第一篇:二十四節(jié)氣表與開普勒運動定律
二十四節(jié)氣表與開普勒運動定律
二十四節(jié)氣是中華民族的偉大創(chuàng)造,它是按照太陽在黃道上的位置來劃分的。將太陽垂直照射赤道時定為“黃經(jīng)零度”,即春分點。從這里出發(fā),每前進(jìn)15°(也就是地球繞太陽自西向東旋轉(zhuǎn)15°)就為一個節(jié)氣。從春分往下依次順延,清明、谷雨、立夏等等。地球繞太陽運行一周后就又回到春分點,此為一回歸年(365.2422日),合360°,因此分為24個節(jié)氣。兩分兩至剛好相差90°,如從春分開始的那一刻至夏至開始的那一刻,地球繞太陽旋轉(zhuǎn)90°。
最為普通民眾熟悉的二十四節(jié)氣為二分二至,即春分3月20或21日,夏至6月21或22日,秋分9月23或24日,冬至12月21或22日。
每年的二十四節(jié)氣的交節(jié)時間不一樣,如2014年立春時刻為2月4日06︰03︰15,春分時刻為3月21日00︰57︰06;而2013年的立春時刻為02月04日00:13:25,春分時刻為03月20日19:01:55。
下表為2013年二十四節(jié)氣交節(jié)時間表
立春02月04日 00:13:25雨水02月18日 20:01:35驚蟄03月05日 18:14:51 春分03月20日 19:01:55清明04月04日 23:02:27谷雨04月20日 06:03:18 立夏05月05日 16:18:09小滿05月21日 05:09:30芒種06月05日 20:23:19 夏至06月21日 13:03:56小暑07月07日 06:34:36大暑07月22日 23:55:58 立秋08月07日 16:20:21處暑08月23日 07:01:41白露09月07日 19:16:16 秋分09月23日 04:44:08寒露10月08日 10:58:29霜降10月23日 14:09:48 立冬11月07日 14:13:52小雪11月22日 11:48:06大雪12月07日 07:08:31 冬至12月22日 01:10:59小寒01月05日 12:33:37大寒01月20日 05:51:42 本文以上表為基礎(chǔ),探尋二十四節(jié)氣背后隱藏的秘密。為什么每年的二十四節(jié)氣的交節(jié)時間不一樣呢?這是因為地球公轉(zhuǎn)一周的時間不是365天,而是365.2422日。以立春為例,2013年的立春時刻為02月04日00:13:25。因為地球公轉(zhuǎn)一周的時間不是365天,而是365.2422日,所以當(dāng)?shù)厍蛟倩氐搅⒋狐c時,時間就不再是2014年02月04日00:13:25,而是2014年2月4日06︰03︰15。
各節(jié)氣的開始日期均有“或”字(由于節(jié)氣與節(jié)氣間是無縫交節(jié)的,一個節(jié)氣開始的時刻即為另一個節(jié)氣結(jié)束時刻,故每個節(jié)氣結(jié)束的日期也都有“或”字),這是為什么呢?
原因還是因為地球的公轉(zhuǎn)周期不是365日,而是365.2422日。假設(shè)某年的春分時刻在3月20日一點十一分,如果地球的公轉(zhuǎn)周期為365天,那么這一年后的每一年的3月20日一點十一分,地球都會回到春分點的位置。也就是說,自那以后的每年的春分日就都是3月20日一點十一分了。由于實際中地球的公轉(zhuǎn)周期不是365日,而是365.2422日,故而地球繞著太陽轉(zhuǎn)了365日后就只能回到離春分點還差那么一點點的地方。要回到春分點,地球還需前行0.2422日。這樣累積4年,再回到春分點,就不再是3月20日,而是3月21日了。
也許有人會說,照上述的推定,如果在第四個年頭設(shè)置閏年,那不就可保證春分日還在3月20日嗎?那為何實際中設(shè)置閏年了卻也無法消除二十四節(jié)氣表中的“或”字呢?
原因仍然是地球的公轉(zhuǎn)周期為365.2422天。
由于地球的公轉(zhuǎn)周期為365.2422天,因此每400年要設(shè)置97個閏年。這就導(dǎo)致了某些跨世紀(jì)年間前后加起來要八年才有一個閏年。這也就使得即使設(shè)置閏年也無法消除“或”字。
打個比方,假定1896年的春分時刻為3月20日凌晨5︰30,那由每年春分時刻都會晚上0.2422天可推知,1900、1901等年的春分日就必然被移至到了3月21日。即使1896年的春分時刻不是3月20日5︰30,而是其它時刻,如凌晨0︰01,由于0.2422×7>1,1897至1903年中也必然會有某些年份春分日在3月21日。
若地球的公轉(zhuǎn)周期為365.25日,也就是說恰好四年一閏,那是否可去掉“或”字呢?
假定某閏年的春分時刻為凌晨5︰30,那春分日的“或”字顯然可以去掉。但即使如此,也很難保證所有的二十四節(jié)氣都無“或”字。這是因為地球是在橢圓軌道上運動,其角速度時刻改變,這就導(dǎo)致了各節(jié)氣開始的時刻不可能剛好相差整數(shù)天。對于那些在閏年時開始時刻晚于凌晨6點的節(jié)氣,它們的開始日期上必然會帶上“或”字。這也就是說,由于地球公轉(zhuǎn)時的角速度是變化的,故而只要地球的公轉(zhuǎn)周期不是整數(shù)日,那就不可能做到所有的節(jié)氣的開始日期無“或”字。
春分至秋分,為北半球的夏半年;秋分至下一年的春分,為北半球的冬半年。由2013年二十四節(jié)氣交節(jié)時刻表和2104年春分時刻可推知,2013年北半球夏半年長186天9時42分13秒,冬半年長178天20時12分58秒,即夏半年比冬半年長7天13時29分15秒。為何都是半年,或者說,都是繞日旋轉(zhuǎn)180°,為何時間長短卻不一樣呢?
這是因為地球的公轉(zhuǎn)不是均勻的,離太陽較遠(yuǎn)時轉(zhuǎn)得要慢一些,離太陽較近時轉(zhuǎn)得要快一些。
由開普勒第一定律可知,地球是沿橢圓軌道繞日公轉(zhuǎn)的,太陽位于橢圓的一個焦點上。由開普勒第二定律可知,地球離太陽較遠(yuǎn)時角速度較小,離太陽較近時角速度較大。兩者結(jié)合起來可推知,在一般情況下,地球在相同的時間內(nèi)公轉(zhuǎn)繞日轉(zhuǎn)過的角度并不相同,轉(zhuǎn)過相同的角度用時也不相同。由夏半年長冬半年短并結(jié)合橢圓的對稱性可推知,總的說來,夏半年內(nèi)地球離太陽較遠(yuǎn),冬半年內(nèi)地球離太陽較近,且地球經(jīng)過遠(yuǎn)日點的時刻一定在夏半年內(nèi),經(jīng)過近日點的時刻一則定是在冬半年內(nèi)。
地球在每年的什么時候經(jīng)過遠(yuǎn)日點,什么時候經(jīng)過近日點呢? 要從2013年二十四節(jié)氣的交節(jié)時刻表推斷出經(jīng)過遠(yuǎn)日點和近日點的具體時刻,就需從表中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出地球公轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)過的角度隨時間變化的函數(shù)(這需先求解應(yīng)用開普勒第二定律建立的一轉(zhuǎn)過的角度對時間的微分方程。),再在此基礎(chǔ)上求角速度變化率的極值。在這里僅簡單地推斷一下,地球在哪個節(jié)氣經(jīng)過遠(yuǎn)日點,在哪個節(jié)氣經(jīng)過近日點。
因為地球在每個節(jié)氣內(nèi)繞日旋轉(zhuǎn)的角度均為15°,故由橢圓的對稱性和開普勒第二定律可知,哪個節(jié)氣耗時最長,地球就在哪個節(jié)氣內(nèi)通過遠(yuǎn)日點;哪個節(jié)氣耗時最短,地球就在哪個節(jié)氣內(nèi)通過近日點。由表可知,夏至耗時最長,冬至耗時最短,故地球在夏至這個節(jié)氣內(nèi)通過遠(yuǎn)日點,冬至這個節(jié)氣內(nèi)通過近日點。比較夏至與冬至前后兩個節(jié)氣的時長,還可進(jìn)一步地推斷出過遠(yuǎn)日點與近日點的時間是在這兩個節(jié)氣的前半段還是后半段。若能用圖像(可用橫坐標(biāo)表示時間,縱坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)過的角度)來處理表中的數(shù)據(jù),那就可以得到更精細(xì)一點的結(jié)果。
附:
我根據(jù)從網(wǎng)上下載的2013至2020八年的二十四節(jié)氣表計算出了這八年中各個節(jié)氣的時長。計算結(jié)果表明,這八年中冬至用時均最短,小寒次之(約比冬至長6小時左右),大雪又次之(約比小寒長30分左右)。由此可推斷,這些年份地球都是在冬至這個節(jié)氣的后半段通過近日點;這八年中除14、19兩年小暑比夏至略長三四分鐘外,其余年份都是夏至用時最長,小暑次之,芒種排第三。由此可斷定,除14、19兩年外,其它六年中地球都是在夏至這個節(jié)氣的后半段通過遠(yuǎn)日點。
從這八年的二十四節(jié)氣表還可看出,同一節(jié)氣在不同年份時長會略有不同。其原因也許是因為除太陽外,其它天體的引力也會影響對地球的運動。
后記:
2005年教科學(xué),第一次在浙江版第二冊科學(xué)書上看到二十四節(jié)氣表。當(dāng)時就想,為什么每個節(jié)氣開始的日期都有“或”呢?因為之前在閏年的教學(xué)中,曾引導(dǎo)學(xué)生討論過如果不設(shè)置閏年,每年都以365天計,會怎樣?如果公轉(zhuǎn)周期為365.2或365.3天等,應(yīng)該如何設(shè)置閏年?等一系列問題(這一系列問題我開始并沒有打算講,后來抱著試一試的想法提了一下。一試就發(fā)現(xiàn),這些問題并沒有我們想像的那么難,結(jié)合公轉(zhuǎn)示意圖,相當(dāng)一部分初中生都能弄明白,而且大部分學(xué)生對這類問題也特別感興趣。)。因為有此基礎(chǔ),所以我很快就弄明白了為何會有“或”字。
仔細(xì)看教材上的表,從春分3月20或21日,夏至6月21或22日,秋分9月23或24日,冬至12月21或22日,不難推測出夏半年比冬半年要長(我在當(dāng)時是這樣估計的:假定兩分兩至均無“或”,且開始時刻相同。若均取二分二至中的較小的日期,且不考慮閏年,則夏半年共6個月零3天,其中跨有4個31號,2個30號;冬半年共6個月欠3天,其中跨有3個31號,2個30號,一個28號。這樣隨便一估計就發(fā)現(xiàn),夏半年比冬半年約長9天。)。這又是為什么呢? 結(jié)合課本上的公轉(zhuǎn)圖,很快就弄明白了原因。
2013年,在校園內(nèi)散步,無意中聽到學(xué)生讀“兩小兒辯日”一文,再次引發(fā)了我對二十四節(jié)氣的興趣。上網(wǎng)一搜,居然搜到2013年二十四節(jié)氣的交節(jié)時刻表。我想,由此時刻表應(yīng)當(dāng)可以大致推定出每年地球通過近日點與遠(yuǎn)日點的時刻。于是拿起筆來粗略地算了算。算出結(jié)果后與網(wǎng)上查到的日子相印證,發(fā)現(xiàn)差不多,便寫了此文。
第二篇:致開普勒外星人的邀請函
致開普勒外星人的邀請函
開普勒外星人(男士/女士):
你們好!
當(dāng)我們看見你的家鄉(xiāng)開普勒星球時,整個地球都欣喜若狂,都在紛紛猜測有沒有外星人(也就是你們)。我相信你們的存在,所以我現(xiàn)在鄭重地以地球人的名義向你們發(fā)出邀請!因為我們相距1400光年,我們暫時還無法到達(dá)你們的家鄉(xiāng),所以只好先邀請你們到我們這里來啦!
在太空中,你看到我們的家園也許是這樣的景色:一條銀色大龍在草地和山谷中蜿蜒起伏。噢,那是我們的萬里長城,我們曾用它保衛(wèi)過自己的家園呢;如果你在沙漠中看到一些金燦燦的立體三角形,那可是法老王的陵墓――金字塔,里面有許多機(jī)關(guān),你可要小心??;也許有一天,你的駕駛員不小心碰到了一個高高的“鋼鐵”怪物,哦,不要擔(dān)心,那可是地球上有名的埃菲爾鐵塔;當(dāng)你駕駛著UFO,看到一位手舉火炬的女士,哈哈,那是照耀世界自由的自由女神像呢!
介紹完我們的地球,該講講你們的家鄉(xiāng)啦。我猜,你們上面有森林、海洋、陸地、草地,片片交錯成為了一個奇妙的世界。
現(xiàn)在我想冒昧地提幾個問題:
1.你們也上學(xué)嗎?我們每天都要上學(xué),而且“壓力山大”哦!
2.你們的交通工具是什么呢?是傳說中的UFO嗎?
3.你們那里有霧霾嗎?我們經(jīng)常會受到霧霾的侵?jǐn)_呢!
4.你們的腳下有沒有埋藏著大量的礦物呢?我們這里已經(jīng)大量開采了很多,你們能補(bǔ)給我們一些嗎?
最后,希望這封邀請函能快快到達(dá)你們的星球!我在地球上等待你們的到來!
期盼你們早日到來的地球人:盧江坤
首先這是一篇很成功的邀請函,不但表達(dá)了歡迎之情,還將自己家鄉(xiāng)的特點介紹得生動具體。其次,這是一篇有深意的邀請函,看最后跟開普勒外星人提的那幾個問題,都是暗指地球上存在的問題。希望我們能通過這一封信,遙想未來,珍惜現(xiàn)在。
第三篇:開普勒(JohannesKepler,1571-1630),德國天文學(xué)家,幼
開普勒小故事
開普勒(Johannes Kepler,1571-1630),德國天文學(xué)家,幼年體弱多病,12歲時入修道院學(xué)習(xí)。1587年進(jìn)入蒂賓根大學(xué),在校中遇到秘密宣傳哥白尼學(xué)說的天文學(xué)教授麥斯特林,在他的影響下,很快成為哥白尼學(xué)說的忠實維護(hù)者。
開普勒1591年獲得文學(xué)碩士學(xué)位,后來想當(dāng)路德教派牧師而學(xué)神學(xué)。因得到大學(xué)的有力推薦,中止了神學(xué)課程,去奧地利格拉茨的路德派高中任數(shù)學(xué)教師,開始研究天文學(xué)。1596年出版《宇宙的神秘》一書受到第谷的賞識,應(yīng)邀到布拉格附近的天文臺做研究工作。1600年,到布拉格成為第谷的助手。次年第谷去世,開普勒成為第谷事業(yè)的繼承人。
開普勒視力不佳,但還是作了不少觀測工作,1604年9月30日在蛇夫座附近出現(xiàn)一顆新星,最亮?xí)r比木星還亮。開普勒對這顆新星進(jìn)行了17個月的觀測并發(fā)表了觀測結(jié)果。歷史上稱它為開普勒新星(這是一顆銀河系內(nèi)的超新星)。1607年,他觀測了一顆大彗星,就是后來的哈雷彗星。
第四篇:開普公司簡介(500字)
公 司 簡 介(500字)
遼寧開普醫(yī)療系統(tǒng)有限公司(以下簡稱“開普醫(yī)療”)成立于2010年6月,致力于磁共振、X線機(jī)、彩超等醫(yī)療影像產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù),是中國大型醫(yī)療影像設(shè)備行業(yè)的一支新生力量。
“開普醫(yī)療”在遼寧鄰近沈陽的“中國藥都”建有占地面積近7萬平方米的產(chǎn)業(yè)基地--“開普科技園”,目前已建立了國內(nèi)一流的“MRI產(chǎn)品研發(fā)中心”及“X-RAY產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)中心”。
“開普醫(yī)療”匯聚了眾多國內(nèi)醫(yī)療影像設(shè)備研發(fā)的技術(shù)精英,組成了一支國內(nèi)一流的專業(yè)化醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)品研發(fā)隊伍,兼具高水平理論基礎(chǔ)與豐富實際工作經(jīng)驗,具有從事相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)5-20年以上的行業(yè)經(jīng)驗,碩士學(xué)歷以上的占50%以上,團(tuán)隊的領(lǐng)軍人物更是中國頂尖的具有二十年以上相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗的資深專家,他們構(gòu)成了開普醫(yī)療長久持續(xù)發(fā)展的堅實基礎(chǔ)。
“開普醫(yī)療”從歷練到深刻,深諳科技之道,以“厚積薄發(fā)不斷創(chuàng)造民族醫(yī)療新的歷史”為發(fā)展目標(biāo);以“讓更廣泛的民眾享有更加優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療產(chǎn)品與服務(wù)”為使命。立足國內(nèi)用戶、同時面向國際市場,通過為用戶提供符合國際標(biāo)準(zhǔn)、品質(zhì)過硬的產(chǎn)品和全面、高效的服務(wù),使“開普醫(yī)療”成為中國醫(yī)療器械行業(yè)中的優(yōu)秀的民族高科技品牌。
第五篇:牛頓運動定律應(yīng)用 超重與失重
超重與失重
一、教學(xué)目標(biāo) 1.知識與技能
(1)掌握超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象的概念。(2)理解超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象的原因。2.過程與方法
(1)觀察并感受失重和超重現(xiàn)象。
(2)經(jīng)歷探究產(chǎn)生超重和失重現(xiàn)象條件的過程,理解物理規(guī)律在生活實際中的應(yīng)用。3.情感態(tài)度與價值觀
(1)通過探究性學(xué)習(xí)活動,培養(yǎng)學(xué)生的興趣,增強(qiáng)自信心。(2)用科學(xué)的觀點解釋身邊的物理現(xiàn)象。
二、教學(xué)重點、難點
1.“認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象”是本節(jié)的重點,要了解什么是超重現(xiàn)象以及失重現(xiàn)象并能在實例中找出。
2.“掌握超重和失重現(xiàn)象的產(chǎn)生條件”是本節(jié)的難點,要理解超重和失重現(xiàn)象的產(chǎn)生與加數(shù)度a的方向有關(guān),而與速度v無關(guān)。
三、教學(xué)方法
1.通過相關(guān)的圖片結(jié)合生活實例引出學(xué)習(xí)主題-超重和失重。2.通過觀察與記錄人在電梯中上樓以及下樓過程和狀態(tài),再結(jié)合二力平衡及牛頓第三定律的分析引出超重與失重的概念。
3.通過牛頓第二定律并結(jié)合總結(jié)、歸納的方法找出物體產(chǎn)生超重現(xiàn)象和失重現(xiàn)象的條件,強(qiáng)調(diào)超重和失重現(xiàn)象的產(chǎn)生與加數(shù)度a的方向有關(guān),而與速度v無關(guān)
四、教學(xué)過程
(一)設(shè)置情景,提出問題。
1.播放錄象或看掛圖,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生知道什么是超重、失重現(xiàn)象。
可供選擇播放或展示相關(guān)的掛圖:(1)火箭升空,載人航天飛船運行過程和返回的過程。楊利偉在太空中書寫日記、吃月餅,用膠布把攝象機(jī)貼在艙壁,物體在飛船艙內(nèi)“飄”。(2)費俊龍在太空中翻跟斗。(3)火箭升空和飛船返回時,航天員采取躺著是姿勢。(3)下落的一滴牛奶呈球形。(4)太空中的一滴水呈球形。(5)在太空中制造有氣泡的泡沫金屬。(6)俄國人在太空中生活438天。2.問題的提出。演示下蹲過程體重秤的讀數(shù)變化的實驗。由于學(xué)生不一定注意到下蹲、站起的過程體重秤讀數(shù)會發(fā)生變化。設(shè)計一個定性實驗,通過攝像頭把讀數(shù)投影在屏幕。問題:“觀察到體重秤的示數(shù)如何讀數(shù)變化?”“老師下蹲、站起的過程重力如何變化?是老師變胖了?”問題來源于實驗與學(xué)生原有認(rèn)知發(fā)生沖突,對于學(xué)生的回答,這時可以不做過多的評價。
3.另一個實驗,用紙帶提起重物。如果迅速上提,紙帶斷了。這是為什么?再次激發(fā)學(xué)生的探索熱情。
這個環(huán)節(jié),目的是讓學(xué)生在自己的頭腦中產(chǎn)生問題。不忙著解釋,只要告訴學(xué)生這就是今天學(xué)習(xí)的超重和失重現(xiàn)象即可。時間控制在5分鐘之內(nèi)。
(二)新課學(xué)習(xí)
1.體驗性實驗,了解什么是超重和失重。
利用身邊的物品、常用器材設(shè)計有關(guān)超重失重的實驗,學(xué)生可以選做一個或兩個實驗。
(1)用手掌托著一疊較重的書,先讓手緩緩上下移動,體會一下書對手掌的壓力。跟靜止時是否相同?然后手突然加速上升或加速下降,再體會手掌受到的壓力跟靜止時有什么不同?
(2)墊起泡沫板兩端,把重錘在泡沫板上,使泡沫板加速上升,泡沫板斷裂。老師引導(dǎo)學(xué)生在體驗的同時,學(xué)會把各種現(xiàn)象聯(lián)系起來進(jìn)行對比,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。學(xué)生回答老師的問題或?qū)W生之間討論,找到幾個實驗的共同特點是拉力或壓力變化。通過討論,辯論,使學(xué)生認(rèn)識到原有的一些認(rèn)識是錯誤的。強(qiáng)調(diào)失重和超重是指壓力隨物體運動狀態(tài)的改變而改變。2.探究性實驗:弄清什么情況下會出現(xiàn)超重失重現(xiàn)象。
(1)回放老師稱體重的錄象,并適當(dāng)應(yīng)用慢鏡頭播放,看清讀數(shù)的變化與老師下蹲過程。老師指導(dǎo)學(xué)生觀察:下蹲的初期、末期,讀數(shù)比老師站在秤上不動時的體重大還是小。稱體重的實驗確實不容易觀察清楚讀數(shù)的變化與運動狀態(tài)的改變這兩者之間的關(guān)系。很自然地介紹先進(jìn)的實驗手段,傳感器、計算機(jī)與物理實驗整合。
(2)在測力計下端掛一鉤碼,觀察測力計靜止時示數(shù),測力計緩緩上下移動,測力計的示數(shù),測力計突然上升或突然下降時測力計的示數(shù)。提出討論問題,如何準(zhǔn)確讀出測力計示數(shù)變化的范圍?可以做必要的提示,如在測力計指針的上下各放一小團(tuán)棉花,使指針在移動的時候帶動棉花的移動,這樣棉花就可以記錄測力計示數(shù)變化的范圍。這就是發(fā)明創(chuàng)造,發(fā)明創(chuàng)造就在身邊。
(3)定量實驗。還有更精確的實驗方法嗎?介紹傳感器及工作過程。通過DIS演示電梯上升過程,利用傳感器采集數(shù)據(jù),電腦描繪出支持力F隨時間t變化的圖象。通過對圖象的分析,知道超重失重只與物體運動的加速度有關(guān),與運動速度無關(guān)。
3.理論分析,進(jìn)一步認(rèn)識超重和失重。選上述的一個實驗進(jìn)行分析,用牛頓第二定律、牛頓第三定律分析解釋超重失重和完全失重現(xiàn)象,得到超重和失重的動力學(xué)特征。
(1)根據(jù)老師提供的學(xué)習(xí)提綱,學(xué)生閱讀課文。指導(dǎo)學(xué)生確定研究對象,進(jìn)行受力分析。
(2)給出思考問題,學(xué)生對原來的認(rèn)識進(jìn)行反思。
“體重秤直接測量的什么力?” “有同學(xué)觀察到下蹲過程體重秤的讀數(shù)變大,有的觀察到下蹲過程體重秤的讀數(shù)變小,如何評價這些同學(xué)的回答?”“下蹲過程,速度的方向總是向下的,加速度的方向也總是向下的嗎?”學(xué)生思考、討論。教師小結(jié):下蹲過程經(jīng)歷了加速下降與減速下降的過程,這些同學(xué)各自只觀察到了下蹲的末期或初期的體重計的示數(shù)。
(三)課堂練習(xí),鞏固訓(xùn)練。
練習(xí)的形式不只是書面練習(xí),用包含科學(xué)原理的趣味游戲,調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)氣氛。上課接近半小時,學(xué)生的注意力開始不夠集中,設(shè)計一些課堂活動,使學(xué)生在輕松的環(huán)境中學(xué)習(xí)和鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容。同時達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生的口頭表達(dá)能力和動手實驗?zāi)芰Φ哪康摹?/p>
1.在生活中,哪些物體的運動,反映了超重或失重現(xiàn)象?
(1)學(xué)生舉例。如挑擔(dān)子,由于扁擔(dān)兩邊的物體有規(guī)律的上下振動,肩上的壓力也就時大時小。又如蹦極運動中彈性長帶對人的拉力也會時大時小。乘車經(jīng)過拱橋或加速下坡時,乘電梯,玩過山車,蕩“秋千”,蕩“海盜船”有超重和失重的“特殊感覺”。
(2)老師也參加討論。如從水井里提起一桶水,如果繩子的最大抗拉能力不夠好,為了不使繩子被拉斷,你認(rèn)為應(yīng)該怎么提水?一根細(xì)木棒的兩端掛輕重不同的重物,從木棒中間提起,木棒呈傾斜狀態(tài)。如果突然松手,木棒還保持傾斜狀態(tài)嗎?
2.選做以下游戲。
(1)手握橡皮筋,使橡皮筋下端的球振動,當(dāng)你閉上雙眼時,你可以準(zhǔn)確說出球上下運動的情況嗎?想好你的判斷根據(jù),再跟同學(xué)一起做實驗。
(2)手中托著上下疊放的兩本厚書或兩鐵塊,它們之間壓著一紙帶,如何才能把紙帶從它們之間拉出而不拉斷紙帶?
(3)手中拿一個紙環(huán),下端夾一個鐵夾,鐵夾把紙環(huán)拉成橢圓。如果松開手,紙環(huán)下落過程會是什么形狀?
(4)在礦泉水瓶的四周扎四個小孔,灌滿水后水從四空噴出。如果把瓶子從黑板上方自由釋放,水在下落過程中,水會噴到黑板上嗎?也可以讓兩個同學(xué)相對站立,讓這個瓶子從他們之間落下,掉到放在地面的水桶中。
(5)橡皮筋拉著礦泉水瓶(四周扎四個小孔)上下振動,觀察噴水的情況。
(6)橡皮筋拉著礦泉水瓶(瓶口向下,用橡皮膜扎緊瓶口)上下振動,觀察橡皮膜。
(7)站在體重秤上,兩腳站直,兩腳不能動,能不能想其他方法,使示數(shù)變小或變大?學(xué)生用不同的方式使示數(shù)變化:揮動手臂,頭動也可以。
(8)各組選一位同學(xué)站在體重秤上稱體重,設(shè)法讓示數(shù)最小。請你說說,你們組會選誰呢?為了使示數(shù)最小,你建議他怎么做。
(四)課后作業(yè)與研究性學(xué)習(xí)。根據(jù)學(xué)生的個體差異,這些內(nèi)容可以讓學(xué)生選做,讓學(xué)生在較長的時間里逐步完成。1.完全失重的條件下,下列哪些儀器不能正常使用?彈簧秤、天平、刻度尺、秒表、擺鐘、電流表、溫度計。
2.小木板上放一塊磁鐵和一塊鐵塊,它們都靜止。若讓小木板從不太高處自由下落,小木板保持水平。則在下落過程中,磁鐵相對于地面的加速度大小為:
A.始終為9.8m/s2 B.大于9.8m/s
2C.小于9.8m/s2
D.始終為0 m/s2。
3.?dāng)?shù)字信息系統(tǒng)(DIS)包括傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)和數(shù)據(jù)處理軟件組成,它可以實時采集、處理實驗數(shù)據(jù),并把實驗結(jié)果用圖象顯示在計算機(jī)屏幕上。
一個玩具貓放在模擬升降機(jī)上,拉動升降機(jī)上升,通過DIS在計算機(jī)屏幕上畫出玩具貓對力傳感器的壓力F隨時間t變化的關(guān)系圖象如圖所示。由此可知玩具貓重______N,升降機(jī)上升過程最大的壓力為_______N,最小壓力為______N。畫出玩具貓運動的a-t圖。4.假如你站在體重計上乘電梯,發(fā)現(xiàn)體重計的示數(shù)為50kg。根據(jù)自己的情況,判斷一下電梯的運動狀態(tài)。說明判斷的理由。(學(xué)生體重各不相同,必須根據(jù)實際情況進(jìn)行判斷)5.(1)設(shè)計實驗方案,在課后利用體重秤觀察電梯下降或上升的初期、中期和末期的失重超重現(xiàn)象。
(2)醫(yī)院里的醫(yī)用電梯的加速度比普通電梯的加速度要小。你能用簡單的實驗證實一下嗎?
6.設(shè)計一個實驗方案,用身邊的物品做簡便的實驗,在乘飛機(jī)時通過觀察實驗現(xiàn)象,了解飛機(jī)是否加速上升階段或加速下降。7.做一做,想一想:(1)把普通的手電筒改造一下,里邊裝一段彈簧,豎直放置時電池壓縮彈簧,電池不能跟燈泡組成回路,手電筒不亮。讓手電筒自由下落,彈簧不壓縮了,電路接通,手電筒亮了。(2)在透明塑料杯的底部鉆一小孔,把兩條比杯高略長的橡皮筋穿過小孔,并在杯底那端把橡皮筋打上結(jié),使橡皮筋不被拉出,兩條橡皮筋的另一端個系一個小球,并把球放到杯外。如果讓杯子自由下落,會有什么現(xiàn)象發(fā)生?為什么? 課后反思
本節(jié)課遵循循序漸進(jìn)的教學(xué)原則,從學(xué)生的實際出發(fā),讓學(xué)生參與實驗,在情感態(tài)度與價值觀方面受到熏陶,發(fā)展對科學(xué)的好奇心和求知欲,引導(dǎo)學(xué)生用身邊的物品研究物理學(xué)問題,運用物理原理和研究方法解決實際問題。并且把評價滲透在學(xué)習(xí)過程中,幫助學(xué)生認(rèn)識自我,建立自信,促進(jìn)學(xué)生在原有水平上發(fā)展。本節(jié)課設(shè)計提供較多的資源,上課時根據(jù)學(xué)生實際情況進(jìn)行選擇使用,注意控制上課時間。本教學(xué)設(shè)計的實驗由定性到定量,學(xué)生動手實驗探究,教師及時指導(dǎo),還采用了傳感技術(shù),恰當(dāng)?shù)貙⑿畔⒓夹g(shù)與物理教學(xué)相整合。習(xí)題訓(xùn)練也加強(qiáng)了口頭表達(dá)和實驗操作的訓(xùn)練。課堂氛圍和諧平等,努力使課程內(nèi)容的時代性、基礎(chǔ)性、選擇性在課堂教學(xué)中得到體現(xiàn)。