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高中物理教案模板范文大全

发表时间:2024-09-08

高中物理教案模板范文大全(必备八篇)。

作为一位不辞辛劳的人民教师,总不可避免地需要编写教学设计,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。那么教学设计应该怎么写才合适呢?以下是小编精心整理的高中物理教学设计(精选8篇),欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

高中物理教案模板范文大全 篇1

一、教学任务分析

匀速圆周运动是继直线运动后学习的第一个曲线运动,是对如何描述和研究比直线运动复杂的运动的拓展,是力与运动关系知识的进一步延伸,也是以后学习其他更复杂曲线运动(平抛运动、单摆的简谐振动等)的基础。

学习匀速圆周运动需要以匀速直线运动、牛顿运动定律等知识为基础。

从观察生活与实验中的现象入手,使学生知道物体做曲线运动的条件,归纳认识到匀速圆周运动是最基本、最简单的圆周运动,体会建立理想模型的科学研究方法。

通过设置情境,使学生感受圆周运动快慢不同的情况,认识到需要引入描述圆周运动快慢的物理量,再通过与匀速直线运动的类比和多媒体动画的辅助,学习线速度与角速度的概念。

通过小组讨论、实验探究、相互交流等方式 ,创设平台,让学生根据本节课所学的知识,对几个实际问题进行讨论分析,调动学生学习的情感,学会合作与交流,养成严谨务实的科学品质。

通过生活实例,认识圆周运动在生活中是普遍存在的,学习和研究圆周运动是非常必要和十分重要的,激发学习热情和兴趣。

二、教学目标

1、知识与技能

(1)知道物体做曲线运动的条件。

(2)知道圆周运动;理解匀速圆周运动。

(3)理解线速度和角速度。

(4)会在实际问题中计算线速度和角速度的大小并判断线速度的方向。

2、过程与方法

(1)通过对匀速圆周运动概念的形成过程,认识建立理想模型的物理方法。

(2)通过学习匀速圆周运动的定义和线速度、角速度的定义,认识类比方法的运用。

3、态度、情感与价值观

(1)从生活实例认识圆周运动的普遍性和研究圆周运动的必要性,激发学习兴趣和求知欲。

(2)通过共同探讨、相互交流的学习过程,懂得合作、交流对于学习的重要作用,在活动中乐于与人合作,尊重同学的见解,善于与人交流。

三、教学重点 难点

重点:

(1)匀速圆周运动概念。

(2)用线速度、角速度描述圆周运动的快慢。

难点:理解线速度方向是圆弧上各点的切线方向。

四、教学资源

1、器材:壁挂式钟,回力玩具小车,边缘带孔的旋转圆盘,玻璃板,建筑用黄沙,乒乓球,斜面,刻度尺,带有细绳连接的小球。

2、课件:flash课件—— 演示同样时间内,两个运动所经过的弧长不同的匀速圆周运动;——演示同样时间内,两个运动半径所转过角度不同的匀速圆周运动。

3、录像:三环过山车运动过程。

五、教学设计思路

本设计包括物体做曲线 运动的条件、匀速圆周运动、线速度与角速度三部分内容。

本设计的基本思路是:以录像和实验为基础,通过分析得出物体做曲线运动的条件;通过观察对比归纳出匀速圆周的特征;以情景激疑认识对匀速圆周运动快慢的不同描述,引入线速度与角速度概念; 通过讨论、释疑、活动、交流等方式,巩固所学知识,运用所学知识解决实际问题。

本设计要突出的重点是:匀速圆周运动概念和线速度、角速度概念。方法是:通过对钟表指针和过山车两类圆周运动的观察对比,归纳出匀速圆周运动的特征;设置地月对话的情景,引入对匀速圆周运动快慢的描述;再通过多媒体动画辅助,并与匀速直线运动进行类比得出匀速圆周运动的概念和线速度、角速度的概念。

本设计要突破的难点是:线速度的方向。方法是:通过观察做圆周运动的小球沿切线飞出,以及由旋转转盘边缘飞出的红墨水在纸上的径迹分布这两个演示实验,直观显示得出。

本设计强调以视频、实验、动画为线索,注重刺激学生的感官,强调学生的体验和感受,化抽象思维为形象思维,概念和规律的教学体现“建模”、“类比”等物理方法,学生的活动以讨论、交流、实验探究为主,涉及的问题联系生活实际,贴近学生生活,强调对学习价值和意义的感悟。

完成本设计的内容约需2课时。

六、教学流程

1、教学流程图

2、流程图说明

情境I 录像,演示,设问1

播放录像:三环过山车,让学生看到物体的运动有直线和曲线。

演示:让学生向正在做直线运动的乒乓球用力吹气,体验球在什么情况下将做曲线运动。

设问1:物体在什么情况下将做曲线运动?

情境II 观察、对比,设问2

观察、对比钟表指针和过山车这两类圆周运动。

高中物理教案模板范文大全 篇2

教学目标

知识与技能

1.知道时间和时刻的区别和联系.

2.理解位移的概念,了解路程与位移的区别.

3.知道标量和矢量,知道位移是矢量,时间、时刻和路程是标量.

4.能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移.

5.知道时刻与位置、时间与位移的对应关系.

过程与方法

1.围绕问题进行充分的讨论与交流,联系实际引出时间、时刻、位移、路程等,要使学生学会将抽象问题形象化的.处理方法.

2.会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向

3.会用矢量表示和计算质点位移,用标量表示路程.

情感态度与价值观

1.通过时间位移的学习,要让学生了解生活与物理的关系,同时学会用科学的思维看待事实.

2.通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置,不同时间内的不同位移(或路程)的体验,领略物理方法的奥妙,体会科学的力量.

3.养成良好的思考表述习惯和科学的价值观.

4.从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点.

教学重难点

教学重点

1.时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系

2.位移的概念以及它与路程的区别.

教学难点

1.帮助学生正确认识生活中的时间与时刻.

2.理解位移的概念,会用有向线段表示位移.

教学工具

教学课件

多媒体课件

教学过程

[引入新课]

师:上节课我们学习了描述运动的几个概念,大家想一下是哪几个概念?

生:质点、参考系、坐标系.

师:大家想一下,如果仅用这几个概念,能不能全面描述物体的运动情况?

生:不能.

师:那么要准确、全面地描述物体的运动,我们还需要用到哪些物理概念?

一部分学生可能预习过教材,大声回答,一部分学生可能忙着翻书去找.

师指导学生快速阅读教材第一段,并粗看这节课的黑体字标题,提出问题:要描述物体的机械运动,本节课还将从哪几个方面去描述?

生通过阅读、思考,对本节涉及的概念有个总体印象,知道这些概念都是为了进一步描述物体的运动而引入的,要研究物体的运动还要学好这些基本概念.

引言:宇宙万物都在时间和空间中存在和运动.我们每天按时上课、下课、用餐、休息。从幼儿园、小学、中学,经历一年又一年,我们在时间的长河里成长.对于时间这个名词,我们并不陌生,你能准确说出时间的含义吗?物体的任何机械运动都伴随着物体在空间中位置的改变,你们用什么来量度物体位置的改变呢?这就是我们今天要研究的课题--§1.2时间和位移.

[新课教学]

一、时刻和时间间隔

[讨论与交流]

指导学生仔细阅读“时刻和时间间隔”一部分,然后用课件投影展示本校作息时间表.

师:同时提出问题;

1.结合教材,你能列举出哪些关于时间和时刻的说法?

2.观察教材第14页图1.2-1,如何用数轴表示时间?

学生在教师的指导下,自主阅读,积极思考,然后每四人一组展开讨论,每

组选出代表,发表见解,提出问题.

生:我们开始上课的“时间”:8:00就是指的时刻;下课的“时间”:8:45也是指的时刻.这样每个活动开始和结束的那一瞬间就是指时刻.

生:我们上一堂课需要45分钟,做眼保健操需要5分钟,这些都是指时间间隔,每一个活动所经历的一段时间都是指时间间隔.

师:根据以上讨论与交流,能否说出时刻与时间的概念.

教师帮助总结并回答学生的提问.

师:时刻是指某一瞬时,时间是时间间隔的简称,指一段持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间.

让学生再举出一些生活中能反映时间间隔和时刻的实例,并让他们讨论.

教师利用课件展示某一列车时刻表,帮助学生分析列车运动情况.

(展示问题)根据下列“列车时刻表”中的数据,列车从广州到长沙、郑州和北京西站分别需要多长时间?

T15站名T16

18:19北京西14:58

00:35 00:41郑州08:42 08:36

05:49 05:57武昌03:28 03:20

09:15 09:21长沙23:59 23:5l

16:25广州16:52

参考答案:6小时59分、15小时50分、22小时零6分.

(教师总结)

师:平常所说的“时间”,有时指时刻,有时指时间间隔,如有人问你:“你们什么时间上课啊?”这里的时间是指时间间隔吗?

生:不是,实际上这里的时间就是指的时刻.

师:我们可以用数轴形象地表示出时刻和时间间隔.

教师课件投放教材图1.2-1所显示的问题,将其做成F1ash动画.

学生分组讨论,然后说说怎样用时间轴表示时间和时刻.

生:时刻:在时间坐标轴上用一点来表示时刻.时间:两个时刻的间隔表示一段时间.一段时间在时间坐标轴上用一线段表示.

师:为了用具体数字说明时间,必须选择某一时刻作为计时起点,计时起点的选择是人为的.单位秒(s).

师:下图1-2-1给出了时间轴,请你说出第3秒,前3秒,第3秒初第3秒末,第n秒的意义.

答:

1.学习了时间与时刻,蓝仔、红孩、紫珠和黑柱发表了如下一些说法,正确的是…( )

A.蓝仔说,下午2点上课,2点是我们上课的时刻

B.红孩说,下午2点上课,2点是我们上课的时间

C.紫珠说,下午2点上课,2点45分下课,上课的时刻是45分钟

D.黑柱说,2点45分下课,2点45分是我们下课的时间

答案:A

2.关于时刻和时间,下列说法中正确的是( )

A.时刻表示时间较短,时间表示时间较长B.时刻对应位置,时间对应位移

C.作息时间表上的数字表示时刻D.1 min内有60个时刻

答案:BC

解析:紧扣时间和时刻的定义及位置、位移与时刻、时间的关系,可知B、C正确,A错.一段时间内有无数个时刻,因而D错.

以下提供几个课堂讨论与交流的例子,仅供参考.

[讨论与交流]:我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行.10月15日09时0分,“神舟”五号飞船点火,经9小时40分50秒至15日18时40分50秒,我国宇航员杨利伟在太空中层示中国国旗和联合国旗,再经11小时42分10秒至16日06时23分,飞船在内蒙古中部地区成为着陆.在上面给出的时间或时刻中,哪些指的是时间,哪些又指的是时刻?

参考答案:这里的“10月15日09时0分”、“15日18时40分50秒”和“16日06时23分”,分别是指这次航天飞行点火、展示国旗和着陆的时刻,而“9小时40分50秒”和“11小时62分10秒”分别指的是从点火到展示国旗和从展示国旗到着陆所用的时间.

二、路程和位移

(情景展示)中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国的沙漠,在沙漠中,远眺不见边际,抬头不见飞鸟.沙漠中布满了100~200m高的沙丘.像大海的巨浪,人们把它称为“死亡之海”.

许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路,甚至因此而丧生.归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清这样三个问题:我在哪里?我要去哪里?选哪条路线?而这三个问题涉及三个描述物体运动的物理量:位置、位移、路程.

师:(投影中国地图)让学生思考:从北京到重庆,观察地图,你有哪些不同的选择?这些选择有何相同或不同之处?

生:从北京到重庆,可以乘汽车,也可以乘火车或飞机,还可以中途改变交通工具.选择的路线不同,运动轨迹不同,但就位置变动而言,都是从北京来到了重庆.

师:根据上面的学习,你能给出位移及路程的定义吗?

生:位移:从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段.位移是表示物体位置变化的物理量.国际单位为米(m).

路程:路程是质点实际运动轨迹的长度.(板)

在坐标系中,我们也可以用数学的方法表示出位移.

实例:质点从A点运动到B点,我们可以用有方向的线段来表示位移,从初始位置A向末位置B画有向线段,展示教材图1.2-3.

[讨论与交流]

请看下面的一段对话,找出里面的哪些语言描述了位置,哪些语言描述了位置的变动.哪些是指路程,哪些是指位移.

甲:同学,请问红孩去哪里了?

乙:他去图书室了,五分钟前还在这儿.

甲:图书室在哪儿?

乙指着东北的方向说:在那个方位.

甲:我还是不知道怎么走过去,有最近的路可去吗?

乙:你可以从这儿向东到孔子像前再往北走,就能看见了.

丙加入进来,说道;也可以先向北走,再向东,因为那边有好风景可看.

甲:最近要多远?

乙:大概要三百米吧.

丙开玩笑说;不用,你如果能从索道直线到达也就是一百米.

乙:别骗人了,哪有索道啊!

丙:我是开玩笑的,那只好辛苦你了,要走曲线.

甲:谢谢你们两位,我去找他了.

学生分组讨论后,选代表回答问题.

生1:乙手指的方向--东北,就是甲在找红孩的过程中发生的位移的方向.

生2:里面的三百米是指路程,一百米的直线距离是指位移的大小.

生3:他们谈话的位置和图书室是两个位置,也就是甲在找红孩过程中的初末位置.

请你举出生活中更常见的例子说明路程和位移.(围绕跑道跑一圈的位移和路程)

[讨论与思考]

1.(用课件展示中国地图)在地图上查找上海到乌鲁木齐的铁路.请根据地图中的比例尺估算一下,坐火车从上海到乌鲁木齐的位移和经过的路程分别是多少?

阅读下面的对话:

甲:请问到市图书馆怎么走?

乙:从你所在的市中心向南走400 m到一个十字路口,再向东走300m就到了.

甲:谢谢!

乙:不用客气.

请在图1-2-3上把甲要经过的路程和位移表示出来.

师:请你归纳一下:位移和路程有什么不同?

生1:位移是矢量,有向线段的长度表示其大小,有向线段的方向表示位移的方向.

生2:质点的位移与运动路径无关,只与初位置、末位置有关.

生3:位移与路程不同,路程是质点运动轨迹的长度,路程只有大小没有方向,是标量.

教师提出问题

师:位移的大小有没有等于路程的时候?

学生讨论后回答,并交流自己的看法.

生:在直线运动中,位移的大小就等于路程。

教师适时点拨,画一往复直线运动给学生讨论.

生:在单方向的直线运动中,位移的大小就等于路程.

教师总结

师:只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程,在其他情况中,路程要大于位移的大小.

[课堂训练]

下列关于位移和路程的说法中,正确的是………………( )

A位移大小和路程不一定相等,所以位移才不等于路程

B位移的大小等于路程,方向由起点指向终点

C位移描述物体相对位置的变化,路程描述路径的长短

D位移描述直线运动,路程描述曲线运动

答案:C

解析:A选项表述的因果关系没有意义,故A错.位移的方向可以用从初位置指末位置的有向线段来表示,但位移的大小并不等于路程,往往是位移的大小小于等于路程,故选项B错.位移和路程是两个不同的物理量,位移描述物体位置的变化,路程描述物体运动路径的长短,所以选项C正确.位移的大小和路程不一定相等,只有当物体做单向直线运动时,位移的大小才等于路程.无论是位移还是路程都既可以描述直线运动,也可以描述曲线运动,故选项D也是错误的.

三、矢量和标量

师:像位移这样的物理量,既有大小又有方向,我们以前学过的物理量很多都只有大小,没有方向,请同学们回忆并说给大家听听.

学生讨论后回答

生:温度、质量、体积、长度、时间、路程.

对于讨论中学生可能提出这样的问题,像电流、压强这两个学生学过的物理量,它们是有方向的,但它们仍然是标量.这在以后的学习中会更进一步加深对矢量和标量的认识.

学生阅读课文后,说说矢量和标量的算法有什么不同.

生:两个标量相加遵从算术加法的法则.

[讨论与思考]

一位同学从操场中心A出发,向北走了40 m,到达C点,然后又向东走了30 m,到达B点.用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移(即代表他的位置变化的最后结果的位移).三个位移的大小各是多少?你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗?

解析:画图如图1-2-4所示.矢量相加的法则是平行四边形法则.

[讨论与思考]

气球升到离地面80m高空时,从气球上掉下一物体,物体又上升了10 m高后才开始下落,规定向上方向为正方向.讨论并回答下列问题,体会矢量的表示方向.

(1)物体从离开气球开始到落到地面时的位移大小是多少米?方向如何?

(2)表示物体的位移有几种方式?其他矢量是否都能这样表示?注意体会“+”“-”号在表示方向上的作用.

解析:(1)一80m,方向竖直向下;(2)到现在有三种:语言表述法,如“位移的大小为80m,方向竖直向下”;矢量图法;“+”“一”号法,如“规定竖直向上为正方向,则物体的位移为一80m”.

[课堂训练]

(播放1 500m比赛的录像片断)

在标准的运动场上将要进行1 500米赛跑,上午9时20分50秒,发令枪响,某运动员从跑道上最内圈的起跑点出发,绕运动场跑了3圈多,到达终点,成绩是4分38秒.请根据上面的信息讨论以下问题,并注意题中有关时间、时刻、路程、位置变化的准确含义.

(1)该运动员从起跑点到达终点所花的时间是多少?(4分38秒)起跑和到达的时刻分别是多少?(上午9时20分50秒、上午9时25分28秒)

(2)该运动员跑过的路程是多少?(1 500米)他的位置变化如何?(起跑点到终点的连线)

四、直线运动的位置和位移

提出问题:我们怎样用数学的方法描述直线运动的位置和位移?

如果物体做的是直线运动,运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置,如果是一段时间,对应的是这段时间内物体的位移.

如图1-2-6所示,物体在时刻t1处于“位置”x1,在时刻t2运动到“位置”x2

那么(x2- x1)就是物体的“位移”,记为Δx =x2- x1

可见,要描述直线运动的位置和位移,只需建立一维坐标系,用坐标表示位置,用位置坐标的变化量表示物体位移.

在一维坐标系中,用正、负表示运动物体位移的方向.如图1-2-7所示汽车A的位移为负值,B的位移则为正值.表明汽车B的位移方向为x轴正向,汽车A的位移方向为x轴负向.

课后小结

时间和时刻这两个概念是同学们很容易混淆的,同学们要掌握时间坐标轴.在时间轴上,用点表示时刻,用线段表示一段时间间隔.位移和路程是两个不同的物理量,位移是用来表示质点变动的,它的大小等于运动物体初、末位置间的距离,它的方向是从初位置指向末位置,是矢量;而路程是物体实际运动路径的长度,是标量.只有物体做单向直线运动时,其位移大小才和路程相等,除此以外,物体的位移的大小总是小于路程.找位移的办法是从初位置到末位置间画有向线段.有向线段的方向就是位移的方向,有向线段的长度就是位移的大小.时刻对应位置,时间对应位移.在位置坐标轴上,用点来表示位置,用有向线段来表示位移.

本节课用到的数学知识和方法:用数轴来表示时间轴和位移轴,在时间轴上,点表示时刻,线段表示时间间隔.要选计时起点(零时刻),计时起点前的时刻为负,计时起点后的时刻为正;在位移轴上,点表示某一时刻的位置,线段表示某段时间内的位移.要选位置参考点(位置零点),直线运动中,可选某一单一方向作为正方向,朝正方向离开参考点的位置都为正,朝负方向离开参考点的位置都为负.位移方向与规定方向相同时为正,相反时为负.标量遵从算术加法的法则,矢量遵从三角形定则(或平行四边形定则,以后会学到,不让学生知道).

课后习题

教材第16页问题与练习。

高中物理教案模板范文大全 篇3

教学过程

1.内能:物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.

2.动能:由于分子在不停地做着无规则热运动而具有的动能.它与物体的温度有关(温度是分子平均动能的标志).

3.势能:分子间存在相互作用力,分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能.它和物体的体积有关.

4.内能:与物体的温度和体积有关.

根据讨论结果,小结:通常情况下,对固体或液体,由于体积变化不明显,主要是通过温度的变化来判断内能是否改变.

新课教学

1.提出问题2.问题讨论

问:如何改变物体的内能呢?(可以改变物体的温度或体积.)

问:物体内能的变化可以通过什么表现出来呢?或者说怎样判断一个物体(如一杯水、一块铁块)的内能是否改变呢?

把准备好的钢丝拿出来,想办法让你手中的钢丝的内能增加。

2.寻找解决问题的办法

讨论:有的想到"摩擦",有的想到"折",有的想到"敲打",有的想到用"钢锯锯",有的想到"烧",有的想到"晒",有的想到"烤",有的想到"烫"、"冰"等等.一边想办法,一边体验内能是不是已经增加了.(把"摩擦"、"折"、"敲打"、"锯"写在一起,把"烧"、"晒"、"烤"、"烫"、"冻"或者"冰"写在一起.

3.知识的提练

问:比较一下,本质上有什么相同或不同点.(阅读课本38~39页倒数第四段.)刚才所想到的办法,它们之间有何不同?能不能把这些办法分分类?

答:可以分为做功和热传递两类。其中,"摩擦"、"折"、"敲打"、"锯"是属于做功,"烧"、"晒"、"烤"、"烫"、"冰"属于热传递.

演示课本38页的实验.(慢慢地压缩看能不能使棉花燃烧起来.)

问:刚才两次实验,为什么会出现结果的不同?

答:动作快,时间短,气体没有来得及与外界进行热交换,其温度会突然升高,至乙醚的着火点,它便燃烧起来.而动作慢时,时间较长,气体与外界有较长的时间进行热交换,它的温度就不会升高太多,达不到乙醚的着火点,则不燃烧.

阅读课本39页实验,分析气体对外做功的情况.

问:同学们还能不能从生活中找出一些通过做功改变物体内能的例子呢?

答:柴油机工作中的压缩冲程;给自行车打气时,气筒壁会发热;锯木头,锯条会很烫;冬天,手冷时,两手互相搓一搓;古人钻木取火等等.

再来体验一下,热传递改变内能的情况.给大家一段细铁棒和酒精灯,演示.

学生上台做实验.把用热传递改变内能的方法和体会告诉其他同学.

引导学生从生活中再找出一些通过热传递改变内能的例子.

板书:改变物体内能的物理过程有两种:做功和热传递.

4.新知识的深入探讨

内能改变的量度

师:如何量度物体内能的'改变多少呢?请大家带着问题阅读课本39页5、6两段,然后归纳出来.

高中物理教案模板范文大全 篇4

一、教学目标

知识与技能:

1、理解力的分解概念。

2、知道力的分解是合成的逆运算,并知道力的分解遵循平行四边形定则。

3、学会按力的实际作用效果分解力。

4、学会用力的分解知识解释一些简单的物理现象。

过程与方法:

1、通过生活情景的再现和实验模拟体会物理与实际生活的密切联系。

3、通过对力的实际作用效果的分析,理解按实际作用效果分解力的意义,并感受具体问题具体分析的方法。情感、态度与价值观:

1、通过联系生活实际情景,激发求知欲望和探究的兴趣。

2、通过对力的分解实际应用的分析与讨论,养成理论联系实际的自觉性,培养解决生活实际问题的能力。

二、教学重点难点

教学重点:理解力的分解的概念,利用平行四边形定则按力的作用效果进行力的分解。

教学难点:力的实际作用效果的分析。

三、教学过程

(一)引入:

1、观察一幅打夯的图片,分析为什么需要那么多人一起打夯。

2、模拟打夯,指出用多个力的共同作用来代替一个力的作用的实际意义,突出等效替代的思想。

3、引出力的分解的概念:把一个力分解成几个分力的方法叫力的分解。

(二)一个力可分解为几个力?

由打夯的例子可以看出一个力的作用可以分解为任意几个力,最简单的情况就是把一个力分解为两个力。

(三)一个力分解成两个力遵循什么规则?

力的分解是力的合成的逆运算,因此把一个力分解为两个分力也遵循平行四边形定则。

(四)力的分解实例分析

以一个力为对角线作平行四边形可以作出无数个平行四边形,因此把一个力分解为两个力有无数组解,但如果已知两个分力的方向,那力的分解就只有唯一解了。如何确定两个分力的方向呢?在解决实际问题时要根据力的实际作用效果确定分力的方向。

一、斜面上重力的分解

[演示]用薄塑料片做成斜面,将物块放在斜面上,斜面被压弯,同时物块沿斜面下滑.

[结论]重力G产生两个效果:使物体沿斜面下滑和压紧斜面.

[分析]重力的两个分力大小跟斜面的倾斜角有何关系?

[结论]通过作图和实验演示可看出倾角越大,下压分力越小而下滑分力越大。

[问题]游乐场的滑梯为什么倾角很大?山路为什么要修成盘山状?

[分析]斜面倾角越大,使物体下滑的力越大,物体越容易下滑,故公园滑梯倾角较大,但山路若直接从山脚往山顶修,则倾角太大,车辆上坡艰难而下坡又不安全,是不可行的,修成盘山状则可解决这个问题。

二、直角支架所受拉力的分解

[实验模拟]同学甲用一手撑腰,同学乙用力向下拉甲同学的肘部,让同学谈体会,即分析向下拉肘部的力产生的作用效果。

[实验演示]在支架上挂一重物,观察橡皮膜的变化,分析重物对支架的拉力产生的作用效果。

[分析]支架所受拉力一方面挤压水平杆,另一方面拉伸倾斜杆。

[分解]按效果分解拉力并作出平行四边形法。

三、劈木柴刀背上力的分解

[观察图片]为什么一斧头下去,木桩被劈开了?作用在斧头上的力实际产生了什么效果?

[小实验]同学甲双手合十,同学乙用一只手试图从甲的两手中间劈下去,体会手上的感觉。

[分析]乙同学的手向两侧挤压甲同学的两只手,因此刀背上的力的作用效果也是使得刀的两个侧面去挤压木柴。

[分解]按力的作用效果分解刀背上的力,作出平行四边形,并比较分力与合力的大小关系。

[思考]由生活经验可知砍柴的刀越锋利越容易把柴劈开,为什么?分析分力大小跟分力夹角的关系。

[体验]通过小实验体会在合力一定的情况下,分力大小随其夹角变化而变化的规律:

○用一根羊绒线,中间吊一个砝码,观察当抓住线的两手距离不断增大时线有何变化。

○用两个弹簧秤共同拉一个砝码,拉的夹角逐渐增大,观察弹簧秤示数的变化。

[规律总结]在合力一定的情况下,对称分布的两个分力的夹角越大,分力越大。

[应用]

○如何把陷进泥潭的汽车拉出来?

○如何移动一只很重的箱子?

(五)小结:

1、知道什么叫力的分解

2、知道力的分解遵循平行四边形定则

3、掌握在解决实际问题时按力的实际作用效果分解的方法。

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教学目标

(一)知识与技能

1、掌握楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流方向。

2、培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。

3、能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向

4、掌握右手定则,并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。

(二)过程与方法

1、通过实践活动,观察得到的实验现象,再通过分析论证,归纳总结得出结论。

2、通过应用楞次定律判断感应电流的方向,培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。

(三)情感、态度与价值观

在本节课的学习中,同学们直接参与物理规律的发现过程,体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受,并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。

教学重点

1、楞次定律的获得及理解。

2、应用楞次定律判断感应电流的方向。

3、利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。

教学难点

楞次定律的理解及实际应用。

教学方法:

发现法,讲练结合法

教学用具:

干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。

教学过程

(一)引入新课

教师:[演示]按下图将磁铁从线圈中插入和拔出,引导学生观察现象,提出:

①为什么在线圈内有电流?

②插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?为什么?

③怎样才能判断感应电流的方向呢?

本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。

(二)进行新课

1、楞次定律

教师:让我们一起进行下面的实验。(利用CAI课件,屏幕上打出实验内容)

[实验目的]研究感应电流方向的判定规律。

[实验步骤]

(1)按右图连接电路,闭合开关,记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向的关系。(如电流从左接线柱流入,指针向右偏还是向左偏?)

(2)记下线圈绕向,将线圈和灵敏电流计构成通路。

(3)把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中,并从线圈中拔出,每次记下电流表中指针偏转方向,然后根据步骤(1)结论,判定出感应电流方向,从而可确定感应电流的磁场方向。

根据实验结果,填表:

磁铁运动情况N极下插N极上拔S极下插S极上拔磁铁产生磁场方向线圈磁通量变化感应电流磁场方向

教师:N极向下插入线圈中,磁铁在线圈中产生的磁场方向如何?

教师:再把该磁铁从线圈中拔出时,磁铁在线圈中产生的磁场方向如何?

教师:S极向下插入线圈中,情况怎样呢?

教师:再把S极从线圈中拔出时,情况如何?

教师:通过上面的实验,同学们发现了什么?

教师:刚才几位同学的说法都正确。物理学家楞次概括了各种实验结果,在1834年提出了感应电流方向的判定方法,这就是楞次定律。投影打出楞次定律的内容。

[投影]

感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律。

(师生共同活动:理解楞次定律的内涵)

(1)“阻碍”并不是“阻止”,一字之差,相去甚远。要知道原磁场是主动的,感应电流的磁场是被动的,原磁通仍要发生变化,感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。

(2)楞次定律判断感应电流的方向具有普遍意义。

教师:楞次定律符合能量守恒。从上面的实验可以发现:感应电流在闭合电路中要消耗能量,在磁体靠近(或远离)线圈过程中,都要克服电磁力做功,克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。

楞次定律也符合唯物辩证法。唯物辩证法认为:“矛盾是事物发展的动力”。电磁感应中,矛盾双方即条形磁铁的磁场(B原)和感应电流的磁场(B感),两者都处于同一线圈中,且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化,形成既相互排斥又相互依赖的矛盾,在回路中对立统一,正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象。

2、楞次定律的应用

教师:[投影]应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤:

(1)明确原磁场的方向。

(2)明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。

(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。

(4)利用安培定则确定感应电流的方向。

教师:下面让我们通过对例题的分析,熟悉应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤,同时加深对楞次定律的理解。

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教学目标

知识目标 了解超导体以及超导体在现代科学技术中的应用.

能力目标 通过超导体知识的学习,扩展知识面.

情感目标 知道超导体在现代以及未来科技中的重要性,学习科学家的坚韧精神.

教学建议

教材分析 教材从介绍昂尼斯发现水银超导现象的物理学史知识入手,讲述超导体的一般概念,基础知识.

进一步讲解超导的优点、缺点和目前科学家面临的问题.

教法建议 本节的教学要注重科技的联系,避免孤立的学习,要注意联系实际.

可以提出问题学生自主学习,学生根据提出的问题,可以利用教材和教师提供的一些资料进行学习.

也可以教师提出课题,学生查阅资料,从收集资料、信息的过程中学习,提高收集信息和处理信息的能力.

教学设计方案

【教学过程设计】 方法1、学生阅读教材,教师提供一些关于超导体的材料,教师提出一些问题,学生阅读时思考,例如:什么是超导体现象?采用超导体有什么经济效益?

方法2、对于基础较好的.班级,可以采用实验探究和信息学习的方法.实例如下

实验探究:可以组织学生小组,图书馆、互联网查阅有关超导体方面的资料,小组讨论,总结超导体的优点、缺点以及讨论超导体的未来发展方向.

【板书设计】

1.超导体 概念 超导现象2.超导体的优缺点3. 我国的超导体的研究

探究活动

【课题】超导现象的历史

【组织形式】个人或学习小组

【活动流程】 制订子课题;制订查阅和查找方式;收集相关的材料;分析材料并得出一些结论;评估;交流与合作.

【参考方案】 1、尝试总结超导体的发展现况.

2、讨论超导体的未来发展趋势.

【资料来源】 1、图书馆、互联网查找资料.

2、交流,发现共性和差异.

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教学设计特点:突出物理规律形成的感性基础和理性探索的有机结合;通过问题驱动达成教目标的有效实现;重视物理从生活中来最终回到生活中去。

1.教学目标

1知识与技能

(1)知道什么是等温变化;

(2)掌握玻意耳定律的内容和公式;知道定律的适用条件。

(3)理解等温变化的P—V图象与P—1/V图象的含义,增强运用图象表达物理规律的能力;

2过程与方法

带领学生经历探究等温变化规律的全过程,体验控制变量法以及实验中采集数据、处理数据的方法。

3情感、态度与价值观

让学生切身感受物理现象,注重物理表象的形成;用心感悟科学探索的基本思路,形成求实创新的科学作风。

2、 教学难点和重点

重点:让学生经历探索未知规律的过程,掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系,理解 p—V 图象的物理意义。

难点:学生实验方案的设计;数据处理。

3、教具:

塑料管,乒乓球、热水,气球、透明玻璃缸、抽气机,u型管,注射器,压力计。

4、设计思路

学生在初中时就已经有了固体、液体和气体的概念,生活中也有热胀冷缩的概念,但对于气体的三个状态参量之间有什么样的关系是不清楚的。新课程理念要求我们,课堂应该以学生为主体,强调学生的自主学习、合作学习,着重培养学生的创新思维能力和实证精神。这节课首先通过做简单的演示实验,让学生明白气体的质量、温度、体积和压强这几个物理量之间存在着密切的联系;然后与学生一道讨论实验方案,确定实验要点,接着师生一道实验操作,数据的处理,得出实验结论并深入讨论,最后简单应用等温变化规律解决实际问题。

5、课题引入

演示实验:变形的乒乓球在热水里恢复原状

乒乓球里封闭了一定质量的气体,当它的温度升高,气体的压强就随着增大,同时体积增大而恢复原状。由此知道气体的温度、体积、压强之间有相互制约的关系。本章我们研究气体各状态参量之间的关系。

对于气体来说,压强、体积、温度与质量之间存在着一定的关系。高中阶段通常就用压强、体积、温度描述气体的状态,叫做气体的三个状态参量。对于一定质量的气体当它的三个状态参量都不变时,我们就说气体处于某一确定的状态;当一个状态参量发生变化时,就会引起其他状态参量发生变化,我们就说气体发生了状态变化。这一章我们的主要任务就是研究气体状态变化的规律。

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一、教材分析

本节内容是在上一节安培力的基础上,进一步形成的新的知识点。重在让学生理解什么是洛伦兹力、并掌握洛伦兹力的方向判断和大小的计算。它也是后续学习《带电粒子在匀强磁场中运动》的知识基础。

本课教材在提出洛伦兹力的概念后,重在引导学生由安培力的方向和大小得出洛伦兹力的方向和大小,这种通过实验结合理论探究洛伦兹力的方向,再由安培力表达式推导出洛伦兹力的表达式的过程是培养学生逻辑思维能力的好机会,一定要让学生都参与进来。

二、学情分析

知识基础:学生已经学习了《磁场对通电导线的作用力》一节,知道如何判断安培力的方向以及如何计算安培力的大小。但对于安培力产生的原因,却还不甚清楚。

技能基础:学生已经具备一定的逻辑推理分析能力,因此本节课可以引导学生思考安培力的产生原因,激发学生的求知欲,引入探究式学习。

三、教学目标

(一)知识与技能

1、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向.

2、知道洛伦兹力大小的推理过程.

3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子,受到洛伦兹力大小的计算.

4、了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.

5、了解电视显像管的工作原理

(二)过程与方法

通过观察,形成洛伦兹力的概念,同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观),借助洛伦兹力与安培力的关系,猜想并验证洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断;通过思考与讨论,推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinθ。最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管中的磁偏转。

(三)情感态度与价值观

进一步学会观察、分析、推理,培养科学思维和研究方法。认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理—假设—实验验证”。

四、教学重点与难点

重点:1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向.

2.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子,受到洛伦兹力大小的计算.

这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的'运动),是本章的重点

难点:1.洛伦兹力对带电粒子不做功.

2.洛伦兹力方向的判断.

五、教学资源

电子射线管、高压电源、磁铁、多媒体课件

六、教学设计思路

根据对本节教材内容的分析,结合学情和相关教学资源,本节课以“情景问题猜想实验验证理论推导应用巩固”的思路进行设计。

课前通过观看“极光美景”视频,引出本节主题。然后借助“阴极射线管”演示实验指出磁场对运动电荷有力的作用,并激发学生学习的兴趣。课中借助安培力的方向,让学生通过猜想加验证的方式,学习并掌握洛伦兹力方向的判定方法,并进一步得出安培力与洛伦兹力的内在关系;借助安培力大小的计算公式,引导学生推导得出洛伦兹力大小的计算公式。最后通过练习加深对洛伦兹力的理解,并回答引入部分提出的问题。

教学过程中,以演示实验调动学生兴趣,引导学生观察、分析实验现象,围绕难点“洛伦兹力的方向”的理解,通过情景转换,老师引领、学生动手,同学互动,师生互动的方式,让学生感受,体验知识的生成过程。

七、教学过程:

(一)引入

视频欣赏:天文现象——极光

提问:为什么极光只出现在南北两极呢?

引导:解开此谜题的钥匙就是,磁场对运动电荷的作用规律。

[演示实验]观察磁场阴极射线在磁场中的偏转

[教师]说明电子射线管的原理:

说明阴极射线是灯丝加热放出电子,电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流,轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光,可以显示电子束的运动轨迹,磁铁是用来在阴极射线周围产生磁场的,还应明确磁场的方向。

提示:

1、没有磁场时,接通高压电源可以观察到什么现象。

2、光束实质上是什么?

3、若在电子束的路径上加磁场,可以观察到什么现象?

4、改变磁场的方向,通过观查从而判断运动的电子在各个方向磁场中的受力方向。

[实验结果]在没有外磁场时,电子束沿直线运动,蹄形磁铁靠近电子射线管,发现电子束运动轨迹发生了弯曲。

[学生分析得出结论]磁场对运动电荷有力的作用.------引出新课

(二)新课讲解

1、物理学中把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。(展示洛伦兹介绍资料)

2、提问:如何探究洛仑兹力呢?

引导学生思考:

1)、电流怎么形成的?

2)、磁场对电流的作用、磁场对运动电荷的作用,两者间有何关联?

进一步引导学生分析:通电导线在磁场中为什么会受力?得出安培力与洛伦兹力的关系。

【说明】可以根据磁场对电流有作用力而对未通电的导线没有作用力,引导学生提出猜想:磁场对电流作用力的实质是磁场对运动电荷作用力的积累效果。即,安培力是洛伦兹力的宏观表现。

3、提问:既然安培力是洛伦兹力的宏观表现,那么,你们觉得可以如何探究洛伦兹力呢?

回答:借助对安培力的认识,探究洛伦兹力。

(1)提问:具体怎么探究呢,比如方向?

回答:左手定则

学生说明猜想理由:

1如图,判定安培力方向.(上图甲中安培力方向为垂直电流方向向上,乙图安培力方向为垂直电流方向向下)

②.电流方向和电荷运动方向的关系.(电流方向和正电荷运动方向相同,和负电荷运动方向相反)

③.F安的方向和洛伦兹力方向关系.(F安的方向和正电荷所受的洛伦兹力的方向相同,和负电荷所受的洛伦兹力的方向相反.)

④.电荷运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向的关系.(学生分析总结)

实验验证猜想:(回顾阴极射线管实验)猜想正确!

洛伦兹力方向的判断——左手定则

伸开左手,使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,若四指指向正电荷运动的方向,那么拇指所受的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向;若四指指向是电荷运动的反方向,那么拇指所指的正方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向.

【要使学生明确】:正电荷运动方向应与左手四指指向一致,负电荷运动方向则应与左手四指指向相反(先确定负电荷形成电流的方向,再用左手定则判定)。

[投影出示练习题]试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向,或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。

[学生解答]

最后,通过“思考与讨论”,说明由洛伦兹力所引起的带电粒子运动的方向总是与洛伦兹力的方向相垂直的,所以它对运动的带电粒子总是不做功的。

(2)、洛伦兹力的大小

现在我们来研究一下洛伦兹力的大小.通过下面的命题引导学生一一回答。

设有一段长度为L的通电导线,横截面积为S,导线每单位体积中含有的自由电荷数为n,每个自由电荷的电量为q,定向移动的平均速率为v,将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中,求:

(1)电流强度I。

(2)通电导线所受的安培力。

(3)这段导线内的自由电荷数。

(4)每个电荷所受的洛伦兹力。

得出洛伦兹力的计算公式:当粒子运动方向与磁感应强度垂直时():

问题:若带电粒子不垂直射入磁场,粒子受到的洛伦兹力又如何呢?

引导学生进行分析:可将磁场分解(类比安培力公式得出方式)得出结论

当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时(v∥B)F=qvBsinθ

上两式各量的单位:F为牛(N),q为库伦(C),v为米/秒(m/s),B为特斯拉(T)

4、课堂练习

1、电子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?(4.8×10-14N)

2、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管,若不计重力,则()

A.带电粒子速度大小改变

B.带电粒子速度方向改变

C.带电粒子速度大小不变

D.带电粒子速度方向不变

(答案:CD)

3、电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法正确的是()

A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同

B.如果把+q改为-q,且速度反向,大小不变,则洛伦兹力的大小方向不变

C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直

D.粒子的速度一定变化

(答案:B)

4、来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进入地球周围的空间时,将()

A.竖直向下沿直线射向地面

B.相对于预定地面向东偏转

C.相对于预定点稍向西偏转

D.相对于预定点稍向北偏转

(答案:B)通过本题进一步引导学生作图分析:为什么极光只出现在地球的两极?(与课前引入相呼应)

5、.电视显像管的工作原理

(1)原理:应用电子束磁偏转的道理

(2)构造:由电子枪(阴极)、偏转线圈、荧光屏等组成(介绍各部分的作用)

在条件允许的情况下,可以让学生观察显像管的实物,认清偏转线圈的位置、形状,然后运用安培定则和左手定则说明从电子枪射出的电子束是怎样在洛伦兹力的作用下发生偏转的。

再通过“思考与讨论”,让学生弄清相关问题。进而介绍电视技术中的扫描现象。

最后让学生回忆“示波管的原理”,通过对比看看二者的差异。

(三)对本节内容做简要小结

(四)作业布置

(1)复习本节内容

(2)完成“问题与练习”

八、板书设计第5节《磁场对运动电荷的作用力》

一.洛伦兹力

1、洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力

安培力是洛伦兹力的宏观表现

2、洛伦兹力的方向:左手定则

F⊥vF⊥B

3、洛伦兹力大小:F洛=qVBsinθ

V⊥BF洛=qVB

V∥BF洛=0

4、特点:洛伦兹力只改变力的方向,不改变力的大小,洛伦兹力对运动电荷不做功

二.电视显像管的工作原理

1.原理

2.构造

九、教学反思

本节课利用极光这一神奇的自然现象,通过阴极射线在磁场中的偏转演示实验来引入新课,新奇的实验现象极大地吸引了学生的兴趣,明显的实验现象使学生很容易总结出磁场对运动电荷有力的作用。通过电荷的定向运动形成电流,推导出伦兹力与安培力的关系(微观与宏观),由此可以借助安培力来探究洛伦兹力的大小和方向。最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管中的磁偏转,这种与生活联系紧密的物理知识,能激发学生对物理学科的热爱,培养学生利用所学物理知识解释生活中的现象,体现从物理走向生活的教学理念。

通过课堂练习反馈,发现本课难点在于如何让学生发挥空间想象能力,判断洛伦兹力的方向。需要在课后加强练习。

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