高二物理教案 牛顿第一定律教案

第一篇：高二物理教案 牛顿第一定律教案

高二物理教案 牛顿第一定律教案

(一)教学目的

1.知道惯性定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程.2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法.(二)重点与难点

重点:牛顿第一定律

难点:伽利略理想实验的推理过程.(三)教学过程

1.引入新理

师:力能使静止的物体运动起来,力又能使运动物体速度增大或减小,还可以改变物体运动的方向,物体不受力又怎样呢?从这节课开始,我们就来研究有关力和运动的一系列问题.[板书1]第九章 力和运动

2.新课教学

师:请同学们观察实验

[实验1]静止在木板面上的小车.师:小车处于什么状态?

生:静止.师:静止的小车,水平方向不受推动和拉力的作用,它将会怎样?

生:永远处于静止.[实验2]如图1所示,小车受水平拉力作用时.(让小车运动一段距离后立即用手使它静止下来)

师:观察小车的状态发生怎样变化?

生:由静止到运动.[实验3]如图1.继续实验2,钩码使小车水平运动后,用手托住下落的钩码.小车失去水平拉力后,继续向前滑行一段距离停止.师:你看到什么现象?

生:小车继续运动一段距离后才静止.师:小车运动一段距离后,变为静止的原因是什么呢?

生:受到木板的摩擦阻力作用.师:是不是这样呢?请大家继续观察下面实验.[实验4]用同一小车分别(三次)从同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面,记下三次小车静止在相同水平面上的位置.如图2(A)、(B)、(C)所示.师:哪一次水平滑行距离最短?

生:第一次.师:为什么?

生:小车在斜面上高度最小,它在水平面上开始运动时速度最小(后半句话学生回答不出来,第一次可由老师说).师:哪一次水平滑行距离最长?

生:第三次.师:为什么?

生:小车在斜面上高度最大,它在水平面上开始运动时速度最大.师:同理如果小车三次处于同一斜面、相同高度,自由滑向水平面,小车在水平面上开始运动的速度大小会怎样呢?

生:相同.师:(介绍牛顿第一定律演示装置)这是一个斜面,把它放在讲台桌上.(如图3所示.)

[实验5]让小车分别三次从同一斜面的相同高度自由滑下,观察小车在不同材料的水平面上运动的情况.(在桌面铺上毛巾、棉布.)

师:哪次小车在水平面上运动距离最短,为什么?

生:第一次(或最上面那一次).表面材料是毛巾,阻力最大,滑行距离最短.(在学生回答过程中,填写表1第一行前三项)

师:很短距离,速度变为零.速度变化快呢,还是慢呢?

生:最快.(填写表1第一行最后一项)

师:第二次实验的情况如何,大家一起填表1的第二行.生:棉布、阻力较大、滑行距离较长、速度变化较快.(填写表1第二行)

师:第三次实验的情况如何;大家一起填表的第三行.生:桌子表面、阻力较小、滑行距离长、速度变化较慢.(填写表1第三行)

师:假定我们做第四次实验,水平表面用玻璃板,玻璃板的阻力比木板小,实验结果会怎样呢?(填写表1第四行前两项)

生:小车滑行的距离长,速度变化最慢.(填写表1第四行后两项)

师:假定我们还能找到某种材料,对小车的阻力比玻璃板还小,最最小,来做水平表面的材料,实验结果又会怎样呢?

生:那么小车滑行距离就更长,最最长,速度变化最最慢.师:大家一起来填表1第五行(见表)

师:假如水平表面对小车没有阻力,实验结果又会怎样呢?

生:小车永不停止地运动下去!

师:一起来填表1的第六行.(见表)表1

师:大家注意这个表格的前三行我们是做了实验的.第四、五行没有做实验,只是根据前三行的实验结果,加上逻辑推理得出来的结论.虽然没有做实验,但是在正确实验的基础上加上正确的推理,得到的结论也是正确的.大家再仔细琢磨表的第六行,它和第四、第五行有什么不同.生:没有阻力,而第四、五行还有阻力,只是一次比一次小.师:非常正确,逻辑推理就是这样进行的.阻力逐渐变小,实验结论如何呢?阻力没了,结果又会怎样呢?

师:没有阻力的平面叫做理想光滑的平面,实际上并不存在.第六行的结果就是理想实验,实际上不存在,是在正确实验的基础上正确推理得出来的.师:这种建立在实验的基础上,通过逻辑推理得到理想状况下的结论,也是研究物理的一种方法.300多年前着名的物理学家伽利略就是这样通过实验推理得出来物体不受阻力将如何运动的.师:谁给大家朗读书第104页倒数第三段?

生:(读课文略)

师:大家把这段倒数第三行如果表面绝对光滑运动下去.画下来.师:法国科学家笛卡儿,又对伽利略的结论作了补充,他是怎样说的,请一位同学读教材第104页倒数第二段.生:(读课文略).师:大家从此段的倒数第三行如果运动物体运动下去.画下来.师:笛卡儿的说法和伽利略的说法有什么不同?不同又说明了什么?

生:笛卡儿把伽利略的物体受到的阻力为零改为物体不受任何力的作用.说明,不是仅仅限于阻力了,而是任何力.师:再后来英国的科学家总结了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理定律.叫做牛顿第一定律.[板书2]

一、牛顿第一定律

一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态.牛顿第一定律.师:牛顿的结论和伽利略、笛卡儿的结论有什么不一样?

生甲:牛顿和伽利略的结论比较有两点不同:第一把阻力为零,改为不受作用力;第二伽利略结论中无保持静止状态.生乙:牛顿和笛卡儿结论比较,增加了保持静止状态.师:现在给大家2分钟,看谁最先把牛顿第一定律内容背下来.生:(背诵略)

师:大家看牛顿第一定律都说了些什么?定律的研究对象是(板书3(1)前半部分)

生:一切物体.(板书3(1)后半部分)

[板书3(1)](1)定律的研究对象一切物体.师:一切物师:定律成立的条件是(板书3(2)中的前半部分)

生:不能受外力作用.(板书3(2)中后半部分)

[板书3(2)](2)定律成立的条件不受外力作用.师:谁不能受外力作用?

生:研究的物体.师:定律的结论是(板书3(3)中的前半部分)

生:物体总保持静止状态或匀速直线运动状态.(板书3(3)中后面部分)

[板书3(3)](3)定律的结论总保持静止状态或匀速直线运动状态.师:有同学把结论中的或读成和把或改作和对吗?

生:不对.师:非常好,你能继续说一下为什么不对吗?

生:一个物体不可能同时存在两种状态,它要静止,就不可能做匀速直线运动.所以不能用和字.师:大家同意他的看法吗?(在板书2中的或字下加点)

师:定律中总保持的含义是什么呢?

生:好像是不改变的意思.师:你能给大家举例说明吗? 生:刚才第一个实验中小车在水平板上,不受钩码的拉力,原来静止,后来仍然静止.而由斜面滑下的小车,在理想平面上原来做匀速直线运动,后来仍然做匀速直线运动.师:谁能再举出一些事例?

生:放在桌上的书,停在车站上的汽车,假如没有别的物体推拉它们,它们原来静止就永远静止下去,在地面上踢出去的球,假如地面和空气对它没有阻力作用,原来做匀速直线运动的球,永远匀速直线运动下去.师:他说的大家同意吗?

生答:同意.师:可见总字体现了恒,或字体现了不是静,就是动.(在板书2中的总保持三个字下加点)

师:物体不受力的时候,它后来的运动状态由什么决定呢?

生:由它原来状态决定的.3.巩固练习

1.打出投影片

(1)已知某物体没有受到外力作用,那么该物体可能处于怎样的运动状态?为什么?

(2)在什么条件下,物体一定处于匀速直线运动状态?

(3)在什么条件下,物体一定处于静止状态?

师:同学们想一想,互相议论议论,然后回答.生:物体可能处于静止状态,也可能处于运动状态.师:为什么?

生:因为牛顿第一定律说一切物体不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态.题目中没有说明物体原来是什么状态,所以它的状态是两种可能都存在.师:谁来回答第(2)题?

生甲:物体不受力的作用时.师:还有不同意见吗?

生乙:物体还必须原来处于匀速直线运动状态.师:也就是说要同时具备两个条件:第一、物体原来是运动的;第二,物体没有受到外力的作用.师:谁来说说第(3)题?

生:要同时有两个条件,一是物体原来必须是静止的;二是物体没有受到外力作用.师:请大家再思考这样一个问题:有人把牛顿第一定律说成静止的物体永远静止,运动的物体永远运动是否正确?为什么?

生:不正确,因为他把物体不受外力作用的条件丢了.师:还有补充吗?

生:运动物体不受外力作用时,它永远作匀速直线运动.师:可见,维持物体的运动不需要力,而物体运动状态改变则一定要有力的作用.师:谁能总结一下,我们今天学习的知识.4.小结

生甲:今天我们学习了牛顿第一定律,这是在实验基础上推理得到的.清楚了定律研究的对象、成立的条件和结论.生乙:还有定律中关键字的含义.5.布置作业

阅读教材,背诵牛顿第一定律.教学说明

1.牛顿第一定律是初中物理难点课,困难有两点:一是如何在有限的三次实验基础上,通过逻辑推理得出理想实验的结论.二是如何使学生理解牛顿第一定律的实验.为了克服第二个难点,本课设计了[实验4],目的是让学生明了,从斜面上同一高度下滑的物体,在水平面上开始运动的速度相同.为了克服第一个难点,在表8-1中增加了第四、五、六三行.在讲授中应仔细认真引导学生领会第四、五行的物理意义和第六行的物理意义.从中领会伽利略理想实验的逻辑思维过程.2.关于消除力是维持运动的原因的错误观念,不可能毕其功于一役.本节课只能在牛顿第一定律的基础上给予初步的说明.在今后的教学中,在适当时再给予进一步的说明,只有经过多次重复(逐渐深入)的分析和说明,才能消除力是维持运动的原因的错误观念.

第二篇：高中物理教案-牛顿第一定律

§4.1 牛顿第一定律教案

一、设计思想

物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。让学生封闭在既不联系自然，也不联系生产、生活，远离科学探究乐趣，甚至根本不可能存在的“思辩游戏”式的难题和怪题的牢笼之中，他们是不可能热爱物理课程的。所以要让学生在体验中获得物理规律，在物理史实中领略思维的力量和美。本节课的设计特点是注重物理规律的发现和发展，对科学家的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神成为情感态度价值观教育的好素材。另外，实验的验证是本节课必需要的。适当介绍一些物理学史的知识，通过对大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想。然后引入了牛顿第一定律，引入了惯性概念，并由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。

二、教材分析

牛顿第一定律是牛顿定律的基石，正是因为它破除了长达近两千年的亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出。与此同时，它本身还包含着力、惯性、和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的支柱和基石。另外，伽利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义，充分说明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示了伽利略斜面理想实验的猜想依据、推断结果这一思维过程，通过教学让学生明确运动和力的关系，提升对力、惯性、质量等基本概念的理解。惯性是学生学习运动和力的基础，因其抽象难懂而成为难点。新课标中本节内容对学生有以下基本要求：1．了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。2．认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用。3．知道速度是描述物体运动状态的物理量。4．理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。5．知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度。6．运用惯性概念，解释有关实际问题。在发展要求中：1．了解运动学和动力学研究角度的差异。2．会识别惯性系与非惯性系。

三、学情分析

本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础，关键是如何让学生加深对牛顿第一定律的理解。对力和运动的关系，从日常经验出发，人们往往会产生错误的认识，所以使学生建立起运动改变的原因在于物体间的相互作用力的观点，不是轻而易举的事情。在对惯性的学习中，这仍是学生难于理解的问题。许多学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这种状态下的特点混为一谈。

四、教学目标

1．知识、技能目标：

（1）理解牛顿第一定律的内容及意义。

（2）理解惯性，知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象，会解释日常生活中的惯性现象。

2．能力、方法目标：培养学生严谨的逻辑推理能力；通过对大量实例的分析，培养学生归纳、综合能力。善于思考、善于总结，把物理与实际生活紧密结合。

3．情感、态度目标：让学生知道科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法。

五、重点难点

本节的重点是伽利略理想实验，难点是对惯性的理解。

六、教学策略与手段

探究式教学，按物理史实为线索展示物理规律的形成。

七、课前准备

自制理想斜面实验器（用有很小凹槽的柔软铝塑板作为轨道）、气垫导轨。

八、教学过程

1．创设情景、新课引入

（1）引导学生看两张来自生活的图片（多媒体投影）：

视频驾车飞越黄河引入

②亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河，他凭什么有这种胆识去飞越气势磅礴的黄河呢？

第三章 静力学是研究物体受力情况，第一、二章 运动学是描述和研究物体运动规律，但无法回答物体为什么做这样的运动。所以，要解决这类问题，就必须研究力与运动的关系.爱因斯坦增把一代一代科学家探索自然奥秘的努力，比作福尔摩斯侦探小说中破案过程，有时候明显可见的线索却把人们引向错误的判断.力与运动的关系就经历这一个过程。

2．历史回顾

首先让同学看一个实验：用手推车，车前进，停止用力，车停止。

设问：生活中还有哪些类似此类的现象？（由学生思考后回答）

学生答：可能有如静止的自行车用力踩脚踏板才开始运动，如没有对车继续用力，它最终会停下来。静止的秋千用力时，它会摆动起来。停止用力时，它会最终停下来，等等。

两种主要观点：

1．亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因

（在得出亚里士多德的观点后）

设问：你认为这个观点有什么问题？（学生思考后回答）

学生也许有不同的观点，由于初中已学习过这部分知识，所以学生会得到此观点是错误的，但不少同学心中的疑虑还是存在的。

在学生提出的观点后指出：亚里士多德的观点一直维持和统治人们的思想近两千年，才到三百年前伽俐略才指出，力不是维持物体运动的原因，物体运动不需要力。指出亚里士多德在当时提出了很多观点，有时候提出问题比证明一个问题更难，所以说亚里士多德毫无疑问是伟大的。

2．伽俐略的观点：物体运动不需要力

设问：现在假设你是伽俐略，你会寻找怎样的“侦察”方法去推翻这维持两千年的“错案”？

（组织学生进行相互讨论思考：然后叫几个学生代表发言）

给学生充分展示自己思维过程的机会，让他们自己去探求物理规律的真伪，让每一个学生都能够深刻体会力和运动之间的关系。

结论：引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是：摩擦力（说明自行车停下，停下不是没有受外力，而是受了摩擦力才停的，如没有摩擦力，会永远运动下去不停，看来物体运动是不需力的）。

介绍伽俐略创造的“侦察”方法：理想斜面

这个想法是如何产生的呢？伽俐略注意到，当一个小球沿斜面下滚时速度会增加，小球沿斜面上滚时时速度会减小，他由此猜想，当小球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减，实际上他发现，球越来越慢，最后停下来，伽俐略认为：这是由于摩擦阻力的缘故，他推理：若没有摩擦力，球将永远滚下去，为了说明他的思想，他设计理想斜面实验。

（1）实验演示理想斜面实验整个过程（说明：主要是为了理解伽俐略的思想）

学生分组实验：理想斜面实验

（2）再用视频动画演示理想斜面实验

通过对理想斜面实验的演示，说明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同时也展示了物理研究思想的美妙和逻辑的力量。（由于现实生活中不可能有绝对光滑的斜面，所以这个实验是个“理想实验”。）

尽管现实生活中没有绝对光滑的平面。但可以创造比较光滑的平面去证明伽俐略的想法：

视频实验：气垫导轨上物体近匀速的运动

最后总结（投影）：

①伽俐略理想实验对科学研究的意义。

②介绍伽俐略其人其事，通过对伽俐略其人其事的了解，强调指出，在我们今天看来是非常简单的道理。在它发现的最初往往是非常艰难的，如果没有坚强的意志和信念，没有足够的事实和理论依据去支持你，许多人可能会放弃，但伽俐略没有放弃。

让学生意识到：一个规律的发现并不是一帆风顺的，不是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能形成的，并明白科学研究过程的艰难和科学家为此所付出的努力和心血。

至此，我们已经对力和物体运动之间的关系有了一个正确的认识。

3．与伽俐略同时代的法国科学家笛卡儿，补充和完善了伽俐略观点，他认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。他支持了伽利略力不是物体的运动的观点，并且还强调没有力作用时物体的运动情况。他还认为，这应该要作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然界的基础。

强调笛卡儿对伽俐略观点的提升与补充，指出两者之间的差异。

3．定律的学习、理解

在伽俐略和笛卡儿的正确结论隔了一代人后，由牛顿总结成整个牛顿力学的一条基本定律。

牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静上状态，直到有力迫使它改变这种状态——物理学的基石。

投影介绍牛顿——“经典力学之父”的成就，指出牛顿第一定律是牛顿力学系统中的基础。对定律的理解指出：

①物体运动不需要力。(不受力时，运动会一直运动下来，静止的一直静止)

②力是改变物体运动状态的原因。

思考与讨论：从牛顿第一定律我们得知，物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止的状态，或者说，它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”。但是这种“本领”的大小是不一样的。

物体抵抗运动状态变化的“本领”，与什么因素有关？请大家通过实例进行分析。

由学生分组讨论，收集各组的实例和观点，老师对此进行总结并对错误的认识进行引导和纠正。指出：把物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。在此基础上，再提以下设问：

由现象得出：惯性是物体固有的属性，与物体的运动状态无关，物体的质量是物体惯性的量度。

通过下面的问题来巩固和理解牛顿第一定律（由学生分析并回答）

4．定律的应用

提问：你能举出生活中还有哪些与惯性有关的现象？ 在学生举出一些惯性的实例后，做个小游戏 第一组合第三组的听口令模拟汽车启动和刹车的过程的动作，第二和第四组观察有人做错，学生讨论： 汽车实验厂里的汽车启动和刹车的过程，以及为什么要系安全带的必要性

最后，在爱因斯坦的一句话中结束这节课：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。（强调这节课中理想实验的科学思想方法的重要性。）

九、知识结构

板书设计

牛顿第一定律

一、历史的回顾：

亚里士多德→伽利略→笛卡尔→牛顿

二、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。

三、惯性与质量

质量是物体惯性大小的量度。

第三篇：高二物理教案

写一份优秀教案是设计者教育思想、智慧、动机、经验、个性和教学艺术性的综合体现。下面是小编为大家搜集整理出来的有关于高二物理教案范文，希望可以帮助到大家！

《库仑定律》

【课 题】人教版《普通高中课程标准实验教科书物理（选修3—1）》第一章第二节《库仑定律》

【课 时】1学时

【三维目标】

知识与技能：

1、知道点电荷的概念，理解并掌握库仑定律的含义及其表达式；

2、会用库仑定律进行有关的计算；

3、知道库仑扭称的原理。

过程与方法：

1、通过学习库仑定律得出的过程，体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程，学会通过间接手段测量微小力的方法；

2、通过探究活动培养学生观察现象、分析结果及结合数学知识解决物理问题的研究方法。

情感、态度和价值观：

1、通过对点电荷的研究，让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义；

2、通过静电力和万有引力的类比，让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。

【教学重点】

1、建立库仑定律的过程；

2、库仑定律的应用。

【教学难点】

库仑定律的实验验证过程。

【教学方法】

实验探究法、交流讨论法。

【教学过程和内容】

<引入新课>同学们，通过前面的学习，我们知道“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”，这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。我们把电荷间的作用力叫做静电力，那么静电力的大小满足什么规律呢？让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。

<库仑定律的发现>

活动一：思考与猜想

同学们，电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的，因此，我们应该研究带电体间的相互作用。可是，生活中带电体的大小和形状是多种多样的，这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。

早在300多年以前，伟大的牛顿在研究万有引力的同时，就曾对带电纸片的运动进行研究，可是由于带电纸片太不规则，牛顿对静电力的研究并未成功。

（问题1）大家对研究对象的选择有什么好的建议吗？

在静电学的研究中，我们经常使用的带电体是球体。

（问题2）带电体间的作用力（静电力）的大小与哪些因素有关呢？

请学生根据自己的生活经验大胆猜想。

<定性探究>电荷间的作用力与影响因素的关系

实验表明：电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大；随距离r的增大而减小。

（提示）我们的研究到这里是否可以结束了？为什么？

这只是定性研究，应该进一步深入得到更准确的定量关系。

（问题3）静电力F与r，q之间可能存在什么样的定量关系？

你觉得哪种可能更大？为什么？（引导学生与万有引力类比）

活动二：设计与验证

<实验方法>

（问题4）研究F与r、q的定量关系应该采用什么方法？

控制变量法——（1）保持q不变，验证F与r2的反比关系；

（2）保持r不变，验证F与q的正比关系。

<实验可行性讨论>、困难一：F的测量（在这里F是一个很小的力，不能用弹簧测力计直接测量，你有什么办法可以实现对F大小的间接测量吗？）

困难二：q的测量（我们现在并不知道准确测定带电小球所带的电量的方法，要研究F与q的定量关系，你有什么好的想法吗？）

（思维启发）有这样一个事实：两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，互相接触后，它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等。

——这说明了什么？（说明球接触后等分了电荷）

（追问）现在，你有什么想法了吗？

<实验具体操作>定量验证

实验结论：两个点电荷间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比。

<得出库仑定律>同学们，我们一起用了大约20分钟得到的这个结论，其实在物理学发展史上，数位伟大的科学家用了近30年的时间得到的并以法国物理学家库仑的名字来命名的库仑定律。

启示一：类比猜想的价值

读过牛顿著作的人都可能推想到：凡是表现这种特性的相互作用都应服从平方反比定律。这似乎用类比推理的方法就可以得到电荷间作用力的规律。正是这样的类比，让电磁学少走了许多弯路，形成了严密的定量规律。马克·吐温曾说“科学真是迷人，根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多的收获！”。科学家以广博的知识和深刻的洞察力为基础进行的猜想，才是最具有创造力的思维活动。

然而，英国物理史学家丹皮尔也说“自然如不能被目证那就不能被征服！”

启示二：实验的精妙

1785年库仑在前人工作的基础上，用自己设计的扭称精确验证得到了库仑定律。（库仑扭称实验的介绍：这个实验的设计相当巧妙。把微小力放大为力矩，将直接测量转换为间接测量，从而得到静电力的作用规律——库仑定律。）

<讲解库仑定律>

1．内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

2．数学表达式：

（说明），叫做静电力常量。

3．适用条件：（1）真空中（一般情况下，在空气中也近似适用）；

（2）静止的；（3）点电荷。

（强调）库仑定律的公式与万有引力的公式在形式上尽管很相似，但仍是性质不同的两种力。我们来看下面的题目：

<达标训练>

例题1：（通过定量计算，让学生明确对于微观带电粒子，因为静电力远远大于万有引力，所以我们往往忽略万有引力。）

（过渡）两个点电荷的静电力我们会求解了，可如果存在三个电荷呢？

（承前启后）两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此，多个点电荷对同一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。

例题2：（多个点电荷对同一点电荷作用力的叠加问题。一方面巩固库仑定律，另一方面，也为下一节电场强度的叠加做铺垫。）

（拓展说明）库仑定律是电磁学的基本定律之一。虽然给出的是点电荷间的静电力，但是任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的。所以，如果知道了带电体的电荷分布，就可以根据库仑定律和平行四边形定则求出带电体间静电力的大小和方向了。而这正是库仑定律的普遍意义。

<本堂小结>（略）

<课外拓展>

1、课本第8页的“科学漫步”栏目，介绍的是静电力的应用。你还能了解更多的应用吗？

2、万有引力与库仑定律有相似的数学表达式，这似乎在预示着自然界的和谐统一。课后请同学查阅资料，了解自然界中的“四种基本相互作用”及统一场理论。

《气体的等温变化》

教学内容：人教版的普通高中课程标准实验教科书选修3—3教材第八章气体第一节气体的等温变化。

教学设计特点：突出物理规律形成的感性基础和理性探索的有机结合；通过问题驱动达成教目标的有效实现；重视物理从生活中来最终回到生活中去。

1．教学目标1、1知识与技能

（1）知道什么是等温变化；

（2）掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件。

（3）理解等温变化的P—V图象与P—1/V图象的含义，增强运用图象表达物理规律的能力；

1、2过程与方法

带领学生经历探究等温变化规律的全过程，体验控制变量法以及实验中采集数据、处理数据的方法。

1、3情感、态度与价值观

让学生切身感受物理现象，注重物理表象的形成；用心感悟科学探索的基本思路，形成求实创新的科学作风。

2、教学难点和重点

重点：让学生经历探索未知规律的过程，掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系，理解 p—V 图象的物理意义。

难点：学生实验方案的设计；数据处理。

3、教具：

塑料管，乒乓球、热水，气球、透明玻璃缸、抽气机，u型管，注射器，压力计。

4、设计思路

学生在初中时就已经有了固体、液体和气体的概念，生活中也有热胀冷缩的概念，但对于气体的三个状态参量之间有什么样的关系是不清楚的。新课程理念要求我们，课堂应该以学生为主体，强调学生的自主学习、合作学习，着重培养学生的创新思维能力和实证精神。这节课首先通过做简单的演示实验，让学生明白气体的质量、温度、体积和压强这几个物理量之间存在着密切的联系；然后与学生一道讨论实验方案，确定实验要点，接着师生一道实验操作，数据的处理，得出实验结论并深入讨论，最后简单应用等温变化规律解决实际问题。

5．教学流程：（略）

6．教学过程

6、l课题引入

演示实验：变形的乒乓球在热水里恢复原状

乒乓球里封闭了一定质量的气体，当它的温度升高，气体的压强就随着增大，同时体积增大而恢复原状。由此知道气体的温度、体积、压强之间有相互制约的关系。本章我们研究气体各状态参量之间的关系。

对于气体来说，压强、体积、温度与质量之间存在着一定的关系。高中阶段通常就用压强、体积、温度描述气体的状态，叫做气体的三个状态参量。对于一定质量的气体当它的三个状态参量都不变时，我们就说气体处于某一确定的状态；当一个状态参量发生变化时，就会引起其他状态参量发生变化，我们就说气体发生了状态变化。这一章我们的主要任务就是研究气体状态变化的规律。

出示课题： 第八章 气体

师问：同时研究三个及三个以上物理量的关系，我们要用什么方法呢？请举例说明。

生：控制变量法

比如要研究压强与体积之间的关系，需要保持质量和温度不变，再如要研究气体压强与温度之间的关系，需要保持质量和体积不变。

师：我们这节课首先研究气体的压强和体积的变化关系。

我们把温度和质量不变时气体的压强随体积的变化关系叫做等温变化。出示本节课题：

第一节 气体的等温变化6、2 新课进行

一、实验探究

1、学生体验压强与体积的关系得出定性结论

全体同学体验： 每个同学用力在口腔中摒住一口气，然后用手去压脸颊，你会怎么样，思考为什么？

小组体验：每桌同学用一只小的注射器体验：一个同学用手指头封闭一定质量的气体，另一个同学缓慢压缩气体，体积减小时第一个同学的手指有什么感觉，说明什么呢？反之当我们拉动活塞增大气体体积时，手指有什么感觉，说明什么呢？要求学生体验并说出自己的感觉和结论（即压缩气体，体积减小，压强增大；反之，体积增大压强减小）

2、猜想

引导学生猜想：我们猜想：在一般情况下，一定质量的气体当温度不变时，气体的压强和体积之间可能有什么定量关系呢？

学生：压强与体积成反比例关系（从最简单的定量关系做起）

师：一定质量的气体在发生等温变化时压强与体积是否是成反比例的关系，需要我们进一步研究、这节课我们用实验探究这一课题。

3、实验验证：

（1）实验设计：

首先，要求学生完整的复述我们的实验目的：探究一定质量的气体在温度不变情况下压强与体积之间的定量关系、要求学生根据放在桌上的器材，思考试验方案，并思考以下几个问题：

问题1：本实验的研究对象是什么？如何取一定质量的气体？实验条件是什么？如何实现这一条件？

学生讨论回答：研究对象是一定质量的气体，用活塞封闭一定质量的气体在注射器内以获取，实验条件是气体质量不变，气体温度不变；活塞加油增加密闭性，推拉活塞改变体积和压强；不用手握注射器；缓慢推拉活塞，稳定后再读数。

（或者有其他的实验方案）

问题2： 数据收集 本实验中应该要收集哪些数据？ 用什么方法测量？

学生：要收集气体的不同压强和体积，用气压计可以测量压强，注射器上面的读数可以得到体积。

问题3：数据处理 怎样处理上述数据才能得到等温条件下压强与体积之间的正确关系呢？（学生讨论并回答）

学生：常用数据处理办法有计算法，图象法等。

老师：能不能说得更具体一点呢？

学生：就是先把V和P乘起来，看看各组的乘积是否相等（或者近似相等），从而得到结论；图像法就是以V为横坐标，P为纵坐标，在用描点作图法，把得到的数据作到坐标系中，再连线，看图像的特点，从而得到两者的定量关系。

再让一个学生把我们刚才分析得到的比较好的实验方法再复述，然后师生互助完成实验。

2、实验过程：

师生共同完成实验： 老师推、拉活塞，一名学生读取数据，另一名学生设计记录表格并记录数据。

数据处理：①简单计算 找压强和体积之间的关系

②学生描绘图象（提示作P—V图像）能否得出结论？

总结提问：各小组是如何处理数据的，结论如何？（实物投影展示）

问题4：若P—V图象为双曲线的一支，则能说明P与V成反比。但能否确定我们做出就一定是是双曲线的一支呢？（还是猜测）我们怎样进一步P和V之间的关系呢？

教师：有一种思想叫做转化的思想。若P—V图象为一双曲线，那么P—1/V图象是什么样子？（过原点的一条直线）那我们就再作一条P—1/V图象看看吧！

（师）计算机拟合：把P—V图象转化为P—1/V图象。我们看到一定质量的气体，在温度不变的情况下，P—1/V图象是一条（几乎）过原点的直线，表明压强与体积成反比。

（三）实验结论：在误差允许的范围内，一定质量的气体在温度不变的条件下压强与体积成反比。（学生叙述）

师：大家看到我们作出来的这条直线，还不是很准确，大家可以分析在实验过程中有哪些地方可能引起实验误差？

学生讨论分析产生误差的原因、早在17世纪，英国科学家玻意耳和法国科学家马略特分别通过更严谨的实验研究得出了这个结论，被称为玻意耳定律。

二、玻意耳定律

1、内容：一定质量的某种气体，在温度不变的条件下压强P与体积V成反比。

2、公式：PV=C（常量）或P1V1=P2V2（其中P1V1和 P2V2分别为气体在两个状态下的压强和体积）

3、图象：P—1/V图象：过原点的直线——等温线

P—V图象：双曲线的一支——等温线

三、拓展思考

问题5：在同一温度下，取不同质量的同种气体为研究对象，PV乘积C一样吗？即对不同的气体，C是一个普适常量吗？（学生思考不能求解或回答不一样）

师问：怎样才能得到正确的结果呢？（猜想—实验验证）

学生：改变气体的质量用同样的方法重新测量，测量数据记录在同一表格中，通过简单的计算就能得到结果。

结论：不一样。质量越大，PV乘积越大。P—V图象离坐标轴越远，P—1/V图象斜率越大。

问题6：取相同质量的同种气体，在不同温度下，作出的P—V图象是否一样？（学生猜想——验证）

结论：不一样。温度较高时，PV乘积较大，P—V图象离坐标轴越远，P—1/V图象斜率较大。

四、玻意耳定律的应用之定性解释：

问题一：气球涨大视频。学生分析。

问题二：小实验。装水的瓶子下有小洞，当盖子打开时水会喷出，然后合上盖子则水就不会持续地流出了。

解释：盖子打开时，小孔上方的压强始终大于外面的压强，所以水会喷出，当盖子盖上时，水的上方被封闭了一定质量的气体，当有水流出后，瓶中空气的体积变大，根据波意耳定律压强变小，当孔上方压强小于外部大气压时，水就流不出去了。

五．课堂小结

1、方法 ①研究多变量问题时用控制变量法

②实验探究方法：猜想——验证——进一步猜想——再验证——得到结论

2、知识 玻意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的条件下压强P与体积V成反比。

六．教学后记：

1．课堂上让学生从自身体验开始，充分参与科学探究的全过程，熟悉科学探究未知世界的一般流程，并坚持渗透实事求是和精益求精的科学精神。

2．教学中对应用数学方法处理物理数据，从而得出简洁的物理学规律的过程，让学生多练习多体验，以使学生真正掌握，并且多给时间让学生从图像中找出规律，以提高学生认识图像与应用图像分析问题的能力。

3．教学中学生参与小实验及视频材料能很好地吸引学生的注意力，提高教学的有效性。

4、物理来源于社会生活实践，反之也能解释自然界及生活和生产中的相关现象，有效杜绝物理和生活相脱节的现象发生、也有利于学生正确物理观的形成。

《简谐运动的描述》

1、理解振幅、周期和频率的概念，知道全振动的含义。

2、了解初相位和相位差的概念，理解相位的物理意义。

3、了解简谐运动位移方程中各量的物理意义，能依据振动方程描绘振动图象。

4、理解简谐运动图象的物理意义，会根据振动图象判断振幅、周期和频率等。

重点难点：对简谐运动的振幅、周期、频率、全振动等概念的理解，相位的物理意义。

教学建议：本节课以弹簧振子为例，在观察其振动过程中位移变化的周期性、振动快慢的特点时，引入描绘简谐运动的物理量（振幅、周期和频率），再通过单摆实验引出相位的概念，最后对比前一节得出的图象和数学表达式，进一步体会这些物理量的含义。本节要特别注意相位的概念。

导入新课：你有喜欢的歌手吗？我们常常在听歌时会评价，歌手韩红的音域宽广，音色嘹亮圆润;歌手王心凌的声音甜美;歌手李宇春的音色沙哑，独具个性……但同样的歌曲由大多数普通人唱出来，却常常显得干巴且单调，为什么呢？这些是由音色决定的，而音色又与频率等有关。

1、描述简谐运动的物理量

（1）振幅

振幅是振动物体离开平衡位置的①最大距离。振幅的②两倍表示的是振动的物体运动范围的大小。

（2）全振动

振子以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程称为③全振动，这一过程是一个完整的振动过程，振动质点在这一振动过程中通过的路程等于④4倍的振幅。

（3）周期和频率

做简谐运动的物体，完成⑤全振动的时间，叫作振动的周期;单位时间内完成⑥全振动的次数叫作振动的频率。在国际单位制中，周期的单位是⑦秒，频率的单位是⑧赫兹。用T表示周期，用f表示频率，则周期和频率的关系是⑨f=。

（4）相位

在物理学中，我们用不同的⑩相位来描述周期性运动在各个时刻所处的 不同状态。

2、简谐运动的表达式

（1）根据数学知识，xOy坐标系中正弦函数图象的表达式为 y=Asin（ωx+φ）。

（2）简谐运动中的位移（x）与时间（t）关系的表达式为 x=Asin（ωt +φ），其中 A代表简谐运动的振幅，ω叫作简谐运动的“圆频率”，ωt+φ代表相位。

1、弹簧振子的运动范围与振幅是什么关系？

解答：弹簧振子的运动范围是振幅的两倍。

2、周期与频率是简谐运动特有的概念吗？

解答：不是。描述任何周期性过程，都可以用这两个概念。

3、如果两个振动存在相位差，它们振动步调是否相同？

解答：不同。

主题1：振幅

问题：（1）同一面鼓，用较大的力敲鼓面和用较小的力敲鼓面，鼓面的振动有什么不同？听上去感觉有什么不同？

（2）根据（1）中问题思考振幅的物理意义是什么？

解答：（1）用较大的力敲，鼓面的振动幅度较大，听上去声音大;反之，用较小的力敲，鼓面的振动幅度较小，听上去声音小。

（2）振幅是描述振动强弱的物理量，振幅的大小对应着物体振动的强弱。

知识链接：简谐运动的振幅是物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱和能量，它不同于简谐运动的位移。

主题2：全振动、周期和频率

问题：（1）观察课本“弹簧振子的简谐运动”示意图，振子从P0开始向左运动，怎样才算完成了全振动？列出振子依次通过图中所标的点。

（2）阅读课本，思考并回答下列问题：周期和频率与计时起点（或位移起点）有关吗？频率越大，物体振动越快还是越慢？振子在一个周期内通过的路程和位移分别是多少？

（3）完成课本“做一做”，猜想弹簧振子的振动周期可能由哪些因素决定？假如我们能看清楚振子的整个运动过程，那么从什么位置开始计时才能更准确地测量振动的周期？为什么？

解答：（1）振子从P0出发后依次通过O、M'、O、P0、M、P0的过程，就是全振动。

（2）周期和频率与计时起点（或位移起点）无关;频率越大，周期越小，表示物体振动得越快。振子在一个周期内通过的路程是4倍的振幅，而在一个周期内的位移是零。

（3）影响弹簧振子周期的因素可能有振子的质量、弹簧的劲度系数等;从振子经过平衡位置时开始计时能更准确地测量振动周期，因为振子经过平衡位置时速度最大，这样计时的误差最小。

知识链接：完成全振动，振动物体的位移和速度都回到原值（包括大小和方向），振动物体的路程是振幅的4倍。

主题3：简谐运动的表达式

问题：阅读课本有关“简谐运动的表达式”的内容，讨论下列问题。

（1）一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了全振动？

（2）若采用国际单位，简谐运动中的位移（x）与时间（t）关系的表达式x=Asin（ωt+φ）中ωt+φ的单位是什么？

（3）甲和乙两个简谐运动的频率相同，相位差为，这意味着什么？

解答：（1）相位每增加2π就意味着完成了全振动。

（2）ωt+φ的单位是弧度。

（3）甲和乙两个简谐运动的相位差为，意味着乙（甲）总是比甲（乙）滞后个周期或次全振动。

知识链接：频率相同的两个简谐运动，相位差为0称为“同相”，振动步调相同;相位差为π称为“反相”，振动步调相反。

1、（考查对全振动的理解）如图所示，弹簧振子以O为平衡位置在B、C间做简谐运动，则（）。

A、从B→O→C为全振动

B、从O→B→O→C为全振动

C、从C→O→B→O→C为全振动

D、从D→C→O→B→O为全振动

【解析】选项A对应过程的路程为2倍的振幅，选项B对应过程的路程为3倍的振幅，选项C对应过程的路程为4倍的振幅，选项D对应过程的路程大于3倍的振幅，又小于4倍的振幅，因此选项A、B、D均错误，选项C正确。

【答案】C

【点评】要理解全振动的概念，只有振动物体的位移与速度第同时恢复到原值，才是完成全振动。

2、（考查简谐运动的振幅和周期）周期为T=2 s的简谐运动，在半分钟内通过的路程是60 cm，则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为（）。

A、15次，2 cm B、30次，1 cm

C、15次，1 cm D、60次，2 cm

【解析】振子完成全振动经过轨迹上每个位置两次（除最大位移处外），而每次全振动振子通过的路程为4个振幅。

【答案】B

【点评】一个周期经过平衡位置两次，路程是振幅的4倍。

3、图示为质点的振动图象，下列判断中正确的是（）。

A、质点振动周期是8 s

B、振幅是4 cm

C、4 s末质点的速度为负，加速度为零

D、10 s末质点的加速度为正，速度为零

【解析】由振动图象可得，质点的振动周期为8 s，A对;振幅为2 cm，B错;4 s末质点经平衡位置向负方向运动，速度为负向最大，加速度为零，C对;10 s末质点在正的最大位移处，加速度为负值，速度为零，D错。

【答案】AC

【点评】由振动图象可以直接读出周期与振幅，可以判断各个时刻的速度方向与加速度方向。

4、（考查简谐运动的表达式）两个简谐运动分别为x1=4asin（4πbt+π）和x2=2asin（4πbt+π），求它们的振幅之比、各自的频率，以及它们的相位差。

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

2由ω=4πb及ω=2πf得：二者的频率都为f=2b

它们的相位差：（4πbt+π）—（4πbt+π）=π，两物体的振动情况始终反相。

【答案】2∶1 2b 2b π

【点评】要能根据简谐运动的表达式得出振幅、频率、相位。

拓展一：简谐运动的表达式

1、某做简谐运动的物体，其位移与时间的变化关系式为x=10sin 5πt cm，则：

（1）物体的振幅为多少？

（2）物体振动的频率为多少？

（3）在时间t=0、1 s时，物体的位移是多少？

（4）画出该物体简谐运动的图象。

【分析】简谐运动位移与时间的变化关系式就是简谐运动的表达式，将它与教材上的简谐运动表达式进行对比即可得出相应的物理量。

【解析】简谐运动的表达式x=Asin（ωt+φ），比较题中所给表达式x=10sin 5πt cm可知：

（1）振幅A=10 cm。

（2）物体振动的频率f= = Hz=2、5 Hz。

（3）t=0、1 s时位移x=10sin（5π×0、1）cm=10 cm。

（4）该物体简谐运动的周期T==0、4 s，简谐运动图象如图所示。

【答案】（1）10 cm（2）

2、5 Hz（3）10 cm（4）如图所示

【点拨】在解答简谐运动表达式的题目时要注意和标准表达式进行比较，知道A、ω、φ各物理量所代表的意义，还要能和振动图象结合起来。

拓展二：简谐振动的周期性和对称性

甲

2、如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动，从O点开始计时，振子第到达M点用了0、3 s的时间，又经过0、2 s第二次通过M点，则振子第三次通过M点还要经过的时间可能是（）。

A、s B、s C、1、4 s D、1、6 s

【分析】题目中只说从O点开始计时，并没说明从O点向哪个方向运动，它可能直接向M点运动，也可能向远离M点的方向运动，所以本题可能的选项有两个。

乙

【解析】如图乙所示，根据题意可知振子的运动有两种可能性，设t1=0、3 s，t2=0、2 s

第一种可能性：=t1+=（0、3+）s=0、4 s，即T=1、6 s

所以振子第三次通过M点还要经过的时间t3=+2t1=（0、8+2×0、3）s=1、4 s

第二种可能性：t1—+=，即T= s

所以振子第三次通过M点还要经过的时间t3=t1+（t1—）=（2×0、3—）s= s。

【答案】AC

【点拨】解答这类题目的关键是理解简谐运动的对称性和周期性。明确振子往复通过同一点时，速度大小相等、方向相反;通过关于平衡位置对称的两点时，速度大小相等、方向相同或相反;往复通过同一段距离或通过关于平衡位置对称的两段距离时所用时间相等。另外要注意，因为振子振动的周期性和对称性会造成问题的多解，所以求解时别漏掉了其他可能出现的情况。

第四篇：[高二物理教案10-1]

[高二物理教案10-1] 10.1 波的形成和传播

一、教学目标

1、知识目标：

①知道直线上机械波的形成过程 ②知道什么是横波,波峰和波谷 ③知道什么是纵波,密部和疏部

④知道“机械振动在介质中传播，形成机械波”，知道波在传播运动形式的同时也传递了能量

2、能力目标：

①培养学生进行科学探索的能力 ②培养学生观察、分析和归纳的能力 ③培养学生的空间想象能力和思维能力 3．情感目标：

①培养学生细心、认真、一丝不苟做实验的品质，进而培养学生实事求是的科学态度和良好的工作作风

②培养学生互相团结、分工协作的团队精神

二、教学重点、难点分析

机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点，也是本节课的难点。解决方案：通过课堂实验和课件演示以及巩固练习来突破重难点，同时引导学生看书

三、教学方法

实验探索和计算机辅助教学

四、教具

丝带、波动演示箱、水平悬挂的长弹簧、音叉、计算机、投影仪、大屏幕、自制CAI课件

五、教学过程（－）引入新课

［演示］抖动丝带的一端，产生一列凹凸相间的波在丝带上传播（激发兴趣，引出课题）

在这个简单的例子中，我们接触到一种广泛存在的运动形式——波动，请同学们再举出几个有关波的例子。（学生举例，活跃气氛；让学生在大量生活实例中感触波的存在，增强感性认识。）

学生会列举水波、声波、无线电波、光波。教师启发，大家听说过地震吗？学生会想到地震波。

水波、声波、地震波都是机械波，无线电波、光波都是电磁波。这一章我们学习机械波的知识，以后还会学习电磁波的知识。

【板书】机械波

（二）进行新课

现在学习第一节，波的形成和传播。【板书】

一、波的形成和传播

［演示］拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧传播； ［演示］敲击音叉，听到声音，这是声波在空气中传播（指明，虽然眼睛看不到波形，但它客观存在，也是疏密相间的波形）

（演示实验，进一步为学生提供感性认识，激发兴趣）

师生共同分析，得出波产生的条件：①波源，②介质。（为研究波的形成奠定基础）

波是怎样形成的呢？为什么会有不同的波形？波传播的是什么呢？（设置疑问，激发学生的探究欲望）

【板书】实验探索

发放“探索波的形成和传播规律”的实验报告，进行实验探索并完成实验报告。实验目的：探索波的形成原因和传播规律

实验

（一），学生分组实验：每两人一条丝带（60cm左右），观察丝带上凹凸相间的波。实验步骤：

（1）、将丝带一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖动，在丝带上产生一列凹凸相间的波向另一端传播。

（2）、在丝带上每隔大约2~3cm用墨水染上一个点，代表丝带上的质点。重复步骤（1）。观察丝带上的质点依次被带动着振动起来，振动沿丝带传播开去，在丝带上形成凹凸相间的波。

①思考：丝带的一端振动后，为什么后面的质点能被带动着运动起来？_________________如果将丝带剪断，后面的质点还能运动吗？___________ ②分析：丝带上凹凸相间的波形是怎样产生的？___________________（可以参阅课本第3页）

③观察丝带上的质点是否随波向远处迁移？__________ 实验

（二），观察波动演示器上凹凸相间的波：（因器材有限，可以教师操作，引导学生注意观察）

实验步骤：

（1）、逆时针转动摇柄，演示屏上的质点排成一条水平线。（表示各质点都处在平衡位置）

（2）、顺时针转动摇柄，各个质点依次振动起来。（注意观察各个质点振动的先后顺序）

现象：①后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_______，从总体上看形成凹凸相间的波。

②各质点的振动沿________方向，波的传播沿_______方向，质点振动方向与波的传播方向_______。

③质点是否沿波的传播方向迁移？_______ 这种波叫做横波，在横波中凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷。实验

（三），观察弹簧上产生的疏密相间的波。实验步骤：（1）、拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧传播。（2）、在弹簧上某一位置系一根红布条，代表弹簧上的质点，重复步骤（1）。①观察:：红布条是否随波迁移？________说明了什么？_____________ ②分析：弹簧上疏密相间的波形是怎样产生的？____________________（类比丝带上波产生的分析方法，锻炼学生的知识迁移能力）

实验

（四），观察波动演示器上疏密相间的波： 实验步骤：

（1）、逆时针转动摇柄，演示屏上的质点排成一条水平线。（2）、顺时针转动摇柄，各个质点依次振动起来。

现象：①后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻________，从总体上看形成疏密相间的波。

②各质点的振动沿________，波的传播沿_______方向，质点振动方向与波的传播方向_______。

③质点是否沿波的传播方向迁移？_______ 这种波叫做纵波，在纵波中最密处叫做密部，最疏处叫做疏部。分析实验得出结论：

①不论横波还是纵波，介质中各个质点发生振动并不随波迁移。因此，波传播的是_________________，而不是介质本身。

②波传来前，各个质点是静止的，波传来后开始振动，说明他们获得了能量。这个能量是从波源通过前面的质点传来的。因此：波是传递_________的一种方式。

【板书】

1、机械振动在介质中的传播，形成机械波。

2、机械波的分类：横波、纵波

3、波传播的是振动形式，是振动的能量。

师生双边活动，实验探索，总结规律。（从感性认识上升到理性认识，实现认识上的第一次飞跃。）

（三）计算机辅助教学：

1、波的分类演示

2、横波的形成过程及传播规律

3、纵波的形成过程及传播规律（形象直观，巩固升华）

（四）知识应用：

1、课本中提到地震波既有横波，又有纵波。你能想象在某次地震时，位于震源正上方的建筑物，在纵波和横波分别传来时的振动情况吗？为什么？（从理性认识回到感性认识，实现认识的第二次飞跃）

2、本来是静止的质点，随着波的传来开始振动，有关这一现象的说法正确的有：

A、该现象表明质点获得了能量 B、质点振动的能量是从波源传来的

C、该质点从前面的质点获取能量，同时也将振动的能量向后传递 D、波是传递能量的一种方式

E、如果振源停止振动，在介质中传播的波也立即停止 F、介质质点做的是受迫振动

（五）布置作业：

1、书面作业：列举生活中常见的有关机械波的例子（横波、纵波各一例）简述它们是如何形成的。（培养学生观察生活并用所学物理知识解决实际问题的能力和表达能力）

2、动脑作业：发生地震时，从地震源传出的地震波为什么能造成房屋倒塌、人员伤亡的事故？请用本节所学知识加以解释。（学以致用，巩固提高）

3、动手作业：制作简易的横波演示器。

使用大约24根饮料吸管，回形针，胶带纸。展开胶带纸，每隔2.5cm左右粘一根吸管。每根吸管两端各别上一个回形针。把胶带的一端挂在铁架台的横杆上，拨动上端（或下端）的吸管，使回形针左右振动，就可以看到横波的传播现象。（有兴趣的同学可以制作其他的实验器。）（培养学生动手能力和团结协作的能力）

4、课外模拟波的形成：按照课本第4页图10—6，分组模拟波的形成。（培养学生的团队精神）

（多种形式激发兴趣、提高能力）教后随感：

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

第五篇：[高二物理教案11-4]

[高二物理教案11-4] 11.42 物体的内能 热量

一、教学目标

1．知识目标：

（1）了解内能改变的两种方式：做功和热传递

（2）知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别，了解热功当量的意义。

（3）能举出生活中用做功、热传递改变物体内能的实例。2．能力目标：

在培养学生能力方面，这节课中要让学生掌握：做功与热传递在改变物体内能上的关系。培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。

3．物理学方法教育目标：

在做功与热传递关系上渗透归纳推理的方法。

二、重点、难点分析

1．教学重点是使学生理解做功和热传递在改变物体内能上是等效的，知道两者的区别，了解热功当量的意义。

2．理解做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但两种方式的物理实质是不同的。

三、教学方法

教师讲解，课件演示

四、教具

1．压缩气体做功，气体内能增加的演示实验：圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。2．计算机、大屏幕、自制多媒体课件

五、教学过程（－）引入新课

上节课我们学习了物体的内能，知道了什么是物体的内能及物体的内能跟温度和体积有关。那么怎样的物理过程可以改变物体的内能呢？这节课我们就来学习改 变物体内能的有关知识。

【板书】第五节

改变内能的两种方式

（二）进行新课

1．做功可以改变物体的内能

【生活实例】列举锯木头和用砂轮磨刀具，锯条、木头和刀具温度升高，说明克服摩擦力做功，可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下，外力做多少功，物体的内能就改变多少。如果用W表示外界对物体做的功，用ΔE表示物体内能的变化，那么有W=ΔE。功的单位是焦耳，内能的单位也是焦耳。

【演示】演示压缩空气，硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。

以上实例说明做功可以改变物体的内能。2．热传递可以改变物体的内能

【生活实例】在炉灶上烧热水，火炉烤热周围物体，这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量，内能增加。物体放出热量，物体的内能减少。如果传递给物体的热量用Q表示，物体内能的变化量是ΔE，那么，Q=ΔE。

热量的计算公式有：Q=mcΔt。热量的单位是焦耳，过去的单位是卡。所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。【板书】

1、做功和热传递是改变物体内能的两种方式 3．做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

一杯水可以用加热的方法（即热传递方式）传递给它一定的热量，使它从某一温度升高到另一温度。这过程中这杯水的内能有一定量的变化。也可以采取做功的方式，比如用搅拌器在水中不断搅拌，也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度，这样，水的内能会有相同的变化量。两种方式不同，得到的结果是相同的。除非事先知道，否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的。因此，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。【板书】2．做功和热传递对改变物体的内能是等效的 4．做功和热传递的区别

虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式的物理过程有本质的区别。做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。

（三）课堂练习

1．用做功的方法来改变物体的内能，实际上是______能和______能的相互转化。2．锯木头，锯条发热，这是用______的方法使锯条内能；用铁锤多次敲打铁块后，铁块的温度会升高，这是通过______的方法增加了它的内能。

3．煮稀饭时，锅盖被水蒸气顶起，水蒸气对锅盖做了______，水蒸气的内能______。4．古人用“钻木取火”的方法产生火，这种方法的道理是______。

5．火柴可以擦燃，也可以放在火上点燃，前者是用______的方法使火柴燃烧，后者是用______的方法使火柴燃烧，两种方法都可以改变物体的内能。

6．冬天人们常用嘴往手上呵手，手感到暖和，是用______的方法改变手的内能；用双手相互搓擦同样使手感到热，这是用______的方法改变手的内能。7．在下列过程中，通过热传递增加物体内能的是

[ ] A． 火车经过铁轨后铁轨的温度升高 B．压缩筒内乙醚，使其燃烧 C．铁棒被太阳晒热 D.汽车刹车后，轮胎变热

8．下列说法中正确的是

[ ] A．高温物体比低温物体热量多 B．高温物体比低温物体的内能大

C．热量从温度高的物体向温度低的物体传递

9．物体的内能增加这是因为

[ ] A．一定是由于物体吸收了热量 B．一定是由于对物体做了功

C．可能是由于物体吸收了热量，也可能是由于对物体做了功 10．气体膨胀对外做功的过程是

[ ] A．机械能转化为内能，气体温度升高 B．内能转化为机械能，气体温度降低 C．气体内能增加，是消耗了内能

11．一个物体温度升高了，则

[ ] A．它一定吸收了热量 B．一定是对它做功 C．它含有的热量增加 D．它的内能一定增加 12．说明下列各题中内能改变的方法：(1)一盆热水放在室内，一会就凉了，______；

(2)高温高压的气体，迅速膨胀，对外做功，温度降低，______。(3)铁块在火炉上加热，一会儿热得发红，______；(4)打气筒给车胎打气，过一会筒壁发热，______’(5)冬天人们往手上呵气取暖，______；(6)两手互相摩擦取暖，______。

13．关于热量，下列说法正确的是

[ ] A．热水比冷水含的热量多 B．一大桶水比一小桶水含的热量多 C．一个物体内能越多，它具有的热量越多 D．热量是在热传递过程中内能的改变量

（四）课件演示，课堂小结

通过本节课的学习，我们知道了做功和热传递是改变物体内能的两种方式，而且做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

（课件演示，形象直观）

（五）布置作业

1．复习本节课文。

2．把练习五第（1）、（2）、（3）题做在练习本上。教学建议：

1．在讲述本节内容时，要以实验或生活中学生常见的实例为基础，做好“外力对物体做功，物体的内能增加”和“物体对外做功，内能减少”及“热传递改变物体的内能”三个实验。

2．通过教师引导，让学生理解做功和热传递改变物体内能的实质。

3．要使学生知道，由于做功和热传递都可以改变物体的内能，因此，就物体的内能发生改变来说，功和热量是等效的。

参考资料

焦耳和热功当量的实验测定

焦耳(J.P.Joule英1818～1889)在1840年到1878年的30余年热功转换实验工作中，积累了大量精确的数据，测得了热功当量。这项成果彻底否定了热质说，为能量转换和守恒定律的建立奠定了坚实的基础。

1841年，焦耳测量电流通过电阻线发出的热量时，发现在一定时间内发出的热量与电路中的电阻成正比，与电路中电流的平方成正比，这就是焦耳定律。

1843年，焦耳利用重物下落时重力势能的减少而作出的机械功去开动发电机，发电机发出的电又去加热浸在水中的电阻线，电阻线发出的热来加热水使其温度升高。他根据13组实验数据取平均值，求得热功当量的值为每卡4.511焦耳。

1845年，焦耳测定了压缩空气向大气扩散时产生的冷却效应，和压缩空气将另一容器中的水排出时所作的功，由此求得热功当量的值为4.29焦耳/卡。

1849年，焦耳完成了测定热功当量最著名的实验：他在一个盛满水或水银的量热器中插一根轴，轴的下面装有叶片，轴的上端绕有细绳，细绳通过滑轮悬挂重物。让重物下落来带动叶片搅拌水，在叶片与水摩擦时产生热使水温升高。经过多次实 验和精确测量，他得出热功当量的值为4.158焦耳/卡，这与现在所采用的4.186焦耳/卡相差无几。