教科版八年级上册物理教案(2012版)
第一章 走进实验室
第1节:学习科学探究
?
一、教学目标要求
1. 认识到测量是实验探究的重要环节。 知道科学探究的一般步骤,了解安排这些步骤的原因。
2.观察一些典型的物理现象,初步了解观察的科学方法。 通过观察常用实验仪器,认识到测量工具对探究式学习的重要性。
3. 激发学生初步的探究意识和对探究的渴望,培养学生对科学的求知欲望。 让学生认识到物理与生活的密切联系,使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理缘由。?
二、重点与难点
重点是让学生对科学探究活动形成一个概貌性的认识,提高学生对物理的兴趣。
难点在于培养学生从生活中寻找物理现象,探索物理规律的意识。认识“家庭实验室”的重要性。
三、教学过程
(1)参观实验室
①要求学生明确走进实验室有两大任务:观察奇妙的物理现象和了解实验室的仪器、设施。
②在实验室,还应引导学生参观实验室的各种仪器、设施,特别是要认识各种常用的测量仪器,为今后学习实验探究做准备。对这些仪器可以观看使学生感受物理实验的氛围,消除对仪器的神秘感。
(2)认识科学探究的基本要素
教师讲故事:
某个星期天,伽利略在比萨大教堂惊奇地发现,房顶上挂着的吊灯因为风吹而不停地有节奏地摆动。他想,脉搏的跳动是有规律的,可用来计时。于是他一面按着脉搏,一面注视着灯的摆动。不错,灯每往返摆动一次的时间基本相同。这使他又产生了一个疑问;假如吊灯受到强风吹动,摆得高了一些,它每次摆动的时间还是一样吗?
伽利略把铁块固定在绳的一端挂起来,再把铁块拉到不同高度让它开始摆动,仍用脉搏细心地测定摆动的时间。结果表明每次摆动的时间仍然相同。这个实验结果证明他的想法是正确的,即“不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间是一样的”。这就是物理学中摆的等时性原理。
后来,人们对摆动继续深入研究,不仅进一步发现了摆的周期与摆长间的数学关系,并据此发明了钟表。
然后请学生们一起讨论,回答下面几个问题。
伽利略通过观察,发现了什么值得注意的现象?伽利略怎样提出问题?并做出什么猜想?伽利略怎样证实了自己的猜想?科学家对摆动规律的探究经历了怎样的过程?
(发现问题,提出问题,猜想与假设……)
(3)学习建立家庭实验室。
简单地介绍如何利用周围的事物建立实验室
使学生认识到,学习物理,不仅需要动脑,还需要动手;物理学不仅有用,
?四、教育学生遵守实验室守则
一、中小学实验教室是开展实验教学、实验研究及课外科技实验活动的专职场所,不得用于与实验教学无关的活动,不得堆放公、私杂物。
二、中小学实验教室要配备足够有效的灭火器材,并制定和落实安全防范措施。
三、中小学生必须熟悉实验教室的安全规则,并要严格遵守实验教室的纪律。
四、中小学实验教室要经常保持清洁整齐,及时通风换气,排除有害气体以及实验时产生的废液。
五、未经任课教师或实验教师允许,任何人不得动用仪器、药品及其它实验材料,不得擅自拆卸仪器、设备,实验教室的公共财产不得带出室外。
六、实验前,学生应按教师的要求,检查仪器、药品及有关实验材料是否齐全和完好,如有缺损,及时报告。未经任课教师或实验教师批准,不得进行实验。
七、实验时,学生要注意人身安全,要爱护仪器设备,要节约药品、水、电等实验材料。
八、实验完毕,学生应按要求整理好仪器、药品以及其它实验材料、仪器,设备若有损坏或丢失,要及时报告任课教师,并如实填写仪器报损单。任课教师与实验教师协商后,可根据有关制度准予报损或责成赔偿。
九、经任教教师允许后,学生方可离开实验教室。
十、任课教师、实验教师和学生课代表应按要求填写《实验登记表》。
第2节 测量:实验探究的重要环节
(两课时)
一、目标要求
1. 使学生了解统一计量标准的意义。熟悉长度的国际单位制单位,以及与其他单位的换算。学习使用刻度尺,了解零点(零刻度线)、分度值、量程等概念。 了解误差,练习多次测量求平均值减小误差的方法。学习记录、分析、表达数据和结果。
2.? 通过一些实例练习测量长度的方法。训练使用测量工具的规范操作。 通过测量活动,从中体会、练习灵活运用知识的方法和技巧,培养学生灵活运用知识的能力和创造性思维。
3. 通过规范学生的操作行为,培养严肃认真,实事求是的科学态度。训练实验技能的同时注意培养良好的实验习惯。?
二、重点和难点
长度的测量是本课时的重点,理解长度测量的基础性是本课的难点。
?三、教学过程
本节分为三个教学板块:②测量长度的要点;③综合的测量活动。
教师讲述计量的重要性;
①测量是科学实验的重要环节。物理量的测量首先要规定它的标准量,并以之作为单位,将待测物理量与它的标准量进行比较。以鲁班制定中国木工尺为例,说明了统一计量标准的重要性:国际单位制是进行科学、科技、贸易交流的保障。测量本质上是比较,是将被测物和标准物做比较。
“如果不许使用尺子,你怎样测量教室的长和宽?”学生可能提出各种各样的测量方法,选其中之一进行实际测量,比如请一高一矮两位同学用步来量教室的宽,必然得出不同的结果。教师就此向学生指出,同一长度的测量得不出统一的结果是没有意义的。然后让学生讨论怎样才能得出统一的结果呢?通过这个活动和鲁班的故事,启发学生认识建立长度标准的必要性,同时认识长度单位以及国际单位制。中国古代在计量方面有许多举世瞩目的成就,特别是秦始皇统一度量衡,老师可适当介绍,以增强学生的爱国意识和民族自信心。
2.长度测量是最基本的测量。
①要求学生认真观察刻度尺的零点(零刻度线)、分度值、量程三项内容。使学生明确,今后凡对有刻度的仪器,都要先弄明白这三项内容,比如温度计、带游码的天平、电流表以及电压表等等。再学习学生使用毫米刻度尺测量书本的宽。并示范。
②明确长度测量的重要意义,向学生讲解,物理学是一门实验科学,而测量是实验的基础,可以说没有测量就没有物理学。物理学实验的许多测量仪器的读数是以长度的读数为基础的,因此长度测量是最基本的测量。刻度尺的读数方法,对所有测量仪器的读数具有普遍意义.这就是掌握好长度测量的意义。
3.实验活动——“建立你的信息档案”。
要求通过测量,认识自己,认识同学,学生会很感兴趣。老师应注意引导学生,利用学生自己的身体练习估算能力,使学生在头脑中形成测量物理量的具体观念。
4.测量长度的几种方法:
累积法:测细铜丝的直径。把细铜丝紧密地排绕在铅笔上若干圈,测出这个线圈总长,计算出细铜丝的直径。
平移法:测乒乓球直径。
替代法:测曲线的长度。
轮转法:用轮子的滚动来测长度,如利用自行车轮测出弧形遗跑道的长度。
长度=轮子周长×轮子转动的圈数。
?
四、作业:
1.“自我评价”参考答案:
(1)通过皮尺测得20步走过的距离,然后除以10即可。
(2)图(a)为正确操作。
2.“物理在线”指导
纳米技术的崛起引发了世界范围内的纳米热潮,教师可以结合“参考资料”中提供的内容对学生进行课外活动的指导。另外在这一技术逐渐应用于日常生活领域的同时,许多虚假的纳米商品也纷至沓来,教师可以针对这个问题给予学生指导,让学生养成利用物理知识分辨伪科学的意识。
第3节 活动:降落伞比赛
(两课时)
一、目标要求
1.了解科学探究的基本要素。 知道长度、时间与面积测量的基本原理。
2. 体验学生自主探究活动过程,领悟“控制变量”等科学研究方法。 经历长度、时间与面积测量过程,体会物理测量的基本方法,会根据测量对象选择适当的仪器。
3.? 通过经历探究过程,树立善于参与讨论与交流,勇于发表自己的观点与成果的意识。通过参与探究活动,培养尊重事实的科学态度,以及善于与他人合作的精神。? 激发学生对科学探究活动的热情,以及通过科学探究解决生活实际中的物理问题的兴趣。?
二、教学过程
导入:
展示“通知”,学生阅读过后,教师:同学们,高不高兴?生:高兴。师:想不想在比赛中获胜?生:想。师:为了在明天的比赛中获胜,现在我们一起来准备好不好?生:好!
引导研究:
1.材料的准备:
不论做什么事,我们都要先写好计划,为了明天的比赛,我们先应干什么?(制降落伞),想一想你打算用什么做材料?(让学生举手回答,如纸、布、塑料等,然后综合得出最好的),还要什么?绳子。
2.仪器的择:
①对降落伞还有什么要求?教师用手在通知书上指出。(20g),
20克究竟是多少?我们用什么来称?磅秤?杆秤?案秤?(让学生回答),为什么?(因为它们的分度值不同,应该选择分度值较小的天平秤),你们会使用天平吗?过一会儿大家一起研究研究。
②我们再看一看,还有什么要求?(指出3米)。
怎样测出高度是3米?需要什么仪器?(刻度尺)
③比赛是比什么?(时间长为胜),那么这又要什么仪器?(秒表)
3.天平的使用
我们准备了所需的器材,下面一步就是要会使用这些仪器了,上节课就布置了,要求同学们在图书室或上届初二学生的物理书上自己找一找有关天平使用的方法,你们找了吗?有谁会使用天平,请给同学们说一说。学生说后,教师再边演示边讲解。
4.秒表的使用
我们一开课就讲了怎样学好物理,请同学说一说?教师再复述一次,秒表如何使用,现在就要用上这一方法。我们先要猜一猜:上面一些按钮是干什么的,然后试一试。证明自己的所想是否正确。(让学生,讨论、试一试),然后让学生演示,教师综合。
5.我们即准备了所需的仪器,又会使用。现在我们应该考虑什么?(怎样让“降落伞”在空中停留时间最长,哪些因素影响下降的速度?),这一问题、也需要自己猜想、实验,我想:由于时间和环境有限,现在大家自己想一想,课后再试一试,剩下的时间我们就一起来熟练一下天平、秒表的使用。
三、比赛活动。
第二章运动与能量
1、认识运动
教学目标:
一、知识与技能:
1、理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。
2、认识建立质点模型的意义和方法,能根据具体情况将物体简化为质点。
二、过程与方法:
1、通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法。
2、体会物理模型在探索自然规律中的作用,初步掌握建立理想化模型的方法。
三、情感态度与价值观:
(1)通过参考系和质点概念的学习,体会物理规律与生活的联系。
(2)通过本节的学习,激发学生学习高中物理课程的兴趣。
教学重点:
1、在研究问题时,如何选取参考系。
2、质点概念的理解。
3、时刻与时间、路程和位移的区别。
教学难点:
在什么情况下可把物体看出质点。
教学方法:
质疑讨论法
教学用具:
有关空投物资的投影片(抽动)
有关能力训练的习题投影片
课时安排:
1课时
教学过程:
一、导入新课
同学们,通常我们所说的:飞机在蓝天上飞、汽车在奔驰、河水在流动……,这些物体都做机械运动,而且我们早晨一起床,就在做机械运动,比如离开宿舍去教室,同学们回忆一下初中就学过的有关知识,回答有关问题。
出示投影片
(1)物体相对于其他物体有 ,叫机械运动。(位置的变动)
(2)被选作标准的另外的物体叫 (参考系)
板书:机械运动
二、新课教学
(一)用投影片出示本节课的学习目标:
1、知道一切物体都在运动,为了描述运动必须选择参考系。
2、知道选择不同的参考系来观察同一个运动,观察结果会有所不同。
3、知道实际选择参考系,要使运动的描述尽可能简单为原则。
4、知道质点是具有物体全部质量的点。能正确判断运动物体在什么情况下可看作质点。
(二)学生目标完成过程:
1、(1)参考系:为了描述一个物体的运动,选来作为标准的物体,叫参考系。
(2)选择不同的参考系观察同一个运动,观察的结果会有不同。
以汽车载货物在公路上行走为例。
学生分析:以路旁的房子为参考系,看到汽车以及货物都是运动的,而以汽车为参考系,看到货物却是静止的。
要求学生举例:描述同一个运动,选择不同参考系,观察结果也不一样。
学生举例:
(3)老师总结:参考系是可任意选取,但选择的原则要使运动和描述尽可能简单。比如,研究地面上物体的运动,选择地面或相对地面不懂得物体作参考系要比选太阳作参考系简单。
[强化训练题]?
①月亮在云中穿行,参考系是 (云).?
②月亮跟着人走,参考系是 (地面或相对地面静止的物体)
2、质点
在研究某一问题时,对影响结果非常小的因素常忽略。常建立一些物理模型,这是一种科学抽象。那以前接触过这样的物理模型吗?
学生:光滑的水平面、轻质弹簧。
老师:对,这些都是把摩擦、弹簧质量对研究问题影响极小的因素忽略掉了。今天我们又要建立一种新的物理模型——质点,请同学们阅读课本P20。质点,并完成下列问题:
教师出示投影片,学生填写:
(1)质点就是没有 ,没有 ,只具有物体 的点。
(2)能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗?
(3)研究一辆汽车在平直公路上的运动,能否把汽车看作质点?要研究这辆汽车车轮的转动情况,能否把汽车看作质点?
(4)原子核很小,可以把原子核看作质点吗?
(5)运动的质点通过的路线,叫质点的运动 ; 是直线,叫直线运动; 是曲线,叫 。
师生共评:质点是没有形状、大小、具有物体全部质量的点。这是一种科学抽象,就是要抓住主要特征,忽略次要因素,这就必须是具体问题具体分析。如果在我们研究的问题中,物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的,就可以把它看作质点。比如在平直公路上运动的汽车,研究它运动的特点,汽车的大小、形状及车上各部分运动的差异是次要的,可把汽车看作质点。而研究车轮的转动,是研究汽车上部分的运动,就不能把汽车看作质点,再比如原子核很小,要是研究质子与质子的作用时,就不能把它看作质点。
例1:火车在研究从北京到天津所需时间时可看作质点,而要研究其通过某一位置所用时间,却不能.
例2:在研究地球绕太阳公转时可以看作质点,而研究地球自转时就不能看作质点。
结论:物体能否看成质点,必须看具体情况而定。
[强化训练题]?
①下列运动物体,可视为质点的有(BD)?
A.研究一端固定并可绕该端转动的木杆运动时?
B.研究月球绕地球运动时?
C.研究体操运动员在平衡木上的动作时?
D.教练员记录长跑运动员的分段成绩时??
②以下关于质点的说法中,正确的是(D)?
A.质量很小的物体就可以当作质点?
B.体积很小的物体就可以当作质点?
C.在研究某一问题时,一个物体可以视为质点,那么在研究另一问题时,这个物体一定可以视为质点?
D.物体能否看作质点,要具体情况具体分析
三、小结
这节课我们学习了有关参考系、质点的概念,这将是后面大家学习速度、加速度等概念的基础,所以同学们要结合实际问题将它们理解。
四、作业
课后练习题。
五、板书设计:
1、
2、
六、教学总结:
这节课主要采用学生自己从实际出发,启发学生自己讨论、鉴别,培养了学生自己分析问题,解决问题的能力。
第二节运动的描述
一、本节三维目标要求
1、知识与技能
根据物体运动路线把运动进行分类。
知道描写运动必须要有参照物,学会根据具体情况选取参照物。
能用事例解释运动与静止的相对性。
2、过程与方法
通过观察生活中物体的运动情况和教科书中的图片,来认识机械运动及其分类。通过讨论交流知道选定参照物来确定物体的运动的方法。
3、情感、态度与价值观
让学生知道探寻物质世界的奥秘,要从研究物质的运动开始,而研究运动,要从最简单的机械运动开始学习。形成学生对物质世界的正确认识,激发学生的求知欲。
二、重点与难点
用参照物来确定物体的运动,认识运动和静止的相对性是这一节的重点与难点。
三、教学设计及实施
(一)情景创设、提出问题
播放歌曲《红星照我去战斗》的MTV,并将歌词“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”定格在画面中。
设疑:“小小竹排江中游”我们是看见过的,那“巍巍青山”怎么会两岸走呢?此问题不用学生回答,只用此引入课题。
(二)过程实施
(1)运动的分类
教师讲解:我们日常所见到的物体运动大都是机械运动,运动的特点
都是物体位置随时间不断的发生改变,从一处到另一处,并经过一定的路线。请同学看课本23页图2-2-5,a、b两幅图中运动路线有什么区别?
学生:回答。
总结:根据运动路线的情况,可把运动分为直线运动和曲线运动。
(2)参照物
复习:什么是机械运动?
学生回答:物理学中,把物体位置的变化叫做机械运动。
教师讲解:根据机械运动的定义,物理学上首先用物体位置的变化来描述物体的运动。
播放列车开动的视频。
提问:你看到了什么?
学生回答:看到一列火车在动,实际上不是这列火车在动,是另一列火车开动了。
提问:为什么会有这样的错觉?
学生讨论交流,回答。
设疑:怎样判断物体是否运动?
此题不用学生回答。
让学生带着这个问题做课本24页的实验探究:动与静。并回答实验中所提的问题。
总结:判断物体是否运动和如何运动,首先要选一个标准物,这个标
准物叫做参照物。
教师讲解:如果物体相对于参照物的位置没有发生变化,则称这个物体静止,如果物体相对于参照物的位置发生变化,则称这个物体是运动的。
提问:在视频中对于火车,人眼产生错觉的原因是什么?
学生:回答。
提问:歌词中所唱的“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”是怎么回事。
学生:回答。
教师讲解:有了参照物,不但可以判断物体是否运动,还可以判断物体是如何运动的。以火车为例,可说明火车是向哪个方向运动的。
学生:列举身边的物体运动或静止的事例,并用参照物的概念解释如何判断它的运动情况。
教师讲解:参照物的选择应根据需要的方便来确定。研究地面上物体的运动,通常把地面或固定在地面上的物体做参照物;在这种情况下,参照物可以略去不提。
(3)运动和静止的相对性
学生实验:器材是两个矿泉水瓶,一根吸管还有水。
实验内容:在一瓶中灌满水,盖紧瓶盖,并在瓶盖上扎一个洞,插进一个吸管。让两位学生一人拿一个瓶子,要求在行走的过程中将瓶中
的水,加入到空瓶中。
提问:以空瓶子为参照物,那些物体是静止的?
学生:回答。
总结:判断一个物体是运动的还是静止的,以及它的运动情况如何,取决于所选的参照物。这就是运动和静止的相对性。
播放高空花样跳伞的视频。
提问:如何判断运动员的运动情况?
学生:回答。
让学生发挥自己的想象力,表演同步卫星与地球间的相对运动关系。
学生:一位学生自当太阳,而让另一学生当卫星,然后,两人很有默契的转了起来。
(三)小结:
1、判断物体是否运动和如何运动,首先要选一个标准物,这个标准物叫做参照物。
2、参照物的选择应根据需要的方便来确定
3、如果物体相对于参照物的位置没有发生变化,则称这个物体静止,如果物体相对于参照物的位置发生变化,则称这个物体是运动的。
4、判断一个物体是运动的还是静止的,以及它的运动情况如何,取决于所选的参照物。这就是运动和静止的相对性。
(四)作业:随堂练习册
第三节 运动的速度
【教学目标】
知识与技能:
(1)?知道如何比较物体运动的快慢;
(2) 了解速度的概念,能用速度描述物体的运动;
(3) 理解速度公式,能用速度进行简单的运算;
(4) 通过对物体运动快慢的分析比较,培养学生的分析概括能力和初步的探究能力;
(5) 培养学生理论联系实际、应用物理知识解决实际问题的能力。
2.过程与方法:
(1)?实例分析、对比、讨论;
(2) 初步体会双元相关物理量建立的一般思维方法。
3.情感、态度与价值观:
结合刘翔获得奥运会冠军的事例,对学生进行爱国主义教育。
【重点难点】速度的得出和理解是本课的重点与难点。
【教学方法】 启发、讲解、讨论。
【实验教具】电脑多媒体、投影。
【教学课时】 2课时
【教学过程】
一.新课引入
观看录像,问:大家看哪个动物跑得快呢?学会回答
要知道哪个动物跑得快,我们必须要比较。如何比较运动的快慢呢?本节课我们来研究这个问题。
二.进行新课
1、怎样比较物体运动的快慢?
学校的运动会上,田径赛跑正在进行,你怎样判断谁跑得快呢?让两学生分角色来作判断。
(1)假如你是观众,你怎样判断谁跑得快呢?
学生回答:看谁跑在最前面。
(2)假如你是裁判,你怎样判断谁跑得快呢?
学生回答:看谁先到达终点。
教师总结:上面的从两个不同角度来比较物体运动快慢,都是正确的,只是比较的方法不一样,第一种是用“相同时间比路程”,第二种是用“相同路程比时间” 。
(1)比较方法:① 相同时间比路程。② 相同路程比时间。
两种方法,在物理学中我们采用观众的方法,即用“相同时间比路程”。同时引入一个物理量来表示物体运动的快慢,这就是速度(velocity)。
(2)速度:
①物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量。
②定义:在物理学中,把单位时间内通过的路程叫做速度。
即:速度= 如果用符号v表示速度,s表示路程,t表示时间,则上面的公式可写成
计算公式:
单位:米/秒(m/s) 、千米/时(km/h)
知道了公式,我们还需要知道速度的单位。速度的单位是由路程和时间的单位合成的。如果路程的单位用米,时间单位用秒,速度的单位就是“米/秒”,这是速度的主单位。在交通中还有一个单位“千米/时”
读法:如汽车1秒内通过10米的路程,记作“10 m/s”读作10米每秒。
提问:反过来,如果知道一物体的速度是500 m/s,它的意思是什么呢?
学生回答:这个物体1秒内通过的路程是500米。
算算看:1 m/s的速度与1 km/h的速度比较哪个大?
所以1 m/s>1 km/h
提问:如果各个速度的单位不同时,如何比较它们的大小?
学生回答:换算为同样的单位比较。
【例题1】1992年,第25届奥运会上,我国选手杨文意以24.79s的成绩,夺得50m自由泳
金牌,并打破了她本人所保持的世界纪录。她游泳的平均速度是多少?
通过本题,我们要知道物理计算题的解题过程及要求.
已知:s=50m,t=24.79s。
求:v=?
解:根据题意,
答:她游泳的平均速度约是2.02m/s。
注意解物理计算题的四项:已知,求,解,答。
复习提问:
机械运动:〈1〉直线运动:①匀速直线运动.
②变速直线运动: a.匀加速直线运动;
b.匀减速直线运动 ;
c.无规律的变速直线运动.
〈2〉曲线运动:〔较复杂〕
物理学里研究问题总是从最简单的情况着手,匀速直线运动就是最简单的机械运动.下面我们首先研究匀速直线运动.
2、匀速直线运动
下面看两个动画,多媒体演示“匀速直线运动与变速直线运动的特点”。
通过观察大家知道了什么?
学生回答:
比较速度大小,可得出什么结论呢?
学生回答:速度大小相等。
匀速直线运动:速度不变的直线运动。
特点:在任何相等的时间内,通过的路程是相等的。
生活中你见到有什么运动是匀速直线运动?
学生回答:
变速直线运动:速度变化的直线运动。
特点:速度大小经常变化。
小结: 物体在一条直线上运动,在相等的时间里通过的路程都相等,这种运动就叫做匀速直线运动,简称匀速运动。
物体在一条直线上运动,在相等的时间里通过的路程不相等,这种运动叫做变速直线运动。
匀速直线运动的速度
做匀速直线运动的物体在单位时间内所通过的路程叫做匀速直线运动的速度.用符号“v”表示.
公式: v = S/t
对于一个做匀速直线运动的物体来讲,它的速度恒定,不随时间改变。
【例题2】一个物体做匀速直线运动,8秒内通过的路程是20米,那么,它在前5秒内的速度是多少米/秒。
分析:因为物体做的是匀速直线运动,所以前8秒的速度和前5秒的速度是相等的,因此本题只需要求前8秒的速度即可。
解:根据题意,得
答:它在前5秒内的速度是2.5米/秒。
刚才我们研究的是匀速直线运动,但在实际中做匀速直线运动的情况是不多的,绝大多数的物体都在做变速运动,请看一位同学百米赛跑时的记录:
第1秒 3.7米; 第2秒 6.3米; 第3秒 7.7米;
第4秒 8.0米; 第5秒 8.1米; 第6秒 8.2米。
显然,这位同学在相等的时间内通过的路程并不相等,他做的是变速直线运动。
又如,平时说某辆汽车在某一段时间内速度是50千米/时,是每时每刻的速度都这么大吗?不是的,遇到行人过马路,司机要临时刹车,速度要减小。无人时可能速度又大些,这个速度就是指汽车在这段时间内大概的快漫程度。实际上是用匀速直线运动的概念,去观察汽
车在这段时间内的运动的,我们算出了汽车1小时内通过的路程是50千米,就是说汽车在这段时间内的平均速度是50千米/时。
(二)变速直线运动的平均速度
1.平均速度:
对于变速直线运动通常用平均速度粗略地表示它运动的快慢.
(1)平均速度的物理意义: 表示变速运动的平均快慢程度。
(2)平均速度的定义:做变速直线运动的物体通过的总的路程,除以通过这段路程所用的时间,这样计算所求得的速度,就叫做变速运动的平均速度。
(3)平均速度的公式: S/t。
── 表示平均速度,单位:米/秒。
S ── 表示做变速直线运动的物体在t秒内通过的路程。
说明:
①平均速度不是速度的平均值;
②计算哪段路程内的平均速度,一定要用这段路程除以通过这段路程所用的时间去计算。
【例题3】某汽车沿直线运动时,前半段路程用20m/s速度行驶,后半段路程用30m/s速度行驶,在整个路程中,汽车的平均速度多大?
分析:根据平均速度的定义,可得出前半段和后半段的运动时间,再利用平均速度公式即可得全路程的平均速度。
解:设全路程为s,前半段运动时间t1,后半段运动时间t2.则
所以全程的平均速度为:
答:全程平均速度为24m/s.
平均速度是指物体通过某段路程共花费了多少时间这样一种平均快慢的概念,而花费
的时间并不一定是“运动”的时间。如:某物体在10s内从甲地运动到乙地,经过路程50m,接着在乙地停留10s.若求前10s内平均速度则是5m/s;求20s内平均速度则是2.5m/s.
2. 测平均速度:
〔实验步骤〕
a. 按图示要求将斜槽固定;
b. 分别测出乒乓球通过前一半路程和
通过整个路程所用的时间,并记入表中。
c. 根据表中数据,计算出乒乓球运动全程,前半程, 后半程的平均速度 、 、。
记录:
路程段
路程长〔米〕
运动时间〔秒〕
平均速度〔米/秒〕
全程
S1
t1
前半程
S2
t2
后半程
S3
t 3=t1-t2
(三) 速度公式的变形及其应用
①速度公式: v =S/t
②路程公式: S =vt .它表明在匀速直线运动中,运动的路程与其时间成正比.
③时间公式: t= S/v .它表明在匀速直线运动中,运动的时间与其通过的路程成正比.
【例题4】光的速度是300000km/s,光从太阳到地球需时间为8min20s,试求太阳和地球之间的距离。
解:根据v=s/t得,
答:太阳和地球之间的距离为1.5×1011m。
结合例题说明解物理题的一般步骤:
(1)写出己知条件,并统一单位;
(2)要求的物理量;
(3)解: a:写出依据的基本公式;
b:导出要求的物理量;
c:代入数值和单位;
d:得出结果。
(4)答。
【例题5】王宁的家到学校的路程是1.5km,他骑自行车的平均速度是15km/h,他骑车上学路上成需的时间为多少?
解:根据v=s/t得,
答:他骑车上学路上成需的时间为0.1h。
【例题6】在一次工程爆破中,用一条92cm长的导火索来使装在钻孔里的炸药爆炸,导火索燃烧速度是0.8cm/s,点火者点着导火索以后,以5m/s的速度跑开,他能不能在爆炸前跑到离爆炸地点500m的安全区?
解法一:
已知:v1=0.8cm/s,v2=5m/s,s1=92cm,s 2=500m,
求:t1、t2。
解:由 得,
∵t1>t2 ∴人能跑到安全区。
解法二:
已知:v1=0.8cm/s,v2=5m/s,s 2=500m,
求:s1。
解:由得
s1=v1t1=0.8cm/s×100s=80cm ,
∵s1<96cm ∴人能跑到安全区。
解法三:
已知:v1=0.8cm/s,v2=5m/s,s1=96cm,
求:s2。
解:由得
s2=v2t2=5m/s×120s=200m
∵s2>500m 能跑到安全区。
解法四:
已知:s1=96cm,v2=5m/s,s 2=500m,
求:v1=?
解:由得
∵v1>0.8cm/s ∴人能跑到安全区。
解法五:
已知:s1=96cm,s 2=500m,v1=0.8cm/s
求:v2=?
解:由得
∵v2<5m/s ∴人能跑到安全区。
【布置作业】
第三章 声
第1节 什么是声音
?
一 目标要求
1.???? 初步认识声是由物体的振动发生的,声的传播必需依靠介质,声具有能量。?? 了解在不同介质中声的传播速度是不同的,声在固体和液体中的传播速度比在空气中快。
2.?? 通过观察发声现象,能简单地描述所观察到的发声体的共同特性,培养学生初步的观察、对比和概括能力。通过声传播的实验探究,让学生初步学习在观察现象中发现问题,提出问题的能力。 让学生参与实验探究,初步学习实验探究的方法,体会科学探究的重要
性。
3.?? 通过本节学习,让学生知道我们生活在声的广袤空间中,声可以表达丰富多彩的情感,通过声可以获取大量的信息。 使学生初步领略声在人类社会生活中的作用,从而引起对声的好奇,激发求知的欲望。?
二 重点和难点
重点声音发生的条件。难点声波
三教学过程
1.情景创设、提出问题
展示教材中图3-1-1、图3-1-2让学生看图后,进行思考,讨论一些问题,动物都能发声吗?举例说出各种动物(狗、猫、鸟、蝉等)是怎么发出声的?你是怎么会听到声音的?声音是什么?声音有什么作用?让学生自由发挥,把学生带入声的世界,在讨论中切入本节主题:声的产生和传播。
2.过程展开
(1)观察发声体在振动。
让学生根据身边的器材例如刻度尺、橡皮筋、纸、塑料薄膜等发出声音,进行体验,当物体振动时可以听到什么?当物体停止振动还能发出声音吗?让学生用自己的语言描述物体发声时的共同特征,总结出发声的物体都在振动,声音是由物体的振动产生的这一结论。
对于发声时,振动不明显的现象比如敲击鼓面和音叉发声,可用实验进行演示。将纸屑放在鼓面上,让学生观察敲击鼓面发声时和用手按住鼓面使鼓不发声时纸屑的情况,学生虽然没看到鼓面的振动,但可从纸屑是否被弹起判断鼓面是否在振动;将悬挂的泡沫塑料小球接触音叉,让学生观察音叉发声和不发声时小球的情况,判断音叉是否在振动。进而提出问题:纸屑和小球在什么时候被弹起跳动?也可以让学生用手触摸喉头进行发声,感觉声带在振动。
为了提高学生学习的兴趣,举P43动物与声音中的例子,着重指出哪个部位在发出声音,引出声源的概念。
(2)声波
与水波相比较引出声波。进行如下描述:“……这样空气中就形成密疏相间的波动,以鼓面为中心向远处扩展……”可以以鼓心为中心,用两种不同颜色的圆,把空气的密和疏向四周传播形象地画出来。
通过对两种现象进行比较,引出声波的概念。鼓面振动使周围空气振动,并且这个振动由近及远地传播,声波是声源的振动在空气(或其他物体)中的传播。振动的传播,实质是能量的传播,就像小石子在水面激起水波,水波使小纸片上下运动。因为声波有能量,所以声波传入耳中会使耳膜振动,我们就感觉到了声音。
(3)声的传播需要介质
声在空气中能传播,在固体和液体中也能传播。为什么运动员在水下能听到音乐进行花样游泳?或让学生自己举例说出固体和液体也能传声。
声在真空中能传播吗?学生可进行猜测,教师可以引导他们提出证明猜测正确性的方法。学生可能提出许多方案,只要学生说出把声源放到真空中和不在真空中所产生的情况进行比较,都是正确的,并对其进行鼓励。
像教材中一样安排 “声的传播”的实验探究,让学生通过探究初步认识声不能在真空中传播,声的传播需要介质;电磁波可在真空中传播,电磁波传播不需要介质。
实验过程中启发学生不断提出问题并思考问题,比如罩内手机的应答声是怎么传到耳中
的?当抽气机抽去罩内的空气时手机的应答声音变小,让空气重新进入罩内时,声又变大,这是为什么?为什么始终能看罩内手机屏上信号的显示?鼓励学生根据已有的知识对探究过程现象发生的原因,可进行猜测与讨论,然后再得出结论。如玻璃罩内手机的应答声变化说明声的传播需要介质,声波不能在真空中传播。虽然听不到真空中的手机的应答声,但能看到显示,说明了电磁波可在真空中传播。
船上的人是怎么会听到远处船只航行的声音的?暖气管是怎么把敲击声传遍楼内各处的?通过对这些问题的思考可以让学生进一步了解能听到声音所需要的条件。
观察教材上的图3-1-10、图3-1-11开拓学生的知识面,并让学生领会到振动并不一定能感到声音;要感到声音,必须要有声源,介质和接收器。
(4)声速
提问:田径比赛时发令枪的烟雾和枪声应是同时发生的,为什么远处先看到烟雾后听到枪声?
在讨论交流中让学生知道光和声的传播都需要时间,从而引出声速的概念。但光比声传播的速度快得多,因此远处的观测者先看到烟雾后听到枪声。估测声速时可忽略光传播所需要的时间。测出从看见发令枪冒烟到听到枪声所需要的时间,就可估测出的声速。这种估测可能会有较大的误差。再让学生想出其他测声速的方案。只要学生说出要测出声速,必需测出声源到接收器的距离和声源振动到被接收器接收所需要的时间,利用v=s/t 就可。
声的传播快慢与哪些因素有关可让学生进行猜测,然后引导学生看声速表,幷对各种不同介质进行比较,知道声速与温度和介质有关,在常温下空气中的声速为340m/s。认识到固体中的声速最大,其次是液体,声音在空气中的传播速度最小。
(5)人耳的听声能力
在学生认识了声音和物体振动的关系的基础上,提出频率的概念。只要学生知道人耳对声的感觉有上下限(20Hz-20 000Hz),在此基础上,对超声和次声下定义,然后对耳朵的构造进行介绍,并教育学生不要损害耳朵,保护自己的听力。
第2节 乐音的三个特征
?
一、目标要求
1.? 能从日常生活的直接感受中知道乐音有音调、响度和音色的区别。 常识性知道音调的高低与声源振动的频率有关,响度的大小与声源振动的振幅和离声源的远近有关,不同发声体发出的音色不同。
2.?? 通过观察声波的图形,初步学习利用仪器进行探究,观察图形进行分析的方法。
3.??? 通过观察波的图形,使学生初步体会到科学探究不能光凭人的感观,还要借助于仪器,初步建立利用仪器进行测量的观念。?
二、重点和难点
难点音色的认识
三、教学过程
1.情景创设、提出问题
放音乐,提出同样是乐音它们有什么区别的问题。启发学生自己得出声音有大小、高低之分,不同乐器发出的声音是有区别的。然后总结出乐音的三特征。再提出这些特征与声源振动情况有什么关系的问题。
2.过程展开
(1)实验探究音调的高低
组织学生用刻度尺做此实验。然后进行讨论:刻度尺伸出桌面的长度不同,所发生的振动现象有什么不同?由此听到的声音有什么不同?主观感受的音调高低和刻度尺振动的快慢有什么关系?
再次提出频率的概念,并复习其单位。强调一下音调决定于声源振动的频率,一般情况下声源振动的频率大,主观感受的音调就高。
指导学生阅读“一些声的频率表”,重温人耳可听声的频率范围及其对超声、次声的定义。
(2)设计响度的演示
①学生根据生活经验比较容易猜测到响度与物体振动的幅度有关,因此可以再由学生通过自己设计的实验进行证实,例如利用将一根橡皮筋拉紧,轻轻拨动和重拨听一听所发出的声音有什么区别?
②通过敲响队鼓,敲击由轻逐渐加重,让学生观察鼓面上泡沫塑料小球的跳动的变化,同时听鼓声的变化。启发学生自己得到响度与振幅的关系。
③另外,轻轻摇动响铃,使前排学生可听到铃声。后排学生几乎听不见,表明响度还与离声源的距离有关。
(3)音色
播放不同的乐器演奏的同一个调的同一首曲子,让学生区分是什么乐器演奏的,进而向学生提出问题:你是凭什么区分出不同的乐器呢?学生会感性地认识到在音调响度都相同时不同声源发出声音的不同就是音色的不同。
(4)观察声波的图形
观察声波的图形的实验,主要目的是让学生比较形象地认识声波,同时引起他们学习的兴趣。
介绍:话筒把声信号转变为电信号,输入示波器后可在荧光屏上显示出相应的图象。通过演示,只要让学生知道看不见的声波可通过仪器显示,借助仪器是科学研究所必需的。
让学生通过观察两个频率不同的音叉发出声的波形,获得具体的感性认识。使学生知道不同频率的声音在波形上有什么区别。然后可让不同的学生在话筒前发声,观察其波形。用不同的力敲击同一音叉,观察波形,使学生知道不同响度的声音在波形上的区别。指导学生观察不同乐器产生的声波波形的区别。波形图包含了乐音的三特征。
3.作业。
第3节 奇异的声现象
?
一、目标要求
1.了解回声和共鸣。 了解混响现象。
2.通过阅读文字以及欣赏图片获得生活和自然中回声和共鸣的知识,培养学生的阅读能
力。
3.?? 通过回声,共鸣有趣的声现象的介绍,使学生领悟到物理就在我们身边。 通过阅读 “动物与声音”,体会现实世界声音的丰富多彩,培养学生热爱生活热爱科学的情感。?
二、重点和难点
重点回声。共鸣是难点。?
三、教学过程
1.回声
由美丽的弋阳圭峰四声谷出现的回声现象,引出回声概念。
回声是声波的反射在人耳引起的感觉。可向学生提出,为什么离障碍物距离近时就感觉不到有回声呢?让学生知道回声和原声至少相差0.1秒以上才能感觉有回声。如果原声和回声间隔不到0.1秒,回声与原声混在一起,可加强原声。
由学生举出自己所知道的回声现象,并进行解释。
简介回音壁、三音石、莺莺塔等建筑中的声现象,引起学生兴趣,激发学生学习热情。并进行爱国主义的教育。
2.混响、混响时间
声波在大厅中传播时,被四壁不断反射,即使在声源停止声辐射后,还会有声音的感觉,但由于声波的能量,不断被四周的墙壁和其它障碍物吸收,所以当声源停止振动后,声音只能维持有限的一段时间,这种现象叫混响,所维持的这段时间叫混响时间。
3.用音叉演示共鸣现象
如教材中第42页图3-3-5,敲响右边的音叉,左边的音叉也会发声,并把悬挂的泡沫塑料小球弹起。提出下列问题并组织学生进行讨论。
右边的音叉振动,通过什么传播给左边的音叉?如果是真空,左边的音叉能振动吗?
如果左边换个不同频率的音叉,还能发生此现象吗?
通过观察和讨论,使学生对声波和共鸣有了感性认识。知道右边的音叉振动产生了声波,声波具有能量,当左边的音叉与右边音叉频率相同时,获得能量最大,以至于振动,发出了声音。接着给共鸣下定义:由一个物体振动发出声音,引起与它振动频率相同的另一个物体的振动而发声的现象叫共鸣。
指导学生阅读教材中关于共鸣的故事。可以让学生自由发挥,列举生活中的共鸣现象。
4.教材中第42页和第43页的图可让学生自己阅读,其内容包含了声的多方面知识,如声音传递信息,声可在水中传播,超声,次声,回声现象等。可提出问题帮助学生在图中获取信息。
四、作业:
(一)“自我评价”参考答案
1.当声音在传播过程中碰到障碍物被反射回来,反射回来的声再次被接收称为回声.
(二)“家庭实验室”指导
1.回声一般比原声要弱得多,这是因为声波在传播过程中有一部分能量损失。回声的强弱还与声波所撞击的材料有关。有些材料反射声波的能力强,有些材料能吸收投射到它们上面的大部分声波。研究材料反射和吸收性能,在声音的应用方面是很有意义的,通过这个实验使学生对材料的声性能有些了解。
2.每个物体都有自己的固有频率,当敲击其中一个装有水的高脚杯时,另外一个发出了
相同的声音,说明它们的固有频率相同,发生了共鸣现象。通过这个实验,让学生知道共鸣是要有条件的。
第4节 噪声
?
一、目标要求
1.了解噪声的来源和危害。 知道防止噪声的途径。
2. 通过体验和观察,了解噪声的来源。结合前面所学的关于“声产生和传播的条件”的知识:,思考防止噪声的途径。
3.? 在知道噪声危害的基础上,自觉培养社会责任感,注意养成良好的社会公德,增强环境保护的意识。?
二、重点和难点
提高学生环境保护的意识是本节的重点。?
三、教学过程
1.情景创设、提出问题
让学生感受用铁皮刮玻璃和敲击音叉所发出的声音.并观察示波器中两种声音的图形。学生感受到音叉发出的声音悦耳,而铁皮刮玻璃的声音刺耳难听,令人烦躁不安。再让他们比较在示波器中显示的两种波形的区别,学生通过感受和观察,从物理和环保初步认识噪声。
2.过程展开
结合图3-4-1和图3-4-2 是噪声的两个例子.采取分组讨论的方式, 指导学生阅读教材,并对如下问题进行交流讨论:
①什么是噪声?
②为什么有时乐音也是噪声?
③举例说明噪声对人的危害。
④根据第46页的表,将一天中通常可能听到的声音的响度作一估计,描述你对这些声音的主观感觉。
⑤减弱噪声的方法有哪些?有关这方面你能做哪些工作?
教师在学生讨论的基础上进行总结:
(1)噪声及其来源
强调从环保的角度,凡是妨碍人们工作,学习和生活以及对要听的声音起干扰的声音都属于噪声.噪声来源大致为以下几方面:
交通运输噪声;施工噪声;社会生活噪声;工业噪声。
(2)噪声的大小及危害
噪声的等级由响度的单位分贝来表示。指导学生阅读教材P46的表,引导学生注意在这些环境中的的分贝数,让曾经体会这些噪声污染的学生描述当时的主观感受。同时,可以结合《中华人民共和国环境噪声污染防治法》中对于城市、工业区等区域内噪声标准的界定,说明噪声在当代社会造成的危害已需通过法律进行防治,提高学生的公民环保意识以及法律意识。
另外,可以向学生说明,噪声除了对人生理和心理有影响外,噪声还有其他危害,如噪声能导致工作设备"疲劳"以至断裂,例如喷气式飞机发出的声音能将附近的建筑物的玻璃窗震裂。
(3)如何使噪声小些
以听到声音的条件为线索,引导学生想出减弱噪声的途径。减弱噪声有三条途径,声源处减弱;传播过程中减弱;人耳处减弱。教材中图3-4-4,图3-4-5,图3-4-6分别是这三条途径的例子。吸音的物质可作为制造声音屏障的材料,结合第44页的“家庭实验室”(探究声的反射与共鸣),让学生选择最适合做声音屏障的材料。
?四、作业
“走向社会”指导
可以让学生写一篇关于学校或社区周围噪,声来源的调查报告,提出减少噪声的建议.做一份呼吁人们采纳这个建议的海报.
第5节 声与现代科技
?
一、教学目标
1. 了解声在现代技术中的应用。
2. 通过阅读文字、图片,观看录像资料,获得有关声知识的应用。
3.介绍声在现代技术中的应用,培养学生热爱科学的情感。?
二、重点和难点
重点在于培养学生热爱科学的情感。?
三、教学过程
1.情景创设、提出问题
先让学生观看有关动物利用声的动画和录像.重新看P43图3-3-6(动物和声音).可提出以下问题:什么是超声波、次声波?动物是如何利用声音的?你知道哪些声在生活和其他方面的应用?进而组织学生进行课堂讨论。
2.过程展开
(1)超声是个多面手
超声波与可听声有一样的传播速度,并遵循反射、折射和绕射等传播规律.但由于频率很高,因此又具有奇特的性质,例如在均匀的介质中定向直线传播;与一般声波相比,它的功率很大等等。利用超声波的这些特性,可以为人类服务。
让学生观察教材中图3-5-1声纳探测的示意图,提出一些问题:声纳能测距的原理是什么?利用声纳测量海底的深度,需要知道什么?需要测出什么?然后利用什么公式进行计算? 并引导学生通过思考复习有关声速的概念以及回声现象后,了解声纳测距、定位的原理。
教师还可介绍根据反射波的强弱可测出被测物的大小和形状.并由此进一步说明教材中图3-5-3的B超的基本原理。
解释超声加湿器。
(2)次声本领大
次声波的频率大至为1Hz-20Hz,由于次声的频率很低,因此显示出它种种的特性.最显著的特性是传播的距离远,而且不易被吸收。
指导学生阅读教材,并对次声的应用进行归纳。向学生简单解释海洋中的次声以及自然灾害中产生的次声等等。根据教学资源提供的内容进行进一步的展开。
(3)声识别技术介绍
第四章 在光的世界里
第1节 光的传播
?
一、目标要求
1. 理解光沿直线传播的条件,认识反射、折射现象。? 了解光在真空中的传播速度c=3×108m/s。了解光的在社会生活与生产中的一些应用
2.?? 观察光在空气、水和玻璃中传播的实验现象,认识光沿直线传播是有条件的。??? 通过讨论“光传播的是什么”,了解光是传播能量和信息的重要载体。?
3.??? 通过介绍墨子在光学中的贡献,激发学生的民族自豪感,进行爱国主义教育。???? 通过对光沿直线传播的探究性学习活动,使学生认识到理论的片面性。?
二、重点与难点
设计与组织关于“光总是沿直线传播吗”这一问题的探究活动是本节的重点和难点。?
三、教学过程
1.实验探究过程设计
实验前展示一些霞光万道、晨曦中穿透树林的道道阳光、节日夜空中的多彩的激光等优美图片或视频,让学生欣赏绚丽景象的同时认识到大自然中有许多光沿直线传播的例子,在轻松的环境中进入这节课的学习。
光在空气中沿直线传播,学生在小学科学中已经知道,“光总是沿直线传播吗?”引导学生探究“光沿直线传播的条件是什么?”
引导学生设计实验
(1)光在遇到其他物体,在界面处发生反射;(2)光遇到其他透明物体,在界面处发生折射:(3)在同种不均匀介质中,光线可能发生弯曲。
在探究活动中要求给每组学生配备激光笔,教师要强调激光束一定不能直射入眼睛。可以把激光笔发出的激光束照射到光滑的桌面以及小平面镜上,观察反射现象。用激光笔发出的激光束照射到水中或玻璃中,观察激光束在玻璃或水中的传播路径。为了能看到水中的光路,可以在水槽的里面铺一张白纸作衬,也可以在水中滴少许牛乳或墨水。光在同种不均匀介质中传播的实验难度较大,建议课上放一段实验的视频,有兴趣的学生可以课下探究。
通过以上探究,教师应该引导学生对所观察到的物理现象作出总结,并得出“光在均匀介质中沿直线传播,光在两种介质的交界面,发生反射和折射”这一结论。
2.光的传播速度
在真空或空气中的速度c=3×108m/s。光在各种介质中的速度都比在真空中的小。在此,可以介绍诺贝尔奖获得者朱棣文使光在特殊介质里1s只传播几米,增强民族自信心。
为了使学生理解光速有多快,教材中用一幅漫画加以注解,形象生动地说明光速非常快。教学时应使学生了解真空中的光速是宇宙间最快的速度,并记住c=3×108m/s这个重要的物理常数。
四、作业
(一)“自我评价”参考答案
1.可以。根据光在均匀介质中直线传播的规律,将两条光线作反向延长,交点即是室内
电灯的位置。
2.7.46
3.瞄准器等。
第2节 光的反射定律
?
一、目标要求
1. 了解光的反射现象,知道法线、入射角和反射角的含义。 理解光的反射定律。认识反射现象中光路的可逆性。 知道什么是镜面反射,什么是漫反射。
2.经历探究“光反射时的规律”,获得比较全面的探究活动的体验。 通过“小制作”和“我的设计”,学习控制光束方向。通过对比观察,了解镜面反射和漫反射的主要差异。
3. 在探究“光反射时的规律”过程中培养学生的科学态度。 鼓励学生积极开展
小发明、小制作活动,认识平面镜在科学技术、生产和生活中的广泛应用。 通过“走向社会:太空镜”,提高学生将科学技术应用于生活和社会的意识。?
二、重点与难点
重点光的反射定律, 难点是应用反射定律控制光束方向和镜面反射与漫反射的成因。?
三、教学过程
1.实验探究过程设计
(1)课题的引入
让学生认识到人类主要通过眼睛来获得信息,我们能够看见物体,是因为物体表面都能反射光,由此说明探究光的反射规律的意义。
(2)光的反射定律的教学
1.实验材料准备
材料:激光笔、平面镜、白纸板、量角器、纸筒(牙膏盒)等。
2.实验过程
(1)用光反射实验器演示光的反射规律:
图4-2-1所示是光的反射实验器,实验器的底座上竖立着一个白色的光屏,光屏的平面上刻有角度,中间为0o, 0o的正下方O点处是放在底座上的小平面镜,用一条细小光束代表光线沿光屏的平面照射到平面镜上的0点处,这时光屏的平面上将显示入射光线A0以及由平面镜反射出来的反射光线0B。
讲述①什么是法线,什么是入射角和反射角。引导学生根据前面的实验结果总结出反射规律
反射规律探究结束后,让学生做一些应用反射定律控制光束方向的练习,为平面镜成像的学习做一些准备。在教科书图4-2-3的小制作中,为什么要求两块平面镜要保持平行,并与水平方向成45°?可以引导学生用光的反射定律来证明。在设计“将光偏转180°的装置”中,可以让学生思考设计还有什么缺陷,怎样改进。
2.关于光路可逆性的教学
让学生看课本图4-2-5小猫和小聪的漫画,为什么有这种现象?光反射时光路的可逆性,再由学生做一下有关的实验,教师站在教室外,通过平面镜观察学生,学生也一样观察教师。
3.镜面反射和漫反射的教学
如果有太阳光射入教室,也可以演示太阳光斜射在平面镜上,会在墙上产生一个明亮的光斑;用白纸反射则不会产生光斑。提出问题:这是为什么?
反射定律是以理想化的光线为研究对象,每一条光线在发生反射时,无论是镜面反射,还是漫反射,都遵守反射定律。当反射面是一个光滑平整的镜面时,平行光束里各条光线的入射角都相等,根据反射定律,反射角也相等,所以,反射光束仍然是平行光束,这种反射是镜面反射。图4-2-10中,平行光束照射到凹凸不平的反射面时,这反射面可以看成是由许多小的平面组成,据此,可引导学生解释漫反射的原因。问题:黑板“反光”是怎么回事?
第3节 平面镜成像
?
一、目标要求
1.了解平面镜成像的特点。平面镜成虚像,了解虚像是怎样形成的。 了解日常生活中平面镜成像的现象。
2.经历“平面镜成像特点”的探究过程,学习实验探究的基本思路和方法。 通过折纸,感悟虚像的形成原因。
3.在探究“平面镜成像特点”中体会克服困难、解决问题,“发现”成功的喜悦。通过对桂林山水的图片观察,感受大自然的美。通过对平面镜的物与像对称的讨论,领略平面镜成像中的简洁对称之美。通过实验,培养实事求是的科学态度。 通过利用平面镜的小发明、小制作,认识平面镜在科学技术、生产和生活中的广泛应用。?
二、重点与难点
重点是设计探究平面镜成像特点的实验探究活动,难点是虚像概念的建立过程。?
三、教学过程
1.实验探究过程设计
学生对平面镜很熟悉。通过节首图“桂林山水”,将平面镜的概念进一步拓广,同时学生能感受大自然之美。
在平面镜成像实验探究中,要解决两个问题:一是掌握平面镜成像的特点,二是要学习实验探究的基本思路。
(1)创设情景,提出问题
让学生观察自己在平面镜内所成的像,并对成像的大小提出看法。通过观察,很多同学会象小聪一样,得出像比物小的想法。老师可以象小明那样把手放在镜子上,得出不同的结果。在此情景下,学生产生认知冲突,提出平面镜成像到底有什么规律的问题。
(2)设计实验,进行探究
制定计划与设计实验是本节课的重点。要让学生展开想象的翅膀,通过讨论,确定实验器材,制定实验计划及实验步骤。在课堂讨论中老师可适当提问加以引导,这样做可充分调动同学思维的主动性,使学生思路更加清晰,实验更有兴趣,实验探讨更有创造性,使学生有了敢于思考,敢于探索,敢于创新的精神。
用玻璃板作平面镜,用相同的物体与像进行比较,通过视觉和触觉来感知虚像,是这个实验设计的三个极巧妙之处。如何让学生想到这些方法,是设计探究的关键。教材中,在实验中发现问题,学生讨论交流,以对话为路标,来经历这个设计过程。
探究中,应该让学生把蜡烛至少换一个位置,再重做一遍实验。这样要求的目的,是为培养科学态度,以免由于为了节省时间而忽略缺少必要实验的环节,长此以往,会使学生养成不良的研究习惯,或形成以偏盖全的片面的思维方法。
(3)分析与论证,提出新的猜想与假设
在学生对若干次实验结论的分析时,要引导学生感知对称之美,提出关于物距和像距的猜想,进行探究。
学生的探究活动,因为具有示范作用,所以要求学生按探究的环节进行。为了使学生通过动手实验,自己总结出规律,老师要积极引导学生讨论交流,帮助学生制订探究的计划。
(4)结论
通过探究活动,要求能总结出平面镜成像特点:
①像与物体大小相同。?
②像和物体到镜面的距离相等。
(5)实验探究中的几点说明
找出物体在平面镜中所成的像的位置,是学生探究出平面镜成像特点的关键。实验时选用的玻璃要薄些,如果用厚玻璃做这个实验,可能会看到两个不重合的像。为了准确总结出“物像等距”的特点,可以在纸上事先画好坐标。
这个实验也可以用两个相同的跳棋子来做。把一张白纸的半边涂黑(或贴上一张复写纸)铺在桌面上,把一个跳棋子放在玻璃板前面纸的白的半边上,玻璃板后面就
出现清晰的棋子的像。另外拿一个棋子放在玻璃板后面,移动这个棋子,直到看上去它跟像完全重合。这样做实验更为简便易行,学生都可以做好。
2.了解虚像是怎样形成的
实验探究中,学生可以通过视觉和触觉来感知虚像,但很难从根本上理解平面镜的虚像是怎样形成的。所以教材的图4-3-4中,利用反射定律对光束分析,让学生来了解虚像的成因。为了使同学们能直观地看到光的传播过程及成像原理,有条件的老师可以用计算机课件来演示,结合实验时在玻璃板后面用屏幕接不着像的事实,使同学们理解虚象不是光的汇聚形成的。
在“讨论交流”中,用纸条模拟演示过程,学生可进一步形象直观地认识平面镜成像的物理过程,从纸条的折叠和展开过程中能形象生动地认识物像关于镜面对称的关系。并由此总结出作图方法。
3.平面镜成像的一些应用
平面镜的应用比较广泛,教师引导学生对身边的事物观察,讨论一些平面镜成像的应用,例如水面倒影。也可以作为课后的活动,让学生调查生活中平面镜的使用等问题,或搞一些小发明,小魔术如万花筒等。
第4节 光的折射规律
?
一、目标要求
1.?? 通过实验探究,知道折射光线、折射角的涵义,了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。了解光在发生折射时,光路的可逆性。 了解生活中的光的折射现象,并能用光的折射规律进行解释。
2.??? 经历“光的折射规律”的探究过程,学习描绘光路、记录实验数据的方法。? 体验由折射引起的错觉,在实验中养成实事求是的科学态度。
3.?? 初步领略折射现象的美妙,获得对自然现象的热爱、亲近的情感。?
二、重点与难点
重点是光的折射规律,难点是用光的折射规律解释现象。?
三、教学过程展开
1.实验探究过程设计:
首先让学生观看海市蜃楼的图片(图4-4-1)或视频(见所附光盘),引起学生的学习兴趣。然后通过观察图4-4-2的实验现象引入课题,从而激发学生的思维,引发学生思考。
用实验演示光从空气射入水中的折射现象时,教师应引导学生从实验现象抽象出光的折射示意图,最后画出光路图,由此认识入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角、反射
角等,为进一步探究光的折射规律作准备。有许多同学认为反射现象和折射现象二者不会同时发生。但事实上常常是反射和折射同时发生。借助这个演示实验,要澄清学生的模糊认识。
实验探究中,先介绍实验装置:激光光源、玻璃砖等。让学生猜想,一束光射到玻璃砖平面上,进入玻璃的光线将沿什么方向行进,如果改变方向,是向界面偏折呢,还是向法线偏折?明确观察目的和观察对象。实验时,应改变入射光线的方向三次,注意观察玻璃中折射光线的方向怎样改变,记录光路。实验中如何记录光路,对学生是一个难点。教师引导学生由发光点、入射点、从玻璃的出射点来确定光路。最后,让学生总结出光从空气斜射入玻璃中时的折射规律。
2.光路的可逆性:
用实验模拟小猫叉鱼问题,由于折射成像问题比较复杂,让他们到实际中体验,使他们相信折射真的产生错觉。并由此引出折射光路可逆性的讨论。
光路的可逆性也可通过实验来验证,让光由空气射入水(或玻璃)中,记下入射光线、
入射点、折射光线的位置,再让光线逆着折射光线方向射入,让学生观察光线是否逆着原入射光线方向射出。
3.物理欣赏:
对折射的奇异现象,要求学生领略物理现象的奇异、美妙,获得对自然现象的热爱、亲近的情感。用光的折射解释课文所提供的物理现象对初中学生而言比较困难,因此只要求学生能知道这些现象是由于光的折射造成的,不必要求学生都能够进行解释。
?第5节科学探究:凸透镜成像
(两课时)
?
一、目标要求
1.知识与技能
????????? 了解透镜的种类。
????????? 了解透镜的焦点、焦距,认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
????????? 探究并知道凸透镜成像的规律。
????????? 了解透镜在投影仪中的应用。
2.过程与方法
????????? 能在探究活动中,初步获得提出问题的能力。
????????? 通过探究活动,体验科学探究的全过程和方法。
????????? 学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
3.情感、态度与价值观
????????? 具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和生活中的物理道理。
????????? 初步建立将科学技术应用于实际的意识。
?二、重点与难点
本节教学的重点是探究凸透镜成像的规律,这也是教学的难点。
?三、教学过程
第一课时 认识透镜
(一)谈话导入:
(二)新授:
1.凸透镜和凹透镜认识:
①先让学生观察眼镜镜片,看看近视镜片和远视镜片有什么不同,然后学生出示各种各样的透镜:有的中间厚边缘薄,有的中间薄边缘厚,并画出板图如课本图3.1-1所示。再说明透镜是组成照相机、投影仪、显微镜、电影放映机等光学仪器的重要元件。? ②照课本图3.1-2简单介绍一下透镜的主光轴和光心。对于光心,让学生知道大致在透镜的中心处即可。??
2.想想做做
做课本图3.1-3的实验来研究凸透镜对光的会聚作用。可让学生分组做,最好人人动手,以增加学生的体验,要使学生对凸透镜这种重要的光学元件对光的作用了解得充分一些。这个实验,可以在阳光下做,也可用平行光源(可用手电筒代替,但距凸透镜要远些)做,还可利用平行光源、光具盘和凸透镜演示。实验时,可以量出焦距。?
用凹透镜代替凸透镜实验,可以说明凹透镜不能使平行光线会聚,对光有发散作用。?3.焦点和焦距
根据实验现象画出板图如课本图3.1-4所示。介绍凸透镜的焦点、焦距,并在板图上用符号标出。?对于学习基础好的学生,还可以进一步说明:?
①凸透镜的会聚作用是由于光线通过它的两侧表面发生两次折射造成的;?
②焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱,焦距短的会聚作用强(光线通过后偏折得厉害);?
③凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短:表面越凸,焦距越短。每个凸透镜的焦距是一定的。??
(三)课堂小结,作业.
1、拿两块透镜让学生测出焦距。这个问题已经在“想想做做”的栏目中做过了,这里让再做一遍,是让学生加深印象,同时让他们知道,不同的透镜焦距是不同的。?
2、焦距短的透镜偏折得更多些。?
3、把小灯泡放在凸透镜的焦点上,小灯泡发出的光通过凸透镜后就可以变成平行光。这里利用了前面学过的光路可逆性。?
第二课时、生活中的透镜
一、目 标
1、了解透镜在日常生活中的应用。?
2、经历制作模型照相机的过程,了解照相机的成像原理。能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征。?
3、通过模拟相机的制作和使用,获得成功的愉悦。具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。初步建立将科学技术应用于实际的意识。
二、教学过程
1.照相机
①先出示真实的照相机,让学生仔细观察照相机的镜头,使他们对照相机镜头有直观的印象,指出它的作用就相当于一个凸透镜,来自物体的光线经过照相机镜头后,在胶卷上形成一个缩小的像。??
②想想做做
自制模拟照相机,使学生对利用凸透镜成缩小的实像有较直观、深刻的印象。同时培养学生的动手能力。?
模拟照相机的制作可照图3.2-2所示。本制作所用材料比较简单,可由学生自己去找,也可由教师准备。最好每人一套。?
找两个直径大小相近,长约15cm的圆纸筒(也可用硬纸板折叠成方形纸筒),使一个纸筒刚好能够套入另一个。在直径较大的纸筒前面,固定一个凸透镜。在直径较小的纸筒前面,固定一个屏幕。屏幕可以用半透明塑料薄膜(或蜡纸、毛玻璃)制作。把较小的圆筒有屏幕的一端朝里,套入较大的圆筒内。这样模拟照相机就做成了。?
把模拟照相机对准某个人或物体,拉动纸筒改变透镜和屏幕之间的距离,就能使物体在屏幕上形成一个清晰倒立的像。通过获得清晰像,让学生感受照相的过程。通过观察,可以知道,照相机所成的像是倒立缩小的实像。??
2.投影仪
投影仪是教学中经常使用的仪器,照图3.2-4介绍投影仪的构造。让学生仔细观察投影仪的投影镜头,演示利用凸透镜可以使物体成放大的像:把投影仪上的反光镜取下,使光
线直接照射到天花板上,调节镜头,在天花板上就能得到投影片上图案的像,让学生仔细观察像的大小、正倒。也可用幻灯机演示。通过演示,让学生对利用凸透镜成放大倒立实像有较深的印象。??
3.放大镜
放大镜是凸透镜,也是常用的光学仪器之一。让学生用放大镜看书上的字,并改变放大镜到字的距离,观察字的放大情况。说明利用凸透镜能使物体成放大的像,但这个像与投影仪所成的像是不同的,它是正立的虚像,并且像与物体在同一侧。使学生对利用凸透镜成放大的虚像有一初步的印象。??
课后作业:
1、手持凸透镜在窗户和与室内的白墙之间移动,移到某个位置时,窗框外的景物能在墙上形成一个清晰、倒立的像。?
2、凸透镜在灯泡和白墙之间移动时,有两个位置可以在墙上得到所画图案的清晰的像。离灯泡较近的位置,像是放大的;离灯泡较远的位置,像是缩小的。所成的像都是倒立的。?
3、找一块透明的硬塑料板或平板玻璃,在上面滴一滴水即可用来观察。用它看书上的字,字就被放大了。小水滴就是一个凸透镜。
三、凸透镜成像规律
一、目 标
1、理解凸透镜的成像规律
2、能在探究活动中,初步获得提出问题的能力。通过探究活动,体验科学探究的全过程和方法。学习从物理现象中归纳科学规律的方法。?
3、具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,勇于探究日常用品中的物理学原理。乐于参与观察、试验、制作等科学实践。?
二、教学过程:
1.探究?凸透镜成像的规律
教师引导学生进行探究。?
通过上一节的学习,我们知道了照相机、投影仪里面都有凸透镜,放大镜本身就是一个凸透镜。他们都利用凸透镜使物体成像。照相机所成的像比物体小,而投影仪所成的像比物体大;照相机、投影仪所成的像是倒立的,而放大镜所成的像是正立的。?
①引导学生提出问题:凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系??
然后让学生提出猜想:照相时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大,而投影仪中物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小,看来像是放大的还是缩小的,跟物体和像的相对位置有关;无论照相机还是投影仪,物体和所成的像都在凸透镜的两侧,而在放大镜中,物体和像在透镜的同一侧,看来像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。?
②制订实验计划,指导学生做实验,验证上面的猜想是否正确。?
实验前先向学生介绍实验装置和做法,使学生明白实验研究什么和怎样去研究。在学生知道了实验的目的和做法以后,让学生按照课本中列出的实验步骤独立地去实验、观察。课本上没有用光具座来做实验,是考虑到许多学校没有或只有数量很少的光具座。如果有用光具座做实验,会方便些。?
照课本上介绍的方法,先把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置,调整光屏与透镜的距离,使烛焰在光屏上成一清晰的像,观察像的大小、正倒,分别测量物体、像到凸透镜的距离,把数据记录课本上的表格中。
把蜡烛向凸透镜移近几个厘米,放好后重复以上操作,当蜡烛移到透镜的焦点时,在光屏上得不到蜡烛的像。?
继续把蜡烛向凸透镜靠近,这时在光屏上已经看不到蜡烛的像,用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像。?
在学生实验的基础上,让学生自己总结凸透镜的成像规律,并让他们书面或口头表述自己的观点。使学生知道:当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时,物体成倒立的像,当物体从较远处向透镜靠近时,像逐渐变大,像到透镜的距离也逐渐变大;当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成放大的像,这个像不是实际折射光线的会聚点,而是它们的反向延长线的交点,用光屏接收不到,是虚像。可与平面镜所成的虚像对比(不能用光屏接收到,只能用眼睛看到)。??
2.虚像和实像
当物体与透镜的距离大于焦距时,物体成倒立的像,向学生说明这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的,是实际光线的会聚点,能用光屏承接,是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成正立的虚像。可以回顾平面镜成虚像的情况,使学生明白实像与虚像的区别。??
想想议议
学生们知道了什么是实像,什么是虚像之后,让他们根据上面探究的结果,讨论并总结什么情况下凸透镜成实像,什么情况下成虚像,凸透镜所成虚像与平面镜所成虚像有什么相同之处。?
3.再结合凸透镜成像的规律,进一步认识照相机、投影仪、放大镜的原理。?
①照相机原理和构造?
照相机是人们经常接触的东西,了解照相机的基本结构和原理是有文化的公民应该具有的科学常识。可以用照相机实物或模型与挂图对照讲解:镜头相当于凸透镜,胶卷相当于光屏,机壳相当于暗室,被拍照的物体到镜头的距离要远远大于焦距才能在胶卷上得到倒立、缩小的实像。为了使学生对照相机的构造和使用了解得更实际些,可向学生介绍照相机的主要组成部分的作用和使用方法,主要是调焦环、光圈和快门。如果有照相机实物,做照相示范就更好。还可以让学生谈自己照相的体会,如何才能把相片照好,提高兴趣,活跃思维。同时可以问一些这样的问题,例如:为了使照片上人像大一些,照相时人应该靠近还是离开照相机一些??
②投影仪的原理和构造?
投影仪的构造主要有:镜头、投影片、聚光镜、光源和反光镜等部分。光源是用来照亮投影片的;聚光镜为一组凸透镜,其作用是聚光,增加投影片的亮度;反光镜是平面镜,其作用是把射向投影片的光反射到屏幕上。根据凸透镜成像规律讲述投影仪的原理和基本构造,应指明投影片相当于上面实验中的蜡烛(物体),天花板相当于光屏,镜头起凸透镜的作用。投影片到镜头的距离稍大于焦距,所以在幕上能成放大的实像。
在介绍投影片时,需指出投影片应放在凸透镜的焦点以外,并且距焦点较近,在天花板上才能得到正立、放大的实像。?
3、放大镜原理?
凸透镜作放大镜,就是利用了凸透镜能成放大的虚像这一原理。?
三、课堂小结,课外作业
①玻璃瓶相当于一个柱面透镜。当铅笔由靠近水瓶的位置向远处慢慢移动时,透过水瓶会看到铅笔尖逐渐变长,到某一位置时,铅笔尖突然改变方向。?
用凸透镜做实验,当铅笔由靠近凸透镜的位置向远处慢慢移动时,透过凸透镜会看到铅笔逐
渐变大,而形状保持不变,到某一位置时,铅笔尖也会突然改变方向。(所用的凸透镜焦距要比较短)?
②“傻瓜相机”也有光圈和快门,只不过它们都安装在机身里面,傻瓜相机内部增加了一些电子、机械设备,可以根据光线的明暗程度自动调整光圈、快门,不需要人工调节,傻瓜相机也能自动聚焦,不需要手动调焦。???
第6节神奇的眼睛
?
一、本节三维目标要求
1.知识与技能
????????? 了解照相机的原理,知道眼睛看见物体的过程。
????????? 了解近视眼的成因,知道眼镜是怎样矫正视力的。
2.过程与方法
????????? 动手自制照相机,认识照相机的原理。
????????? 通过照相机与眼睛的结构对比,了解眼睛看物体的机理。
3.情感、态度与价值观
????????? .能自觉保护视力,注意用眼卫生。
二、重点与难点
本节教学的重点是眼睛成像的机理,认识近视眼是教学的难点。
三、教学过程
眼睛成像是透镜成像规律的重要应用。照相机与眼睛有相似的结构,自制照相机,能使学生对利用凸透镜成缩小的实像有较直观、深刻的印象。因此,对眼睛成像的认识,可以从自制照相机开始。通过生理学中的眼模型或课件,将生理眼抽象成简化眼模型。将自制照相机与简化眼对比,使学生认识到眼睛可以看成是精巧的照相机,眼球中的角膜和晶状体的共同作用,相当于一个“凸透镜”,视网膜相当于照相机的底片。从物体发出的光线经过人眼的凸透镜在视网膜上形成倒立、缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了。这就是眼睛成像的基本原理。
研究照相机可以使我们认识眼睛是怎样成像的。反过来,科技工作者们对眼睛结构的进一步研究,又促进了照相机的不断发展,特别是变焦照相机的出现,是仿生学的一个重要典范。
眼睛与传统照相机的比较:
?
眼睛
照相机
结构
角膜和晶状体(相当于一个凸透镜)
镜头(相当于一个凸透镜)
瞳孔
光圈
视网膜(有感光细胞)
底片(有感光材料)
成像
缩小、倒立、实像
缩小、倒立、实像
调节作用
像距不变,当物距减小(或增大)时,增大(或减小)晶状体的曲率以减小(或增大)焦距,使物体在视网膜上成清晰的像
焦距不变,当物距增大(或减小)时,减小(或增大)镜头到底片间的距离,使物体在底片上成清晰的像
?
对近视眼成因的探究,是这节内容的难点。实验探究中,应突出以下思维过程:
①近视镜与凸透镜组合,确定近视眼视网膜的位置;
②拿开眼镜,光屏像变模糊,表示是近视眼看物体的情形;
③向透镜移动光屏,再次成清晰的像,是近视眼实际成像的位置;
④从物体发出的光线经过近视眼的凸透镜后会聚在视网膜的前面;
⑤利用凹透镜能使光线发散的特点,在眼睛前放一个凹透镜,能使从物体发出的光线会聚在视网膜上。
此探究过程还可以再作展开,增加一些环节,如可以在②与③之间,保持光屏与透镜位置不动,移动蜡烛,使之在光屏上成清晰的像,此时的蜡烛位置表示拿开眼镜的近视眼能够看清楚物体的位置。
明白了近视眼的成因,应向学生介绍一些眼保健知识(如眼睛保健操等),还应在课下走向社会,进行一些近视眼方面的调查,使学生认识对眼保健的重要性。
对于远视眼的介绍可以采用与近视眼成因类比的方式,并让学生知道为什么远视眼需要佩戴凸透镜。
(二)材料准备与实验设计
1.实验材料准备
本节教学需要准备的材料如下:近视眼镜、蜡烛、凸透镜、光屏、
自制相机等。
2.实验设计
(1)眼球仪(J3303型)中装有变曲率透镜,由成人眼球、光源、
校正镜片,活动成像显示屏及底座组成。可以用来讲解眼球结构,
并能演示视觉的形成,近、远视的原理及纠正的方法,也以讲解光路成像。
(2)对近视眼成因的探究,可以在学具的光具座(图4-6-2)上
进行,这样有利于读数。
?
三、作业
(一)“自我评价”参考答案:
1.近视眼的明视距离小于正常眼。
2.照相机的基本使用参数见“参考资料”中的相关内容。
(二)“物理在线”指导
立体视觉是由两眼观物的不同视角而产生的视觉效果。在“参考资料”中有关于立体电影的内容,教师可以结合这些内容对学生进行辅导。
第7节 通过透镜看世界
?
一、本节三维目标要求
1.知识和技能
????????? 知道望远镜、显微镜是由多个透镜组合而成的。
????????? 了解望远镜、显微镜的基本作用。
2、过程与方法
????????? 经历利用两个透镜组成望远镜的实践过程。
????????? 经历利用两个透镜组成显微镜的实验操作过程。
????????? 初步学习逆向、类比的物理思维方法。
3、情感、态度与价值观
????????? 激发学生对宇观世界和微观世界进行观测的兴趣。
????????? 增强学生的自然审美能力,培养热爱自然、热爱科学的情感。
????????? 进一步形成科学的认识观。
?
二、重点与难点
本节的重点是让学生利用凸透镜自行组装望远镜和显微镜的两个动手操作过程。
三、教学过程
1.显微镜
讲显微镜之前,可以先复习一下放大镜。用放大镜可以看清书本上的小字等较小的物体,要想看细胞等非常小的物体,用一个放大镜就无能为力了,这就引入了显微镜。?
从凸透镜成像规律知道,凸透镜能使物体成放大的实像,凸透镜又能成放大的虚像,引导学生去思考:先用一个凸透镜使物体成一放大的实像,然后再用另一个凸透镜把这个实像再一次放大,就能看清很微小的物体了,这就是显微镜的原理。教学时可以在投影片画一小物体,先让学生仔细观察投影片画面上的这个物体,再把投影片放到投影仪上,让学生观察屏幕画面上的这个物体,然后让学生拿着放大镜再去观察这个物体。说明这就是显微镜的原理,显微镜是利用两个透镜放大作用的组合制成的。这里可以让学生讲一讲感受。
照课本图3.5-1介绍显微镜的结构。特别要强调两个透镜的组合作用,引导学生发散思维,培养学生综合运用所学知识的能力。?
2.望远镜
学过显微镜之后,学生知道了利用两个透镜的组合,可以制成显微镜,显微镜的物镜距离要观察的物体较近,使物体成一放大的实像。如果利用物镜使远处的物体成一缩小的实像,这个实像再经过目镜放大,就能看清楚较远处的物体,这就是望远镜。?
照课本图3.5-2介绍望远镜的结构。利用望远镜能看清楚远处的物体,主要是由于望远镜物镜的直径比眼睛的瞳孔要大得多,它可以收集更多的光线,使远处的物体看起来更明亮。对于视角的问题,只要作简要的介绍,?
让学生知道有这么一个概念,不要求学生完全理解。主要还是要强调两个透镜的组合作用。?
课本中主要介绍了开普勒望远镜,同时可以向学生介绍其他类型的望远镜,扩大学生视
野。??
3.动手动脑学物理
1、这个实验可以让学生做一下,但要注意安全,不要让烧热的玻璃珠碰到身体。?
2、把放大倍数较大(焦距较短)的凸透镜放在靠近眼镜的位置时,远处物体看上去变大了;两个放大镜位置对调以后,远处物体看上去变小了。为了使远处的物体看得更清楚,就要使物体放大,所以要用两个焦距不同的放大镜。如果两个放大镜焦距相同,就没有放大作用了。?
第8节 走进彩色世界
?
一、本节三维目标要求
1.知识和技能
????????? 了解光的色散现象,知道光谱的概念。
????????? 了解光的三基色,认识色光的混合。
2、过程与方法
????????? 经历关于色光混合的实验探究。
????????? 体验利用计算机软件了解自然原理的探究过程。
3、情感、态度与价值观
????????? 形成色光合成白光的观念,具有尊重事实的科学态度。
????????? 增加学生对色散的兴趣和体验。
?
二、重点与难点
让学生了解色光的三原色是本节的重点,教学过程中安排的探究以及讨论等活动都主要围绕这一教学目标进行。
三、教学过程
1.光的色散
以老师和小聪、小明的对话形式展开,讲述了牛顿发现光色散的实验和色光合成白光的实验,介绍了光的色散和光谱的概念。教材可读性强,这部分的教学,可以先安排学生自己阅读,然后在老师指导下进行“色散”的实验。
做好色散实验,是这节课成功的关键。为此,老师可多准备一些三棱镜,让学生观察太阳光的色散,认识光谱,获得对色散现象的感性认识和对太阳光谱美的体验。
用棱镜做色散实验时,如果阳光不充足,也可利用投影仪的光,或灯泡的光,效果都比较理想。观察光色散的方法很多,如果没有足够多的三棱镜,教学中可以采用其他的方法。如利用平面镜和水来使白光色散,把由白光分解出的红橙黄绿蓝靛紫的色带反射到白色的墙壁上。生活中也有许多色散的现象,如:雨后
天空出现的美丽彩虹,阳光透过养鱼缸在墙上出现彩色光带等,这些例子老师可适时补充。
关于教材中图4-8-2所示色光合成白的实验,不要求演示,只是作为物理学史简单介绍即可。
介绍光谱,可简单介绍“光谱是人类获得遥远天体信息及原子内部信息的主要途径”的一些高科技实例,展示科学的魅力,开阔学生眼界,提高学习物理的兴趣。
2.光的三原色。
有关“颜色之谜”的活动,内容丰富、充实,实验新颖,趣味性强。应让学生在自由的气氛中自主愉快地学习,在动手中认识科学概念。可以让学生用放大镜观察彩色电视画面上的各色光条。学生会发现,电视屏幕上显现出画面的丰富多彩的颜色,都是由红、绿、蓝三色光条合成的,教材图4-8-7展示的就是这种情景。在此基础上,介绍色光的三原色,有利于学生理解。
教学中,不要学生死记三原色光合成的图示(教材图4-8-6),而应让学生在探究的活动中去认识色光合成的效果,在实验活动中获得感性认识。如果条件允许,可以让学生到微机室用计算机来定量探究色光混合的规律,认识白、黑、灰和各种色光的三原色比例。具体操作如下:
启动计算机,按以下程序点击:开始→程序→附件→画图→颜色→编辑颜色→自定义颜色。
在画图程序调色板上,有红(R)、绿(G)、蓝(U)三个表示光强弱的数据块,能在0~255范围内变化。调节红、绿、蓝三种颜色的强度,都达到255,在颜色/纯色板中,观察三原色光混合后的颜色是白色。 调节红、绿、蓝三种颜色的强度都到0,观察三原色光混合后的颜色是黑色。调节红、绿、蓝三种颜色的强度,能观察到任意颜色。
这个实验不要求掌握,如果课上时间较紧张,也可在课下作安排。如果没有计算机,也可以通过彩色陀螺来认识色光的合成。
颜料的混合与色光的混合的规律不同。三原色色光混合后为白色,三原色颜料混合后为黑色。对颜料混合的探究在家庭实验室有简单介绍,可以请热爱绘画的学生讲一讲调色问题,提高学生的学习兴趣。
另外,本套教材的单色版(黑白版)中,因为无法显示多种色彩变化,教材舍去了“太阳光谱”、“色光的三原色”和“各种颜色的颜料”三个图。教师在教学过程中如涉及以上内容,可以通过相关资料予以展示。
三、发展空间
1.“我的设计”指导
在这个设计活动中,可以让学生发挥自身的想象空间,并通过实际操作获得切身感受。可以让学生考虑各种可能,如让手电筒射出的光透过两个不同颜色的透明胶片,将会有怎样的效果?如果将透明胶片剪成各种图案,会形成什么样的灯光效果?如此等等。
2.“家庭实验室”指导
在课外实验过程中,学生可能会产生疑惑:为什么颜料的三原色不采用红绿蓝的色光三原色。在指导过程中可以让学生考虑如何通过色光三原色产生黑色的问题。颜料混合的实验操作性很强,因此可以在课上让爱好绘画的学生向同学们进行前瞻性的指导,以提高大多数同学的研究积极性。
第五章 物态变化
第1节 地球上水的物态变化
?
一、本节三维目标要求
1.知识与技能
????????? 认识水的三种物态。
????????? 了解水的汽化和液化、熔化和凝固、升华和凝华。
????????? 了解地球上的水循环现象。
????????? 了解水对人类生命的意义。
2.过程与方法
????????? 在观察中尝试发现问题、提出问题。
????????? 通过观察图片或视频、实验探究、查询资料,认识自然界形形色色的水。
3.情感态度与价值观
????????? 感知水的三种状态及其相互转化,欣赏大自然中水的物态变化的妙斧神工。
????????? 关注水资源危机,养成节水意识和保护水资源意识。
?
二、重点与难点
本节的重点是设计学生参与的水的三态变化的模拟情境。
本节的难点是水循环中的物态变化。
?
三、教学过程
1.认识水的物态变化
学生对水的固(冰、雪、霜、雹)、液(水流、雨露)、气(水蒸气)态虽不陌生,但并未认真研究和系统观察。教学设计宜从章首图和常见的天气现象导入课题,着力设计好模拟云和雨的小实验,使学生得以亲历和观察水的物态变化。伴随实验观察进程,适时指明观察点和思考问题,诸如:
·给烧杯加热过程中,你在杯口盘子底面看到了什么?
·为什么要给烧杯加热?为什么在杯口盖着的盘子里放些冰块?
·为什么在大烧杯里铺一层饱含水分的湿沙?换用别的东西,例如冰块,行吗?
·烧杯上方出现的朦胧“白雾”说明什么问题?
依据教学需要,亦可在本实验前补充加热冰块的小实验:在烧杯中放少许冰块,加热,直至烧干。使学生感悟水由固态到液态再到气态的变化。由此导入本实验。本实验的湿沙亦可换为冰块。
对酒精灯的使用方法和注意事项,教师应做出示范并强调以下几点:
·绝对禁止用一只酒精灯去引燃另一只酒精灯。
·酒精灯的外焰温度最高,应该用外焰去加热。
·熄灭酒精灯时,必须用灯帽盖灭,不能吹灭。
·万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,不要惊慌,应立即用湿抹布扑盖。
类似模拟造“冰”、造“雨”、造“雪”、造“霜”、造“露”等活动,还应布置到课处活动中。
对水的物态变化应在本板块末推广到整个物质世界,以利后续教学。教师应依托学生已有的生活经验和对冰——水——水蒸气——水——冰转换的实验探究,引导学生把生活经验跟水的物态变化结合起来,再由小范围内水的物态变化扩展到地球上、自然界中的水循环,启发学生想象出地球上水的“旅行”图景,进而激发他们升腾起疑问:水为什么会在自然界中循环?既然循环不已,为什么还存在水资源危机和缺水?水的三态转化需要什么条件?……
2.地球上的水循环
本板块实施过程需借助有关地球上水循环的模型、图片、课件、网上资源等,展示丰富多彩的水的物态变化的的信息,使学生确认水的三种状态不断地相互转化的过程关乎万物生存和人类的发展。
3.大自然中水的物态变化
本板块设计意在展示大自然中水的物态变化创造了自然界的神奇、壮观、瑰丽和生机。教师应引导学生“读懂”大自然向我们“讲述”的水的物态变化的“故事”。
在上面教学中,教师要有意识地渗透情感教育目标,引导学生敬畏地球上的水循环,欣赏大自然中水的物态变化所创造的“杰作”,关爱水的生态系统,形成爱水、节水意识和水资源危机意识。
活动中可以提供如下设想供学生讨论:若水的三态变化停止,人类的生活将变成怎样?
三、发展空间
1.“自我评价”参考答案
(1)屋顶积雪因吸热而融化为水,顺屋檐下流;下流过程中因周围大气吸热而结冰;这种情况相继发生,形成上粗大、下尖细的冰锥。这种天气现象常发生在我国北方天气晴朗但气温低于0℃的冬季。
(2)将在冰箱中冷却的金属块取出后,由于夏天外界气温偏高,金属块将吸热,使其
周围空气中的水蒸气遇冷而在其表面液化并聚集为小水滴,擦干后很快又形成,直到金属块与周围环境温度相同。
2.“家庭实验室”指导
太阳能净水器的创意很好。被污染的水将因吸收太阳能加快蒸发(汽化),至温度罩水蒸气遇冷凝结成洁净水滴,然后经漏水托盘汇集到收集杯中。这里有两点需要注意:
(1)周围气温要低于罩内,且空气流通,以加快净化水的速率。
(2)相对漏水托盘,污染水杯口径要小,以减少凝结后的洁净水滴重返染水杯,增加净水产生率。
以上两点注意,可转化为问题,由学生自主探究。
此外,以下两种净化水的方案可以提供给学生作为小实验内容(其中前一个模拟自来水净化过程,后一个模拟饮水机净化过程)。
①在烧杯中加入100mL浑浊的河水