《牛顿运动定律》教材分析与教学建议.ppt

牛顿运动定律 教材分析与教学建议 钱嘉伟2013 11 1 一 2013年江苏小高考 高考考试说明要求二 本章综述及课时分配建议三 课标要求四 基于 课标分解 理念的深度备课例谈五 各课时教学建议 一 2013年江苏小高考 高考考纲要求1 小高考 说明 不要求求解加速度不同的连接体问题 不要求求解三个及以上连接体问题 注 a 表示独立操作 即知道实验的目的 原理和方法 会使用基本的实验仪器 能独立完成相关实验的操作 会记录 处理实验数据 并能根据数据分析得出结论 2 高考 本章在小高考 高考中都是考查的热点 高频区 二 本章综述及课时分配建议在前三章分别研究运动和力的基础上 本章运用牛顿定律把物体的受力和运动结合起来 属于质点动力学的内容 牛顿运动定律是动力学的核心内容 根据牛顿运动定律可以确定物体位置 速度变化的规律 可以控制物体的运动 牛顿运动定律对直线运动 曲线运动都适用 为便于学生理解 本章牛顿运动定律的应用只限于直线运动 在学生基本理解牛顿运动定律的基础上 在后续的教学中 要研究牛顿运动定律在曲线运动 天体运动中的应用 1 教材特点 1 注意渗透物理思想 物理方法 本章中包含许多重要的研究方法 如在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法 在牛顿第二定律的研究中采用的控制变量法 运用牛顿运动定律处理问题时常用的隔离法和整体法 以及单位的规定方法 单位制的创建等 特别是探究加速度与质量的关系时的实验数据处理 当加速度与质量的关系图像拟合为反比例函数图像时 不能就此认为加速度与质量成反比 而要进一步根据数据作a 1 m图 得到a 1 m图拟合为直线时才能确定 这不但让学生感到科学方法的巧妙 而且让学生感到科学的严谨 也为将来学习其他物理规律提供思路 这些方法需认真地体会 理解 以提高认知的境界 2 重视科学史的教育功能 重视 情感 目标的体现 重视 过程 目标的落实 例如教材第一节 第二节的编写 上述特点非常鲜明 3 在课程实施上注重自主学习 提倡教学方式多样化 例如 探究加速度与力 质量的关系 一节中 实验方案的多样性 4 重视科学知识的运用过程 重视学生的体验 教材中安排的物理实验和物理现象总是尽量贴近生活 通过不同的栏目 练习尽量展示牛顿运动定律的应用实例 帮助学生加强对知识和规律的理解 2 课时分配建议 共12课时 第1节牛顿第一定律1课时第2节实验 探究加速度与力 质量的关系2课时第3节牛顿第二定律1 5课时第4节力学单位制0 5课时第5节牛顿第三定律1课时第6节用牛顿定律解决问题 一 1课时第7节用牛顿定律解决问题 二 2课时习题课 复习课3课时 三 课标要求教育部课程标准与活动建议 一 课程标准 4 通过实验 探究加速度与物体质量 物体受力的关系 理解牛顿运动定律 用牛顿运动定律解释生活中的有关问题 通过实验认识超重和失重现象 例4通过实验测量加速度 力 质量 分别作出表示加速度与力 加速度与质量的关系的图像 根据图像写出加速度与力 质量的关系式 体会探究过程中所用的科学方法 例5根据牛顿第二定律说明物体所受的重力与质量的关系 5 认识单位制在物理学中的重要意义 知道国际单位制中的力学单位 例6在等式a kF m中给定k 1 从而定义力的单位 二 活动建议 2 通过各种活动 例如乘坐电梯 到游乐场乘坐过山车等 了解和体验失重与超重 3 根据牛顿第二定律 设计一种能显示加速度大小的装置 4 通过听讲座 看录像等活动 了解宇航员的生活 了解在人造卫星上进行微重力条件下的实验 尝试设计一种在人造卫星或宇宙飞船上进行微重力条件下实验的方案 江苏省普通高中物理课程标准教学要求 修订版 一 课程目标3 通过实验 理解力的合成与分解 知道共点力的平衡条件 区分矢量与标量 用力的合成与分解分析日常生活中的问题 4 通过实验 探究加速度与物体质量 物体受力的关系 理解牛顿运动定律 用牛顿运动定律解释生活中的有关问题 通过实验认识超重和失重现象 5 认识单位制在物理学中的重要意义 知道国际单位制中的力学单位 二 学习要求5 共点力作用下物体的平衡通过实例了解共点力作用下物体平衡的概念 知道共点力作用下物体的平衡条件 并会用来进行简单的计算 只要求解决在一个平面内的共点力平衡问题 不要求解决复杂连接体的平衡问题 关注科学技术与社会 会用共点力平衡的条件解释生活中的有关问题 6 牛顿第一定律知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识 知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论 知道理想实验的方法是进行科学研究的一种重要方法 理解牛顿第一定律的内容和意义 7 牛顿第二定律通过实验探究和对具体实例的分析 理解加速度与力的关系 理解加速度与质量的关系 经历实验方案的制定和实验数据处理的过程 学习科学方法 提高科学素养 通过实验归纳 理解牛顿第二定律的内容 知道牛顿第二定律表达式的含义 8 牛顿第三定律通过实验探究 理解牛顿第三定律的含义并应用牛顿第三定律解决实际问题 9 用牛顿定律解决问题用牛顿定律解释生活中的有关问题 理解应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法 并用牛顿运动定律解决有关问题 通过实验认识超重和失重现象 知道超重和失重的概念及其产生条件 不要求求解加速度不同的连接体问题 不要在非惯性系内处理运动的问题 不要求求解三个及以上连接体问题 10 力学单位制知道单位制的意义 知道国际单位制中力学的基本单位 认识单位制在物理计算中的作用 能正确使用国际单位制单位 三 教学建议2 在牛顿第二定律的教学中 通过实验研究加速度与力 加速度与质量的关系 根据图象写出加速度与力 质量的关系式 在此基础上总结得出牛顿第二定律 实验中要体会探究过程中所用的科学方法 在教学中 可让学生根据牛顿第二定律设计一种能显示加速度大小的装置 3 对于牛顿第二定律及其应用的教学 在初学阶段不宜出现连接体问题 4 在超重与失重内容的教学中 应通过实验让学生体验和认识超重与失重现象 也可组织学生听讲座 看录像等 了解宇航员的生活 国家层面的课程标准 其内容标准中预期的学习结果的描述相对来说比较概括 抽象 故需要教师进行专业的思考 通过分解使之成为学期 模块的目标 单元 课时的目标 课标分解 狭义的课标解读 实际上就是对课标文本内容的准确理解和细化 把笼统的 不易操作和监控的课程标准 依据学情 教材等细化分解为具体的 便于及时调控和测评的教学目标 四 基于 课标分解 理念的深度备课例谈 教学目标是师生通过教学活动预期达到的结果或标准 是对学习者通过教学以后将能做什么的一种明确的 具体的表述 主要描述学习者通过学习后预期产生的行为变化 课时教学目标 是教学目标体系中最具体的教学目标 是我们现阶段的一个研究重点 也是课标细化分解的关注点 课标要求 通过实验探究 理解牛顿第三定律的含义并应用牛顿第三定律解决实际问题 以第5节 牛顿第三定律 为例 学情分析 1 学生潜意识中的错误认识 作用力在先 反作用力在后 只有相互作用的物体处于平衡状态时 作用力和反作用力才大小相等 作用力和反作用力可以相互抵消 只有相互接触的物体间才存在大小相等 方向相反的作用力和反作用力 对于有些现象的解释 学生有时会凭直觉认为在有的时候作用力大于反作用力 有的时候作用力小于反作用力 2 学生对受力分析非常陌生 在分析物体受力时 正确率低 3 初学时学生往往不易区分平衡力和作用力反作用力 需要在教师引导下通过对典型事例的分析 逐渐把握这两对力的异同点 梳理后的教学目标 通过教师讲解 准确地知道作用力 反作用力的概念与平衡力的概念 通过实验探究自主地发现作用力与反作用力等大 反向共线 同步性三大特点 在教师的提示指导下 通过受力分析发现作用力与反作用力的同性质性及异物性 在教师提示指导下 通过小组讨论 区别 归纳两对力的异同 通过课堂听讲 准确地表述牛顿第三定律 在教师提示指导下 能结合实例深入理解牛顿第三定律 能自主地针对实例应用牛顿第三定律 牛顿第三定律 力是物体对物体的作用 演示静态 动态 直线运动态 曲线运动态等各种情形 突出牛顿第三定律的普适性 作用力和反作用力 实验探究 应用 自主地发现作用力与反作用力等大 反向共线 同步性 牛顿第三定律 力是物体对物体的作用 作用力和反作用力 实验探究 应用 教师扼要提出平衡力概念 知识的深化 美国 科学与发明 杂志曾经刊出一道题目 引起了极大的轰动 用一只运动着的生鸡蛋去撞另一只完全一样的静止的生鸡蛋 撞击的部位也一样 哪一只先碎 答案五花八门 无奇不有 请你和同伴们讨论一下 也发表一些看法 五 各课时教学建议第1节牛顿第一定律学情分析 牛顿第一定律 是初中学过的内容 但学生还只是停留在认识的层次上 练得最多的是通过惯性程式化地解答相关实际问题 日常经验依然容易导致学生产生错误的思维定势 学生易犯的错误有 潜意识中还是总认为力是维持运动的原因 物体有运动才有惯性 物体运动越快惯性就越大 所以惯性还和速度有关 在高中阶段学习中 除了要保持新鲜感 还需加大思维强度 注意知识的深化和科学研究方法 情感态度的教育 让学生对牛顿第一定律及惯性有更深的理解 并结合实际多举一些贴近学生生活的事例帮助学生真正建立正确观点 教学目标 基本要求 能大致叙述发现牛顿第一定律的历史过程 并能作出初步评述 能清楚地描述伽利略关于力与运动的思想观念 以及对应设计出的理想实验和相应的推理结论 能准确表述牛顿第一定律 惯性定律 并能对定律有较为深入地理解 体会定律深刻的思想性和认识问题的本质性 能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度 通过对历史演变过程的 亲身 参与 体验科学方法论的影响 发展要求 区分运动学和动力学研究角度的不同 区分惯性系与非惯性系 只要把 科学漫步 搞清楚就可以了 教学过程 1 引入 设计活动让一个女生来吹乒乓球 鼓励她将乒乓球吹的幅度越大越好 分散学生的注意 换一个颜色 大小一致 其他材质的重球 请一位男生来挑战 是否将乒乓球吹得更高一些呢 表扬 虽然失败了 但是敢于挑战的精神是值得我们学习的 希望大家在接下来的学习中 大胆 敢于挑战 敢于质疑 既增强了课堂的气氛 又为伽利略敢于挑战权威埋下伏笔 设计的小游戏 学生既熟悉又好奇 带着悬念进入新课 这样增强了学生的求知欲望 激发了学生的探索兴趣 2 体会亚里士多德的研究方法 直观与经验呈现情境 马拉雪橇 图片 引导学生思考力与运动的关系 问题 根据生活的经验说明 怎样使雪橇持续得运动 怎样使雪橇运动得更快 由学生说出 力和运动关系是维持的关系 指出亚里士多德的观点 简单介绍亚里士多德的事迹与贡献 3 学生参与伽利略挑战权威的全过程 感受理想实验的魅力引导学生观察生活现实 当一个物体沿斜面向下运动时 它的速度增大 而向上运动时 它的速度减小 现实 即使物体沿水平面运动 速度也越来越慢 最后停了下来 伽利略没有屈服于权威 而是继续深入的观察和分析 认为这是摩擦阻力作用的结果 伽利略观察到 表面越光滑 物体便运动的越远 讨论1 你能根据生活经验来帮助伽利略验证他的观点吗 讨论2 如果物体在更加光滑的水平面上运动 情况会怎么样 如果在绝对光滑 摩擦力为零 的水平面上运动呢 体现 推理 的重要思想方法 在真实实验的基础上进行合理外推 产生经典质变 提出 摩擦力为零 在实际生活中很难实现 那么我们证明才能证明它呢 过渡到 理想实验 教师介绍理想斜面实验并演示 先在轨道上放一块棉布 释放小球 记下小球到达的位置 撤去棉布 从同一高度释放小球 记下小球到达的位置 让学生比较两次高度的不同 引导学生得出结论 如果忽略一切摩擦阻力 小球将回到等高的位置 提示学生记住这个结论 减小第二个斜面的倾角 释放小球 让学生观察小球在第二个斜面上移动的距离变化 为了达到等高 小球运动的路程更长了 继续猜想 如果将第二个斜面的倾角逐渐减小 直到零度 会怎么样呢 指出 实际上轨道不可能绝对光滑 也不可能无限长 所以这也是我们在实验基础上的推理 伽利略的局限 圆惯性缺陷即他指的匀速运动指圆周运动 教师概括提升理想实验的意义 以问题形式引导学生回答 不是空想实验 它是以可靠的实验事实为依据的 是一种逻辑推理活动 是人们在抽象思维中设想出来 而实际上无法做到的 实验 将实验与逻辑推理相结合的方法有力地推动了科学的发展 这正是理想实验的魅力所在 教师 介绍爱因斯坦的评价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史上的最伟大的发现之一 而且标志着物理的真正开端 4 笛卡尔的贡献 如果运动中的物体没有受到力的作用 它将继续以同一速度沿同一直线运动 既不停下来也不偏离原来的方向 明确匀速直线运动 指出了匀速直线运动的条件 5 牛顿的贡献 形成体系牛顿第一定律 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 引导学生分段解析 帮助理解 1 牛顿第一定律的理解 以下内容都由教师引导学生回答 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 讨论3 哪些情景是物体的运动状态发生改变 指明 力是改变速度的原因 牛顿第一定律描述的是一种理想状态 其结论可等效地推广到物体所受合外力为零的情况 引导学生看书本P68小字 体会 牛顿的高明 提出了重要的科学概念 力 2 惯性的温故而知新惯性 物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质 我们把这个性质叫惯性 讨论4 哪些物体具有惯性 在什么时候具有惯性 请举例说明 讨论5 我国 道路交通安全法 规定 在小型车辆前排乘坐的乘客必须系好安全带 为什么要这样规定 感受 珍爱生命 遵守法律 尊重科学 讨论6 惯性有大小吗 学生设计小实验或举生活中的实例 说明 质量越大 惯性越大 总结 质量是惯性大小的唯一量度 质量越大 惯性就越大 保持原来运动状态的 本领 越大 运动状态改变越难 质量越小 惯性就越小 保持原来运动状态的 本领 就越小 运动状态就改变容易 教学时 紧紧围绕牛顿第一定律的产生过程 深入挖掘物理学史中的相关素材 将牛顿第一定律产生过程的几个关键问题以原貌的形式展示给学生 让他们作为各个历史时期的 探究者 参与相关问题的讨论 通过这样的探究 不仅让学生获得了物理知识 更让学生感受科学结论得出的艰难历程 并感悟科学之美 从而取得较好的教学效果 亚里士多德伽利略笛卡尔牛顿 直觉经验 实验推理 补充完善 建立体系 例1 下列关于惯性的说法中正确的是 D A 物体只有静止或做匀速运动时才有惯性B 物体只有受外力作用时才有惯性C 物体的运动速度大 惯性大D 物体在任何情况下都有惯性 速度大的物体不易停下来 所以惯性大 区分 停下来的快慢 和 速度变化的快慢 讨论 物体抵抗运动状态变化的 本领 大小如何理解 例如 物体抵抗运动状态变化的 本领 大小如何理解 完全相同汽车A和B 制动力相同时 比较运动状态改变的难易程度 汽车 110km h 停下来哪一个容易 汽车 130km h 20km h 例2 做匀速直线运动的小车上 水平放置一密闭的装有水的瓶子 瓶内有一气泡 如图所示 当小车突然停止运动时 气泡相对于瓶子怎样运动 拓展加深 与惯性定律是否违背 探究注重的是过程 是体验 而不是结果 第2节 实验 探究加速度与力 质量的关系 学情分析 学生通过第一节的学习已初步认识了力和运动的关系 但对于加速度a与力F 质量m之间的定量关系是未知的 因此学生已有探究三者定量关系的愿望 学生已有了 实验探究匀变速直线运动 的经验以及用图像处理分析实验数据的技巧 初步具备了高中物理实验的基础 学生在初中物理的学习中已初步理解并应用过 控制变量法 进行实验探究 但学生对于根据实验数据图线寻找物理规律的能力不足 探究性实验比验证性实验的难度要大 难就难在从牛顿第一定律过渡到确定研究哪些物理量之间的关系上 学生需要在反复领会了牛顿第一定律的前提下 确定自己研究的课题和方法 教科书在引导学生确定课题时 为学生运用逻辑判断来确定物理量之间的联系进行了很好的铺垫 提出问题 猜想和假设 制定计划与设计实验 评估 分析与论证 根据原有经验和知识去推测 教师可提出探究方案的样例 探究问题进行实验与收集证据 信息 资料的收集 实验仪器的使用 教师指导与学生自我评价 描述 比较 处理信息 有自我评估的意识 交流与合作 要求不一定统一 尝试对事物的因果关系 规律性做出解释 用简洁的语言陈述探究结果 勇于修正探究方案 教学目标 通过互动讨论 理解探究加速度与力 质量的关系的合理性与必要性 体验实验探究过程 明确实验目的 分析实验思路 制定实验方案 得出实验结论 初步认识数据处理时变换坐标轴的技巧 通过聆听教师讲解 知道如何平衡摩擦阻力 减小系统误差的办法 会对实验误差作初步分析 教学过程 1 提出问题 由牛顿第一定律可知物体运动状态的改变是由它所受的力决定的 而运动状态改变的难易程度又与其自身的质量有关 描述运动状态变化的基本物理量是加速度 这样 就得出加速度与力 质量有关 2 猜想和假设 让学生结合自身的生活经验和一些常识 进行合理的猜想 并简单阐述猜想的依据 质量越大 加速度越小 外力越大 加速度越大 加速度与外力成正比 与质量成反比 探究力 加速度 质量关系的方案 一 测加速度值法优点 实用 各学校都有这种器材 与考试关联紧密 对学生数据处理能力的训练比较到位 缺点 繁琐 耗时 二 比较法优点 快捷缺点 误差大 学生数据处理能力的训练力度不够 三 用气垫导轨结合excel软件 优点 快捷 能拓展学生视野 缺点 学生数据处理能力的训练力度不够 用比较法进行实验时 要注意 1 一车质量固定为300g 另一车质量可自200g起 逐渐增大至700g 800g 牵引小车的钩码以30g 40g为宜 小车质量过大 会造成夹子夹不住车后的拖线 产生较大的位移误差 2 铁夹的口要宽 弹力要大些 最好把夹子固定住 操作夹子时要迅捷有力 3 小车后的棉绳可略粗些 在绳上可抹些松香以增大绳子与铁夹间的摩擦力 以便使小车很快停住 4 可以将木板架成有适当倾角的斜面 使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡 以减小求力的误差 3 实验设计 测加速度值法 需要测量的物理量 加速度 力 质量 测量仪器 加速度通过打点计时器 所以需打点计时器 电源 纸带 刻度尺 力的测量可以通过已知钩码的质量计算出力的大小 质量通过天平 4 实验过程和数据搜集 控制变量法摩擦力的平衡实验条件m M的保证5 分析与论证a与F的关系a与M的关系 6 评估 7 交流与合作 第3节 牛顿第二定律 学情分析 通过上节的学习 学生已初步掌握了力与质量 加速度三者的关系 学生已有得到三者定量关系的愿望 这是趁热打铁的事 本节要定量地给出加速度与力 质量的关系 这里的难点是F kma中的k 如何把k确定是学生学习的障碍 需要老师讲清k 1时的意义 特别要讲清 一个单位的力 学生也就明白为什么k 1了 教学目标 能准确表述牛顿第二定律 能根据对1N的定义 理解牛顿第二定律的数学关系式是如何从F kma变成F ma的 知道牛顿第二定律是针对质点使用的 因此关系式中的F应是质点所受的合力 能从同时性 矢量性等各方面深入理解牛顿第二定律 理解为什么说牛顿第二定律是连接运动学和动力学的桥梁 能运用牛顿第二定律分析和处理简单的问题 初步体会牛顿第二定律在认识自然过程中的有效性和价值 教学过程 1 复习总结上节课的实验结论 引入新课2 师生共同写出比例式并得出牛顿第二定律表达式 F kma3 提问1 k是不是常数 其值能变吗 有没有一定的任意性 提问2 要F kma更简单的话 k 1 提问3 怎样才能使k 1 必须从单位上下手 4 定义 一个单位力是 1kg m s2 当物体质量为m 1kg 在某力作用下它获得的加速度是a 1m s2时 就把 1kg m s2 定义为 一个单位力 为纪念牛顿的贡献 再把 1kg m s2 称为1N 即 1N 1kg m s25 课本例题讲解强调牛二公式中的F为合力 介绍求合力的两种方法 平行四边形 正交分解法 归纳运用牛顿第二定律解题的一般步骤 6 待学生初步有了解决问题的经验后 师生共同总结牛顿第二定律的 五性 同一性 F m a必须对应同一个物体瞬时性 合外力和加速度是同时产生 同时变化 同时消失 矢量性 物体加速度的方向与合外力的方向始终保持一致 合外力方向不变 物体的加速度方向不变 合外力方向改变 物体的加速度方向作同样的改变 独立性 根据力的独力作用原理 几个力同时作用于一个物体时 每个力各自产生一个加速度 物体实际的加速度就是各力所产生加速度的矢量和 因而用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时 可将物体所受各力进行正交分解 在正交的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形 搅蟹匠探馓猓 相对性 加速度a是相对于地面的 或惯性参考系 7 关注 科学漫步 用动力学的方法测质量 增加学生对牛顿第二定律价值的体验 关于牛顿第二定律的教学要强调几点 牛顿第二定律是关于质点总结出来的 表达式中的F应是物体所受的合力 学生总会误认为 加速度方向决定于速度方向 理解加速度与合力的瞬时对应关系 力 加速度 速度和速度变化量四者之间的关系 学生的难点 生活中的直觉 让学生认为作用力越大 速度一定越大 作用力小 速度一定越小 作用力减小 物体的速度也减小 老师要设置较好的问题情景帮助学生认识这些概念之间的区别和联系 如汽车启动时 要用较大的牵引力 这时加速度很大 速度却较小 启动之后 开车人要换档 减小牵引力 这时加速度减小 速度却增大 实例 如图 篮球离开手后的瞬间 请学生画篮球的受力和加速度的示意图 不计阻力 第4节力学单位制学情分析 在初中阶段 对于牛顿 帕斯卡 安培 伏特 焦耳 瓦特 欧姆等单位的规定 都是书本 老师灌给学生 学生感到难于理解 总觉得没有根据 有点神秘 第三节关于1N的规定给学生的印象好象是有些随意 事实上 只有把单位制放在整个物理学框架中加以认识 并且知识有了一定的积累 经历了充分的学习过程后 才能体会出物理量单位的命名和使用规则 体会到其中对一些单位进行规定的合理性和方便特征 高一学生已经具备了这方面的条件 本节学生易混淆的地方是把 单位制 理解成了单位换算 再就是弄不清单位间的导出关系 因此 通过本节学习 需要弄清什么是单位制及单位制在解题中的作用等 教学目标 知道力学中的几个基本量以及它们的单位 基本单位 知道力学中除基本物理量外 其它物理量的单位都是导出单位 知道单位制和国际单位制 能通过物理量的定义和推导过程掌握各物理量的国际制单位 知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法 初步了解单位制在作业结果评估及作为一种非常规解题方法的应用 根据牛顿第二定律进一步理解G mg 教学过程 1 新课引入 一次因单位失误而导致的事故美国国家航空航天局 NASA 在20世纪末曾发射过一个火星探测器 但它由于飞得离火星太近 结果因温度过高而起火 并脱离轨道坠入火星的大气层 航空航天局调查事故原因时发现 原来探测器的制造商洛克希勒 马丁公司在计算产生加速度的力时使用了英制单位 而喷气推动实验室的工程师理所当然的认为他们提供的数据是以国际单位算出来的 并把这些数据直接输入了电脑 你看 就是因为在单位制上的失误 结果犯了一个 极端愚蠢的错误 价值1 25亿美元的火星探测器毁于一旦 2 在PPT展示阅读提纲 阅读指导教学法 什么叫基本量 什么叫基本单位 什么叫导出单位 举例说明什么叫单位制 什么叫国际单位制 SI制 力学中的基本物理有哪几个 它们在国际单位制中的基本单位是 国际单位制中的其它几个基本物理量及对应的基本单位是 教师说明 力学中为什么选长度 质量 时间这三个物理量的单位作为基本单位 因为力学是研究物体运动变化过程中力与运动的关系的 因此 联系物体自身性质的量 质量 和空间尺度的量 长度 以及时间 必然与物体受力后的运动变化联系得最密切 最普遍 所以这三个物理量也最基本 事实表明 用这三个量做基本单位 可以使力学中的单位数目最少 3 单位制的应用 阅读课本例题 问 以后运算时怎样处理单位问题 请同学对 说一说 栏目中 圆锥的体积公式 判断正确与否 师生共同总结 单位制带来的方便 4 例题教学 例1 现有下列物理量或单位 按下面的要求选择填空 A 密度B 米 秒C 牛顿D 加速度E 质量F 秒G 厘米H 长度I 时间J 千克 1 属于物理量的是 填前面的字母 2 在国际单位制中 作为基本物理量有 3 在国际单位制中的基本单位是 属于导出单位的是 例2 下列物理量单位中哪些属于基本单位 哪些属于国际单位制单位 吨 米 毫米 小时 秒 焦耳 微克 千克 微秒 克 厘米3 答案 所有长度 质量 时间的单位都是基本单位 所以上述单位中吨 米 毫米 小时 秒 微克 千克 微秒等都是基本单位 属于国际单位制的是 m s kg J 解析 不要把国际单位制的单位与基本单位混为一谈 不要只把m s kg作为答案 答案 1 ADEHI 2 EHI 3 FJ BC解析 分清物理量和物理单位 分清基本单位和导出单位 厘米 是国际单位制中的长度单位 但不是基本单位 也不是导出单位 例4 证明9 8N kg与9 8m s2等价 计量基准 实物基准 实物基准很难保证不随时间改变 也很难防止意外 如被战争 地震或其他自然灾害所毁坏 科学家想到用长度的自然基准代替实物基准 自然基准 参考资料 长度计量基准 实物基准 1799年 一些国家在巴黎开会公认 米 为通用的长度单位 科学家把最后测量的结果铸成一个米原器 作为长度的基准存放在法国档案局里 自然基准 1983年国际计量大会重新定义米为 光在真空中传播 1 299792458秒的时间间隔内运行路程的长度 时间计量基准 实物基准 1952年国际天文协会决定以指定的1900年度的回归年时间的1 31556925 9747为秒的定义 所谓回归年 就是太阳相继两次通过春分点所需的时间 自然基准 1967年第十三届国际计量大会正式定义 秒 是铯133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应辐射的9192631770个周期的跃迁所对应辐射的持续时间 质量计量基准 实物基准 采用一个铂铱合金原器的质量作为质量单位 该原器保存在国际度量衡局中 叫做千克 唯一以实物为基准定义的单位 自然基准 无 国际单位制 SI 的构成如下 1 SI基本单位7个 2 SI制的辅助单位2个 平面角单位弧度 立体角单位球面度 3 SI制的导出单位 导出单位分为有专门名称的导出单位和无专门名称的导出单位 有专门名称的导出单位有19个 如频率单位赫 兹 力的单位牛 顿 无专门名称的导出单位 如米每二次方秒 4 SI词头以及由基本单位 辅助单位 导出单位和词头组成的SI单位的十进倍数和分数单位 SI单位指的是国际单位制的主单位 主单位包括国际单位制的基本单位 辅助单位和导出单位 不含国际单位制中的主单位的倍数单位和分数单位 但倍数单位和分数单位是国际单位制中的单位 第六节用牛顿定律解决问题 一 学情分析 学生的运算速度 能力与物理学习的需要严重脱节 学生对于受力分析仍然感到陌生 不能严格按照分析步骤进行 导致多力或少力 学生不习惯按照牛顿运动定律的解题步骤解题 急于求成 由于对学生的理解能力 书写能力 计算能力 分析能力要求较高 学生出错的概率很高 导致学生心情焦虑 烦躁 这里是 问题 多发地段 好多学生会就此产生 恐物 心态 少数学生甚至放弃物理学习 因此 老师对学生要更加耐心 细心 关心 热心 用心 保护学生的学习积极性 例题编排一定由浅入深 循序渐进 只讲浅显的题目 不讲连接体以及临界问题 教学目标 能运用牛顿定律解答一般的动力学问题 理解运用牛顿定律解题的基本方法 即首先对研究对象进行受力和运动情况分析 然后用牛顿定律把二者联系起来 在分析解题过程中学习体会采取一些具体有效的方法 比如如何建立恰当的坐标系进行解题等 斜面上的动力学问题只限于已知运动方向的情况 教学过程 1 复习牛顿运动三定律引入新课 2 师生共同划分动力学问题类型 已知运动 求受力 已知受力 求运动 3 讲解课本例题 教科书中的例题和习题所设置的问题情景均不复杂 这表明教学的重点应是分析 解决问题的方法 比较两种不同类型的例题 使学生体会到 对物体进行受力分析和运动状态的分析都是非常重要的环节 另外在利用牛顿第二定律解决问题时 往往需要利用正交分解法建立坐标系 列出牛顿运动定律方程进行求解 以上应该注意的问题均应在学生自己解题过程中体会和总结归纳出来 而不应是教师告诉学生解题的程序 再让学生一步一步地按照教师的要求去做 4 总结解题的基本程序 师生互动 读题并确定研究对象 进行受力分析并确定合外力 进行运动分析 建立坐标并定义正方向 列方程 解答 进行验证 提醒 一定是讲几个例题后再归纳总结出解题基本步骤或程序 例1 讨论物体在倾角为 的光滑斜面上自由下滑与上滑的加速度 讨论物体在倾角为 动摩擦因数为 的糙斜面上自由下滑与上滑的加速度 例2 质量为m的物体在动摩擦因数为 倾角为 的粗糙斜面上 在沿斜面向上的恒力F的作用下 从静止开始沿斜面向上加速度运动 求其加速度的大小 例3 如图所示 质量m 5 0Kg的物体置于倾角 30 的固定斜面上 物体在水平推力F 50N的作用下沿斜面向上运动 物体与斜面间的动摩擦因数 0 1 求物体的运动的加速度 g 10m s2 备用例题 例4 如果质量为2kg的物体在30 的斜面上正好匀速下滑 如果将斜面的倾角增加到45 求物体沿斜面下滑时加速度的大小 例5 如图所示 物体沿30 斜面以14m s的速度向上运动 经过2s速度减为零 求 1 从开始经过1s物体的速度与位移 2 从开始经过3s物体的速度与位移 讨论 1 从同一高度由静止开始沿不同的光滑斜面下滑的时间与斜面倾角的关系 并进行讨论 讨论 2 沿不同的光滑斜面但相同水平距离 从静止自由下滑的时间与斜面倾角的关系 并进行讨论 讨论 3 物体由静止开始沿竖直圆周的不同弦下滑到圆周的最低点的时间跟弦与竖直方向夹角的关系 第7节用牛顿定律解决问题 二 学情分析 学生的运算能力 受力分析能力依然不足 生活经验还会导致错误的思维定势 混淆 静止 平衡状态 速度为零 的概念 教材中 物体的平衡 超重和失重问题是以例题的形式出现的 原教材的 物体的平衡 是独立的一章 而超重和失重也是独立的一节 但是 平衡问题 超重和失重问题应该是物理学研究的典型问题 因此本节内容安排应做到知识方法梳理与例题教学的并重 竖直上抛是以自由落体运动为基础的常见的运动 但因存在往复现象 使得问题变得有些复杂 教科书把这一内容呈现出来 一是想让学生能结合实际 从更高的角度审视自由落体运动的模型价值 同时通过竖直上抛运动的分析和处理 体会如何运用数学知识分析和处理物理问题等 教学目标 能运用牛顿运动定律解答较复杂的问题 知道什么是物体处于平衡状态 知道在共点力作用下物体的平稳条件 会用正交分解法 解决共点力作用下的平衡问题 知道物理学中超重和失重现象的含义 能通过牛顿定律对它们进行定量地分析 并能分析和说明一些简单的相关问题 能解答以自由落体运动为基础的竖直方向的运动学问题 竖直上抛 竖直下抛等 课时一 共点力作用下平衡问题 只受重力条件下的竖直运动教学过程1 由牛顿第二定律引入课题建议 师生共同举例日常生活中物体处于平衡状态的例子 然后说明高中阶段重点处理 能看成质点的物体 的平衡问题 2 复习两个概念 共点力 平衡状态 应使学生明确 在共点力作用下的物体通常可