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高中物理 3.1重力、基本相互作用教学设计 新人教版必修1


高中物理新课标教学设计 《重力 基本相互作用》教学设计
【学习者分析】 1.本人所在学校属于省级示范学校,学生在初中就已经进行了很长时间的探究体验,因此 他们有探究的基础,优点是思维活跃,善于观察、总结、提出并回答问题,不过还存在“眼 高手低”的问题及实验器材问题。 2.新课程改革打破了以前的应试教育模式,教育教学过程中师生地位平等,充分贯彻以学 生为本,坚持学生的主体地位,教师的主导地位。 3.本节课是一节科学探究课,呈现在学生面前的是现象,是问题,积极引导学生探究。 探究式教学重视的是探究的过程和方法而不是结论, 探究过程是产生创造思维的温床, 过于重视结果可能会导致丧失探究热情,扼杀学生探究的欲望。 【教材分析】 1.力的概念、图示以及力的作用效果. 2.重力的概念及重心的理解. 【教学目标】 知识与技能: 1.了解力是物体对物体的作用,力的作用是相互的,认识力能使物体发生形变或使物 体运动状态发生改变. 2.知道力的三要素,会画力的图示和力的示意图. 3.知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系. 4.知道物体重心的含义. 5.知道重力产生的原因及其定义. 6.了解四种基本相互作用. 过程与方法:过程与方法 1.知道人类认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的. 2.能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关. 3.能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的. 4.自己动手,找不规则薄板重心的实验锻炼自己的动手能力. 5.通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的物理学方法. 情感态度与价值观: 1.通过实例激发学生对科学的求知欲、激励探索与创新的意识. 2.通过实验,培养学生的团结协作精神. 3.通过本节课的学习,培养全面观察分析问题的能力 【重点难点】 1.力的概念的建立,重力的大小和方向。 2.重心的确定。 【设计思想】 本节课属于物理概念课,除四种基本相互作用外,其余知识初中基本已经学过。但本节 课不是初中的一个简单的复习,而是高中和初中力学的重要衔接,起承上启下的作用。

本节课首先从生活实际出发, 通过分析物体运动状态的改变及形变的原因, 说明力是物 体间的相互作用的一种表现,并且复习力的图示。通过此段的教学,可以激活学生初中力学 基本知识。 重力是一种普遍存在的力,对于它的学习和描述,一方面能训练学生从常见的、普遍的 物理现象中进行归纳总结,找出共同特性,另一方面可以为以后学习弹力、摩擦力、万有引 力等力提供认知的模板,即从大小、方向、作用点、作用效果、产生原因等方面认识力。在 物体重心的确定上,设计让学生进行探究性活动,确定不同形状的物体的重心位置,并且和 数学上的重心作比较,深入理解重心的含义。 四种基本相互作用的介绍,可以拓展学生的思维空间,开阔学生的视野,教学中可以对 学生进行指导性阅读,并且布置探究性作业,课下收集有关四种基本相互作用的知识 【教学环节】 一.课题的引入[多媒体投影] 播放“运动员踢球、守门员接球、 运动员用头顶球、人推物体(但没有推动)、火箭发射、 压缩海绵”等录像资料. 学生观察讨论,引发学生的兴趣 师:通过以上的观看,大家可以总结出这几个物体的共同点吗? 生 1:这几个物体都在运动. 生 2:不对,有的在运动,有的静止,比如说人推物体时并没有推动物体. 生 3:海绵的情况和那几个物体有所不同,那几个物体都是从运动到静止或者从静止到 运动,形状都没有发生变化,但是海绵形状变化比较明显. 师:刚才这位同学观察得很仔细,除了海绵之外的其他物体形状好像没有发生变化,或 者说它们的变化从图中观察不出来.是不是真的没有发生变化呢?其他几个物体从运动到静 止或从静止到运动,而海绵的形状发生了变化,这些都是什么原因造成的呢? 生:是因为物体受到了力的作用. 【新课教学】 一、力和力的图示 [演示实验] 演示用手压锯条、拉橡皮条等等,提出问题. 师:类似这些你还能举出哪些生活实例? 生: 类似这样的例子很多, 比如小树在大风的作用下的弯曲, 直尺在力的作用下的弯曲, 绳子在力的作用下的扭转,弹簧对压缩它的物体的力的作用. 师:所有这些现象说明了什么? 生:要使物体形状发生变化,要对它施加力的作用. 师:物体形状或体积的变化称为形变,从刚才几个例子我们可以得到什么样的结论? 生:力是使物体产生形变的原因. 师: 这是力的作用效果之一, 除了这样一种作用效果之外, 力还有什么样的作用效果呢? 试举例说明. 生 1:用力推箱子,可以发现箱子开始运动了,说明是力使物体从静止变为运动了.可 见力可以使物体从静止变为运动. 生 2:汽车停下来,首先要刹车,可见要使物体从运动变为静止,需要力的作用。 生 3: 飞行在空中的足球, 当一个运动员用头顶一下, 发现足球的运动方向发生了变化, 可见运动方向的变化需要力的作用.

师:刚才几个同学举例非常好,物体速度的变化称为物体运动状态的变化,那么我们 能不能把上述几位同学的话总结成一句话呢? 生:力是物体运动状态发生变化的原因. 师:结合上面的分析,再加上我们初中所学的知识,大家给力下一个定义. 生:力是物体间的相互作用,力是物体运动状态变化的原因,力是物体发生形变的原 因. 师:当我们向东拉一个物体和向南拉一个物体时,同样大小的力产生的作用效果一样 吗? 生:不一样. 师:所以力是既有大小又有方向的物理量,这样的物理量叫什么?以前我们所学的哪几 个物理量和力具有相同的情况? 生:这样既有大小又有方向的物理量称为矢量,我们在以前的学习中位移、速度、加 速度都是矢量. 师:物理量都有自己的单位,力的单位是什么呢? 生:力的单位是牛顿,简称牛,符号是 N. 师:要想测量力的大小,我们可以用什么工具呢? 生:可以用测力计(弹簧秤). 师:要具体描述作用在物体上的一个力,我们可以采用什么样的方法? 生:可以用力的图示的方法. 师:要想画力的图示,需要了解哪几个问题? 生:力的三要素:大小、方向和作用点. 师:下面我们就进行一下力的图示的练习. (多媒体投影例题) [参考例题] 如图 3—1—1 所示,绳对物体竖直向上的拉力大小为 150N,用力的图示法表示拉力.

解析:画力的图示要严格按照以下步骤进行: (1)选定标度. (2)从作用点沿力的方向画一线段,线段长短按选定的标度和力的大小画.线段上加刻 度,如图甲所示从 O 点竖直向上画一段 3 倍于标度的线段; (3)在线段终点上加箭头表示力的方向.为了简便也可以照图乙那样不画物体,而用质 点来表示物体,画出力 F 的图示. 学生活动:做例题中物体受力的图示,教师巡回指导,帮助水平较差的学生,把做得 好的同学的图示用实物投影投到大屏幕上, 和学生自己做的进行比较, 也可以让同位之间互 换进行检查,找出对方的缺点,锻炼学生发现错误的能力. 师:(微笑)刚才同学们做得很好,看来大家初中的基础还是比较好的,由于高中对物 体进行受力分析的时候很多, 力的图示画起来比较麻烦, 我们以后会经常画一种简化的力的

图示——力的示意图.力的示意图是在力的图示的基础上,不对力的大小有具体的要求,只 画力的作用点和方向,表示物体在这个方向上受到了力.我们在以后经常要用到这种方法, 希望大家能够熟练掌握. [课堂训练] 下列关于力的说法中正确的是????????????????( ) A. 射出枪口的子弹,能打到很远的距离,是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用 B.甲用力把乙推倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用 C. 只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受到力 D.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体 解析:子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力,使子弹离开枪口时有很大的速 度,但子弹离开枪口以后,只受重力和空气阻力作用,并没有一个所谓的推力,因为不可能 找到这个“推力”的施力物体;故不存在,所以 A 错.物体间力的作用总是相互的,甲推乙 的同时乙也推甲,故说法 B 错.不论物体是否有生命或是否有动力,它们受到别的物体作用 时,都会施力,马拉车时,车也拉马;书向下压桌子,桌子也向上推书,故 C 错.由于自然 界中的物体都是相互联系的,找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体,所以每一个物 体既是受力物体,又是施力物体,故说法 D 正确. (投影展示物体下落的几幅图象) 下落的物体可以有从树上下落的苹果、跳高运动员、飞机投下救援物资等等. 师:这样几个物体有一个共同的特点是什么? 生:它们都落向地球. 师:通过刚才的学习,我们知道力是改变物体运动状态的原因,那么物体的下落是由 于什么力作用呢? 生:是受到重力的作用. 二、重力 师:重力产生的原因是什么? 生:是由于地球的吸引而使物体受到的力. 师:要研究一个力,首先要研究这个力的三要素,重力的三要素应该怎样进行研究呢? 生:重力的大小可以用弹簧秤进行测量. 师:同样一个物体受重力的大小在地球的不同地方是不同的,根据公式 G=mg 中的 g 是我们以前所学的自由落体加速度, 它的大小与物体所处的高度和纬度有关. 当高度增加时, g 的值减小;当纬度增加时,g 的值增大.那么重力的方向是如何的呢? 生:重力的方向是竖直向下的. 师:重力的作用点称为重心,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力集中在一 个点上,这个点叫做物体的重心.物体的重心是如何进行确定的呢? 生 l:如果是规则形状的物体,物体的重心一定在物体的几何中心. 生 2:不一定,当物体密度分布不均匀时,即使是规则形状的物体,重心也不一定在物 体的几何中心.比如一个空杯子,逐渐地向里面注入水,它的重心应该不断地变化.所以应 该说成规则形状并且质量分布均匀的物体重心是在几何中心. 师:(鼓励的微笑)刚才这位同学分析得非常好.物体的重心可以随物体质量分布变化 而变化. 现在这里有一个不规则形状的薄木板, 大家设计一个实验方案来标出这块木板的重 心所在. (学生设计实验,对实验方案进行讨论) [参考案例] 用悬挂法确定薄板的重心

这是一种老师们比较熟悉的方法.演示时可以增加重心在物体之外的情况.例如,如 图 3—1—2 所示的薄板,在用悬挂法确定了物体的重心之后,在板上固定一条细线 ab,再 在其重心 c 处拴上细线提拉,可使薄板水平平衡. 生:可以用悬挂的方法来确定这块薄木板的重心位置.

师:实验的原理是什么呢? 生:根据物体的拉力和物体的重力平衡,拉力的方向一定是竖直向上,绳子的反向延 长线一定通过重心的位置, 我们可以改变薄木板的悬挂点, 用两条直线的交点来确定薄木板 的重心. 师:很好,根据自己的实验方案,大家分组进行实验,同时,也可以选择其他的物体 想办法测出他们的重心,例如我们的直尺、三角板、物理课本、橡皮等等. (学生进行分组实验,寻找薄物体的重心) [课堂训练] 关于重力的说法,正确的是??????????????( ) A. 重力就是地球对物体的吸引力 B.只有静止的物体才受到重力 C.同一物体在地球上无论怎样运动都受到重力 D.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的 答案:CD 解析:重力是由于物体受到地球的吸引而产生的,地球对物体的吸引力产生两个效果: 一个效果是吸引力的一部分使物体绕地球转动; 另一个效果即另一部分力才是重力, 也就是 说重力通常只是吸引力的一部分. 重力只决定于地球对物体的作用, 而与物体的运动状态无 关,也与物体是否受到其他力的作用无关. 师:除了重力之外,自然界还有很多力的作用,它们的类别很多,根据不同的分类方 法有很多方法, 这些相互作用都是由四种基本相互作用演变而来, 下面我们来看一下这四种 基本相互 作用. 三、四种基本相互作用 (学生自己阅读教材第 56 页四种基本相互作用) 注:由于这一部分是属于了解性质的问题,让学生自己阅读,有利于提高学生阅读科 技论文的能力,是学生提高自己水平的很好机会,老师一定要相信学生有这个能力,不能把 一切都进行讲解,而是应该把这一部分时间让学生自由支配,锻炼学生的自学能力,为终身 学习作好准备. 师:请同学们把自己阅读的内容总结一下. 生:这一部分叙述的是自然界的四种基本相互作用,它们分别是万有引力、电磁相互 作用、强相互作用和弱相互作用. 师:它们的基本特点是什么? 生:万有引力相互作用存在于一切物体之间,相互作用的强度随距离的增大而减小;

电磁相互作用是存在于电荷之间和磁体之间,它们的本质是相同的,称之为电磁相互作用; -15 强相互作用和弱相互作用存在范围很小,它们的作用范围只有 10 m,但是弱相互作用的强 —12. 度只有强相互作用的 10 师:刚才这几位同学总结得非常好,自然界的这四种相互作用是近几十年才发现的, 许多科学家都认为这四种相互作用是一种相互作用不同的体现形式, 也就是说有更为一般的 一种相互作用就可以解释自然界所有的力学现象了, 这里面包括著名科学家爱因斯坦也支持 这种说法, 并且在晚年致力于统一场方面的研究但没有成功. 这也给我们同学们留下了需要 研究的问题, 希望有一天我们的同学当中有一位能够解决这个问题. 同学们有没有信心解决 这个问题呢? 生:有. 点评:通过讲解这一部分,可以激发学生对科学前沿的了解,积极投身到为科学而献 身的队伍中去. [小结] 力的概念在初中已经有所接触, 但是它的理解仍然是一个难点, 关键是在于力是物体间的相 互作用这一问题上,并且两个力地位是相同的.重力是在初中已经学习过的一个概念,对它 的理解主要应该放在重心的研究上, 知道不同情况下物体重心的位置. 自然界四种基本相互 作用是新教材新增的内容, 对它的理解不必太深, 了解这方面的知识, 为将来发展打下基础. 作业: 教材第 57 页问题与练习. 【板书设计】 1.力 ⑴力的定义: (3)力的单位: (5)力是矢量: 2 .重力 (1)重力: (3)重力的方向: (2)公式: (4)重心: (2)力产生的效果 (4)力的测量: (6)力的图示与示意图

3.四种基本相互作用及分类 【教学反思】教师评价及反思: 通过本节课学生能充分了解重力的相关知识, 并清楚了物理学与实际生活是息息相关的, 同 时也对物体有了更深刻的认识。 本节课能本着学生为主体, 适合学生思维方式的角度来审视 素质教育下的新的教学模式,为以后的教学打下一定的基础。问题的设置环环相扣,紧密联 系,利于学生顺利得出结论,使教学环节的衔接很得体,有开拓的学生的思维,培养了动手 能力,加深了对知识的理解,使难点很容易攻破.


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