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高一必修一物理教案3篇(人教版高一物理必修一教案)

2022-11-18 01:02:00教学文档

  下面是范文网小编收集的高一必修一物理教案3篇(人教版高一物理必修一教案),以供借鉴。

高一必修一物理教案3篇(人教版高一物理必修一教案)

高一必修一物理教案1

  教学目标

  知识目标:

  1、了解万有引力定律得出的思路和过程。

  2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律。

  3、知道任何物体间都存在着万有引力,且遵守相同的规律

  能力目标:

  1、培养学生研究问题时,抓住主要矛盾,简化问题,建立理想模型的处理问题的能力。

  2、训练学生透过现象(行星的运动)看本质(受万有引力的作用)的判断、推理能力

  德育目标:

  1、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程,说明科学研究的长期性,连续性及艰巨性,渗透科学发现的方__教育。

  2、培养学生的猜想、归纳、联想、直觉思维能力。

  教学重难点

  教学重点:

  月——地检验的推倒过程

  教学难点:

  任何两个物体间都存在万有引力

  教学过程

(一) 引入:

  太阳对 行星的引力是行星做圆周运动的向心力,这个力使行星不能飞离太阳;地面上的物体被抛出后总要落到地面上;是什么使得物体离不开地球呢?是否是由于地球对物体的引力造成的呢?

  若真是这样,物体离地面越远,其受到地球的引力就应该越小 ,可是地面上的物体距地面很远时受到地球的引力似乎没有明显减小。如果物体延伸到月球那里,物体也会像月球那样围绕地球运动。地球对月球的引力,地球对地面上的物体的引力,太阳对行星的引力,是同一 种力。你是这样认为的吗?

(二)新课教学:

  一.牛顿发现万有引力定律的过程

(引导学生阅读教材找出发现万有引力定律的思路)

(1) 牛顿对引力的思考

  牛顿看到了苹果落地发现了万有引力,这只是一种传说。但是,他对天体和地球的引力确实作过深入的思考。牛顿经过长期观察研究,产生如下的假想:太阳、行星以及离我们很远的恒星,不管彼此相距多远,都是互相吸引着,其引力随距离的增大而减小,地球和其他行星绕太阳转,就是靠劂的引力维持。同样,地球不仅吸引地面上和表面附近的物体,而且也可以吸引很远的物体(如月亮),其引力也是随距离的增大而减弱。牛顿进一步猜想,宇宙间任何物体间都存在吸引力,这些力具有相同的本质,遵循同样的力学规律,其大小都与两者间距离的平方成反比。

(2) 牛顿对定律的推导

  首先,要证明太阳的引力与距离平方成反比,牛顿凭着他对于数学和物理学证明的惊人创造才能,大胆地将自己从地面上物体运动中总结出来的运动定律,应用到天体的运动上,结合开普勒行星运动定律,从理论上推导出太阳对行星的引力F与距离r的平方成反比,还证明引力跟太阳质量M和行星质量m的乘积成正比,牛顿再研究了卫星的运动,结论是:

  它们间的引力也是与行星和卫星质量的乘积成正比,与两者距离的平方成反比。

(3)。牛顿对定律的检验

  以上结论是否正确,还需经过实验检验。牛顿根据观测结果,凭借理想实验巧妙地解决了这一难题。

  牛顿设想,某物体在地球表面时,其重力加速度为g,若将它放到月球轨道上,让它绕地球运动时,其向心加速度为a。如果物体在地球上受到的重力F1,和在月球轨道上运行时受到的作用力F2,都是来自地球的吸引力,其大小与距离的平方成反比,那么,a和g之间应有如下关系:

  已知月心和地心的距离r月地是地球半径r地的60倍,得。

  从动力学角度得出的这一结果,与前面用运动学公式算出的数据完全一致,

  牛顿证实了关于地球和物体间、各天体之间的引力都属于同一种性质力,都遵循同样的力学规律的假想是正确的。牛顿把这种引力规律做了合理的推广,在1687年发表了万有引力定律。可以用下表来表达牛顿推证万有引力定律的思路。

(引导学生根据问题看书,教师引导总结)

(1)什么是万有引力?并举出实例。

(2)万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律?其数学表达式如何?

(3)万有引力定律的适用条件是什么?

  二.万有引力定律

  1、内容:

  自然界中任何两个物体都是互相吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比;引力的方向沿着二者的连线。

  2.公式:

  3.各物理量的含义及单位:

  F为两个物体间的引力,单位:N.

  m1、m2分别表示两个物体的质量,单位:kg

  r为它们间的距离,单位:m

  G为万有引力常量:G=6.67×10-11 N·m2/kg2,单位:N·m2/kg2.

  4.万有引力定律的理解

①万有引力F是因为相互作用的物体有质量而产生的引力,与初中学习的电荷间的引力、磁极间的引力不同。

  强调说明:

  A.万有引力的普遍性.万有引力不仅存在于星球间,任何客观存在的有质量的物体间都存在这种相互吸引的力.

  B.万有引力的相互性.两个物体相互作用的引力是一对相互作用的作用力与反作用力,它们大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上.

  C.万有引力的宏观性.在通常情况下,万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际的物理意义.

  D.万有引力的独立性.两物体间的万有引力只与它们本身的质量有关,而与所在空间的性质无关,也与周围有无其他物体无关.

② r为两个物体间距离:

  A、若物体可以视为质点,r是两个质点间的距离。

  B、若是规则形状的均匀物体相距较近,则应把r理解为它们的几何中心的距离。

  C、若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按万有引力定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。

③ G为万有引力常量,在数值上等于质量都是1kg的两物体相距1m时的相互作用的引力

  随堂练习:

  1、探究:叫两名学生上讲台做两个游戏:一个是两人靠拢后离开三次以上,二个是叫两人设法跳起来停在空中看是否能做到。然后设问:既然自然界中任何两个物体间都有万有引力,那么在日常生活中,我们各自之间或人与物体之间,为什么都对这种作用没有任何感觉呢?

  具体计算:地面上两个50kg的质点,相距1m远时它们间的万有引力多大?已知地球的质量约为6.0×1024kg,地球半径为6.4×106m,则这个物体和地球之间的万有引力又是多大?(F1=1.6675×10-7N,F2=493N)

(学生计算后回答)

  本题点评:由此可见通常物体间的万有引力极小,一般不易感觉到。而物体与天体间的万有引力(如人与地球)就不能忽略了。

  2、要使两物体间万有引力减小到原来的1/4,可采用的方法是( )

  A.使两物体的质量各减少一半,距离保持不变

  B.使两物体间距离增至原来的2倍,质量不变

  C.使其中一个物体质量减为原来的1/4,距离不变

  D.使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的1/4

  答案:ABC

  3.设地球表面重力加速度为,物体在距离地心4R(R是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g,则为( )

  A. 1 B 1/9 C. 1/4 D. 1/16

  提示:两处的加速度各由何力而产生?满足何规律?

  答案:D

  三.引力恒量的测定

  牛顿发现了万有引力定律,却没有给出引力恒量的数值。由于一般物体间的引力非常小,用实验测定极其困难。直到一百多年之后,才由英国的卡文迪许用精巧的扭秤测出。

(1)用扭秤测定引力恒量的方法

  卡文迪许解决问题的思路是:将不易观察的微小变化量,转化为容易观察的显著变化量,再根据显著变化量与微小量的关系,算出微小变化量。

  问:卡文迪许扭秤实验中如何实现这一转化?

  测引力(极小)转化为测引力矩,再转化为测石英丝扭转角度,最后转化为光点在刻度尺上移动的距离(较大)。根据预先求出的石英丝扭转力矩跟扭转角度的关系,可以证明出扭转力矩,进而求得引力,确定引力恒量的值。

  卡文迪许在测定引力恒量的同时,也证明了万有引力定律的正确性。

(四)、小结

  本节课重点学习了万有引力定律的内容、表达式、理解以及简单的应用重点理解定律的普遍性、普适性,对万有引力的性质有深层的认识

  对万有引力定律的理解应注意以下几点:

(1) 万有引力的普遍性。它存在于宇宙中任何有质量的物体之间,不管它们之间是否还有其他作用力。

(2) 万有引力恒量的普适性。它是一个仅和m、r、F单位选择有关,而与物体性质无关的恒量。

(3) 两物体间的引力,是一对作用力和反作用力。

(4) 万有力定律只适用于质点和质量分布均匀球体间的相互作用。

  课后习题

  课本71页:2、3

  板书

  万有引力定律

  1、万有引力定律的推导:

  2、万有引力定律

①内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。

②公式:

  G是引力常量,r为它们间的距离

③各物理量的含义及单位:

④万有引力定律发现的重要意义:

  3.引力恒量的测定

  4.万有引力定律的理解

①万有引力F是因为相互作用的物体有质量而产生的引力,与初中学习的电荷间的引力、磁极间的引力不同。

  强调说明:

  A.万有引力的普遍性.万有引力不仅存在于星球间,任何客观存在的有质量的物体间都存在这种相互吸引的力.

  B.万有引力的相互性.两个物体相互作用的引力是一对相互作用的作用力与反作用力,它们大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上.

  C.万有引力的宏观性.在通常情况下,万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际的物理意义.

  D.万有引力的独立性.两物体间的万有引力只与它们本身的质量有关,而与所在空间的性质无关,也与周围有无其他物体无关.

② r为两个物体间距离:

  A、若物体可以视为质点,r是两个质点间的距离。

  B、若是规则形状的均匀物体相距较近,则应把r理解为它们的几何中心的距离。

  C、若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按万有引力定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。

③ G为万有引力常量,在数值上等于质量都是1kg的两物体相距1m时的相互作用的引力

高一必修一物理教案2

  教学目标:

  一、知识与技能

(一)能熟练使用打点计时器。

(二)会根据相关实验器材,设计实验并完成操作。

(三)会处理纸带求各点瞬时速度。

(四)会设计表格并用表格处理数据。

(五)会用v-t图像处理数据,表示运动规律

(六)掌握图象的一般方法,并能用语音描述运动的特点。

  二、过程与方法

(一)初步学习根据实验要求,设计实验,探究某种规律的研究方法。

(二)经历实验过程,及时发现问题并做好调整。

(三)初步学会根据实验数据发现规律的探究方法。

  三、情感态度与价值观:

(一)体会实验的设计思路,体会物理学的研究方法。

(二)培养根据实验结果作出分析判断并得出结论。

  教学过程

【教师提出问题】探究目的:

  探究小车在重物牵引下的运动,研究小车速度随时间的变化规律。

【让学生猜想】小车的速度随时间变化有几种可能:

  变化先快后慢;先慢后快;均匀变化等。可结合速度图象描述猜想。

【让学生进行实验设计】提示如何测量出不同时刻的物体运动速度;最后确定打点计时器测速度。

【教师引导学生讨论】实验过程中注意事项:

  1、开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。

  2、先接通电源,计时器工作后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源。

  3、要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞,当小车到达滑轮前及时用手按住它。

【学生活动】实验过程:

  1、附有滑轮的长度板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路。

  2、用一条细绳栓住小车使细绳跨过滑轮,下边挂上适量的钩码,让纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的上面。

  3、把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后释放小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一列小点。换上新的纸带,重复实验三次。

高一必修一物理教案3

  教学目标:

  知识目标:

  引导学生从生活出发,了解科学、认识科学。

  能力目标:

  引导学生以“教育历程”为重点,探讨其中表现的思想内涵。

  德育目标:

  引导学生体会科学精神。

  教学重点、难点:

  高维空间对普通人来说,是很难想像的。所以,教学重点是文章内容,而不是相关的科学知识。相关知识教师有所了解,能帮助教学课文即可,不必教授给学生。

  教学方法:师生合作探究

  教学课时:两课时

  第一课时

  教学过程

  一、导入新课

  成为一位科学家是无数有志青年的梦想,对物理的探究更是许多年轻的学子孜孜以求的,我们来看一下加来道雄的成长道路,或许能得到一些启发。

(板书)一名物理学家的教育历程

  二、明确目标

  1.引导学生从生活出发,了解科学、认识科学

  2.引导学生以“教育历程”为重点,探讨其中表现的思想内涵。

  三、整体感知

  1.作者简介

  加来道雄,美籍日裔物理学家,毕业于美国哈佛大学,获加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位,后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有《超越爱因斯坦》(与特雷纳合著)《量子场论》《超弦导论》。

  2.本文的基本结构

  文章的题目是“一名物理学家的教育历程”,因此,叙述的顺序主要是历时性的。但是,作者开头就说“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力,并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程。”而“童年的两件趣事”作为文章的主要内容,又是共时性的叙述。这样的结构安排,使文章既脉络清楚,又重点突出。

  结构如图:

  童年青年(成年)

  鲤鱼世界的幻想(想像)

  实验(理论物理学家)

  爱因斯坦故事(理论)

  3.本文的基本内容①人人都对自然感到好奇,都以自己喜爱的形式寻求自然的“谜底”,但是大多数人一般直接探寻自然本身,而作者却由人的观察角度,反思人类对宇宙的认知。看似作者少年时的思维超出同龄人,其实只是他充分发挥了自己的想像力,并且保持了这样奇特的想像力,由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。

②作者少年时接触到爱因斯坦的“未竟事业”,激发了他的探究兴趣。他之所以感到“激动人心”,是因为他把爱因斯坦的理论当成一个“侦探故事”来阅读、探究,这非常符合少年的心理。另外,“我决定要对这一秘密刨根问底”,也表现了他有毅力有恒心的性格,这是成为科学家的基本素质。

③高中时代,本应“在棒球场或篮球场玩耍”,享受青春年华,但作者却“找遍周边地区大量的电子仓库,装配必需的硬件设备”,在“学校的足球场中缠绕22英里长的铜线”,自己动手建设实验室,验证爱因斯坦理论,探究反物质。作者进行这样艰苦枯燥的工作,体现了他对科学的热爱,以及踏实的性格,显露出一个科学工作者的潜能。

  由①②到③,我们可以清楚地看到作者的“教育历程”和“教育内容”。

  第二课时

  四、重点、难点的学习与目标完成过程

  1.提问:本文在材料处理上有什么特点?

  明确:本文布局谋篇重点突出,详略得当。在整体上,作者并没有从童年到小学到初中到高中,按时间顺序叙事,而是通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例,突出他成长为一名“物理学家”的“教育历程”,并不旁及其他成长的经验;在局部上,如高中阶段,作者看了许多统一场理论方面的书,并常常去斯坦福大学的物理图书馆,相关的理论书籍是怎样启发、引导他研究的,这里肯定有许多精彩的故事,但是作者只是一笔带过,重点放在制造“自己的原子对撞机”上,其中具体的数据叙述得很详尽,让人体会到作者严谨、踏实的性格,以及内在的成为物理学家所需要的基本素质。

  2.提问:本文体现了怎样的科学精神?

  明确:本文三个主要部分,并不是简单地叙述成长的故事,而是具有深刻的科学精神内涵,可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。

(1)想像力:科学是需要想像力的,想像力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想像中,认识到人类观察空间的局限性,间接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想像上升到理性的创造,体现了创新意识和探索精神。

(2)乐趣:科学不应该是枯燥的,而是应该充满乐趣的。探寻自然的奥秘,对真正的科学工作者来说,是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏”,也是人生的“境界”。“游戏”使他们乐此不疲,充满__,不受外界的__和干扰;而“境界”使他们不顾功利,不畏强权,只求真理。

(3)实验精神:丁肇中说过:“现代学术的基础就是实地的探察,就是我们现在所谓的实验。”“科学发展的历史告诉我们,新的知识只能通过实地实验而得到,不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。”(《应有格物致知精神》)有了想像力,有了乐趣,那只是成为科学家的最基础的因素,不去踏踏实实地做实验,就不能得到基本数据,假说就不能确立。一味地空想,不去做基础工作,不可能达到真理的彼岸。作者从事的高维空间理论,虽然还停留在纸面上,但是科学家们已经在做许多基础的实验工作,努力使理论得到证明。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论,也要有数学和天体物理学的实验基础,也不是空想出来的。

  3.【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的?

  明确:主要有以下几点:

(1)“水池之外看不见的世界没有科学意义。”

(2)“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”——它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。

(3)“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因。

(4)“鲤鱼科学”的“传奇故事”,真实地证明另一个世界的存在,而它们却认为“胡说八道”,荒谬绝伦,违背它们的“自然规律”。

  4.提问:作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么?

  明确:说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。

(1)人类“一生就在我们自己的‘池子’里度过”,只要“超出我们的理解力”的自然存在,他们就“拒绝承认”。

(2)“科学家发明像力这样一些概念……”,是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”,不肯改变思考问题的方式。

(3)“不能在实验室里便利地验证”的理论,他们就加以“鄙视”,表现出思想上的保守和固执。

  5.提问:课文中阅读__空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容,对“教育历程”的叙述有什么作用?

  明确:课文的重点是童年趣事和建立实验室,这三个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来。而夹杂在其中的两个小事例,主要起补充和衔接的作用。历险故事加深作者对高维空间的想像,激发兴趣;而阅读统一场理论书籍,既表现高中阶段作者求知的热情,也衔接起由理论到实验的探究过程。

  6.提问:作者说“我决定要对这一问题刨根问底,纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人?

  明确:理论物理学家的工作是抽象、枯燥的,受实验条件的限制,自己的学说很难得到实验的证明,甚至可能到死也得不到成就。这样的人必须耐得住寂寞,必须有奉献精神。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。

  7.提问:作者建立实验室的事例,对我们现实生活有怎样的意义?

  明确:科学是建立在基础实验之上的,科学理论要经过实验的检验才能得到论证。实验不是简单的操作,要有理论指导,要有实验的设计,要有策划组织能力,要有耐力和恒心等等,实验考验的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是,重视理论,轻视基础实验,表现为动手能力和实践能力差,思想上浮躁,急功近利。对教育而言,重知识,轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪。

  五、布置作业:

  完成“研讨与练习一、二”。

  板书设计

  教学反思:

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