八年級上冊物理教案
全面貫徹“三個面向”戰略指導思想,滲透和灌輸可持續發展的戰略思想。以素質教育為根本宗旨,以培養創新精神和實踐能力為重點,充分發揮學生的潛能,提高學生的全面素質和自學能力。那么在學習物理的過程中有哪些教案會比較好呢?下面是小編為大家整理的5篇八年級上冊物理教案內容,感謝大家閱讀,希望能對大家有所幫助!
八年級上冊物理教案精選篇1
機械能及其轉化
(一)教學目標
1、知識與技能
(1) 通過對滾擺實驗的分析,理解動能和重力勢能的相互轉化。
(2) 通過引導學生舉例并解釋一些有關動能和重力勢能、彈性勢能相互轉化的簡單物理現象,理解動能和勢能可以相互轉化。
2、過程與方法
(1) 培養學生運用能的轉化知識分析有關物理現象的轉化。
(2) 培養學生從能量觀點分析問題的意識。
3、情感與價值觀
通過閱讀“科學世界”人造地球衛星,結合我國航天事業的發展,對學生進行愛國主義教育。
(二)教學重難點
1、重點:正確引導學生進行實驗,得出動能和勢能可以相互轉化的結論。
2、難點:組織、指導學生認真觀察滾擺實驗并進行分析、歸納,領會機械能守恒的條件。
(三)教學準備
滾擺,棉線,鐵鎖,人造衛星掛圖。
(四)教學過程
1.復習
手持粉筆頭高高舉起。以此事例提問:被舉高的粉筆具不具有能量?為什么?
2.引入新課
學生回答提問后,再引導學生分析粉筆頭下落的過程。首先提出,當粉筆頭下落路過某一點時,粉筆頭具有什么能量?(此時既有重力勢能,又有動能)繼而讓學生比較在該位置和起始位置,粉筆頭的重力勢能和動能各有什么變化?(重力勢能減少,動能增加)
3.進行新課
在粉筆頭下落的過程,重力勢能和動能都有變化,自然界中動能和勢能變化的事例很多,下面我們共同觀察滾擺的運動,并思考動能和勢能的變化。
實驗1:滾擺實驗。
圖14.5-1,出示滾擺,并簡單介紹滾擺的構造及實驗的做法。事先應在擺輪的側面某處涂上鮮明的顏色標志,告訴學生觀察顏色標志,可以判斷擺輪轉動的快慢。
引導學生復述并分析實驗中觀察到的現象。開始釋放擺輪時,擺輪在點靜止,此時擺輪只有重力勢能,沒有動能。擺輪下降時其高度降低,重力勢能減少;擺輪旋轉著下降;而且越轉越快,其動能越來越大。擺輪到最低點時,轉動最快,動能;其高度最低,重力勢能最小。在擺輪下降的過程中,其重力勢能逐漸轉化為動能。
仿照擺輪下降過程的分析,得出擺輪上升過程中,擺輪的動能逐漸轉化為重力勢能。
“想想做做”用鐵鎖做單擺。
此實驗擺繩宜長些,擺球宜重些。能掛在天花板上,使單擺在黑板前,平行于黑板振動,以便在黑板上記錄擺球運動路線中左、右點和最低點的位置。分析單擺實驗時,擺球高度的變化比較直觀,而判斷擺球速度大小的變化比較困難,可以從擺球在點前后運動方向不同,分析擺球運動到點時的速度為零,作為這一難點的突破口。
綜述實驗,說明動能和重力勢能是可以相互轉化的。
實驗2:彈性勢能和動能的相互轉化。
演示能和彈性勢能的轉化實驗。實驗可分兩步做。首先手持著木球將彈簧片推彎,而后突然釋放木球,木球在彈簧片的作用下在水平槽內運動。讓學生分析在此過程中,彈性勢能轉化為動能。第二步實驗,讓木球從斜槽上端滾下,讓學生觀察木球碰擊彈簧片的過程。然后,分析動能轉化為彈性勢能和彈性勢能轉化為動能的過程。得出:動能和彈性勢能也是可以相互轉化的。
自然界中動能和勢能相互轉化的事例很多。其中有一些比較直觀,例如:物體從高處落下、瀑布流水等這些事例也可以讓學生列舉,說明動能和勢能的相互轉化。有些事例比較復雜,例如:踢出去的足球在空中沿一條曲線(拋物線)運動過程中,動能和勢能是如何相互轉化的呢?(板畫足球軌跡,依圖分析)首先我們來分析足球離地面的高度的變化,這是判斷足球重力勢能變化的依據。很明顯,在上升過程中足球的重力勢能增加;在下降過程中重力勢能減少。接著再分析足球的速度。足球在點時不再上升,說明它向上不能再運動。所以,足球在上升過程中,速度逐漸變小;在下降過程中速度又逐漸變大。通過以上分析,可以看到足球在上升階段動能轉化為重力勢能;在下降階段重力勢能轉化為動能。
4.科學世界
1.人造地球衛星在運行過程中,也發生動能和重力勢能的相互轉化。人造地球衛星大家并不陌生,然而圍繞人造衛星,同學們還有許多的謎沒有揭開。例如:人造衛星為什么能繞地球運轉而不落下來?在人造衛星內失重是怎么回事?等等,這些問題還有待于同學們進一步學習,今天我們只討論衛星運行過程中,動能和重力勢能的相互轉化。
人造衛星繞地球沿橢圓軌道運行,它的位置離地球有時近、有時遠。(出示我國發射的第一顆人造衛星軌道圖)現以我國發射的第一顆人造衛星為例,它離地球最近時(此處叫近地點)離地面439公里,離地球最遠時(此處叫遠地點)離地面高度是2384公里,它繞地球一周的時間是114分鐘。它在近地點時,速度,動能;此時離地面最近,重力勢能最小。衛星由近地點向遠地點運行時動能減小,重力勢能增大,動能向重力勢能轉化。直到遠地點時,動能最小,重力勢能。衛星由遠地點向近地點運行時,重力勢能向動能轉化。在衛星運行過程中,不斷地有動能和勢能的相互轉化。
2.關于人造衛星的知識,學生是非常感興趣的,鑒于學生的知識基礎,難以使學生揭開謎底,往往由此而損傷學生的求知欲。本節課如有可能,也可通俗地介紹衛星為什么能繞地球運行。講法上可用想象推理的方法。
參看圖1,水平地拋出一個物體,由于地球的吸引,它會落回地面,但是拋出的物體速度越快,它飛行的距離越遠。人拋物體,拋出的距離不過幾十米,但汽槍子彈能飛行幾百米,步槍子彈能飛行幾千米,而炮彈能飛行幾十公里。我們可以設想,物體的速度足夠大時,它就能永遠不落回地面,圍繞地球旋轉。這個速度大約是8公里/秒。如果速度再大些,物體繞地球運行的軌道就由圓形變為橢圓形。人造衛星就是根據這個道理發射的。
(五)小結
(六)作業
動手動腦學物理
八年級上冊物理教案精選篇2
磁場對電流的作用?教案
一、教學目標
1.掌握磁場對電流作用的計算方法。
2.掌握左手定則。
二、重點、難點分析
1.重點是在掌握磁感應強度定義的基礎上,掌握磁場對電流作用的計算方法,并能熟練地運用左手定則判斷通電導線受到的磁場力的方向。
2.計算磁場力時,對通電導線在磁場中的不同空間位置,正確地運用不同的三角函數和題目提供的方位角來計算是難點。
三、主要教學過程
(一)引入新課
復習提問:
1.磁感應強度是由什么決定的?
答:磁感應強度是由產生磁場的場電流的大小、分布和空間位置確定的。
2.磁感應強度的定義式是什么?
3.磁感應強度的定義式在什么條件下才成立?
成立。
4.垂直磁場方向放入勻強磁場的通電導線長L=1cm,通電電流強度I=10A,若它所受的磁場力F=5N,求(1)該磁場的磁感應強度B是多少?(2)若導線平行磁場方向。
答:因通電導線垂直磁場方向放入勻強磁場,所以根據磁感應強度的定義式
5.若上題中通電導線平行磁場方向放入該磁場中,那么磁場的磁感應強度是多大?通電導線受到的磁場力是多少?
答:當電流仍為I=10A,L‖B時,該處磁感應強度不變,仍為B=0.5T,而通電導線所受磁場力F為零。
(二)教學過程設計
1.磁場對電流的作用(板書)
我們已經了解到通電直導線垂直磁場方向放入磁場,它將受到磁場力的作用,根據磁感應強度的定義式可以得出:
F=BIL
當通電導線平行磁場方向放入磁場中,它所受的磁場力為零。看來運用F=BIL來計算磁場對電流的作用力的大小是有條件的,必須滿足L⊥B。
磁場力方向的確定,由左手定則來判斷。
提問:如果通電導線與磁感應強度的夾角為θ時,如圖1所示磁場力的大小是多少?怎樣計算?
讓學生討論得出正確的結果。
我們已知,當L⊥B時,通電導線受磁場力,F=BIL,而當L∥B時F=0,啟發學生將B分解成垂直L的B⊥和平行L的B∥,因平行L的B∥對導線作用力為零,所以實際上磁場B對導線L的作用力就是它的垂直分量B⊥對導線的作用力,如圖2所示。即
F=ILB⊥=ILBsinθ
磁場對電流的作用力——安培力(板書)
大小:F=ILBsinθ(θ是L、B間夾角)
方向:由左手定則確定。
黑板上演算題:下列圖3中的通電導線長均為L=20cm,通電電流強度均為I=5A,它們放入磁感應強度均為B=0.8T的勻強磁場中,求它們所受磁場力(安培力)。
讓五個同學上黑板上做,其他同學在課堂練習本上做,若有做錯的,講明錯在哪兒,正確解應是多少,并把判斷和描述磁場力方向的方法再給學生講解一下(如圖4示)。
例1.兩根平行輸電線,其上的電流反向,試畫出它們之間的相互作用力。
分析:如圖5所示,A、B兩根輸電線,電流方向相反。通電導線B處在通電導線A產生的磁場中,受到A產生的磁場的磁場力作用;通電導線A處在通電導線B產生的磁場中,受到B產生的磁場的磁場力作用。我們可以先用安培定則確定通電導線B在導線A處的磁場方向BB,再用左手定則確定通電導線A受到的磁場力FA的方向;同理,再用安培定則先確定通電導線A在導線B處的磁場方向BA,再用左手定則確定通電導線B受到的磁場力FB的方向。經分析得出反向電流的兩根平行導線間存在的相互作用力是斥力。
完成上述分析,可以讓同學在課堂作業本上畫出電流方向相同的平行導線間的相互作用力,自己得出同向電流的兩根平行導線間存在的相互作用是引力。
例2.斜角為θ=30°的光滑導體滑軌A和B,上端接入一電動勢E=3V、內阻不計的電源,滑軌間距為L=10厘米,將一個質量為m=30g,電阻R=0.5Ω的金屬棒水平放置在滑軌上,若滑軌周圍存在著垂直于滑軌平面的勻強磁場,當閉合開關S后,金屬棒剛好靜止在滑軌上,如圖6,求滑軌周圍空間的磁場方向和磁感應強度的大小是多少?
解:合上開關S后金屬棒上有電流流過,且金屬棒保持靜止,由閉合電路歐姆定律
金屬棒靜止在滑軌上,它受到重力mg1和滑輪支持力N的作用,因軌道光滑,二力金屬棒不可能平衡,它必然還受到垂直于滑軌平面的磁場的安培力作用才能平衡,根據題意和左手定則判斷出,磁場方向垂直滑軌面斜向下,金屬棒受到磁場的安培力沿斜面向上,如圖7所示,由進一步受力分析得出,若金屬棒平衡,則它受到的安培力F應與重力沿斜面向下的分量mgsinθ大小相等,方向相反:
F-mgsinθ=0……①
又 F=BIL代入①得BIL=mgsinθ
(三)課堂小結
1.當通電直導線垂直磁場方向放入磁場中時受到磁場的安培力,F=BIL;當通電直導線平行磁場方向放入磁場中時受到磁場的安培力為零。
2.當通電直導線在磁場中,導線與磁場方向間的夾角為θ時,通電導線受到磁場的安培力F=ILBsinθ。
3.磁場對通電直導線的安培力的方向,用左手定則來判斷。(其內容在書中p.226)
課外作業:物理第三冊(選修)p.227練習二。
八年級上冊物理教案精選篇3
(一)人教版九年義務教育初中物理第二冊
(二)[教學目的]
使學生初步了解電壓使電路中形成了電流,電源是提供電壓的裝置以及電壓的國際單位是伏特。
(三)[教學重點]
電壓的作用。
(四)[教學方法]
用對比法講解電壓。
(五)[教具]
支架,底部用乳膠管相連的玻璃瓶a、b,伏打電池,小電珠,開關,導線。
(六)[教學過程]
(一)引入新課
提問:電燈為什么會亮?電動機為什么會轉動?
因為有電流通過。
電流是怎樣形成的呢?
自由電荷定向移動形成電流。
怎樣才能使自由電荷在電路中作持續不斷地定向移動呢?
必須有電壓。
(二)新課教學
1.為了使學生易于理解電壓,先了解水壓的作用。
取兩個底部用乳膠管相連的玻璃瓶a、b,內裝一定量的水,用支架固定,使a瓶中水位比b瓶水位高得多。同時教師在黑板上畫圖,并啟發學生,邊觀察、邊思考,并在原圖上根據需要逐步添畫,最后完成的圖如圖1所示。
這套裝置的名稱是什么?
連通器。
若把閥門k打開會有什么現象?
水由a流向b。
是什么原因使水由a流向b?
因為兩瓶水位不同,hac>hbd,有高度差。(1)任取一液片e受到的壓強pa>pb,在壓強差pa-pb的作用下,小液片e向d移動,所以整個裝置中形成由a向b的水流。若在f處裝一架小水輪機,則水流對水輪機做功使它轉動。但水流無法持久工作下去。當a、b兩液面高度相同時,水流停止,水輪機也停止轉動。這是因為壓強差消失,水位差不存在了。
為了保持它的壓強差(即水位差的存在)怎么辦?
可以在a、b間裝置一架小水泵p,不斷地把b中的水抽向a中,保持a、b間的水位差。這樣小水輪機f就可連續轉動。它們之間的水壓形成持續不斷的水流。
由式可見:水壓使水產生定向移動,形成水流,而流動的水可以做功。
2.電壓形成了電流
演示:取一個伏打電池,把它的兩個極板分別與小燈泡相連,當開關閉合,小電珠發光。表明有電流通過。
演示后,教師邊講、邊畫。最后板書。
伏打電池的正極a板(銅板)聚集有大量的正電荷,它是高電位。負極b板(鋅板)聚有大量負電荷,它是低電位,a、b兩板間存在有電位差,即電壓。這個電壓使得正電荷由正極向負極移動,負電荷由負極向正極移動(金屬導體則屬于后一種情況)。這樣電路中的自由電荷由b向a作定向移動形成電流,小燈泡發光(電流做了功)。如果負極鋅板上的多余的自由電子全部移到了正極銅板上和正電荷中和完畢,電路中就不再有電流了,小燈泡也停止發光。但是電池中的化學物質發生化學反應,使正極、負極各自始終保持有大量的正電荷及負電荷,使電路兩端始終有一定的電壓,電路中就有了持續電流存在。所以電源是提供電壓的裝置。它們之間的關系是:電源保持(提供)了電壓,電壓形成了電流。
由此可知,電壓是使自由電荷作定向移動形成電流的原因,電源則是提供電壓的裝置。
3.電壓的單位
不同的水泵可以使水管兩端產生不同的水壓,不同的電源在電路兩端產生的電壓也不相同。
電壓用u表示
電壓的單位是伏特,用v表示,簡稱伏。另有比伏特大或小的單位,它們的關系是:
1千伏(kv)=1000伏(v) 1伏(v)=1000毫伏(mv)
1毫伏(mv)=1000微伏(μv) 需熟記的有幾種電壓:
1節干電池電壓為1.5v,一個蓄電池電壓為2v,照明電路電壓為220v,對人體安全的電壓不超過36v。
其他見教科書第75頁圖6-4。
(三)鞏固新課
提問:電壓的作用是什么?單位是什么?
(四)布置作業
1.復習課文,填寫教科書第75頁練習。
2.觀察了解你家中各種用電器的電壓(但要注意安全)。
(七)[板書設計]
由此可知:水壓使水產生定向移動形成水流。
由此可知:電壓使電路中自由電荷作定向移動形成電流。
2.電壓的符號u
電壓的國際單位:伏特(v)
1千伏(kv)=1000伏(v)
1伏(v)=1000毫伏(mv)
1毫伏(mv)=1000微伏(μv)
八年級上冊物理教案精選篇4
杠桿(第一課時)
(一)學習目標
1、知識與技能
(1)認識杠桿,能從常見的工具和簡單機械中識別杠桿。
(2)知道杠桿的平衡。
2、過程和方法
(1)通過觀察和實驗,了解杠桿的結構;
(2)通過探究,了解杠桿的平衡條件。
3、情感、態度與價值觀
通過了解杠桿,進一步認識物理是來自于生活的,認識到物理是有用的。
(二)教學重難點
(1) 重點:理解杠桿的平衡條件
(2) 難點:從常見的工具和簡單機械中識別杠桿,理解力臂的概念。
(三)教學準備
杠桿支架、鉤碼、刻度尺、線
(四)教學過程
一、引入新課
請學生閱讀教材引言部分,使學生了解簡單機械在生產、生活中有廣泛的應用,認識到學好這部分知識具有實際的意義,自然引入杠桿一節的學習內容。
二、什么是杠桿?
出示一些實物,象瓶起子,剪刀等并演示如何使用。
請學生歸納其相同點。
1、定義:一根硬棒,在力的作用下,如果能繞著固定點轉動,這根硬棒就叫杠桿。
請學生介紹生活中還有哪些物體可以看作杠桿?
要點:(1)硬棒
(2)繞著固定點轉動
三、幾個名詞
1、 動力:使杠桿轉動的力F1
2、 阻力:阻礙杠桿轉動的力F2
3、 支點:繞著轉動的那個點O
4、 動力臂:從支點到動力作用線的距離l1
5、 阻力臂:從支點到阻力作用線的距離l2
PS:力的作用線指的是經過力的作用點沿力的方向所在的直線。
力臂不是支點到力的作用點的距離!
學生練習:作圖P68動手動腦學物理第3小題。
四、探究杠桿的平衡條件
1、 什么叫杠桿的平衡
杠桿靜止或勻速轉動狀態稱為杠桿的平衡。
2、 小實驗:請一個大同學和一個小同學做推門比賽。(大同學推靠近門軸方向,小同學推遠離門軸方向)
通過親自動手,感受平衡時應與力的大小和作用點等因素有關。為下面探究中的猜想做鋪墊。
3、 探究過程
(1) 提出問題:杠桿的平衡條件是什么?
(2) 猜想與假設:從剛才的實驗出發,引導學生猜想。
(3) 設計實驗,制訂計劃
(4) 進行實驗,收集證據
如課本第65頁。
(5) 分析與歸納:
杠桿的平衡條件為:動力×動力臂=阻力×阻力臂
寫成:F1l1= F2l2 或F1F2 =l2l1
即:力與力臂成反比
(6) 評估:
a、 為什么在實驗前,要調節杠桿兩端的平衡螺母,使杠桿在水平位置平衡?
b、 如果不用鉤碼而用彈簧測力計進行實驗,應注意什么問題?
4、 學生練習
動手動腦學物理
(五)小結
(六)作業
練習冊
附:課后總結
第一節 杠桿(第二課時)
(一)學習目標
1、知識與技能目標:
(1)知道杠桿的分類,能從常見的工具和簡單機械中識別杠桿的種類。
(2)知道杠桿的一些應用。
2、過程和方法目標:
(1)通過杠桿的平衡條件,了解杠桿的分類方法;
(2)通過分類,了解生活中杠桿的應用原理。
3、情感、態度與價值觀目標:
通過了解杠桿的應用,進一步認識物理是有用的,提高學習物理的興趣。
(二)教學重難點
(1) 重點:杠桿的分類
(2) 難點:從常見的工具和簡單機械中識別杠桿的種類,理解省力、費力和等臂杠桿的具體應用。
(三)教學過程
一、復習
復習杠桿的平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂(F1l1= F2l2)
二、杠桿的種類
從杠桿的平衡條件可知,當杠桿平衡時,力與力臂成反比,所以可以得出以下幾個結論:
1、 當l1>l2,F1<f2,說明使用這種杠桿時省力。我們把這種杠桿叫做省力杠桿,如:撬棒,瓶蓋起子,園藝剪刀等。< p="">
2、 當l1F2,說明使用這種杠桿時費力。我們把這種杠桿叫做費力杠桿,如:釣魚桿,縫紉機踏板,理發剪刀等。
3、 當l1=l2,F1=F2,說明使用這種杠桿時即不省力也不費力。我們把這種杠桿叫做等臂杠桿,如:天平等。
分類是物理學中一個比較重要的方法,學生可以列舉以前所學過的分類方法,如固體可以分為晶體和非晶體等。在學習了杠桿的分類后,請學生盡量列舉每種杠桿的實物。
三、杠桿的應用
分析生活中的實物,大家共同討論這屬于什么杠桿,它們有什么好處?又有什么缺點?為什么做成這個樣子。然后歸納:
1、 省力杠桿,可以省力,但比較費距離。
2、 費力杠桿,雖然費力,但可以省距離。
本環節應當以開放性教學為主,請學生列舉生活中的杠桿,大家共同討論其結構,用途,以及是不是可以進行改進?
四、練習
1、如圖,是用一根木棒在撬石頭,這根木棒的特點有:①木棒不易 ;②能在力F的作用下圍繞著 旋轉。我們就可以把這根木棒叫 。
2、在上題中,我們從O點作一條MN的垂線,這條垂線的長度就是力F的 。
MN這條直線就是力F的 。
3、下列物體中不能看成杠桿的是( )
A、筷子 B、火鉗 C、剪刀 D、橡皮筋
4、杠桿的平衡條件是 ;如果分別用不同方向的三個力作用于杠桿的
A點,都能使圖所示的杠桿平衡,那么最小的力是 。
5、生活中的杠桿可以分成三類,一是省力杠桿,例如 ;二是 ,例如 ;三是等臂杠桿,例如 。(把“釣魚桿,蹺蹺板,瓶起子”填在“如”字后的橫線上)
6、如圖,圖中輕質木棒AB可以看成一個杠桿,C點吊一重物,B點用繩子拉著,杠桿的支點是 點。請在圖中標出動力F1,阻力F2,并畫出它們的力臂L1、L2。如果木棒靜止,,則等式:F1L1= 成立。
7、用一根細棉線把一段直鐵絲吊起來,讓鐵絲能在水平位置平衡,再將棉線右邊的鐵絲對折一下,鐵絲還能在水平位置平衡嗎?實際做做,然后回答:
①你看到的現象是: ;
②猜想可能的原因是: ;
③猜想的依據是: 。
8、用剪紙的剪刀剪一疊較厚的紙,是用剪刀的尖端容易剪斷還是用剪刀的中部容易剪斷,試試看,并和同學交流一下,討論是什么原因?利用的物理知識是什么?
9、在探究杠桿平衡條件的活動中,你一定注意了首先調節杠桿在水平位置平衡吧!這樣做對你填寫書中表格中的哪幾項數據有利,為什么?
10、在探究杠桿平衡條件的活動中,我們使用的杠桿兩端有兩個螺母,它們的作用是 。如果不要這兩個螺母,請你設計一種裝置,使它具有與螺母相同的作用,畫出設計草圖,加上必要的文字敘述。
11、在探究杠桿平衡條件的活動中,小紅發現用2 個鉤碼可以平衡3個鉤碼。如圖,小紅想,杠桿平衡,肯定不能光看動力和阻力,可能還與力的作用點到支點的距離有關。于是她反復做了幾次實驗,分析得出杠桿的平衡條件為:
動力X支點到動力作用點的距離=阻力X支點到阻力作用點的距離
老師看后,指出她的不足之處,可小紅據理力爭,“通過實驗得出的結論怎么可能有問題呢?”老師為了讓小紅相信,拿來一個彈簧測力計,把測力計的掛鉤掛在A點上,則…….小紅明白了。
①你能說說教老師是怎么做的嗎?
②小紅在老師的指導下,把自己得出的“平衡條件”等式兩邊各改了一字,就變成了正確的結論,想一想她是怎么改的?
12、能否用量程為5N的彈簧測力計測一名同學的重?
需要的輔助器材:
應用的物理知識:
啟發你這樣創意的來源:
(四)作業
課堂上沒完成的練習
附:課后總結
八年級上冊物理教案精選篇5
一、教材分析
1.庫侖定律既是電荷間相互作用的基本規律,又是學習電場強度的基礎,不僅要求學生定性知道,而且還要求定量了解和應用。
2.本節摩擦起電、兩種電荷的相互作用、電荷量的概念初中已接觸,已經有了一定的基礎,在復習初中知識的基礎上,應著重從原子結構的角度講解物體帶電的本質。
3.通過對使物體帶電的方法接觸起電、摩擦起電和感應起電的分析,讓學生體會到使物體帶電的實質是電子發生轉移,從而打破了物體的電中性,失去電子的物體帶上了正電荷,得到電子的物體帶上了負電荷。過渡到電荷守恒定律,水到渠成,對高中學生而言很容易接受,進一步鞏固守恒思想。
4.在分析思考的過程中學生體會到電荷守恒定律以及元電荷的概念。同時教學中滲透“透過現象看本質”的思想。
5.展示庫侖定律的內容和庫侖發現這一定律的過程,并強調該定律的條件和遠大意義。
二、學情分析
學生在初中已經學習了電學的基本知識,為過渡到本節的學習起著鋪墊作用,學生已具備了一定的探究能力、邏輯思維能力及推理演算能力。能在老師指導下通過觀察、思考,發現一些問題和解決問題。因此有必要把初中學過的兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、摩擦起電的知識復習一下。
三、教學方法分析及建議
1.在學生初中學習的基礎上,可以通過演示實驗或者媒體播放復習并鞏固電荷的有關知識;先運用教材上給出的簡單易行的實驗,讓學生觀察摩擦后的塑料片之間的相互作用力,猜想作用力的大小跟哪些因素有關;然后通過實驗定性驗證猜想是否正確,并在這個基礎上介紹庫侖定律的發現過程。
2.講解點電荷時,可以對照質點的概念進行講解,要講清點電荷是一種理想化的物理模型。
3.物理發展的重要概念及重大規律的建立都是經科學家艱辛的探索而完成的,都是對原有思維方式突破的結果,體現出了科學家的創造性。如何充分利用這寶貴的素材,需要教師創設問題情景對學生“誘思”、“導思”,在本節課中,對庫侖定律得出過程進行了嘗試。
4.利用“思考與討論”的問題,比較庫侖定律與萬有引力定律的異同。
5.要做好演示實驗,使學生清楚地知道什么是靜電感應現象。在此基礎上,使學生知道,感應起電不是創造了電荷,而是使物體中的正負電荷分開,使電荷從物體的一部分轉移到另一部分,進一步說明電荷守恒定律。
四、教學目標
(一)知識與技能
1.了解人類對電現象的認識過程,體會人類探索自然規律的科學方法、科學態度和科學精神。
2.了解元電荷的大小,了解電荷守恒定律,知道摩擦起電和感應起電的實質不是創造電荷,而是電荷的轉移。
3.理解庫侖定律的含義和表達式,知道靜電常量。了解庫侖定律的適用條件,學習用庫侖定律解決簡單的問題。
4.滲透理想化思想,培養由實際問題進行簡化抽象思維建立物理模型的能力。
(二)過程與方法
1.教師通過實驗法、問題教學法啟發學生理解抽象的電荷知識。
2.通過認識科學家在了解自然的過程中常用的科學方法,培養學生善用類比方法、理想化方法、實驗方法等物理學習方法。
(三)情感態度與價值觀
1.通過閱讀材料,展示物理學發展中充滿睿智和靈氣的科學思維,弘揚前輩物理學家探尋真理的堅強意志和科學精神。
2.通過對比天電和地電、以及定性和定量、神學和科學對電現象的認識,使學生了解人類對電荷的認識過程,培養學生探索大自然的興趣。
3.通過對庫侖定律探究過程的討論,使學生掌握科學的探究方法,激發學生對科學的熱情。
五、本節要點
1.什么是靜電現象?電荷間的相互作用是什么?什么叫電荷量?
2.什么是感應起電現象?什么叫中和現象?
3.電荷守恒定律的內容是什么?什么叫元電荷?
4.庫侖定律的內容是什么?適用條件是什么?
六、教學重難點分析
(一)重點
1.對庫侖定律的理解。
(二)難點
1.對電荷這一抽象概念的理解;
2.對庫侖定律發現過程的探討。
(三)突破重、難點的方法
1.講清庫侖定律及適用條件,說明庫侖力符合力的特征,遵守牛頓第三定律。
2.為定性演示庫侖定律,應使帶電小球表面光滑,防止尖端放電,支架應選絕緣性能好的,空氣要干燥。
3.說清K的單位由公式中各量單位確定,其數值則由實驗確定。
七、教學流程設計
(一)新課引入
(多媒體展示電磁學的發展史)
古代人已經發現了有關靜電現象,主要是梳頭或者是羊毛、絲、棉類的衣物摩擦有閃光及聲音;古希臘人發現琥珀可以吸引輕小物體。
英國的吉爾伯特(1544—1603)是最早系統地研究電磁現象的科學家。他發現琥珀和磁鐵都能夠吸引物體,不過性質不同,經過研究,他發現許多其他物體經過摩擦后也都能夠吸引其他小物體。引入(electric)(琥珀體)還發明了可供實驗用的驗電器。
德國的奧托·格里克(1602—1686),馬德堡市市長,1654年曾用自己發明的抽氣機做了馬德堡半球實驗;1660年發明了第一臺可產生大量電荷的摩擦起電機。有了這樣的機器,因而做成了各種各樣的電火花實驗;還有讓人身體帶電的實驗;這使得18世紀40年代的德國整個社會都對電現象感興趣,許多人購買了摩擦起電機做實驗作為娛樂,同時也大大普及了電學知識。電學知識在整個歐洲各國都普及起來。
法國電學家諾萊特在巴黎圣母院前進行,他請700個修道士手拉手地排起來,讓排頭的手拿萊頓瓶放電時,發現700個修道士同時跳了起來,顯示了電的強大威力。
富蘭克林的風箏實驗,證明了雷電是一種放電現象,在此基礎上,發明了避雷針。
(二)進行新課
1.接引雷電下九天──富蘭克林發明避雷針的故事
1752年7月的一天,在北美洲的費城,一位名叫富蘭克林的科學家,做了一個轟動世界的實驗:這天下午,天色陰暗,烏云滾滾。天空中不時閃爍著青白色的電光,傳來一陣陣沉悶的雷聲,眼看一場可怕的大雷雨就要來臨了。
“這是最合適的天氣!”富蘭克林和他的兒子威廉帶著風箏和萊頓瓶(一種可充放電的容器),奔向郊外田野里的一間草棚。
這可不是一只普通的風箏:它是用絲綢做成的,在它的頂端綁了一根尖細的金屬絲,作為吸引閃電的“接收器”;金屬絲連著放風箏用的細繩,這樣細繩被雨水打濕后,也就成了導線;細繩的另一端系上綢帶,作為絕緣體(要干燥),避免實驗者觸電;在綢帶和繩子之間,掛有一把鑰匙,作為電極。
富蘭克林和他的兒子連忙乘著風勢,將風箏放上了天。風箏,像一只矯健的鳥兒,漸漸地飛到云海中。
父子倆躲在草棚的屋檐下,手中緊握著沒有被雨水淋濕的綢帶,目不轉睛地觀察著風箏的動靜。
突然,天空中掠過一道耀眼的閃電。富蘭克林發現,風箏引繩上的纖維絲一下子豎立起來。這說明,雷電已經通過風箏和引繩傳導下來了。富蘭克林高興極了,他禁不住伸出左手,觸碰一下引繩上的鑰匙。“哧”的一聲,一個小小的藍火花跳了出來。
“這果然是電!”富蘭克林興奮地叫了起來。
“把萊頓瓶拿過來。”富蘭克林對威廉喊道。他連忙把引繩上的鑰匙和萊頓瓶連接起來。萊頓瓶上電火花閃爍。這說明萊頓瓶充了。
事后,富蘭克林用萊頓瓶收集的雷電,做了一系列的實驗,進一步證實了雷電與普通電完全相同。
富蘭克林的這一風箏實驗,徹底地擊碎了閃電是“上帝之火”、“煤氣爆炸”等流行的說法,使人們真正認識到雷電的本質。因此,人們說:“富蘭克林把上帝與閃電分了家。”
富蘭克林的風箏實驗絕不是一時沖動所做的。早在數年前,他就致力于電的研究,并在當時人們不知“電為何物”的時代,指出了電的性質。
在一次研究的意外事件中,他得到啟迪。有一次,他把幾只萊頓瓶連在一起,以加大電容量。不料,實驗的時候,守在一旁的妻子麗德不小心碰了一下萊頓瓶,只聽得“轟”的一聲,一團電火花閃過,麗德被擊中倒地,面色慘白。她因此休息了一個星期身體才得到康復。
“萊頓瓶發出的轟鳴聲,放出的電火花,不是和雷電一樣嗎?”富蘭克林大膽地提出這個設想。經過反復思考,他推測雷電就是普通的電,并找出它們兩者間的12條相同之處:都發亮光;光的顏色相同;閃電和電火花的路線都是曲折的;運動都極其迅速;都能被金屬傳導;都能發出爆炸聲或噪聲;都能在水或冰塊中存在;通過物體時都能使之破裂;都能殺死動物;都能熔化金屬;都能使易燃物燃燒;都放出硫磺氣味。
1747年,富蘭克林把他的這些想法,寫成論文《論雷電與電氣的一致性》。他將論文寄給他的朋友、英國皇家學會會員科林遜。可當科林遜將論文送交皇家學會討論時,得到的是一陣嘲笑。許多科學家認為富蘭克林的觀點荒唐無比,“把科學當作兒童的幻想”。
對于人士的嘲笑、奚落,富蘭克林不予理睬,終于在做好各種準備的情況下,冒著生命危險,做了風箏實驗。
富蘭克林從風箏實驗中,不但了解了雷電的性質,而且證實:雷電是可以從天空“走”下來的。“高大建筑物常常遭到雷擊,能不能給雷電搭一個梯子,讓它乖乖地‘走’下來呢?”富蘭克林想。
正當富蘭克林思考這一問題的時候,不幸從俄國彼得堡傳來消息:1753年7月26日,科學家利赫曼為了驗證富蘭克林的實驗,在操作時,不幸被一道電火花擊中身亡。這更堅定了富蘭克林研制避免雷擊裝置的決心。
他先在自己家做實驗:在屋頂高聳的煙囪上,安裝一根3米長的尖頂細鐵棒;在細鐵棒的下端綁上金屬線;沿著樓梯,把金屬線引到底樓的一個水泵上(水泵與大地有接觸);將經過房間的那段金屬線分成兩段,且將兩股線相隔一段距離,各掛一個小鈴。這樣,如果雷電從細鐵棒進入,經過金屬線進入大地,那么,兩股線受力,小鈴就會晃蕩,發出響聲。
一天,電閃雷鳴,暴風雨就要來了。在雷聲、雨聲的“伴奏”下,守候在房間小鈴旁的富蘭克林,聽到了小鈴發出的清脆、悅耳的聲音。他高興地笑了。
富蘭克林把那根細鐵棒稱為“避雷針”。
避雷針的問世,引起了教會的反對。他們認為:“裝在屋頂的尖桿指向天空是對上帝的不敬。”“干涉上帝的事,對上帝指手劃腳,是要受上帝懲罰的。”
然而,有一次在一場雷雨之后,神圣的教堂著火了,而裝有避雷針的房屋卻平安無事。于是,避雷針的作用被人們認識,避雷針也很快地傳開了。至1784年,全歐洲的高樓頂上都用上了避雷針。
