高一物理超重与失重教学设计 新课标 豫教版 必修1Word文件下载.docx
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与价值观
激发学生对科学的兴趣和热情,使他们了解一些我国航天技术的成就。
在自主实验和逐步探究的学习过程中,培养细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。
教学媒体运用
1.体重计、纸带、重锤、底部侧面开有小孔的塑料瓶(大号可乐瓶)、红墨水、水桶、水、白报纸。
2.计算机、数字展台、投影仪。
3.视频录像剪接。
PPT教学演示课件
教学程序设计
程序
教师活动
学生活动
教学资源
创
设
情
境
引
入
新
课
【引导学生做实验1】用纸带挂上重锤,然后迅速上提。
【引导学生思考】纸带既然能够承受重锤的重力,怎么会断呢?
学生实验1:
用纸带挂上重锤,然后迅速上提。
观察现象:
纸带断了。
学生思考:
纸带为什么会断?
每位学生一组:
重锤、纸带。
【引导学生做实验2】某位学生称体重,在秤上蹲下和站起。
用数字展台摄像头对准体重秤的读数面板投影到大屏幕。
【引导学生思考】难道该学生的体重发生了改变?
学生实验2:
某位学生称体重,在秤上蹲下和站起。
发生变化。
秤的示数为什么会变化?
体重秤、数字展台。
由以上两个学生实验引出课题“超重和失重”
【板书】超重和失重
教
学
问题提出
从实验出发,围绕着超重和失重,引导学生讨论并提出问题。
师生共同归纳整理提出的问题:
1.什么是超重(失重)现象?
2.什么情况下会出现超重(失重)现象?
3.为什么会出现超重(失重)现象?
学生讨论并提出问题。
解决问题1:
什么是超重(失重)现象?
引导学生一起分析实验1和实验2的现象。
教师归纳:
纸带的拉力大于重锤的重力以及人对秤的压力大于人的体重,这些都是超重现象。
【板书】超重F拉(或F压)>
G
要求学生阅读课本关于什么是超重和失重现象的文字描述。
要求学生分析实验2中的失重现象。
【板书】失重F拉(或F压)<
师生共同分析实验现象:
1.纸带断了说明重锤对纸带的拉力增大了,大于重锤的重力。
2.体重计的示数表示的是人对秤的压力,秤的示数增大表示人对秤的压力大于人的体重。
学生阅读课本关于什么是超重和失重现象的文字描述。
学生指出实验中的失重现象:
秤的示数减小表示人对秤的压力小于人的体重。
解决问题2:
什么情况下会出现超重(失重)现象?
实验探究:
向上的运动就一定产生超重,向下的运动就一定产生失重吗?
【引导学生做实验3】站在体重秤上,仔细观察,体重秤的示数如何变化,并描述观察到的实验现象。
用数字展台摄像头对准体重秤的读数面板投影到大屏幕,引导学生注意观察:
①静止时秤的示数;
②下蹲过程中秤的示数的变化;
③站起过程中秤的示数的变化。
师生共同分析,上述实验现象说明:
出现超重还是失重现象并不是取决于速度的方向。
学生实验3:
站在健康秤上,仔细观察下蹲过程和站起过程中,体重秤的示数如何变化。
描述观察到的实验现象:
上升过程中有超重和失重,下降过程中也有超重和失重。
【引导学生讨论】出现超重还是失重现象究竟取决于什么因素呢?
【提示1】上升过程可以分为哪两个阶段?
(初速为零,末速为零,中间速度不为零)
【提示2】比较超重现象所对应的两种运动情况在本质上有什么共同点?
综合学生分析,做出示意图如下。
【板书】超重a向上
失重a向下
结合称体重实验时的体验和感受,学生进一步分析物体在上升过程中运动情况是怎样发生变化的?
小组代表交流分析结果:
①物体上升过程可分为两个阶段:
加速上升、减速上升;
物体下降过程也可分为两个阶段:
加速下降、减速下降。
②当物体加速上升和减速下降时,加速度方向竖直向上;
当物体加速下降和减速上升时加速度方向竖直向下。
出现超重现象时加速度方向向上,出现失重现象时加速度方向向下。
解决问题3:
为什么会出现超重和失重现象?
理论分析:
引导学生运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重现象和失重现象中的物体进行分析。
【分析】在超重和失重现象当中物体实际重力是否发生改变,为什么?
【板书】
超重状态:
F-mg=maF=mg+maF>
mg
失重状态:
mg-F=maF=mg-maF<
可见,在超重和失重现象中,物体实际重力并没有发生改变。
改变的是外界对物体的压力(或拉力),即物体的“视重”发生变化。
学生分析:
1.当物体加速度向上时,受力如下图所示。
由牛顿第二定律得
F-mg=ma
F=mg+ma
F>
出现超重现象。
2.当物体加速度向下时,受力如下图所示。
mg-F=ma
F=mg-ma
F<
出现失重现象。
实践应用
底部开有小孔的装满水的大号可乐瓶(向水中滴几滴红墨水,便于看得更清楚)、水桶。
1.演示实验:
喷水失射现象
用底部侧面开有小孔的装满水的塑料瓶(如可乐瓶)作为演示器材(向水中滴几滴红墨水,便于看得更清楚),演示前先用手堵住小孔。
【演示1】移开手指,水从小孔喷出。
再用手指堵住小孔,水不再喷出。
(下方放一水桶)
【提出问题】如果不堵住小孔,有什么办法可以让瓶中的水不会喷出来?
【演示2】教师站在凳子上高举起瓶子,提醒学生仔细观察,让瓶自由落下的同时移开手指,水会不会喷出?
因瓶子下落时间较短,不易观察,实验时请一名学生配合,拿一张大的白报纸,在靠瓶子开孔一侧展开报纸(但不遮挡全班学生视线),如果瓶子下落时水会喷出,报纸上将有红墨水迹。
【提出问题】如果将瓶子向上抛出,会出现什么情况?
【演示3】让瓶子竖直上抛(尽可能不让瓶子翻转,这样有利于学生观察),在瓶子上升和下落的整个过程中,小孔中都没有水射出。
上述实验现象如何解释?
(让瓶子竖直上抛来演示,一方面较大地延长了可观察的时间,因为瓶子做竖直上抛运动时,在空中的运动时间是同样高度的自由落体运动时间的二倍;
另一方面,实验现象充分说明超重和失重现象只与物体运动的加速度方向有关,而与速度方向无关,这恰恰是学生易犯的错误。
)
学生观察演示。
学生思考,议论,提出方案。
学生观察发现:
瓶自由落下时,水不会流出。
白报纸上没有红墨水迹。
让学生猜想,充分讨论,发表看法。
学生观察,分析、讨论。
当瓶子自由落体或竖直上抛时,瓶中的水处于完全失重状态,就不会流出。
超重和失重现象只与物体运动的加速度方向有关,而与速度方向无关。
2.动手做,拉出夹在书中的纸条。
现在请大家动手做:
裁出5-10根2cm左右宽的纸条,分夹在一本放在桌面上的书中间,并在书上再压一些书或其它重物,把夹在书中的纸条拉出来。
大家发现这样拉不出来,下面请在不翻开书的情况下,用至少两种方法,来完成拉出纸条的实验操作,并说明实验原理。
学生自己动手裁纸条,做实验:
发现要把这些纸条拉出来非常困难。
学生设计方案,想办法拉出纸条。
互相交流、讨论、实验,说明原理。
(在竖直上抛、自由落体等抛体运动中都能轻松完成实验。
学生自己动手裁出5-10根2cm左右的纸条,利用书本做实验。
3.游戏:
比一比看谁能让自己在测力计上的示数最小?
(以小组为单位,选派代表参加比赛)
比赛的规则:
双脚不能离开测力计,手不能撑扶其它物体,没记录完数据不要离开秤。
由游戏中认识完全失重现象
【板书】完全失重a=g(向下)F压=0
学生游戏。
请获胜同学谈感受,并分析比赛取胜的关键因素是什么?
(测力计示数的大小不仅取决于参赛者的质量,更取决于他的加速度。
4.播放宇航员超重失重的视频录象。
视频包含下列片断(总时长3min左右):
片断1:
神舟五号发射升空,杨利伟采用平趟的姿势;
(升空时,航天员身体要承受相当他们自身重力4倍的重量)
片断2:
神舟六号在轨运行,宇航员费俊龙即兴翻两个跟头;
片断3:
记者采访杨利伟时的对话:
宇航员训练时承受的压力要求达8G。
(杨利伟训练时承受的压力达8G,他的质量为63kg,这时他对座椅的压力为多大?
片断4:
国际空间站上宇航员生活和实验工作时场景片断。
在播放过程中,教师进行必要讲解。
学生观看,思考。
视频由下列片断剪接而成(时长3min左右):
小
结
并
布
置
作
业
学生小结:
在超重和失重现象中,物体实际重力并没有发生改变。
物体加速度向上(加速上升或减速下降),F=mg+ma
物体加速度向下(加速下降或减速上升),F=mg-ma
完全失重状态:
a=g(向下)F压=0
作业:
1.课本P130作业;
2.以组为单位,根据课后阅读材料或利用网络资源查阅相关资料,了解超重和失重(完全失重)现象的实际应用,并与其它小组交流学习成果。
流
程
说明:
1.激疑1——什么是超重和失重现象?
激疑2——什么情况下会出现超重和失重现象?
激疑3——为什么会产生超重和失重现象?
2.“实践应用”要求学生运用所学超重、失重的知识解决一些相关实际问题,并通过自主活动和交流体验猜测和验证的科学方法。
教学设计点评
1.本节课突出学生主体特征,在学生原有知识结构的基础上,通过情景、问题、实验、体验、合作、自主、交流等教学元素,注重探究式学习过程,让学生构建关于超重和失重的新知识并注意知识目标的落实,紧扣课程标准要求,达成预定的三维教学目标。
2.注重创设问题情境,激发疑问,有效导学。
课题引入阶段,通过简单器材设计的两个实验,在很短的时间里,有效地激发出贯穿本节课的三个问题,这三个问题的分析和解决便构成了整节课的逻辑主线,从而得以有效实施学习。
3.精心设计实验教学,注重全体学生动手、动脑。
比如,用可乐瓶做喷水失射实验,为了解决瓶子下落时间较短,不易观察的问题,设计时采取教师站在凳子上高举起瓶子、向瓶子中的水滴红墨水、请一名学生配合在靠瓶子开孔一侧展开白报纸等方法,有效地解决了问题,而且更加直观形象。
再比如,关于超重和失重的判断,是以加速度方向还是以速度方向为依据,是学生学习中的一个疑难点,为了突破这个教学难点,设计了两个实验,一个是利用可乐瓶的喷水实验,精妙之处在于做了自由落体时喷水失射演示后,教师做了一个停顿,提出问题:
如果将瓶子向上抛出,会出现什么情况?
让学生猜想、讨论,有不少学生认为将瓶子向上抛出,孔中一定会喷水。
演示的结果和分析使学生对此有了清晰的认识。
另一个是学生动手实验抽分夹在书中的纸条,要求学生至少用两种方法,来完成拉出纸条的实验操作,并说明实验原理。
这样的学生小实验对引导学生解决学习上的疑难点,感受和体会到抽象的概念、难以理解的问题是有办法去克服的,这对学生战胜困难,树立学好物理的信心是极为有益的。
本课中所设计的学生小实验,主要是针对学生学习上的疑难点,设计让学生自己动手动脑,通过自己的努力解决疑难问题,由学生自己来完成小实验比教师演示教学效果会更好。
2019-2020年高一物理运动、空间与时间教学设计新课标豫教版必修1
教学目标
1、通过事例的探究进一步了解机械运动,知道参照系的选择,知道运动与静止的相对性。
2、通过具体例子的探索知道空间位置的描述方法,时间与时刻的区别,建立初步的空间与时间概念。
通过联系实际的探究过程,激发学生的学习兴趣,引导学生用数学方法解决物理问题,培养学生分析、解决物理问题的能力,启迪学生的创造性思维。
情感、态度
通过运动与静止的相对性的引导,培养学生辩证的思想,用坐标方式描述空间和时间以及信息窗引导,培养学生的科学素质。
教学重点
如何描述空间,区分时间与时刻。
教学难点
建立初步的空间与时间概念。
案例设计
本节是普通高中物理新课程的第一节课,在学生物理知识的同时,更应保护学生学习物理的兴趣。
根据课程的设置和学生的实际,本节内容从以下三个方面进行展开。
一、机械运动的探索
教学设想:
由于本部分内容初中有所涉及但不够深入,所以在这部分内容处理上,时间分配少一些,但侧重知识的应用。
通过运动形式的对比引入,剖析大量运动与静止的相对性的生活实例来展开,扩展学生的视野,提高学生物理的兴趣,激励学生自主参与为底韵,通过大量的生活和社会实例,在原认识的基础上进行再认识,应用的建构思想进行教学。
具体操作如下:
1、从学生生活和社会现象分析出发,引出机械运动概念
多媒体展示:
体育运动,生命运动,政治运动,机械运动画面……。
学生识别运动形式,探索机械运动的共同特点---有位置的相对改变,总结出机械运动的规律。
由教师和学生共同对机械运动进行定义、板书,学生再举一些例子。
2、机械运动是相对物体有位置改变的运动,因而选取不同的参照物,同一物体运动状态也就难于确定,进而讲解参照物、参照系,同时举出一些运动的实例,分析其参照系的选取,强调如果没有特别说明就以大地为参照系。
3、引导学生分析同一物体在不同参照系的运动形式的变化,从而让学生理解运动和静止的相对性,并由学生举出大量的生活中的实例,教师适当的补充,
如:
小小排江中流,巍巍青山两岸走;
月亮在云中穿行;
坐地日行八万里等等;
运动电梯中人的运动状态;
行驶的火车中人的静止……
二、教学重点---空间位置的描述
教学设想:
本部分内容主要突破两个方面,一方面学会物体空间位置的描述,培养学生从现实问题中抽象出物理问题的能力;
另一方面如何用数学方法描述空间位置,培养学生用数学的方法解决物理问题的能力。
1、学生用语言描述自己所在的位置(相互讨论)。
2、学生自述自己的空间位置(教师提问、师生互动、生生互动)。
3、学生动手画出自己的空间位置(教师引导,纠正)。
4、师生共同总理、反思描述物理空间位置的方法,以城市中行驶的汽车为例进行规范描述。
5、描述物体空间位置的练习巩固。
6、“信息窗-----全球定位系统“GPS””简介,可让学生自学了解,有条件的学校可让学生上网查询相关信息或做为预习内容来处理,也可以教师讲解。
三、时间的描述
教学实践证明,时间与时刻的问题学生经常碰到,但认识模糊,分辨不清,在“原认识”的主导下,形成了惰性思维,再加上时间与时刻概念抽象,区分起较为困难,因而时间与时刻也是本节的难点所在。
具体处理如下:
1、直接举例讲解时间与时刻的区别。
火车3点10分到站,3点15分开出,在本站停留5分钟,什么是时间?
什么是时刻?
课本p16页神州长5号飞船飞行的一些重要时间和时刻。
2、采用极限法比较说明时间与时刻的关系。
当时间取的不能再短时间就接近于时刻。
3、对比时间、时刻,直线、点之间的相似性。
4、采用图像法直观表达时间与时刻这一抽象问题。
5、利用例题巩固和理解时间与时刻概念。
前三秒,第三秒,第三秒未,第三秒初是时间还是时刻?
6、学习时间的单位、单位换算、测量及其测量仪器简介。
四、复习巩固,课堂练习。
五、知识的延伸,视野的扩张:
结合科技前沿、简单介绍霍金的时间与空间观
(根据不的班级,不同的课的进程,进行适当的介绍)。
教学流程
教师活动
教学环节
教学简要
说明
1、多媒展示体育运动、生命运动、政治运动、机械运动等等。
提问运动的分类?
2、引导分析机械运动的特点?
运动分类引出机械运动,
参照系
1、学生回答问题?
2、学生讨论各种机械运动的共性,总结出机械运动的概念。
以构建的方式,问题的意识,熟习的方法,引入新课
1、引导讨论运动的相对性?
2、结合实际例子进行提问?
运动分析,导
出运动与静止的相对性。
学生举例说明运动与静止的相对性。
这部分内容初中已学,些处侧重例子的分析和辨证思想的渗透。
1、引导学生自己描述自己在教
室内的空间位置。
2、引导探究用数学方法描述上述问题,引导学生从生活实例抽象出物理模型。
物体空间位置的描述
学生探索描述空间位置的方式
学生动手画出物体的空间位置(多例)
着重阐述用数学方法处理物理问题,联系实际,调动学生参与的积极性和主动性。
结合数学地理进行空间位置的平面、立体、动态的描述。
空间位置变化的描述,介绍全球定位系统。
1、学生进行图象,语
言,文字等形式对空间位置进行描述。
2、自学信息窗
打破学科本位,体现各学科的灵活渗透,在应用当中巩固重点和难点。
1、由空间过渡到时间、时刻。
2、提问时间与时刻的区别?
4、采用多种方法描述时间与时刻。
从空间位置
变化引出时刻与时间,并学会描述。
比较时间与时刻,学习各种描述方法
体会空间与点,时间与时刻的转换思想,通过多种方法的描述理解概念。
布置课堂练习,多媒展示课外信息。
复习巩固,
信息扩展
学生动手练习、
动脑思考
学生书写巩固本课内容
最大特色
本节课自始至终,十分关注学生的原认识,每个内容段的处理都遵循建构主义的思想,尊重学生的心里发展特点和认识规律。
案
例
评析
本节内容的教学设计,从内容结构上分成:
机械运动、空间位置的描述、时间的描述三部分来处理。
通过不同形式的运动分类对比引出相对位置改变的一类运动形式,通过生活实例的分析,理解运动与静止的相对性,通过对自身空间位置的抽象、数学方法描述真正的学会描述物体空间位置的方法,通过“时间到时刻的缩成法”、“点、线与时间、时刻的比较法”、图像法、习题法等多种方法的对比,识别时间与时刻,通过信息窗、课内补充内容,课堂内容的建构方式处理,以及学生主体的关注激发了学生学习物理的兴趣。
本节教学设计,不仅关注知识的习得,更关注知识的形成过程,让学生在正确理解知识的同时,体会如何进行问题的探究,在教学过程中注重学生的学习兴趣、主动参与的态度,关注学科间的渗透,辨证思想的渗透。
特别是重视培养学生用数学方法解决物理问题的思维和处理抽象物理问题的能力。
教学设计始终体现了从生活到物理,从物理到社会这一理念。
- 配套讲稿:
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