第一篇：高二物理教案 牛頓第一定律教案

高二物理教案 牛頓第一定律教案

(一)教學目的

1.知道慣性定律,常識性了解伽利略理想實驗的推理過程.2.通過實驗分析,初步培養(yǎng)學生科學的思維方法.(二)重點與難點

重點:牛頓第一定律

難點:伽利略理想實驗的推理過程.(三)教學過程

1.引入新理

師:力能使靜止的物體運動起來,力又能使運動物體速度增大或減小,還可以改變物體運動的方向,物體不受力又怎樣呢?從這節(jié)課開始,我們就來研究有關力和運動的一系列問題.[板書1]第九章 力和運動

2.新課教學

師:請同學們觀察實驗

[實驗1]靜止在木板面上的小車.師:小車處于什么狀態(tài)?

生:靜止.師:靜止的小車,水平方向不受推動和拉力的作用,它將會怎樣?

生:永遠處于靜止.[實驗2]如圖1所示,小車受水平拉力作用時.(讓小車運動一段距離后立即用手使它靜止下來)

師:觀察小車的狀態(tài)發(fā)生怎樣變化?

生:由靜止到運動.[實驗3]如圖1.繼續(xù)實驗2,鉤碼使小車水平運動后,用手托住下落的鉤碼.小車失去水平拉力后,繼續(xù)向前滑行一段距離停止.師:你看到什么現(xiàn)象?

生:小車繼續(xù)運動一段距離后才靜止.師:小車運動一段距離后,變?yōu)殪o止的原因是什么呢?

生:受到木板的摩擦阻力作用.師:是不是這樣呢?請大家繼續(xù)觀察下面實驗.[實驗4]用同一小車分別(三次)從同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面,記下三次小車靜止在相同水平面上的位置.如圖2(A)、(B)、(C)所示.師:哪一次水平滑行距離最短?

生:第一次.師:為什么?

生:小車在斜面上高度最小,它在水平面上開始運動時速度最小(后半句話學生回答不出來,第一次可由老師說).師:哪一次水平滑行距離最長?

生:第三次.師:為什么?

生:小車在斜面上高度最大,它在水平面上開始運動時速度最大.師:同理如果小車三次處于同一斜面、相同高度,自由滑向水平面,小車在水平面上開始運動的速度大小會怎樣呢?

生:相同.師:(介紹牛頓第一定律演示裝置)這是一個斜面,把它放在講臺桌上.(如圖3所示.)

[實驗5]讓小車分別三次從同一斜面的相同高度自由滑下,觀察小車在不同材料的水平面上運動的情況.(在桌面鋪上毛巾、棉布.)

師:哪次小車在水平面上運動距離最短,為什么?

生:第一次(或最上面那一次).表面材料是毛巾,阻力最大,滑行距離最短.(在學生回答過程中,填寫表1第一行前三項)

師:很短距離,速度變?yōu)榱?速度變化快呢,還是慢呢?

生:最快.(填寫表1第一行最后一項)

師:第二次實驗的情況如何,大家一起填表1的第二行.生:棉布、阻力較大、滑行距離較長、速度變化較快.(填寫表1第二行)

師:第三次實驗的情況如何;大家一起填表的第三行.生:桌子表面、阻力較小、滑行距離長、速度變化較慢.(填寫表1第三行)

師:假定我們做第四次實驗,水平表面用玻璃板,玻璃板的阻力比木板小,實驗結果會怎樣呢?(填寫表1第四行前兩項)

生:小車滑行的距離長,速度變化最慢.(填寫表1第四行后兩項)

師:假定我們還能找到某種材料,對小車的阻力比玻璃板還小,最最小,來做水平表面的材料,實驗結果又會怎樣呢?

生:那么小車滑行距離就更長,最最長,速度變化最最慢.師:大家一起來填表1第五行(見表)

師:假如水平表面對小車沒有阻力,實驗結果又會怎樣呢?

生:小車永不停止地運動下去!

師:一起來填表1的第六行.(見表)表1

師:大家注意這個表格的前三行我們是做了實驗的.第四、五行沒有做實驗,只是根據(jù)前三行的實驗結果,加上邏輯推理得出來的結論.雖然沒有做實驗,但是在正確實驗的基礎上加上正確的推理,得到的結論也是正確的.大家再仔細琢磨表的第六行,它和第四、第五行有什么不同.生:沒有阻力,而第四、五行還有阻力,只是一次比一次小.師:非常正確,邏輯推理就是這樣進行的.阻力逐漸變小,實驗結論如何呢?阻力沒了,結果又會怎樣呢?

師:沒有阻力的平面叫做理想光滑的平面,實際上并不存在.第六行的結果就是理想實驗,實際上不存在,是在正確實驗的基礎上正確推理得出來的.師:這種建立在實驗的基礎上,通過邏輯推理得到理想狀況下的結論,也是研究物理的一種方法.300多年前著名的物理學家伽利略就是這樣通過實驗推理得出來物體不受阻力將如何運動的.師:誰給大家朗讀書第104頁倒數(shù)第三段?

生:(讀課文略)

師:大家把這段倒數(shù)第三行如果表面絕對光滑運動下去.畫下來.師:法國科學家笛卡兒,又對伽利略的結論作了補充,他是怎樣說的,請一位同學讀教材第104頁倒數(shù)第二段.生:(讀課文略).師:大家從此段的倒數(shù)第三行如果運動物體運動下去.畫下來.師:笛卡兒的說法和伽利略的說法有什么不同?不同又說明了什么?

生:笛卡兒把伽利略的物體受到的阻力為零改為物體不受任何力的作用.說明,不是僅僅限于阻力了,而是任何力.師:再后來英國的科學家總結了伽利略等人的研究成果,概括出一條重要的物理定律.叫做牛頓第一定律.[板書2]

一、牛頓第一定律

一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài).牛頓第一定律.師:牛頓的結論和伽利略、笛卡兒的結論有什么不一樣?

生甲:牛頓和伽利略的結論比較有兩點不同:第一把阻力為零,改為不受作用力;第二伽利略結論中無保持靜止狀態(tài).生乙:牛頓和笛卡兒結論比較,增加了保持靜止狀態(tài).師:現(xiàn)在給大家2分鐘,看誰最先把牛頓第一定律內(nèi)容背下來.生:(背誦略)

師:大家看牛頓第一定律都說了些什么?定律的研究對象是(板書3(1)前半部分)

生:一切物體.(板書3(1)后半部分)

[板書3(1)](1)定律的研究對象一切物體.師:一切物師:定律成立的條件是(板書3(2)中的前半部分)

生:不能受外力作用.(板書3(2)中后半部分)

[板書3(2)](2)定律成立的條件不受外力作用.師:誰不能受外力作用?

生:研究的物體.師:定律的結論是(板書3(3)中的前半部分)

生:物體總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài).(板書3(3)中后面部分)

[板書3(3)](3)定律的結論總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài).師:有同學把結論中的或讀成和把或改作和對嗎?

生:不對.師:非常好,你能繼續(xù)說一下為什么不對嗎?

生:一個物體不可能同時存在兩種狀態(tài),它要靜止,就不可能做勻速直線運動.所以不能用和字.師:大家同意他的看法嗎?(在板書2中的或字下加點)

師:定律中總保持的含義是什么呢?

生:好像是不改變的意思.師:你能給大家舉例說明嗎? 生:剛才第一個實驗中小車在水平板上,不受鉤碼的拉力,原來靜止,后來仍然靜止.而由斜面滑下的小車,在理想平面上原來做勻速直線運動,后來仍然做勻速直線運動.師:誰能再舉出一些事例?

生:放在桌上的書,停在車站上的汽車,假如沒有別的物體推拉它們,它們原來靜止就永遠靜止下去,在地面上踢出去的球,假如地面和空氣對它沒有阻力作用,原來做勻速直線運動的球,永遠勻速直線運動下去.師:他說的大家同意嗎?

生答:同意.師:可見總字體現(xiàn)了恒,或字體現(xiàn)了不是靜,就是動.(在板書2中的總保持三個字下加點)

師:物體不受力的時候,它后來的運動狀態(tài)由什么決定呢?

生:由它原來狀態(tài)決定的.3.鞏固練習

1.打出投影片

(1)已知某物體沒有受到外力作用,那么該物體可能處于怎樣的運動狀態(tài)?為什么?

(2)在什么條件下,物體一定處于勻速直線運動狀態(tài)?

(3)在什么條件下,物體一定處于靜止狀態(tài)?

師:同學們想一想,互相議論議論,然后回答.生:物體可能處于靜止狀態(tài),也可能處于運動狀態(tài).師:為什么?

生:因為牛頓第一定律說一切物體不受外力作用時,總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài).題目中沒有說明物體原來是什么狀態(tài),所以它的狀態(tài)是兩種可能都存在.師:誰來回答第(2)題?

生甲:物體不受力的作用時.師:還有不同意見嗎?

生乙:物體還必須原來處于勻速直線運動狀態(tài).師:也就是說要同時具備兩個條件:第一、物體原來是運動的;第二,物體沒有受到外力的作用.師:誰來說說第(3)題?

生:要同時有兩個條件,一是物體原來必須是靜止的;二是物體沒有受到外力作用.師:請大家再思考這樣一個問題:有人把牛頓第一定律說成靜止的物體永遠靜止,運動的物體永遠運動是否正確?為什么?

生:不正確,因為他把物體不受外力作用的條件丟了.師:還有補充嗎?

生:運動物體不受外力作用時,它永遠作勻速直線運動.師:可見,維持物體的運動不需要力,而物體運動狀態(tài)改變則一定要有力的作用.師:誰能總結一下,我們今天學習的知識.4.小結

生甲:今天我們學習了牛頓第一定律,這是在實驗基礎上推理得到的.清楚了定律研究的對象、成立的條件和結論.生乙:還有定律中關鍵字的含義.5.布置作業(yè)

閱讀教材,背誦牛頓第一定律.教學說明

1.牛頓第一定律是初中物理難點課,困難有兩點:一是如何在有限的三次實驗基礎上,通過邏輯推理得出理想實驗的結論.二是如何使學生理解牛頓第一定律的實驗.為了克服第二個難點,本課設計了[實驗4],目的是讓學生明了,從斜面上同一高度下滑的物體,在水平面上開始運動的速度相同.為了克服第一個難點,在表8-1中增加了第四、五、六三行.在講授中應仔細認真引導學生領會第四、五行的物理意義和第六行的物理意義.從中領會伽利略理想實驗的邏輯思維過程.2.關于消除力是維持運動的原因的錯誤觀念,不可能畢其功于一役.本節(jié)課只能在牛頓第一定律的基礎上給予初步的說明.在今后的教學中,在適當時再給予進一步的說明,只有經(jīng)過多次重復(逐漸深入)的分析和說明,才能消除力是維持運動的原因的錯誤觀念.

第二篇：高中物理教案-牛頓第一定律

§4.1 牛頓第一定律教案

一、設計思想

物理學是一門與自然、生活、技術進步和社會發(fā)展有著最為廣泛聯(lián)系的科學。讓學生封閉在既不聯(lián)系自然，也不聯(lián)系生產(chǎn)、生活，遠離科學探究樂趣，甚至根本不可能存在的“思辯游戲”式的難題和怪題的牢籠之中，他們是不可能熱愛物理課程的。所以要讓學生在體驗中獲得物理規(guī)律，在物理史實中領略思維的力量和美。本節(jié)課的設計特點是注重物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展，對科學家的創(chuàng)造性思維品質和敢于置疑、堅持真理的獻身精神成為情感態(tài)度價值觀教育的好素材。另外，實驗的驗證是本節(jié)課必需要的。適當介紹一些物理學史的知識，通過對大量實例的分析，讓學生真正理解力不是維持物體速度的原因，而是改變物體速度的原因。先是介紹了人類對力和運動關系的發(fā)展歷史，并著重講述了伽俐略的理想實驗及其重要的實驗思想。然后引入了牛頓第一定律，引入了慣性概念，并由此分析出力不是維持物體速度的原因，而是改變物體速度的原因。

二、教材分析

牛頓第一定律是牛頓定律的基石，正是因為它破除了長達近兩千年的亞里士多德的錯誤，改變了人類的自然觀和世界觀，才導致牛頓第二定律得出。與此同時，它本身還包含著力、慣性、和參考系這些極富成果的科學概念，成為物理學理論的支柱和基石。另外，伽利略的研究過程蘊涵了重要的科學方法，教學中要引導學生領會牛頓第一定律的含義，充分說明伽利略“理想實驗”的實驗基礎和推理過程，展示了伽利略斜面理想實驗的猜想依據(jù)、推斷結果這一思維過程，通過教學讓學生明確運動和力的關系，提升對力、慣性、質量等基本概念的理解。慣性是學生學習運動和力的基礎，因其抽象難懂而成為難點。新課標中本節(jié)內(nèi)容對學生有以下基本要求：1．了解亞里士多德對力和運動關系的論述及存在的錯誤。2．認識伽利略研究運動和力關系的思想方法，了解理想實驗的作用。3．知道速度是描述物體運動狀態(tài)的物理量。4．理解牛頓第一定律的內(nèi)容，能夠運用牛頓第一定律解釋有關現(xiàn)象。5．知道慣性是物體的固有屬性，知道質量是物體慣性大小的量度。6．運用慣性概念，解釋有關實際問題。在發(fā)展要求中：1．了解運動學和動力學研究角度的差異。2．會識別慣性系與非慣性系。

三、學情分析

本節(jié)所述內(nèi)容在初中課本上已涉及到，初中課本中用到的標題是慣性定律，所以學生已有一定的基礎，關鍵是如何讓學生加深對牛頓第一定律的理解。對力和運動的關系，從日常經(jīng)驗出發(fā)，人們往往會產(chǎn)生錯誤的認識，所以使學生建立起運動改變的原因在于物體間的相互作用力的觀點，不是輕而易舉的事情。在對慣性的學習中，這仍是學生難于理解的問題。許多學生把物體具有保持勻速直線運動和靜止狀態(tài)的性質與物體在這種狀態(tài)下的特點混為一談。

四、教學目標

1．知識、技能目標：

（1）理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義。

（2）理解慣性，知道日常生活中由于慣性而產(chǎn)生的簡單現(xiàn)象，會解釋日常生活中的慣性現(xiàn)象。

2．能力、方法目標：培養(yǎng)學生嚴謹?shù)倪壿嬐评砟芰?；通過對大量實例的分析，培養(yǎng)學生歸納、綜合能力。善于思考、善于總結，把物理與實際生活緊密結合。

3．情感、態(tài)度目標：讓學生知道科學研究過程的艱難，領悟實驗加推理的科學研究方法。

五、重點難點

本節(jié)的重點是伽利略理想實驗，難點是對慣性的理解。

六、教學策略與手段

探究式教學，按物理史實為線索展示物理規(guī)律的形成。

七、課前準備

自制理想斜面實驗器（用有很小凹槽的柔軟鋁塑板作為軌道）、氣墊導軌。

八、教學過程

1．創(chuàng)設情景、新課引入

（1）引導學生看兩張來自生活的圖片（多媒體投影）：

視頻駕車飛越黃河引入

②亞洲飛人柯受良駕車飛越黃河，他憑什么有這種膽識去飛越氣勢磅礴的黃河呢？

第三章 靜力學是研究物體受力情況，第一、二章 運動學是描述和研究物體運動規(guī)律，但無法回答物體為什么做這樣的運動。所以，要解決這類問題，就必須研究力與運動的關系.愛因斯坦增把一代一代科學家探索自然奧秘的努力，比作福爾摩斯偵探小說中破案過程，有時候明顯可見的線索卻把人們引向錯誤的判斷.力與運動的關系就經(jīng)歷這一個過程。

2．歷史回顧

首先讓同學看一個實驗：用手推車，車前進，停止用力，車停止。

設問：生活中還有哪些類似此類的現(xiàn)象？（由學生思考后回答）

學生答：可能有如靜止的自行車用力踩腳踏板才開始運動，如沒有對車繼續(xù)用力，它最終會停下來。靜止的秋千用力時，它會擺動起來。停止用力時，它會最終停下來，等等。

兩種主要觀點：

1．亞里士多德觀點：力是維持物體運動的原因

（在得出亞里士多德的觀點后）

設問：你認為這個觀點有什么問題？（學生思考后回答）

學生也許有不同的觀點，由于初中已學習過這部分知識，所以學生會得到此觀點是錯誤的，但不少同學心中的疑慮還是存在的。

在學生提出的觀點后指出：亞里士多德的觀點一直維持和統(tǒng)治人們的思想近兩千年，才到三百年前伽俐略才指出，力不是維持物體運動的原因，物體運動不需要力。指出亞里士多德在當時提出了很多觀點，有時候提出問題比證明一個問題更難，所以說亞里士多德毫無疑問是偉大的。

2．伽俐略的觀點：物體運動不需要力

設問：現(xiàn)在假設你是伽俐略，你會尋找怎樣的“偵察”方法去推翻這維持兩千年的“錯案”？

（組織學生進行相互討論思考：然后叫幾個學生代表發(fā)言）

給學生充分展示自己思維過程的機會，讓他們自己去探求物理規(guī)律的真?zhèn)?，讓每一個學生都能夠深刻體會力和運動之間的關系。

結論：引起亞里士多德錯誤觀點的“罪魁禍首”是：摩擦力（說明自行車停下，停下不是沒有受外力，而是受了摩擦力才停的，如沒有摩擦力，會永遠運動下去不停，看來物體運動是不需力的）。

介紹伽俐略創(chuàng)造的“偵察”方法：理想斜面

這個想法是如何產(chǎn)生的呢？伽俐略注意到，當一個小球沿斜面下滾時速度會增加，小球沿斜面上滾時時速度會減小，他由此猜想，當小球沿水平面滾動時，它的速度應該不增不減，實際上他發(fā)現(xiàn)，球越來越慢，最后停下來，伽俐略認為：這是由于摩擦阻力的緣故，他推理：若沒有摩擦力，球將永遠滾下去，為了說明他的思想，他設計理想斜面實驗。

（1）實驗演示理想斜面實驗整個過程（說明：主要是為了理解伽俐略的思想）

學生分組實驗：理想斜面實驗

（2）再用視頻動畫演示理想斜面實驗

通過對理想斜面實驗的演示，說明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同時也展示了物理研究思想的美妙和邏輯的力量。（由于現(xiàn)實生活中不可能有絕對光滑的斜面，所以這個實驗是個“理想實驗”。）

盡管現(xiàn)實生活中沒有絕對光滑的平面。但可以創(chuàng)造比較光滑的平面去證明伽俐略的想法：

視頻實驗：氣墊導軌上物體近勻速的運動

最后總結（投影）：

①伽俐略理想實驗對科學研究的意義。

②介紹伽俐略其人其事，通過對伽俐略其人其事的了解，強調(diào)指出，在我們今天看來是非常簡單的道理。在它發(fā)現(xiàn)的最初往往是非常艱難的，如果沒有堅強的意志和信念，沒有足夠的事實和理論依據(jù)去支持你，許多人可能會放棄，但伽俐略沒有放棄。

讓學生意識到：一個規(guī)律的發(fā)現(xiàn)并不是一帆風順的，不是一開始的認識就是對的，而是需要人類不斷探索才能形成的，并明白科學研究過程的艱難和科學家為此所付出的努力和心血。

至此，我們已經(jīng)對力和物體運動之間的關系有了一個正確的認識。

3．與伽俐略同時代的法國科學家笛卡兒，補充和完善了伽俐略觀點，他認為：如果沒有其他原因，運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。他支持了伽利略力不是物體的運動的觀點，并且還強調(diào)沒有力作用時物體的運動情況。他還認為，這應該要作為一個原理加以確立，并且是人類整個自然界的基礎。

強調(diào)笛卡兒對伽俐略觀點的提升與補充，指出兩者之間的差異。

3．定律的學習、理解

在伽俐略和笛卡兒的正確結論隔了一代人后，由牛頓總結成整個牛頓力學的一條基本定律。

牛頓第一定律（慣性定律）：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜上狀態(tài)，直到有力迫使它改變這種狀態(tài)——物理學的基石。

投影介紹牛頓——“經(jīng)典力學之父”的成就，指出牛頓第一定律是牛頓力學系統(tǒng)中的基礎。對定律的理解指出：

①物體運動不需要力。(不受力時，運動會一直運動下來，靜止的一直靜止)

②力是改變物體運動狀態(tài)的原因。

思考與討論：從牛頓第一定律我們得知，物體都要保持它們原來的勻速直線運動或靜止的狀態(tài)，或者說，它們都具有抵抗運動狀態(tài)變化的“本領”。但是這種“本領”的大小是不一樣的。

物體抵抗運動狀態(tài)變化的“本領”，與什么因素有關？請大家通過實例進行分析。

由學生分組討論，收集各組的實例和觀點，老師對此進行總結并對錯誤的認識進行引導和糾正。指出：把物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質叫慣性。在此基礎上，再提以下設問：

由現(xiàn)象得出：慣性是物體固有的屬性，與物體的運動狀態(tài)無關，物體的質量是物體慣性的量度。

通過下面的問題來鞏固和理解牛頓第一定律（由學生分析并回答）

4．定律的應用

提問：你能舉出生活中還有哪些與慣性有關的現(xiàn)象？ 在學生舉出一些慣性的實例后，做個小游戲 第一組合第三組的聽口令模擬汽車啟動和剎車的過程的動作，第二和第四組觀察有人做錯，學生討論： 汽車實驗廠里的汽車啟動和剎車的過程，以及為什么要系安全帶的必要性

最后，在愛因斯坦的一句話中結束這節(jié)課：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科學的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端。（強調(diào)這節(jié)課中理想實驗的科學思想方法的重要性。）

九、知識結構

板書設計

牛頓第一定律

一、歷史的回顧：

亞里士多德→伽利略→笛卡爾→牛頓

二、牛頓第一定律

一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。

三、慣性與質量

質量是物體慣性大小的量度。

第三篇：高二物理教案

寫一份優(yōu)秀教案是設計者教育思想、智慧、動機、經(jīng)驗、個性和教學藝術性的綜合體現(xiàn)。下面是小編為大家搜集整理出來的有關于高二物理教案范文，希望可以幫助到大家！

《庫侖定律》

【課 題】人教版《普通高中課程標準實驗教科書物理（選修3—1）》第一章第二節(jié)《庫侖定律》

【課 時】1學時

【三維目標】

知識與技能：

1、知道點電荷的概念，理解并掌握庫侖定律的含義及其表達式；

2、會用庫侖定律進行有關的計算；

3、知道庫侖扭稱的原理。

過程與方法：

1、通過學習庫侖定律得出的過程，體驗從猜想到驗證、從定性到定量的科學探究過程，學會通過間接手段測量微小力的方法；

2、通過探究活動培養(yǎng)學生觀察現(xiàn)象、分析結果及結合數(shù)學知識解決物理問題的研究方法。

情感、態(tài)度和價值觀：

1、通過對點電荷的研究，讓學生感受物理學研究中建立理想模型的重要意義；

2、通過靜電力和萬有引力的類比，讓學生體會到自然規(guī)律有其統(tǒng)一性和多樣性。

【教學重點】

1、建立庫侖定律的過程；

2、庫侖定律的應用。

【教學難點】

庫侖定律的實驗驗證過程。

【教學方法】

實驗探究法、交流討論法。

【教學過程和內(nèi)容】

<引入新課>同學們，通過前面的學習，我們知道“同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”，這讓我們對電荷間作用力的方向有了一定的認識。我們把電荷間的作用力叫做靜電力，那么靜電力的大小滿足什么規(guī)律呢？讓我們一起進入本章第二節(jié)《庫侖定律》的學習。

<庫侖定律的發(fā)現(xiàn)>

活動一：思考與猜想

同學們，電荷間的作用力是通過帶電體間的相互作用來表現(xiàn)的，因此，我們應該研究帶電體間的相互作用?？墒?，生活中帶電體的大小和形狀是多種多樣的，這就給我們尋找靜電力的規(guī)律帶來了麻煩。

早在300多年以前，偉大的牛頓在研究萬有引力的同時，就曾對帶電紙片的運動進行研究，可是由于帶電紙片太不規(guī)則，牛頓對靜電力的研究并未成功。

（問題1）大家對研究對象的選擇有什么好的建議嗎？

在靜電學的研究中，我們經(jīng)常使用的帶電體是球體。

（問題2）帶電體間的作用力（靜電力）的大小與哪些因素有關呢？

請學生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗大膽猜想。

<定性探究>電荷間的作用力與影響因素的關系

實驗表明：電荷間的作用力F隨電荷量q的增大而增大；隨距離r的增大而減小。

（提示）我們的研究到這里是否可以結束了？為什么？

這只是定性研究，應該進一步深入得到更準確的定量關系。

（問題3）靜電力F與r，q之間可能存在什么樣的定量關系？

你覺得哪種可能更大？為什么？（引導學生與萬有引力類比）

活動二：設計與驗證

<實驗方法>

（問題4）研究F與r、q的定量關系應該采用什么方法？

控制變量法——（1）保持q不變，驗證F與r2的反比關系；

（2）保持r不變，驗證F與q的正比關系。

<實驗可行性討論>、困難一：F的測量（在這里F是一個很小的力，不能用彈簧測力計直接測量，你有什么辦法可以實現(xiàn)對F大小的間接測量嗎？）

困難二：q的測量（我們現(xiàn)在并不知道準確測定帶電小球所帶的電量的方法，要研究F與q的定量關系，你有什么好的想法嗎？）

（思維啟發(fā)）有這樣一個事實：兩個相同的金屬小球，一個帶電、一個不帶電，互相接觸后，它們對相隔同樣距離的第三個帶電小球的作用力相等。

——這說明了什么？（說明球接觸后等分了電荷）

（追問）現(xiàn)在，你有什么想法了嗎？

<實驗具體操作>定量驗證

實驗結論：兩個點電荷間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比。

<得出庫侖定律>同學們，我們一起用了大約20分鐘得到的這個結論，其實在物理學發(fā)展史上，數(shù)位偉大的科學家用了近30年的時間得到的并以法國物理學家?guī)靵龅拿謥砻膸靵龆伞?/p>

啟示一：類比猜想的價值

讀過牛頓著作的人都可能推想到：凡是表現(xiàn)這種特性的相互作用都應服從平方反比定律。這似乎用類比推理的方法就可以得到電荷間作用力的規(guī)律。正是這樣的類比，讓電磁學少走了許多彎路，形成了嚴密的定量規(guī)律。馬克·吐溫曾說“科學真是迷人，根據(jù)零星的事實，增添一點猜想，竟能贏得那么多的收獲！”?？茖W家以廣博的知識和深刻的洞察力為基礎進行的猜想，才是最具有創(chuàng)造力的思維活動。

然而，英國物理史學家丹皮爾也說“自然如不能被目證那就不能被征服！”

啟示二：實驗的精妙

1785年庫侖在前人工作的基礎上，用自己設計的扭稱精確驗證得到了庫侖定律。（庫侖扭稱實驗的介紹：這個實驗的設計相當巧妙。把微小力放大為力矩，將直接測量轉換為間接測量，從而得到靜電力的作用規(guī)律——庫侖定律。）

<講解庫侖定律>

1．內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

2．數(shù)學表達式：

（說明），叫做靜電力常量。

3．適用條件：（1）真空中（一般情況下，在空氣中也近似適用）；

（2）靜止的；（3）點電荷。

（強調(diào)）庫侖定律的公式與萬有引力的公式在形式上盡管很相似，但仍是性質不同的兩種力。我們來看下面的題目：

<達標訓練>

例題1：（通過定量計算，讓學生明確對于微觀帶電粒子，因為靜電力遠遠大于萬有引力，所以我們往往忽略萬有引力。）

（過渡）兩個點電荷的靜電力我們會求解了，可如果存在三個電荷呢？

（承前啟后）兩個點電荷之間的作用力不因第三個點電荷的存在而有所改變。因此，多個點電荷對同一個點電荷的作用力等于各點電荷單獨對這個點電荷的作用力的矢量和。

例題2：（多個點電荷對同一點電荷作用力的疊加問題。一方面鞏固庫侖定律，另一方面，也為下一節(jié)電場強度的疊加做鋪墊。）

（拓展說明）庫侖定律是電磁學的基本定律之一。雖然給出的是點電荷間的靜電力，但是任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的。所以，如果知道了帶電體的電荷分布，就可以根據(jù)庫侖定律和平行四邊形定則求出帶電體間靜電力的大小和方向了。而這正是庫侖定律的普遍意義。

<本堂小結>（略）

<課外拓展>

1、課本第8頁的“科學漫步”欄目，介紹的是靜電力的應用。你還能了解更多的應用嗎？

2、萬有引力與庫侖定律有相似的數(shù)學表達式，這似乎在預示著自然界的和諧統(tǒng)一。課后請同學查閱資料，了解自然界中的“四種基本相互作用”及統(tǒng)一場理論。

《氣體的等溫變化》

教學內(nèi)容：人教版的普通高中課程標準實驗教科書選修3—3教材第八章氣體第一節(jié)氣體的等溫變化。

教學設計特點：突出物理規(guī)律形成的感性基礎和理性探索的有機結合；通過問題驅動達成教目標的有效實現(xiàn)；重視物理從生活中來最終回到生活中去。

1．教學目標1、1知識與技能

（1）知道什么是等溫變化；

（2）掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式；知道定律的適用條件。

（3）理解等溫變化的P—V圖象與P—1/V圖象的含義，增強運用圖象表達物理規(guī)律的能力；

1、2過程與方法

帶領學生經(jīng)歷探究等溫變化規(guī)律的全過程，體驗控制變量法以及實驗中采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的方法。

1、3情感、態(tài)度與價值觀

讓學生切身感受物理現(xiàn)象，注重物理表象的形成；用心感悟科學探索的基本思路，形成求實創(chuàng)新的科學作風。

2、教學難點和重點

重點：讓學生經(jīng)歷探索未知規(guī)律的過程，掌握一定質量的氣體在等溫變化時壓強與體積的關系，理解 p—V 圖象的物理意義。

難點：學生實驗方案的設計；數(shù)據(jù)處理。

3、教具：

塑料管，乒乓球、熱水，氣球、透明玻璃缸、抽氣機，u型管，注射器，壓力計。

4、設計思路

學生在初中時就已經(jīng)有了固體、液體和氣體的概念，生活中也有熱脹冷縮的概念，但對于氣體的三個狀態(tài)參量之間有什么樣的關系是不清楚的。新課程理念要求我們，課堂應該以學生為主體，強調(diào)學生的自主學習、合作學習，著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力和實證精神。這節(jié)課首先通過做簡單的演示實驗，讓學生明白氣體的質量、溫度、體積和壓強這幾個物理量之間存在著密切的聯(lián)系；然后與學生一道討論實驗方案，確定實驗要點，接著師生一道實驗操作，數(shù)據(jù)的處理，得出實驗結論并深入討論，最后簡單應用等溫變化規(guī)律解決實際問題。

5．教學流程：（略）

6．教學過程

6、l課題引入

演示實驗：變形的乒乓球在熱水里恢復原狀

乒乓球里封閉了一定質量的氣體，當它的溫度升高，氣體的壓強就隨著增大，同時體積增大而恢復原狀。由此知道氣體的溫度、體積、壓強之間有相互制約的關系。本章我們研究氣體各狀態(tài)參量之間的關系。

對于氣體來說，壓強、體積、溫度與質量之間存在著一定的關系。高中階段通常就用壓強、體積、溫度描述氣體的狀態(tài)，叫做氣體的三個狀態(tài)參量。對于一定質量的氣體當它的三個狀態(tài)參量都不變時，我們就說氣體處于某一確定的狀態(tài)；當一個狀態(tài)參量發(fā)生變化時，就會引起其他狀態(tài)參量發(fā)生變化，我們就說氣體發(fā)生了狀態(tài)變化。這一章我們的主要任務就是研究氣體狀態(tài)變化的規(guī)律。

出示課題： 第八章 氣體

師問：同時研究三個及三個以上物理量的關系，我們要用什么方法呢？請舉例說明。

生：控制變量法

比如要研究壓強與體積之間的關系，需要保持質量和溫度不變，再如要研究氣體壓強與溫度之間的關系，需要保持質量和體積不變。

師：我們這節(jié)課首先研究氣體的壓強和體積的變化關系。

我們把溫度和質量不變時氣體的壓強隨體積的變化關系叫做等溫變化。出示本節(jié)課題：

第一節(jié) 氣體的等溫變化6、2 新課進行

一、實驗探究

1、學生體驗壓強與體積的關系得出定性結論

全體同學體驗： 每個同學用力在口腔中摒住一口氣，然后用手去壓臉頰，你會怎么樣，思考為什么？

小組體驗：每桌同學用一只小的注射器體驗：一個同學用手指頭封閉一定質量的氣體，另一個同學緩慢壓縮氣體，體積減小時第一個同學的手指有什么感覺，說明什么呢？反之當我們拉動活塞增大氣體體積時，手指有什么感覺，說明什么呢？要求學生體驗并說出自己的感覺和結論（即壓縮氣體，體積減小，壓強增大；反之，體積增大壓強減?。?/p>

2、猜想

引導學生猜想：我們猜想：在一般情況下，一定質量的氣體當溫度不變時，氣體的壓強和體積之間可能有什么定量關系呢？

學生：壓強與體積成反比例關系（從最簡單的定量關系做起）

師：一定質量的氣體在發(fā)生等溫變化時壓強與體積是否是成反比例的關系，需要我們進一步研究、這節(jié)課我們用實驗探究這一課題。

3、實驗驗證：

（1）實驗設計：

首先，要求學生完整的復述我們的實驗目的：探究一定質量的氣體在溫度不變情況下壓強與體積之間的定量關系、要求學生根據(jù)放在桌上的器材，思考試驗方案，并思考以下幾個問題：

問題1：本實驗的研究對象是什么？如何取一定質量的氣體？實驗條件是什么？如何實現(xiàn)這一條件？

學生討論回答：研究對象是一定質量的氣體，用活塞封閉一定質量的氣體在注射器內(nèi)以獲取，實驗條件是氣體質量不變，氣體溫度不變；活塞加油增加密閉性，推拉活塞改變體積和壓強；不用手握注射器；緩慢推拉活塞，穩(wěn)定后再讀數(shù)。

（或者有其他的實驗方案）

問題2： 數(shù)據(jù)收集 本實驗中應該要收集哪些數(shù)據(jù)？ 用什么方法測量？

學生：要收集氣體的不同壓強和體積，用氣壓計可以測量壓強，注射器上面的讀數(shù)可以得到體積。

問題3：數(shù)據(jù)處理 怎樣處理上述數(shù)據(jù)才能得到等溫條件下壓強與體積之間的正確關系呢？（學生討論并回答）

學生：常用數(shù)據(jù)處理辦法有計算法，圖象法等。

老師：能不能說得更具體一點呢？

學生：就是先把V和P乘起來，看看各組的乘積是否相等（或者近似相等），從而得到結論；圖像法就是以V為橫坐標，P為縱坐標，在用描點作圖法，把得到的數(shù)據(jù)作到坐標系中，再連線，看圖像的特點，從而得到兩者的定量關系。

再讓一個學生把我們剛才分析得到的比較好的實驗方法再復述，然后師生互助完成實驗。

2、實驗過程：

師生共同完成實驗： 老師推、拉活塞，一名學生讀取數(shù)據(jù)，另一名學生設計記錄表格并記錄數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理：①簡單計算 找壓強和體積之間的關系

②學生描繪圖象（提示作P—V圖像）能否得出結論？

總結提問：各小組是如何處理數(shù)據(jù)的，結論如何？（實物投影展示）

問題4：若P—V圖象為雙曲線的一支，則能說明P與V成反比。但能否確定我們做出就一定是是雙曲線的一支呢？（還是猜測）我們怎樣進一步P和V之間的關系呢？

教師：有一種思想叫做轉化的思想。若P—V圖象為一雙曲線，那么P—1/V圖象是什么樣子？（過原點的一條直線）那我們就再作一條P—1/V圖象看看吧！

（師）計算機擬合：把P—V圖象轉化為P—1/V圖象。我們看到一定質量的氣體，在溫度不變的情況下，P—1/V圖象是一條（幾乎）過原點的直線，表明壓強與體積成反比。

（三）實驗結論：在誤差允許的范圍內(nèi)，一定質量的氣體在溫度不變的條件下壓強與體積成反比。（學生敘述）

師：大家看到我們作出來的這條直線，還不是很準確，大家可以分析在實驗過程中有哪些地方可能引起實驗誤差？

學生討論分析產(chǎn)生誤差的原因、早在17世紀，英國科學家玻意耳和法國科學家馬略特分別通過更嚴謹?shù)膶嶒炑芯康贸隽诉@個結論，被稱為玻意耳定律。

二、玻意耳定律

1、內(nèi)容：一定質量的某種氣體，在溫度不變的條件下壓強P與體積V成反比。

2、公式：PV=C（常量）或P1V1=P2V2（其中P1V1和 P2V2分別為氣體在兩個狀態(tài)下的壓強和體積）

3、圖象：P—1/V圖象：過原點的直線——等溫線

P—V圖象：雙曲線的一支——等溫線

三、拓展思考

問題5：在同一溫度下，取不同質量的同種氣體為研究對象，PV乘積C一樣嗎？即對不同的氣體，C是一個普適常量嗎？（學生思考不能求解或回答不一樣）

師問：怎樣才能得到正確的結果呢？（猜想—實驗驗證）

學生：改變氣體的質量用同樣的方法重新測量，測量數(shù)據(jù)記錄在同一表格中，通過簡單的計算就能得到結果。

結論：不一樣。質量越大，PV乘積越大。P—V圖象離坐標軸越遠，P—1/V圖象斜率越大。

問題6：取相同質量的同種氣體，在不同溫度下，作出的P—V圖象是否一樣？（學生猜想——驗證）

結論：不一樣。溫度較高時，PV乘積較大，P—V圖象離坐標軸越遠，P—1/V圖象斜率較大。

四、玻意耳定律的應用之定性解釋：

問題一：氣球漲大視頻。學生分析。

問題二：小實驗。裝水的瓶子下有小洞，當蓋子打開時水會噴出，然后合上蓋子則水就不會持續(xù)地流出了。

解釋：蓋子打開時，小孔上方的壓強始終大于外面的壓強，所以水會噴出，當蓋子蓋上時，水的上方被封閉了一定質量的氣體，當有水流出后，瓶中空氣的體積變大，根據(jù)波意耳定律壓強變小，當孔上方壓強小于外部大氣壓時，水就流不出去了。

五．課堂小結

1、方法 ①研究多變量問題時用控制變量法

②實驗探究方法：猜想——驗證——進一步猜想——再驗證——得到結論

2、知識 玻意耳定律：一定質量的某種氣體，在溫度不變的條件下壓強P與體積V成反比。

六．教學后記：

1．課堂上讓學生從自身體驗開始，充分參與科學探究的全過程，熟悉科學探究未知世界的一般流程，并堅持滲透實事求是和精益求精的科學精神。

2．教學中對應用數(shù)學方法處理物理數(shù)據(jù)，從而得出簡潔的物理學規(guī)律的過程，讓學生多練習多體驗，以使學生真正掌握，并且多給時間讓學生從圖像中找出規(guī)律，以提高學生認識圖像與應用圖像分析問題的能力。

3．教學中學生參與小實驗及視頻材料能很好地吸引學生的注意力，提高教學的有效性。

4、物理來源于社會生活實踐，反之也能解釋自然界及生活和生產(chǎn)中的相關現(xiàn)象，有效杜絕物理和生活相脫節(jié)的現(xiàn)象發(fā)生、也有利于學生正確物理觀的形成。

《簡諧運動的描述》

1、理解振幅、周期和頻率的概念，知道全振動的含義。

2、了解初相位和相位差的概念，理解相位的物理意義。

3、了解簡諧運動位移方程中各量的物理意義，能依據(jù)振動方程描繪振動圖象。

4、理解簡諧運動圖象的物理意義，會根據(jù)振動圖象判斷振幅、周期和頻率等。

重點難點：對簡諧運動的振幅、周期、頻率、全振動等概念的理解，相位的物理意義。

教學建議：本節(jié)課以彈簧振子為例，在觀察其振動過程中位移變化的周期性、振動快慢的特點時，引入描繪簡諧運動的物理量（振幅、周期和頻率），再通過單擺實驗引出相位的概念，最后對比前一節(jié)得出的圖象和數(shù)學表達式，進一步體會這些物理量的含義。本節(jié)要特別注意相位的概念。

導入新課：你有喜歡的歌手嗎？我們常常在聽歌時會評價，歌手韓紅的音域寬廣，音色嘹亮圓潤;歌手王心凌的聲音甜美;歌手李宇春的音色沙啞，獨具個性……但同樣的歌曲由大多數(shù)普通人唱出來，卻常常顯得干巴且單調(diào)，為什么呢？這些是由音色決定的，而音色又與頻率等有關。

1、描述簡諧運動的物理量

（1）振幅

振幅是振動物體離開平衡位置的①最大距離。振幅的②兩倍表示的是振動的物體運動范圍的大小。

（2）全振動

振子以相同的速度相繼通過同一位置所經(jīng)歷的過程稱為③全振動，這一過程是一個完整的振動過程，振動質點在這一振動過程中通過的路程等于④4倍的振幅。

（3）周期和頻率

做簡諧運動的物體，完成⑤全振動的時間，叫作振動的周期;單位時間內(nèi)完成⑥全振動的次數(shù)叫作振動的頻率。在國際單位制中，周期的單位是⑦秒，頻率的單位是⑧赫茲。用T表示周期，用f表示頻率，則周期和頻率的關系是⑨f=。

（4）相位

在物理學中，我們用不同的⑩相位來描述周期性運動在各個時刻所處的 不同狀態(tài)。

2、簡諧運動的表達式

（1）根據(jù)數(shù)學知識，xOy坐標系中正弦函數(shù)圖象的表達式為 y=Asin（ωx+φ）。

（2）簡諧運動中的位移（x）與時間（t）關系的表達式為 x=Asin（ωt +φ），其中 A代表簡諧運動的振幅，ω叫作簡諧運動的“圓頻率”，ωt+φ代表相位。

1、彈簧振子的運動范圍與振幅是什么關系？

解答：彈簧振子的運動范圍是振幅的兩倍。

2、周期與頻率是簡諧運動特有的概念嗎？

解答：不是。描述任何周期性過程，都可以用這兩個概念。

3、如果兩個振動存在相位差，它們振動步調(diào)是否相同？

解答：不同。

主題1：振幅

問題：（1）同一面鼓，用較大的力敲鼓面和用較小的力敲鼓面，鼓面的振動有什么不同？聽上去感覺有什么不同？

（2）根據(jù)（1）中問題思考振幅的物理意義是什么？

解答：（1）用較大的力敲，鼓面的振動幅度較大，聽上去聲音大;反之，用較小的力敲，鼓面的振動幅度較小，聽上去聲音小。

（2）振幅是描述振動強弱的物理量，振幅的大小對應著物體振動的強弱。

知識鏈接：簡諧運動的振幅是物體離開平衡位置的最大距離，是標量，表示振動的強弱和能量，它不同于簡諧運動的位移。

主題2：全振動、周期和頻率

問題：（1）觀察課本“彈簧振子的簡諧運動”示意圖，振子從P0開始向左運動，怎樣才算完成了全振動？列出振子依次通過圖中所標的點。

（2）閱讀課本，思考并回答下列問題：周期和頻率與計時起點（或位移起點）有關嗎？頻率越大，物體振動越快還是越慢？振子在一個周期內(nèi)通過的路程和位移分別是多少？

（3）完成課本“做一做”，猜想彈簧振子的振動周期可能由哪些因素決定？假如我們能看清楚振子的整個運動過程，那么從什么位置開始計時才能更準確地測量振動的周期？為什么？

解答：（1）振子從P0出發(fā)后依次通過O、M'、O、P0、M、P0的過程，就是全振動。

（2）周期和頻率與計時起點（或位移起點）無關;頻率越大，周期越小，表示物體振動得越快。振子在一個周期內(nèi)通過的路程是4倍的振幅，而在一個周期內(nèi)的位移是零。

（3）影響彈簧振子周期的因素可能有振子的質量、彈簧的勁度系數(shù)等;從振子經(jīng)過平衡位置時開始計時能更準確地測量振動周期，因為振子經(jīng)過平衡位置時速度最大，這樣計時的誤差最小。

知識鏈接：完成全振動，振動物體的位移和速度都回到原值（包括大小和方向），振動物體的路程是振幅的4倍。

主題3：簡諧運動的表達式

問題：閱讀課本有關“簡諧運動的表達式”的內(nèi)容，討論下列問題。

（1）一個物體運動時其相位變化多少就意味著完成了全振動？

（2）若采用國際單位，簡諧運動中的位移（x）與時間（t）關系的表達式x=Asin（ωt+φ）中ωt+φ的單位是什么？

（3）甲和乙兩個簡諧運動的頻率相同，相位差為，這意味著什么？

解答：（1）相位每增加2π就意味著完成了全振動。

（2）ωt+φ的單位是弧度。

（3）甲和乙兩個簡諧運動的相位差為，意味著乙（甲）總是比甲（乙）滯后個周期或次全振動。

知識鏈接：頻率相同的兩個簡諧運動，相位差為0稱為“同相”，振動步調(diào)相同;相位差為π稱為“反相”，振動步調(diào)相反。

1、（考查對全振動的理解）如圖所示，彈簧振子以O為平衡位置在B、C間做簡諧運動，則（）。

A、從B→O→C為全振動

B、從O→B→O→C為全振動

C、從C→O→B→O→C為全振動

D、從D→C→O→B→O為全振動

【解析】選項A對應過程的路程為2倍的振幅，選項B對應過程的路程為3倍的振幅，選項C對應過程的路程為4倍的振幅，選項D對應過程的路程大于3倍的振幅，又小于4倍的振幅，因此選項A、B、D均錯誤，選項C正確。

【答案】C

【點評】要理解全振動的概念，只有振動物體的位移與速度第同時恢復到原值，才是完成全振動。

2、（考查簡諧運動的振幅和周期）周期為T=2 s的簡諧運動，在半分鐘內(nèi)通過的路程是60 cm，則在此時間內(nèi)振子經(jīng)過平衡位置的次數(shù)和振子的振幅分別為（）。

A、15次，2 cm B、30次，1 cm

C、15次，1 cm D、60次，2 cm

【解析】振子完成全振動經(jīng)過軌跡上每個位置兩次（除最大位移處外），而每次全振動振子通過的路程為4個振幅。

【答案】B

【點評】一個周期經(jīng)過平衡位置兩次，路程是振幅的4倍。

3、圖示為質點的振動圖象，下列判斷中正確的是（）。

A、質點振動周期是8 s

B、振幅是4 cm

C、4 s末質點的速度為負，加速度為零

D、10 s末質點的加速度為正，速度為零

【解析】由振動圖象可得，質點的振動周期為8 s，A對;振幅為2 cm，B錯;4 s末質點經(jīng)平衡位置向負方向運動，速度為負向最大，加速度為零，C對;10 s末質點在正的最大位移處，加速度為負值，速度為零，D錯。

【答案】AC

【點評】由振動圖象可以直接讀出周期與振幅，可以判斷各個時刻的速度方向與加速度方向。

4、（考查簡諧運動的表達式）兩個簡諧運動分別為x1=4asin（4πbt+π）和x2=2asin（4πbt+π），求它們的振幅之比、各自的頻率，以及它們的相位差。

【解析】根據(jù)x=Asin（ωt+φ）得：A1=4a，A2=2a，故振幅之比 = =

2由ω=4πb及ω=2πf得：二者的頻率都為f=2b

它們的相位差：（4πbt+π）—（4πbt+π）=π，兩物體的振動情況始終反相。

【答案】2∶1 2b 2b π

【點評】要能根據(jù)簡諧運動的表達式得出振幅、頻率、相位。

拓展一：簡諧運動的表達式

1、某做簡諧運動的物體，其位移與時間的變化關系式為x=10sin 5πt cm，則：

（1）物體的振幅為多少？

（2）物體振動的頻率為多少？

（3）在時間t=0、1 s時，物體的位移是多少？

（4）畫出該物體簡諧運動的圖象。

【分析】簡諧運動位移與時間的變化關系式就是簡諧運動的表達式，將它與教材上的簡諧運動表達式進行對比即可得出相應的物理量。

【解析】簡諧運動的表達式x=Asin（ωt+φ），比較題中所給表達式x=10sin 5πt cm可知：

（1）振幅A=10 cm。

（2）物體振動的頻率f= = Hz=2、5 Hz。

（3）t=0、1 s時位移x=10sin（5π×0、1）cm=10 cm。

（4）該物體簡諧運動的周期T==0、4 s，簡諧運動圖象如圖所示。

【答案】（1）10 cm（2）

2、5 Hz（3）10 cm（4）如圖所示

【點撥】在解答簡諧運動表達式的題目時要注意和標準表達式進行比較，知道A、ω、φ各物理量所代表的意義，還要能和振動圖象結合起來。

拓展二：簡諧振動的周期性和對稱性

甲

2、如圖甲所示，彈簧振子以O點為平衡位置做簡諧運動，從O點開始計時，振子第到達M點用了0、3 s的時間，又經(jīng)過0、2 s第二次通過M點，則振子第三次通過M點還要經(jīng)過的時間可能是（）。

A、s B、s C、1、4 s D、1、6 s

【分析】題目中只說從O點開始計時，并沒說明從O點向哪個方向運動，它可能直接向M點運動，也可能向遠離M點的方向運動，所以本題可能的選項有兩個。

乙

【解析】如圖乙所示，根據(jù)題意可知振子的運動有兩種可能性，設t1=0、3 s，t2=0、2 s

第一種可能性：=t1+=（0、3+）s=0、4 s，即T=1、6 s

所以振子第三次通過M點還要經(jīng)過的時間t3=+2t1=（0、8+2×0、3）s=1、4 s

第二種可能性：t1—+=，即T= s

所以振子第三次通過M點還要經(jīng)過的時間t3=t1+（t1—）=（2×0、3—）s= s。

【答案】AC

【點撥】解答這類題目的關鍵是理解簡諧運動的對稱性和周期性。明確振子往復通過同一點時，速度大小相等、方向相反;通過關于平衡位置對稱的兩點時，速度大小相等、方向相同或相反;往復通過同一段距離或通過關于平衡位置對稱的兩段距離時所用時間相等。另外要注意，因為振子振動的周期性和對稱性會造成問題的多解，所以求解時別漏掉了其他可能出現(xiàn)的情況。

第四篇：[高二物理教案10-1]

[高二物理教案10-1] 10.1 波的形成和傳播

一、教學目標

1、知識目標：

①知道直線上機械波的形成過程 ②知道什么是橫波,波峰和波谷 ③知道什么是縱波,密部和疏部

④知道“機械振動在介質中傳播，形成機械波”，知道波在傳播運動形式的同時也傳遞了能量

2、能力目標：

①培養(yǎng)學生進行科學探索的能力 ②培養(yǎng)學生觀察、分析和歸納的能力 ③培養(yǎng)學生的空間想象能力和思維能力 3．情感目標：

①培養(yǎng)學生細心、認真、一絲不茍做實驗的品質，進而培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和良好的工作作風

②培養(yǎng)學生互相團結、分工協(xié)作的團隊精神

二、教學重點、難點分析

機械波的形成過程及傳播規(guī)律是本節(jié)課的重點，也是本節(jié)課的難點。解決方案：通過課堂實驗和課件演示以及鞏固練習來突破重難點，同時引導學生看書

三、教學方法

實驗探索和計算機輔助教學

四、教具

絲帶、波動演示箱、水平懸掛的長彈簧、音叉、計算機、投影儀、大屏幕、自制CAI課件

五、教學過程（－）引入新課

［演示］抖動絲帶的一端，產(chǎn)生一列凹凸相間的波在絲帶上傳播（激發(fā)興趣，引出課題）

在這個簡單的例子中，我們接觸到一種廣泛存在的運動形式——波動，請同學們再舉出幾個有關波的例子。（學生舉例，活躍氣氛；讓學生在大量生活實例中感觸波的存在，增強感性認識。）

學生會列舉水波、聲波、無線電波、光波。教師啟發(fā)，大家聽說過地震嗎？學生會想到地震波。

水波、聲波、地震波都是機械波，無線電波、光波都是電磁波。這一章我們學習機械波的知識，以后還會學習電磁波的知識。

【板書】機械波

（二）進行新課

現(xiàn)在學習第一節(jié)，波的形成和傳播?！景鍟?/p>

一、波的形成和傳播

［演示］撥動水平懸掛的柔軟長彈簧一端，產(chǎn)生一列疏密相間的波沿彈簧傳播； ［演示］敲擊音叉，聽到聲音，這是聲波在空氣中傳播（指明，雖然眼睛看不到波形，但它客觀存在，也是疏密相間的波形）

（演示實驗，進一步為學生提供感性認識，激發(fā)興趣）

師生共同分析，得出波產(chǎn)生的條件：①波源，②介質。（為研究波的形成奠定基礎）

波是怎樣形成的呢？為什么會有不同的波形？波傳播的是什么呢？（設置疑問，激發(fā)學生的探究欲望）

【板書】實驗探索

發(fā)放“探索波的形成和傳播規(guī)律”的實驗報告，進行實驗探索并完成實驗報告。實驗目的：探索波的形成原因和傳播規(guī)律

實驗

（一），學生分組實驗：每兩人一條絲帶（60cm左右），觀察絲帶上凹凸相間的波。實驗步驟：

（1）、將絲帶一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖動，在絲帶上產(chǎn)生一列凹凸相間的波向另一端傳播。

（2）、在絲帶上每隔大約2~3cm用墨水染上一個點，代表絲帶上的質點。重復步驟（1）。觀察絲帶上的質點依次被帶動著振動起來，振動沿絲帶傳播開去，在絲帶上形成凹凸相間的波。

①思考：絲帶的一端振動后，為什么后面的質點能被帶動著運動起來？_________________如果將絲帶剪斷，后面的質點還能運動嗎？___________ ②分析：絲帶上凹凸相間的波形是怎樣產(chǎn)生的？___________________（可以參閱課本第3頁）

③觀察絲帶上的質點是否隨波向遠處遷移？__________ 實驗

（二），觀察波動演示器上凹凸相間的波：（因器材有限，可以教師操作，引導學生注意觀察）

實驗步驟：

（1）、逆時針轉動搖柄，演示屏上的質點排成一條水平線。（表示各質點都處在平衡位置）

（2）、順時針轉動搖柄，各個質點依次振動起來。（注意觀察各個質點振動的先后順序）

現(xiàn)象：①后面的質點總比前面的質點開始振動的時刻_______，從總體上看形成凹凸相間的波。

②各質點的振動沿________方向，波的傳播沿_______方向，質點振動方向與波的傳播方向_______。

③質點是否沿波的傳播方向遷移？_______ 這種波叫做橫波，在橫波中凸起的最高處叫做波峰，凹下的最低處叫做波谷。實驗

（三），觀察彈簧上產(chǎn)生的疏密相間的波。實驗步驟：（1）、撥動水平懸掛的柔軟長彈簧一端，產(chǎn)生一列疏密相間的波沿彈簧傳播。（2）、在彈簧上某一位置系一根紅布條，代表彈簧上的質點，重復步驟（1）。①觀察:：紅布條是否隨波遷移？________說明了什么？_____________ ②分析：彈簧上疏密相間的波形是怎樣產(chǎn)生的？____________________（類比絲帶上波產(chǎn)生的分析方法，鍛煉學生的知識遷移能力）

實驗

（四），觀察波動演示器上疏密相間的波： 實驗步驟：

（1）、逆時針轉動搖柄，演示屏上的質點排成一條水平線。（2）、順時針轉動搖柄，各個質點依次振動起來。

現(xiàn)象：①后面的質點總比前面的質點開始振動的時刻________，從總體上看形成疏密相間的波。

②各質點的振動沿________，波的傳播沿_______方向，質點振動方向與波的傳播方向_______。

③質點是否沿波的傳播方向遷移？_______ 這種波叫做縱波，在縱波中最密處叫做密部，最疏處叫做疏部。分析實驗得出結論：

①不論橫波還是縱波，介質中各個質點發(fā)生振動并不隨波遷移。因此，波傳播的是_________________，而不是介質本身。

②波傳來前，各個質點是靜止的，波傳來后開始振動，說明他們獲得了能量。這個能量是從波源通過前面的質點傳來的。因此：波是傳遞_________的一種方式。

【板書】

1、機械振動在介質中的傳播，形成機械波。

2、機械波的分類：橫波、縱波

3、波傳播的是振動形式，是振動的能量。

師生雙邊活動，實驗探索，總結規(guī)律。（從感性認識上升到理性認識，實現(xiàn)認識上的第一次飛躍。）

（三）計算機輔助教學：

1、波的分類演示

2、橫波的形成過程及傳播規(guī)律

3、縱波的形成過程及傳播規(guī)律（形象直觀，鞏固升華）

（四）知識應用：

1、課本中提到地震波既有橫波，又有縱波。你能想象在某次地震時，位于震源正上方的建筑物，在縱波和橫波分別傳來時的振動情況嗎？為什么？（從理性認識回到感性認識，實現(xiàn)認識的第二次飛躍）

2、本來是靜止的質點，隨著波的傳來開始振動，有關這一現(xiàn)象的說法正確的有：

A、該現(xiàn)象表明質點獲得了能量 B、質點振動的能量是從波源傳來的

C、該質點從前面的質點獲取能量，同時也將振動的能量向后傳遞 D、波是傳遞能量的一種方式

E、如果振源停止振動，在介質中傳播的波也立即停止 F、介質質點做的是受迫振動

（五）布置作業(yè)：

1、書面作業(yè)：列舉生活中常見的有關機械波的例子（橫波、縱波各一例）簡述它們是如何形成的。（培養(yǎng)學生觀察生活并用所學物理知識解決實際問題的能力和表達能力）

2、動腦作業(yè)：發(fā)生地震時，從地震源傳出的地震波為什么能造成房屋倒塌、人員傷亡的事故？請用本節(jié)所學知識加以解釋。（學以致用，鞏固提高）

3、動手作業(yè)：制作簡易的橫波演示器。

使用大約24根飲料吸管，回形針，膠帶紙。展開膠帶紙，每隔2.5cm左右粘一根吸管。每根吸管兩端各別上一個回形針。把膠帶的一端掛在鐵架臺的橫桿上，撥動上端（或下端）的吸管，使回形針左右振動，就可以看到橫波的傳播現(xiàn)象。（有興趣的同學可以制作其他的實驗器。）（培養(yǎng)學生動手能力和團結協(xié)作的能力）

4、課外模擬波的形成：按照課本第4頁圖10—6，分組模擬波的形成。（培養(yǎng)學生的團隊精神）

（多種形式激發(fā)興趣、提高能力）教后隨感：

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。

第五篇：[高二物理教案11-4]

[高二物理教案11-4] 11.42 物體的內(nèi)能 熱量

一、教學目標

1．知識目標：

（1）了解內(nèi)能改變的兩種方式：做功和熱傳遞

（2）知道做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，知道兩者的區(qū)別，了解熱功當量的意義。

（3）能舉出生活中用做功、熱傳遞改變物體內(nèi)能的實例。2．能力目標：

在培養(yǎng)學生能力方面，這節(jié)課中要讓學生掌握：做功與熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的關系。培養(yǎng)學生利用所學知識解決實際問題的能力。

3．物理學方法教育目標：

在做功與熱傳遞關系上滲透歸納推理的方法。

二、重點、難點分析

1．教學重點是使學生理解做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，知道兩者的區(qū)別，了解熱功當量的意義。

2．理解做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，但兩種方式的物理實質是不同的。

三、教學方法

教師講解，課件演示

四、教具

1．壓縮氣體做功，氣體內(nèi)能增加的演示實驗：圓形玻璃筒、活塞、硝化棉。2．計算機、大屏幕、自制多媒體課件

五、教學過程（－）引入新課

上節(jié)課我們學習了物體的內(nèi)能，知道了什么是物體的內(nèi)能及物體的內(nèi)能跟溫度和體積有關。那么怎樣的物理過程可以改變物體的內(nèi)能呢？這節(jié)課我們就來學習改 變物體內(nèi)能的有關知識。

【板書】第五節(jié)

改變內(nèi)能的兩種方式

（二）進行新課

1．做功可以改變物體的內(nèi)能

【生活實例】列舉鋸木頭和用砂輪磨刀具，鋸條、木頭和刀具溫度升高，說明克服摩擦力做功，可以使物體的內(nèi)能增加。如果外力對物體做功全部用于物體內(nèi)能改變的情況下，外力做多少功，物體的內(nèi)能就改變多少。如果用W表示外界對物體做的功，用ΔE表示物體內(nèi)能的變化，那么有W=ΔE。功的單位是焦耳，內(nèi)能的單位也是焦耳。

【演示】演示壓縮空氣，硝化棉燃燒。說明外力壓縮空氣過程，對氣體做功，使氣體的內(nèi)能增加，溫度升高到棉花的燃點而使其燃燒。

以上實例說明做功可以改變物體的內(nèi)能。2．熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能

【生活實例】在爐灶上燒熱水，火爐烤熱周圍物體，這些物體溫度升高內(nèi)能增加。這些實例說明依靠熱傳遞方式也可以使物體的內(nèi)能改變。物體吸收熱量，內(nèi)能增加。物體放出熱量，物體的內(nèi)能減少。如果傳遞給物體的熱量用Q表示，物體內(nèi)能的變化量是ΔE，那么，Q=ΔE。

熱量的計算公式有：Q=mcΔt。熱量的單位是焦耳，過去的單位是卡。所以做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式?！景鍟?/p>

1、做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式 3．做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。

一杯水可以用加熱的方法（即熱傳遞方式）傳遞給它一定的熱量，使它從某一溫度升高到另一溫度。這過程中這杯水的內(nèi)能有一定量的變化。也可以采取做功的方式，比如用攪拌器在水中不斷攪拌，也可以使這杯水從相同的初溫度升高到同一高溫度，這樣，水的內(nèi)能會有相同的變化量。兩種方式不同，得到的結果是相同的。除非事先知道，否則我們無法區(qū)別是哪種方式使這杯水的內(nèi)能增加的。因此，做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的?！景鍟?．做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的 4．做功和熱傳遞的區(qū)別

雖然做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的，但是這兩種方式的物理過程有本質的區(qū)別。做功使物體內(nèi)能改變的過程是機械能轉化為內(nèi)能的過程。而熱傳遞的過程只是物體之間內(nèi)能的轉移，沒有能量形式的轉化。

（三）課堂練習

1．用做功的方法來改變物體的內(nèi)能，實際上是______能和______能的相互轉化。2．鋸木頭，鋸條發(fā)熱，這是用______的方法使鋸條內(nèi)能；用鐵錘多次敲打鐵塊后，鐵塊的溫度會升高，這是通過______的方法增加了它的內(nèi)能。

3．煮稀飯時，鍋蓋被水蒸氣頂起，水蒸氣對鍋蓋做了______，水蒸氣的內(nèi)能______。4．古人用“鉆木取火”的方法產(chǎn)生火，這種方法的道理是______。

5．火柴可以擦燃，也可以放在火上點燃，前者是用______的方法使火柴燃燒，后者是用______的方法使火柴燃燒，兩種方法都可以改變物體的內(nèi)能。

6．冬天人們常用嘴往手上呵手，手感到暖和，是用______的方法改變手的內(nèi)能；用雙手相互搓擦同樣使手感到熱，這是用______的方法改變手的內(nèi)能。7．在下列過程中，通過熱傳遞增加物體內(nèi)能的是

[ ] A． 火車經(jīng)過鐵軌后鐵軌的溫度升高 B．壓縮筒內(nèi)乙醚，使其燃燒 C．鐵棒被太陽曬熱 D.汽車剎車后，輪胎變熱

8．下列說法中正確的是

[ ] A．高溫物體比低溫物體熱量多 B．高溫物體比低溫物體的內(nèi)能大

C．熱量從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞

9．物體的內(nèi)能增加這是因為

[ ] A．一定是由于物體吸收了熱量 B．一定是由于對物體做了功

C．可能是由于物體吸收了熱量，也可能是由于對物體做了功 10．氣體膨脹對外做功的過程是

[ ] A．機械能轉化為內(nèi)能，氣體溫度升高 B．內(nèi)能轉化為機械能，氣體溫度降低 C．氣體內(nèi)能增加，是消耗了內(nèi)能

11．一個物體溫度升高了，則

[ ] A．它一定吸收了熱量 B．一定是對它做功 C．它含有的熱量增加 D．它的內(nèi)能一定增加 12．說明下列各題中內(nèi)能改變的方法：(1)一盆熱水放在室內(nèi)，一會就涼了，______；

(2)高溫高壓的氣體，迅速膨脹，對外做功，溫度降低，______。(3)鐵塊在火爐上加熱，一會兒熱得發(fā)紅，______；(4)打氣筒給車胎打氣，過一會筒壁發(fā)熱，______’(5)冬天人們往手上呵氣取暖，______；(6)兩手互相摩擦取暖，______。

13．關于熱量，下列說法正確的是

[ ] A．熱水比冷水含的熱量多 B．一大桶水比一小桶水含的熱量多 C．一個物體內(nèi)能越多，它具有的熱量越多 D．熱量是在熱傳遞過程中內(nèi)能的改變量

（四）課件演示，課堂小結

通過本節(jié)課的學習，我們知道了做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式，而且做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。

（課件演示，形象直觀）

（五）布置作業(yè)

1．復習本節(jié)課文。

2．把練習五第（1）、（2）、（3）題做在練習本上。教學建議：

1．在講述本節(jié)內(nèi)容時，要以實驗或生活中學生常見的實例為基礎，做好“外力對物體做功，物體的內(nèi)能增加”和“物體對外做功，內(nèi)能減少”及“熱傳遞改變物體的內(nèi)能”三個實驗。

2．通過教師引導，讓學生理解做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能的實質。

3．要使學生知道，由于做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，因此，就物體的內(nèi)能發(fā)生改變來說，功和熱量是等效的。

參考資料

焦耳和熱功當量的實驗測定

焦耳(J.P.Joule英1818～1889)在1840年到1878年的30余年熱功轉換實驗工作中，積累了大量精確的數(shù)據(jù)，測得了熱功當量。這項成果徹底否定了熱質說，為能量轉換和守恒定律的建立奠定了堅實的基礎。

1841年，焦耳測量電流通過電阻線發(fā)出的熱量時，發(fā)現(xiàn)在一定時間內(nèi)發(fā)出的熱量與電路中的電阻成正比，與電路中電流的平方成正比，這就是焦耳定律。

1843年，焦耳利用重物下落時重力勢能的減少而作出的機械功去開動發(fā)電機，發(fā)電機發(fā)出的電又去加熱浸在水中的電阻線，電阻線發(fā)出的熱來加熱水使其溫度升高。他根據(jù)13組實驗數(shù)據(jù)取平均值，求得熱功當量的值為每卡4.511焦耳。

1845年，焦耳測定了壓縮空氣向大氣擴散時產(chǎn)生的冷卻效應，和壓縮空氣將另一容器中的水排出時所作的功，由此求得熱功當量的值為4.29焦耳/卡。

1849年，焦耳完成了測定熱功當量最著名的實驗：他在一個盛滿水或水銀的量熱器中插一根軸，軸的下面裝有葉片，軸的上端繞有細繩，細繩通過滑輪懸掛重物。讓重物下落來帶動葉片攪拌水，在葉片與水摩擦時產(chǎn)生熱使水溫升高。經(jīng)過多次實 驗和精確測量，他得出熱功當量的值為4.158焦耳/卡，這與現(xiàn)在所采用的4.186焦耳/卡相差無幾。