物理九年级上主题四 不可能完成的任务

1、主题四 不可能完成的任务人手的力量是有限的，人脑的智慧是无限的。人们在漫长的历史中创造了各种各样的工具，使工作变得省力且方便。不论是用起重机装卸建筑材料，还是用推土机平整土地，有了机械许多工作变得轻松了。人类用智慧创造了机械，机械以其强大的力量改变了世界，造福人类。如今在我们的生活中，从简单到复杂的机械随处可见。在这个主体探究活动中我们将在学生的生活经验和所学知识的基础上，带领学生深入生活，将学到的科学探究方法和知识应用到新的探究情境中去，使学生在探究活动中拓展对简单机械的认识，提高学生的观察能力和实验动手能力，开阔学生的视野，增强学生对物理、对生活的热爱之情。课程标准要求“通过实验探究，学会

2、使用简单机械改变力的大小和方向。”。本主题围绕简单机械的应用展开探究活动，体现将物理知识与生活实际相结合，给学生充分的发挥、创造空间，这是课程标准所提倡的学习方式之一。在这个主题的探究过程中，学生可以逐步认识到物理学科的学习和研究的意义，尤其是对生产和生活的巨大影响。我们的生活离不开机械，机械遍布现代化生活的每一个角落。研究生活和生产中的简单机械，明确它们的原理、作用，探究怎样更好地利用简单机械，对学生认识生活、认识社会、加深对物理的理解、提高探究能力等都具有十分重要的意义。学生通过日常生活经验，见到和使用过一些简单机械，已经有对简单机械的初步认识；在课堂学习中，学生已经掌握了杠杆、滑轮的概念

3、、工作原理，并了解了它们的作用。同时学生也经历过一些探究活动，具备了实施简单探究实验的能力和团体协作的意识。但学生对轮轴、斜面等简单机械还缺乏了解，并且没有在具体活动中训练过简单机械的应用。我们将在学生的生活经验和所学知识的基础上，带领学生深入生活，将学到的科学探究方法和知识应用到新的探究情境中去，使学生在探究活动中拓展对简单机械的认识，提高学生的观察能力和实验动手能力，开阔学生的视野，增强学生对物理、对生活的热爱之情。但学生的观察能力、进行调研和设计实验的能力还不够，有待通过我们设计的主题探究活动来提高。 知道轮轴、斜面、杠杆等简单机械的原理；会应用杠杆原理对起重机的工作状况进行简单分析；了

4、解人体中的杠杆及其作用；认识生活中的简单机械，知道机械促进人类历史发展。通过对实验数据的分析归纳，得出多个力作用下杠杆平衡的条件；尝试运用建立物理模型的方法，探究起重机的工作原理；体会人体杠杆的作用，尝试应用杠杆原理解决问题；通过参观、访问和文献资料查询，了解机械发展及使用的历史。在参与探究用机械改变力的大小的活动中，感受物理是有用的；乐于动手动脑参与探究起重机秘密的活动；通过同学间的合作交流，发现并体味与人沟通、分享的乐趣；通过调查家庭（或所在村镇）拥有或使用机械的历史发展状况，感受社会的进步及生活的改善。本主题围绕简单机械的原理、作用和应用展开探究活动。首先让学生通过推理计算和实验探究掌握

5、简单机械的原理和作用；在此基础之上，让学生观察和分析简单机械在生产生活中的应用；然后通过对人体中杠杆现象的探究让学生体会学以致用的乐趣，体验将物理知识与生活实际相结合的成就感；最后在对机械发展史的调研和机械在人类社会发展过程中所起作用的分析研究中，体味人类的智慧和物理学的美妙。子主题1：力的放大与缩小3课时子主题2：探究起重机的秘密4课时子主题3：寻找人体中的杠杆（案例）2课时子主题4：机械与人类历史的发展7课时实验器材：刻度尺、铅笔、一分硬币10枚（或其他币值的硬币）或用杠杆、50克钩码10个，弹簧测力计。 杠杆、钩码、弹簧测力计、石块、细绳、量角器。刻度尺（做杠杆），砝码，纸板或木制的三棱

6、柱（支点）两个、台秤（或杆秤）、砖、水桶或水盆。弹簧测力计1用途：测力的大小。（经常在物理力学中使用）2主要结构：弹簧、挂钩、刻度盘、指针、外壳。 3原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与弹簧受到的拉力成正比。（利用二力平衡间接测量重力）4常用弹簧测力计的量程和分度值:弹簧测力计的量程：5牛。弹簧测力计的分度值：0.2N。（每一大格1N，每一大格分成5等分，每一小格为0.2N）5使用：1) 使用前，“三看清”：看清测力计的量程、分度值以及指针是否对准零刻线，若不是，应调零，调零一般方法是通过移动指针来调零。2) 测量前，用手轻轻地来回拉动几次，避免指针、拉杆、弹簧和外壳之间的摩擦而影响测量的准确性，

7、可以用标准砝码来检查示数是否准确。3) 使用时：弹簧测力计的轴线与力的方向一致。4) 读数时，应保持测力计处于静止或匀速直线运动状态。视线必须与刻度面垂直。6注意事项：1) 根据被测力的大小选择量程合适的弹簧测力计，不能超量程测量（会损坏弹簧测力计），又不要量程过大（容易增大产生较大的测量误差）。2) 使用时，应使弹簧沿其轴线方向自由伸缩，不要猛拉。3) 一次测量时间不易过长，以免弹簧疲劳。4) 读数时，读出弹簧测力计上分度值所表示的数值，可以估读一位。7制作方法1）用直径0.5毫米的钢丝放火炉火中均匀加热，直至发红，然后拿出慢慢冷却。冷却后将它一匝挨一匝地密绕在直径15毫米的圆铁捧上，所绕长

8、度40毫米。再放火炉火中烧红。然后拿出放入冷水或机油中淬火即成弹簧。2）取一块310×80×5毫米的木板为底板，上端钉一块80×15×5毫米的小木板。在小木板的中心装一个羊眼圈为提环。把弹簧的一端焊接在提环上，另一端焊一根直径为2.5毫米、长为150毫米的铁丝。这段铁丝的下端有挂钩，上端与弹簧焊接处再装上一薄铁片作指针。指针应与铁丝垂直，在铁丝上的位置可调节。在底板上装一个弯成半圆形的小铁丝框，框住铁钩，以免铁钩左右摇摆。3）在底板上贴一张白纸条标定刻度。挂钩上不挂重物时指针所指的位置定为零刻度，然后依次在挂钩上挂上1.0牛、2.0牛、3.0牛、4.0牛

9、、5.0牛等钩码，每挂上一个钩码，对准指针画上刻度，再把各刻度间的距离做适当的等分。一、科学探究的教学设计方法1选择探究的内容。2确定科学探究的类型。国际上研究者把科学探究分为六种类型：实验性探究、基于测量的探究、工程设计性探究、技术设计性探究、开放性的探究。不同类型的探究显然有不同的过程，根据物理学科的特点和初中学生的认知水平，8-9年级的学生在物理课程中应主要突出实验性探究。3确定教学的组织形式。探究性教学的组织形式应根据科学探究的内容来设计，主要有以下四种形式：教师引导下的探究性学习；分工或分层进行的探究性学习；小组合作式的探究性学习；完全开放式的探究性学习。4活动设计和材料准备。对于一

10、个具体的探究活动，应根据探究活动的内容和性质来设计活动过程，将有关的活动按一定的阶段进行科学地排列，探究活动可以是完整的过程，也可以是某几个过程，探究的顺序也可以不按照标准的科学探究顺序排列。总之，要根据学校和学生的实际情况来设计。探究的方案准备好后，就应准备好相应的材料或器材。例如实验性探究，应准备好学生观察实验所需要的器材，在学生具备一定的实验技能后，应让学生自己去选择实验器材或用日常的器具去制作简单的实验仪器。有些探究活动需要从文献中查找资料的，教师可提供有关的报刊索引，或英特网的网站和学校数据库的索引。二、案例教学法案例教学是一种新型的教学方法，是根据学科教学的需要和教学目标选用一定的

11、案例进行研究和分析的教学方式，通过对有关现象和规律研究的案例进行分析、讨论，以培养学生分析问题和解决问题能力的一种教学方法。案例是指教学中提供的事物发展变化相对完整、信息量比较充足的综合性实例；案例是指通过实地调查或故事并进行加工，具有典型性，能与教材中的重点内容紧密结合的事例。是用一定的视听媒介（文字、录音和录像等）所描述的客观存在的真实情景。它具有以下特点：1针对性：所选择的案例能适应教学目标的需要，能提高学生的分析问题解决问题的能力；2情景性：设置情景，变枯燥理论为生动的事例；3启发性：诱人深思，给学生留下较多思维空间；4实践性：案例的素材来自实践，有真实的细节，使人有身临其境的感觉，案

12、例教学是最节约时间、成本最低的“社会实践”，虽是“纸上谈兵”，却能从中悟出“兵法之道”；5互动性：能有效地促使学生“交往”、“互动”；6开放性 ：教师可以根据需要，自由设疑，学生可以自由思维、 自由讨论 。这些优点都是案例教学的内在魅力。教学中运用案例教学具有非常重要的意义：有利于知识的意义建构，促进知识获取和转化；有利于学生将知识应用于生产和生活实际；有利于调动学生学习的积极性、主动性和自觉性，促进学生学会学习；有利于改革传统的教学，提高教师素质，因为它要求教师的理论功底要扎实、知识面要广、思辨能力要强、要善于理论联系实际、要善于抓住学生的身心；有利于增加师生之间的互动关系。为此，案例教学对

13、单元复习课，专题讨论课特别有用，可以把老师的教学设计才能淋漓尽致地表现出来，能使学生的学习能力、思维能力、合作精神等素质有效地体现和展示。三、逻辑推理计算法1明确推理起点及可能出现的结果。2建立推理模型，尽量使模型简单化。3为模型的初始条件负值。4进行理论计算。5得出结论。四、实验法1. 定义 实验方法和观察方法相比较所不同的是，实验方法是指人们根据一定的科学研究目的，利用科学仪器设备，在人为控制或模拟的特定条件下，排除各种干扰，对研究对象进行观察的方法。 2. 实验法的基本类型 随着自然科学的不断进步、实验手段的日益提高，实验方法的种类也越来越多。按照科学实验方法的不同方面，可以分为许多种类

14、型。 以实验在科学研究过程中的不同作用进行分类，可以分为析因实验、判决实验、探索实验、比较（对照）实验、中间实验等。 从实验结果的性质进行分类，可以分为定性实验、定量实验和结构分析实验。定性实验是指为了测定研究对象的性质及其组成部分而安排的实验。其目的就是为了判定某种组成部分是否存在，或是否起作用。它的特点是回答“有没有”或者“是不是”等问题。这种实验在科学研究中经常使用。科学史上很多著名的实验都属于定性实验，如戴维用氧化二氮作麻醉剂的实验，美国科学家富兰克林揭开雷电之谜的实验等等。 定量实验是指在测定研究对象的组成成分的基础上，进一步测定各组成成分之间的数量关系，确定含有某一组成成分的数值等

15、实验。在化学实验中，往往不仅要了解某一化合物的化学组分，而且在此基础上还要进一步确定其各组分的含量，或者了解化学反应中各组分参与反应的消耗量，或者了解各组分的最佳配方比例等等。在物理学实验中往往要确定某一物质的物理特性，如溶点、沸点、冰点以及其他一些物理学常用数值等，这些都属于定量实验的范围。法国化学家拉瓦锡就是在大量定量实验基础上，建立氧化还原理论的。 定性实验和定量实验虽然是不同性质的实验，但是它们之间又是不可割裂的。定性实验是定量实验的基础，只有在确定了某一物质的组成成分以后，才能进一步测定其含有的数值。同时，也只有经过定量实验，才能对这一物质的整体性质有所了解。因此，从定性实验发展到定

16、量实验，这是认识不断深化的表现。特别当定量实验与数学方法相结合之后，它在科学技术发展过程中的作用日益突出，运用的范围也日益广泛，这是现代科学技术发展的重要特点之一。 实验方法离不开仪器的帮助，而仪器的精密度直接影响实验的效果，这对定量实验尤为突出。定量实验的精确与否，又会直接引起研究对象性质判别上的差异。 实验方法还可以按照实验场所的不同进行分类，如地面实验、空间实验、地下实验等。还可以按照实验对象的不同进行分类，如化学实验、物理实验、生物实验等。总之，实验方法根据其分类的标准不同可以进行多种区分。并且随着生产的发展和科学技术的进步，实验方法的种类将不断丰富。五、调查法调查法，是指调查者以正确

17、的理论与思想作指导，通过访谈、开座谈会、问卷、测验等手段，有计划地广泛了解（包括口头的或书面的，直接的或间接的）、掌握有关某一事物的历史、现状和发展趋势，或有关的成果和经验、问题和教训，并在大量掌握材料的基础上，进行分析综合，得出科学的结论。可分为：(1)现状调查是针对调查对象的当前状况、特征及规律而展开的综合性的专门调查研究。(2)发展调查是根据一定目的，研究一定对象随时间变化而表现出的特征和规律。它也可分为两种形式：一是纵向发展研究，目的是研究对象在不同时间阶段的特征和规律。一是横向发展调查研究，目的是研究同一时间内不同对象的特征和规律。(3)访谈调查是以谈话为主要方式来了解某人、某事、某

18、种行为或态度的一种调查方法。(4) 问卷调查是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法，即调查者就调查项目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。(5)个案调查是指在对象总体中只选择一个单位、一个人来进行有关教育内容的全面调查分析，即以解剖麻雀的方法，了解总体的一般情况。(6)抽样调查是指以对象总体中抽出部分作为样本进行考察，并由样本情况推断总体情况的调查方式。该方法根据需要，还可以区分为随机抽样调查与非随机抽样调查。(7)全面调查指对研究对象的总体中每一个单位进行调查的一种调查形式。六、合作学习：合作学习是指学生在小组或团队中完成共同的任务，有明确的责任分

19、工的互助性学习，他有以下几个方面的特点：1小组成员有共同的学习目标，在学习的过程中积极承担在完成共同任务中个人的责任，能积极地相互支持、配合；2所有学生能进行有效的沟通，建立并维护小组成员之间的相互信任、有效地解决组内冲突；3小组成员能把个人完成的任务在小组内进行有效加工；4对共同活动的成效进行评估。七、测量法：当在科学实验中进行观察时，必须用工具来测量这个物体有多大或多重。通过测量能把他们的观察表达得更给精确，在交流时就能获得更多的信息。用天平测量质量和用量筒测量体积，可计算出物体的密度。物理学是一门以实验为基础的学科，而在物理实验中，就要粗略或精确地，直接或间接地测量一些物理量。为此，学好

20、和做好物理量的测量，是做好物理实验的最基本的方法和重要保证，也是学好物理课的关键。因自然界中的物理现象千姿百态，所以，各物理量的形式及其测量方法也就多种多样，各自不同。物理量的测量方法可分两大类，即直接测量法（又叫基本测量法）和间接测量法（又叫特殊测量法）。凡是能利用测量仪器、仪表等工具，直接测量、读出物理量值的方法叫直接测量法。例如，电路中的电流及电源电动势的大小，就可用电流表和电压表直接测出数值。又如，时间的长短、物体的长度，就可用钟表和直尺直接测出数据。八、文献研究法 文献检索的程序 （1）分析研究课题，明确查找要求即明确研究课题所需的文献内容、性质、水平等情况；然后形成主题概念，再确定

21、检索的学科范围。主题概念越准确、学科范围越具体就越有利于检索。（2）选择检索工具检索工具有印刷版的全国报刊索引、报刊分类索引等；电子版的数据库有中文科技期刊数据库、中国期刊全文数据库、中国期刊题录数据库和中国专利数据库等。（3）确定检索策略、途径和方法即根据检索分析的结果，制定出一个合理的检索方法，使实行的检索行动有目的、有计划和有步骤地进行。如：在哪个图书馆查、用印刷版索引还是用数据库以及核心刊和时间段的选择等。（4）索取原始文献这是整个检索过程中的最后一步，即根据查到的文献线索，查找原始文献的收藏地，借阅复印或下载打印等。文献检索的途径 查找文献资料可根据文献的不同特征，从各个角度查找。如：文献的外表特征（题名、责任者、出版社等）或内容特征（分类、主题、关键词等），数据库的检索方法是在字段处限定检索途径，如：篇名、作者、关键词、机构、中文文摘、引文、中文刊名等，然后按限定的途径录入检索词。文献检索的方法确定检索途径后，为了迅速、准确地找到所需的文献资料，必须掌握一定的检索方法。（1）常用法：是利用文摘或题录等各种文献检索工具查找文献的方法。按时间顺序查找，可顺