時(shí)間:2022-07-14 02:24:19
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇物理教案,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
(1)了解什么是凸透鏡,什么是凹透鏡;
(2)知道凸透鏡的會(huì)聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用;
(3)知道凸透鏡的焦點(diǎn)、焦距和主光軸;
(4)知道如何利用凸透鏡產(chǎn)生平行光.
能力目標(biāo)
通過觀察各種透鏡,觀察凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用和發(fā)散作用的演示實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,學(xué)會(huì)注意觀察事物的本質(zhì)特征,培養(yǎng)學(xué)生的概括、歸納能力.
通過對(duì)如何利用凸透鏡產(chǎn)生平行光的討論和演示實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.
情感目標(biāo)
通過介紹我國古代勞動(dòng)人民利用冰透鏡對(duì)準(zhǔn)陽光取火的事例,對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國主義民族自豪感教育,激勵(lì)學(xué)生為振興中華努力學(xué)習(xí).
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)介紹了什么是凸透鏡、凹透鏡、薄透鏡、透鏡的主光軸、光心、焦點(diǎn)、焦距及透鏡對(duì)光線的作用等知識(shí),這些知識(shí)既是有關(guān)透鏡的基本知識(shí),也是后面學(xué)習(xí)凸透鏡成像的準(zhǔn)備.教材對(duì)主光軸、光心講得很簡(jiǎn)單,僅使學(xué)生認(rèn)識(shí)就行了.本節(jié)重點(diǎn)是講述凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用,凸透鏡的焦點(diǎn)、焦距.對(duì)凹透鏡也講得比較簡(jiǎn)單,主要是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用.關(guān)于凹透鏡的虛焦點(diǎn),可略講.
教法建議
本節(jié)教法應(yīng)以實(shí)驗(yàn)法為主,輔以啟發(fā)式教學(xué)法和討論法.應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,在頭腦中形成清晰的表象,討論分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
一、難點(diǎn)分析
1.凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的作用
講解凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的作用,除按照教材要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)取得豐富的感性知識(shí)外,還可以利用光的折射的初步規(guī)律,參照下圖來進(jìn)行分析.當(dāng)一條平行于玻璃三棱鏡底邊的光由空氣射入玻璃時(shí),折射光線靠近法線折射.光進(jìn)入玻璃以后又從玻璃射入空氣中,發(fā)生第二次折射,這時(shí)折射光線將遠(yuǎn)離法線折射,兩次折射的折射光線都由玻璃三棱鏡(透鏡)薄的位置向玻璃三棱鏡厚的部分傾斜,因此可以分析出凸透鏡對(duì)光會(huì)起聚作用.如上圖(乙)
凹透鏡對(duì)光起發(fā)散作用,可以用上述方法,參照下圖(甲),和圖(乙)來進(jìn)行分析.
2.正確理解“會(huì)聚”和“發(fā)散”
凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用是表明光通過凸透鏡以后會(huì)變得收攏些,但是并不意味著一定會(huì)聚于一點(diǎn).如下圖所示,以S點(diǎn)發(fā)出的光是發(fā)散光束,光經(jīng)過凸透鏡折射后仍是發(fā)散的,并不能會(huì)聚,凸透鏡在這里的作用只是減弱了它的發(fā)散程度.
凹鏡對(duì)光的發(fā)散作用是表明光通過凹透鏡以后會(huì)更散開一些,但是散開不一定不能會(huì)聚,如下圖所示,從左側(cè)來的兩束光由于凹透鏡的作用沒有在S點(diǎn)會(huì)聚,而是在S′會(huì)聚,它減弱了入射光的會(huì)聚程度.
通過以上分析可以知道,當(dāng)判斷透鏡對(duì)光束是起會(huì)聚作用還是發(fā)散作用時(shí)(或者根據(jù)給定的光束判斷透鏡的種類),一定不能僅僅依據(jù)折射光是否能會(huì)聚于一點(diǎn)來判斷透鏡的作用或種類,而應(yīng)當(dāng)對(duì)折射光束與入射光束進(jìn)行比較,再依據(jù)前邊的分析得出正確的結(jié)論.
二、課時(shí)安排
1課時(shí)
三、學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)
1.觀察凸透鏡和凹透鏡。
讓學(xué)生觀察凸透鏡和凹透鏡,觀察各種形狀的凸透鏡和凹透鏡的實(shí)物及截面圖,進(jìn)而通過提問,認(rèn)識(shí)這兩種透鏡.
2.通過實(shí)驗(yàn),觀察凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用.
3.觀察凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用的演示實(shí)驗(yàn),并通過分析進(jìn)一步認(rèn)識(shí)什么是會(huì)聚,什么是發(fā)散.
4.利用光的折射規(guī)律,分析平行于玻璃三棱鏡底邊的光通過三棱鏡以后的光路,從理論上弄清凸透鏡為什么對(duì)光線起會(huì)聚作用,凹透鏡為什么對(duì)光起發(fā)散作用.
四、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1.引入課題
列舉放大鏡的鏡片、眼鏡的鏡片、照相機(jī)的鏡頭、幻燈機(jī)的鏡頭、以及電影放映機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等儀器的鏡頭.可以把教學(xué)內(nèi)容事先繪制在膠片上用投影幻燈打在幕布上,方便課堂教學(xué).
2.新課教學(xué)
讓學(xué)生觀察凸透鏡和凹透鏡,觀察各種形狀的凸透鏡和凹透鏡的截面形狀,進(jìn)而通過提問,認(rèn)識(shí)這兩種透鏡.
組織學(xué)生觀察、討論,引導(dǎo)同學(xué)先找出帶有共性的特征,這些特征是什么?
再分析不同類別的透鏡有什么不同特征.
用投影儀打出如下六個(gè)透鏡的截面圖,
使學(xué)生能明確辨別出哪些是凸透鏡,哪些是凹透鏡.
用投影儀打出下面的圖,具體講解薄透鏡“薄”的含義.
教師介紹光具座等實(shí)驗(yàn)儀器及使用方法,應(yīng)在演示臺(tái)上邊演示邊講解,講述中應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn):
(1)光源發(fā)出的光是平行光,從無窮遠(yuǎn)射來的光是平行光,前邊所提到的太陽光也是平行光.
(2)讓透鏡正對(duì)著射來的平行光,這樣入射光線將與主光軸平行,我們只研究與主光軸平行的光經(jīng)過透鏡發(fā)生折射的現(xiàn)象.
(3)注意觀察光線經(jīng)過這兩類透鏡折射以后是否能會(huì)聚于一點(diǎn).(指導(dǎo)學(xué)生注意調(diào)節(jié)光屏位置)
學(xué)生開始實(shí)驗(yàn),教師在學(xué)生中巡視,并進(jìn)行指導(dǎo),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后提問.
演示實(shí)驗(yàn)可以用激光演示儀進(jìn)行,如果沒有條件可以用煙箱,不論用什么儀器,都應(yīng)使學(xué)生能清楚地觀察到,平行光經(jīng)過透鏡前后光的傳播路徑.
實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中,可以邊讓學(xué)生觀察,邊提問學(xué)生,以引起學(xué)生注意.
通過前邊的實(shí)驗(yàn)同學(xué)們對(duì)光通過透鏡前后的路徑,以及兩類透鏡對(duì)光的作用有了比較深刻的感性認(rèn)識(shí).教師應(yīng)通過圖形對(duì)這兩類透鏡進(jìn)行對(duì)比分析.
3.總結(jié)
研究?jī)煞N透鏡及它們對(duì)光線的作用,尤其是重點(diǎn)研究凸透鏡對(duì)光線的作用.教師可提問學(xué)生,由學(xué)生總結(jié)發(fā)言,以利于學(xué)生的思考與理解.
探究活動(dòng)
【課題】調(diào)查近視鏡和老花鏡
【組織形式】學(xué)生活動(dòng)小組
【活動(dòng)流程】
提出問題;猜想與假設(shè);制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù);分析與論證;評(píng)估;交流與合作.
【參考方案】實(shí)驗(yàn)分析近視鏡和老花鏡屬于何種透鏡,分析其對(duì)光線的作用.
【備注】
1、知識(shí)與技能:了解力的三要素;了解力的單位,并對(duì)等有具體的感受;能用示意圖描述力。
2.過程與方法:通過觀察、實(shí)驗(yàn)、體驗(yàn)或聽、看,對(duì)力的三要素形成初步認(rèn)識(shí);感悟力的三要素對(duì)力的作用效果的影響。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀:養(yǎng)成獨(dú)立動(dòng)腦動(dòng)手的習(xí)慣;在交流討論中初步養(yǎng)成勇于發(fā)表個(gè)人看法并尊重他人見解的習(xí)慣。
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):力的三要素
難點(diǎn):三要素中作用點(diǎn)對(duì)力的作用效果的影響
教學(xué)方法啟發(fā)、講解、實(shí)驗(yàn)、討論
教學(xué)用具三角板,彈簧
教學(xué)過程
一、新課引入
力的效果是改變物體的形狀,改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
演示實(shí)驗(yàn):請(qǐng)一名男同學(xué)和一名女同學(xué)先后彎一根彈簧,請(qǐng)同學(xué)們思考:力的作用效果跟什么因素有關(guān)?同學(xué)們會(huì)根據(jù)兩名同學(xué)對(duì)彈力棒的彎曲程度,很容易得出與力的大小有關(guān)。用力拉彈簧,用的力越大,彈簧伸長(zhǎng)越長(zhǎng),可見力的大小影響力的效果。那么除了力的大小外,還有哪些因素影響力的效果呢?
二.進(jìn)行新課
1、力的三要素
(1)力的大小影響力的效果。
(2)力的方向
師:我們要把螺母擰緊,一般來說應(yīng)該向順時(shí)針方向用力,如果沿著逆時(shí)針方向用力只能將螺母擰松。我們向上提一個(gè)木箱,必須向上用力才能將木箱提起來。如果沿水平方向用力推它,只能使它沿水平方向開始運(yùn)動(dòng)。我們觀看足球比賽,運(yùn)動(dòng)員射門時(shí)把球踢偏了,原因是踢球時(shí)用力的方向沒能控制好。打排球時(shí)把球扣出界外也是用力的方向不妥。
可見,力的方向也影響力的效果。
(3)力的作用點(diǎn)
教師:大家注意看所有的門窗的把手都安裝在離門軸較遠(yuǎn)的位置,這樣開關(guān)門窗比較方便。如果將門窗的把手安裝在離門軸較近的地方,開關(guān)門窗就很費(fèi)力。
可見,力的作用點(diǎn)也影響力的效果。
教師:力所產(chǎn)生的效果跟力的大小、方向和作用點(diǎn)有關(guān)。我們把力的大小、方向和作用點(diǎn)叫力的三要素。所謂力的三要素,意思是只有力的三個(gè)要素都不變,力的作用效果才不變。兩個(gè)力,它們的三個(gè)要素都相同,這兩個(gè)力的效果才完全相同。
力的三個(gè)要素中有一個(gè)要素不同,都會(huì)使力的效果不同。例如,把一根米尺放在桌面上,用一個(gè)力作用在尺的中點(diǎn),向上用足夠大的力就可以把尺子平穩(wěn)地拿起來。如果用同樣大的力,力的作用點(diǎn)在尺的一端,盡管力的方向向上,只能把尺的一端提高,尺子是傾斜的。
力的大小、方向和作用點(diǎn)這三個(gè)要素充分地反映了力的特征,我們認(rèn)識(shí)一個(gè)力,只有認(rèn)識(shí)了力的三個(gè)要素才算認(rèn)識(shí)得清楚、全面了。
2、力的單位
教師:生活中我們發(fā)現(xiàn)有的力很大,有的力很小。起重機(jī)把大塊的建筑材料吊起來,起重機(jī)對(duì)物體向上的拉力非常大。我們背著書包上學(xué),我們用的力很小。我們需要對(duì)力的大小進(jìn)行測(cè)量。
教師:要測(cè)量力的大小,首先應(yīng)該規(guī)定力的單位。在國際單位制中,力的單位是牛頓,簡(jiǎn)稱牛。這是為了紀(jì)念偉大的科學(xué)家牛頓而命名的。
牛頓這個(gè)單位是怎樣規(guī)定的,在初中階段暫時(shí)不能討論,我們只要對(duì)“牛頓”這個(gè)力的單位有初步的感性認(rèn)識(shí)就夠了。
多大的力是1牛頓?你拿起兩個(gè)雞蛋所用的力大約是1牛頓。拿起一塊磚用的力大約是20牛頓。運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴時(shí)需要用1000至3000牛頓的力。
可讓學(xué)生感受一下。讓學(xué)生結(jié)合課本頁圖5—10,感受一些力的大小。]
3、力的示意圖
力是普遍存在的,但是力又是抽象的,力無法直接“看到”,只能通過力的效果間接地“看到”力的存在。有些情況下,力的效果也很難用眼直接觀察到,只能憑我們?nèi)シ治霾拍苷J(rèn)識(shí)力的存在。科學(xué)概念是抽象的。為了使抽象的概念便于理解、表述和交流,人們常用一些直觀、形象的圖樣或模型去表現(xiàn)它們。
在物理上,為了使物體受到的力更形象、更具體、更直觀地展現(xiàn)在人們眼前,我們借助畫圖的方法把力表示出來。人們常在受力物體上沿力的方向畫一條帶箭頭的線段,表示物體在這個(gè)方向上所受的力。這種表示力的形式叫力的示意圖。它便是抽象的力的一種形象直觀的表現(xiàn)方法。
力的示意圖是一種比較粗略的表示物體受力的方法,線段的長(zhǎng)短不做嚴(yán)格的要求,長(zhǎng)度適中即可,力的大小是否標(biāo)出也不做要求。
4、學(xué)生練習(xí):課本84頁第4]題
三、小結(jié)根據(jù)板書小結(jié)以及學(xué)生談?wù)勼w會(huì)。
四、布置作業(yè)課后作業(yè)84頁1、2、3
反饋與檢測(cè):(1)一個(gè)放在水平地面上的物體受到一個(gè)沿水平方向向左的50N的推力,畫出這個(gè)力的示意圖;(2)用沿斜面的力推物體,力的大小是10N用力的示意圖畫出物體受到的推力F。
板書設(shè)計(jì):
第二節(jié)怎樣描述力
1、力的三要素:力的大小,力的方向,力的作用點(diǎn)。
2、力的單位:牛頓(牛),符號(hào)N
1.通過實(shí)驗(yàn)引發(fā)討論,培養(yǎng)學(xué)生探索事物現(xiàn)象的能力。
2.通過觀察實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)能力。
3.通過討論,培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.知道一切物體在液體或氣體中都受到浮力。浮力的方向是豎直向上的。
2.會(huì)用彈簧秤法測(cè)浮力。
3.知道浮力產(chǎn)生的原因是液體上下表面的壓力差。
4.知道物體的浮沉是由重力和浮力決定的。會(huì)判斷物體浮沉。
5.會(huì)對(duì)物體進(jìn)行簡(jiǎn)單的受力分析,并知道漂浮的物體浮力大小等于物重。
【教學(xué)器材】
彈簧測(cè)力計(jì)、墨水瓶、燒杯、水、乒乓球(3個(gè))、溶液。
【教學(xué)過程】
一、復(fù)習(xí)提問
1.什么是力?
2.力的測(cè)量工具是什么?(測(cè)力計(jì))
3.出示彈簧測(cè)力計(jì)下掛空墨水瓶。墨水瓶受幾個(gè)力?(兩個(gè))
4.兩個(gè)力是什么關(guān)系?(一對(duì)平衡力)
5.二力平衡的條件是什么?
二、導(dǎo)入新課
(一)演示實(shí)驗(yàn)
1.用手托住空墨水瓶。分析受力情況,看到什么現(xiàn)象?(彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小了。)
2.分析變化原因,手對(duì)空墨水瓶的托力多大?如何求得?
學(xué)生實(shí)驗(yàn):
將彈簧測(cè)力計(jì)吊著空墨水瓶,放入水中浸沒,觀察到什么現(xiàn)象?(彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小了。)
問:這個(gè)現(xiàn)象說明了什么現(xiàn)象?(浸沒在水中的物體受到水對(duì)它向上托的力。)物體在其他液體中是否也受到向上托的力呢?
演示實(shí)驗(yàn):
將吊著的空墨水瓶放入溶液中,看到什么現(xiàn)象?分析變化原因。
問:漂浮的物體是否也受到向上的托力呢?
學(xué)生實(shí)驗(yàn):
將乒乓球投入水中,設(shè)法將它按入水中,有何感受?這說明了什么問題?
說明:(一切浸入液體中的物體,都要受到液體對(duì)它豎直向上的托力,這就是浮力。)
(二)板書
一、一切浸入液體中的物體都要受到液體對(duì)它豎直向上的浮力
(受力物體)(施力物體)(方向)
分析:(力是物體對(duì)物體的作用,任何一個(gè)都有施力物體和受力物體。浮力的施力物體是液體,受力物體是浸入液體中的物體,浮力的方向是豎直向上的。)另外對(duì)浸入的理解,它包含兩種情況:①部分浸入;②浸沒。
討論:
1.給你彈簧測(cè)力計(jì)、水、燒杯、鉤碼,如何測(cè)出鉤碼浸入水中的浮力?
(1)先測(cè)鉤碼在空氣中的重力G。
(2)物體浸入水中看彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F拉。
(3)求浮力
2.浸在液體中物體一定受到浮力嗎?(有各種意見)
演示實(shí)驗(yàn):
圖1
(1)取一只去底的礦泉水透明塑料瓶,瓶口朝下,瓶口略小于乒乓球。放入乒乓球。
問:如果我往里面注水,乒乓球會(huì)浮起嗎?(會(huì)。因?yàn)橐艿剿母×?
(2)往塑料瓶里面注水。現(xiàn)象:乒乓球被水壓在瓶底,同時(shí)有水從塑料瓶口漏出。
(說明浸在水中的物體不一定受到浮力。為什么呢?)
板書:二、浮力產(chǎn)生的原因
(3)用瓶塞(或手)堵住漏水的瓶口,注意觀察乒乓球下面積滿水時(shí)有何現(xiàn)象發(fā)生?
(現(xiàn)象:乒乓球下積滿水時(shí)乒乓球會(huì)上浮。)
(4)將水倒回?zé)治鲈颉?/p>
第一次乒乓球只受到水給它向下的壓力。
第二次乒乓球下積滿了水,即受到水對(duì)它向下的壓力,而且受到水對(duì)它向上的壓力。乒乓球上浮說明向上的壓力大于向下的壓力。這就是壓力產(chǎn)生的原因。>
圖2
我們舉特例來分析:立方體浸沒在液體中的受力情況
立方體浸沒在水中,其左右兩個(gè)側(cè)面和前后兩個(gè)側(cè)面和面積相等,并且對(duì)應(yīng)部位距水面的深度相同。
問:水給它們的壓強(qiáng)是否相等?(相等)
問:水給它們的壓力是否相等?(讓學(xué)生討論)(壓力相等并且方向相反)
分析:(p=ρghp=F/SS一定,F(xiàn)=p•S)但是,上下兩表面處的深度不同,下表面處的深度更深,壓強(qiáng)更大,而上下兩表面的表面積相同,據(jù)p=F/SF=P•S,所以下表面受到向上的壓力比上表面受到的壓力更大。即>這就是浮力產(chǎn)生的原因。
板書:原因:>
而根據(jù)同一直線上二力的合成,=-,這就是浮力。
板書:實(shí)質(zhì):=-,方向豎直向上。
總結(jié)說明:浸入液體中的物體,上下表面受到的壓力差就是浮力。浮力的方向是豎直向上的。
問:既然一切浸入液體中的物體都要受浮力,那么為什么有的物體在水中下沉,有的在水中上浮呢?下面我們就來討論物體的浮沉條件。
板書:三、物體的浮沉
演示實(shí)驗(yàn):將三個(gè)乒乓球浸沒水中(一個(gè)充滿沙;一個(gè)中空;一個(gè)有部分沙,用蠟封住),松手后出現(xiàn)什么現(xiàn)象?分析討論。
圖3
問:浸入水中的物體受到哪幾個(gè)力的作用?(重力、浮力)它們的施力物體是誰?(地球、水)
一個(gè)物體在受到兩個(gè)或兩個(gè)以上力的作用時(shí),它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由它們共同決定。
(1)當(dāng)=G時(shí),它受到平衡力的作用,將處于什么狀態(tài)?(靜止)(懸浮)
(2)當(dāng)>G時(shí),它受到非平衡力的作用,將處于什么狀態(tài)?(上升)(上浮)
(3)當(dāng)
板書:
問:沉的物體最終處于什么狀態(tài)?(靜止)為什么?(另外受到容器底對(duì)它的支持力。)()
問:那么上浮的物體最終處于什么狀態(tài)?(靜止)我們就說物體漂浮在液面上,那么,。受到平衡力的作用。
三、總結(jié)擴(kuò)展
(一)本書主要學(xué)習(xí)三個(gè)知識(shí)點(diǎn):
1.什么是浮力,浮力的方向如何,以及如何用實(shí)驗(yàn)法測(cè)浮力?
2.浮力產(chǎn)生的原因是什么?
3.物體的浮沉條件。
我們要理解、記憶,并且借助實(shí)驗(yàn),才能更好地掌握知識(shí)。
(二)思考:上浮的物體(),上浮至漂浮在液面上()
(一)知識(shí)目標(biāo)
1、知道光的干涉現(xiàn)象,了解相干條件,知道光的雙縫干涉現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的以及產(chǎn)生明暗條紋間距與波長(zhǎng)的關(guān)系;
2、知道薄膜干涉是如何產(chǎn)生的,了解薄膜干涉的現(xiàn)象及技術(shù)上的應(yīng)用。
(二)能力目標(biāo)
通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,與以前學(xué)過的機(jī)械波的干涉進(jìn)行類比,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力以及對(duì)問題的分析、推理能力。
教學(xué)建議
光的干涉是本章的重點(diǎn)之一.講解前先引導(dǎo)學(xué)生回憶機(jī)械波的有關(guān)內(nèi)容.
在光的干涉的教學(xué)中,一個(gè)值得注意的問題是相干條件的講述(有關(guān)內(nèi)容可以參見擴(kuò)展資料).相對(duì)于機(jī)械波--比較容易的獲得連續(xù)振動(dòng)的波源、滿足相干波的條件,兩個(gè)獨(dú)立光源發(fā)出的光,即使是"頻率相同的單色光"(實(shí)際上嚴(yán)格的單色光并不存在),也不能保持恒定的相差.考慮到學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和接受水平,講解中可以不提出相干光的概念,只強(qiáng)調(diào)利用"單孔雙縫"使得一束光"成了兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的波源",這同機(jī)械波中提到的振源的"振動(dòng)步調(diào)相同"的要求是一致的.
做好演示實(shí)驗(yàn).讓學(xué)生通過觀察白光的雙縫干涉和單色光的雙縫干涉加深知識(shí)的理解.
雙縫干涉的教學(xué)雖不要求定量討論,但是在講條紋間距與波長(zhǎng)的關(guān)系時(shí),要讓學(xué)生知道公式中每一項(xiàng)的意義,配合彩圖讓學(xué)生將白光、單色光的干涉圖樣的特點(diǎn)記住.并要知道不同色光具有不同的頻率,光的頻率只由光源決定而與介質(zhì)無關(guān).在狹縫間的距離和狹縫與屏間的距離不變的條件下,單色光產(chǎn)生的干涉條紋間距跟光的波長(zhǎng)成正比,這個(gè)關(guān)系是應(yīng)該讓學(xué)生知道的.知道了這一點(diǎn),學(xué)生才能理解不同色光具有不同的頻率和波長(zhǎng).
薄膜干涉的教學(xué),可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)、演示來進(jìn)行,只要求學(xué)生初步認(rèn)識(shí)這種現(xiàn)象,不必做進(jìn)一步的分析.除了肥皂膜的干涉外,兩片玻璃之間的空氣膜的干涉、浮在水面上的油膜的干涉,都可以讓學(xué)生觀察.如果有牛頓環(huán)的實(shí)驗(yàn)裝置,也可以讓學(xué)生觀察.
關(guān)于光的干涉在技術(shù)上的應(yīng)用,教材中舉了用干涉法檢查平面和增透膜的例子.對(duì)此只要求學(xué)生初步了解其原理,可不再補(bǔ)充.
關(guān)于演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)建議
(1)演示實(shí)驗(yàn)可以用激光光學(xué)演示儀、實(shí)驗(yàn)時(shí)使激光束的行進(jìn)方向正對(duì)學(xué)生的觀察方向,用毛玻璃屏接收干涉條紋.讓光屏到雙縫的距離保持一定(L不變),讓光束通過不同間距(d)的雙縫,可觀察到屏上的條紋間距不同,d大的條紋間距窄,保持d不變,使雙縫到屏的距離增大,則條紋間距變寬.
(2)學(xué)生實(shí)驗(yàn)用雙縫干涉儀測(cè)光的波長(zhǎng).實(shí)驗(yàn)時(shí)可以用燈絲為線狀的燈泡作光源,在雙縫前加一濾光片(紅、綠均可),讓雙縫對(duì)準(zhǔn)光源且雙縫平行于燈絲,這樣通過雙縫的為單色光.然后調(diào)節(jié)雙縫的卡腳,即可在筒內(nèi)帶有刻波的光屏上得到單色光的干涉條紋,再從觀察到的條紋中選若干條清晰的條紋,從屏上的刻度讀出他們的間距之和,求出相鄰兩條紋的間距:,
由
可以求出
d在雙縫上已標(biāo)出,L從儀器上可得到,為測(cè)量到的值,即可求出,本實(shí)驗(yàn)除了測(cè)波長(zhǎng),還可以讓學(xué)生用其觀察白光的干涉條紋(不加濾光片,直接觀察燈絲發(fā)出的光),在屏上可看到彩色條紋
(3)薄膜干涉可采用隨堂實(shí)驗(yàn).用生物實(shí)驗(yàn)用的蓋玻片、酒精燈、食鹽.將少許食鹽撒在酒精燈的燈芯上點(diǎn)燃,然后將蓋玻片置于火焰后方,用眼睛從前面著蓋玻片即可看到明、暗相間的條紋
(4)用激光演示儀加牛頓圈配件可以在屏上得到牛頓環(huán)
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
(-)引入新課
通過機(jī)械波的干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的條件和現(xiàn)象引入光的干涉和衍射
(二)教學(xué)過程()(需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的主要知識(shí)點(diǎn))
1、實(shí)現(xiàn)新舊知識(shí)遷移是掌握雙縫干涉的關(guān)鍵
干涉和衍射是波的特有現(xiàn)象,確定某種物理過程是不是波動(dòng),就看它有沒有干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生,只有觀察到光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象,才能確認(rèn)光具有波動(dòng)性在學(xué)習(xí)雙縫干涉前,應(yīng)回顧下列有關(guān)機(jī)械波的知識(shí):
A、兩列波彼此相遇后,仍像相遇以前一樣,各自保持原有的波形,繼續(xù)向前傳播;
B、在兩列波重疊的區(qū)域里,任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的總位移都等于兩列波分別引起的位移矢量和;
C、頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng),某些區(qū)域的振動(dòng)減弱,并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域互相間隔,這種現(xiàn)象叫波的干涉;
D、要得到穩(wěn)定的干涉圖樣,兩個(gè)波源必須是相干波源
2、掌握了上述波的共同性后,再分析光的特殊性.
由于物質(zhì)發(fā)光的特殊性,任何兩個(gè)獨(dú)立的光源發(fā)出的光相疊加均不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象怎樣才能得到相干光源呢?雙縫干涉就是成功的一例.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,光從單縫射到雙縫上,形成了兩個(gè)振動(dòng)情況總是相同的相干光源,它們?cè)诠馄辽席B加就出現(xiàn)干涉圖樣.
上述思維過程,不僅能順利地掌握雙縫干涉,同時(shí)為研究薄膜干涉打好了基礎(chǔ)
(1)雙縫干涉
兩個(gè)獨(dú)立的光源發(fā)出的光不是相干光,雙縫干涉的裝置使一束光通過雙縫后變?yōu)閮墒喔晒猓诠馄辽舷嗤ㄐ纬煞€(wěn)定的干涉條紋.
在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,光屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí),該點(diǎn)出現(xiàn)亮條紋;光屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),該點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋.
A、對(duì)干涉圖樣的研究可知:相鄰兩條明條紋(暗條紋)中心距離與屏到雙縫的距離L成正比;與雙縫間距離d成反比;與照射光的波長(zhǎng)成正比.
B、在實(shí)驗(yàn)裝置不變的情況下化、d不變),由于紅光的波長(zhǎng)大于紫光的波長(zhǎng),所以紅光產(chǎn)生的干涉條紋間距較大,紫光產(chǎn)生的干涉條紋間距較小;初步了解通過雙縫干涉測(cè)波長(zhǎng)的原理.
C、用白光進(jìn)行干涉實(shí)驗(yàn),各種單色光在光屏中央均為明紋,中央亮紋是各色光復(fù)合而成,所以是白色的.各色光由于波長(zhǎng)不同,在光屏上產(chǎn)生的其它各級(jí)亮紋的位置均不相同,所以其它各級(jí)亮紋是彩色的.
(2)薄膜干涉
讓一束光經(jīng)薄膜的兩個(gè)表面反射后,形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉.
A、在薄膜干涉中,前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定,所以薄膜干涉中同一明條紋(暗條紋)應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相等的地方.由于光波波長(zhǎng)極短,所以微薄膜干涉時(shí),介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄,才能觀察到干涉條紋.
B、用手緊壓兩塊玻璃板看到彩色條紋,陽光下的肥皂泡和水面飄浮油膜出現(xiàn)彩色等都是薄膜干涉.
C、薄膜于涉在技術(shù)上可以檢查鏡面和精密部件表面形狀;精密光學(xué)過鏡上的增透膜(當(dāng)增透膜的厚度是入射光在膜中波長(zhǎng)的1/4時(shí),透鏡上透光損失的能量最小,增強(qiáng)了透鏡的透光能力.)
3、光的衍射
光離開直線路徑繞到障礙物幾何陰影里去的現(xiàn)象叫光的衍射.只有當(dāng)小孔、單縫或小屏的尺寸小于波長(zhǎng)或和波長(zhǎng)差不多時(shí),才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象.
A、白光通過小孔或單縫時(shí),屏上出現(xiàn)的衍射圖樣中央是白色亮紋,它各級(jí)亮紋是彩色的;用單色光進(jìn)行單縫衍射時(shí),屏上出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋.
B、光的衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)明暗相間的條紋,實(shí)際上是干涉的結(jié)果,說明光的干涉和衍射現(xiàn)象有密切關(guān)系.
C、干涉和衍射是波的基本特性,光的干涉和衍射現(xiàn)象征明了光是一種波.干涉和衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理不同,產(chǎn)生的圖樣也有區(qū)別.干涉圖樣的中央亮紋和其它各級(jí)亮紋的寬度基本相等,而衍射圖樣各級(jí)亮紋的寬度各不相同,中央亮紋的寬度差不多是其它各級(jí)亮紋寬度的兩倍.
D、白光干涉、衍射現(xiàn)象中出現(xiàn)的彩色條紋與白光色散的彩色條紋產(chǎn)生的機(jī)理不同,前者由光的疊加產(chǎn)生的,后者由光的折射產(chǎn)生的.
探究活動(dòng)
1、查閱資料:有關(guān)光的干涉的內(nèi)容
(一)知識(shí)目標(biāo)
1、知道"幾何光學(xué)"中所說的光沿直線傳播是一種近似.
2、知道光通過狹縫和圓孔的衍射現(xiàn)象.
3、知道觀察到明顯衍射的條件
(二)能力目標(biāo)
了解單縫衍射、小孔衍射,并能用相關(guān)知識(shí)對(duì)生活中的有關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行解釋和分析.
(三)情感目標(biāo)
1、讓學(xué)生知道科學(xué)研究必須重視理論的指導(dǎo)和實(shí)踐的勤奮作用;
2、必須有自信心和踏實(shí)勤奮的態(tài)度;
3、在學(xué)習(xí)中也要有好品質(zhì)、好作風(fēng).
教學(xué)建議
有關(guān)光的衍射的教學(xué)建議
應(yīng)該讓學(xué)生了解,光的直進(jìn),是幾何光學(xué)的基礎(chǔ),光的衍射現(xiàn)象并沒有完全否定光的直進(jìn),而是指出了光的直進(jìn)的適用范圍或者說它的局限性.
課本只要求學(xué)生初步了解光的衍射現(xiàn)象,不做理論討論,因此與機(jī)械波類比和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是十分重要的.首先,要結(jié)合機(jī)械波的衍射,使學(xué)生明確光產(chǎn)生衍射的條件.
講光的衍射要配合演示實(shí)驗(yàn)、要讓學(xué)生能區(qū)分干涉圖樣與衍射圖樣的區(qū)別.單色光干涉圖樣條紋等間距,衍射圖樣中間寬兩邊窄.
除了演示實(shí)驗(yàn)外,要盡可能多地讓學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察.包括節(jié)后的小實(shí)驗(yàn)2,以及觀察小孔衍射(在鋁箔或膠片上打出尺寸不同的小孔,以小電珠作光源,距光源1~2米,眼睛靠近小孔觀察光通過小孔的衍射花樣--彩色圓環(huán)).還可讓學(xué)生通過羽毛、紗巾觀看發(fā)光的燈絲(對(duì)見到的彩色花樣可不作解釋)等等,以補(bǔ)學(xué)生對(duì)這一現(xiàn)象的不熟悉和幫助學(xué)生理解.
在本節(jié)教材中提到泊松亮斑--泊松原以為這下子可以駁倒菲涅爾的波動(dòng)理論了,事與愿違,菲涅爾和阿拉果接受了泊松的挑戰(zhàn),用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這個(gè)理論結(jié)論,實(shí)驗(yàn)卻成了波動(dòng)理論極其精彩的實(shí)證,菲涅爾為此獲得了科學(xué)獎(jiǎng)金(1819年).這個(gè)科學(xué)小故事告訴我們,在科學(xué)研究上必須重視理論的指導(dǎo)作用和實(shí)踐的檢驗(yàn)作用;作為科研工作者,必須有堅(jiān)定的自信心和踏實(shí)勤奮的工作態(tài)度.今天的學(xué)習(xí),在掌握知識(shí)的同時(shí),也應(yīng)培養(yǎng)自己這方面的好品質(zhì)、好作風(fēng).
關(guān)于演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)建議
光的衍射實(shí)驗(yàn),可以將演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)同時(shí)在一節(jié)課內(nèi)完成
單縫衍射仍用激光演示儀.演示時(shí)可以再將雙縫干涉演示一下,讓學(xué)生從中對(duì)比干涉條紋等間距,衍射條紋中間寬、兩邊窄,然后讓學(xué)生用游標(biāo)下尺觀察日光燈通過卡尺兩測(cè)腳形成的窄縫產(chǎn)生的衍涉條紋.實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生仔細(xì)觀察兩側(cè)腳間距從大到小逐漸變化.本實(shí)驗(yàn)也可用線狀白熾燈使縫與燈絲平行,眼睛靠近狹縫可以觀察到狹縫兩側(cè)的彩色條紋.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
(-)引入新課
一、光的衍射現(xiàn)象
上節(jié)研究了光的干涉現(xiàn)象,說明光具有波動(dòng)性.衍射現(xiàn)象也是波的主要特征之一,如果我們能通過實(shí)驗(yàn)觀察到光的明顯的衍射現(xiàn)象,那么也就能更充分地說明光具有波動(dòng)性.
(二)教學(xué)過程
所謂光的衍射現(xiàn)象,是當(dāng)光在它傳播的方向上遇到障礙物或孔(其大小可以與光的波長(zhǎng)相比或比光的波長(zhǎng)小)時(shí),光繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象.
演示:
下面我們用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察.
取一個(gè)不透光的屏,在它的中間裝上一個(gè)寬度可以調(diào)節(jié)的狹縫,用平行的單色光照射,在縫后適當(dāng)距離處放一個(gè)像屏(如圖).
我們看到,當(dāng)縫比較寬時(shí),在像屏上是一條幾乎與縫一樣寬的亮線,除了這一條光線外,像屏上出現(xiàn)了陰影.這時(shí)光可視為是沿直線傳播的.接著逐漸縮小縫的寬度,當(dāng)縫調(diào)到很窄(縫寬與光波的波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí))在像屏的原陰影區(qū)內(nèi)觀察到了明暗相間的條紋.
這實(shí)驗(yàn)表明光在其前進(jìn)的途中遇上大小相當(dāng)于光的波長(zhǎng)的障礙物或孔時(shí),偏離了直線傳播方向,即光產(chǎn)生了衍射現(xiàn)象.上述衍射現(xiàn)象是通過單縫形成的,我們稱之為光的單縫衍射.
單色光的干涉與衍射都出現(xiàn)明暗相間的條紋,但圖案不同.干涉條紋是等間隔的,衍射條紋間隔不等.白光照射單縫時(shí),可以在像屏上得到彩色條紋,它與雙縫干涉的彩色條紋也不同,中央一級(jí)是又亮又寬的白色條紋,兩邊是較窄較暗的彩色條紋.
用點(diǎn)光源來照射有較大圓孔AB的屏,在像屏MN上出現(xiàn)一個(gè)光亮的圓,
這說明光是沿直線傳播的.逐漸縮小孔的直徑,可以看到屏上的亮圓也逐漸減小.但是,圓孔縮到很小時(shí),在像屏MN上原陰影區(qū)就形成一些明暗相間的圓環(huán),這些圓環(huán)達(dá)到的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了光按直線傳播所能照到的范圍,這就是光通過小孔產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象.
光的衍射現(xiàn)象進(jìn)一步證明了光具有波動(dòng)性,對(duì)確定光的波動(dòng)說的正確性起了重要作用.
關(guān)于這個(gè)問題,歷史上曾有過一段趣事.1818年,當(dāng)法國物理學(xué)家菲漢耳提出光的波動(dòng)理論時(shí),著名數(shù)學(xué)家泊松根據(jù)菲涅耳的理論推算出:把一個(gè)不透光的小的圓盤狀物放在光束中,在距這個(gè)圓盤一定距離的像屏上,圓盤的陰影中心應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)亮斑.人們從未看過和聽說過這種現(xiàn)象,因而認(rèn)為這是荒謬的,所以泊松興高采烈地宣稱他駁倒了菲涅耳的波動(dòng)理論,菲涅耳接受了這一挑戰(zhàn),精心研究,“奇跡”終于出現(xiàn)了,實(shí)驗(yàn)證明圓盤陰影中心確實(shí)有一個(gè)亮斑,這就是著名的泊松亮斑.
光沿直線傳播只是一個(gè)近似的規(guī)律:當(dāng)光的波長(zhǎng)比障礙物或孔的尺寸小得多時(shí),可認(rèn)為光是沿直線傳播的,當(dāng)光的波長(zhǎng)與障礙物或孔的尺寸可以相比擬時(shí)將產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象
提問:當(dāng)光通過小孔或者狹縫時(shí),在后面的光屏上會(huì)得到什么樣的圖案?
學(xué)生回答的基礎(chǔ)上老師總結(jié).
當(dāng)縫很大時(shí)——直線傳播(得到影)
當(dāng)縫減小時(shí)——逐漸會(huì)出現(xiàn)小孔成像的現(xiàn)象
繼續(xù)減小縫的大小——會(huì)出現(xiàn)光的衍射現(xiàn)象.
探究活動(dòng)
知識(shí)目標(biāo)
1、了解形變的概念,了解彈力是物體發(fā)生彈性形變時(shí)產(chǎn)生的.
2、能夠正確判斷彈力的有無和彈力的方向,正確畫出物體受到的彈力.
3、掌握運(yùn)用胡克定律計(jì)算彈簧彈力的方法.
能力目標(biāo)
1、能夠運(yùn)用二力平衡條件確定彈力的大小.
2、針對(duì)實(shí)際問題確定彈力的大小方向,提高判斷分析能力.
教學(xué)建議
一、基本知識(shí)技能:
(一)、基本概念:
1、彈力:發(fā)生形變的物體,由于要回復(fù)原狀,對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力.
2、彈性限度:如果形變超過一定限度,物體的形狀將不能完全恢復(fù),這個(gè)限度叫做彈性限度.
3、彈力的大小跟形變的大小有關(guān),形變?cè)酱螅瑥椓σ苍酱螅?/p>
4、形變有拉伸形變、彎曲形變、和扭轉(zhuǎn)形變.
(二)、基本技能:
1、應(yīng)用胡克定律求解彈簧等的產(chǎn)生彈力的大小.
2、根據(jù)不同接觸面或點(diǎn)畫出彈力的圖示.
二、重點(diǎn)難點(diǎn)分析:
1、彈力是物體發(fā)生形變后產(chǎn)生的,了解彈力產(chǎn)生的原因、方向的判斷和大小的確定是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn).
2、彈力的有無和彈力方向的判斷是教學(xué)中學(xué)生比較難掌握的知識(shí)點(diǎn).
教法建議
一、關(guān)于講解彈力的產(chǎn)生原因的教法建議
1、介紹彈力時(shí),一定要把物體在外力作用時(shí)發(fā)生形狀改變的事實(shí)演示好,可以演示橢圓形狀玻璃瓶在用力握緊時(shí)的形狀變化,也可以演示其它明顯的形變實(shí)驗(yàn),如礦泉水瓶的形變,握力器的形變,鋼尺的形變,也可以借助媒體資料演示一些研究觀察物體微小形變的方法.通過演示,介紹我們?cè)谧隹茖W(xué)研究時(shí),通常將微小變化“放大”以利于觀察.
二、關(guān)于彈力方向講解的教法建議
1、彈力的方向判斷是本節(jié)的重點(diǎn),可以將接觸面的關(guān)系具體為“點(diǎn)——面(平面、曲面)”接觸和“面——面”接觸.舉一些例子,將問題簡(jiǎn)單化.往往彈力的方向的判斷以“面”或“面上接觸點(diǎn)的切面”為準(zhǔn).
如所示的簡(jiǎn)單圖示:
2、注意在分析兩物體之間彈力的作用時(shí),可以分別對(duì)一個(gè)物體進(jìn)行受力分析,確切說明,是哪一個(gè)物體的形變對(duì)其產(chǎn)生彈力的作用.配合教材講解繩子的拉力時(shí),可以用具體的例子,畫出示意圖加以分析.
第三節(jié)彈力
教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)法、講解法
教學(xué)用具:演示形變用的鋼尺、橡皮泥、彈簧、重物(鉤碼).
教學(xué)過程設(shè)計(jì)
(一)、復(fù)習(xí)提問
1、重力是的產(chǎn)生原因是什么?重力的方怎樣?
2、復(fù)習(xí)初中內(nèi)容:形變;彈性形變.
(二)、新課教學(xué)
由復(fù)習(xí)過渡到新課,并演示說明
1、演示實(shí)驗(yàn)1:捏橡皮泥,用力拉壓彈簧,用力彎動(dòng)鋼尺,它們的形狀都發(fā)生了改變,教師總結(jié)形變的概念.
形變:物體的形狀或體積的變化叫做形變,形變的原因是物體受到了力的作用.針對(duì)橡皮泥形變之后形狀改變總結(jié)出彈性形變的概念:能夠恢復(fù)原來形狀的形變叫做彈性形變.不能恢復(fù)原來形狀的形變叫做塑性形變.
2、將鉤碼懸掛在彈簧上,彈簧另一端固定,彈簧被拉長(zhǎng),提問:
(1)鉤碼受哪些力?(重力、拉力、這二力平衡)
(2)拉力是誰加給鉤碼的?(彈簧)
(3)彈簧為什么對(duì)鉤碼產(chǎn)生拉力?(彈簧發(fā)生了彈性形變)
由此引出彈力的概念:
3、彈力:發(fā)生彈性形變的物體,會(huì)對(duì)跟它直接接觸的物體產(chǎn)生力的作用.這種力就叫彈力.
就上述實(shí)驗(yàn)繼續(xù)提問:
(1)彈力產(chǎn)生的條件:物體直接接觸并發(fā)生彈性形變.
(2)彈力的方向
提問:課本放在桌子上.書給桌子的壓力和桌子對(duì)書的支持力屬于什么性質(zhì)的力?其受力物體、施力物體各是什么?方向如何?
與學(xué)生討論,然后總結(jié):
4、壓力的方向總是垂直與支持面而指向受力物體(被壓物體).
5、支持力的方向總是垂直與支持面而指向受力物體(被支持物體).
繼續(xù)提問:電燈對(duì)電線產(chǎn)生的拉力和電線對(duì)電燈產(chǎn)生的拉力又是什么性質(zhì)的力?
其受力物體、施力物體各是誰?方向如何?
分析討論,總結(jié).
6、繩的拉力是繩對(duì)所拉物體的彈力,方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向.
7、胡克定律
彈力的大小與形變有關(guān),同一物體,形變?cè)酱螅瑥椓υ酱螅畯椈傻膹椓Γc形變的關(guān)系為:
在彈性限度內(nèi),彈力的大小跟彈簧的伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度成正比,即:
式中叫彈簧的倔強(qiáng)系數(shù),單位:N/m.它由彈簧本身所決定.不同彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)一般不相同.這個(gè)規(guī)律是英國科學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)的,叫胡克定律.胡克定律的適用條件:只適用于伸長(zhǎng)或壓縮形變.
8、練習(xí)使用胡克定律,注意強(qiáng)調(diào)為形變量的大小.
(三)、布置課后作業(yè).
探究活動(dòng)——運(yùn)用彈簧的串并聯(lián)知識(shí)研究鋼材的拉伸
課題1:
題目:關(guān)于彈簧的串并聯(lián)——鋼材的拉伸
內(nèi)容:在建筑力學(xué)中,關(guān)于鋼筋的勁度以及拉伸,可以根據(jù)彈簧的串并聯(lián)進(jìn)行研究。
有關(guān)彈簧的串并聯(lián)內(nèi)容可以參考“探究活動(dòng)”中的相關(guān)內(nèi)容。
探究活動(dòng)——自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)求解彈簧的勁度系數(shù)
課題2:
知識(shí)目標(biāo)
1.知道什么是重力、重力的方向、重心.
2.理解重力的大小跟質(zhì)量成正比,會(huì)用公式計(jì)算重力.
能力目標(biāo)
1.通過上節(jié)力的三要素的學(xué)習(xí)引入重力的三要素,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的遷移能力.
2.培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力.
情感目標(biāo)
通過講解重垂線和重心,培養(yǎng)學(xué)生尊重物理事實(shí),應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的科學(xué)探究精神.
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)是在前三節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,研究最常見的力——重力.教材通過“蘋果落地”和“拋出去的石塊向地面下落”兩個(gè)例子使學(xué)生認(rèn)識(shí)重力的存在.然后用實(shí)驗(yàn)研究物體所受重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)系,方法是用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出質(zhì)量成倍數(shù)關(guān)系的鉤碼所受到的重力的大小,算出每次測(cè)得的重力的大小跟質(zhì)量的比值,由此得出重力跟質(zhì)量成正比,質(zhì)量增大幾倍,重力也增大幾倍.并由此關(guān)系,得出重力的計(jì)算公式.
關(guān)于重力的方向,教材說明用一根線把物體懸掛起來,物體靜止時(shí),線的方向就是重力的方向,所以重力的方向總是豎直向下的.這種講法比直接告訴學(xué)生重力的方向是豎直向下的更符合邏輯.
由于物體重心的位置跟形狀、質(zhì)量分布情況有關(guān),教材關(guān)于重心的問題只做了簡(jiǎn)單介紹.
本節(jié)后面的“想想議議”中的問題,目的在于讓學(xué)生正確理解地球上不同地方的重力方向是不同的,都是指向地球中心的.
有關(guān)“重力的方向”的教學(xué)建議
可讓學(xué)生通過觀察并認(rèn)識(shí)物體自由下落的方向、懸掛物體的線自由下垂的方向就是重力的方向.人們把這個(gè)方向叫做豎直方向,所以重力的方向是豎直向下的.
學(xué)生常常把重力的方向誤認(rèn)為踉接觸面垂直.為了糾正這種錯(cuò)誤,在講授重力的方向時(shí)可以做以下的實(shí)驗(yàn):讓學(xué)生觀察兩條重垂線的方向,看它們是否相同?重垂線與水平桌面、斜面的方向是否垂直?
為了讓學(xué)生了解重垂線在建筑中的作用,課后可以讓學(xué)生利用重垂線校準(zhǔn)墻壁是否豎直(看重垂線是否與墻壁平行),窗臺(tái)、桌面是否水平(看重垂線是否與窗臺(tái)、桌面垂直).
有關(guān)“重力的概念”的教學(xué)建議
為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)觀察思考能力,建議教學(xué)中可以演示下面的小實(shí)驗(yàn):手中的小球離開手以后,豎直下落;杯中的水從高處流往低處;小球在桌面上滾到桌邊后要落地……等等,讓學(xué)生分析產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因.通過討論,學(xué)生不難得出,物體都是由高處落到低處,產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是由于它們都受到地球的吸引力.這時(shí)再總結(jié)出:地面上的一切物體,都要受到地球的引力,由于地球吸引而使物體受到的力叫做重力.再讓學(xué)生列舉出他們?cè)谌粘I钪杏^察到的物體受到重力的種種現(xiàn)象.這樣既可加深學(xué)生對(duì)重力的理解,又可培養(yǎng)學(xué)生觀察思考的習(xí)慣.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重力
重力的概念比較復(fù)雜,而且比較抽象.由于學(xué)生在日常生活中對(duì)重力有一些模糊的認(rèn)識(shí),而且有些認(rèn)識(shí)是不科學(xué)的,例如有的學(xué)生認(rèn)為重力是物體自己施加的,這樣給教學(xué)造成一定的困難.因而在進(jìn)行“重力”這部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面分層次進(jìn)行.
(1)從觀察入手,手中的物體離開手以后豎直下落,而且速度越來越快;向上拋出的小球在上升過程中速度越來越慢,升高到一定高度改變運(yùn)動(dòng)方向向下降落.
(2)分析思考,物體下落速度越來越快,向上拋出的物體速度越來越慢,物體升高到一定高度改變運(yùn)動(dòng)方向,都是物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變,由于力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),說明物體受到了力的作用.
(3)物體下降時(shí)速度越來越快,向上拋出時(shí)越來越慢,升高到一定高度改變了運(yùn)動(dòng)方向,說明物體受到了向下的力.
(4)有受力物體必然有施力物體,這個(gè)施力物體就是地球,是由于地球的吸引而使物體受到了力.由此得出重力的概念.
2.重力的方向豎直向下
關(guān)于重力的方向,在學(xué)生中易出現(xiàn)兩個(gè)錯(cuò)誤說法:一是把豎直向下說成垂直向下,或者誤認(rèn)為與接觸面垂直.由于學(xué)生對(duì)放在斜面上的物體可以沿斜面下滑有感性認(rèn)識(shí),因此認(rèn)為這時(shí)重力的方向是沿斜面向下的,為了解決上述學(xué)生中的問題,建議在教學(xué)中采取以下方法.
(1)認(rèn)真觀察物體自由下落的方向,懸掛物體的線自由下垂的方向,然后向?qū)W生明確,這個(gè)方向被人們稱為豎直方向,所以重力的方向豎直向下.
(2)從數(shù)學(xué)知識(shí)可以知道,垂直是兩條線、兩個(gè)平面,或者是線與平面之間的位置關(guān)系,但是重垂線的方向與水平桌面垂直、與斜面不垂直,因此講垂直向下或者講與接觸面垂直是錯(cuò)誤的.
3.重心
重力在物體上的作用點(diǎn),叫做物體的重心,當(dāng)一個(gè)物體的幾何形狀及質(zhì)量分布不發(fā)生改變時(shí),它的重心位置相對(duì)物體來說也是確定的,并不隨物體放置的位置改變而改變.但如果形狀發(fā)生了變化,其重心位置一般也將發(fā)生改變,如一個(gè)人在運(yùn)動(dòng)時(shí)其重心位置就會(huì)不斷發(fā)生變化.
分布均勻,形狀規(guī)則的物體其重心在其幾何中心,如球形,正方體,圓柱體等.
重心的位置不一定都在物體上,例如一個(gè)圓環(huán)其重心就不在環(huán)上,而在圓心上.
對(duì)于不規(guī)則的物體,其重心可以采用懸掛法來確定.
師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)
1.觀察手中的物體離開手后自由下落,向上拋出的物體速度越來越慢最后改變方向自由下落,通過分析這些現(xiàn)象得出重力的概念.
2.通過實(shí)驗(yàn)得出重力與質(zhì)量的關(guān)系
3.通過觀察、分析、討論認(rèn)識(shí)重力的方向是豎直向下的.
4.小實(shí)驗(yàn),確定重心的位置.
課時(shí)安排1課時(shí)
教具學(xué)具準(zhǔn)備重垂線、彈簧秤、鉤碼
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
(一)導(dǎo)入新課
實(shí)驗(yàn)一:教師將小球放在手中,松開手,請(qǐng)同學(xué)們觀察松開手以后小球如何運(yùn)動(dòng)?它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變了沒有?為什么會(huì)發(fā)生這些現(xiàn)象?
教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反復(fù)幾次,然后請(qǐng)同學(xué)回答上述問題.
小球下落,它的速度越來越快,它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化.由于力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),可見小球受到了力的作用.
在教師的引導(dǎo)下,由學(xué)生回答出“力的方向是向下的.”
實(shí)驗(yàn)二:教師向上拋出一個(gè)小球,請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察小球整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的情況.
教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反復(fù)幾次,請(qǐng)同學(xué)敘述觀察到的現(xiàn)象.
提問:為什么小球在拋出以后運(yùn)動(dòng)的速度越來越慢,為什么小球會(huì)改變運(yùn)動(dòng)方向?
在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上指出:以上現(xiàn)象都說明小球受到了一個(gè)向下的力,一個(gè)物體受到力的作用,一定有另外的物體對(duì)它施加這種作用.拋出小球以后、小球向上運(yùn)動(dòng),速度越來越慢.上升到一定高度改變運(yùn)動(dòng)方向,向下運(yùn)動(dòng),而且速度越來越快.產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是由于小球受到了地球的吸引而受到了力.這個(gè)力我們叫它重力.
(二)新課教學(xué)
1.重力的方向
老師:放在講桌上的粉筆盒、板擦,同學(xué)們課桌上放的書、鉛筆盒,以及桌子、椅子,包括我們自己在內(nèi)受不受重力?
[學(xué)生]都受到重力.
[老師]重力的施力物體是誰?
[學(xué)生]是地球.
[老師]在地面附近有沒有不受重力的物體?
[學(xué)生]沒有.
[老師]請(qǐng)同學(xué)們看一下,在鐵架臺(tái)的橫桿上用線掛著幾個(gè)物體,有重錘、有砝碼.懸掛物體的線自由下垂的方向,剛才我們看到的小球自由落下的方向,一致不一致?
[學(xué)生]這些方向都是一樣的.
我們把這個(gè)方向叫豎直向下,所以重力的方向是豎直向下的.
2.重力的大小
日常生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們,重力是有大小的,這里有兩個(gè)金屬球,一個(gè)大一個(gè)小,我們請(qǐng)一位同學(xué)到前面來把這兩個(gè)金屬球放在手心感覺一下.
請(qǐng)一位同學(xué)到前邊來拿起金屬球.
[老師]這兩個(gè)金屬球哪個(gè)質(zhì)量大?
[學(xué)生]大金屬球.
[老師]根據(jù)你日常生活中的經(jīng)驗(yàn),哪個(gè)金屬球的重力大?
[學(xué)生]大球.
[老師]金屬球的重力和它的質(zhì)量是什么關(guān)系?
[學(xué)生]質(zhì)量越大的金屬球,它的重力也越大.
[老師]回答的很對(duì),但這只是一個(gè)定性的結(jié)論,下面我們定量的研究這個(gè)問題.在研究這個(gè)問題之前我們先要明確一下,物體所受重力的大小可以用彈簧秤來測(cè)量,(把大小兩個(gè)金屬球用膠條固定兩根小線,并掛在兩個(gè)彈簧秤上)大金屬球彈簧秤示數(shù)大,掛小金屬球的彈簧秤示數(shù)小,彈簧秤的讀數(shù)就等于物體的重力.我們每個(gè)同學(xué)的課桌上有一個(gè)彈簧秤和3個(gè)100g的鉤碼,請(qǐng)同學(xué)們分別測(cè)出100g、200g、300g的鉤碼所受的重力,并計(jì)算出重力跟質(zhì)量的比值,把測(cè)量值和計(jì)算結(jié)果填在教材P96的表格中.下面開始實(shí)驗(yàn).
實(shí)驗(yàn)過程中教師在同學(xué)中巡視,進(jìn)行指導(dǎo),了解實(shí)驗(yàn)情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后請(qǐng)同學(xué)說出自己測(cè)出的三次重力值和物體的重力與它的質(zhì)量的比值,將學(xué)生測(cè)得的值寫在黑板上.由于彈簧秤不十分精確以及測(cè)量中不可避免的誤差,計(jì)算出的比值不會(huì)正好等于9.8N/kg.應(yīng)要求學(xué)生實(shí)事求是的說出自己的測(cè)量值,教師引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)值不準(zhǔn)確的原因.
大量的實(shí)驗(yàn)和我們?nèi)粘I钪械慕?jīng)驗(yàn)都告訴我們,質(zhì)量增大幾倍,重力也增大幾倍、物體的重力與質(zhì)量成正比,它們的比值是9.8N/kg,如果用G表示重力,m表示質(zhì)量,g表示9.8N/kg,那么重力與質(zhì)量的關(guān)系可以寫成如下表達(dá)式.
請(qǐng)同學(xué)考慮一下g=9.8N/kg,它的物理意義是什么?
質(zhì)量是1kg的物體,受到的重力是9.8N.(這個(gè)結(jié)論如果學(xué)生一時(shí)說不出,教師應(yīng)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析逐步進(jìn)行引導(dǎo))
利用這個(gè)公式,我們可以已知質(zhì)量計(jì)算出物體的重力,也可以已知重力求出物體的質(zhì)
量.但計(jì)算中要注意質(zhì)量的單位用千克,計(jì)算出重力的單位是牛.下面請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算一下,質(zhì)量是450g的物體重力是多少?
學(xué)生練習(xí),教師巡視,練習(xí)結(jié)束后請(qǐng)學(xué)生說出計(jì)算過程,教師將學(xué)生回答內(nèi)容寫在黑板上,最后形成正確解題過程的板書.
例題質(zhì)量是450g的物體受到的重力是多少?
已知
求G=?
解
答物體受到的重力是4.41N.
4.重心
請(qǐng)同學(xué)們把直尺、鋼筆、鉛筆放在手指上并且讓它們能靜止不動(dòng).
學(xué)生進(jìn)行小實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后教師提問.
是不是隨便怎么放,直尺、鋼筆等物品都可以在手指上靜止不動(dòng).
不是,對(duì)每一樣?xùn)|西總是有一個(gè)固定的位置.
這個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴我們,物體受到的重力可以看成集中在一個(gè)點(diǎn)上,如果這個(gè)點(diǎn)正好在手指中間的位置,物體就可以不掉下來,這點(diǎn)是重力在物體上的作用點(diǎn),我們叫它重心.
老師:剛才實(shí)驗(yàn)中同學(xué)們是否注意到,直尺重心的位置與鋼筆、圓珠筆等物體重心的位置有什么不同,沒注意的同學(xué)可以再試一下.
[學(xué)生]直尺重心的位置正好在中間的位置,鋼筆、圓珠筆就不在中間.
[老師]同學(xué)們觀察的很好,這說明物體重心的位置與物體的形狀,材料是否均勻有關(guān).
外形規(guī)則,密度均勻的物體的重心就在它的幾何中心,如球心、圓心、正方形對(duì)角線的交點(diǎn).
現(xiàn)在同學(xué)們的課桌上都有兩塊不規(guī)則的紙板,大家能不能想一個(gè)辦法,迅速、準(zhǔn)確的找到它重心的位置.
組織學(xué)生討論,最后引導(dǎo)大家利用重力的方向豎直向下這一物理規(guī)律,利用幾何中兩條
直線相交確定一個(gè)點(diǎn)的數(shù)學(xué)規(guī)律歸納出用吊線法來確定不規(guī)則物體重心的位置.
(三)總結(jié)、擴(kuò)展
今天我們研究了重力,實(shí)際研究了兩個(gè)問題,首先,我們研究了什么是重力,重力的概念比較復(fù)雜,初中只能作一般的了解.17世紀(jì)末,英國科學(xué)家牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn),任何兩個(gè)物體之間都存在引力,引力的大小與兩個(gè)物體質(zhì)量的乘積成正比,與它們之間距離的平方成反比,這個(gè)引力稱之為萬有引力,地球與物體之間的萬有引力就是一般我們所說的地球引力,但是一般地說重力并不等于地球引力,所以我們的教材中在講重力時(shí)只說“物體由于地球吸引而受到的力叫做重力”,并沒講重力就是地球的吸引力,也沒有給出重力的定義.由于這個(gè)問題比較復(fù)雜,今后到高中還要作進(jìn)一步研究.今天研究的第二個(gè)問題是重力的三要素,即重力大小的計(jì)算、重力的方向、重力的作用點(diǎn).這三個(gè)問題對(duì)于今后學(xué)習(xí)物理十分重要,因此一定要掌握.
探究活動(dòng)
登月報(bào)告
【課題】關(guān)于失重的資料和登月資料
【組織形式】個(gè)人或自由結(jié)組
【活動(dòng)流程】
制訂子課題;制訂查閱和查找方式;收集相關(guān)的材料;分析材料并得出一些結(jié)論;評(píng)估;交流與合作.
【參考方案】查找有關(guān)登月的資料和失重的資料.
【備注】1、網(wǎng)上查找的資料要有學(xué)習(xí)的過程記錄.
2、和其他成員交流,發(fā)現(xiàn)共性和差異.
3、發(fā)現(xiàn)新問題.
重力的應(yīng)用與克服
【課題】探究人類應(yīng)用重力知識(shí)與克服重力影響的實(shí)例
【組織形式】個(gè)人或自由結(jié)組
【活動(dòng)流程】
制訂子課題;制訂查閱和查找方式;收集相關(guān)的材料;分析材料并得出一些結(jié)論;評(píng)估;交流與合作.
【參考方案】查找有關(guān)航空航天新技術(shù)的資料和建筑方面的資料.
【備注】1、網(wǎng)上查找的資料要有學(xué)習(xí)的過程記錄.
一、知識(shí)目標(biāo)
1.理解動(dòng)量的概念,知道動(dòng)量的定義,知道動(dòng)量是矢量。
2、理解沖量的概念,知道沖量的定義,知道沖量是標(biāo)量。
3、知道動(dòng)量的變化也是矢量,會(huì)正確計(jì)算一維的動(dòng)量變化
二、能力目標(biāo)
1、會(huì)計(jì)算力的沖量和物體的動(dòng)量。
2、會(huì)計(jì)算一維情況下動(dòng)量的變化。
三、德育目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力,建立正確的認(rèn)識(shí)論的方法論。
四、教學(xué)重點(diǎn)
1、沖量和動(dòng)量的概念;
2、沖量和動(dòng)量的正確計(jì)算。
五、教學(xué)難點(diǎn)
1、對(duì)沖量和動(dòng)量概念的理解;
2、動(dòng)量變化的計(jì)算。
六、教學(xué)方法
1、通過舉例、推導(dǎo)、歸納,講解綜合教法得到?jīng)_量和動(dòng)量的概念。
2、通過例題的分析,使學(xué)生學(xué)會(huì)求解物體動(dòng)量的變化。
教學(xué)過程
一、導(dǎo)入新課
前面幾章我們主要應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律研究了物體的運(yùn)動(dòng),但對(duì)于有些物體的運(yùn)用直接應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律就發(fā)生了困難。(請(qǐng)同學(xué)們觀看錄像片資料中的碰撞、爆炸、打擊、反沖等問題)同學(xué)們分析一下這幾類問題有什么共同特點(diǎn)?
學(xué)生回答后教師小結(jié):同學(xué)們回答得很好。這幾類問題中物體間作用時(shí)間都很短,作用力很大,而且作用力隨時(shí)間都在不斷地變化,并用變化規(guī)律很難確定。因些直接應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律就發(fā)生了困難。物理學(xué)家在研究這些問題時(shí),引入了動(dòng)量的概念研究了與動(dòng)量有關(guān)的規(guī)律,確立了動(dòng)量守恒定律。就用有關(guān)動(dòng)量的知識(shí),這些問題就容易解決了。這一節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)第一節(jié)—沖量和動(dòng)量。(出示課題)
二、新課教學(xué)
(一)沖量
1、用多媒體出示下列問題:
一個(gè)靜止的質(zhì)量m=2kg的物體受到F=10N的水平恒力作用,問:
1、經(jīng)過時(shí)間t=4s物體的速度v變?yōu)槎啻螅浚╲=20m/s)
2、如果要使此物體的速度從靜止開始在t´=1s的時(shí)間內(nèi)速度達(dá)到v,則應(yīng)將作用力變?yōu)槎啻螅?F=40N)
學(xué)生給出答案后,詢問解題方法。
解:物體在力F的作用下得到的加速度為a=;經(jīng)時(shí)間t,據(jù)v=at=t。
3、拓展分析
把v=t。整理可得Ft=mv,
由此我們得到:對(duì)于一個(gè)原來靜止的物體(v0=0,m一定),要使它獲得一定的速度,你可采用哪些方法?
學(xué)生答:a、可以用較大的力作用較短的時(shí)間;b、可以用較小的力作用較長(zhǎng)的時(shí)間。
教師:對(duì)于一個(gè)原來靜止的物體,只要作用力F和作用時(shí)間t和乘積Ft相同,這個(gè)物體就獲得相同的速度。也就是說:對(duì)一定質(zhì)量的物體,力所產(chǎn)生的改變物體速度的效果,是由Ft這個(gè)物理量決定的,那么Ft這個(gè)物理量叫什么?它有什么特點(diǎn)呢?
4、沖量
(1)沖量的定義:力F和力的作用時(shí)間t的乘積Ft叫做力的沖量,通常用符號(hào)I表示沖量。
(2)定義式:I=Ft
(3)單位:沖量的國際單位是牛·秒(N·s)
(4)沖量是矢量,它的方向是由力的方向決定的,如果力的方向在作用時(shí)間內(nèi)不變,沖量的方向就跟力的方向相同。如果力的方向在不斷變化,如繩子拉物體做圓周運(yùn)動(dòng),則繩的拉力在時(shí)間t內(nèi)的沖量,就不能說是力的方向就是沖量的方向。對(duì)于方向不斷變化的力的沖量,其方向可以通過動(dòng)量變化的方向間接得出。學(xué)習(xí)過動(dòng)量定理后,自然也就會(huì)明白了。
5、沖量的計(jì)算:沖量是表示物體在力的作用下經(jīng)歷一段時(shí)間的累積的物理量,因此,力對(duì)物體有沖量作用必須具備力F和該力作用下的時(shí)間t兩個(gè)條件。換句話說:只要有力并有作用一段時(shí)間,那么該力對(duì)物體就有沖量作用,可見,沖量是個(gè)過程量。
6、鞏固訓(xùn)練:
以初速度豎直向上拋出一物體,空氣阻力不可忽略。關(guān)于物體受到的
沖量,以下說法正確的是:()
A、物體上升階段和下落階段受到的重力的沖量方向相反;
B、物體上升階段和下落階段受到空氣阻力沖量的方向相反;
C、物體在下落階段受到重力的沖量大于上升階段受到重力的沖量;
D、物體從拋出到返回拋出點(diǎn),所受各力沖量的總和方向向下。
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1.知道電功率及其單位.
2.理解額定功率.
能力目標(biāo)
了解從能量分析入手去認(rèn)識(shí)物理規(guī)律是物理學(xué)的重要研究方法.
情感目標(biāo)
使學(xué)生獲得解決實(shí)際用電的初步知識(shí).
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)教材從比較在相等時(shí)間內(nèi)做功的多少引入電功率的概念,再根據(jù)電功率的定義和電功公式導(dǎo)出電功率的計(jì)算公式,給出電功率的單位.然后從電功率的單位引出電功的單位千瓦時(shí),說明1度就是1千瓦時(shí).為幫助學(xué)生理解額定功率教材安排了小燈泡在不同電壓下工作的演示,教材還介紹了不同用電器的兩個(gè)重要指標(biāo),額定電壓、額定電功率,以使學(xué)生對(duì)常見用電器設(shè)備的功率有所了解.
1.重點(diǎn):掌握電功率的概念、公式及其應(yīng)用.
2.難點(diǎn):實(shí)際功率的概念、額定功率和實(shí)際功率的區(qū)別.
3.疑點(diǎn):燈泡的亮度決定于什么?
教法建議
本節(jié)教材包括電功率和用電器額定功率兩塊內(nèi)容.教師可以利用前面學(xué)生學(xué)過的功率的知識(shí)和研究方法,突出比較做功快慢的方法:比較單位時(shí)間內(nèi)用電器做功的多少.在講解電功率的公式時(shí),注意強(qiáng)調(diào)公式中的各量的對(duì)應(yīng)關(guān)系,是同一段電路中的各量.不易同時(shí)給出電功率的導(dǎo)出公式,使學(xué)生感覺公式多不易掌握.額定功率和實(shí)際功率的區(qū)別學(xué)生不易做到,教師要通過實(shí)驗(yàn)講清對(duì)一個(gè)用電器額定功率和額定電壓只有一個(gè),而實(shí)際電壓和實(shí)際功率有很多.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
重難點(diǎn):重點(diǎn)是電功率的概念和單位,難點(diǎn)是額定功率.
教學(xué)過程:
一.引入新課
方案一:復(fù)習(xí)功率概念引入電流做功有快慢的問題,然后可以舉出一些實(shí)例如:電力機(jī)車每秒做功400多萬焦,公共電車的電機(jī)每秒做功6萬焦,洗衣機(jī)的電機(jī)每秒做功100多焦,而小收錄機(jī)的電機(jī)每秒做功幾焦.再舉出時(shí)間不同做功不同的實(shí)例,問學(xué)生如何比較做功快慢,引出電功率的定義.
方案二:分析類比建立電功率的概念:可用幻燈片設(shè)計(jì)一組問題:1)怎樣比較運(yùn)動(dòng)快慢?2)這樣比較力對(duì)物體做功快慢?3)這樣比較電流做功快慢?引出電功率的概念.
二、電功率:
電功率的概念要講清:電流做功快,電功率就大;電流做功慢,電功率就小.電功率的定義公式為P=W/t,電功率的普遍適用公式是P=U·I,比較電功率大小時(shí),要全面考慮到公式中各物理量的關(guān)系,才能確定電功率的大小關(guān)系.例如:在相等的時(shí)間內(nèi),根據(jù)P=W/t,電流做的功越多,電功率就越大.
電功率的單位容易和電功單位千瓦時(shí)混淆,可采用讓學(xué)生計(jì)算1千瓦時(shí)的電功是多少焦,讓學(xué)生體會(huì)千瓦時(shí)的意義.
三、額定功率:
方案一:可以用并進(jìn)式的教學(xué)方法,讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)體會(huì)用電器的工作有正常工作問題,然后引進(jìn)額定功率的概念.學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以設(shè)計(jì)三組,1)是在比額定電壓低的情況下工作;2)是在額定電壓下工作;3)是在比額定電壓高出1/5的情況下工作.
方案二:教師拿出“220V60W”和“220V100W”的燈泡,問將他們串聯(lián)起來,哪盞燈亮?然后做實(shí)驗(yàn),引出額定功率的概念.
例題1、一只額定電壓為220伏特的電熱煮水器,在正常工作時(shí)通電12分鐘,電度表的示數(shù)增加0.1度,問:
這個(gè)電熱煮水器的功率多大?
【分析解答】正常工作的用電器,其實(shí)際電壓應(yīng)等于額定電壓,所以該題中的電熱煮水器的實(shí)際電壓應(yīng)為220伏特,工作12分后,電度表的示數(shù)增加0.1度,即用電0.l度.根據(jù)P=W/t=500瓦
例題2、有兩盞燈連接方式如圖所示,已知電壓U相同并保持不變,兩燈均可發(fā)光,在甲、乙兩圖中比較燈1的亮度是[]
A.甲圖亮B.乙圖亮C.同樣亮D.無法判斷
【分析解答】同一盞燈的亮度與它的實(shí)際功率情況有關(guān),在甲乙兩圖中,燈1的實(shí)際電壓不同,甲圖中的實(shí)際電壓小于乙圖中,所以燈1在甲圖中實(shí)際功率小于乙圖中,所以燈1在乙圖中較亮.B選項(xiàng)正確.
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1.了解光的色散現(xiàn)象.
2.了解透明體的顏色由它能通過的色光的顏色決定;不透明體由于它們對(duì)不同色光的反射和吸收情況不同,所以看上去有不同的顏色.
3.認(rèn)識(shí)三原色,在此基礎(chǔ)上明確顏料的三原色與色光的三原色不同,混合原理不同.
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生觀察生活現(xiàn)象,對(duì)立思考問題,解決問題的能力.
情感目標(biāo)
本節(jié)涉及的生活實(shí)例比較多,在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中,注意培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)美、認(rèn)識(shí)美、創(chuàng)造美的樂觀主義精神,由熱愛生活出發(fā),繼而熱愛科學(xué)探索.
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)是選學(xué)內(nèi)容,教材通過光的散射實(shí)驗(yàn),介紹白光的組成,進(jìn)而由實(shí)驗(yàn)說明透明體和不透明體呈現(xiàn)不同顏色的道理,說明色光混合和顏料的情況.這些知識(shí)在日常生活和科學(xué)技術(shù)中經(jīng)常見到用到,是科學(xué)常識(shí),也是很有趣味的知識(shí).
教法建議
本節(jié)是選學(xué)內(nèi)容,介紹的知識(shí)都是日常生活和科學(xué)技術(shù)中經(jīng)常見到用到的,是科學(xué)常識(shí),有很強(qiáng)的趣味性,可用實(shí)驗(yàn)法將各種光的色散現(xiàn)象展示出來,在日常生活現(xiàn)象的分析上可采用啟發(fā)式教學(xué).為明確顏料的三原色與色光三原色的不同,教師可采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)與討論法相結(jié)合的方式.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
一、新課引入
方案一:教師可向?qū)W生講述牛頓分解色光的小故事,激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.繼而引入新課.
方案二:學(xué)生實(shí)驗(yàn):太陽光通過棱鏡分解成色光.
這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生在小學(xué)自然課中知道,對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),教師可稍加指導(dǎo).在學(xué)生興趣被激起后轉(zhuǎn)入新課教學(xué).
二、新課教學(xué)
1.學(xué)生實(shí)驗(yàn):太陽光分解成的色光經(jīng)棱鏡混合成白光.這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生是生疏的,為保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量,教師在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生注意以下兩點(diǎn):
(1)兩個(gè)棱鏡要靠得很近
(2)承接混合成白色的屏不要離第二個(gè)棱鏡太遠(yuǎn),避免能量損失太大,亮度過弱,看不清楚.
2.物體的顏色教學(xué)應(yīng)分為兩部分.
(1)透明體的顏色
演示太陽光通過棱鏡和紅玻璃在白屏上得到一條紅色光帶,啟發(fā)學(xué)生解釋此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因.如果此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯,可適當(dāng)增加幾塊紅玻璃或多層紅玻璃紙.
再用藍(lán)玻璃重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)步驟,啟發(fā)學(xué)生分析總結(jié)玻璃是藍(lán)色的原因.
總結(jié)學(xué)生的發(fā)言,得出:透明體的顏色是由它能透過的色光的顏色決定的.
(2)不透明體的顏色
演示實(shí)驗(yàn):在白屏上貼一張紅紙,屏上只有被紅光照射的地方是亮的,其他地方是暗的;換用一張綠紙,屏上只有被綠光照射的地方是亮的.
總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:有色的不透明體反射與它顏色相同的光.
3.色光的混合
首先說明彩色電視機(jī)的色彩是利用紅、綠、藍(lán)三種色光合成的.讓三種色光各自所占比例不同,就合成形形的各種色光.
演示實(shí)驗(yàn):用手搖轉(zhuǎn)臺(tái)裝上紅、綠、藍(lán)三色盤進(jìn)行演示.調(diào)整三色比例,旋轉(zhuǎn)時(shí)就看到三色盤呈灰白色.對(duì)于紅、綠色光的混合,可調(diào)整三個(gè)色盤,使其只露出紅色和綠色部分,改變各色比例,旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)觀察到隨著紅、綠比例不同,會(huì)依次出現(xiàn)橙紅、橙、黃和綠黃幾種顏色.各種色光的混合不必都給學(xué)生演示,只演示其中幾個(gè)即可,其余可由學(xué)生在課下完成.
4.顏料的混合
方案一:向?qū)W生展示課本彩圖顏料的三原色,使學(xué)生明確顏料的三原色與色光的三原色不同,混合原理不同.
方案二:由學(xué)生用各種顏色的顏料畫畫,對(duì)比展示顏料的三原色與色光的三原色不同,并指出混合原理不同.
三、課堂總結(jié)
建議由學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)性,討論總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容.教師可在課前準(zhǔn)備好板書演示,配合學(xué)生的總結(jié)發(fā)言.
由于本節(jié)是選學(xué)內(nèi)容,可適當(dāng)創(chuàng)造機(jī)會(huì),發(fā)掘?qū)W生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力.
探究活動(dòng)
【課題】實(shí)驗(yàn)分析光的三原色
【組織形式】學(xué)生活動(dòng)小組
【活動(dòng)流程】
提出問題;猜想與假設(shè);制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù);分析與論證;評(píng)估;交流與合作.
【參考方案】演示太陽光束經(jīng)玻璃棱鏡發(fā)生光的色散實(shí)驗(yàn)、色光合成實(shí)驗(yàn).
【備注】
【內(nèi)容分析】
《汽化和液化》是第四章第三節(jié),通過前兩節(jié)課的學(xué)習(xí),同學(xué)們知道了溫度的概念、溫度計(jì)的正確使用方法,知道了自然界的物質(zhì)通常存在的三種狀態(tài)及什么是熔化、什么是凝固。這些知識(shí)都為這一節(jié)課的學(xué)習(xí)作了充分的準(zhǔn)備。本節(jié)講述汽化和液化的方法及條件,這些內(nèi)容與生產(chǎn)、生活息息相關(guān),充分體現(xiàn)了新的課程標(biāo)準(zhǔn)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”這一發(fā)展理念,本節(jié)“想想做做”3個(gè),科學(xué)探究活動(dòng)1個(gè),“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”1個(gè),“STS”一個(gè),體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)“注重科學(xué)探究,提倡教學(xué)方式多樣化”的主要特點(diǎn)。
【課程目標(biāo)】
·知識(shí)與技能
1.知道什么是汽化、液化,理解液化是汽化的逆過程。
2.了解沸騰現(xiàn)象,知道什么是沸點(diǎn)、沸騰的條件。
3.知道蒸發(fā)可以致冷。
·過程與方法
1.觀察沸騰是液體內(nèi)部和表面同時(shí)發(fā)生的汽化現(xiàn)象。
2.通過探究活動(dòng)了解液體沸騰的溫度特點(diǎn)。
·情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過教學(xué)活動(dòng),激發(fā)學(xué)生的興趣和對(duì)科學(xué)的求知欲望,使學(xué)生樂于探索自然現(xiàn)象,樂于了解日常生活中的物理道理。
【教學(xué)用具】
水槽、塑料口袋、酒精、熱水、燒杯、鐵架臺(tái)、溫度計(jì)、酒精燈、石棉網(wǎng)、紙蓋。
【教學(xué)過程】
一、引入新課
老師用棉紗蘸些酒精或水在黑板是寫幾個(gè)字,不一會(huì)兒,字跡不見了,引起同學(xué)們的思考。
二、進(jìn)行新課
活動(dòng)1:課文里的“想想做做”,教師先演示:用一塑料袋裝一些酒精,把塑料袋放入熱水中,塑料袋鼓了起來。從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,然后讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),學(xué)生清楚看到塑料袋里的酒精不見了,而塑料袋卻馬上鼓起,從熱水中拿出塑料袋,過一會(huì),塑料袋癟了,袋里又有酒精了。這時(shí)學(xué)生自然產(chǎn)生“酒精到哪里去了?”、“為什么塑料袋會(huì)鼓起來?”、“酒精為什么會(huì)失而復(fù)得?”等一系列的疑問,從而引出汽化和液化的概念。
活動(dòng)2:“探究水的沸騰”這個(gè)探究活動(dòng)是本節(jié)的重點(diǎn),采用探究物理問題所經(jīng)常采用的方法:
[提出問題]:我們把水燒開稱為沸騰,請(qǐng)同學(xué)們來說說你所見到的、感受到的沸騰現(xiàn)象?(由于燒開水是我們生活中常做的事,因此同學(xué)們可以說出較多的沸騰時(shí)的現(xiàn)象)
[猜想和假設(shè)]:既然沸騰是日常生活中大家都非常熟悉的現(xiàn)象,讓同學(xué)們相互討論、思考和猜想,教師將學(xué)生提出的問題和猜想列在黑板上,并進(jìn)行歸類。如:水沸騰時(shí)溫度會(huì)上升,停止加熱水不會(huì)沸騰……
[制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]:通過教師給出的器材,同學(xué)們討論、思考,學(xué)會(huì)正確選擇所需要的器材,并能知道其作用:酒精燈(加熱)、加蓋燒杯(盛水、防止熱散失)、鐵架臺(tái)(支撐燒杯)、溫度計(jì)(測(cè)水溫)、石棉網(wǎng)(燒杯受熱均勻)。
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)]:學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)會(huì)了分工合作,如計(jì)時(shí)、觀察氣泡的變化情況、溫度的變化,且溫度計(jì)的使用方法、酒精燈的正確操作在此得到進(jìn)一步的復(fù)習(xí)鞏固,要求同學(xué)們將觀察到的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄在下表中。
時(shí)間/min
溫度/℃
氣泡變
化情況
[分析和論證]:將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,作出溫度隨時(shí)間的變化圖象(如下圖)。
收集同學(xué)們填在表格的數(shù)據(jù),進(jìn)行分析說明,使同學(xué)們較好地了解沸騰的特點(diǎn),知道了沸騰的條件。
[評(píng)估]:讓學(xué)生回顧自己的操作,評(píng)估探究的各個(gè)環(huán)節(jié),你認(rèn)為這些探究還有哪些不足和疏漏的地方,請(qǐng)?zhí)岢鰜恚詈媚苷f出改進(jìn)的措施本實(shí)驗(yàn)使用的學(xué)生溫度計(jì)因?yàn)橘|(zhì)量問題,以及本地的大氣壓影響使測(cè)出水的沸點(diǎn)不是100℃,可結(jié)合小數(shù)據(jù)括號(hào)中的“在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下”作簡(jiǎn)單說明。
[合作與交流]:由于有許多探究活動(dòng)不是一個(gè)人能完成的,需要同學(xué)們之間的相互配合,促使同學(xué)們之間要懂得相互合作,在交流過程不知不覺使同學(xué)們之間形成一種默契配合,關(guān)系融洽的友好氣氛。
活動(dòng)3:“紙鍋燒水”,它的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出乎學(xué)生意料,可以很好地說明由于水的蒸發(fā)吸熱,使紙的溫度低于著火點(diǎn),紙鍋也能夠燒開水。
活動(dòng)4:課文里的“想想做做”,1.把酒精擦在手背上,讓學(xué)生手背感覺到“涼”而親身體驗(yàn)蒸發(fā)吸熱的效果。2.用沾了酒精的棉花包在溫度計(jì)的玻璃泡,并用扇子扇,讓學(xué)生看到溫度的降低而感受到的蒸發(fā)吸熱過程,致使液體和它依附的物體溫度下降,有蒸發(fā)致冷的效果。
活動(dòng)5:再一次重復(fù)活動(dòng),讓學(xué)生觀察什么是液化,如何使氣體液化,體會(huì)液化的一種途徑──溫度“降到足夠低”的含義,而利用壓縮體積進(jìn)行液化這種方式學(xué)生不熟悉,可以舉液化石油氣的例子,還可以讓學(xué)生自己找例子。
活動(dòng)6:指導(dǎo)學(xué)生閱讀“STS電冰箱”的內(nèi)容,讓學(xué)生逐步習(xí)慣用所學(xué)的知識(shí)認(rèn)識(shí)生活,解釋實(shí)際問題,利用已有的知識(shí)去學(xué)習(xí)和掌握新的知識(shí),注意科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的關(guān)系。
本節(jié)教學(xué)后感
一、三維目標(biāo)
·知識(shí)與技能
1.知道溫度的概念,能說出生活和自然環(huán)境中常見得溫度值。能用溫度術(shù)語描述生活中的“熱”現(xiàn)象。
2.了解體溫計(jì)的工作原理,熟悉使用溫度計(jì)的過程,掌握它的使用方法,并學(xué)會(huì)攝氏溫度的讀法和寫法。
3.知道溫度的常用單位和國際單位制中的單位。
·過程與方法
養(yǎng)成使用儀器和探究其物理原理的好習(xí)慣,體驗(yàn)學(xué)會(huì)使用一種新儀器的愉悅心情。
·情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過探究,使學(xué)生體驗(yàn)探究的過程,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。
2.體會(huì)對(duì)溫度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的必要性,養(yǎng)成采集準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的好習(xí)慣。
3.培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。
4.鼓勵(lì)學(xué)生自己查找資料,培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)的能力。
二、教學(xué)重、難點(diǎn)
1.重點(diǎn)
溫度計(jì)的使用。
2.難點(diǎn)
溫度計(jì)的使用。
三、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)探究法、講授法、討論法、啟發(fā)式教學(xué)法、閱讀法。
四、教學(xué)器材
演示實(shí)驗(yàn)器材:各種溫度計(jì)(各1支)、各種溫度計(jì)掛圖(各1副)、演示溫度計(jì)(1支)、燒杯(3只),分別盛冷水、溫水、開水。
學(xué)生實(shí)驗(yàn):燒杯(2只)盛半杯冷水,一杯熱水、溫度計(jì)(各1只)
輔助教學(xué)資源:多媒體或小黑板。
五、教學(xué)過程
【引入新課】
熱現(xiàn)象是指與物體的冷熱程度有關(guān)的物理現(xiàn)象,例如,大家在小學(xué)自然課中學(xué)過的物體的熱脹冷縮就屬于熱現(xiàn)象。
我們生活中都用哪些詞來形容物體的冷熱程度。(學(xué)生思考探究)
在日常生活中我們常用冷、熱、溫、涼、燙等有限的形容詞來形容物體的冷熱程度。這樣是否就能準(zhǔn)確區(qū)分物體的冷熱程度呢?
學(xué)生議論。
教師講述:這樣的形容非常的粗糙。如:開水和燒紅的鐵塊都很燙,但它們燙的程度又有很大的區(qū)別(認(rèn)同所研究的問題)。所以,在物理學(xué)中,為了準(zhǔn)確地描述物體的冷熱程度,我們引入了溫度這一概念。用溫度的數(shù)值比較準(zhǔn)確區(qū)分物體冷熱程度。
【新課教學(xué)】
一、溫度與溫度計(jì)
1.溫度:表示物體的冷熱程度。
在生活與生產(chǎn)中常用攝氏度(℃)作為溫度的單位。
在科學(xué)研究中使用熱力學(xué)溫度,有關(guān)熱力學(xué)的溫度,請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文中“加油站”的內(nèi)容。
2.單位:
①常用單位:攝氏度(℃)
②SI單位:開爾文(K)
3.熱力學(xué)溫度(T)與攝氏溫度(t)的換算關(guān)系:T=273+t
教師講述:溫度與人類生活息息相關(guān),如:地球平均氣溫的升高使人們看到環(huán)境的污染導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”;“SARS”傳播期間,發(fā)病的一個(gè)重要標(biāo)志就是體溫升高;許多食品、藥品的保鮮、保質(zhì)都要在一定的冷藏、冷凍溫度范圍內(nèi);氣溫的變化影響著人們的身體健康,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究的許多都要在一定溫度環(huán)境下進(jìn)行……因此,我們需要了解有關(guān)溫度和溫度測(cè)量的知識(shí)。
教師講述:自然界中的物體,溫度高低相差很懸殊。請(qǐng)大家讀出圖各種物體溫度值,要求大家能說出生活中和自然環(huán)境中常見的溫度值,并能用溫度術(shù)語描述生活中的“熱”現(xiàn)象。
說明:引導(dǎo)學(xué)生參與探討,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。
教師講述:我們對(duì)于溫度高低的判斷往往用皮膚的感覺。現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們來做個(gè)實(shí)驗(yàn)探究。三只燒杯中分別裝有熱水、溫水和冷水,現(xiàn)請(qǐng)一位同學(xué)將左手食指伸入熱水中,右手食指伸入冷水中,停留一段時(shí)間后,將兩個(gè)食指同時(shí)放入溫水中。
說明:一名同學(xué)上前面來操作,同學(xué)們認(rèn)真觀察,比較兩手指的感覺,說明了什么?
教師講述:憑感覺來判斷物體的溫度高低是不可靠的,要準(zhǔn)確地判斷就必須進(jìn)行測(cè)量,要進(jìn)行測(cè)量就要選擇科學(xué)的測(cè)量工具—溫度計(jì)。
二、測(cè)量工具──溫度計(jì)
教師講述:前面的學(xué)習(xí)中,我們已經(jīng)使用溫度計(jì)測(cè)量過溫度。今天我們繼續(xù)學(xué)習(xí)一些溫度計(jì)的原理和使用方法。
教師出示常用溫度計(jì)(實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)、寒暑表、體溫表)實(shí)物掛圖讓學(xué)生觀察,并讓用手捏住溫度計(jì)使它升溫,放手使之降溫,引導(dǎo)同學(xué)們思考溫度計(jì)的原理。
提問:溫度計(jì)中液體上升和下降跟溫度的變化有什么關(guān)系?為什么有這樣的關(guān)系?
學(xué)生討論、交流后并回答,老師給予適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評(píng)和引導(dǎo)。
學(xué)生意見統(tǒng)一后,教師予以概括總結(jié)并用板書。
1.液體溫度計(jì)的工作原理:根據(jù)()液體的熱脹冷縮原理制成的。
提問:前面我們已經(jīng)觀察過溫度計(jì)的實(shí)物和掛圖,都知道溫度計(jì)上都標(biāo)有刻度,你們知道溫度計(jì)是怎樣刻度的嗎?
(引導(dǎo)學(xué)生找到溫度計(jì)刻度的方法)
學(xué)生討論、交流,教師作適當(dāng)?shù)膯l(fā):冰水混合物的溫度為多少?一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度為多少?
學(xué)生討論后回答。
冰水混合物的溫度為0℃,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度100℃。
講述:攝氏溫度就把冰水混合物的溫度規(guī)定為0℃,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度規(guī)定為100℃。
教師進(jìn)一步提出問:1℃如何刻度呢?
學(xué)生思考,討論,形成正確的觀點(diǎn)后匯報(bào),在0℃到100℃之間分成100等份,每一份就是1℃。
教師板書
2.?dāng)z氏溫度的規(guī)定
冰水混合物的溫度規(guī)定為0℃,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下沸水的溫度規(guī)定為100℃,在0℃到100℃之間分成100等份,每一份就是1℃。
教師向?qū)W生介紹桌上的溫度計(jì)是常用的溫度計(jì),分別是實(shí)驗(yàn)室用的溫度計(jì)、寒暑表、體溫表。
教師讓學(xué)生再仔細(xì)看一看桌上實(shí)驗(yàn)室用的溫度計(jì)、寒暑表、體溫計(jì)的量程有何不同,想想溫度計(jì)中的液體有何不同。
(提示:常用溫度計(jì)的測(cè)溫物質(zhì)應(yīng)處于液態(tài),才能正常使用。根據(jù)用途不同,實(shí)驗(yàn)室用的溫度計(jì)、寒暑表、體溫計(jì)的量程不同。參考值:實(shí)驗(yàn)室用的溫度計(jì):-20℃~110C;寒暑表:-20℃~50℃;體溫計(jì):35℃~42℃;固態(tài)汞熔點(diǎn):-39℃;液態(tài)汞沸點(diǎn):357℃;固態(tài)煤油熔點(diǎn):低于-30℃;液態(tài)煤油沸點(diǎn):150℃;固態(tài)酒精熔點(diǎn):-117℃;液態(tài)酒精沸點(diǎn):78℃。)
工作液體的選擇原則:一是液體存在的溫度范圍要寬,即凝固點(diǎn)要低,沸點(diǎn)要高;二是液體的膨脹系數(shù)要大;三是液體要純凈,不沾污玻璃,不侵潤(rùn)玻璃。
3.常用溫度計(jì)的種類:
(1)實(shí)驗(yàn)室溫度計(jì)
(2)寒暑表
(3)體溫表
①特殊結(jié)構(gòu):縮口
教師講述體溫計(jì)盛水銀的玻璃泡上方有一段做得非常細(xì)的縮口,測(cè)體溫時(shí)水銀膨脹能通過縮口回升到上面玻璃管里,讀體溫計(jì)時(shí)體溫計(jì)離開人體,水銀變冷收縮,水銀柱來不及退回玻璃泡,就在縮口處斷開,仍然指示原來的溫度。所以體溫計(jì)離開人體后還能表示人體的溫度。要使已經(jīng)升上去的水銀再回到玻璃泡里,可以拿著體溫計(jì)上端用力向下甩(不是體溫計(jì)的普通溫度計(jì)不能甩)。
②液體—水銀量程:35℃~42℃分度值:0.1℃
體溫度計(jì)的使用規(guī)則:
①不能用常用溫度計(jì)直接測(cè)量火焰的溫度,原因之一是火焰的溫度超過了常用溫度計(jì)的測(cè)量范圍,另外火焰還可能使玻璃熔化或使溫度計(jì)中的液體沸騰;
②寒暑表的測(cè)量范圍的上限不會(huì)超過50℃,而沸騰的
水面上,水蒸氣的溫度會(huì)達(dá)到近100℃,所以不能用寒暑表測(cè)量沸水及沸水面上的溫度;
[NextPage]
③測(cè)量液體溫度時(shí),如果溫度計(jì)的玻璃泡沒有放在液體的中間部分,而是靠在了容器的側(cè)壁,而側(cè)壁因液體與外界發(fā)生熱傳遞,其溫度會(huì)低于或高于液體平均溫度,使測(cè)量不準(zhǔn)確。容器的底部也會(huì)因?yàn)榧訜幔瑴囟雀哂谥虚g部位的液體溫度。所以,應(yīng)該將溫度計(jì)的玻璃泡放在液體的中間部位進(jìn)行測(cè)量。
請(qǐng)同學(xué)們?cè)诰C合第十一章有關(guān)溫度計(jì)使用注意事項(xiàng),總結(jié)如何正確使用常用溫度計(jì)。教師予以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。
說明:組織學(xué)生分組討論、交流,怎樣正確使用溫度計(jì),正確的予以肯定。
學(xué)生意見統(tǒng)一后,教師予以概括總結(jié)并用投影出示。(小黑板展示)
4.液體溫度計(jì)的正確使用
(1)使用溫度計(jì)前:①選擇量程合格的溫度計(jì),若待測(cè)溫度高于溫度計(jì)的最高溫度,溫度計(jì)會(huì)脹破;若待測(cè)溫度低于溫度計(jì)的最低溫度,則測(cè)不出溫度值。②認(rèn)清溫度計(jì)的分度值,以便測(cè)量時(shí)能準(zhǔn)確讀數(shù)。③確定零刻線。
(2)使用溫度計(jì)時(shí):①應(yīng)將溫度計(jì)的玻璃泡全部浸入被測(cè)液體中,不能碰到容器底和容器壁。②溫度計(jì)的玻璃泡浸入待測(cè)液體中要稍候一會(huì)兒,待示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)。③讀數(shù)時(shí)玻璃泡不能離開被測(cè)液體,否則示數(shù)會(huì)降低。同時(shí),視線要與溫度計(jì)中液柱的上表面相平,若斜視會(huì)產(chǎn)生誤差。
學(xué)生實(shí)驗(yàn):測(cè)出半杯冷水的溫度,并不斷向冷水中加熱水后分別測(cè)出其溫度的情況。
教師巡視并予以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。
教師講述:溫度計(jì)的種類很多,下面再向大家介紹幾種溫度計(jì)。
數(shù)字式溫度計(jì):根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)電性與溫度的關(guān)系制成。感溫元件將所測(cè)溫度變化而發(fā)生變化,通過數(shù)字電路在液晶顯示屏上顯示溫度值。
雙金屬片溫度計(jì):雙金屬溫度計(jì)是由兩種不同膨脹系數(shù)彼此牢固結(jié)合的金屬作為感溫組件的溫度計(jì)。感溫組件隨溫度變化而發(fā)生形變,其自由端帶動(dòng)指針旋轉(zhuǎn),從而測(cè)得被測(cè)介質(zhì)的溫度,并直接通過表盤顯示。
彩色溫度表:根據(jù)高溫物體的顏色與溫度的關(guān)系用對(duì)照的方法估測(cè)出物體的溫度。
告訴學(xué)生除了書上介紹的溫度溫度計(jì)外,在生產(chǎn)和科研中用到的溫度還有很多種,例如:
氣體溫度計(jì)(gasthermometer)利用氣體在體積不變時(shí)壓強(qiáng)隨溫度變化的規(guī)律,或壓強(qiáng)不變時(shí)體積隨溫度變化的規(guī)律制成的溫度計(jì)。前者稱為定容溫度計(jì),后者稱為定壓溫度計(jì)。常用的氣體有氫、氦、氮、氖、氧和空氣等。用接近理想氣體的氫氣(或氦氣)制成的溫度計(jì)精確度高,且測(cè)量范圍較廣,所以常用于精密測(cè)量。
輻射高溫計(jì)(radiationpyrometer)利用高溫物體的熱輻射來測(cè)量其溫度的一種高溫測(cè)量?jī)x器。這種溫度計(jì)可以不直接和被測(cè)物體接觸而在遠(yuǎn)距離測(cè)量,所以可以用來測(cè)量星體溫度。輻射高溫計(jì)實(shí)際測(cè)量范圍約為500~1600℃。
光測(cè)高溫計(jì)(opticalpyrometer)利用熾熱物體發(fā)的光測(cè)量其溫度的一種高溫測(cè)量?jī)x器。
【課堂小結(jié)】
【鞏固練習(xí)】
1.溫度是表示物體_____的物理量,生活與生產(chǎn)中溫度的常用單位是_____。
2.常用溫度計(jì)是利用液體的____的原理工作的,使用溫度計(jì)測(cè)量液體的溫度時(shí),溫度計(jì)的玻璃泡要全部浸入液體中,不要碰到_____;被測(cè)溫度不要超過溫度計(jì)的_______;讀數(shù)時(shí)玻璃泡要繼續(xù)留在被測(cè)液體中,視線與溫度計(jì)中液柱上表面_____。
3.讀出圖中,2時(shí)、8時(shí)、14時(shí)、20時(shí)這四上時(shí)刻的氣溫。
2時(shí)_________℃
8時(shí)_________℃
14時(shí)________℃
20時(shí)________℃
4.用體溫表測(cè)得某人的體溫是38.5℃,用后沒有甩過就又接著測(cè)第二個(gè)人,示數(shù)可能會(huì)怎么樣?
【布置作業(yè)】