发布时间:2023-10-08 15:43:51
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的初中物理计算公式样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
一、建模的理论基础及过程
1.电功知识
学生在电功知识的学习过程中,已经知道电流做功的过程实质上就是电能不断转化为其它形式的能的过程,同时知道了电流做功的多少即电功的大小,跟下面这三个因素的大小有关:电压U、电流I、时间t,计算公式为W=UIt,并且,对运用这个公式计算出的结果,学生们也能理解成电能转化为其它形式能之和的一个总量。
2.焦耳定律
电流通过导体会产生热量,这个热量的多少,跟电流I、电阻R、时间t有关,计算公式为Q=I2Rt,这就是焦耳定律。由这个定律计算出的数值,物理老师要引导学生把它理解为仅是电流做功转化为内能的一部分,为下面进行欧姆定律成立条件的理论模型构建做好铺垫。
3.引线搭桥之一
老师:当电流通过电扇时,电流在做功过程中会将电能转化为哪些形式的能呢?
学生:机械能和内能。
老师:此时电功W与内能Q谁大谁小呢?
学生:电能W大于内能Q,即W>Q。
老师:将上式W>Q中的W和Q,分别用公式W=UIt,Q=I2Rt进行替换,不就成了UIt>I2Rt吗?请同学们注意观察这个不等式它是不是一个最简式?
学生:不是。
老师:请同学们化简,并研究一下化简后所得的新的不等式会给我们怎样的启示?
学生:不等式两边同时约去It这个正数值,不等号的方向仍不会改变,即U>IR,这与我们前面学习过的欧姆定律I=不相符合。这就表明前面我们所学的欧姆定律,其成立是有条件限制的,这个限制条件为什么教科书的前前后后都没有说明呢?难道说我们找到了一个教科书上应该有的却不曾有的“新发现”?同学们兴奋不已,教室里的气氛顿时活跃了起来。
老师:同学们,你们的分析是有根有据的,做出欧姆定律成立是有条件的,判断也是正确的。因为我们所依据的物理公式W=UIt、Q=I2Rt,电扇工作时电能转化为机械能和内能的物理事实,以及运用不等式进行变形的数学知识都正确无疑。
老师:接下来我们就自然要追问:什么条件下U=IR呢?这个条件也就是欧姆定律成立的限制条件,请同学们再接再厉。
4.引线搭桥之二
老师:当电流通过哪种或哪类用电器做功时,它们两端的U才会等于流过的电流I与其自身的电阻R的乘积呢?请从电能转化的角度,列举实例进行分析。
学生:电流通过电饭煲、电水壶、电熨斗等用电器做功时,电能会全部转化为内能,即有W=Q。再将此式中的W和Q,分别用公式W=UIt,Q=I2Rt进行替换,得UIt=I2Rt,最后化简得U=IR。
老师:请同学们在你们的笔记本上写出这个理论的推导过程,好吗?
学生:对电饭煲、电水壶、电熨斗有W=Q
UIt=I2Rt 则U=IR
电能全部转化为内能的用电器,欧姆定I=就一定成立。
二、建模的功效
1.正确理解和区分电功或电热计算公式的多样性
对于电能全部转化为内能的用电器来说,U=IR,W=UIt都成立,因此,在计算电功W=UIt公式的四个量中,除时间t这一个物理量外,其它的三个物理量电压U、电流I、电阻R,任一个量可由公式U=IR用另外两个量求出,所以,可推出W=UIt=I2Rt=t三个计算公式,同理可得Q=UIt=I2Rt=t。而对于电扇、电动机等这类用电器,由于U>IR,计算电功只能用W=UIt,计算电热只能用Q=I2Rt了。
2.减轻学生在学习过程中理解和记忆知识所造成的心理负担,增强学生学习物理知识的理论水平和理解能力
比起借用“纯电阻”这个初中学生根本模糊不清的物理概念来理解和区分电功和电热计算公式的多样性来说,学生少吃了一知半解的亏,并且能在老师的引导下,从自己所理解的电功和电热的计算公式中,经历发现两者的区别和联系的数理推导过程,于自然的融合中,增强了学生的理论水平,深化了学生理解知识的能力。
3.为初中教师钻研教材、用好教材提供了一种方向
一、让学生建立功的概念和做功的必要条件
首先让学生建立功的概念。不少学生存在一种误区,认为生活中的干活、做工、工作就误认为做功,而教材上的定义是:力与物体在力的方向上通过一段距离的乘积叫作机械功,简称功。这样,就让学生对功的概念有了一个正确的认识,有利于本节课的教学和对相关知识的准确的掌握。这是本节课必不可少的环节,只有指导学生找准靶子,才能打准把子。
其次让学生知道什么情况下才说明一个物体对另一个物体做功。教师要让学生理解并识记满足做功的两个必要条件:①有力存在;②物体在力的方向上通过一段距离。这二者必须同时满足,缺一不可。另外,教师应特别强调物体必须在力的方向上通过一段距离,简单地说就是方向相同,否则不做功。或者教师给学生总结反概念,不做功的三种情况,也就是不能同时满足的两个必要条件的三种情况:①有力无距离,②有距离无力,③物体通过的距离不在力的方向上。教师可以通过课本上的几幅彩图让学生试着判断,图中的人或物到底对另一个物体做没做功。并且教师可以拓展一下,再列举几例,如举重运动员在举起杠铃的过程和在空中停留的阶段等,然后指名让学生举例说明。
二、根据功的概念推导公式并加强练习
根据功的定义,力与物体在力的方向上通过一段距离的乘积叫作机械功,简称功。教师可以推导出功的计算公式W=FS,根据公式再次强化功的定义,并且对功的计算公式加以解释:公式中W表示功,单位为焦耳;F表示力,单位为牛顿;S表示距离,单位为米。然后教师指导学生识记公式以及变形式。首先让学生了解1J功的大小,否则学生没有参照物。1J功是用手拖一个50g的鸡蛋从地面缓缓举过头顶,因为所用的力为1N,从地面到头顶的距离2m,根据公式W=FS代入求得为1J。课堂上教师可以通过简单的例题加以巩固。例如在平地上,用50N的力水平推动重100N的箱子前进20m,推箱子的同学做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1.5m,那么他做了多少功?本题看似没价值,很简单,但如果每个同学都能会做的话,说明学生对本节内容已经真正地理解和掌握了。只有学生理解了,在以后的变式题中学生才会迎刃而解。因此,教师要注意题目不能过难,争取每个学生都能“吃到”,而且“吃饱”。
三、学以致用,解释生活现象
教师让学生会用物理知识解释“劳而无功”的真正含义,肯定不少学生会思考一些生活中的不解现象。如一些盘山公路为什么不修成直的,而是修成环山型的,不浪费材料吗?我们家中的手压井的井把离得越远越省力呢?我们使用定滑轮时不省力,而使用动滑轮会省力呢?……学生学过本节知识后应该会加以正确、合理地解释。我们知道使用任何机械都不能省功,根据公式W=FS,如果做相同的功时,F越大那么S就越小,F越小S就越大,所以盘山公路修成S型的,就是增大S,从而减小F,为汽车提高更大的动力,不至于在上坡时动力不足,增加安全性。像类似问题让学生试着去解释,不仅能培养学生的语言表达能力和对生活的观察力,而且能激发学生对生活的热爱和对物理这门学科的兴趣培养,实现事半功倍的效果。
四、利用学科自身优越性加以教学
对于初中生而言,有些物理知识他们并不陌生,在小学六年级的科学这门学科中有所渗透。另外,物理这门学科的最显著的特点是从生活走向物理,从物理走向社会。物理是一门工具性较强的学科,主要揭示一些简单的规律和概念,注重基础知识和习惯的培养,并且初中物理主要探究声、热、光、力、电等几方面知识,它与生活联系的十分密切,对于我们初中物理教师而言也具有优越性。正如心理学所说,学生已有了前认识和前概念,并不是脑中一片空白或者像其他学科对于他们而言一切都是新的,所以具有优越性。
关键词 不同版本 速度 认知发展 初高中衔接 教学策略
一、三种版本教材“速度”描述的比较
1.三种版本教材“速度”的描述
(1)人教版教材[1]中速度描述
人教版教材使用比值定义法定义速度,给出速度计算公式和速度的物理意义,没有将速度的定义限定于直线运动。
(2)苏科版教材[2]中速度描述
苏科版教材给出了速度的物理意义和计算公式,没有使用比值定义法定义速度,也没有将速度的定义限定于直线运动。
(3)上教版教材[3]中速度的概念出现在“匀速直线运动”中
上教版教材给出速度计算公式和速度的物理意义,将速度的定义限定于直线运动。比值定义法的思想体现不明显。
2.三种版本教材“速度”的描述差异
比较上述三种教材,它们的主要差异有两点:
(1)是否使用比值定义法定义速度;
(2)是否将速度的定义限定于直线运动。
同一个概念,不同版本教材描述为什么会出现上述两点差别呢?这是由速度这个概念的特殊性所决定的。速度是学生惟一历经初中、高中和大学三个学段学习的一个“特殊”概念,随着学习的深入,学生对它的认识逐渐加深和提高。初中“速度”作为一个过渡性概念,不同版本教材编者对它的理解与认识的不同,导致描述方式出现差异。
二、从高中“速度”看初中“速度”
1.高中对速度的认识
在高中,与速度直接相关的物理量有四个:平均速度、瞬时速度、平均速率和瞬时速率。它们的定义如表1所示。
学生进入高中学习时,在直线运动中,用位移定义速度,认识其矢量性,形成平均速度的认识。再用极限或微分的数学方法将平均速度发展成瞬时速度。
2.对初中“速度”的认识
(1)初中“速度”的内涵
初中“速度”是一个过渡性概念,它将发展成高中的平均速度。从初中到高中,学生对速度概念认知的发展过程如图4所示。
学生在初中“速度”的认识基础上,融入矢量性的知识后,用位移定义速度,将初中速度发展成高中的平均速度。所以,表1中高中的四个“速度”中与初中速度直接对接的是平均速度,即初中速度是高中平均速度的“前身”。
因此,初中速度应该是高中平均速度中除矢量性外的其他内容,即初中速度就是高中平均速度的大小。
(2)将初中“速度”的定义限定于直线运动
需要注意的是,在表1中,质点的路程s与经过这一段路程所用时间 t 的比值,即vs=,定义的是平均速率。当质点沿曲线运动时,位移大小小于路程,其平均速率大于平均速度的大小,这时平均速率不等于平均速度的大小,它们的意义和结果都是不同的。
在初中,如果不限定于直线运动,直接用“路程与时间的比值”来定义速度,这种定义方式定义的是平均速率,而不是平均速度的大小。如果再将这一定义应用在曲线运动中,虽然教学时不向学生提及平均速率的概念,但这时在学生的潜意识中,他们对速度的定义所形成的是高中平均速率的认识,他们会在无意识中将初中速度定位成高中的平均速率,后续学习中将自然地将其发展成平均速率。这样的发展轨迹偏离初中速度的发展方向。而将初中速度的定义及应用都限定在直线运动中,就可避免学生对初中速度的认识产生上述偏差。
虽然初中教学中我们不要求学生区分平均速度的大小与平均速率的不同,但有一点是肯定的,初中速度作为一个过渡性概念,我们给学生的定义即使是阶段性的,也必须是严谨的,不能让学生在潜意识中形成偏离发展方向的、错误的认识。
因此,在初中定义速度时,应将其定义限定于直线运动。上教版教材(图3)中在定义速度时加上“直线运动”的限制条件,正是基于这样的考虑。
三、三种版本教材速度描写的分析
人教版教材(图1)中,突出比值定义法的思想,但表述过于简单,未将速度的定义限定于直线运动。如果教师在教学中处理不当,学生容易将概念定位成高中的平均速率,不利于高中阶段的教学。这样的描写可能使初中学生在潜意识中对速度概念的构建“偏离正道”。
虽然人教版教材在定义速度时,没有加上直线运动的条件,但在本章教材的小结“学到了什么”[1]中又将速度的定义限定于直线运动,如图5所示。
很显然,该处对速度定义时,编者考虑了初中速度将来的发展方向,这样的定义更严谨、更科学、更规范,既体现比值定义法的思想,又避免学生认识上的差错。
在教学实践中,经常有学生将图1与图5比较后,对图5中为什么加上“直线运动”的条件提出疑问。因此,教材编写时,与其千呼万唤始出来,不如在图1中对速度定义时直接加上“在直线运动中”的限定条件,使教材描述前后一致。
苏科版教材(图2)中,描述比较谨慎,为避免将学生带入平均速率的误区,没有用比值定义法对速度进行定义,也就未能体现速度的比值定义法的思想。教材中只将v=说成速度的计算公式,会使学生对其认识仍只停留于小学数学的认知水平,没有从物理量的角度来研究速度,未能体现物理概念的教学要求。这样的描写会导致初中学生对速度概念的构建“短了一截”。
在2012年改版时,除速度外,教材中其他用比值定义法定义的物理量都使用比值定义法,唯独速度是个例外,可能编者的意图是为避免学生将“初中速度”定位成高中的平均速率。
上教版教材(图3)中,将速度的定义限定于直线运动,可避免学生将其应用到曲线运动中去,从而避免学生将概念定位成平均速率,概念的描写相对合理,这样的安排充分考虑到概念的后续发展,严谨规范。只是教材中,比值定义法思想体现不明显,使得学生对速度概念的构建因教材描写的“羞羞答答”而“缺了一角”。
四、优化初中“速度”教学的策略
1.突出比值定义,突显思想方法
比值定义法是物理学中定义导出物理量的一种方法。速度是初中学生接触的第一个用比值定义法定义的物理量。初中教学应有别于小学数学和生活中的认识,要让学生从科学规范定义的角度对其形成科学的认知。因此,初中物理教学中应采用比值定义法定义速度,让学生明确v=是速度的定义式,而不只是小学数学中的计算公式,体现比值定义法定义物理量的思想。
根据导出物理量的定义要求[4],初中“速度”的定义为:速度是表示物体运动快慢的物理量(定性定义),在直线运动中其大小等于物体通过的路程s跟通过这一路程所用时间t的比值(定量定义)。依其定量定义可得出速度的定义式为:v=。
2.限定直线运动,避免误入歧途
由前文分析已知,初中速度是高中平均速度的大小,则定义式中v=的路程s就必须等于位移的大小。如果物体做曲线运动,其路程大于位移的大小,v=定义的就不是平均速度大小,而是平均速率,这与初中速度发展方向是不一致的。因此,在定义初中速度时,加上物体沿直线运动的限定条件,其位移大小才等于路程,初中速度才是高中平均速度的大小。
初中教学中也不要将速度的定义应用于曲线运动,这些问题在高中会用平均速率和线速度的概念进行研究和分析。初中学生对速度知识的认知不完备,他们不具备解决曲线运动问题所需的知识,如果初中教学时向前跨出一步,让学生将其运用于曲线运动,他们通过自身的思维对概念进行自我建构,将初中速度定位成平均速率,形成错误的认识,不利于高中“速度”概念的建立。
3.理解两种“速度”,利于初高中衔接
“速度”与“平均速度”是初中学生在本章学习中遇到的两个概念,三种版本的教材都在无意间将它们进行了“割裂”,使学生误以为它们是两种完全不同的“速度”。上教版和人教版教材尤为明显。上教版教材分别在两种运动中给出两种速度,互不关联,彼此独立。人教版教材的本章小结“学到了什么”[1]中在匀速直线运动中定义速度(如图5所示)后,却又另起一行:“在变速运动中,常用平均速度粗略描述运动的快慢”,这似乎在暗示学生,速度与平均速度是有区别的,它们只能分别运用在各自对应的运动中。平时教学实践中我们也发现,不少学生误认为此处的平均速度与此前的速度是两个概念,从而错误地认为速度是用来描述匀速直线运动,平均速度只是用来描述变速直线运动,它们是有区别的。
为使学生全面正确认识两种“速度”,有利于初中“速度”的发展,在给出平均速率概念后,按以下三个步骤展开教学。
第一步,统一两种“速度”
教学中在平均速度的概念出现后,我们要回过头来让学生重新认识速度的定义,使他们认识到不管“匀速”还是“变速”直线运动中,所定义的都是平均速度,知道速度与平均速度不是两个不同的概念,在初中它们是一致的,此前速度定义的就是平均速度。
第二步,比较两种运动
匀速直线运动中的平均速度与时间选择无关,变速直线运动中的平均速度与时间选择有关。教学中要让学生认识到这一点,并通过对两种运动中平均速度的比较,加深对平均速度的理解。
本片断教学可利用人教版教材中图1.3-3[1](如图6所示)。
先让学生计算图6中两种运动每一段的平均速度和全程的平均速度,计算结果如表2。
再引导学生分析比较表2两种运动中每一段的平均速度和全程的平均速度的大小,得出以下结论:(1)匀速直线运动中每段的平均速度与全程平均速度相同;(2)变速直线运动中每段平均速度一般不相同;变速直线运动全程平均速度与每段平均速度一般不相同。
最后,通过学生讨论,形成以下认识:(1)匀速直线运动中平均速度与所选时间无关;(2)变速直线运动中平均速度与所选时间有关,只能粗略描述物体运动的快慢。
第三步,留下发展空间
在变速直线运动中,提出以下两个问题讨论:
(1)全程与各段的平均速度相比,哪种方式计算的平均速度描述变速运动的快慢更准确?
(2)要使描述汽车运动快慢更准确一点,计算平均速度的时间应如何选取?
通过学生讨论,得出计算平均速度时所选取的时间越短,平均速度描述变速物体运动快慢越准确的结论。学生在此基础上自然会产生新的疑问:计算平均速度时如何才能使时间取得更短呢?这就为高中瞬时速度的教学留下思维的悬念、留下思考的空间,激发学生产生后续学习的兴趣与欲望。
综上所述,在初中“速度”的教学中应充分考虑概念在初高中的衔接,从利于学生对概念认知的发展方面来设计教学。用比值定义法的思想定义速度,使学生认识到物理量与生活(或小学数学)中的“速度”的不同;不突破直线运动的范围,避免初中学生潜意识中将其界定成高中的“平均速率”;认识定义的是平均速度,其描述的准确程度依赖于时间t的选取,为高中平均速度发展成瞬时速度的教学留下伏笔。
参考文献
[1] 彭前程.义务教育教科书物理八年级上册[M].北京:人民教育出版社,2012.
[2] 刘炳升,李容.义务教育教科书物理八年级上册[M].南京:江苏科技出版社,2012.
一、重视培养学生的发散性思维
由一个知识点向相关知识进行思维扩展就是发散性思维。这可以使学生把学到的知识联系起来,融会贯通,学深学透。
例1.对一个做匀速直线运动的物体,你能想到什么?
答:(1)运动的快慢和方向不变;(2)要么不受力,要么受平衡力;(3)时间越长路程越远,路程与时间成正比;(4)物体的动能不变。
例2.如图1,有两个粗细相同的玻璃管,内装同种液体,甲管倾斜,两管液面等高,则液体对管底产生的压强较大的是哪一个?
这一问题,同学们能够很容易地根据液体压强的计算公式p=ρgh得出液体对管底产生的压强相等的结论。但是,如果把题目改为:在此图中,如果两管内分别装的是质量相等的不同液体,情况又如何?
这一问题的提出给了他们进一步探究的空间。根据液体压强的计算公式p=ρgh,当深度h一定时,需要比较密度ρ,ρ又与质量m和体积V有关,即ρ=m/V。根据题意可比较出甲管中的液体密度较小,从而得出甲管中的液体对其底部产生的压强较小的结论。
二、把数学知识和物理知识有机结合起来
解决物理问题总离不开数学知识,我通过教学实践体会到,一些学生物理学得差的其中一个重要原因是应用数学知识解决物理问题的能力差。初中物理用到的主要数学知识有:(1)单位换算;(2)指数运算,特别是=a;(3)比例运算;(4)恒等变形;(5)正反比例函数的性质;(6)解方程组;(7)繁分式运算;(8)不等式;(9)图像与作图;(10)体积、面积公式;(11)控制变量等。控制变量在物理学中用得很多,如在“欧姆定律”一节内容中,采用控制变量法研究电流与电压、电流与电阻的关系等。
由于物理学中的各个物理量都有自己特定的符号,学生受数学表示方法的影响,应用起来不习惯,教师要多加引导。
三、做好物理实验
关键词:浮力;力平衡;阿基米德原理
有关浮力的计算既是初中物理力学部分的重点、难点,也是每年中考的热点。学生要掌握好浮力的计算,首先要理解浮力的概念,掌握好有关浮力的计算公式,才能更深入地解决有关浮力的问题。在我谈关于浮力计算的几种方法之前,先来理解浮力的概念。
液体和气体对浸在其中的物体有竖直向上的托力,物理学中把这个托力叫做浮力。浮力的方向竖直向上。
漂浮于流体表面或浸没于流体之中的物体,受到各方向流体静压力的向上合力。其大小等于被物体排开流体的重力。在液体内,不同深度处的压强不同。物体上、下面浸没在液体中的深度不同,物体下部受到液体向上的压强较大,压力也较大,可以证明,浮力等于物体所受液体向上、向下的压力之差。例如浸没在水里的石块的重力大于其所排开水的重力(同体积水的重力),则下沉到水底。浮木或船体的重力等于其浸入水中部分所排开的水重,所以浮于水面。气球的重量比它所排开空气的重力(即同体积空气的重力)小,即浮力大于重力,所以会上升。这种浸在水中或空气中,受到水或空气将物体向上托的力叫“浮力”。例如,从井里提一桶水,在未离开水面之前比离开水面之后要轻些,这是因为桶受到水的浮力。不仅是水,例如酒精、煤油或水银等所有的液体,对浸在它里面的物体都有浮力。所有液体都一样。下面我谈谈关于浮力计算的几种方法。
一、根据浮力产生的原因计算
二、称重法
三、根据力的平衡计算
“功”的概念是物理学中起支柱作用的概念,它是从“力”的基础上扩展开来的。如果说“力”对于初中学生来说是抽象的概念,那么功则更为抽象。初中若不打好基础,对高中物理的学习将后患无穷。
“功”的教学目的是初步建立功的概念,会用功的公式计算实际问题。要达到这一教学目的,教学的关键在何处?老师应当着力刻画什么?这是大家比较关心的问题。在具体教学实施时,大家常采用两种教学方法。
一种方法是老师通过举例说明做功的两要素,然后转入功的公式的讲解,再用较多的时间用举例计算的方法去巩固功的概念。在教学过程中,他们非常重视“两要素”的教学,但一般是用语言上的重复或语气的强化力求使学生注意问题。另一种做法是老师通过若干个“做功”的演示实验,让学生充分讨论总结出做功的两要素,然后用较多的时间,采用让学生讨论的形式分析若干例子判断它们是否做功,并说明理由,在此基础上再去讲解功的计算公式,适当举一两个例子。通过计算加深对功的概念的认识。
这次我采用了后一种做法,收到了一定的效果。
二、问题的解决
这节内容,我分两个课时完成。第一课时,演示四个实验:(1)小车在手的推力作用下水平地通过一段距离;(2)钩码在手的托力作用下竖直向上通过一段距离;(3)木块在绳子的拉力作用下沿斜面向上通过一段距离;(4)粉笔在地球的重力作用下竖直向下落一段距离。从这些实验出发,启发学生思考,让他们议论:在四个演示实验中有什么共同点?经过一段时间的议论,同学们总结出两个共同点:受力物体受到力的作用;受力物体都在力的方向上通过一段距离。在这个基础上,我便引出施力物体(或力)对受力物体做功的概念以及做功的两要素。
“功”是什么?既看不到又摸不着,对于抽象思维能力差的初中学生来说,很难理解。在这种情况下,老师做做实验,推一推小车,拉一拉木块……这些看起来简单的实验,仍然十分重要,绝非可做可不做,这为学生由“力”“力的方向”“物体在力的方向上通过的距离”“做功”这些相关联的概念的建立,取得了直观的印象。
在做功的初步印象建立起来后,按有力作用但没有在力的方向上通过的距离;无力的作用但通过一定的距离;力的作用方向与物体通过距离垂直三类问题举一些例子,要大家充分讨论,说明哪个例子中的力做了功?哪个例子中的力没有做功?我发现,同学们积极地开动脑筋,逐步建立起这样一个思考程序:问什么力做功,就先看有没有这个力?若有,然后看这个力的方向如何?再看这个方向上受力的物体是否通过距离?最后确定是否做功。同学们对老师强调的“距离”是指力的方向上的距离,这个尤其不能忘掉的注意点,感到的确是不能忘掉的。
这一课时,我安排两个阶段的讨论,结论要学生在讨论中得出,正确答案要学生在讨论中自己得到,这样做激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习积极性,在一定程度上改变了结论、规律由老师讲,学生被动地听的局面,同时对于学生思考能力的培养起到了积极的推动作用。
第二课时,在着力讲完功的大小、计算公式、单位之后,提出这样一个问题:“一辆1500牛顿的车子被水平推力推过10米,问推力做功多少?同学们激烈地讨论起来,有的同学不假思索地说是15000焦耳;有的同学说没有做功。我把他们的答案都写在黑板上,并让他们充分说明自己答案正确的理由,前者说1500牛顿乘以10米就是15000焦耳,后者说因为车子在竖直方向上没有通过距离,有个别的还说因为没有水平的推力。学生这样的回答使我强烈地感到:上节课我那样的安排是非常必要的;一个正确概念的建立的确需要经历反复曲折的过程。在上述学生回答的同时,更多的人举手表示不同意这两个答案,认为推力是做功的,因为有水平方向的推力,车子在水平方向上通过一段距离(上节课的思考程序起了作用)。我接着问:“推力做的功是多少?”不少同学都能回答,因为推力具体多大不知道,所以推力做的功多少也就说不出来。前两种答案的同学听了后连连点头,他们对功的概念的理解就更深刻了。
课后我布置了几道题供学生练习用,在完成这个作业的学生中,大多数同学能正确回答,乱代公式的同学比较少。
三、问题的回答
一、初中物理电路计算题的类型分析
在初中物理的教学内容当中,我们可以看出初中物理电学在整体物理内容中所占比重极大,这也导致了其计算种类和题型的复杂多变。而且再加上学生第一次接触物理电学,令学生很难对其特点完全了解,从而导致学生在解题时无法做到活学活用。而且在解题中,由于学生对欧姆定律的了解不透彻,常常忽略其重要的“同一性”和“同时性”,最终导致解题失败。
因此针对这一情况,我们可以对复杂的电学问题根据其电路特点进行分类,从而对其进行有针对性的解答。由于每个电路的特点不同,我们可以根据其串联或并联的特性,将其分为“最简单的只有一个用电器的电路”、“由两个用电器串联得到的串联电路”、“由两个用电器并联得到的并联电路”、“由滑动变阻器组成的可变电路”、“由开关来进行电路变化控制的电路”这五种类型的电路计算问题。
二、初中物理电路计算题例题解析
(一)两个用电器的串联电路计算解析
例:将一直电阻R1与R2串联在电压U=12V的电源上,R1=20Ω,R2=40Ω。求:①电路总电阻R总;②电路电流I;③R1两端的电压;④R2的电功率。
解析:先根据已知条件求出电路总电阻,再利用总电阻和总电压,根据欧姆定律 求出电路电流I,再然后通过欧姆定律和串联电阻“分压不分流”的定律,求出R1两端电压,最后根据电功率公式P=I2R,求出电功率。
针对这类问题,首先我们要进行细致的审题,通过题目的第一句话,我们可以根据电阻串联的信息想到“串联电路分压不分流”这一定律,从而列出“I总=I1=I2”、“R总=R1+R2”的相关电路信息。然后针对第一个问题,直接将R1、R2的数值带入公式求出R总,即:R总=R1+R2=20Ω+40Ω=60Ω。
然后针对第二个问题,我们可以根据欧姆定律“I=U/R”带入数值,求出电路的总电流I总,即:I=U/R总=12V/60Ω=0.2A。
而根据审题时对已知串联电路的特点分析,我们知道“I总=I1=I2”,所以我们可以得出I1=0.2A,然后我们再根据欧姆定律“U=IR”求出R1两端的电压,即U1=I1*R1=0.2A*20Ω=4V。
最后进行第四个问题的解答,我们首先需要列出电功率的计算公式“P=I2R”,根据串联电路的特点“I总=I1=I2”,我们可以得到I2=0.2A,而R2已知,带入数值便可以求出R2的电功率,即P2=I2R2=0.22A*40Ω=1.6W。
(二)两个用电器的并联电路计算解析
例:如图所示,将R1、R2并联在电路中,R1=10Ω,R2=20Ω,闭合开关后,电流表显示I1=2.4A,求电路的总电流。
解析:想要解决此题,必须利用“并联电路分流不分压”的特点,先求出R1两端的电压,然后再根绝U1=U2求出R2的电流,从而求出此电路的总电流。
针对本体进行审题,首先从第一句话中,我们可以根据并联电路的关系“并联电路分流不分压”得出电路电压关系“U总=U1=U2”以及电流关系“I总=I1+I2”。然后再对问题进行分析,发现我们所要求的最终答案为I总。
而想要求出I总,我们就必须求出I2。根据欧姆定律“I=U/R”,我们可以发现R2的电压U2仍然是未知条件。然后我们对电压进行分析,可以从已知的条件中,发现R1与I1是已知的,这样我们就能得出U1。这时,我们审题时分析的电压关系“U总=U1=U2”就起到了关键的作用。
答:U2=U1=I1*R1=2.4A*10Ω=24V,I2=U2/R2=24V/20Ω=1.2A,I总=I1+I2=2.4A+1.2A=3.6A。
(三)滑动变阻器的可变电路计算解析
例:如图所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,阻值为10Ω,R2为滑动变阻器。闭合开关后,将P移动至b点时,电流表显示为1A,当P移动至中点时,电流表显示为1.5A。求:①电源电压;②R2的最大阻值。
解析:根据已知的两次电流表显示数值,以及定值电阻和滑动变阻器当时相对应的阻值,可以确定求出电源的总电压15V,然后根据电源的总电压及电路总电流,求出最后的滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(四)由开关控制的可变电路计算解析
在初中物理的电学习题中,还会经常遇到这样一类问题:某个开关闭合或断开引起阻值变化,然后判断电路的电流、各电阻两端的电压以及电功率发生变化。例如:当开关S由闭合到断开时,电流表示数有什么变化?电压表示数有什么变化?电压表和电流表的示数的比值有什么变化?
解决方法:首先弄清电路的串并联关系,然后根据电压、电阻、电流间的变化关系,在寻找变量的同时,要注意哪些是不变的物理量,便可以顺利解决问题。局部电阻的变化整个电路的电阻的变化总电流的变化其他量的变化。当把开关S闭合时,灯泡L被短路,只有R工作,电压表测量电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流;开关断开时,灯泡L与电阻R串联,电压表测量电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;根据串联电路的电阻特点可知开关S由闭合到断开时电路总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,再根据欧姆定律判断电压表与电流表示数比值的变化.
年级日 期上 午下 午八年级6月15日(星期五)地理:8:00-9:30 生物:10:20-11:50 九年级6月15日(星期五) 语文:14:30-16:306月16日(星期六)物理:8:00-9:30 历史:10:20-11:50数学:14:30-16:306月17日(星期日)思想品德:8:00-9:30 化学:10:20-11:50外语:14:30-16:10 高中志愿填报:16:30-17:00各科分值
九年级语文、数学、外语满分为120分,其他各科满分为100分,生物、物理、化学实验考试以“等级”形式。
考试方式
1.八年级地理、生物和九年级思想品德、语文、数学、物理、化学、历史考试科目采用闭卷笔试。
2.八年级生物、九年级物理、化学增加实验考试内容。
3.九年级英语考试由笔试和听力两部分组成。
4.根据湖南省教育厅《关于听障学生在参加初中学业水平考试时免试英语听力的通知》(湘教通〔2013〕501号)精神,听力残疾学生可以按照规定申请免试外语听力,具体操作如下:
(1)明确免试对象。听力残疾鉴定为四级及以上的听障学生,即500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz的纯音听力检测结果为每侧较好耳的平均听力损失都等于或大于40分贝的听障学生,按规定程序申请认定后,可在初中学业水平考试中免试英语听力。
(2)规范免试程序。听障学生初中学业水平考试英语免试听力,按以下程序认定办理:
听障学生本人提出申请,家长签字同意,于5月19日前报所在学校审核。申请时须提交听力残疾证或县级及以上医院出具的听力鉴定材料原件和复印件。
学校对申请材料进行初审,公示一周后,于6月2日前上报县级教育行政部门。
县级教育行政部门对学校报送的材料进行复核,认定免考资格,于6月6日前报我局基教科备案。
(3)统一成绩计算。免试听力学生英语听力成绩按照其英语非听力部分得分比例计算,计算公式为:免试听力学生英语听力成绩=英语听力部分总分×(非听力部分得分÷非听力部分总分)。