高中物理碰撞教学设计(专业15篇)

时间:2023-12-15 14:37:03 作者:字海

一个优秀的教学计划可以帮助教师合理安排每堂课的教学内容,确保教学目标的实现。下面是一份经过实践验证的教学计划,希望对大家有所启发。

高中物理教学设计

知识与技能:

1、初步了解做功与能量变化的关系。

2、知道做功的两个要素,理解功的概念,正确应用功的公式计算。

3、知道功是标量,正确理解正功和负功的本质含义。

4、知道总功的两种计算方法。过程与方法:

1、通过推导功的公式,让学生体会由特殊到一般,再由一般到特殊的研究方法,培养学生的逻辑推理能力和科学论证能力。

2、通过求解分力做功、总功和变力做功等问题,让学生在熟练掌握公式的同时,初步接受“微元法”处理问题的思想。

情感、态度与价值观:

1、通过分析日常生活中的物理现象,让学生体会物理与生活、生产、科技的密切联系,激发学生的学习兴趣。

2、工作、学习都要讲效率,“正功”“负功”可以促使学生的勤奋向上思想意识,合作式学习可以培养学生善于发表见解的意识和与他人交流的愿望。

重点:明确引入功的物理定义,掌握功的概念和功的计算公式。

难点:

1、理解功的公式的使用条件,体会处理变力功的思想方法。

2、理解正功与负功的含义,体会功是标量。

ppt课件、小钢球、纸巾。

(一)情境导入。

在上课之前我请同学们和我一起完成一个小实验,有请两位同学。教师将小钢球放在纸巾上,小钢球静止。教师将小钢球举高,请同学们观察小钢球落下后纸巾有无损坏。

通过这个实验,同学们受到什么启发?

被举高的物理具有穿过纸张的能力,也就是具有了能量。

实际上人们在研究能量的过程中往往涉及到做功,这节课我们来看第七章第二节功。

(二)功的定义。

1、功的两个要素。

对学生所举例子进行分析,都有两点值得注意,一个是存在力的作用,还有就是一定要发生一段位移。显然这是做功不可缺少的两个因素。那么有力有位移,这个力就一定对物体做功吗?显然不是,而应该在力的方向上存在位移。那么我们就得到了做功的两个要素:力和力方向上的位移。

2、功的定义式刚才的这些例子当中,都存在做功过程,那么究竟力对物体做了多少功?你能不能计算出来?实际上在初中我们已经知道了,当力和位移同方向时功的计算。(展示ppt),一个质量为m的物体,受到力f的作用并向前移动了s,这个力对物体做的功w=fs。如果情况变化一下,力f与s不在一条直线上,你会不会求这个力所做的功呢?请同学们尝试着回答。

方法有两个,一是分解力,二是分解位移。无论哪种方法,得到的结果都是一样的,w=fscosa。有了这个公式,我请同学们帮我计算一个问题。我现在用100n的力水平踢一个足球,踢了一脚之后足球水平向前滚动了50m,求我对球做的功等于多少?请同学们回答。

再请同学们观察这个表达式,你还注意到了什么?引出cosa有正有负,那么功是标量还是矢量?是标量那功的正负表示什么呢?实际功的正负既不表示方向,也不表示大小。如果力对物体做了正功,表示这个力是个动力,如果是负功则是阻力。(换句话说,如果力做了正功,那表示有能量转移到这个物体上来,反之做了负功就表示有能量从这个物体中转移出去。)。

那在我们的例子当中,这些力是什么样的力?细心观察你会发现都是恒力,这个公式仅适用于恒力做功,变力做功不能用它。当然如果在过程中物体受到阶段性变化的力,每个阶段都是恒力,那自然我们可以将过程分段处理,每一段又都变成恒力了,最后再把各个阶段所做的功代数求和即可。

(三)合力的功。

如果在某一个过程中物体受到多个力的作用,那么这些力的合力做了多少功又怎么求呢?请同学们回答。方法有两个:。

1、先求各个力的功,再取代数和。

(四)几种可以转化成恒力的变力做功问题。

这是我们这节课介绍的有关恒力做功的计算方法,实际上除了刚才所说的阶段性的变力可以转化成恒力来计算做功,还有两种情况我们也可以处理。当力与速度始终同向,而速度方向不断变化时,你会不会计算这个力所做的功呢?引导学生学会用微分的方法处理。

另外如果力方向不变,大小随位移线性变化,我们也可以处理。比如一个弹簧处于原长放在光滑的水平面上,一端固定。用一个力缓慢地拉物体,那么这个力做了多少功呢?在学习匀变速直线运动时,如果初速度是零,末速度是v,它和速度是v/2的匀速直线运动是等效的,我们就用这个平均速度替换掉了这个变化的速度。现在你能不能受到这个例子的启发?我们也可以用一个平均的力替换掉这个变化的力,我们说这是方向不变,大小随位移线性变化的力,它的平均值刚好我们会求,那么这个例子中拉力和弹簧的弹力所做的功就等于kx/2与x的乘积。

这节课我们从特殊的情况入手,得到了一般情况下恒力做功的定义式,知道了合力做功的计算方法以及几种能够转变成恒力的变力做功的计算方法,初步体会到了做功与能量变化之间的关系。在接下来的学习中我们会进一步的探讨两者之间的关系。

7.2功。

一功的定义。

二合力的功。

1功的两个要素。

1先求各个力的功,再取代数和力和力方向上的位移。

高中物理教学设计

兴趣是最好的老师。通常仪器简单、现象鲜明直观的演示实验、或能使学生多观察、多动手的学生实验,利用设悬念、摆疑点、设置矛盾的方法,可以激发起学生的兴趣;而根据教材举出一些生动、直观、新奇的现象,也可以激发起学生的兴趣。如,苹果为什么落向地球?如果抛出的石块速度足够大,还会落向地球吗?在光滑的平面上,一只蚂蚁能推动一个很重的铁块吗?在雪地上开车时为什么速度不能太大?如果太大会有哪些危险?有哪些方法可以辨别一根木棒哪头是树根?在此基础上再不失时机地设法强化、巩固学生的兴趣。

高中物理教学设计

有这样一道典型的关于光的折射的习题:

如图1所示,一个储油桶的地面直径与高均为d.当桶内没有油时,从某点a恰能看到桶底边缘的b点。汤桶内油的深度等于桶高的一半时,仍沿ab方向看去,恰好看到桶底上的点c,c、b两点相距d4.求油的折射率和光在油中传播的速度。

本题教师对该题解析之后,如果配备实物演示出相关的情境,则如同锦上添花。实验的道具:烧杯(带刻度),激光笔,色拉油。将激光笔发出的光线投射至无油烧杯底角,让学生缓慢将油倒入烧杯,用一张黑纸作为背景,光线在油内的传播路径清晰可见。随着液面高度的升高,光线在烧杯底部的投射点发生移动。

这样的实验教学,学生一看就能明白,不仅直观有趣,而且让学生更爱学物理,更喜欢物理习题课,充分展现了物理研究的内涵。

每一堂物理习题课,我们都可以思考是否可以穿插一些有趣而可行的实验。除了可以让学生深刻认识这类问题,更可以通过实验树立题目的典型性和可靠性。

我们经常会让学生做这样一类题目:将摆长为l的单摆固定于悬点o,在悬点的正下方p处有一枚铁钉,将悬线拉至水平,若静止释放的小球能绕过铁钉沿竖直方向做圆周运动,则op间距离应满足什么条件(如图2)学生利用机械能守恒定律,很容易求得结论。但是,或许学生更乐于看到真实的画面,来印证他们所求的答案。

我们可以把圆柱形强磁铁吸附在黑板上(现在黑板基本都可以被吸附),将细线夹在硬币和强磁铁之间,就构成了非常牢固的支架.而此操作正是为了使小球相对黑板平面悬空,而不至于在运动过程中与黑板发生摩擦。在黑板上画出一系列的水平等间距的平行线,用于标志小球所处的高度。

提高课堂教学效率,积极创设课堂学习气氛,提高学生学习兴趣是关键。一堂好的物理课必然是生动有趣而富有物理内涵的。

大家所熟知的运动学练习题:三个相同的小球分别沿三条光滑路径自顶端滑下,哪个环可以先滑到底端。

本题是牛顿运动定律与运动学公式相结合的经典习题。学生利用自己所掌握的知识可以计算得出,三球将同时到达底端。这是一个匪夷所思的答案,但计算结果又的确是这样。我们可以用铝合金制成如图3的教具。

我们不一定有太多的金钱、精力和时间花在实验器材的设计和制作上。但凭借物理老师特有的对真理和结论的探究精神,也该多做一些简单的尝试,以追求更高效的物理课堂。

物理教学研究的本质是实验探索与理论研究的结合。在习题讲解中渗透实验教学,对发展和培养学生的创造性思维及动手能力,有着极大的帮助。而面对具体题目,通过课堂演示实验去探知和求索,更能彰显物理学的科学与严谨。

我们可以自己设计以下两个分练习题与三个针对这些练习的课堂演示。

问题一:当我们用灵敏电流计测电路中的电流时,电流计的内阻总会给测量结果带来影响。请同学们设计一些测量该电阻的方案。

实验一:用伏安法或欧姆表测电流计的内阻。

实验二:用问题二中计算出的阻值,准备电阻箱,与灵敏电流计串联后,改装电表。

实验三:将改装后电压表连接在两节干电池两端,粗略验证改装后电表的量程是否准确。

实验的结果不出意外,灵敏电流计恰好满偏。该实验的过程能够让学生体验对真理求索的过程,感受成果的喜悦。例题教学的效果甚佳。

相比教师单一的例题、习题教学陈述以及简单的师生问答式互动,不管从直观性、可靠性、趣味性还是探究性角度去理解,课堂演示都凸显出其极大的优越性。学生能够从实验中轻松获得知识,这样的课堂教学更高效,这样的课堂时间花得值!

高中物理教学设计

物理教学是科学过程在教学上的一种特殊形式,如何在建构物理知识的同时,发展学生的探究能力,改变传统物理课重理论、轻实践,重动脑、轻动手,重知识、轻能力的教学局面,是当前物理教学改革的一个重要方向。

按学生主动性程度划分,物理教学的开展有三种形式:教师演示,学生模仿探究;教师引导,学生探究;教师提示点拨,学生自主探究。这三种形式中,学生探究的主动性、主体性与创造性程度不相同。物理教学中具体采用哪一种形式,一方面要看学生的技能、能力水平,另一方面还要看客观条件(如时间、实验设备)情况。但是不管哪一种探究,都要做好如下设计工作。

建构主义特别强调新旧知识、经验之间的对接、整合,实现有效的同化和有准备的顺应,达到认知的进步与发展,因此,任课教师非常有必要在课前对学生关于新知识的适应情况作全面调研。在传统教学中,这一点往往被忽视。那么,究竟作哪些调研呢?笔者认为,主要有两方面:一是哪些新知识可以通过同化进行认知,要调研学生新旧知识间的差距或台阶,是否具有表象基础、是否学过类似的方法,数学知识是否具备等方面。如由速度概念来建立对加速度的理解,前者表示位置变化的快慢,后者表示速度变化的快慢,这里方法相同,容易迁移,但后者物理意义更难以理解;磁场概念可以运用电场的表象同化来建立,但要注意它们有区别。二是哪些知识必须运用顺应,这是我们常常所说的难点。一般地,新旧知识在方法、表述上相差太大的,或者本身无法被同化时,则要通过顺应让学生接受,如电磁感应现象,初中是闭合回路的一部分导体“切割磁感线”,高中描述为“穿过闭合回路的磁通量的变化”,这两种表述差别较大,需要顺应学习。除了新知识的认知调查外,问题解决方面的情况也应作好相应准备。

教学环境设计包括内外环境设计,内环境是指学生积极的学习心态,外环境包括物理环境和人际环境。物理环境的设计已经又很多这方面的成果,这里不再多谈。人际环境中要特别设计学生和学生合作、交流和讨论活动,以及教师与学生之间创建民主氛围的措施设计。比如一堂课中哪些环节设计为小组合作完成任务,哪些环节设计为集体讨论或分组讨论,是否设计交流探究成果的环节,等等。这些环节都是基于人际环境来开展的。对于民主氛围设计的措施,可以从总体上安排,如教师控制提问几个问题和多长时间,教师引导探究为多长时间,学生自主与合作探究多长时间,在课前都应做好设计,临场可以有所调整,但不应超过上限时间。对于激发学生积极心态的设计,必须有具体的措施,如明确新知识的重要性及对于后续学习甚至个人理想实现的意义,可以介绍知识在生产生活中的应用、科学人文等,也通过插播课堂录像片段或课件来实现。

设计教学目标要考虑来自两个方面的要求,一是课题的内容具有的教育教学功能,二是学生在此学习阶段的可接受性;前者反映了目标设计的内容要求,后者反映了目标设计的主体要求。就某一课题而言,这两方面相互作用而可能达到的认知、技能与能力、态度等的最近发展水平都应该成为课题教学目标。为了让学生有效地建构知识和发展能力,应该根据物理知识特点和学习条件,分辨出课题内容的主(要)目标和次(要)目标,主目标的实现是该课题教学的主要任务,次目标可以考虑在完成主目标的基础上有意识地延展任务来完成。例如,在课题的探究教学中,要探究的知识的结论获得和探究能力的发展这两个目标一般都是主目标,而培养兴趣等目标可以在引入课题和结果的运用等环节通过激发好奇心和动机来达成,通过发挥学生在探究过程中的首创精神来实现创新意识与创新能力目标等等。实际上,也有很多情况是完成主目标的同时也完成了次目标,例如科学态度的养成与发展。

一般地说,课堂教学过程是由主目标指导下的若干环节组成,这些环节具有特定活动和完成特定功能。为了完成特定功能,必须设计每一环节活动及其措施。有些环节是物理教学常用的,如实验操作环节,它们一般使用的程序和方法变化不大,具有较稳定的结构,把这样的环节称为模块较合适;还有些环节是根据需要课堂上教师临时增加的,可以称为临时环节。因此,教学设计可以分为模块设计和临时环节设计。模块设计主要考虑它的功能、程序、所用方法、可能的难点及措施等,临时环节着重考虑其功能。物理教学中,模块通常有课题引入、实验设计、实验操作、数据分析处理、结论应用等;临时环节如知识铺垫性环节。在某一堂课中,该组合哪些模块和环节,各自占用时间多少要根据具体情况断定。一般地,模块可以主要在课前设计,临时环节可根据需要临时增加,次数不宜多,时间不宜长。如高中“电磁感应现象”的教学设计,“条形磁铁插入闭合线圈实验,及以通电螺线管代替条形磁铁的实验”可设计为模块,教师上课时发现“初中的部分导体切割磁感线实验”学生忘了,可以临时复习这个实验内容和结果,这就是临时环节。

总体上讲,课堂教学思维有发散思维和辐合思维两类。教学主线一般由教师来驾御,以某一问题作为立足点,启发学生思维发散,同样以某一结论的得出作为归宿,使学生思维辐合。思维散而不收,则显得凌乱,缺乏目的性;思维收而不散,则显呆板,缺乏灵活性,这些都影响物理知识的有效构建。思维发散与辐合的这种辨证统一关系,存在于物理教学的各个环节,教学设计应予以重视。当然,教学中也存在分析思维(逻辑推理)和直觉思维的成分,设计时也应该关注。

在求异中思维发散,在目标指引中思维辐合,这是教学思维设计的基本原则。物理教学思维设计,应使学生在学习中能够将内部思维与外部行为自然地结合起来,在操作中充分感知、识记、领会物理现象;通过理性思考和数据分析,把握物理客体及其运动变化的规律性。同时,还让学生在迷惑或困境中不断地发现、提出问题,触发解决问题的欲望,有所发现有所创新,以及亲自体验成功与失败,科学的思想、方法和历程。

高中物理教学设计

3、使学生能认识到万有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有质量的物体之间,不管它们之间是否还有其它作用力)。

能力目标。

1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题;

2、使学生能应用万有引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题。

情感目标。

1、使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力,甚至付出了生命,最后牛顿总结了前人经验的基础上才发现的。让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考。

万有引力定律的内容固然重要,让学生了解发现万有引力定律的过程更重要。建议教师在授课时,应提倡学生自学和查阅资料。教师应准备的资料应更广更全面。通过让学生阅读“万有引力定律的发现过程”,让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关。教师在授课时可以让学生自学,也可由教师提出问题让学生讨论,也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论。

教学目的:

1、了解万有引力定律得出的思路和过程;

2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律;

3、掌握万有引力定律,能解决简单的万有引力问题;

教学难点:万有引力定律的应用。

教学重点:万有引力定律。

教学工具:

展示第谷、哥白尼,伽利略、开普勒和牛顿等人图片。

教学过程。

(一)新课教学(20分钟)。

1、引言。

展示第谷、哥白尼,伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史:

十七世纪中叶以前的漫长时间中,许多天文学家和物理学家(如第谷、哥白尼,伽利略和开普勒等人),通过了长期的观察、研究,已为人类揭示了行星的运动规律。但是,长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么。却缺乏了解,更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究。

伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上,进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中,研究、确立了《万有引力定律》。从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因,为天体动力学的发展奠定了基础。那么:

(1)牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢?

(2)《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的?

以上两个问题就是这节课要研究的重点。

2、通过举例分析,引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法。

苹果在地面上加速下落:(由于受重力的原因):

月亮绕地球作圆周运动:(由于受地球引力的原因);

行星绕太阳作圆周运动:(由于受太阳引力的原因),

(牛顿认为)。

牛顿将上述各运动联系起来研究后提出:这些力是属于同种性质的力,应遵循同一规律;并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间。

3、引入课题。

板书:第二节、万有引力定律。

(1)万有引力:宇宙间任何有质量的物体之间的相互作用。(板书)。

(2)万有引力定律:宇宙间的一切物体都是相互吸引的。两个物体间的引力大小,跟他们之间质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。(板书)。

式中:为万有引力恒量;为两物体的中心距离。引力是相互的(遵循牛顿第三定律)。

(二)应用(例题及课堂练习)。

学生中存在这样的问题:既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的,哪为什么物体没有被吸引到一起?(请学生带着这个疑问解题)。

例题1、两物体质量都是1kg,两物体相距1m,则两物体间的万有引力是多少?

解:由万有引力定律得:

代入数据得:

通过计算这个力太小,在许多问题的计算中可忽略。

例题2、已知地球质量大约是,地球半径为km,地球表面的重力加速度。

求:

(1)地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力?

(2)地球表面一质量为10kg物体受到的重力?

(3)比较万有引力和重力?

解:(1)由万有引力定律得:

代入数据得:

(2)。

(3)比较结果万有引力比重力大。原因是在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力。

(三)课堂练习:

教师请学生作课本中的练习,教师引导学生审题,并提示使用万有引力定律公式解题时,应注意因单位制不同,值也不同,强调用国际单位制解题。请学生同时到前面,在黑板上分别作1、2、3题。其它学生在座位上逐题解答。此时教师巡回指导学生练习随时注意黑板上演算的情况。

(四)小结:

1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间)。天体间万有引力很大,为什么?留学生去想(它是支配天体运动的原因)。地面物体间,微观粒子间:万有引力很小,为什么?它不足以影响物体的运动,故常常可忽略不计。

2、应用万有引力定律公式解题,值选,式中所涉其它各量必须取国际单位制。

(五)布置作业(3分钟):教师可根据学生的情况布置作业。

探究活动。

组织学生编写相关小论文,通过对资料的收集,了解万有引力定律的发现过程,了解科学家们对知识的探究精神,下面就是相关的题目。

1、万有引力定律发现的历史过程。

2、第谷在发现万有引力定律上的贡献。

高中物理教学设计

1、教材的地位和作用。

本节课是学生学完力与运动、牛顿运动定律之后,知识的迁移和应用部分,旨在让学生运用牛顿运动定律分析生活中的现象,进一步理解和巩固牛顿运动定律。通过本节课的学习,提高学生分析问题、解决问题和应用知识的能力,激发学生对航天科技的兴趣。

2、课程标准的要求。

通过实验活动认识超重与失重的现象,理解超重与失重产生的条件与实质。

3、教材内容安排。

本节教材利用称体重和乘电梯两个生活中常见的现象引出本节课课题,通过对超重与失重概念的理解,学会分析和解释超重与失重现象,然后再进一步了解完全失重的状态。

4、教材特点。

(1)教材注重从生活走向物理,从物理走向社会,由生活中的例子引入本节课的学习,再引导学生带着所学知识进一步了解航天技术。

(2)教材强调通过实验探究,借助已学的牛顿运动规律的知识,分析和解释超重与失重的产生条件。

(3)教材重视实践活动,有力地提高学生解决实际问题的能力,进一步激发学生的学习兴趣。

1、学生的知识基础。

学生已经学习了力与运动、牛顿运动定律等相关知识,为超重与失重学习打下了良好的基础。

2、学生的兴趣特点。

高一年级的学生具有很强的好奇心,其积极性、主动性、参与意识与接受能力较强,对于学习内容贴近生活及有动手操作的物理课堂有较强的学习兴趣。

3、学生的认知困难。

学习了重力的概念之后,有的学生可能会望文生义,简单认为超重是重力增加,失重是重力减少,完全失重是重力完全消失,也就是说学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响,不能正确地观察,缜密地推理,由感性认识提升为理性认识。

超重与失重现象在我们生活中很常见,比如电梯的`升降、过山车等等,教材选取在电梯里称体重的模型来对超重与失重现象进行解释,这种方法难于在课堂上演示,不利于让学生身临其境感受超重和失重。从学生的心理特点出发,我通过改装弹簧测力计,制作了简易的超重与失重演示仪,让学生切身地、直观地感受超重与失重现象,以激发学生的学习兴趣。

1、知识与技能。

知道超重和失重的现象,理解产生超重和失重现象的条件,能够运用牛顿运动定律分析和解决超重和失重的实际问题。

2、过程与方法。

通过感受生活中超重和失重的现象,理解超重与失重的概念,分析解释产生超重和失重现象的原因,学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。

3、情感态度与价值观。

通过自主实验和逐步探究的过程中,培养学生细心观察,勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神,激发学生对科学的兴趣和热情。

超重与失重的概念及其产生条件。

超重和失重现象的本质。

1、教学方法。

(1)实验法。

本节课注重以生活中实际问题为先导,以实验为基础,将一些抽象的、难以理解的物理概念转化为直观的物理现象,激发学生的学习兴趣,通过引导学生观察实验现象,进行科学思维,分析归纳,从而帮助学生理解超重与失重的产生条件和本质,突出学习重点。

(2)讲授法。

通过教师形象生动、富有引导式的讲解,辅以实验演示、图片等,启发学生思维,帮助学生对超重与失重概念的理解;同时综合利用现代多媒体技术,最大限度地调动学生学习积极性,提高课堂效率,充分体现以教师为主导,以学生为主体的教学原则。

2、学法指导。

通过教师演示实验,学生观察思考并自己尝试分析原因,从而得出结论,发挥学生在课堂上的主体作用,培养学生的科学物理思维。

以多媒体课件为载体,充分利用实物、模型、图像等,为学生提供感性的材料,同时通过自制教具的使用,培养学生的创新精神。

多媒体课件、体重计、自制超重与失重演示仪、钩码、纸带、弹簧测力计等。

高中物理教学设计

利用猜想调动学生思维的积极性。猜想的过程是以学生为中心的思维发散过程,通过猜想力的锻炼和培养,激发和保持学生研究物理问题的浓厚兴趣和欲望,从而使学生自觉地、积极地去探求物理知识。这对调动学生学习的积极性、主动性能起到重要作用。

利用猜想可以提高学生的分析力、观察力、操作力和其他方面的技能,启发思维,培养学生的创造力。可以使物理教学过程变成学生积极参与的智力活动过程,锻炼和培养了学生的概括能力、探讨研究问题的能力,使学生的思维得到发展,为创造力的孕育、萌发创造了条件。

总之。一堂有效物理课的教学,需要有丰富的“知”和“识”,“知”和“识”是黄金搭挡,只有“知”,而没有“识”,那只能是个容器,所学的东西不能内化为自己的血液,只能是一种外加的累赘,有了“识”,才能化死为活,化古为今,为我所用,更要有真挚的情感与探索体验,这是任何时候评价有效物理课堂教学的底线。检验的标准就是学生的接受程度与效果。在课堂上,主要考查学生有无切实掌握这些知识,并将这些新知识纳入自己原有的知识体系中融会贯通。这本身也是一种能力。同时,还要了解获得知识的过程,看学生在学习过程中是否积极主动地跟进、共鸣和投入,每一个学生是否在原有基础上得到了尽可能大的进步与发展。在致力于面向全体学生的同时,是否能使“优等生”“吃得饱”,让“暂困生”“吃得了”,真正学有所得,各有发展。要充分开展课堂有效教学,一切要从教学的实际出发,顺应学生的学情、讲究实效,正确处理好教、学、练关系,灵活运用各种教学策略和手段,采用科学的教学方法,全面有效的提高课堂效率。

高中物理教学设计案例

案例一:在《超重与失重》这节课的引入,我设计这样两个随堂小实验:(1)用一定宽度的纸带(不能太细也不能太粗,使之恰能承受重锤的重力),拴住一个重锤,让学生竖直提着并保持静止,并给学生一个问题:不借助其他器材,有没有什么方法可以挣断纸带?学生有一定的生活经验再让学生亲自实验一下,就会看到,“迅速向上提升重锤或迅速下降时突然停止,纸带断了”,这个能使学生在亲自动手实践中,体会到在加速上升或减速下降的过程中重锤对纸带的拉力超过自身重力,这就是超重现象,使学生在实验中获取感性的认识进而展开理性的思考。(2)准备一台体重计(机械指针型的),请一位同学站在体重计上分别呈现静止、下蹲、起立过程,另一位同学观察体重计的示数变化(有条件的可用摄像头将指针示数转化为视频,展示给全班同学)。先请同学预测再做实验,结果是静止时指针保持稳定、下蹲过程先减小再增大,起立过程先增大再减小。学生对示数变化的预测往往与实际情况有出入,教师可根据实验体验进行现象分析、过程分析、本质归纳(用牛顿第二定律分析)、应用拓展,这使物理知识来源于生活、源于有意识的实践体验,充分挖掘直接经验和课堂生成的资源,体现物理教学以人为本,源于生活、走向社会。

小船的轨迹。这是课堂生成的教学资源,我兴奋了,能从这里入手将这几种方案的是非讲座分析清楚,本节课的重、难点合运动与分运动的独立性、矢量性就得到了突破。

总的说来,课堂引入是课堂教学的基本环节,我们可以从不同的角度、不同的思路去设计以激活课堂、增强教育教学效果。

高中物理弹力教学设计

弹力产生的条件及弹力方向的判定,胡克定律的内容及应用.

教学难点。

接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定.

课时安排。

1课时。

课前准备。

各种弹簧、橡皮筋(泥)、钢尺、细钢丝、微小形变演示、多媒体课件。

教学过程。

导入新课。

情景导入。

(课件展示)多媒体播放拉弓射箭、蹦极、跳水等情景:

射箭蹦极水。

图3-2-1。

让学生试着回答以上动作的完成有什么共同特点.

结论:都离不开物体的弹性作用.

弹性物体对作用对象的作用我们称之为弹力,本节课我们就来研究弹力产生的条件及其方向的判定等系列问题.

感知导入。

学生分成几个小组,每组分发一根细铁丝.让大家自己动手制作成一个小弹簧,然后轻轻地拉一拉或者压一压,并说出自己的感受.

总结:当手拉或压弹簧时,都要给弹簧一个力的作用,也就是说手都要受到弹簧的力的作用.

那么,这又是什么力呢?它是怎样产生的呢?它的大小、方向各如何呢?

推进新课。

一、弹性形变和弹力。

实验演示1:

压缩弹簧、海绵,用手弯曲竹片,我们能明显地观察到什么现象?

结论:看到形状或体积改变,我们就把物体形状或体积的变化叫做形变.

情景设置:给学生提供不同的物体,教师引导学生使物体的形状或体积发生变化(设计意图:学生亲身经历探究过程,明确两类形变)。

讨论交流:物体的形变有两种情况:一种是物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变,如弹簧的形变、竹片的形变等;另一种是物体在形变后,撤去外力物体也不能够恢复原状的形变,这种形变叫做非弹性形变.

阅读(课件展示):

凡物体受到外力而发生形状变化谓之“形变”.物体由于外因或内在缺陷,物质微粒的相对位置发生改变,也可引起形态的变化.形变的种类有:

1.纵向形变:杆的两端受到压力或拉力时,长度发生改变;。

2.体积形变:物体体积大小的改变;。

4.扭转:一圆柱状物体,两端各受方向相反的力矩作用而扭转,称扭转形变;。

5.弯曲:两端固定的钢筋,因负荷而弯曲,称弯曲形变.

【实验探究】怎么才能够使物体发生形变呢?(分组合作进行实验探究、讨论,不难得出结论)。

结论:物体间相互接触并相互挤压.

学生实验:鼓励大家自己使劲拉课下制作好的小弹簧,拉到再不能伸长为止.

现象:弹簧被拉直后不能恢复原长.

结论:如果形变过大,超过一定的限度,撤去外力作用后,物体就不能完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度.

弹性限度微观解释(设计意图:教师引导提高的过程)。

教师精讲:铁丝在被拉伸过程中,其形变与铜原子的引力范围有关.当铁丝被拉伸时,由于铁原子的引力,铁丝可以恢复到原来的长度,这属于弹性形变的范围;但是若继续拉铁丝,当铁原子间的距离拉得太大时,铁原子的引力不能使其恢复到原来的位置,这时铁丝就无法恢复到原长甚至会断裂.

问题设置:发生弹性形变的物体有什么用途呢?

引导学生举出弯弓射箭、撑杆起跳、拍打篮球、击打网球等例子.

师生交流讨论以上例子的本质.

结论:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.

问题设置:任何物体都能发生形变吗?

此时教师可以在桌子上放一本书,借此提问桌子会发生形变吗?

(学生可能回答不发生形变)。

演示实验2:

教师向学生作显示微小形变装置的简单介绍.

学生会看到光点在刻度尺上移动.

图3-2-2。

学生分析:桌面有了形变,使m、n平面镜的位置发生了微小的变化.

总结:我们通常用眼看到一些物体发生形变,还有一些物体眼睛根本观察不到它的形变,比如一些比较坚硬的物体,但是这些物体都有形变,只不过形变很微小.所以,一切物体都在力的作用下会发生形变.

演示实验3:

(课件展示)多媒体课件展示教材55页图3.2-2有机玻璃的形变.

归纳:一块三角形有机玻璃压在另一块有机玻璃上,发生的形变很小,肉眼不能看出来.但是形变使有机玻璃内部不同部位的光学性质产生了差异,让特殊的光通过时,就完全可以看到这种差异.

二、几种弹力。

事实上,只要两个相互接触的物体相互挤压,就一定能产生弹力的作用.可见,弹力的产生需两个条件:直接接触并发生形变.

常见的弹力除了以上讲到的外,还有支持力和拉力等.

弹力的方向:一般情况下,凡是支持物对物体的支持力,都是支持物因发生形变而对物体产生弹力,所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体.

教师精讲:放在水平桌面上的书,由于重力的作用而压迫桌面,使书和桌面同时发生微小形变,书要恢复原状,对桌面产生垂直于桌面向下的弹力f1,这就是书对桌面的压力;桌面由于发生微小的形变,对书产生垂直于书面向上的弹力f2,这就是桌面对书的支持力.如图3-2-3.

图3-2-3图3-2-4。

学生活动:静止地放在倾斜木板上的书,书对木板有压力,木板对书有支持力.指导学生并画出力的示意图.如图3-2-4.

结论:压力、支持力都是弹力.压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体,支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体.

图3-2-5。

引导学生分析静止时悬绳对重物的拉力及方向.如图3-2-5.

引导得出:悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳,使重物、悬绳同时发生微小的形变.重物由于发生微小的形变,对悬绳产生竖直向下的弹力f1,这是物对绳的拉力;悬绳由于发生微小形变,对物产生竖直向上的弹力f2,这就是绳对物体的拉力.

结论:拉力是弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.

课堂训练(课件展示)。

画出下列各静止物体的弹力(接触面光滑).

图3-2-6。

分析:弹力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面;点与点的接触要找两接触点的公切面,弹力垂直于这个公切面指向被支持物.

高中物理弹力教学设计

【教材】人教版普通高中物理课程标准实验教科书·物理必修1第三章第二节。

【课标要求】。

《普通高中物理课程标准(实验)》要求,知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律,并列举了两个例子加以说明,例1是调查日常生活和生产中所用弹簧的形变及使用目的(如获得弹力或减缓震动等),例2是制作一个简易弹簧,用胡克定律解释其工作原理。新课标加强了实践活动和探究活动,注重培养学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的综合素养。

【教材分析】。

《弹力》是高中物理新课程(必修1)第三章第二节的内容,是力学的核心内容之一,在整个高中物理中占有相当重要的地位,是以后正确进行受力分析的基础。教材从物体的明显形变引入,继而通过放大的思想演示“微小形变”的过程,用实例引出了形变、弹性形变和弹力的概念。并通过研究形变来探究弹力产生的原因、弹力的方向和作用点,探究支持力、压力和绳子的拉力这几种弹力产生的原因和方向。对于胡克定律的教学,要先让学生亲身经历体验,然后引导学生设计实验“探索弹力的大小与形变量大小之间的关系”,这种先从感性认识出发,上升到理性认识,再通过实验检验并进行具体运用的研究办法十分重要。

【学情分析】。

通过前面的对“重力及相互作用”的学习,学生已经对力的三要素及作用效果等有了一定的了解。而且在初中阶段的学习过程中,也对弹力有了初步感性的认识和一定的理念基础。在高中教学中要进一步帮助学生深化对弹力的理解。弹力产生的原因及其方向的判定,是学生普遍感到难以把握的问题。为此,在这节课的教学中要精心设计实验,通过形象直观的实验教学帮助学生突破难点,并让学生在亲历探究的过程中,体验到探究未知世界的乐趣,领悟科学探究的真谛。

【教学目标】。

(一)知识与技能。

2.知道弹力以及弹力产生的条件,会判断弹力的有无;。

3.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向;。

5.知道胡克定律的图像的意义,掌握利用图像法计算劲度系数的方法。

(二)过程与方法。

1.培养学生根据弹力产生的条件分析弹力方向的能力;。

3.知道实验数据处理常用的方法,尝试使用图象法处理数据。

(三)情感态度与价值观。

3.通过学习弹力在生产和生活中的应用,发展将知识服务于人类的愿望。

【教学重点】。

1.弹力有无的判断和弹力方向的判断;。

2.弹力大小的计算;。

3.实验设计与操作。

【教学难点】。

弹力有无的判断和弹力方向的判断。

【教学课时】45分钟。

【实验器材】橡皮筋、纸、橡皮、面包、钢条、小车、弹簧、刻度尺、小球、铁尺、橡皮泥、演示胡克定律用的带刻度的木板、铁架台、物理小车、弹簧、钩码等等.

【教学方法】探究、讲授、讨论、讲授—讨论。

【学习方法】合作交流、实验探究、逻辑推理、归纳总结。

教学环节教师活动学生活动设计意图。

一、通过实验、导入新课。

二、新课教学。

(一)形变。

1.通过运用生活中的小物品做有关形变的小实验,引导学生总结形变的定义。

2.通过图片展示,让学生知道形变按形式的分类。

3.通过实验对比,让学生知道形变按效果的分类。

4.通过实验演示,让学生知道弹性限度。

5.通过微观放大实验,让学生知道一切物体都可以发生形变。

(二)弹力。

1.通过实验演示,分析跳水运动员案例。

让学生知道弹力的定义。

2.通过实验对比,让学生讨论分析弹力产生的条件,知道弹力的作用过程。

3.通过实验演示,让学生总结弹力的方向。

4.通过课堂训练,让学生深刻体会弹力的产生条件。

5.通过实验,让学生知道压力和支持力都是弹力,并且知道他们的方向.

6.通过多媒体投影题的分析,让学生知道如何判断弹力的有无。

7.通过课堂训练,让学生深刻体会弹力以及弹力的方向。

(三)、胡克定律。

1.学生自己设计实验,感受胡克定律,教师加以引导。

2.通过课堂练习,深刻体会胡克定律。

三、总结。

每小组分发一根橡皮筋,让同学们自己动手轻轻地拉一拉。

提问:在拉皮筋的同时,有没有感觉到你的手受到一个力的作用?

演示实验:

1.皮筋在手的作用下被拉长了2.橡皮受力扭转。

3.面包在手的压力作用下被压扁4.纸张被手揉皱。

提问:这几个实验的共同特征是什么呢?

提问:物体的形变按形式又分为几种类型呢?

展示各类形变图片。

提问:那是不是所有的弹性形变都可以恢复原状呢?

演示实验:钢条形变过大不能恢复原状。

播放实验动画。

提问:通过上面的实验,我们观察到什么样的实验现象?

生:通过观察,我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变.

提问:通过刚才的实验,可以得出什么样的结论?

演示实验:

伸长的弹簧将与之相连的小车拉过来.

分析跳水运动员案例。

演示实验:

1.弯曲的铁片将小球弹出.

2.弯曲的橡皮泥却不能把小球弹出。

3.弯曲的铁片不与小球接触,不能把小球推出。

实验演示:

1.弯曲的铁片将小球弹出.

2.压缩弹簧将与之相毗邻的小车推出.

3.伸长着的橡皮筋将与之相连的小车拉过来.

提问:力是一个矢量,弹力当然也是矢量,那么通过以上的实验,大家总结一下弹力的方向。

[课堂训练]。

关于弹力的产生,下列说法中正确的是……………………………()。

a.只要两物体相接触就一定产生弹力。

b.只要两物体相互吸引就一定产生弹力。

c只要物体发生形变就一定有弹力产生。

d.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用。

实验演示:

课本放在桌面上,绳子悬挂物体。

提问:它们是不是弹力?为什么?

提问:压力和支持力的方向是怎样的呢?

多媒体投影例题。

试分析图3—2—2中光滑小球受到的弹力的情况(小球放在水平面上静止),并画出小球受到的重力和弹力(示意图).

提问:在这个例子中,倾斜的墙面对小球有没有弹力的作用呢?

[课堂训练]。

1.请在图3—2—3中画出杆及球所受的弹力.

(1)杆靠在墙上.

(2)杆放在半球形的槽中.

(3)球用细线悬挂在竖直墙上.

(4)球放在两个等高的支座上.

2.在图3—2—5中,a、b两小球相互间一定有弹力作用的图是……………()。

提问:下面我们大家设计一个实验,实验的目的是寻找与弹簧的弹力有关的因素.

高中物理教学设计

创建物理情景、渲染气氛,增强学生求知的兴趣。在课堂教学中合理借助于多媒体技术,可以轻松的引领学生进入直观、形象、甚至虚拟的场景,使学生犹如身临其境,学习兴趣倍增。如在讲授"曲线运动”这一节时,教师利用多媒体技术播放过山车情景来引入新课,学生会被刺激的情景深深吸引,有的还会想起自己的亲身经历,有的还会以后去试试。教师适时提出问题:在高处,为什么过山车在轨道的下面也不掉下来?其中包含了什么物理道理?这样可启发学生的思维,教师再结合其他生活中的例子,指导学生思考提出假设,这会给学生产生难以忘怀的印象,从而加深对光沿直线传播的认识。

高中物理教学设计范文

《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.

高中物理弹力教学设计

(一)知识与技能。

1.知道弹力产生的条件。

2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向。

3.知道弹性形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的.形变量成正比,即胡克定律.会用胡克定律解决有关问题。

(二)过程与方法。

1.通过在实际问题中确定弹力方向的能力。

2.自己动手进行设计实验和操作实验的能力。

3.知道实验数据处理常用的方法,尝试使用图象法处理数据。

(三)情感态度与价值观。

1.真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用。

2.在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中,感受学习物理的乐趣,培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯。

教学重点。

1.弹力有无的判断和弹力方向的判断。

2.弹力大小的计算。

3.实验设计与操作。

教学难点。

弹力有无的判断及弹力方向的判断.。

教学方法。

探究、讲授、讨论、练习。

教学手段。

教具准备。

弹簧、钩码、泡沫塑料块、粉笔、烧瓶(内装红墨水瓶塞上面插细玻璃管)、

演示胡克定律用的铁架台、刻度尺、弹簧、钩码等等.。

高中物理弹力教学设计

理解胡克定律,能够应用胡克定律解决问题。

【过程与方法】。

通过探究实验,得出弹簧弹力与形变的关系,掌握胡克定律的内容,提高动手操作能力,以及实验探究能力。

【情感态度与价值观】。

通过分组实验、探究规律的过程,体会科学探究的过程,感受发现规律的乐趣,增强团队意识,加强动手能力及语言表达能力。

二、教学重难点。

【重点】。

探究弹簧弹力的规律。

【难点】。

实验数据的处理。

高中物理教学设计

知识与技能:

1.知道点电荷的概念,理解并掌握库仑定律的含义及其表达式;。

2.会用库仑定律进行有关的计算;。

3.知道库仑扭称的原理。

过程与方法:

2.通过探究活动培养学生观察现象、分析结果及结合数学知识解决物理问题的研究方法。

情感、态度和价值观:

1.通过对点电荷的研究,让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义;。

2.通过静电力和万有引力的类比,让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。

【教学重点】。

1.建立库仑定律的过程;。

2.库仑定律的应用。

【教学难点】。

库仑定律的实验验证过程。

【教学方法】。

实验探究法、交流讨论法。

【教学过程和内容】。

引入新课同学们,通过前面的学习,我们知道“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”,这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。我们把电荷间的作用力叫做静电力,那么静电力的大小满足什么规律呢?让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。

库仑定律的发现。

活动一:思考与猜想。

同学们,电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的,

因此,我们应该研究带电体间的相互作用。可是,生活中带电体的大小和形状是多种多样的,这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。

早在300多年以前,伟大的牛顿在研究万有引力的同时,就曾对带电纸片的运动进行研究,可是由于带电纸片太不规则,牛顿对静电力的研究并未成功。

(问题1)大家对研究对象的选择有什么好的建议吗?

在静电学的研究中,我们经常使用的带电体是球体。

(问题2)带电体间的作用力(静电力)的大小与哪些因素有关呢?

请学生根据自己的生活经验大胆猜想。

定性探究电荷间的作用力与影响因素的关系。

实验表明:电荷间的作用力f随电荷量q的增大而增大;随距离r的增大而减小。

(提示)我们的研究到这里是否可以结束了?为什么?

这只是定性研究,应该进一步深入得到更准确的定量关系。

(问题3)静电力f与r,q之间可能存在什么样的定量关系?

你觉得哪种可能更大?为什么?(引导学生与万有引力类比)。

活动二:设计与验证。

实验方法。

(问题4)研究f与r、q的定量关系应该采用什么方法?

控制变量法——(1)保持q不变,验证f与r2的反比关系;。

(2)保持r不变,验证f与q的正比关系。

实验可行性讨论.

困难一:f的测量(在这里f是一个很小的力,不能用弹簧测力计直接测量,你有什么办法可以实现对f大小的间接测量吗?)。

困难二:q的测量(我们现在并不知道准确测定带电小球所带的电量的方法,要研究f与q的定量关系,你有什么好的想法吗?)。

(思维启发)有这样一个事实:两个相同的金属小球,一个带电、一个不带电,互相接触后,它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等。

——这说明了什么?(说明球接触后等分了电荷)。

(追问)现在,你有什么想法了吗?

实验具体操作定量验证。

实验结论:两个点电荷间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比。

得出库仑定律同学们,我们一起用了大约20分钟得到的这个结论,其实在物理学发展,数位伟大的科学家用了近30年的时间得到的并以法国物理学家库仑的名字来命名的库仑定律。

启示一:类比猜想的价值。

读过牛顿著作的人都可能推想到:凡是表现这种特性的相互作用都应服从平方反比定律。这似乎用类比推理的方法就可以得到电荷间作用力的规律。正是这样的类比,让电磁学少走了许多弯路,形成了严密的定量规律。马克·吐温曾说“科学真是迷人,根据零星的事实,增添一点猜想,竟能赢得那么多的收获!”。科学家以广博的知识和深刻的洞察力为基础进行的猜想,才是有创造力的思维活动。

然而,英国物理史学家丹皮尔也说“自然如不能被目证那就不能被征服!”

启示二:实验的精妙。

1785年库仑在前人工作的基础上,用自己设计的扭称精确验证得到了库仑定律。(库仑扭称实验的介绍:这个实验的设计相当巧妙。把微小力放大为力矩,将直接测量转换为间接测量,从而得到静电力的作用规律——库仑定律。)。

讲解库仑定律。

1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

2.数学表达式:

(说明),叫做静电力常量。

3.适用条件:(1)真空中(一般情况下,在空气中也近似适用);。

(2)静止的;(3)点电荷。

(强调)库仑定律的公式与万有引力的公式在形式上尽管很相似,但仍是性质不同的两种力。我们来看下面的题目:

达标训练。

例题1:(通过定量计算,让学生明确对于微观带电粒子,因为静电力远远大于万有引力,所以我们往往忽略万有引力。)。

(过渡)两个点电荷的静电力我们会求解了,可如果存在三个电荷呢?

(承前启后)两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此,多个点电荷对同一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。

例题2:(多个点电荷对同一点电荷作用力的叠加问题。一方面巩固库仑定律,另一方面,也为下一节电场强度的叠加做铺垫。)。

(拓展说明)库仑定律是电磁学的基本定律之一。虽然给出的是点电荷间的静电力,但是任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的。所以,如果知道了带电体的电荷分布,就可以根据库仑定律和平行四边形定则求出带电体间静电力的大小和方向了。而这正是库仑定律的普遍意义。

本堂小结(略)。

课外拓展。

1.课本第8页的“科学漫步”栏目,介绍的是静电力的应用。你还能了解更多的应用吗?

2.万有引力与库仑定律有相似的数学表达式,这似乎在预示着自然界的和谐统一。课后请同学查阅资料,了解自然界中的“四种基本相互作用”及统一场理论。

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