高三第一轮物理教案

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认真备课,不但备学生而且备教材备教法,根据教材内容及学生的实际,设计课的类型,拟定采用的教学方法,并对教学过程的程序及时间安排都作了详细的记录,认真写好教案。下面是小编为大家整理的5篇高三第一轮物理教案内容,感谢大家阅读,希望能对大家有所帮助!

高三第一轮物理教案1

理解领悟

本节课从上节探究小车运动速度随时间变化得到的速度图象入手,分析图象是直线的意义表明加速度不变,由此定义了匀变速直线运动,进而导出了匀变速直线运动的速度公式。要会应用速度公式分析和计算,探究用数学手段描述物理问题的方法,体验数学在研究物理问题中的重要性。

基础级

1. 小球速度图象的进一步探究

在上节课“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验中,我们画出了小车运动的速度图象,该图象是一条倾斜的直线。请继续思考下列问题:

速度图象中的一点表示什么含义?

小车的速度图象是一条倾斜的直线,表明小车的速度随时间是怎样变化的?

小车做的是什么性质的运动?

不难看出,速度图象中的一点表示某一时刻的速度;小车的速度图象是一条倾斜的直线,表明小车的速度不断增大,而且速度变化是均匀的;小车做的是加速度不变的直线运动。

2. 对匀变速直线运动的理解

我们把沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。对此,要注意以下几点:

(1)加速度是矢量,既有大小又有方向。加速度不变,指的是加速度的大小和方向都不变。若物体虽然沿直线运动,且加速度的大小不变,但加速度的方向发生了变化,从总体上讲,物体做的并不是匀变速直线运动。

(2)沿一条直线运动这一条件不可少,因为物体尽管加速度不变,但还可能沿曲线运动。例如我们在模块“物理2”中将要讨论的平抛运动,就是一种匀变速曲线运动。

(3)加速度不变,即速度是均匀变化的,运动物体在任意相等的时间内速度的变化都相等。因此,匀变速直线运动的定义还可以表述为:物体在一条直线上运动,如果在任意相等的时间内速度的变化都相等,这种运动就叫做匀变速直线运动。

(4)匀变速直线运动可分为匀加速直线运动和匀减速直线运动两类:速度随着时间均匀增加的直线运动,叫做匀加速直线运动;速度随着时间均匀减小的直线运动,叫做匀减速直线运动。

3. 用公式表达匀变速直线运动速度与时间的关系

物理量之间的函数关系可以用图象表示,也可以用公式表示。用公式表示物理量之间的函数关系,往往显得更加简洁和精确。那么,小车的速度图象——这条倾斜直线所表示的速度随时间变化的关系,怎样用公式来描述呢?

高三第一轮物理教案2

(一)教学目的

1.知道什么是机械运动,知道机械运动是宇宙中最普遍的现象。

2.知道什么叫参照物,知道判断物体的运动情况需要选定参照物。知道运动和静止的相对性。

3.知道什么是匀速直线运动。

(二)教具

1米长的一端封闭的玻璃管,管内注入水,并留约2厘米长的一段空气柱,管口被封闭;节拍器(或秒表)。

(三)教学过程

一、复习提问

1.常用的测量长度的工具是什么?常用的长度单位有哪些?它们之间的换算关系是怎样的?

2.完成下列长度单位的换算,要求有单位换算的过程。由两名同学到黑板上演算,其他同学在笔记本上进行练习。

教师口述:0.2千米=______厘米。(答:2×104厘米)

500微米=______米。(答:0.0005米)

对学生所答进行讲评。

3.用最小刻度是毫米的刻度尺测量课本图1—5甲图中木块的实际长度。要求每个学生动手测量。由同学说出测量结果。巩固上节所学正确使用刻度尺测长度、正确读、记测量结果和减小误差的基本知识。

二、新课教学

1.新课的引入

组织同学阅读课本节前大“?”的内容。提问:飞机在天空中飞行,子弹在运动吗?飞行员为什么能顺手抓住一颗飞行的子弹呢?要回答这些问题,我们就要认真学习有关物体运动的知识。

板书:“第二章 简单的运动

一、机械运动”

2.机械运动

(1)什么是机械运动?

运动是个多义词,物理学里讲的运动是指物体位置的变化。同学们骑自行车时,人和自行车对地面或路旁的树都有位置的变化;飞机在天空中飞行,它相对于地面有位置的变化。物理学里把物体位置的变化叫机械运动。

(2)机械运动是宇宙中最普遍的运动。

提问并组织学生回答:举例说明我们周围的物体哪些是在做机械运动。

对于回答中所举机械运动实例,教师要明确指出是哪个物体相对什么物体有位置的改变。

组织同学看课本图2—2,提问:图中的哪些物体在做机械运动?

答:图2—2中运动员、足球、列车、地球、人造卫星、太阳系、银河系都在不停地做机械运动。

问:图中的铁轨,地球上的树木、高山,我们教室中的课桌和椅子是运动的吗?

答:它们都在跟随地球自转,同时绕太阳公转,他们也在做机械运动。

小结:机械运动是宇宙中最普遍的现象。

板书:“1.物体位置的变化叫做机械运动。机械运动是宇宙中最普遍的现象。”

3.运动和静止的相对性

(1)组织学生看课本图2—3,讨论:乘客是静止的还是运动的?让学生充分说明自己的看法。

小结:

首先明确本问题中研究对象是汽车中的乘客,这位乘客是静止的还是运动的。

其次根据前面所学机械运动的知识,判定汽车、司机和乘客都在做机械运动。但是司机和男孩所说乘客是静止的或是运动的说法都有道理。因为他们在研究乘客的运动情况时,选定的作为标准的物体不同。

问:司机看到乘客没动是静止的,是以什么为标准的。

答:以车厢为标准,乘客相对于车厢没有位置的改变,所以说乘客是静止的。

问:男孩看到乘客运动得很快,他是以什么为标准的。

答:男孩以路面或路旁的树木、房屋为标准,乘客相对于路面有位置的改变。所以他说乘客是运动的。

教师小结:在描述物体是运动还是静止,要看是以哪个物体做标准。这个被选作标准的物体叫做参照物。同一个物体是运动还是静止,取决于所选定的参照物。这就是运动和静止的相对性。

板书:“2.运动和静止的相对性:①:在描述物体的运动情况时,被选作标准的物体叫参照物。

②同一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性。”

(2)提问:看课本图2—4,卡车和联合收割机在农田里并排行驶,受油机与大型加油机在空中飞行,说它们是运动的,你选什么物体为参照物。

答:选大地为参照物,它们是运动的。

教师追问:在甲图中如果选卡车或收割机为参照物,在乙图中如果选受油机或加油机为参照物,另一物体的运动情况是怎样的?

答:另一物体是静止的。因为它们相对于参照物没有位置的改变

教师小结:像卡车和收割机这样两个物体以同样的快慢,向同一方向运动,它们的相对位置不变,则称这两个物体相对静止。

提问:请你解释法国飞行员能顺手抓住一颗子弹的道理。

要求学生用相对静止的道理予以解释。

教师指出:参照物可以任意选择,在研究地面上物体的运动时,常选地面或固定在地面上的物体为参照物。举例说明当所选的参照物不同时,物体的运动情况一般不相同。例如列车中的乘客以地面为参照物是运动的,以车厢为参照物是静止的。

4.匀速直线运动

(1)自然界中最简单的机械运动是匀速直线运动。

(2)什么是匀速直线运动

演示实验:启动节拍器,使两响之间间隔1秒钟(如果没有节拍器,可由学生读秒表)。将1米长的内封气泡的玻璃管竖直靠放在黑板上。使气泡由管底竖直上升,从零时刻开始,在每个节拍时,在气泡所在的位置旁用粉笔在黑板上画出一个个短横线(以气泡的上沿或下沿为准),这些横线由下到上等距离排列。

改变节拍器摆锤的位置,增大(或减小)摆的周期,重做上述实验。此时要平移玻璃管在黑板上的位置,每组记画横线不可重叠。

用刻度尺测相同的时间间隔内,气泡通过的距离。

提问:你认为气泡的运动有什么特点?

教师讲述:运动的气泡经过的路线是直的,并且在相等的时间里通过的距离相等,即快慢是不变的。这种快慢不变,经过路线是直线的运动,叫做匀速直线运动。

板书:“3.匀速直线运动:快慢不变,经过路线是直线的运动,叫做匀速直线运动。”

匀速直线运动在自然界中并不多见,但是许多运动可以近似地看作是匀速直线运动。

提问:百米跑运动员,从起跑线起跑,跑到终点,他的运动是匀速直线运动吗?(答:可以近似地看作是匀速直线运动。)

5.小结本节知识要点

三、布置作业

课本 P2—4,练习1、2、3、4。

(四)说明

由于在义务教育全日制初级中学物理教学大纲(试用)中,参照物并未作为教学内容列出。建议在教学中只需让学生对参照物的概念有个很初步的了解,懂得要描述物体是运动还是静止需要选个参照物就够了,不要在教学中补充较为复杂的例题,造成学生学习上的困难。

高三第一轮物理教案3

整体设计

义务教育课程标准中要求:“通过常见事例或实验,了解弹力;学会测量力的大小。”通过前面学习,学生已有一定的“力”的知识储备,知道可从力的作用效果来认识力的产生;对“弹力”的感性认识也较好,生活中形形色色的弹簧也是随处可见,因此教学中可以很自然地激发出学生热爱物理、探索物理的情感。“弹力”是一种应用广泛的力,与学生生活联系紧密;“弹力”又是一种较“复杂”的力(如弹力三要素的分析、胡克定律的应用等),对学生的认知水平要求较高。因此教材从初中学生的实际需要出发,对“弹力”的概念只要求学生“了解”,而将重点放在弹簧测力计的认识和使用上。这种编排方式充分体现了“从生活走向物理,从物理走向生活”这一课标理念。

本节的重点在于让学生经历用弹簧测力计测力的过程。在这个过程中,不仅要让学生掌握弹簧测力计测力的正确方法,还应该注意培养学生动手实验的兴趣,一丝不苟的科学态度,仔细观察实验现象并善于发现问题的意识,以及爱护仪器和做事有条理、善始善终的良好品质。’

措施和建议:

本节课的教学应该以事例和实验为主,按照“从生活走向物理”的理念,充分?利用学生的经验,多列举一些日常生活中的事例来使学生理解弹力的概念。通过一系列的实例分析、观察和实验,使学生认识弹性与塑性、弹性形变和弹力。对于弹力只要求初步了解它是怎样产生的,而不要求分析它的三要素。教学时应该从学生熟悉的生活现象出发,说明物体在发生形变时要产生弹力。为了理解“我们通常所说的拉力、压力、支持力等都是弹力”,除了可以让学生用拇指压桌子,观察拇指的确发生了形变外,还可以补充一些微小形变的演示实验。

对于弹簧测力计的学习,重点在它的正确使用而不在它的测量原理,课本只用一句话“弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长”对其原理作简单交代。教学中不能采取“灌输”

的方式,而是让学生边探索思考边试着应用,为学生在今后的工作和生活中,学会探索遇到的新器材的使用方法而打好基础。让学生领会间接测量原理,即用可直接度量的量去间接表现那些不便直接测量的量。。。

三维目标

知识与技能

1.知道什么是弹力,弹力产生的条件;2.了解弹簧测力计测力的原理;3.会正确使用弹簧测力计测量力的大小。

过程与方法

通过经历弹簧测力计的使用过程,进一步掌握使用测量工具的基本方法。

情感、态度与价值观

1.对周围生活中弹力应用的实例有浓厚的兴趣,体会科学技术的价值;2.通过对弹簧测力计使用方法的探究,培养学生乐于探索日常用品的科学原理的情感,培养学生探索新器件的能力;3.在实验中养成严谨的科学态度。

教学重点

1.认识弹力产生的条件;2.弹簧测力计的正确使用。

教学难点弹力的概念及产生条件。

教学方法实验法:通过学生实验,感悟弹力的概念,了解弹簧测力计的原理。

分析归纳法:通过观察及实际使用测力计归纳出正确使用测力计的一般方法,并学会使用测力计。

课时安排

1课时

教学准备

教师演示用:弹簧、直尺、弹簧秤、拉力器、气球、铁架台、相同质量的钩码若干只、微小形变演示仪、橡皮泥、乒乓球。

学生实验用:橡皮筋、橡皮泥、弹簧、直尺、钩码一组、弹簧测力计等。

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学生观察并思考问题:

(1)撑杆跳高运动员比普通跳高运动员跳得高,撑杆跳高运动员借助了什么力呢?

(2)跳水运动员向下压跳板时,跳板变弯,发生形变,同时变弯的跳板也在向上推运动员。这个过程中力是怎样产生的?

(3)蹦极选手为什么下落到最低点后又会上升呢?

(4)拉开的弓箭把箭射出去,什么力使箭由静止到运动呢?

演示导入

演示1:拉开的弹弓能把小纸团弹出去;

演示2:手压挤吹起来的气球,观察形变情况;

演示3:拉橡皮筋,橡皮筋变长,发生形变,松手后,橡皮筋能恢复原状。

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学生交流讨论,得出结论:弹力。

设计说明:创设情景,把学生引入弹力的世界,激发学生的学习兴趣,唤起学生的求知

欲。提出弹力的产生、大小等有关问题。

推进新课

一、弹力

活动一:探究物体的形变

(1)活动要求:用手对橡皮筋、弹簧、气球、橡皮泥施加力的作用,观察物体有什么变化。体会一下手有什么感觉?

(2)交流观察到的现象和自身的感受。

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让学生通过亲身体验,观察并分析,感悟到弹性与塑性的区别。

实验现象分析:

(1)用力拉弹簧,弹簧伸长,撤去拉力,弹簧恢复原来长度。

(2)粗导线用力掰弯,撤去力不恢复原状。

(3)用力使直尺弯曲,撤去力后恢复原状。

归纳总结:

1.弹性:物体受力时发生形变,不受力时又恢复原来形状的性质叫弹性。如:橡皮筋、气球、海绵、弹簧、钢锯条、格尺、橡皮擦、皮肤等。

2.塑性:物体受力发生形变,形变后不能自动恢复原来形状的性质。如:橡皮泥、粗导线等。

[学生实验1]将直尺一端固定在桌面上,另一端伸出桌面,用手压弯(几次尺弯的程度不一样),手的感觉如何?

归纳总结:尺子形变后对手有力的作用,这个力就是弹力。形变越厉害,产生的弹力就越大。

1.弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。

2.弹力产生的条件:(1)物体发生弹性形变;(2)物体互相接触。

[学生实验2]用手指按压桌面,手指发生形变,对桌面有一个力的作用(即压力),同时,桌面对手也有力的作用(即支持力)。这时同学们能否看到桌面发生形变呢?是不是这个时候桌面没有发生形变呢?

问题拓展:用手挤压玻璃瓶,玻璃瓶发生形变吗?

讨论与交流:坚硬的物体在很小的力的作用下也会发生形变吗?如用力压讲台桌或用力跺脚、用力压玻璃瓶等,讲台桌或地板、玻璃瓶发生形变了吗?又属于什么类型的形变?

【学生猜想】没有,可能发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观察不出来。我们怎样来体现微小的形变量?

【学生体验】如图所示,用手挤压扁平瓶子同一载面的不同部位,以细线标记处为基准点,发现细管中的液面上升或下降,通过观察液面的升降可以判断瓶子发生形变。请几个学生上台体验表演,激发学生的积极心、信心,进一步体会自然科学的乐趣,领悟科学探究的真谛。

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点评:学生体会和感受其中“放大方法”的精妙之处。

总结:一切物体在力的作用下都会发生形变,只不过一些物体比较坚硬,虽发生形变,但形变量很小,眼睛根本观察不到它的形变。

3.弹簧的弹性有一定的限度,超过这个限度,弹簧不能恢复原状。

弹性和塑性在生活中应用非常广泛,你能说出它们在生活中的应用吗?

弹性;拉力器、蹦极、跳水跳板、弹弓、弓箭……塑性;揉面、折纸、捏泥人……。.’

:例题巩固关于弹力,下列说法错误的是()。

A.相互接触的物体间不一定产生弹力B.弹力仅仅是指弹簧形变时对其他物体的作用C.弹力是指发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对接触它的物体产生的力D.压力、支持力、拉力都属于弹力解析:两个物体相互接触,但不发生挤压(即没有发生形变)就没有弹力作用。弹力是发生弹性形变的物体要恢复原状对阻碍它恢复原状的物体产生的力,所以A、C正确;压力、支持力和拉力都是由于物体弹性形变而产生的力,它们都属于弹力,故D也正确;任何发生弹性形变的物体,都要对阻碍它恢复原状的物体产生弹力,所以B是错误的。

答案:B二、弹簧测力计实验一;把大小不同的重物压在钢锯条上,观察钢锯条弯曲的程度。

现象:重物越重,钢锯条弯曲得越大。

实验二:用大小不同的力拉弹簧,观察弹簧伸长的大小。

现象:拉力越大,弹簧伸长得越大。

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归纳总结:作用在物体上的力越大,物体的形变就越大。

根据物体形变的大小可以测定力的大小,根据这个原理做成的测力计叫做弹簧测力计。

学生活动要求:阅读课本,让学生了解弹簧测力计的作用、构造、工作原理。

教师引导,学生观察并回答教师提出的问题:

1.观察弹簧测力计的结构;2.观察弹簧测力计的量程和分度值;3.观察弹簧测力计的刻度线的特点;4.阅读弹簧测力计的使用方法。

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[介绍]1.弹簧测力计的构造(出示演示测力计):由刻度盘、弹簧、指针、挂钩、外壳、挂环构成。

2.单位:标识在弹簧测力计刻度盘的上方,是“N”。

3.量程:弹簧测力计刻度盘上的示数。

最小刻度:从O到1N之间有十个小格,每一小格代表O.lN。

学生分组进行探究实验:练习使用弹簧测力计及体验力的大小。

1.观察量程和分度值,看指针是否指在零点,否则要调零。

2.体验。学生用手拉测力计的挂钩,使指针指到1N、5N、10N,观察弹簧测力计长度的变化,感受1N、5N、10N的力。

3.交流。让学生自己归纳出使用弹簧测力计的方法和注意事项,教师可作适当的指导。

①所测的力不能大于测力计的测量限度,以免损坏测力计;②使用前,如果测力计的指针没有指在零点,那么应该调节指针的位置使其指在零点;③明确分度值:了解弹簧测力计的刻度每一大格表示多少牛,每一小格表示多少牛;④把挂钩轻轻拉动几下,看看是否灵活。实际测量时,要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测的力的方向一致。弹簧不要与弹簧测力计的外壳摩擦。

归纳总结:弹簧测力计的正确使用方法:

(1)首先看清弹簧测力计的量程,也就是弹簧测力计上的刻度。加在弹簧测力计上的力,不能超出这个范围。

(2)认清弹簧测力计上的最小刻度值,即每一小格表示多少牛,以便用它测量时可以迅速读出测量值。

(3)测量前要把指针调到零点,读数时,视线要与指针相平。

(4)测量时,要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的一致,不可用力猛拉弹簧或让弹簧测力计长久受力,以免损坏。

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温馨提示:发生弹性形变的物体,当外力超过一定的限度时也会发生塑性形变,即撤去外力后,不能恢复原状。

[介绍]为了满足不同的测力需要,人们还制成了其他形式的测力计,如握力计、拉力计、托盘秤等。

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同步训练

1.下列事例中,不是应用弹力工作的是()。

A.撑杆跳高B.跳远C.玩具弹簧枪射出子弹D.守门员接住射向球门的足球

答案:D

2.下列说法中正确的是()。

A.弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长B.弹簧测力计的刻度可以用cm、mm等作单位

C.弹簧测力计不能测量各种力D.能发生形变的弹簧只有拉伸时才能产生弹力

答案:A

3.测量力的大小的工具叫。在物理实验中,经常使用来测量力。

答案:测力计弹簧测力计

4.弹簧测力计是利用弹簧受到的拉力越,弹簧的越大的原理制成的。

解析:任何一个弹簧,它所能承受的力是有一定限度的,超过了这个限度就不能恢复原状了。在这个限度内弹簧的伸长(或缩短)量与弹簧受到的拉力(或压力)成正比,弹簧测力计是利用弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比的性质制成的。

答案:大伸长

5.下列关于弹簧测力计使用的说法,错误的是()。

A.每个弹簧测力计都有一个测量范围,被测力应小于这个范围B.使用前必须先对弹簧测力计校零

C.弹簧测力计只能竖直放置,测竖直方向的力D.弹簧测力计可以测不同方向的力

解析:弹簧测力计可以竖直放置,可以水平放置,也可以倾斜放置,但无论怎样放置,所测力的方向应与弹簧伸长或压缩方向在同一直线上,所以选C。

答案:C

板书设计

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教学反思

本节关键是介绍弹簧测力计的正确使用。弹力的概念、弹簧测力计的工作原理对于初中学生来说不作太多的要求,只是要让学生知道因为物体发生形变而产生的力叫做弹力,生活中常见的压力和支持力等都是弹力。工作原理只要知道弹性范围内拉力越大,伸长越长即可。

弹簧测力计的使用是本节的一个重点也是一个难点,通过课堂上的分组实验测量活动、参与式交流等探究形式的运用,不但可以让学生主动探究弹簧测力计的使用方法,而且可以活跃课堂气氛,锻炼学生合作学习的能力。

备课资料

弹性形变与弹力

物体在力的作用下发生的形状或体积改变叫做形变。在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫做弹性形变。发生弹性形变的物体,会对跟它接触且阻碍它恢复原来形状的物体产生力的作用,这种力叫弹力,即在弹性限度范围之内,物体对使其发生形变的施力物体产生的力叫弹力。

日常生活中观察到的相互作用,无论是推、拉、提、举,还是牵引列车、锻打工件、击球、弯弓射箭等,都是在物体与物体接触时才会发生的,这种相互作用可称为接触力。

弹力是接触力,弹力只能存在于物体的相互接触处,但相互接触的物体之间,并不一定有弹力的作用。因为弹力的产生不仅要接触,还要有相互作用。

弹力产生在直接接触而发生弹性形变的物体之间。通常所说的压力、支持力、拉力都是弹力。弹力的方向总是与物体形变的方向相反。压力或支持力的方向总是垂直于支持面而指向被压或被支持的物体。通常所说的拉力也是弹力。绳的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。

弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比,即F--kx(或AF一-kAr)。其中,志称为弹簧的劲度系数(也叫做倔强系数或弹性系数),在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。单位是牛/米,读做牛顿每米,符号是N/m。k值与其材料的性质有关。弹簧软硬之分,指的就是它们的劲度系数不同,而且不同的弹簧的劲度系数一般是不同的。上述表达式中的负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。

弹力的本质是分子间的作用力。当物体被拉伸或压缩时,分子间的距离便会发生变化,使分子间的相对位置拉开或靠拢,这样,分子间的引力与斥力就不会平衡,出现相吸或相斥的倾向,而这些分子间的吸引或排斥的总效果,就是宏观上观察到的弹力。如果外力太大,分子间的距离被拉开得太多,分子就会滑进另一个稳定的位置,即使外力撤去后,也不能再回复到原位,就会保留永久的形变。这便是弹力的本质。

弹力是按照力的性质命名的,丽压力、支持力、拉力则是由力的效果命名的。这是两种完全不同的概念。因此,弹力和压力、支持力、拉力之间没有明确的关系。弹力不一定是压力、支持力、拉力。所以,不能笼统地说,弹力就是压力、支持力、拉力。要具体情况具体分析。

高三第一轮物理教案4

教学准备

教学目标

1.知识与技能

⑴体会伽利略的理想实验思想。

⑵理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。

⑶理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度。

2.过程与方法

⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。

⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。

3.情感态度与价值观

⑴通过运动和力的关系的历史探究过程,使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。

⑵通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。

教学重难点

【重点】加深对牛顿第一定律和惯性的理解。

【难点】转变经验概念,明确惯性是物体的一种属性,任何物体都具有,牛顿定律是惯性现象的规律总结。

教学过程

(一)创设游戏,引入课题

撕纸游戏

猜一猜:

1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?

2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?

大家不要动手,先猜一猜。

3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?

请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。

(二)回顾历史,探究定律

1.情景设问,经验猜想

在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。

思考:运动和力之间有什么关系呢?

最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。

他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。

他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。

设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?

亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。

首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。

2.质疑假设,科学猜想

当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。

①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。

按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。

②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?

设问:球停下来的原因是什么呢?

在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。

他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。

结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。

③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?

④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。

过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。

3.实验探究,得出结论

(1)双斜面实验

左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。

①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的高度怎样变化。重复一次。

思考:

1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的高度之间有什么关系?

2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的点的高度差是什么关系?

3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?

②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。

思考:

1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?

2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?

③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。

思考:

1.如果水平木板足够长,小球会停下来吗?

2.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?

过渡:现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。

(2)动画模拟

(老师扮演伽利略,学生扮演小球。)

伽利略:小球先生(小姐),如果没有摩擦,你会爬上什么高度呢?

小球:我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬,直到爬上原来的高度。

伽利略;如果我减小右斜面的倾角,你还会爬到原来的高度吗?

小球:梦想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更长了。

伽利略:如果我继续减小右斜面的倾角呢?

小球:我心依旧,只是又多了一段山水之程。

伽利略:如果我把右斜面放平,你还会为了自己的梦想而前行吗?

小球:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。既然选择了高度,留给世界的便只能是背影。

播放周杰伦的《蜗牛》节选:我要一步一步往上爬/在点乘着叶片往前飞/小小的天留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天

希望同学们像小球一样怀着梦想,沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天,你有属于你的天!

过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。

(3)理想实验的魅力:

实验(事实)+逻辑推理

通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。

理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。

这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了2000多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。

过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。

(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。

回顾、思考:

①静止的车、足球为什么运动起来?

②运动的车、足球为什么会停下来?

③力和运动之间有什么关系?

力是改变物体运动状态的原因。

设问:运动状态是用什么物理量描述?

车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。

过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。

4.补充完善,形成定律

(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。

笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。

过渡:1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。

牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。

(2)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

过渡:现在我们来理解定律。

(三)理解定律,了解惯性

思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?

1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。

物体不受力,保持匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化,物体一定受到力的作用。

思考:物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”,这能不能通过实验验证呢?

不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。

2.阻力很小的现象:冰壶

从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。

思考:定律中还论述了什么呢?

3.惯性:

①概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。

设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?

当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。

②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。

物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。

思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关?

游戏:用嘴吹书

提起书,用力气吹垂下的封面;用手提起封面,用力气吹垂下的书。

思考:你观察到了什么现象?这个现象能说明惯性和质量的关系吗?

③惯性与质量:质量是惯性大小的量度。

质量只有大小,没有方向,是标量。在国际单位制中,质量的单位是千克,单位符号为kg。

在初中质量定义为物体所含物质的多少;现在进一步从惯性的角度认识了质量;以后还要从物体间的引力认识质量。

过渡:现在,就可以解释撕纸游戏了。

(四)再设情景,规律应用

1.思考:怎样解释撕纸游戏?

有夹子,增大了中部的质量,增大了惯性。当迅速撕开两边时,中部仍保持静止状态,所以撕成三截。无夹子,中间纸条惯性很小,静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异,所以撕成两截。

过渡:了解了惯性的知识,我们还能用它判断是非。

2.美国空军UFO档案记载,1952.12.6黎明前,一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时,一个很大的不明飞行物以4000km~15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中,不明飞行物能迅速增减速度,甚至还能骤然停止。

思考:1.如果没有特别的装置,UFO骤然停止时,外星人飞行员的命运是怎样的?

2.人们想象外星人持有惯性消除器,用来消除自身的惯性,以便应对速度的迅速变化,你怎么看?

我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点。希望大家在遇到问题时利用所学知识,冷静分析。

(五)课堂总结,课外探究

1.了解了运动和力关系的探究过程。

在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。

2.体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理

3.深入理解了牛顿第一定律,知道了质量是惯性大小的量度。

4.后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!

课外探究:有人说刘谦的螺丝魔术_了牛顿第一定律:不给螺帽力的作用,螺帽也能运动起来。你怎么看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”,弄清刘谦螺丝魔术的原理。

效果分析:

因为本节内容在初中已有接触,所以在本节课的设计中,我想能不能让学生通过对本课的预习和课外查阅资料,由学生参与互动,最后老师以总结者的身份来点评和补充效果好。

特别是实验、视频、小品的使用,激发了学生兴趣,促进了教学。

关于力和运动关系的发展过程是很好的物理学史的教材,如何让学生在一堂课中体验这种物理规律形成过程是我们所要思考的。

高三第一轮物理教案5

教学准备

教学目标

1.知道伽利略的理想实验及其推理过程,知道理想实验是科学研究的重要方法.

2.理解牛顿第一定律的内容及意义.

3.理解惯性的概念,会解释有关的惯性现象.

教学重难点

1.牛顿第一定律的内容及意义.

2.惯性的概念,解释有关的惯性现象.

教学过程

[知识探究]

一、理想实验的魅力

[问题设计]

1.日常生活中,我们有这样的经验:马拉车,车就前进,停止用力,车就停下来.是否有力作用在物体上物体才能运动呢?马不拉车时,车为什么会停下来呢?

答案不是.车之所以会停下来是因为受到阻力的作用.

2.如果没有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上运动的物体会怎样?请阅读课本中的“理想实验的魅力”,思考伽利略是如何由理想实验得出结论的.

答案如果没有摩擦阻力,水平面上运动的物体将保持这个速度永远运动下去.

理想实验再现:如图甲所示,让小球沿一个斜面由静止滚下,小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度.

如果减小第二个斜面的倾斜角度,如图乙所示,小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程.继续减小第二个斜面的倾斜角度,如图丙所示,使它最终成为水平面,小球就再也达不到原来的高度,而将沿水平面以恒定的速度永远运动下去.

[要点提炼]

1.关于运动和力的两种对立的观点

(1)亚里士多德的观点:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方.力是维持物体运动的原因.

这种错误的观点统治了人们的思维近两千年.

(2)伽利略的观点(伽利略第一次提出):物体的运动不需要(填“需要”或“不需要”)力来维持.

2.伽利略的理想实验的意义

(1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来,即采用“可靠事实+抽象思维+科学推论”的方法_了亚里士多德的观点,初步揭示了运动和力的正确关系.

(2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位.

二、牛顿物理学的基石——惯性定律

1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.

2.对牛顿第一定律的理解

(1)定性说明了力和运动的关系.

①说明了物体不受外力时的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态.

②说明力是改变物体运动状态的原因.

(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性.因此牛顿第一定律也叫惯性定律.

3.物体运动状态的变化即物体运动速度的变化,有以下三种情况:

(1)速度的方向不变,只有大小改变.(物体做直线运动)

(2)速度的大小不变,只有方向改变.(物体做曲线运动)

(3)速度的大小和方向同时发生改变.(物体做曲线运动)

三、惯性与质量

[问题设计]

坐在公共汽车里的人,当汽车突然启动时,有什么感觉?当运动的汽车突然停止时,又有什么感觉?解释上述现象.

答案当汽车突然启动时,人身体后倾.当汽车突然停止时,人身体前倾.这是因为人具有惯性,原来人和车一起保持静止状态,当车突然启动时,人的身体下部随车运动了,但上部由于惯性保持原来的静止状态,所以会向后倾;原来人和车一起运动,当车突然停止时,人的身体下部随车停止了,但上部由于惯性保持原来的运动状态,故向前倾.

[要点提炼]

1.惯性:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,我们把这个性质叫做惯性.牛顿第一定律又叫惯性定律.

2.惯性与质量的关系

(1)惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.

(2)质量是物体惯性大小的量度,质量越大,惯性越大.

3.惯性与力无关

(1)惯性不是力,而是物体本身固有的一种性质,因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的.

(2)力是改变物体运动状态的原因.惯性是维持物体运动状态的原因.

4.惯性的表现

(1)不受力时,惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,有“惰性”的意思.

(2)受力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度.质量越大,惯性越大,运动状态越难改变.

[延伸思考]

人能推动冰面上的重箱子,用同样的力却推不动粗糙地面上不太重的箱子,是不是冰面上的重箱子惯性小于粗糙地面上不太重的箱子呢?为什么?

答案不是.质量是物体惯性大小的量度,重箱子的惯性大于轻箱子的惯性.判断物体惯性的大小应在相同情况下比较,比如用同样的力推都处于冰面上或都处于粗糙地面上质量不同的物体,比较哪个物体的运动状态更容易改变.

[典例精析]

一、对伽利略理想实验的认识

例1理想实验有时能更深刻地反映自然规律.伽利略设计了一个如图1所示的理想实验,他的设想步骤如下:

图1

①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动.

请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______(只要填写序号即可).在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论.下列有关事实和推论的分类正确的是()

A.①是事实,②③④是推论

B.②是事实,①③④是推论

C.③是事实,①②④是推论

D.④是事实,①②③是推论

解析本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理,将实验理想化,并符合物理规律,得到正确的结论.而②是可靠事实,因此放在第一步,③、①是在斜面上无摩擦的设想,最后推导出水平面上的理想实验④.因此正确顺序是②③①④.

答案②③①④B

二、对牛顿第一定律的理解

例2由牛顿第一定律可知()

A.物体的运动是依靠惯性来维持的

B.力停止作用后,物体的运动就不能维持

C.物体做变速运动时,一定有外力作用

D.力是改变物体惯性的原因

解析物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性,由于惯性的存在,物体才保持原来的运动状态,A对.力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,B错,C对.惯性是物体的固有属性,力不能改变物体的惯性大小,D错.

答案AC

针对训练做自由落体运动的物体,如果下落过程中某时刻重力突然消失,物体的运动情况将是()

A.悬浮在空中不动

B.速度逐渐减小

C.保持一定速度向下做匀速直线运动

D.无法判断

答案C

解析物体自由下落时,仅受重力作用,重力消失以后,物体将不受力,根据牛顿第一定律的描述,物体将以重力消失瞬间的速度做匀速直线运动,故选项C正确.

三、惯性的理解

例3关于物体的惯性,下述说法中正确的是()

A.运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体速度越大,惯性也越大

B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的物体惯性大

C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球惯性小

D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性

解析惯性大小只与物体质量有关,与物体的速度无关,故A错误;质量是物体惯性大小的量度,火车速度变化慢,表明它的惯性大,是因为它的质量大,与是否静止无关,故B错误;乒乓球能被快速抽杀,表明它的运动状态容易发生改变,是因为它的惯性小,故C正确;一切物体在任何情况下都有惯性,故D错误.

答案C

[课堂要点小结]

[自我检测]

1.(对伽利略理想实验的认识)关于伽利略的理想实验,下列说法正确的是()

A.只要接触面摩擦相当小,物体在水平面上就能匀速运动下去

B.这个实验实际上是永远无法做到的

C.利用气垫导轨,就能使实验成功

D.虽然是想象中的实验,但是它建立在可靠的实验基础上

答案BD

解析只要接触面摩擦存在,物体就受到摩擦力的作用,物体在水平面上就不能匀速运动下去,故A错误.没有摩擦是不可能的,这个实验实际上是永远无法做到的,故B正确.若使用气垫导轨进行理想实验,可以提高实验精度,但是仍然存在摩擦力,故C错误;虽然是想象中的实验,但是它建立在可靠的实验基础上,故D正确.

2.(对牛顿第一定律的理解)关于牛顿第一定律的理解正确的是()

A.不受外力作用时,物体的运动状态保持不变

B.物体做变速运动时一定受外力作用

C.在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于没有外力维持木块运动的结果

D.飞跑的运动员,由于遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态

答案ABD

解析牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态,即总保持匀速直线运动状态或静止状态不变,A正确;牛顿第一定律揭示了力和运动的关系,力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因.物体做变速运动说明运动状态在改变,B正确.在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于摩擦阻力的作用而改变了运动状态.飞跑的运动员,遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用迫使他改变了原来的运动状态,C错误,D正确.

3.(力与运动的关系)某人用力推一下原来静止在水平面上的小车,小车便开始运动,以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动,可见()

A.力是维持物体速度不变的原因

B.力是维持物体运动的原因

C.力是改变物体惯性的原因

D.力是改变物体运动状态的原因

答案D

解析力是改变物体运动状态的原因,小车原来静止,在力的作用下小车开始运动,是力使其运动状态发生了改变.用较小的力就能使小车做匀速直线运动是推力与摩擦力的合力为零的缘故.

4.(对惯性的理解)如图2所示,冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小,可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变,我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”.这里所指的“本领”是冰壶的惯性,则惯性的大小取决于()

图2

A.冰壶的速度

B.冰壶的质量

C.冰壶受到的推力

D.冰壶受到的阻力

答案B

解析一个物体惯性的大小,与其运动状态、受力情况是没有任何关系的,衡量物体惯性大小的因素是质量,故B正确.

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