发布时间:2022-06-21 16:28:52
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篇的物理教案样本,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。
2.通过观察实验,培养学生从现象到本质的认识能力。
3.通过讨论,培养学生团结协作的能力。
【教学目标】
1.知道一切物体在液体或气体中都受到浮力。浮力的方向是竖直向上的。
2.会用弹簧秤法测浮力。
3.知道浮力产生的原因是液体上下表面的压力差。
4.知道物体的浮沉是由重力和浮力决定的。会判断物体浮沉。
5.会对物体进行简单的受力分析,并知道漂浮的物体浮力大小等于物重。
【教学器材】
弹簧测力计、墨水瓶、烧杯、水、乒乓球(3个)、溶液。
【教学过程】
一、复习提问
1.什么是力?
2.力的测量工具是什么?(测力计)
3.出示弹簧测力计下挂空墨水瓶。墨水瓶受几个力?(两个)
4.两个力是什么关系?(一对平衡力)
5.二力平衡的条件是什么?
二、导入新课
(一)演示实验
1.用手托住空墨水瓶。分析受力情况,看到什么现象?(弹簧测力计的示数变小了。)
2.分析变化原因,手对空墨水瓶的托力多大?如何求得?
学生实验:
将弹簧测力计吊着空墨水瓶,放入水中浸没,观察到什么现象?(弹簧测力计的示数变小了。)
问:这个现象说明了什么现象?(浸没在水中的物体受到水对它向上托的力。)物体在其他液体中是否也受到向上托的力呢?
演示实验:
将吊着的空墨水瓶放入溶液中,看到什么现象?分析变化原因。
问:漂浮的物体是否也受到向上的托力呢?
学生实验:
将乒乓球投入水中,设法将它按入水中,有何感受?这说明了什么问题?
说明:(一切浸入液体中的物体,都要受到液体对它竖直向上的托力,这就是浮力。)
(二)板书
一、一切浸入液体中的物体都要受到液体对它竖直向上的浮力
(受力物体)(施力物体)(方向)
分析:(力是物体对物体的作用,任何一个都有施力物体和受力物体。浮力的施力物体是液体,受力物体是浸入液体中的物体,浮力的方向是竖直向上的。)另外对浸入的理解,它包含两种情况:①部分浸入;②浸没。
讨论:
1.给你弹簧测力计、水、烧杯、钩码,如何测出钩码浸入水中的浮力?
(1)先测钩码在空气中的重力G。
(2)物体浸入水中看弹簧测力计的示数F拉。
(3)求浮力
2.浸在液体中物体一定受到浮力吗?(有各种意见)
演示实验:
图1
(1)取一只去底的矿泉水透明塑料瓶,瓶口朝下,瓶口略小于乒乓球。放入乒乓球。
问:如果我往里面注水,乒乓球会浮起吗?(会。因为要受到水的浮力)
(2)往塑料瓶里面注水。现象:乒乓球被水压在瓶底,同时有水从塑料瓶口漏出。
(说明浸在水中的物体不一定受到浮力。为什么呢?)
板书:二、浮力产生的原因
(3)用瓶塞(或手)堵住漏水的瓶口,注意观察乒乓球下面积满水时有何现象发生?
(现象:乒乓球下积满水时乒乓球会上浮。)
(4)将水倒回烧杯,分析原因。
第一次乒乓球只受到水给它向下的压力。
第二次乒乓球下积满了水,即受到水对它向下的压力,而且受到水对它向上的压力。乒乓球上浮说明向上的压力大于向下的压力。这就是压力产生的原因。>
图2
我们举特例来分析:立方体浸没在液体中的受力情况
立方体浸没在水中,其左右两个侧面和前后两个侧面和面积相等,并且对应部位距水面的深度相同。
问:水给它们的压强是否相等?(相等)
问:水给它们的压力是否相等?(让学生讨论)(压力相等并且方向相反)
分析:(p=ρghp=F/SS一定,F=p•S)但是,上下两表面处的深度不同,下表面处的深度更深,压强更大,而上下两表面的表面积相同,据p=F/SF=P•S,所以下表面受到向上的压力比上表面受到的压力更大。即>这就是浮力产生的原因。
板书:原因:>
而根据同一直线上二力的合成,=-,这就是浮力。
板书:实质:=-,方向竖直向上。
总结说明:浸入液体中的物体,上下表面受到的压力差就是浮力。浮力的方向是竖直向上的。
问:既然一切浸入液体中的物体都要受浮力,那么为什么有的物体在水中下沉,有的在水中上浮呢?下面我们就来讨论物体的浮沉条件。
板书:三、物体的浮沉
演示实验:将三个乒乓球浸没水中(一个充满沙;一个中空;一个有部分沙,用蜡封住),松手后出现什么现象?分析讨论。
图3
问:浸入水中的物体受到哪几个力的作用?(重力、浮力)它们的施力物体是谁?(地球、水)
一个物体在受到两个或两个以上力的作用时,它的运动状态由它们共同决定。
(1)当=G时,它受到平衡力的作用,将处于什么状态?(静止)(悬浮)
(2)当>G时,它受到非平衡力的作用,将处于什么状态?(上升)(上浮)
(3)当
板书:
问:沉的物体最终处于什么状态?(静止)为什么?(另外受到容器底对它的支持力。)()
问:那么上浮的物体最终处于什么状态?(静止)我们就说物体漂浮在液面上,那么,。受到平衡力的作用。
三、总结扩展
(一)本书主要学习三个知识点:
1.什么是浮力,浮力的方向如何,以及如何用实验法测浮力?
2.浮力产生的原因是什么?
3.物体的浮沉条件。
我们要理解、记忆,并且借助实验,才能更好地掌握知识。
(二)思考:上浮的物体(),上浮至漂浮在液面上()
知识目标
1、了解棱镜在改变光的传播方向上的作用,知道棱镜是利用光的折射定律控制光路的光学元件一.
2、理解全反射棱镜产生全反射的原理,知道全反射棱镜的应用.
3、知道各种色光在真空中的速度相同,在其他介质中速度不同,因而对同一介质的折射率不同.
4、知道色散现象产生的原因,知道红光的折射率最小,紫光的折射率最大.
能力目标
理解棱镜对光的偏折作用,对实际问题进行处理.
理解不同色光通过棱镜的色散现象,分析相关现象.
情感目标
1、对比全反射棱镜和平面镜对光路的控制作用的不同效果,让学生学会选择更合理的工具来解决问题.
2、由光的色散现象这一知识点,启发学生思考不同的色光叠加的效果.
教学建议
1、要让学生会根据折射定律定性画出通过棱镜的光线、能够通过作图体会棱镜控制光法的特点:“光线向底而偏折”、要正确地、灵活地找到顶角和底面.
2、要让学生知道全反射棱镜控制光路的特点、并让学生了解全反射棱镜与平面饼在改变光路上效果是相同的,但利用平面镜反射时,玻璃表面和镀层表面都要产生反射,并在镀层面会有一定的光能被吸收、所以实际中全反射棱镜优于平面镜.
3、关于光的色散现象可以先通过演示实验,如让白光通过三棱镜在屏上或白墙上观察到彩色的光带而看到色散现象,再通过分析说明各种颜色的光偏向角不同反映了玻璃对各种色光的折射率不同,从而得出不同颜色的光在玻璃中的传播速度不同.
教学设计示例
棱镜
(-)引入新课
根据光的折射现象以及光的可逆性原理分析光线通过三棱镜后将发生偏折现象,并通过演示实验观察光路(利用激光演示器).做好演示实验:光通过三棱镜后的光路(尽量演示各种可能出现的情况)
(二)教学过程
1、介绍三棱镜
棱镜:光学上用核截面为三角形的透明体叫做三棱镜,光密媒质的棱镜放在光疏媒质中(通常在空气中),入射到棱镜侧面的光线经棱镜折射后向棱镜底面偏折.
A、三棱镜是利用光的折射控制光路的光学元件.隔着三棱镜能看到物体的虚像.虚像的位置比物体的实际位置向顶角方向偏移,但是没有必要去追究是放大还是缩小的像.
B、光从棱镜的一个侧面射入,从另一个侧面射出,出射光线将向底面(第三个侧面)偏折,偏折角的大小与棱镜的折射率,棱镜的顶角和入射角有关.
C、若三棱镜的介质相对于周围介质是光流介质,则透过棱镜看物体,看到的虚像向底边偏移;出射光线较之入射光线向顶角偏折.
2、全反射棱镜
截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜.全反射棱镜在光学仪器中被用来改变光路.
A、玻璃的折射率在1、5~1、9之间,相对于空气来讲,玻璃的临界角在30°~42°之间.
B、光从空气垂直射入全反射棱镜的直角侧面上,经过棱镜一次全反射,将改变光路90°,光垂直射入全反射棱镜的斜侧面上,经棱镜两次全反射,将改变光路180°.
3、光的色散
白光通过三棱镜折射后被分解为由红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫组成的彩色光谱,这就是光的色散.
A、光的色散现象表明:白光是由各种单色光组成的复色光;同一种介质对不同色光的折射率不同;不同色光在同一介质中传播的速度不同.
B、复色光通过平行透明板(玻璃砖),也能发生色散现象.
探究活动
1.知道声音是由物体振动发生的。
2.知道声音传播需要介质,声音在不同介质中传播的速度不同,知道声音在空气中的传播速度。
3.知道回声现象和回声测距离。
重点声音发生和传播
难点回声测距离
教具演示
音叉,乒乓球
学生橡皮筋
一引入新课我们有两只耳朵,能听到各种各样的声音,听老师讲课,可以获得各种知识,听电台广播可以知道天下大事,声音是我们了解周围事物的重要渠道,那么,声音是怎样发生的?它是怎么传到我们耳朵?
二教学过程设计
一.声音的发生
(1)演示课本图3-1,引导学生观察音叉发生时叉股在振动。
(2)随堂学生实验:做课本图3-1拨动张紧的橡皮筋。
(3)随堂学生实验:做课本图3-1用手指摸着颈前喉头部分,同时发声。小结:归纳以上实验,引导学生自己总结出“声音的发生是由于物体的振动”。指出鸟、蟋蟀和其他一些昆虫发声也是由于振动。
二.声音的传播
(1)课本图3-2实验问:右边音叉的振动通过什么传给了左边的音叉?-(空气)
(2)游泳时,潜入水中也能听到声音,说明液体也能传声。
(3)随堂实验:把耳朵贴近桌面,用手敲桌板,可听见清晰的敲击声,说明固体也能传声。小结:声音能靠任何气体、液体、固体物体作媒介传播出去,这些作为传播媒介的物质称为介质。而真空不能传声。
三.声音的传播速度学生对比表中的一些声速并找出空气中15摄氏度的声速。声音在固体、液体中比在空气中传播得快。观察音叉振动观察橡皮筋振动感觉喉头振动归纳观察左边乒乓球思考回想实验查表,并比较
教学过程设计
四.回声
(1)回声:回声是声音在传播中遇到障碍物反射回来的现象。讲述为什么有时候能听到回声,有时又不能。原声与回声要隔0.1s以上我们才能听见回声。请同学们算一算我们要听见回声,离障碍物体至少要多远。(17米)
(2)利用回声测距离例题:某同学站在山崖前向山崖喊了一声,经过1.5秒后听见回声,求此同学离山崖多远?已知:v=340m/s;t=1.5s求:S解:s=vt1=340m/s×1/2×1.5s=255m答:略
五.小结计算练习学生解题
三.思考与作业P43-3
四板书
第四章声现象
第一节声音的发生和传播
一.发生
1.一切发声的物体都在振动。
2.振动停止,发声也停止。
二.声音传播
1.声音靠介质(任何气体、液体和固体)传播。
2.声速(15℃)340m/s
3.声速由大到小排列:固体、液体、气体。
三.回声
1.了解磁场的产生和磁现象.
2.理解磁场的方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.掌握直线电流、环形电流和通电螺线管产生磁场的磁感线空间分布情况.
3.掌握安培定则,并能用安培定则熟练地判定电流、以及电流产生的磁场方向.
能力目标
1.通过磁场现象的学习,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.
2.利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.
情感目标
1.让学生了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.
2.通过对磁感线的引进,使得学生了解如何将抽象的概念转化为形象的模型进行研究的方法.
教材分析
由于学生在初中时已经对磁场概念有了初步的了解,又由于前面学习了电学的有关知识,因此在学习磁场知识时会比较容易的接受.但是在学习用磁感线来描述磁场以及相关的几个特殊磁场的磁感线分布时会感到一定的困难,教材给了有关的插图,在“媒体资料”中,提供了相关的磁感线分布的三维动画,教师可以参考使用,有助于学生对磁感线空间形象的准确把握.
教法建议
教师在讲解磁场的有关概念时,可以参考电场的相关内容进行类比,如:电场线描述电场──磁感线描述磁场.在以后几节的学习上,可以大量采用这种方法,分析电场与磁场的相同之处,找出不同,帮助学生加深对“磁场”这一抽象概念的理解.
教学设计示例
第一节磁场磁感线
一素质教育目标
(一)知识教学点
1.了解磁场的产生和磁现象.
2.理解磁场有方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.
3.能用安培定则熟练地判定电流磁场的方向.
4.掌握常见几种磁场的磁感线分布情况.
(二)能力训练点
1.通过观察演示实验,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.
2.利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.
(三)德育渗透点
1.了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.
2.通过引进虚拟的磁感线教学,对学生进行物理问题变抽象为形象的方法论教育.
(四)美育渗透点
让学生体会磁感线图像的对称美、形式美.
二学法引导
1.教师采用演示实验法引入,直观教学、利用电场对比教学.
2.学生认真观察实验现象,理解磁场的存在,类比电场理解磁场的性质及磁场的描绘.
三重点、难点、疑点及解决办法
1.重点
(1)理解磁场的基本性质──力的作用和方向性.
(2)掌握安培定则及常见几种磁场的磁感线分布.
2.难点
磁场的空间分布与磁感线的对应联系.
3.疑点
(1)看不见、摸不着的磁场是客观存在的.
(2)描绘磁场的磁感线是虚拟的曲线.
4.解决办法
(1)通过演示实验,直观地反映磁场的存在,突破本节教学的重点和疑点.
(2)利用与电场的对比教学,帮助学生理解几种常见磁场磁感线的空间分布.
四课时安排
1课时
五教具学具准备
条形磁铁;蹄形磁铁;小磁针;导线和开关;电源;铁架台;细铁屑;玻璃板.
六师生互动活动设计
1.教师先演示实验.直观引入磁场的存在,再通过实验演示,学生思考总结磁极之间、电流之间、电流与磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的.通过类比电场、演示实验使学生理解磁感线的意义及分布规律.
2.课外组织学生阅读材料“电流磁效应的发现”深化对磁场的认识.
利用课外时间,要求学生做一做“验证环形电流的磁场方向”实验.
七教学步骤
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
本节的教学分为两部分:1、理解磁场客观存在.电磁极间相互作用,推理磁场的客观存在,由演示实验进一步得出电流周围也存在着磁场,磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间发生相互作用都是通过磁场来传递的、2、对磁场进行描述、通过演示实验得出磁场是有方向性的,用磁感线可以形象地描述磁场的方向性,通过演示实验形象直观显示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线、电流的磁场的磁感线可用安培定则来反映.
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
1.引入新课
我国是世界上最早发现磁现象的国家,早在战国末年就有磁铁的记载,我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一,指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献.在现代生活中,利用磁场的仪器或工具随处可见,如我们将要学习的电流表、质谱仪、回旋加速器等等.进入21世纪后,科技的发展突飞猛进,一日千里,作为新世纪的主人,肩负着民族振兴的重任,希望同学们勤奋学习,为攀登科学高峰打好扎实的基础.今天,我们首先认识磁场.
2.磁场的产生
在玻璃板上放两辆小车,小车上各放置一条形磁铁,通过演示实验(如图)观察到,磁体同名磁极相斥,异名磁极相吸,且不需要接触就可以发生力的作用,显然这一力是场力,但磁铁并不带电,不存在电场,它就是另一种场──磁场、磁体周围存在着磁场,常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场、除磁体周围有磁场外,丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场、观察演示实验(如图)看出,当通入电流时,小磁针转动,说明电流周围也有磁场、磁极与磁极之间、电流与磁极之间、电流与电流之间通过演示实验看出都会发生相互作用,这种作用都是通过磁场这种特殊物质发生作用的.
3.磁场的性质
在磁铁周围的不同位置放置一些小磁针,发现小磁针静止时,指向各不相同如图所示,这表明磁场中不同位置力的作用方向不同,因此磁场具有方向性.
与电场对比,在电场中,我们利用检验电荷的受力情况来反映电场的方向性,规定正电荷受的电场力方向为电场方向.
在磁场中,我们利用小磁针来规定磁场的方向,规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.
4.磁感线
为了形象地反映电场的方向性,我们引进了电场线的概念.同理,在研究磁场时,我们引进磁感线来反映磁场的方向性,磁感线是一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同(即为小磁针的北极指向).利用磁感线,我们就可以比较直观地描述磁场的方向性.
不同的磁场,磁感线的空间分布是不一样的,常见的磁场的磁感线空间分布情况如下:
(1)条形磁铁的磁场
取一块玻璃板,在其上面撤上碎铁屑,下面放条形磁铁,轻轻敲击玻璃板,碎铁屑等效于无数个小磁针,形象地显现出磁场的方向,即为磁感线的平面分布情况(如图),所以条形磁铁的磁感线分布如图.
(2)蹄形磁铁的磁感线分布情况见图.
(3)电流磁场的磁感线分布情况见图.
a.通电直导线电流磁场(用右手螺旋定则判定).
b.通电环形电流磁场(用右手螺旋定则判定).
(4)磁感线的特点
a.磁感线是不相交的封闭曲线.
b.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向.
c.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱.
(四)总结、扩展
1.磁体周围,电流周围都有磁场,磁场是物质存在的一种形式,其性质是对放入其中的电流和磁体有力的作用.
2.磁场是有方向性的,可用磁感线直观形象地反映常见磁场的方向,但须注意磁感线是虚拟的曲线.
3.通电螺旋管内部的磁感线是平行轴线分布的.其外部磁感线由N极出发至S极,其内部是由S极重新回到N极的封闭曲线,所以螺旋管内部磁感线最密、磁场最强.
八布置作业
九板书设计
第一节磁场
一磁场的产生
1.磁场的客观存在.
2.磁场的产生.
(1)磁体周围.(2)电流周围.
3.磁场的基本性质──力的作用.
二磁场的方向
1.规定小磁针静止时北极的指向为磁场方向.
三磁感线
1.磁感线的概念.
知识目标
1.了解磁场的产生和磁现象.
2.理解磁场的方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.掌握直线电流、环形电流和通电螺线管产生磁场的磁感线空间分布情况.
3.掌握安培定则,并能用安培定则熟练地判定电流、以及电流产生的磁场方向.
能力目标
1.通过磁场现象的学习,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.
2.利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.
情感目标
1.让学生了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.
2.通过对磁感线的引进,使得学生了解如何将抽象的概念转化为形象的模型进行研究的方法.
教材分析
由于学生在初中时已经对磁场概念有了初步的了解,又由于前面学习了电学的有关知识,因此在学习磁场知识时会比较容易的接受.但是在学习用磁感线来描述磁场以及相关的几个特殊磁场的磁感线分布时会感到一定的困难,教材给了有关的插图,在“媒体资料”中,提供了相关的磁感线分布的三维动画,教师可以参考使用,有助于学生对磁感线空间形象的准确把握.
教法建议
教师在讲解磁场的有关概念时,可以参考电场的相关内容进行类比,如:电场线描述电场──磁感线描述磁场.在以后几节的学习上,可以大量采用这种方法,分析电场与磁场的相同之处,找出不同,帮助学生加深对“磁场”这一抽象概念的理解.
教学设计示例
第一节磁场磁感线
一素质教育目标
(一)知识教学点
1.了解磁场的产生和磁现象.
2.理解磁场有方向性,知道用磁感线反映磁场的方向.
3.能用安培定则熟练地判定电流磁场的方向.
4.掌握常见几种磁场的磁感线分布情况.
(二)能力训练点
1.通过观察演示实验,培养学生的观察能力、分析能力和空间想象能力.
2.利用电场和磁场的类比教学,培养学生的比较推理能力.
(三)德育渗透点
1.了解我国古代对磁现象的研究(如指南针的发明),培养学生爱国主义思想,鼓励他们学习科学的热情.
2.通过引进虚拟的磁感线教学,对学生进行物理问题变抽象为形象的方法论教育.
(四)美育渗透点
让学生体会磁感线图像的对称美、形式美.
二学法引导
1.教师采用演示实验法引入,直观教学、利用电场对比教学.
2.学生认真观察实验现象,理解磁场的存在,类比电场理解磁场的性质及磁场的描绘.
三重点、难点、疑点及解决办法
1.重点
(1)理解磁场的基本性质──力的作用和方向性.
(2)掌握安培定则及常见几种磁场的磁感线分布.
2.难点
磁场的空间分布与磁感线的对应联系.
3.疑点
(1)看不见、摸不着的磁场是客观存在的.
(2)描绘磁场的磁感线是虚拟的曲线.
4.解决办法
(1)通过演示实验,直观地反映磁场的存在,突破本节教学的重点和疑点.
(2)利用与电场的对比教学,帮助学生理解几种常见磁场磁感线的空间分布.
四课时安排
1课时
五教具学具准备
条形磁铁;蹄形磁铁;小磁针;导线和开关;电源;铁架台;细铁屑;玻璃板.
六师生互动活动设计
1.教师先演示实验.直观引入磁场的存在,再通过实验演示,学生思考总结磁极之间、电流之间、电流与磁极之间的相互作用是通过磁场来传递的.通过类比电场、演示实验使学生理解磁感线的意义及分布规律.
2.课外组织学生阅读材料“电流磁效应的发现”深化对磁场的认识.
利用课外时间,要求学生做一做“验证环形电流的磁场方向”实验.
七教学步骤
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
本节的教学分为两部分:1、理解磁场客观存在.电磁极间相互作用,推理磁场的客观存在,由演示实验进一步得出电流周围也存在着磁场,磁极与磁极、磁极与电流、电流与电流之间发生相互作用都是通过磁场来传递的、2、对磁场进行描述、通过演示实验得出磁场是有方向性的,用磁感线可以形象地描述磁场的方向性,通过演示实验形象直观显示条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线、电流的磁场的磁感线可用安培定则来反映.
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
1.引入新课
我国是世界上最早发现磁现象的国家,早在战国末年就有磁铁的记载,我国古代的四大发明之一的指南针就是其中之一,指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献.在现代生活中,利用磁场的仪器或工具随处可见,如我们将要学习的电流表、质谱仪、回旋加速器等等.进入21世纪后,科技的发展突飞猛进,一日千里,作为新世纪的主人,肩负着民族振兴的重任,希望同学们勤奋学习,为攀登科学高峰打好扎实的基础.今天,我们首先认识磁场.
2.磁场的产生
在玻璃板上放两辆小车,小车上各放置一条形磁铁,通过演示实验(如图)观察到,磁体同名磁极相斥,异名磁极相吸,且不需要接触就可以发生力的作用,显然这一力是场力,但磁铁并不带电,不存在电场,它就是另一种场──磁场、磁体周围存在着磁场,常见的条形磁铁、蹄形磁铁周围都存在着磁场、除磁体周围有磁场外,丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场、观察演示实验(如图)看出,当通入电流时,小磁针转动,说明电流周围也有磁场、磁极与磁极之间、电流与磁极之间、电流与电流之间通过演示实验看出都会发生相互作用,这种作用都是通过磁场这种特殊物质发生作用的.
3.磁场的性质
在磁铁周围的不同位置放置一些小磁针,发现小磁针静止时,指向各不相同如图所示,这表明磁场中不同位置力的作用方向不同,因此磁场具有方向性.
与电场对比,在电场中,我们利用检验电荷的受力情况来反映电场的方向性,规定正电荷受的电场力方向为电场方向.
在磁场中,我们利用小磁针来规定磁场的方向,规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.
4.磁感线
为了形象地反映电场的方向性,我们引进了电场线的概念.同理,在研究磁场时,我们引进磁感线来反映磁场的方向性,磁感线是一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同(即为小磁针的北极指向).利用磁感线,我们就可以比较直观地描述磁场的方向性.
不同的磁场,磁感线的空间分布是不一样的,常见的磁场的磁感线空间分布情况如下:
(1)条形磁铁的磁场
取一块玻璃板,在其上面撤上碎铁屑,下面放条形磁铁,轻轻敲击玻璃板,碎铁屑等效于无数个小磁针,形象地显现出磁场的方向,即为磁感线的平面分布情况(如图),所以条形磁铁的磁感线分布如图.
(2)蹄形磁铁的磁感线分布情况见图.
(3)电流磁场的磁感线分布情况见图.
a.通电直导线电流磁场(用右手螺旋定则判定).
b.通电环形电流磁场(用右手螺旋定则判定).
(4)磁感线的特点
a.磁感线是不相交的封闭曲线.
b.磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向.
c.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱.
(四)总结、扩展
1.磁体周围,电流周围都有磁场,磁场是物质存在的一种形式,其性质是对放入其中的电流和磁体有力的作用.
2.磁场是有方向性的,可用磁感线直观形象地反映常见磁场的方向,但须注意磁感线是虚拟的曲线.
3.通电螺旋管内部的磁感线是平行轴线分布的.其外部磁感线由N极出发至S极,其内部是由S极重新回到N极的封闭曲线,所以螺旋管内部磁感线最密、磁场最强.
八布置作业
九板书设计
第一节磁场
一磁场的产生
1.磁场的客观存在.
2.磁场的产生.
(1)磁体周围.(2)电流周围.
3.磁场的基本性质──力的作用.
二磁场的方向
1.规定小磁针静止时北极的指向为磁场方向.
三磁感线
1.磁感线的概念.
知识目标
1、知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上.
2、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上.
能力目标
培养学生观察实验和分析推理的能力.
情感目标
激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯.
教学建议
教材分析
本节教材主要有两个知识点:曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件.教材一开始提出曲线运动与直线运动的明显区别,引出曲线运动的速度方向问题,紧接着通过观察一些常见的现象,得到曲线运动中速度方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是曲线的这一点(或这一时刻)的切线方向.再结合矢量的特点,给出曲线运动是变速运动.关于物体做曲线运动的条件,教材从实验入手得到:当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动.再通过实例加以说明,最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析.教材的编排自然顺畅,适合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律,感性知识和理性知识相互渗透,适合对学生进行探求物理知识的训练:创造情境,提出问题,探求规律,验证规律,解释规律,理解规律,自然顺畅,严密合理.本节教材的知识内容和能力因素,是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善,是进一步学习的基础.
教法建议
“关于曲线运动的速度方向”的教学建议是:首先让学生明确曲线运动是普遍存在的,通过图片、动画,或让学生举例,接着提出问题,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?可让学生先提出自己的看法,然后展示录像资料,让学生总结出结论.接着通过分析速度的矢量性及加速度的定义,得到曲线运动是变速运动.
“关于物体做曲线运动的条件”的教学建议是:可以按照教材的编排先做演示实验,引导学生提问题:物体做曲线运动的条件是什么?得到结论,再从力和运动的关系角度加以解释.如果学生基础较好,也可以运用逻辑推理的方法,先从理论上分析,然后做实验加以验证.
教学设计方案
教学重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件
教学难点:物体做曲线运动的条件
主要教学过程设计:
一、曲线运动的速度方向:
(一)让学生举例:物体做曲线运动的一些实例
(二)展示图片资料1、上海南浦大桥2、导弹做曲线运动3、汽车做曲线运动
(三)展示录像资料:l、弯道上行驶的自行车
通过以上内容增强学生对曲线运动的感性认识,紧接着提出曲线运动的速度方向问题:
(四)让学生讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
(五)展示录像资料2:火星儿沿砂轮切线飞出3:沾有水珠的自行车后轮原地运转
(六)让学生总结出曲线运动的方向
(七)引导学生分析推理:速度是矢量速度方向变化,速度矢量就发生了变化具有加速度曲线运动是变速运动.
二、物体做曲线运动的条件:
[方案一]
(一)提出问题,引起思考:沿水平直线滚动的小球,若在它前进的方向或相反方向施加外力,小球的运动情况将如何?若在其侧向施加外力,运动情况将如何?
(二)演示实验;钢珠在磁铁作用下做曲线运动的情况,或钢珠沿水平直线运动之后飞离桌面的情况.
(三)请同学分析得出结论,并通过其它实例加以巩固.
(四)引导同学从力和运动的关系角度从理论上加以分析.
[方案二]
(一)由物体受到合外力方向与初速度共线时,物体做直线运动引入课题,教师提出问题请同学思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小会发生改变吗?进而将问题展开,运用力的分解知识,引导学生认识力改变运动状态的两种特殊情况:
1、当力与速度共线时,力会改变速度的大小;
2、力与速度方向垂直时,力只会改变速度方向.
最后归结到:当力与初速度成角度时,物体只能做曲线运动,确定物体做哪一种运动的依据是合外力与初速度的关系.
(二)通过演示实验加以验证,通过举生活实例加以巩固:
展示课件三,人造卫星做曲线运动,让学生进一步认识曲线运动的相关知识.
课件2,抛出的手榴弹做曲线运动,加强认识.
1.认识光的干涉现象及产生光干涉的条件.
2.理解光的干涉条纹形成原理,认识干涉条纹的特征.
3.通过观察实验,培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力.
4.通过“扬氏双缝干涉”实验的学习,渗透科学家认识事物科学的物理思维方法.
二、重点、难点分析
1.波的干涉条件,相干光源.
2.如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹,怎么会出现时间上是稳定的,空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔,如何理解“加强”和“减弱”.
3.培养学生观察、表述、分析能力.
三、教具
1.演示水波干涉现象:频率可调的两个波源,发波水槽,投影幻灯,屏幕.
2.演示光的干涉现象:直丝白炽灯泡;单缝;双缝;红、绿、蓝、紫滤色片;光的干涉演示仪;激光干涉演示仪.
3.干涉图样示意挂图,为分析干涉所做的幻灯片;或电脑及干涉现象示意的动画软件.
四、主要教学过程
(一)引入
由机械波的干涉现象引入:首先演示“水波干涉现象”,并向学生提出问题.
(1)这是什么现象?
(2)是否任何两列波在传播空间相遇都会产生这样的现象?
让学生回答,让学生描述稳定干涉现象的特征,指出干涉现象是两列波在空间相遇叠加的一种情景;一切波都能发生干涉现象,干涉现象是波特有的现象.要得到稳定干涉现象需是相干波源.
(二)教学过程设计
1.光的干涉现象——扬氏干涉实验.
(1)提出问题:光是否具有波动性?如果有则会有光的干涉现象,观察光的干涉现象可以用屏幕,在屏幕上会得到什么现象呢?
演示两个通有同频率交流电单丝灯泡(或蜡烛)作为两个光源,移动屏与它们之间的距离,屏幕上看不到明暗相间的现象.
实验结果表明:两个独立热光源的光波相遇得不到干涉现象.说明光的复杂性.认识事物不是一帆风顺的.实验的不成功是光无波动性?还是实验设计有错误,没有满足相干条件?
(2)扬氏实验.
①介绍英国物理学家托马斯•扬.如何认识光,如何获得相干光源——展示扬氏实验挂图鼓励学生在认识事物或遇到问题时,学习扬氏的科学态度,巧妙的思维方法.
②介绍实验装置——双缝干涉仪.
说明双缝很近0.1mm,强调双缝S1、S2与单缝S的距离相等,所以两单缝S1、S2处光的振动不仅频率相同,而且总是同相.
③演示:
先用加滤色片后单色光红光进行演示,然后改用激光源做双缝干涉实验,并使双缝与屏幕的距离加大,这样在屏幕上得到条纹间距离大,更为清晰的明暗相同的图样.
展示双缝干涉图样,让学生注意观察图样,回答图样的特点:
(1)明暗相间.
(2)亮纹间等距,暗纹间等距.
(3)两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹——中央亮纹.
提出问题:为什么会出现这样的图样?怎样用波动理论进行解释.
2.运用波动理论进行分析.
(1)演示两列频率相同、振动方向相同两列波在一直线上叠加的情景.
用做好的幻灯片用投影幻灯进行演示;或用编制好的软件在电脑上进行演示.
注意分析两列波传播经同一位置时此点的振动情况.
①仍在某一平衡位置附近往复振动,位移随时间而改变.
②两列波同相振幅变大,说明此点振动加强了;两列波反相振幅减小,说明此点振动减弱了.
强调波形图是各个质点在同一时刻位移的包络线,演示波在传播时,波峰波谷的移动情况.
(2)演示一列波由近及远波峰、波谷示意图,演示两列频率相同,同相波由近及远波峰、波谷的示意图.
操作:
波峰、波谷行进位置.
②幻灯片数量准备多一些,波峰、波谷向前推进速度要慢,若用电脑波行进的速度要慢且可暂停.
③最后形成书上双缝干涉示意图样,展示彩色挂图.
分析:
①说明示意图是两列波某一时刻峰谷位置分布图.
②说明两列波同频率、初相相同,在两列波峰峰、谷谷相遇位置均是加强点;而峰谷相遇位置均是消弱点.
③先分析S1S2连线中垂线上的点:首先让学生注意中垂线上的某一点,演示让波行进起来结果峰谷依次通过此点——说明此点振动在峰平衡位置谷平衡位置峰之间往复振动是加强点.然后再让学生看两列波的相遇峰、谷依次通过该直线上的所有点——说明此直线上的点均是加强点.
④再分析S1S2中垂线两侧对称位置上的点,即两列波峰谷相遇点,首先注意某一点,演示让波行进起来总是峰谷同时通过此点——说明两列波通过此点总是振动方向相反,是被消弱的;然后再看两列波峰谷交叉点的移动情况——为消弱区域.
⑤其次再分析远离中垂线上的点又是加强区域……
小结:通过以上分析振动加强与消弱点的分布是相互间隔的而且是稳定的.结合干涉挂图反映在屏幕上:同相加强光能量较强——亮;反相减弱光能量较弱——暗.得到亮暗间隔的干涉图样.
(3)屏幕上出现亮纹、暗纹的条件.
在示意图中,S1和S2为一对相干光源,两组半径相同的同心圆表示S1和S2两相干光源向外传播的两列波.实线表示波峰,虚线表示波谷.实线a0、a2、a′2,a4、a′4…为加强区域,虚线a1、a′1;a3、a′3…为减弱区域.
①实线a0上各点,S1、S2发出光波到达线上某点的光程差δ=0.
实线a2(a′2)上各点,S1、S2发出光波到达线上某点的光程差δ2=λ.
实线a4(a′4)上各点,S1、S2发出光波到达线上某点的光程差δ4=2λ.
即在实线a0、a2(a′2)、a4(a′4)…上各点光程差各为0、λ、2λ…,即为波长的整数倍.屏上出现亮纹.
…,即为半波长的奇数倍,屏上出现暗纹.
总结规律:凡光程差等于波长整数倍的位置,产生亮条纹;凡光程差等于半波奇数倍的位置,产生暗条纹,即产生亮暗条纹条件表达式:
亮纹光程差δ=kλ(k=0,1,2…).
*(4)若学生数学基础好,接受能力强可推导屏上亮暗纹的位置公式,否则不进行此内容.
3.干涉条纹间距与哪些因素有关.
教师重做双缝干涉实验,让学生注意实验现象,并定性寻找规律.
①改变屏与缝之间的距离L——波长λ不变时L越大,亮纹间距(暗纹间距)越大.
②屏与缝之间距离L不变,用不同的单色光进行实验——波长长的亮纹间距(暗纹间距)大,并展示彩色挂图.
③L、λ不变,用双缝距离d不同配件进行实验——d小的亮纹间距(暗纹间距)大.
小结:(1)实验可证明(或用上述亮暗纹的位置公式得亮纹间距)Δx=
(2)利用双缝干涉实验,测量L、d、Δx可测单色光的波长.
4.用复色光源做扬氏双缝干涉实验.
让学生猜测干涉图样,然后教师做演示,让学生注意观察屏上图样特征:双缝S1、S2连线的中垂线与屏相交的中央位置是白色亮缝,而两侧是彩色条纹,然后展示挂图以便让学生对图样有深刻印象.
(三)课堂小结
1.托马斯•扬在历史上第一次解决了相干光源问题,成功做出了光的干涉实验.光的干涉现象微粒说无法解释,而波动说可做出完善解释,使人们认识到光具有波动性.
2.两个相干光源发出的光在屏上某处叠加时如果同相,光就加强,如果反相光就减弱,于是产生明暗条纹,其特征是在中央明纹两侧对称地分布着明暗相间的各级干涉条纹,且相邻明纹和相邻暗条纹的间隔相等.
单色光:亮纹光程差δ=kλ(k=0,1,2…).
复色光则出现彩色条纹.
3.明暗相间条纹反映光的能量在空间分布情况,暗条纹处光能量几乎是零.表明两列光波叠加彼此相互抵消.这并不是光能量损耗了或变成其它形式能量,而是按波的传播规律,没有能量传到该处;亮条纹处的光能量比较强,光能量增加也不是光的干涉可以产生能量,而是按波的传播规律,到达该处的能量比较集中.
“比热容”教学目标
a.知道什么是物质的比热
b.知道比热的单位是焦/(千克·℃)及其读法
c.会查物质的比热表
d.能用学的比热知识解释一些常见日常现象,培养学生解决实际问题的能力
教学建议
教材分析
分析一:比热是初中物理中一个非常重要的物理量,也是一个比较难理解的物理量.教材首先从日常生活常识出发,说明物质在温度变化时,吸收(或释放)的热量与物体质量和温度变化量有关,从而为比热概念的引出作好铺垫.然后安排演示实验,引导学生观察、对比、分析,最终抽象出比热的概念,并进一步由比热的定义说明其单位.最后列出一些常见物质的比热表,并联系实际讨论一些日常现象.
分析二:比热是一个比较抽象的概念,通过对它的学习,可以有意识地培养学生抽象思维能力.
教法建议
建议一:比热的概念比较抽象,因此通过实验总结出来是一个好办法,做好演示实验,引导学生有意识地观察和思考至关重要.实验前明确实验要研究的是不同的物质在质量相等、温度升高相同时吸收的热量是否相同.在实验前要格外强调杯子内的水和煤油质量相同,两个热水器也是完全相同的,这些实验条件对学生正确得出比热概念是非常重要的.当学生观察到煤油的温度上升得快时,要引导学生认识到相等质量的不同物质在吸收相同热量时,升高的温度不同,并进一步引申到其它物质.最后引导学生怎样描述物质的这一特性,从而得出比热的概念.
建议二:在介绍比热表时,要教会学生怎样运用比热表,通过比较,指出水的比热较大,为讲解水在日常生活中应用做好铺垫.另外,根据水和冰的比热不同,说明不仅不同的物质比热不同,即使是同一种物质在不同状态下的比热值也不同.
建议三:为巩固学生对比热概念的理解,可以多联系实际,列举一些日常生活中的现象,并运用比热进行解释.
“比热容”教学设计示例vAlign=topwidth=75>
课题
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比热容
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教学重点
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掌握并理解比热的概念
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教学难点
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掌握并理解比热的概念
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教学方法
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讲授、实验
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教具
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温度计、煤油、水、电加热器、天平
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知识内容
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教师活动
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学生活动
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一、实验
(1)常见有关比热现象
(2)煤油、水对比实验
二、比热
单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量,叫做这一物质的比热容.
单位质量的某种物质温度降低1℃所释放的热量也等于比热.
比热的单位是焦/(千克·℃)
三、比热表
四、水的应用
由比热表可以看出水的比热较大
五、小节
六、作业
记忆并理解比热的概念,想一想日常生活中还有哪些现象可以用比热来解释.
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列举日常生活中的常见有关比热现象
演示实验现象
引导学生观察思考
通过实验我们可以看出不同物质吸收相同的热量升高的温度不同,而升高(或降低)相同的温度所吸收(或释放)的热量不同,那么用什么方法来描述物质的这一特性呢?
引导学生看比热表,加深学生对比热概念的理解
解释海洋性气候形成原因
引导学生回忆什么是比热,其物理意义是什么
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观察实验
思考实验所说明的问题
思考问题,提出描述不同物质的这一特性.
看比热表,对比各种物质的比热
解释日常生活中的暖气以及冷凝剂为什么常用水
回答问题,复习巩固知识