第一篇：高中物理 《平衡條件的應用》教案

第四節(jié)平衡條件的應用

從容說課

力的平衡要有正確的思路：首先確定研究對象，其次是正確分析物體的受力，然后根據(jù)平衡條件列方程求解.對于比較簡單的問題，可以用直角三角形的知識求解，對于不成直角的受力問題可以用正交分解方法求解.三維目標

知識與技能

1.知道共點力作用下物體的平衡概念.2.掌握在共點力作用下物體的平衡條件.3.知道如何用實驗驗證共點力作用下的物體的平衡條件.4.應用共點力的平衡條件解決具體問題.過程與方法

1.正確判斷物體的運動狀態(tài)，培養(yǎng)學生的觀察和鑒別能力.2.進一步培養(yǎng)學生分析物體受力的能力.3.應用平衡條件解決實際問題的能力.情感態(tài)度與價值觀

1.了解運動和靜止的相對性，培養(yǎng)學生的辯證唯物主義觀點.2.通過對周圍處于靜止狀態(tài)的物體的觀察和實驗，總結出力的平衡條件，再用這個理論來解決和處理實際問題，使學生樹立正確的認識觀.通過對物體受力分析圖的繪畫，使學生了解到物理學中的對稱美.教學設計

教學重點 1.共點力的平衡條件.2.熟練運用共點力的平衡條件，解決平衡狀態(tài)下有關力的計算.3.進一步熟練受力分析的方法.教學難點 1.物體的受力分析.2.物體在什么條件下，可以認為是受到共點力作用？

3.物體受到三個不在一條直線上的力作用而處于平衡狀態(tài)時，這三個力一定共點.教具準備 投影儀、投影片.課時安排 1課時

教學過程

導入新課式

1.用投影片出示復合題：

(1)如果一個物體能夠保持_________或_________，我們就說物體處于平衡狀態(tài)(2)當物體處于平衡狀態(tài)時：

a.物體所受各個力的合力等于_________，這就是物體在共點力作用下的平衡條件.b.它所受的某一個力與它所受的其余外力的合力關系是_________.2.學生回答問題后，教師進行評價和糾正.3.引入：本節(jié)課我們來運用共點力的平衡條件求解一些實際問題.推進新課

1.共點力作用下物體的平衡條件的應用舉例： 用投影片出示例題1：

［例題剖析1］如圖5-4-1所示.細線的一端固定于A點，線的中點掛一質量為m的物體，另一端B用手拉住，當AO與豎直方向成θ角，OB沿水平方向時，AO及BO對O點的拉力分別是

Δx1′、Δx2′間的關系.無拉力F時:Δx1=(G1+G2)/k1，Δx2=G2/k2，(Δx1、Δx2為壓縮量)

加拉力F時:Δx1′=G2/k1，Δx2′=(G1+G2)/k2，(Δx1′、Δx2′為伸長量)而Δh1=Δx1+Δx1′，Δh2=(Δx1′+Δx2′)+(Δx1+Δx2)系統(tǒng)重力勢能的增量ΔEp=G1·Δh1+G2·Δh2 整理后可得：ΔEp=(G1+2G2)（G1?G2G2)?k1k24.講解有關斜面問題的處理方法

［例題剖析3］如圖5-4-5所示，將重力為G的物體A放在傾角θ的斜面上，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，那么對A施加一個多大的水平力F1，可使物體沿斜面勻速上滑？ 分析本題:

圖5-4-5 a.定物體A為研究對象 b.對物體A進行受力分析: 物體A共受四個力的作用：豎直向下的重力G、水平向右的力F1、垂直于斜面斜向上方的支持力F2、平行于斜面向下的滑動摩擦力F3，其中G和F1是已知的.由滑動摩擦定律F3＝μF2可求得F2和F3，就可以求出μ.c.畫出物體的受力圖如圖5-4-6.d.本題采用正交分解法：

圖5-4-6 對于斜面，常取平行于斜面的方向為x軸，垂直于斜面的方向為y軸，將力沿這兩個方向分解，應用平衡條件求解： e.用投影片展示本題的解題過程：

解：取平行于斜面的方向為x軸，垂直于斜面的方向為y軸，分別在這兩個方向上應用平衡條件求解，由平衡條件可知，在這兩個方向上的合力Fx合和Fy合應分別等于零，即 Fx合=F3-F1cosθ+Gsinθ=0 Fy合=F2-F1sinθ-Gcosθ=0 并且F3=F2·μ 解得：F1=Gcos???Gsin?.cos???sin?5.鞏固訓練

如圖5-4-7所示,重為G＝10 N的小球在豎直擋板作用下靜止在傾角為θ=30°的光滑斜面上，已知擋板也是光滑的，求：

圖5-4-7(1)擋板對小球彈力的大?。?2)斜面對小球彈力的大小.課堂小結

本節(jié)課我們主要學習了以下幾點：

1.應用共點力平衡條件解題時常用的方法——力的合成法、力的分解法、正交分解法.2.解共點力作用下物體平衡問題的一般步驟：(1)確定研究對象；

(2)對所選研究對象進行受力分析，并畫出受力示意圖;(3)分析研究對象是否處于平衡狀態(tài)；

(4)運用平衡條件，選用適當方法，列出平衡方程求解.布置作業(yè)

練習1.如圖5-4-8所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，碗的內表面及碗口是光滑的.一根細線跨在碗口上，線的兩端分別系有質量為m1和m2的小球，當它們處于平衡狀態(tài)時，質量為m1的小球與O點的連線與水平線的夾角為α=60°.兩小球的質量比為(A)

圖5-4-8 A.3232 B.C.D.3322練習2.如圖5-4-9所示，人重600 N，木板重400 N，人與木板、木板與地面間的動摩擦因數(shù)皆為0.2.現(xiàn)在人用水平力拉繩，使他與木塊一起向右勻速運動，則(BC)

圖5-4-9 A.人拉繩的力是200 N B.人拉繩的力是100 N C.人的腳給木塊摩擦力向右 D.人的腳給木塊摩擦力向左

練習3.如圖5-4-10所示，兩個完全相同的小球，重力大小為G，兩物體與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ，一根輕繩的兩端固定在兩個球上，在繩的中點施加一個豎直向上的拉力，當繩被拉直后，兩段繩的夾角為θ.求當F至少為多大時，兩球將會發(fā)生相對滑動？(F=

2?Gtan??2?)

圖5-4-10

第二篇：高中物理 《萬有引力定律的應用》教案

萬有引力定律的應用

【教育目標】

一、知識目標

1．了解萬有引力定律的重要應用。

2．會用萬有引力定律計算天體的質量。

3．掌握綜合運用萬有引力定律和圓周運動等知識分析具體問題的基本方法。

二、能力目標

通過求解太陽、地球的質量，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。

三、德育目標

利用萬有引力定律可以發(fā)現(xiàn)未知天體，讓學生懂得理論來源于實踐，反過來又可以指導實踐的辯證唯物主義觀點?！局攸c、難點】

一、教學重點

對天體運動的向心力是由萬有引力提供的理解

二、教學難點

如何根據(jù)已有條件求中心天體的質量 【教具準備】

太陽系行星運動的掛圖和FLASH動畫、PPT課件等?！窘滩姆治觥?/p>

這節(jié)課通過對一些天體運動的實例分析，使學生了解：通常物體之間的萬有引力很小，常常覺察不出來，但在天體運動中，由于天體的質量很大，萬有引力將起決定性作用，對天文學的發(fā)展起了很大的推動作用，其中一個重要的應用就是計算天體的質量。

在講課時，應用萬有引力定律有兩條思路要交待清楚.

1.把天體（或衛(wèi)星）的運動看成是勻速圓周運動，即F引=F向，用于計算天體（中心體）的質量，討論衛(wèi)星的速度、角速度、周期及半徑等問題.

2.在地面附近把萬有引力看成物體的重力，即F引=mg.主要用于計算涉及重力加速度的問題。這節(jié)內容是這一章的重點，這是萬有引力定律在實際中的具體應用.主要知識點就是如何求中心體質量及其他應用，還是可發(fā)現(xiàn)未知天體的方法?！窘虒W思路設計】

本節(jié)教學是本章的重點教學章節(jié)，用萬有引力定律計算中心天體的質量，發(fā)現(xiàn)未知天體顯示了該定律在天文研究上的重大意義。

本節(jié)內容有兩大疑點：為什么行星運動的向心力等于恒星對它的萬有引力？衛(wèi)星繞行星運動的向心力等于行星對它的萬有引力？我的設計思想是，先由運動和力的關系理論推理出行星（衛(wèi)星）做圓周運動的向心力來源于恒星（行星）對它的萬有引力，然后通過理論推導，讓學生自行應用萬有引力提供向心力這個特點來得到求中心天體的質量和密度的方法，并知道在具體問題中主要考慮哪些物體間的萬有引力；最后引導閱讀相關材料了解萬有引力定律在天文學上的實際用途。

本節(jié)課我采用了“置疑－啟發(fā)—自主”式教學法。教學中運用設問、提問、多媒體教學等綜合手段，體現(xiàn)教師在教學中的主導地位。同時根據(jù)本節(jié)教材的特點，采用學生課前預習、查閱資料、課堂提問；師生共同討論總結、數(shù)理推導、歸納概括等學習方法，為學生提供大量參與教學活動的機會，積極思維，充分體現(xiàn)教學活動中學生的主體地位?！窘虒W過程設計】

一、溫故知新，引入新課

教師：

1、物體做圓周運動的向心力公式是什么？

2、萬有引力定律的內容是什么，如何用公式表示？

3、萬有引力和重力的關系是什么？重力加速度的決定式是什么？ 【引導學生觀看太陽系行星運動掛圖和FLASH動畫】 教師：根據(jù)前面我們所學習的知識，我們知道了所有物體之間都存在著相互作用的萬有引力，而且這種萬有引力在天體這類質量很大的物體之間是非常巨大的。那么為什么這樣巨大的引力沒有把天體拉到一起呢？

【設疑過渡】

教師：由運動和力的關系來解釋：因為天體都是運動的，比如恒星附近有一顆行星，它具有一定的速度，根據(jù)牛頓第一定律，如果不受外力，它將做勻速直線運動。現(xiàn)在它受到恒星對它的萬有引力，將偏離原來的運動方向。這樣，它既不能擺脫恒星的控制遠離恒星，也不會被恒星吸引到一起，將圍繞恒星做圓周運動。此時，行星做圓周運動的向心力由恒星對它的萬有引力提供。

本節(jié)課我們就來學習萬有引力在天文學上的應用。

二、明確本節(jié)目標

1．了解萬有引力定律在天文學上的重要應用。

2．會用萬有引力定律計算天體的質量。

3．掌握綜合運用萬有引力定律和圓周運動等知識分析具體問題的基本方法。

三、重點、難點的學習與目標完成過程

1．理論思想的建立

教師：通過前面學過的知識和剛才的理論推測，我們研究天體運動的基本方法是什么？ 學生：（思考后回答）應該抓住恒星對行星的萬有引力做行星圓周運動的向心力這一根本點去進行處理。

教師：（大屏幕投影動畫，加深學生感性認識和理解能力）

教師：能否用我們學過的圓周運動知識求出天體的質量和密度呢？ 【自然過渡，進入定量運算過程】 2．天體質量的計算

教師：如果我們知道了一個衛(wèi)星繞行星運動的周期，知道了衛(wèi)星運動的軌道半徑，能否求出行星的質量呢？

學生：由物體做圓周運動的動力學條件，列式可求。

教師：此時知道行星的圓周運動周期，其向心力公式用哪個好呢？ 【引導學生自行推導，然后在大屏幕上演示推導過程】

設行星的質量為m.根據(jù)萬有引力提供行星繞太陽運動的向心力，有：

MmF向=F萬有引力=G2?m?2r

rMm2?即G2?m()2r

Tr4?2r3M?

GT2教師：這個質量表示的是做圓周運動的行星的質量嗎？ 學生：是中心天體的質量。

【討論】

1、要計算太陽的質量，你需要哪些數(shù)據(jù)？

2、要計算地球的質量，你需要哪些數(shù)據(jù)？ 3．天體密度的計算

教師：能否用推導出中心天體的密度呢？ 【提示】想一想，天體的體積容易求解出來嗎？ 【教師在學生思考后利用大屏幕演示推導方法】

m4?2r3/GT23?r3???? 2343VGTR?R3教師：從實際情況來考慮，有什么更好的方法來進行測量嗎？

學生：公式里的r和R如果能約掉，即讓衛(wèi)星繞行星貼著表面運動即可。

m4?2r3/GT23?r33?????? 23243VGTRGT?R3總結：方法是發(fā)射衛(wèi)星到該天體表面做近地運轉，測出繞行周期

3．實例應用：海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)

讓學生閱讀教材內容，認識萬有引力定律在天文學上的實際應用。

四、課堂練習

1、本節(jié)第二節(jié)介紹牛頓如何在開普勒第三定律的基礎上推導出萬有引力的思路。通過本節(jié)的學習，請證明，所有行星繞太陽運轉其軌道半徑的立方和運轉周期的平方的比值即r3/T2是一個常量。

2、密封艙在離月球表面112km的空中沿圓形軌道運行，周期是120.5min，月球的半徑是1740km，根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算月球的質量和平均密度。

3、已知火星的半徑是地球的半徑的一半,火星的質量是地球的質量的1/10.如果在地球上質量為60kg的人到火星上去,問: ⑴在火星表面上人的質量多大?重量多少? ⑵火星表面的重力加速度多大? ⑶設此人在地面上能跳起的高度為1.6m,則他在火星上能跳多高?⑷這個人在地面上能舉起質量為60kg的物體, 他在火星上可舉起質量多大的物體? 答案：

1、略

2、M=7.19×1022kg,ρ=3.26×103kg/m3

3、（1）質量60kg, 重量240N；（2）4N/s;(3)4m;(4)150kg

五、小結 本節(jié)課我們學習了萬有引力定律在天文學上的應用，計算天體的質量和密度的方法是F引 =

2m4?2r3/GT23?r33?4?2r3?????F向求得的結果M?，23243VGTRGTGT2?R3另外，根據(jù)天體質量的計算結果討論

r31、從理論上驗證了開普勒經驗公式：2?k的正確性。

T2、如果知道中心天體的質量M，也可以預測繞其運動的行星或衛(wèi)星的運動情況。(3)星球表面加速度的計算對象：星球表面物體GMmmg =r2得：g =GMr2 【板書設計】 【素質能力訓練】

1、兩顆靠得很近的行星，必須各以一定的速度繞它們連線上某一點轉動，才不至于由于萬有引力的作用而將它們吸引到一起。以知這兩顆行星的質量分別為m1、m2，相距為L,討論這兩顆行星運動的周期、運動半徑有什么關系？求出它們的轉動周期。

2.已知下面的數(shù)據(jù)，可以求出地球質量M的是（引力常數(shù)G是已知的） A.月球繞地球運行的周期T1及月球到地球中心的距離R1 B.地球“同步衛(wèi)星”離地面的高度

C.地球繞太陽運行的周期T2及地球到太陽中心的距離R2 D.人造地球衛(wèi)星在地面附近的運行速度v和運行周期T3

3、地球和月球的質量之比為81∶1,半徑之比為4∶1，求：（1）地球和月球表面的重力加速度之比

（2）在地球上和月球上發(fā)射衛(wèi)星所需最小速度之比.4、用火箭把宇航員送到月球上，如果已知月球半徑，他用一個彈簧秤和一已知質量的砝碼，能否測出月球的質量？如何測定？

答案：1：兩顆行星靠得很近，它們繞連線上的某點作圓周運動，萬有引力等于它們的向心力，它們的運動周期相等，則它們的質量和半徑的乘積相同，即 m1r1 = m2r2 且 r1 + r2 = L T?2?L3所以G（m+m 12)

2、AD

3、（1）81∶16 2）9∶2 4、能，略

（

第三篇：高中物理必修一4.3 力的平衡 教案2

《力的平衡》教學案例

一．教學目標： 1．知識目標

1)知道平衡狀態(tài)和平衡力的概念 2)了解共點力作用下物體平衡的概念 3)知道共點力的平衡條件 2．能力目標：

1)通過課堂小實驗，培養(yǎng)學生實驗觀察能力。

2)通過設計實驗探究物體的平衡條件，培養(yǎng)了學生的科學探究能力和實驗能力。

3)通過課堂練習,訓練學生進行知識遷移及應用 3．情感目標：

通過互相交流共同設計實驗方案，培養(yǎng)學生與他人合作的精神；通過先從實驗探究，再從理論上總結共點力作用下物體的平衡條件，然后再應用，培養(yǎng)學生科學探究精神和理論聯(lián)系實驗、實際的科學態(tài)度。

二．教學設計: 1．學習任務分析：

本節(jié)是新課程（魯科版）第五章第三節(jié)的內容。本節(jié)學習共點力作用下物體的平衡，內容包括共點力作用下物體的平衡狀態(tài)、共點力

作用下物體的平衡條件和力的平衡。共點力平衡問題是高中物理的重要內容之一，它涉及力的概念、受力分析、力的合成與分解、列方程運算等多方面物理知識和能力的綜合性問題，是高一物理的難點，同時是解決高中力學問題的基礎。另外，平衡問題中，涉及到的各種物理模型，在今后物理學習中會經常見到，對高一學生來講，這些都是一些基本的模型素材。因此，學好本節(jié)課對今后力學學習意義重大。但剛開始學習時，力的平衡理論并不難掌握，只是后續(xù)應用較為困難。由此確定：本節(jié)課的教學重點是共點力作用下物體的平衡條件，難點是實驗探究共點力作用下物體的平衡條件并加以簡單應用。2．學習者分析：

學生在初中學習過牛頓第一定律，理解共點力作用下物體的平衡狀態(tài)會比較容易；利用前面學過的知識分析推出共點力作用下物體的平衡條件，學生也不會有太大困難，教師只需適當點撥即可；但學生在設計實驗并通過實驗探究共點力作用下物體的平衡條件時會感到比較困難，教師要給予及時的引導，并可通過學生相互討論共同解決。

3．設計理念：

1．“興趣是最好的老師”，而要引發(fā)學生的學習興趣，就要創(chuàng)建一定的教學情景。課堂中通過多媒體的應用、演示實驗、學生動手探究實驗、學生討論及展示等課堂景觀，激發(fā)學生的學習激情及學習自主性。

2．不少同學感到物理難，就難在物理規(guī)律的應用上。本節(jié)課創(chuàng)造性的引導學生，將原本是平衡條件的推導與應用的結論，讓學生自己通過實驗探究、總結，將有利于學生對規(guī)律的理解與應用。根據(jù)科學探究的基本模式：提出問題→猜想假設→實驗驗證→得出結論。在教學設計中，首先復習物體的平衡狀態(tài)，接著利用幾個同學拉繩子的小實驗，引導學生通過觀察實驗現(xiàn)象，然后提出問題：請同學們設計一個實驗來研究物體的平衡條件，激發(fā)學生的探究興趣。接著在教師的引導下讓學生設計實驗，充分發(fā)揮學生的自主學習、應用的激情，對設計中碰到的問題，讓同學們互相交流共同解決，培養(yǎng)學生交流與合作精神。最后，通過實驗交流，得出結論。整個過程培養(yǎng)了學生的科學探究精神和物理實驗能力。

三．教學過程及幾個重要片斷： 場景一：課堂預備階段：

上課預備鈴響后，老師并沒有立即上課，而是請一位同學走上講臺。只見他先將一本課本頂在右手食指間上，旋轉起來。同學嘩然：太簡單了，再來一個。于是該同學又將另一本課本同時頂在左手食指旋轉，并大步向前走動起來。頓時教室一片掌聲，大家臉上都是笑容??

點評：這是一節(jié)公開示范課，同學們面對眾多的聽課老師及攝像鏡頭，難免心中有怯。如何在上課伊始就調整好同學們的情緒并使大家放松自然地進入課堂，是此堂課能否成功的第一關卡。此課預備階段的處

理方式，也引起眾多老師對課堂2分鐘預備時間如何利用的思考。

（一）、導入新課：

用投影片出示本節(jié)課的學習目標：

1．知道平衡狀態(tài)和平衡力的概念 2．了解共點力作用下物體平衡的概念 3．知道共點力的平衡條件

投影多媒體圖片：馬踏飛燕，懸空寺，飛行中的飛機等

設問：什么是物體的平衡狀態(tài)？

（二）、新課教學

1．（板書）

一、物體的平衡狀態(tài)

（引導學生回顧牛頓第一定律并回答）保持靜止狀態(tài)或保持勻速直線運動狀態(tài)

2．設問：物體在什么條件下才能處于平衡狀態(tài)？（學生回答）不受任何外力或受到兩個平衡力

設問：如果物體在互成角度的三個共點力作用下，處于平衡狀態(tài)，這三力的大小、方向應該滿足什么條件? 場景二：課堂演示實驗：

老師將三條繩子系在一個節(jié)上，請三位同學上前分別拉住三條繩索，互成角度地拉繩節(jié)。師問：如何描述繩節(jié)受到三個力的方向？ 生答：繩節(jié)受到三個力為沿繩方向，只要觀察繩子的方向即可。師問：這三個力方向間有什么關系？

生1答：不在同一直線上。生2答：不在同一側。?? 師問：三個力會共面嗎？（學生七嘴八舌，沒有統(tǒng)一意見）

此時，老師將一片白木板貼近繩節(jié)，任意調整三條繩索的方向，學生頓時恍然：如果物體在互成角度的三個力共點作用下，處于平衡狀態(tài)，這三力必共面。

點評：實驗觀察能力是高中物理教學中必須重視培養(yǎng)的基本能力之一，如何在教學中步步引導，使學生學會觀察，學會思考，并帶動能力的提升，值得我們更多的嘗試與探索。此段教學老師在演示同時，語言引導步步深入，誘發(fā)學生更細致觀察；當學生觀察有一定障礙時，能借助簡單道具顯示復雜問題，足以體現(xiàn)教學智慧。

3．教師提問：如果三個力共面又共點，我們怎么研究這三個力之間的關系？

(學生討論、回答實驗設計思路)：利用彈簧秤互成角度拉細繩，記錄繩子的方向及彈簧秤的讀數(shù)，用力的圖示將三個共點力描繪在白紙上。

進一步提問：你的猜測是什么？你準備怎么做？需要哪些儀器？桌面上都有嗎？需要幾個人配合？你們怎么分工？如何驗證你的結論？

（學生討論確定實驗方法）合成法、分解法、正交分解法、矢量三角形等

學生討論實驗方案，并分小組進行實驗。

（拓展思考）如果物體受到的共點力不止三個呢?你的結論能推廣嗎? 場景三：課堂實驗結果展示：

實驗結束后，由幾組有代表性的小組上臺展示，介紹實驗過程、數(shù)據(jù)處理方法及結論。這些小組采用不同的方法和思路，各有各的特點。上臺展示實驗成果的學生自信、大方，語言流暢，小組成員間有較好的分工與合作。

點評：新課程理念中，學生是課堂的主體，要在課堂上給學生以充分的表現(xiàn)空間。本堂課先是讓學生自主探究，后又給足學生們的交流、展示時間，很好的體現(xiàn)了新課程理念。當然，這會使教學容量受到一定影響。

4．總結結論：

（1）物體在共點力作用下處于平衡狀態(tài)，力的平衡條件為合力為零

（2）在共點下作用下的物體，如果所受合力為零，一定處于平衡狀態(tài)

（3）推論：

a.當物體受到三個力共點力的作用而平衡時，其中的任意一個力必定與余下的兩力的合力等大反向。

b．當物體受到三個力共點力的作用而平衡時，任意建立直

角坐標系并分解不在坐標軸的力，沿兩個坐標軸方向的合力均為零

c．三個共點力構成封閉的三角形

（引導學生將此推論拓展到多個共點力平衡時的情景）

(三)、練習鞏固

1．課堂例題：用繩子將鳥籠掛在一根橫梁上，如圖所示，若鳥籠重19.6N，求繩子OA和OB的拉力各是多大？（啟發(fā)學生用剛剛的實驗結論求解）

2．作業(yè)：思考課本P93的1、2、3、7；完成課本P93的5、6、8（做在作業(yè)紙上）

四．教學反思：

本節(jié)課的重點是共點力作用下物體的平衡條件，這個條件得出后，學生是比較容易接受這個結論的。關鍵在于接受與掌握之間還有一定的差距，許多學生結論都能朗朗上口，但一到應用就手足無措。因此本節(jié)課創(chuàng)造性的引導學生，將原本是平衡條件的推導與應用的結論，讓學生自己通過實驗探究、總結得出。學生對自己實驗得到的方法和結論印象深刻，這有利于學生對規(guī)律的理解，最后通過例題讓學生體會到結論的應用。這是這節(jié)課的一個突破方面。

鼓勵學生大膽質疑，積極思考，獨創(chuàng)性地進行實驗，這也是本節(jié)課著力引導的一方面。雖然學生的思維不可能脫離前幾節(jié)課的合成與分解的思路，但多種角度、方法的引導將有利于學生開拓性思維的培

養(yǎng)。

不足之處在于：由于時間、器材等條件的限制，學生的實驗局限性較大；并且本意是探究性實驗，由于學生對課本的預習較為透徹，對結論很熟悉，容易演變成驗證性的實驗。有部分學生對驗證類的實驗興趣不大，將會影響實驗的積極性及實驗效果。

第四篇：高中物理《傳感器的應用實驗》教案[最終版]

高中物理《傳感器的應用實驗》教案轉載

一、教材分析

本節(jié)繼第三節(jié)介紹四種傳感器的應用實例之后，再進一步拓展學生的視野，提高學生的認識和分析能力以及動手能力，并通過實驗的方法，讓學生在組裝和調試中，更為深入地認識傳感器的應用。

二、教學目標 1．知識目標：

（1）、知道二極管的單向導電性和發(fā)光二極管的發(fā)光特性。（2）、知道晶體三極管的放大特性。(3)、掌握邏輯電路的基本知識和基本應用。2．能力目標：

通過實驗的方法，讓學生在組裝和調試中，更為深入地認識傳感器的應用。3．情感、態(tài)度和價值觀目標：

培養(yǎng)學生的學習興趣，倡導以創(chuàng)新為主，實踐為重的素質教育理念。

三、教學重點難點 重點：傳感器的應用實例。

難點：由門電路控制的傳感器的工作原理。

四、學情分析

我們的學生屬于理解較差，動手能力不好，盡量讓學生多動手，必要時需要教師指導并借助動畫給予直觀的認識。

五、教學方法

PPT課件，演示實驗，講授

六、課前準備

1．學生的學習準備：預習新課，初步把握實驗原理及方法步驟。

2．教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內探究學案，課后延伸拓展學案。3．教學環(huán)境的設計和布置：四人一組，課前準備好斯密特觸發(fā)器或非門電路，二極管，三極管，蜂鳴器，滑線變阻器，熱敏電阻，光敏電阻等材料用具。

七、課時安排：1課時

八、教學過程

（一）預習檢查、總結疑惑

檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。

（二）情景導入、展示目標。

上節(jié)課我們學習了溫度傳感器、光傳感器及其工作原理。請大家回憶一下我們學了哪些具體的溫度、光傳感器？ 學生思考后回答：電飯鍋，測溫儀，鼠標器，火災報警器

這節(jié)課我們將結合簡單邏輯電路中的知識學習由門電路以及傳感器控制的電路問題。

（三）合作探究、精講點撥。

探究一：（?。┢胀ǘO管和發(fā)光二極管

1、二極管具有單向導電性

2、發(fā)光二極管除了具有單向導電性外，導電時還能發(fā)光，普通發(fā)光二極管使用磷化鎵或磷砷化鎵等半導體材料制成，直接將電能轉化為光能，該類發(fā)光二極管的正向導通電壓大于1.8V。

（2）晶體三極管

1、三極管具有電流放大作用。

2、晶體三極管能夠將微弱的信號放大，晶體三極管的三個極分別是發(fā)射極e，基極b和集電極c。

3、傳感器輸出的電流和電壓很小，用一個三極管可以放大幾十倍或幾百倍，三極管的放大作用表現(xiàn)為基極b的電流對集電極c的電流起了控制作用。

（三）邏輯電路

邏輯門電路符號圖包括與門，或門，非門，1．與邏輯

對于與門電路，只要一個輸入端輸入為0，則輸出端一定是0，只有當所有輸入端輸入都同為1時，輸出才是1.2．或邏輯

對于或門電路，只要一個輸入端輸入為1，則輸出一定是1，反之，只有當所有輸入端都為0時，輸出端才是0.3.非門電路

對于非門電路，當輸入為0時，輸出總是1，當輸入為1時，輸出反而是0，非門電路也稱反相器。

4.斯密特電路：

斯密特觸發(fā)器是特殊的非門電路，當加在它的輸入端A的電壓逐漸上升到某個值1.6V時，輸出端Y會突然從高電平調到低電平0.25V，而當輸入端A的電壓下降到另一個值的時候0.8V，Y會從低電平跳到高電平3.4V。斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號轉換為突變的數(shù)字信號。而這正是進行光控所需要的。

探究點二：應用實例

1、光控開關

電路組成：斯密特觸發(fā)器，光敏電阻，發(fā)光二極管LED模仿路燈，滑線變阻器，定值電阻，電路如圖所示。工作原理：天明時，RG變小，流過R1的電流變大，A端輸入電壓降低到0.8V，Y會從低電平跳到高電平3.4V，LED上的電壓低于正向導通電壓1.8V，LED不會發(fā)光，當天色暗到一定程度時，RG變大，輸入端A的電壓升高到某一個值1.6V時，輸出端Y突然從高電平跳到低電平0.25V，此時加在LED上的正向電壓大于導通電壓1.8V，二極管LED發(fā)光。特別提醒：要想在天暗時路燈才會亮，應該把R1的阻值調大一些，這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端A電壓達到某個值1.6V，就需要RG的阻值達到更大，即天色更暗。拓展：如果電路不用發(fā)光二極管來模擬，直接用在電路中，就必須用到電磁繼電器。如下圖。

2．溫度報警器（熱敏電阻式報警器）

結構組成：斯密特觸發(fā)器，熱敏電阻，蜂鳴器，變阻器，定值電阻，如圖所示。工作原理：常溫下，調整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端A處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲，當溫度升高時，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高，當達到某一值（高電平），其輸出端由高電平調到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報警聲，R1的阻值不同，則報警器溫度不同。

特別提示：要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警，應該減小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入達到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高。典型例題：

1.與門的輸入端輸入信號為何時，輸出端輸出“1”（）A.0 0 B.0 1 C.1 0 D.1 1 答案：D 2.或門的輸入端輸入信號為何時，輸出端輸出“0”（）A.0 0 B.1 0 C.0 1 D.1 1 答案：A 3.聯(lián)合國安理會每個常任理事國都擁有否決權，假設設計一個表決器，常任理事國投反對票時輸入“0”，投贊成或棄權時輸入“1”，提案通過為“1”，通不過為“0”，則這個表決器應具有哪種邏輯關系（）

A.與門 B.非門 C.或門 D.與非門 答案：A 4.圖是一個復合門電路，由一個x門電路與一個非門組成.若整個電路成為一個與門，則x電路應是（）

A.與門 B.或門 C.與非門 D.或非門 答案：C 5.“第4題”中的整個電路若成為一個或門，則x電路應是（）答案：D

（四）反思總結，當堂檢測。

教師組織學生反思總結本節(jié)課的主要內容，并進行當堂檢測。設計意圖：引導學生夯實基礎并對所學內容進行簡單的反饋糾正。（課堂實錄）

（五）發(fā)導學案、布置預習。

我們已經學習了幾種傳感器的基本元件，這節(jié)課后大家可以課下先對本章內容做一個總結并構建知識網絡。完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。設計意圖：總結本章知識。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓練。

九、板書設計

第四節(jié)：傳感器的應用實驗教案

1、二極管的特點和作用：單向導電性，發(fā)光二極管不但能單向導電性，還能發(fā)光。

2、三極管的特點和作用，能放大微弱的電流

3、斯密特觸發(fā)器的特點和作用：觸發(fā)器其實由6個非門電路組成

4、斯密特觸發(fā)器的應用：光控電路，溫度報警器

十、教學反思

學以致用是學習的最終目的，將所學的知識用于實際生活和實際問題中，知識才有實用價值。

第五篇：《沉淀溶解平衡原理的應用》教案

第四單元 難溶電解質的沉淀溶解平衡 第二課時沉淀溶解平衡原理的應用教學設計

（一）三維目標 知識與技能目標

1、使學生能夠運用平衡移動的觀點對沉淀的溶解、生成與轉化過程進行分析。

2、知道沉淀轉化的本質并能夠對相關實驗的現(xiàn)象以及生活中的一些相關問題進行解釋。

過程與方法目標

初步建立解決沉淀溶解平衡問題的一般思路，嘗試運用微粒觀、動態(tài)觀、定量觀分析沉淀溶解平衡的相關問題。

情感態(tài)度價值觀目標

通過對生產、生活中與沉淀溶解平衡有關的某些現(xiàn)象的討論，使學生體會到化學對于提高人類生活質量、促進社會發(fā)展的作用，激發(fā)學生學習化學的熱情。

（二）教學重點

1．沉淀的轉化的基本原理；

2．解決沉淀溶解平衡相關問題的基本思路；(三)教學難點

用微粒觀、動態(tài)觀、定量觀分析水溶液中的平衡問題。(四)教學過程

【教師】上一節(jié)課我們學習了難溶電解質的沉淀溶解平衡，我們要求大家要學會描述沉淀溶解平衡的建立，這里我們以AgCl懸濁液為例，請一位同學來描述一下在這個體系中，沉淀溶解平衡是如何建立的？

【學生】微觀上說，在AgCl懸濁液體系，一方面，在水分子的作用下，少量的Ag+和Cl-脫離AgCl表面進入水中，這是沉淀溶解過程；另一方面，溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面陰、陽離子的吸引，回到AgCl表面析出，這是沉淀生成過程。在一定溫度下，當沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時，達到平衡狀態(tài)，形成AgCl飽和溶液，這種平衡就是沉淀溶解平衡。

【教師】 我們可以用平衡表示式表示沉淀溶解平衡。

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【教師】

【教師】 為了便于分析，我們省略相關標注。

【教師】 沉淀溶解平衡是一個動態(tài)平衡，也會因影響因素的變化而發(fā)生移動。影響沉淀溶解平衡的因素有溫度、離子濃度、pH等。根據(jù)平衡移動原理，如果改變影響平衡的條件，平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動。例如，當AgCl懸濁液體系達到沉淀溶解平衡時，增大體系中Cl-的濃度，平衡就會向生成AgCl沉淀的方向移動；反之，如果減小體系中Cl-的濃度，那么平衡就會向AgCl沉淀溶解的方向移動。因此，根據(jù)平衡移動原理，選擇適當?shù)臈l件，使平衡向著需要的方向移動。這就是沉淀溶解平衡的應用?！景鍟?第2課時 沉淀溶解平衡原理的應用

[講述] 那么現(xiàn)在我們就通過實驗來初步體會沉淀溶解平衡的應用。(學生完成第90頁的“活動與探究”)[學生] 滴加AgNO3溶液后出現(xiàn)白色沉淀，滴加KI溶液后，變成黃色沉淀，滴加Na2S溶液，變成黑色沉淀。

[引導思考]那么，如何解釋這種現(xiàn)象呢？這里我們提供給同學們關于難溶物顏色的資料。剛才看到的不同顏色的沉淀應該分別是哪些呢？發(fā)生了什么樣的變化。

[PPT演示] AgCl、AgI、Ag2S的顏色

[引導學生表述] 根據(jù)所給數(shù)據(jù)結合已學知識，白色沉淀應該是AgCl，黃色沉淀是AgI，黑色沉淀是Ag2S沉淀。剛才的現(xiàn)象說明了向AgCl溶液中滴加KI溶液，AgCl會轉化為AgI；而繼續(xù)滴加Na2S溶液，則沉淀轉化為Ag2S黑色沉淀。

[講述] 這就是沉淀溶解平衡的一個重要應用——沉淀的轉化。[板書]

一、沉淀的轉化

[設疑] 為什么會發(fā)生上述沉淀的轉化？沉淀轉化有什么一般性的規(guī)律呢？我在上面給大家上述沉淀的溶解度數(shù)據(jù)，大家可以參考這些數(shù)據(jù)，然后和小組的同學一起討論。

[組織] 請同學以前后兩桌4~6個人為一組進行討論，然后請各組同學派代表來回答問題。開始討論！

[PPT演示] AgCl、AgI、Ag2S的溶解度(25℃)[學生討論，老師參與討論，并適當引導學生得出較為準確的結論]

[學生匯報討論結果，教師及時給予引導] 向NaCl溶液加AgNO3溶液，生成白色的AgCl沉淀生成。由于AgCl是難溶電解質，在溶液中存在沉淀溶解平衡。(利用已寫板書，不再進行書寫)。

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[講述] 那么，這個過程中，Ag+的濃度是由大到小。

[學生繼續(xù)匯報] 繼續(xù)滴加KI溶液后，AgCl轉化為更難溶的AgI沉淀。[設疑] 如何實現(xiàn)這個轉化的？

[學生表述，教師及時引導] 在原AgCl的沉淀溶解平衡中存在的Ag+與滴加的I-結合生成更難溶的AgI沉淀，從而減少原平衡中Ag+的濃度，使AgCl的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移動，由AgCl溶解的Ag+又被I-沉淀成更難溶的AgI沉淀。從而使AgCl全部轉化為AgI。我們可以看到整個過程中，原有的沉淀溶解平衡被破壞，新的沉淀溶解平衡建立。那么，這個反應的總的化學方程式和離子方程式可以這么書寫。

[板書]

[引導并板書] 化學方程式: AgCl+KI=AgI+KCl 離子方程式: AgCl+I-=AgI+Cl-

[提問] 通過上述分析，你覺得沉淀為什么發(fā)生轉化？上述沉淀的轉化有什么規(guī)律？ [學生回答，教師引導] 通過上述的分析，我們可以知道沉淀之所以發(fā)生轉化是由于添加的離子破壞了原有的沉淀溶解平衡，從而導致沉淀溶解平衡的移動。因此，沉淀轉化的實質是沉淀溶解平衡的移動。一般來說，溶解能力相對較強的物質易轉化為溶解能力相對較弱的物質。

[PPT演示]

一、沉淀的轉化

1.沉淀轉化的實質是沉淀溶解平衡的移動。2.沉淀轉化的規(guī)律

a.一般來說，溶解能力相對較強的物質易轉化為溶解能力相對較弱的物質。

[講述] AgI沉淀轉化為Ag2S沉淀的過程，也是符合上述規(guī)律的，我請一位同學象我在板書上分析的方式寫出這個沉淀溶解平衡的移動過程，以及沉淀轉化的化學方程式和離子方程式。有沒有自告奮勇的同學舉手到講臺上寫板書。其他同學在下面把相關式子寫下來。

[學生上臺書寫板書，教師在旁提示指導，共同完成板書] 提示Ag+和S2-的物質的量比值為2:1 [板書]

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離子方程式: 2AgI+S2-=Ag2S+2I-

[提問] 寫好以后，請上來的同學來描述一下AgI轉化為Ag2S沉淀的過程是怎樣進行的？ 化學方程式: 2AgI+Na2S=Ag2S+2NaI 在這個過程中體系發(fā)生了哪些變化？

[學生表述，教師引導補充] 在原AgI的沉淀溶解平衡中存在的Ag+與滴加的S2-結合生成更難溶的Ag2S沉淀，從而減少原平衡中Ag+的濃度，使AgI的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移動，溶解的Ag+又被S2-沉淀成更難溶的Ag2S沉淀。從而使AgI轉化為Ag2S。原有AgI的沉淀平衡被破壞，新的Ag2S沉淀平衡建立。

[設疑] 很好。那么利用沉淀的轉化，我們來了解其在實際中的一些應用實例。請同學們結合我們所給的數(shù)據(jù)和剛才所學的知識來完成下面的這個問題，可以進行小組討論，然后給出你們組的統(tǒng)一意見。

[PPT演示] 鍋爐水垢中含有CaSO4, 可用Na2CO3溶液處理，使之轉化為疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸除去。

1.分析將CaSO4轉化為CaCO3的原理;2.寫出除去CaSO4的化學方程式和離子方程式。

[提問學生] 學生回答，Na2CO3引導其他學生評價，組織討論，達成共識。[板書] CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4

[設疑] 那么，BaSO4沉淀能否轉化為BaCO3沉淀？如果能，需要添加什么試劑？大家分組討論一下，然后給出你們的答案。

[PPT演示] BaSO4沉淀能否轉化為BaCO3沉淀？

[學生通過討論，感到困惑] BaSO4能或不能轉化為BaCO3。如果能，可以通過添加Na2CO3溶液。

[引發(fā)思考和質疑] 我們不是說，一般來說，溶解能力相對較強的物質易轉化為溶解能力相對較弱的物質嗎？那么，你們說能轉化不是和剛才的結論有矛盾嗎？

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[引導分析] 關鍵還是在于沉淀溶解平衡的移動。要使溶解能力相對較弱的BaSO4轉化為溶解能力相對較強的BaCO3，要想辦法促進BaSO4向沉淀溶解的方向移動，同時想辦法促進BaCO3的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移動。

[引導分析] 增大CO能最大程度地增大CO確的，CO的濃度，使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移動。而采用飽和Na2CO3的濃度，使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移動。如果這種設想是正與Ba2+結合生成BaCO3沉淀，將降低體系中Ba2+的濃度，使BaSO4向沉淀溶解

離子的濃度應該增大。的方向移動，而這個過程中SO [講述] 很好。我們可以把相關的化學方程式和離子方程式寫出來。

[講述] 但是，這里需要注意的是，這是由溶解性能相對弱較的物質轉化為相對較強的物質，因此這個轉化不是一步到位的，需要用飽和碳酸鈉溶液反復處理多次。另一方面，要實現(xiàn)這一轉化，還需要考慮兩者的溶解性能差異，不能太大。因此，沉淀轉化的第二個規(guī)律是當兩種難溶物溶解能力差別不大時, 溶解能力相對較弱的物質在一定條件下能轉化為溶解能力相對較強的物質。

[PPT演示] 2.沉淀轉化規(guī)律

b.當兩種難溶物溶解能力差別不大時, 溶解能力相對較弱的物質在一定條件下能轉化為溶解能力相對較強的物質。

[講述] 而對于溶解能力相差較大的，就較難實現(xiàn)溶解性能相對弱較的物質向溶解能力相對較強的物質的轉化。同學們可以想想能否用我們桌面上的試劑來進行檢驗，想到的同學請舉手提出自己的方案。

[學生] 表述自己的觀點，應該能寫出相關的實驗設想，即先形成Ag2S沉淀，再滴加KI或NaCl溶液。

[PPT演示] 取2mLNa2S溶液，加數(shù)滴AgNO3溶液，振蕩，再滴加KI溶液或NaCl溶液。[學生] 黑色沉淀難以轉化為黃色。

[講述] 從溶解度大小比較，不難發(fā)現(xiàn)Ag2S、AgI、AgCl三者的溶解能力差別較大，溶解能力差別較大，故難以實現(xiàn)溶解性能相對弱較的物質向溶解能力相對較強的物質的轉化。

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[小結] 通過上述例子，我們可以發(fā)現(xiàn)利用根據(jù)平衡移動原理，通過改變溶液中離子濃度就能使平衡向著需要的方向移動。需要再次強調的是，影響沉淀溶解平衡的因素有溫度、離子濃度、pH等，因此對于沉淀溶解平衡而言，除了改變離子濃度以外，改變反應溫度或溶液的pH等因素也能使平衡向著需要的方向移動。

[評價] 結合所學知識，完成材料閱讀和思考題，考察學生的學習情況。[閱讀材料] P89氟化物防治齲齒的化學原理

[講述] 人體牙齒主要的無機成分是羥基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)]，是一種難溶的磷酸鈣類沉積物。在口腔中，牙齒表面的羥基磷灰石存在著這樣的沉淀溶解平衡。

[PPT演示]

[講述] 如果我們在飯后沒有及時漱口或刷牙，口腔中殘留的食物在酶的作用下，會分解產生有機酸——乳酸。乳酸是酸性物質，能與氫氧根反應，使羥基磷灰石的沉淀溶解平衡向溶解的方向移動，從而導致齲齒的發(fā)生。但如果飲用水或者牙膏中含有氟離子，氟離子能與牙齒表面Ca2+和PO43-反應生成更難溶的氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]，沉積在牙齒表面。氟磷灰石比羥基磷灰石更能抵抗酸的侵蝕，并能抑制口腔細菌產生酸。因而能有效保護我們的牙齒，降低齲齒的發(fā)生率。這是通過添加F-使難溶的羥基磷灰石轉化為更難溶的氟磷灰石，實質就是發(fā)生了沉淀的轉化。應該說添加F-對于防治齲齒有正面影響。但在我國部分地區(qū)，由于水中含有過量的F-導致地區(qū)性氟斑牙，因此在牙膏添加F-并非醫(yī)療手段。養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習慣才是預防齲齒的關鍵。

[小結] 沉淀轉化的實質是沉淀溶解平衡的移動。利用沉淀溶解平衡的移動可以幫助我們認識和解決生產生活中的問題。

[思考題] 請同學們回去回顧本節(jié)課內容，并思考以下問題，添加何種試劑能使MgCO3轉化為Mg(OH)2? 還有其他途徑嗎？

[提示] 從弱酸根水解的角度去分析，加熱有利于促進水解進行。持續(xù)加熱MgCO3懸濁液體系，也能轉化為Mg(OH)2。

【布置作業(yè)】 P96 4、5

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