恰当的思维点拨,必要时可进行大面积课堂提问,让学生充分发表意见.这样既有利于化解难点,也有利于充分发挥学生的主体作用,使课堂气氛更加活跃.
通过本节课的学习,要使学生领会物理学的研究方法,领会怎样提出研究课题,怎样进行实验设计,怎样合理选用实验器材,怎样进行实际操作,怎样对实验数据进行分析及通过分析得出实验结论和总结出物理规律.同时要让学生知道,物理规律必须经过实验的检验,不能任意外推,从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯.
三、对教学过程的构想
为了达成上述教学目标,充分发挥学生的主体作用,限度地激发学生学习的主动性和自觉性,对一些主要教学环节,有以下构想:1.在引入新课提出课题后,启发学生思考:物理学的基本研究方法是什么(不一定让学生回答)?这样既对学生进行了方法论教育,也为过渡到演示实验起承上启下作用.2.对演示实验所需器材及电路的设计可先启发学生思考回答.这样使他们既巩固了实验知识,也调动他们尽早投入积极参与.3.在进行演示实验时可请两位同学上台协助,同时让其余同学注意观察,也可调动全体学生都来参与,积极进行观察和思考.4.在用列表对比法对实验数据进行分析后,提出下面的问题让学生思考回答:为了更直观地显示物理规律,还可以用什么方法对实验数据进行分析?目的是更加突出方法教育,使学生对分析实验数据的两种最常用的基本方法有更清醒更深刻的认识.到此应该达到本节课的第一次高潮,通过提问和画图象使学生的学习情绪转向高涨.5.在得出电阻概念时,要引导学生从分析实验数据入手来理解电压与电流比值的物理意义.此时不要急于告诉学生结论,而应给予充分的时间,启发学生积极思考,并给予适当的思维点拨.此处节奏应放慢,可提请学生回答或展开讨论,让学生的主体作用得到充分发挥,使课堂气氛掀起第二次高潮,也使学生对电阻的概念是如何建立的有深刻的印象.6.在得出实验结论的基础上,进一步总结出欧姆定律,这实际上是认识上的又一次升华.要注意阐述实验结论的普遍性,在此基础上可让学生先行总结,以锻炼学生的语言表达能力.教师重申时语气要加重,不能轻描淡写.要随即强调欧姆定律是实验定律,必有一定的适用范围,不能任意外推.7.为检验教学目标是否达成,可自编若干概念题、辨析题进行反馈练习,达到巩固之目的.然后结合课本练习题,熟悉欧姆定律的应用,但占时不宜过长,以免冲淡前面主题.
四、授课过程中几点注意事项
1.注意在实验演示前对仪表的量程、分度和读数规则进行介绍.
2.注意正确规范地进行演示操作,数据不能虚假拼凑.
3.注意演示实验的可视度.可预先制作电路板,演示时注意位置要加高.有条件的地方可利用投影仪将电表表盘投影在墙上,使全体学生都能清晰地看见.
4.定义电阻及总结欧姆定律时,要注意层次清楚,避免节奏混乱.可把电阻的概念及定义在归纳实验结论时提出,而欧姆定律在归纳完实验结论后总结.这样学生就不易将二者混淆.
5.所编反馈练习题应重点放在概念辨析和方法训练上,不能把套公式计算作为重点.
一、 教材分析:
1. 地位及作用:
牛顿第一定律所讲述的运动和力的关系是动力学的基础问题。这节课学好了,学生建立了对运动和力关系的正确认识,就不容易从日常经验出发产生同历史前人产生过的相同的错误,也为学习动力学奠定了知识基础。
2.教材特点:
①牛顿第一定律解决了几千年都含糊不清的问题,有助于学生对运动和力的关系进一步深入理解。
②伽利略理想实验是学生第一次接触到理想实验,应充分引导学生探索伽利略理想实验的推理过程,知道理想实验是建立在可靠的事实基础上的科学方法。
3. 教材的重点、难点
①重点:运用实验手段及微机模拟探索力和运动的本质关系,着重培养学生探索物理问题、分析物理问题的基本能力。
②难点:如何用科学的观点来代替部分学生头脑中对运动和力关系的错误认识,即毁灭直觉。
二、 教学目标:
1. 知识方面:
① 知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识,知道伽利略的理想实验及其推导过程和结论,知道理想实验是科学研究的重要方法。
② 理解牛顿第一定律的内容和意义。
③ 知道什么是惯性,会正确解释有关的惯性的现象。
2. 能力方面
要求学生从实验现象推理,概括出物理规律。培养学生观察,分析和综合能力。培养学生逻辑推理能力以及科学思维能力。
3. 科学方法方面
① 通过伽利略理想实验推理过程的探索,培养学生严密的逻辑思维方式,体会得出物理规律的一种方法。
② 让学生体会认识客观规律的一般过程:实践→认识,再实践→再认识。
三、 教学方法
1. 采用以演示实验为主的引导探索式教学方法,通过让学生观察分析实验现象,教师有意识点拨,充分调动学生思维的积极性,从而得出物理规律。
2. 采用操作快捷、方便、高效率的微机辅助教学手段,可加大课堂密度,节省授课时间,提高教学效率。
3. 采用循环螺旋式的教学方法,即实践→认识,再实践→再认 识,使学生认识事物的过程符合唯物辩证法的认识论。
教学中,加强师生间的双边活动,以教师为主导,学生为主体,严格控制教学进度,努力实现教学的和谐美。
四、 教学过程:
1.新课引入:
从历史角度引入,采用多媒体手段,通过动画片形象地说明了力与运动的关系,激发学生的兴趣,增大课堂容量。
2. 新课教学:
以实验→推理→总结概括→运用为主线展开。
① 伽利略理想实验:
实 验1:小车从同一高处滑到三种介质的平面上,观察滑行距离的区别。(实验录像)
实 验2:伽利略实验模型。
推 理:忽略次要因素后,小车、小球将怎样运动。(电脑模拟小球在无阻力条件下运动)
总结概括:牛顿第一定律内容。
② 惯性:
实 验1:赛车起动,小人跌倒------静止的物体有惯性。
实 验2:赛车制动,小人不动------运动的物体有惯性
推 理:静止、运动的物体都有保持运动状态的性质。
总结概括:一切物体,不论处于什么状态都有惯性。惯性是物体的固有性质。
3.运用:
① 看动画片(微机模拟),解释小人跌倒后为什么向前跌倒?(找两个学生解释)然后看动画片(微机模拟)解释。
② 为什么车加速时,车上的人向后倾倒?车减速时,人向前倾倒?利用动画片(微机模拟)解释。
③锤头松动时候,为什么把锤子倒立,把锤柄末端向石头上去磕一磕,锤头就安牢了?实验演示,动画片(微机模拟)解释
④一列在平直铁路上匀速行驶的火车,在车厢里有一个人,竖直上抛一小球,小球落下时,将落在哪?实验模拟,加以解释。
五、 总结
六、 作业
必做题:课后题1,3两题。
选做题:设计几个利用或防止惯性的小实验。
教学目标
知识目标
(1)伽利略理想实验;
(2)惯性概念;
(3)掌握牛顿第一定律的内容;
(4)理解力是改变物体运动状态的原因;
(5)能用牛顿第一定律解释惯性现象.
能力目标
培养学生严谨的逻辑推理能力;培养学生的口头表达能力.学习科学的实验方法.
情感目标
对任何现象的发生不能够想当然,要有严谨、认真的科学态度.
教学建议
教材分析
本节内容是分两块内容介绍的,先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史,并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想.然后引入了牛顿第一定律,引入了惯性概念,并由此分析出力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因.
教法建议
1、本节所述内容在初中课本上已涉及到,初中课本中用到的标题是惯性定律,所以学生已有一定的基础.
2、适当介绍一些学史的知识,让学生意识到:一个规律的发现并不是一帆风顺的,或者是一开始的认识就是对的,而是需要人类不断探索才能形成的,它们的学习也是这样.
3、重点讲述伽利略理想实验的科学思想,让学生学会一种科学思维方法.
4、通过对大量实例的分析,让学生真正理解力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因.
教学设计示例
教学重点:对伽利略理想实验的理解;牛顿第一运动定律.
教学难点:对伽利略理想实验的理解.
示例:
一、历史的回顾
1、人类对力和运动关系的最初认识及亚里士多德其人.(见扩展资料)
2、伽利略理想实验:
(1)动画模拟该实验,并指出不能够真正试验的原因.或做课本所讲的气垫导轨实验(有视频资料),并指出为什么只是近似验证.由实验结果推出亚里士多德观点的错误,矛盾的焦点蚀是试实验条件的不同.
(2)分析伽利略理想实验:它是一个理想化的过程,但并不是凭空想象的来的,而在抽象思维过程中所创造出的一种科学推理,理想化实验是物理学中重要的研究方法.
(3)介绍伽利略.
二、牛顿第一运动定律
1、牛顿第一运动定律(惯性定律):一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.
2、惯性:物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质.
3、注意:(通过实例分析)
(1)惯性与惯性定律不同.
(2)惯性是物体的固有性质,任何时候物体都具有惯性,这与物体处于什么状态无关.
(3)力和运动的关系:力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因.
4、实例参考(要让学生充分参与讨论):
分析刹车时人往前倾;启动时人往后仰.
做小实验:惯性实验器演示惯性现象,并分析.
让学生举例分析,并指出哪些惯性现象有利,哪些惯性现象有害.
探究活动
题目:可以观察的惯性现象
组织:小组或个人
方案:自己设计小实验并展示、讲解,由同学互相评判.
评价:具有可操作性,让学生把学过的知识灵活应用.
教案是教师为顺利而有效地开展教学活动,根据课程标准,教学大纲和教科书要求及学生的实际情况,以课时或课题为单位,对教学内容、教学步骤、教学方法等进行的具体设计和安排的一种实用性教学文书。小编准备了以下内容,供大家参考!
篇一
教学目标:
一、知识目标
1、理解动量守恒定律的确切含义.
2、知道动量守恒定律的适用条件和适用范围.
二、能力目标
1、运用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律.
2、能运用动量守恒定律解释现象.
3、会应用动量守恒定律分析、计算有关问题(只限于一维运动).
三、情感目标
1、培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法.
2、使学生知道自然科学规律发现的重大现实意义以及对社会发展的巨大推动作用.
重点难点:
重点:理解和基本掌握动量守恒定律.
难点:对动量守恒定律条件的掌握.
教学过程:
动量定理研究了一个物体受到力的冲量作用后,动量怎样变化,那么两个或两个以上的物体相互作用时,会出现怎样的总结果?这类问题在我们的日常生活中较为常见,例如,两个紧挨着站在冰面上的同学,不论谁推一下谁,他们都会向相反的方向滑开,两个同学的动量都发生了变化,又如火车编组时车厢的对接,飞船在轨道上与另一航天器对接,这些过程中相互作用的物体的动量都有变化,但它们遵循着一条重要的规律.
(-)系统
为了便于对问题的讨论和分析,我们引入几个概念.
1.系统:存在相互作用的几个物体所组成的整体,称为系统,系统可按解决问题的需要灵活选取.
2.内力:系统内各个物体间的相互作用力称为内力.
3.外力:系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力,称为外力.
内力和外力的区分依赖于系统的选取,只有在确定了系统后,才能确定内力和外力.
(二)相互作用的两个物体动量变化之间的关系
【演示】如图所示,气垫导轨上的A、B两滑块在p、Q两处,在A、B间压紧一被压缩的弹簧,中间用细线把A、B拴住,M和N为两个可移动的挡板,通过调节M、N的位置,使烧断细线后A、B两滑块同时撞到相应的挡板上,这样就可以用SA和SB分别表示A、B两滑块相互作用后的速度,测出两滑块的质量mA\mB和作用后的位移SA和SB比较mASA和mBSB.
高二物理《动量守恒定律》教案
1.实验条件:以A、B为系统,外力很小可忽略不计.
2.实验结论:两物体A、B在不受外力作用的条件下,相互作用过程中动量变化大小相等,方向相反,即△pA=-△pB或△pA+△pB=0
【注意】因为动量的变化是矢量,所以不能把实验结论理解为A、B两物体的动量变化相同.
(三)动量守恒定律
1.表述:一个系统不受外力或受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律.
2.数学表达式:p=p’,对由A、B两物体组成的系统有:mAvA+mBvB=mAvA’+mBvB’
(1)mA、mB分别是A、B两物体的质量,vA、vB、分别是它们相互作用前的速度,vA’、vB’分别是它们相互作用后的速度.
【注意】式中各速度都应相对同一参考系,一般以地面为参考系.
(2)动量守恒定律的表达式是矢量式,解题时选取正方向后用正、负来表示方向,将矢量运算变为代数运算.
3.成立条件
在满足下列条件之一时,系统的动量守恒
(1)不受外力或受外力之和为零,系统的总动量守恒.
(2)系统的内力远大于外力,可忽略外力,系统的总动量守恒.
(3)系统在某一方向上满足上述(1)或(2),则在该方向上系统的总动量守恒.
4.适用范围
动量守恒定律是自然界最重要最普遍的规律之一,大到星球的宏观系统,小到基本粒子的微观系统,无论系统内各物体之间相互作用是什么力,只要满足上述条件,动量守恒定律都是适用的.
(四)由动量定理和牛顿第三定律可导出动量守恒定律
设两个物体m1和m2发生相互作用,物体1对物体2的作用力是F12,物体2对物体1的作用力是F21,此外两个物体不受其他力作用,在作用时间△Vt内,分别对物体1和2用动量定理得:F21△Vt=△p1;F12△Vt=△p2,由牛顿第三定律得F21=-F12,所以△p1=-△p2,即:
△p=△p1+△p2=0或m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’.
【例1】如图所示,气球与绳梯的质量为M,气球的绳梯上站着一个质量为m的人,整个系统保持静止状态,不计空气阻力,则当人沿绳梯向上爬时,对于人和气球(包括绳梯)这一系统来说动量是否守恒?为什么?
高二物理《动量守恒定律》教案
【解析】对于这一系统来说,动量是守恒的,因为当人未沿绳梯向上爬时,系统保持静止状态,说明系统所受的重力(M+m)g跟浮力F平衡,那么系统所受的外力之和为零,当人向上爬时,气球同时会向下运动,人与梯间的相互作用力总是等值反向,系统所受的外力之和始终为零,因此系统的动量是守恒的.
【例2】如图所示是A、B两滑块在碰撞前后的闪光照片部分示意图,图中滑块A的质量为0.14kg,滑块B的质量为0.22kg,所用标尺的最小刻度是0.5cm,闪光照相时每秒拍摄10次,试根据图示回答:
高二物理《动量守恒定律》教案
(1)作用前后滑块A动量的增量为多少?方向如何?
(2)碰撞前后A和B的总动量是否守恒?
【解析】从图中A、B两位置的变化可知,作用前B是静止的,作用后B向右运动,A向左运动,它们都是匀速运动.mAvA+mBvB=mAvA’+mBvB’
(1)vA=SA/t=0.05/0.1=0.5(m/s);
vA′=SA′/t=-0.005/0.1=-0.05(m/s)
△pA=mAvA’-mAvA=0.14*(-0.05)-0.14*0.5=-0.077(kg·m/s),方向向左.
(2)碰撞前总动量p=pA=mAvA=0.14*0.5=0.07(kg·m/s)
碰撞后总动量p’=mAvA’+mBvB’
=0.14*(-0.06)+0.22*(0.035/0.1)=0.07(kg·m/s)
p=p’,碰撞前后A、B的总动量守恒.
【例3】一质量mA=0.2kg,沿光滑水平面以速度vA=5m/s运动的物体,撞上静止于该水平面上质量mB=0.5kg的物体B,在下列两种情况下,撞后两物体的速度分别为多大?
(1)撞后第1s末两物距0.6m.
(2)撞后第1s末两物相距3.4m.
【解析】以A、B两物为一个系统,相互作用中无其他外力,系统的动量守恒.
设撞后A、B两物的速度分别为vA’和vB’,以vA的方向为正方向,则有:
mAvA=mAvA’+mBvB’;
vB’t-vA’t=s
(1)当s=0.6m时,解得vA’=1m/s,vB’=1.6m/s,A、B同方向运动.
(2)当s=3.4m时,解得vA’=-1m/s,vB’=2.4m/s,A、B反方向运动.
【例4】如图所示,A、B、C三木块的质量分别为mA=0.5Kg,mB=0.3Kg,mC=0.2Kg,A和B紧靠着放在光滑的水平面上,C以v0=25m/s的水平初速度沿A的上表面滑行到B的上表面,由于摩擦最终与B木块的共同速度为8m/s,求C刚脱离A时,A的速度和C的速度.
高二物理《动量守恒定律》教案
【解析】C在A的上表面滑行时,A和B的速度相同,C在B的上表面滑行时,A和B脱离.A做匀速运动,对A、B、C三物组成的系统,总动量守恒.
篇二
一、教材分析
在第一节课“探究碰撞中的不变量”的基础上总结出动量守恒定律就变得水到渠成。因此本堂课先是在前堂课的基础上由老师介绍物理前辈就是在追寻不变量的努力中,逐渐明确了动量的概念,并经过几代物理学家的探索与争论,总结出动量守恒定律。接下来学习动量守恒的条件,练习应用动量守恒定律解决简单问题。
二、学情分析
学生由于知道机械能守恒定律,很自然本节的学习可以与机械能守恒定律的学习进行类比,通过类比建立起知识的增长点。具体类比定律的内容、适用条件、公式表示、应用目的。
三、教法分析
通过总结前节学习的内容来提高学生的分析与综合能力,通过类比教学来提高学生理解能力。通过练习来提高学生应用理论解决实际问题的能力。整个教学过程要围绕上述能力的提高来进行。
四、教学目标
4.1知识与技能
(1)知道动量守恒定律的内容、适用条件。
(2)能应用动量守恒定律解决简单的实际问题。
4.2过程与方法
在学习的过程中掌握动量守恒定律,在练习的过程中应用动量守恒定律,并掌握解决问题的方法。
4.3情感态度与价值观
体验理论的应用和理论的价值。
五、教学过程设计
[复习与总结]前一节通过同学们从实验数据的处理中得出:两个物体各自的质量与自己速度的乘积之和在碰撞过程中保持不变。今天我还要告诉大家,科学前辈在追寻“不变量”的过程,逐渐意识到物理学中还需要引入一个新的物理量——动量,并定义这个物理量的矢量。
[阅读与学习]学生阅读课本掌握动量的定义。具体有定义文字表述、公式表示、方向定义、单位。
[例题1]一个质量是0.1kg的钢球,以6 m/s 速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动(如图二所示),
求:(1)碰撞前后钢球的动量各是多少?
(2)碰撞前后钢球的动量变化?
分析:动量是矢量,虽然碰撞前后钢球速度的大小没有变化,都是6m/s,但速度的方向变化了,所以动量也发生了变化。为了求得钢球动量的变化量,先要确定碰撞前和碰撞后钢球的动量。碰撞前后钢球是在同一条直线上运动的。选定坐标的方向为矢量正方向。
解:略
[阅读与学习]学生阅读课本掌握系统、内力和外力概念。
师:请一个同学举例说明什么系统?什么叫内力?什么叫外力?
生:两个同学站在冰面上做互推游戏。如果我们要研究互推后两个人的速度大小,可以把两人看成一个系统。两人的相互作用力为内力。两人所受的重力和支持力为外力。
[阅读与学习]学生阅读课本掌握动量守恒定律。
例题2:在列车编组站里,一辆m1=1.8×104kg的货车在平直轨道上以V1=2m/s的速度运动,碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车,它们碰撞后结合在一起继续运动。求:货车碰撞后运动的速度。
[要求]学生练习后,先做好的学生将解答过程写在黑板上,老师依据学生的解答进行点评。目的让学生学会判断动量守恒定律成立的条件,会利用动量守恒定律列方程,根据计算结果判断运动方向。
例题3:甲、乙两位同学静止在光滑的冰面上,甲推了乙一下,结果两人相反方向滑去。甲推乙前,他们的总动量为零。甲推乙后,他们都有了动量,总动量还等于零吗?已知甲的质量为50kg、乙的质量为45kg,甲的速率与乙的速率之比是多少?
[要求]学生思考后回答问题:因为动量是矢量,正是因为是矢量,两个运动方向相反的人的总动量才能为零。再要求学生列方程求解,并注意矢量的方向。
六、教学反思
因为有前一节课的探究过程和探究结论,在此基础上总结出动量守恒定律,学生很容易接受。课堂中把动量守恒定律与机械能守恒定律进行类比教学收到了很好的效果。对于物理知识的学习应以学生自主学习为主,老师要对学生的学习效果进行有效监控。动量守恒定律和的简单应用要以学生自主练习为主,老师要对学生的练习结果进行有效点评。
篇三
一.教材的地位和作用
动量守恒定律是自然界中最重要,最普遍的守恒定律之一,它既适用于宏观物体,也适用于微观粒子;既适用于低速运动物体,也适用于高速运动物体,甚至对力的作用机制尚不清楚的问题中,动量守恒定律也适用。它是除牛顿运动定律与能量观点外,另一种更广泛的解决动力学问题的方法,而且在今后的磁学,电学中也会用到此定律。
二.知识结构
1,动量守恒定律的表述:如果一个系统不受外力,或者所受外力合力为零,这个系统的总动量保持不变。
2,动量守恒的条件:系统不受外力或者所受外力合力为零。
3,实验验证:两个弹性小球的弹性碰撞。设两个小球的质量分别为M1和M2,碰撞前的速度分别为V1和V2,碰撞后的速度分别为V1`和V2`。
由动量守恒有:
M1·V1+M2·V2=M1·V`1+M2·V`2
4,动量守恒定律的适用范围:小到微观粒子,大到天体,无论是什么性质的相互作用力,即使对相互作用情况还了解得不大清楚,动量守恒定律都是适用的。
5,灵活运用动量守恒定律和注意事项:动量守恒定律具有普适性。当系统受到的合外力不为零,但是在某一方向上的合外力为零,那么在该方向上可以运用动量守恒定律。在运用动量守恒定律之前应严格检验是否符合动量守恒定律的条件。
三.教学重点和难点
学习本节的主要目的是为了掌握并会应用动量守恒定律这一应用广泛的自然规律,要达到这一目的,每个学生就需要正确理解其成立的条件和使用的特点。而动量又是矢量,因此,确定本节的教学重点和难点为:(1)掌握动量守恒定律及其成立的条件。(2)动量守恒定律的矢量性。
四.教学目标
1,知识与技能
(1)理解动量守恒定律的确切含义和表达式;
(2)能用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律;
(3)知道动量守恒定律的适用条件和适用范围;
2,过程与方法
(1)会用动量守恒定律解释现象;
(2)会应用动量守恒定律分析求解运动问题。
3,情感、态度、价值观
(1)通过动量守恒定律的推导,培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法;
(2)通过动量守恒定律的学习,进一步掌握物理学的思维方法及研究规律。了解物理学来源于生产实践。
(3)通过实验现象的准确观察、深入思考、抓主要矛盾,抽象概括,形成规律。反过来利用规律指导实践,发现新的规律。理论与实践相辅相成,在掌握客观规律的基础上逐步认识自然、改造自然。
五.学生分析
在学习动量守恒定律之前,同学们已经学习了动量定理和牛顿运动定律,具有了一定的基础,重要的是推导动量守恒定律的数学表达式。
六.教学设计(两课时)
1.导入新课
首先,请学生回顾动量及动量定理:p=MV;Ft=p1-p0=△p
动量定理研究了一个物体受力一段时间后,它的动量怎样变化。那么物体相互作用,又会怎样呢?
(1)请两个同学穿上旱冰鞋,靠近站在教室前边,让学生甲推乙学生一下,学生观察现象。
(2)学生讨论发生的现象。
2.新课教学
(1)实验、观察,初步得到两辆小车在相互作用前后,动量变化之间的关系
a,用多媒体课件:介绍实验装置。
把两个质量相等的小车静止地放在光滑的水平木板上,它们之间装有弹簧,并用细线把它们拴在一起。
b,用CAI课件模拟实验的做法:
实验一:第一次用质量相等的两辆小车,剪断细线,观察两辆小车到达挡板的先后。
实验二:在其中的一辆小车上加砝码,使其质量变为原来的2倍,重做上述实验并注意观察小车到达两块木挡板的先后。
c,学生在气垫导轨上分组实验并观察;
d,实验完毕后各组汇报实验现象;
e,教师针对实验现象出示分析思考题:
①两小车在细线未被剪断前各自动量为多大?总动量是多大?
②剪断细线后,在弹力作用下,两小车被弹出,弹出后两小车分别做什么运动?
③据两小车所做的运动,分析小球运动的距离、时间,得到它们的速度有什么关系?
④据动量等于质量与速度的乘积,分析在弹开后各自的动量和总动量各为多大?
⑤比较弹开前和弹出后的总动量,你得到什么结论?
f,学生讨论后,回答上述问题。
(2)动量守恒定律的推导
a,用多媒体展示下列物理情景:
在光滑水平面上做匀速运动的两个小球,质量分别是M1和M2,沿着同一直线向相同的方向运动,速度分别是v1和v2,且v1>v2,经过一段时间后,m2追上了m1,两球发生碰撞,碰撞后的速度分别是V`1和V`2,根据动量守恒定理列出表达式,并板书。
(3)动量守恒定律的条件和内容:
a,学生结合实验和推导实例中的条件初步分析得到动量守恒定律的条件。
b.学生阅读课文,总结得到动量守恒定律:
一个系统不受外力或者所受外力之和为0,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫动量守恒定律。
c,教师板书动量守恒定律的表达式,并叙述各个字母表示的物理量。
(4)动量守恒定律的适用范围
a,学生阅读课文有关的内容。
b,学生总结动量守恒定律的适用范围。
c,教师归纳:小到微观粒子,大到天体,无论是什么性质的相互作用力,即使对相互作用情况还了解得不大清楚,动量守恒定律都是适用的。
(5)安排课堂练习题,分组展示。
(6)课堂小结:
通过本节课的探讨学习,我们知道了:
a,动量守恒定律研究的是相互作用的物体组成的系统;
b,在理想状态下即始终满足守恒条件时,系统“总动量保持不变”不仅是指系统初末两个状态的总动量相等,而是整个过程中任意两个时刻总动量都相等,但是、决不能认为系统内的每一个物体的总动量保持不变;
c,动量守恒的条件是:不受外力或所受外力之和为0;
d,动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一,不仅适用于宏观物体的低速运动,对微观现象和高速运动同样适用。
(7)安排课后练习题。
七.教案设计反思和课后反思
教案设计反思:《动量守恒定律》是人教版高中物理选修3-5中最重要的一节,学生在学习这一节时有一定难度,特别是判断是否满足动量守恒。要想学习好这一节就需要知道动量守恒定律的推导过程以及推导方法。在学习了动量守恒之后就需要学会判断动量是否守恒,这就是动量守恒的条件。高考物理选修3—5中的第二小题就是与动量守恒有关的计算,属于物理选修3—5中的必考内容。在教案的设计中,重点放在了动量守恒的推导和动量守恒的条件上。在练习题中着重练习动量守恒的条件。
课后反思:
临漳柳园中学物理陈义强
说课稿是为进行说课准备的文稿,它不同于教案,教案只说“怎样教”,说课稿则重点说清“为什么要这样教”。小编准备了以下内容,希望对你有帮助!
一、教材分析
力对空间和时间的积累,是力对物体作用的两种基本表现形式,前一节介绍了力的时间积累效应—动量定理,而本节深入介绍了物体相互作用过程中所遵循的基本规律—动量守恒定律,这是高中学生所必修的自然界中四个基本守恒定律之一,因而它具有特殊的地位,在教学大纲中,动量守恒定律是B类知识点,属于较高层次的要求。
教材选取两体问题中的碰撞模型,依据牛顿第二定律及动量定理导出了动量守恒定律的一维表达式,再将结论拓展为多个物体、两维情况,较全面地介绍了动量守恒定律及其适用范围,它不仅和牛顿第二定律一样适用于宏观低速系统,也适用于牛顿第二定律不成立的宏观高速系统及微观系统,教材还详尽介绍了动量守恒的条件,提出在系统不受外力或所受外力的合力为零时,系统的动量保持不变。
前节教材讲述的冲量、动量及动量定理是全章的基础知识,在中学物理中用动量定理处理的对象一般是单个物体(通常可看作质点)本节则将研究对象拓展到系统,在动量定理的基础上概括了封闭系统中的一般规律,动量守恒定律不仅是本章的核心内容,也是整个高中物理的重点,学好本节内容对今后处理物理综合问题以及学习新的物理知识都是至关重要的。
二、教学目标
根据大纲的要求,教材的具体内容及高中学生的认知特征,确定以下教学目标:
1、知识目标。能在一维情况下两物体的相互作用情景中由牛顿定律及动量定理推导出动量守恒定律,理解并掌握定律内容及定律成立条件,了解定律的几种不同的数学表达式。并使学生明白定律虽可由牛顿定律及动量定理导出,但其具有独立性、普适性。掌握定律中“系统”、“内力”、“外力”等名词的确切含义。
2、能力目标。能在具体问题中判定动量是否守恒,能熟练运用动量守恒定律解释现象和解决问题,知道应用定律解决实际问题的基本思路和方法。通过实验探索物理规律,培养学生的创造力,体现素质教育的要求。
3、科学思维品质目标。通过对定律的推导培养学生实事求是的科学态度和严谨的推理方法,使学生认识到研究物理量的守恒关系是自然科学研究的一种常见的科学思维方法。
三、教材的重点、难点分析
本节的重点是理解动量守恒成立的条件及定律的表达式的推导及应用。
难点是理解动量守恒的物理内涵,动量及动量守恒方程的矢量性,动量的相对性以及研究对象的系统性、物理状态的同时性。
四、教法及学法指导
1、实验及引导探索式。学习物理,重在理解。为使学生理解动量守恒的概念及其守恒条件,本节课宜采用实验及引导探索式教学法,即通过实验,对一维两体模型中的每个物体及由两者构成的系统进行受力分析,确定单个物体及系统所受的合冲量,确定单个物体及系统的动量变化,在对单个物体应用动量定理的基础上,引出系统动量守恒的概念,进而探索系统动量守恒的条件,在探索的过程中充分利用分析、推理的方法,通过演绎论证,环环相扣地得出结论,以培养学生的分析能力及综合概括能力。
2、讲、练、评结合式。在讨论动量守恒定律的应用时,通过让学生分析具体问题,随时发现学生中出现的错误,并及时组织学生进行评析产生错误的原因,使教师的主导作用与学生的主动学习的积极性有效地结合起来。
五、教具的准备:气垫导轨、细线、弹簧、两质量相等的小车、砝码。
六、教学程序
1、引入新课。利用学生所熟悉的生活情景引入新课,让学生贴近生活,感到自然亲切,充满趣味性,可使学生以饱满的热情及充满对未知科学领域的好奇,进入到本课的学习中。
2、讲授新课
a.演示课本上的一维两体模型实验。实验改为用气垫导轨,可使实际情景更为理想化,使学生体会到理想化的方法在物理学研究中的重要作用,并通过实验初步建立动量守恒的概念;
b.引导学生由观察实验过渡到理论推导,定量地导出在一维两体模型中的动量守恒定律的数学表达式,充分调动学生的参与意识,此过程又引导学生回味了前面学过的重要定律、定理,达到温故知新的效果;
c.引导学生推导出动量守恒的几种不同的数学表述及其意义;
d.进一步引导学生分析动量守恒成立的条件,并归纳得出动量守恒定律;
e.演绎、推广动量守恒定律的使用范围;
f.通过举实例说明动量守恒定律的适用范围。
3、用典型习题加深对动量守恒定律成立条件的理解及用来解决实际问题时应注意的几点问题,同时可及时反馈学生中知识接受及理解上出现的错误及遗漏。
a.实际问题中,系统不受外力的情景很少见到,此时往往做近似处理(定律成立条件的拓展)如外力远小于内力时亦认为动量守恒;有时系统在某个方向所受外力为零,即该方向系统的动量守恒;让学生了解一般在作用时间很短,内力影响远大于外力时均可认为动量守恒成立,例如碰撞、打击、爆炸等问题的处理中可运用该定律;
b.定律表达式中要注意动量的相对性、矢量性及作用前后两物体动量的同时性,注意定律的适用对象是一个相互作用的物体组成的系统(系统性)。对于矢量性的理解要重点突出动量是矢量,动量守恒表达式为矢量式,但在一维问题中可将之转换为代数式,故解题时正方向的假定是必要的。
4、板书设计。板书板图应做到直观性、全面性和系统性,主要板书在黑板上保留时间要长,使之对学生视觉的刺激作用较为明显。
5、作业布置。为了让学生理解定律的内涵,掌握定律的应用,设置了三道作业题留给学生课外完成,可起到巩固新课、回味课堂的效果,题量不宜过多,以减轻学生负担,留给学生一个全面发展的空间,亦符合素质教育的要求。
《电阻定律》是人教版高二物理教材中的一节教学内容。前些日子,我曾拜读了一位物理教师撰写的教案,并听了该教师的课堂教学,有不少值得借鉴的地方,也有一些需要注意的问题,这里简述如下。
1.教学目标
知识与技能目标:
1)能通过实验探究,得出导体电阻与其影响因素的定量关系;
2)深化对电阻的认识,掌握电阻定律,并能进行简单的应用。
3)掌握电阻率的概念,知道温度对电阻率的影响。
点评:在课程标准中,有关《电阻定律》的“知识与技能”目标是:通过实验,探究决定导线电阻的因素,知道电阻定律。这里有一个非常重要的水平动词——“知道”,属于知识目标中四个水平中的最低水平。但教师给出的目标中“掌握电阻定律”、“掌握电阻率的概念”都是第三层级的水平要求,远远超出了课程标准对《电阻定律》的知识要求。对于非学科重点知识,将教学要求提到如此的高度是没有太大的意义的。
2.教学过程
1)引入新课
同学们学习了电阻的定义式R=U/I,电阻与U和I没有关系,只与导体本身的因素有关。根据已有的知识,同学们可以猜出:电阻与导体的材料、长度、横截面积有关。本节课我们就通过实验,探究它们之间的定量关系。
2)方案交流
学生提出两种方案,一种是将几种不同的金属丝串联,控制电流不变,研究电压、导体的某一属性和电阻之间的关系;一种是将几种不同的金属丝并联,控制电压不变,研究电流、导体的某一属性和电阻之间的关系。
经过讨论,师生决定采用串联的方式实施测量,和书本上的要求相一致。
教师在这里着重引导学生分析每一次测量需要注意的问题,明确每一次操作应注意的事项,电压表示数的意义,让学生出充分认识到控制变量在本实验中的意义。
3)学生实验
根据学生的方案实施实验。在实验的过程中,教师特别强调的一个要求,就是让学生自己设计实验记录表格,将测量得到的数据记录在自己设计的表格中。
点评:科学探究是由多个环节组成的系列活动,要让学生经历一次比较简单但环节完整的科学探究过程,一般情况下总要一两个小时的时间。在有限的课堂时间内,师生是很难做到这一点的。怎样解决这一问题呢?这位老师给我们提供了一个很好的思路,即去掉一些环节,突出某些环节,实现课堂教学的有限开放。
在这里,教师简化掉的几个环节是:第一,猜想的环节,让学生在课下就先进行猜想,课堂上一带而过,节约了不少时间;第二,电表的接法。要测量一个电阻,必然要测量电流和电压,就需要两个电表。两个电表接入电路,就有了内接法和外接法的讨论,仅这个讨论就可以花上一节课的时间,这不是本节课的重点,因此采用了四个金属丝串联的方式,让它们在测量中电流相等,去掉了一个电表,也简化了电路的设计;第三,滑动变阻器的接法。是采用分压接法还是限流接法?这也不是本节课要讨论的关键,所以教师基本上没有提,随学生自己选用。
教师突出的两个方面是:第一,控制变量的思想和做法。本实验中,有四根不同的金属丝,要通过比较的方式寻找它们之间的关系,因此控制变量非常关键。教师充分意识到了这一点,给予了不同角度的强调;第二,数据记录表格的设计。遇到测量就要首先设计数据记录表格,是人的科学素养的一个组成部分,但这一点通常不被重视。很多教师总是将设计好的表格发给学生填写,放弃了培养学生数据意识的时空。
4)电阻定律
介绍电阻定律的内容,电阻率的概念。通过标准电阻、灯泡电阻阻值变化的特点,分析并理解材料的性质,知道不同材料电阻率的特点。
5)巩固练习
略
点评:本节课的教学,核心的内容就是通过实验探究,得到《电阻定律》,了解生活中的一些问题可以通过它来进行解释。从教学的重点看,知识本身并不是这节课的重点,科学探究的方法才是重点。
本节课的科学探究,和教材中其他部分的探究相比,有一点不同,那就是有两种形式的探究,一是理论探究;二是实验探究。是不是两种方法任选一个即可呢?其实并非如此,教材设计的目的就是希望教师引导学生用两种方式都来进行探究,既让学生知道探究不仅仅是做实验,又让学生明白理论探究和实践探究是可以相结合的。有相当一批物理理论被确认,就是先有了理论上的探究,然后通过实验得到证实的。
教材的编写顺序是先实验探究,然后再理论探究,是否意味着教师的教学设计也要如此呢?这倒未必。从学的逻辑看,先理论、再实践,先简单、再复杂比较符合学生一般的认知规律,因此,在学生实验探究之前,应该首先安排学生进行理论探究。
教师在本节课中,将理论探究这部分的内容给放弃了,不知道是出于二选一的考虑,还是前面专门进行了理论探究。如果前面专门进行了探究,那是值得肯定的(当然,是否要花费两节课的时间讲授这一内容,还可以讨论)。如果将理论探究放弃了,那就很可惜了,失去了一个理论探究和实践探究相结合的很好的教育资源。
【课题】:欧姆定律(一课时)
【教材分析】:本节教材内容涉及两个问题。一是欧姆定律,二是导体的伏安特性曲线。关于欧姆定律,教科书先用演示实验探究导体中电流与电压的关系,通过U-I图像处理的方法得到电流与电压的正比关系,由斜率反映了导体对电流的阻碍作用,然后定义电阻。在此基础上,通过对因果关系、适用条件的分析等,得到欧姆定律的公式及表述。这样安排,在实验电路、数据处理、研究思路等方面都较初中有很大提高,也更家科学。对导体伏安特性曲线的研究,尤其是测绘小灯泡伏安特性曲线的实验,使学生对欧姆定律的认识更加深化。
【学生分析】:在初中学生已经学习了欧姆定律,对欧姆定律已有一定的认识,本节课要让学生对欧姆定律有一个更多、更深层次的认识。学生的动手能力不强,在演示实验部分和理论讲解部分要加强师生的互动性,调动学生的积极性。
【教学目标】:
(一)、知识与技能
1、进一步体会用比值定义物理量的方法,知道什么是电阻以及电阻的单位.
2、理解并掌握欧姆定律,并能用来解决有关电路的问题。
3、通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验,掌握和用分压电路改变电压的基本技能;知道伏安特性曲线,知道线性原件和非线性原件,学会一般原件伏安特性曲线的测绘方法。
(二)、过程与方法
1、通过演示实验知道电流的大小的决定因素,培养学生的实验观察能力。
2、运用数字图像法处理,培养学生用数字进行逻辑推理能力。
(三)、情感、态度和价值观
1、通过介绍欧姆的生平,以及“欧姆定律”的建立,激发学生的创新意识,培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格。
2、培养学生善于动手、勤于动脑以及规范操作的良好实验素质,培养学生仔细观察认真分析的科学态度。
【教学重点难点】:
重点:1、欧姆定律的内容、表达式及适用条件。
2、会用姆定律分析解决一些实际问题。
3、会用试验方法测绘导体的伏安特性曲线。
难点:1、根据电路图会实物图的连接,或根据实物图的连接会画路图。
2、理解伏安特性曲线的物理意义。
【教学思路】:再一次向学生展示实验的魅力,让学生知道物理应属于一门实验科学。在演示实验和投影片的帮助下逐步得出欧姆定律以及电阻的定义和表达式。
【教学过程】:
引入新课
同学们在初中已经学习了欧姆定律的一些基础知识,今天我们要在初中学习的基础上,进一步深入的学习欧姆定律的有关知识。
讲授新课
新课导语:通过上一节课的学习同学们已经知道导体中产生电流的条件是导体两端有电压,那么导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢?下面我们通过演示实验探究这个问题。
步骤一:
设计实验:通过大屏幕投影出教材图2.3-1。让实验能力较强的同学上讲台按此图进行实物连接。
教师:请介绍一下你的实验设计思路和原理。
学生:先按教材上的电路图进行实物连接。用电流表测出导体A的电流,用电压表测出导体A两端的电压。滑动变阻器采用分压接法。通过改变滑片p的位置,从而改变A两端的电压。这样可以得到几组关于导体A两关的电压、电流数据。用导体B替换A,重复上面的实验。
教师补充:关于滑动变阻器的分压接法和限流式接法以后我们回具体的学习,在此实验中我们只要知道采用分压式接法目的是让导体A两端的电压变化范围大即可。
数据处理:【大屏幕投影】实验数据如下:
教师设问1:同学们如何分析处理实验中等到数据才能找到U、I的关系呢?
通过设问引导学生回忆前面讲过的实验中类似实验数据的处理方法。(例如:探究小车加速度的实验,利用v-t图像来找加速度定义式)即图像法。在直角坐标系中,用纵轴表示电压U,用横轴表示电流I,根据实验数据在坐标纸上描出相应的点。根据这些点是否在一条直线上,来研究导体中的电流跟它两端的电压的关系。
教师:请一位同学上黑板作U-I图线。其他学生在练习本上作。
学生:作图,如图所示。
教师:在误差允许的范围内同一导体的U-I图像是一条过原点的图像。
教师设问2:根据数学知识U-I有哪些特点呢?
学生讨论:对于同一导体图像的斜率即U与I的比值不变。但不同的导体U与I的壁纸一般不同。
教师设问3:U与I的比值反映了导体的一种什么属性呢?
步骤二:
有步骤一的演示实验,同学们在教师的引导下得出对于同一导体加在它两端的电压U与通过它的电流I的比值不变。这个比值反映了导体对电流的阻碍作用,且只与导体本身的性质有关。这个比值可以写成R=U/I.
师生互动得出电阻的定义:电压与电流的比值R=U/I反映了导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻。
①让学生将上式变形得I=U/R
②让学生说明I与U、R的关系:I与U成正比、与R成反比,从而得出欧姆定律。
③让学生根据课前搜集的资料介绍一下欧姆以及欧姆定律的建立,从而对学生进行思想品德教育。
教师设问3:根据欧姆定律I=U/R得R=U/I,能否说导体的电阻R跟导体两端的电压U成正比,跟导体中的电流I成反比呢?为什么?
④引导学生回忆用比值法定义的物理量的特点。例如E=F/q。
再一次强调比值法定义物理量的重要性。
让学生得出电阻的国际单位欧姆,简称欧姆,符号Ω。
常用的单位哦还有千欧(KΩ)和兆欧(MΩ):
1KΩ=103Ω;1MΩ=106Ω
教师设问4:1Ω的物理定义是什么?
引导学生回答如果在某段导体两端加上1V的电压,通过导体的电流是1A,这段导体的电阻就是1Ω。所以1Ω=1V/A.
⑤让学生通过预习材料总结出欧姆定律的适用条件:纯电阻电路,如金属导体和电解液。对于含有电动机等的非电阻电路不适用。
在此强调纯电阻电路和非纯电阻电路的特点。
教师设问5:除金属导体A、B外,像晶体二极管这种半导体、气体导体的U-I图像是否也是一条直线呢?
步骤三:
⑥再次回到步骤一的演示实验中,引导学生给导体的伏安特性曲线下定义:以纵轴表示电流I,横轴表示电压U,画出I-U图像叫做导体的伏安特性曲线。如教材图2.3-3所示。
教师设问6:在I-U图像中,图像的斜率表示的物理意义是什么?
师生讨论:在I-U图像中,图像的斜率k=I/U=1/R,图像的斜率越大电阻越小。
再引导学生分析出金属导体、电解质溶液的伏安特性曲线是一条过原点的直线,而对于气体导体、半导体的伏安特性曲线不是一条直线。如教材图2.3-5所示。
⑦由学生得出伏安特性曲线是过原点的直线,这样的元件叫线性元件;导体的伏安特性曲线不是直线,这样的元件叫非线性元件。
教学总结
1欧姆定律是一个实验定律,是在金属导体导电的基础上总结出来的。使用欧姆定律应当注意电压U、电流I和电阻R必须是属于同一导体。
2使用欧姆定律应当注意它的适用条件。
3应充分理解电阻的定义以及定义式R=U/I,并明确R与U、I无关。
4本节难于理解的就是导体伏安特性曲线,要掌握几种比较常见的伏安特性曲线。
课后作业:教材课后练习1、3.
【教学反思】:本节内容主要是通过实验来得出的规律,通过和学生互动起来做实验效果较好。这样能充分的证明实践检验真理的准确性和重要性。而且边做实验边得出比较轻松,易于不同层次的学生接受。但有不足的地方,如果能够采用分组实验的话,本节课的效果会更佳。另外,本节在讲解过程中应注意时间上没有必要的浪费,这样节省出一些时间可做些当堂练习,或再测一下二极管的伏安特性曲线。以后在这点上一定要注意。总之,本节课重在调到起来学生对物理实验的兴趣,培养学生动手、动脑的好习惯,就是成功之处。
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