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变阻器 教学设计 教学目标 知识目标
1.知道滑动变阻器的构造和作用,能改变电阻的原理.
2.知道滑动变阻器所标规格的含义,会识别滑动变阻器规格,会把滑动变阻器连入电路使之改变电路中电流.
3.知道电阻箱用途,会读出电阻箱示数.
4.知道变阻器和变阻箱电阻变化的区别和特点.
能力目标
1.培养学生的创新思维.
2.培养学生依据物理事实分析,归纳问题的能力.
3.培养学生使用电学仪器的技能和良好习惯.
情感目标
培养学生实事求是的科学态度,加强思想品德教育.
重点:感知创新设计的一般方法,滑动变阻器的使用方法。
难点:了解滑动变阻器的构造和原理。
教学建议 教材分析
从理论在实践应用出发,由一个实际问题的提出引入新课. 本节的教学内容主要是滑动变阻器的构造及其使用,由于变阻器的部件较多,接法又有多种,因此变阻器是初中电学教学的难点之一,为此,九年义务教育物理教学方案已作过调整,在电学问题中不出现变阻器三个接线柱同时接入电路的情况,这一点在教学过程中也常加以注意.
本节的另一内容电阻箱由滑动变阻器特点引出. 教法建议 本节宜采用联系实际,注意观察,对照和思考,仔细观察变阻器,做到实物、结构示意图和符号三者相对照.
教师引导、启发、示范,学生观察、亲自操作.师生共同讨论分析,归纳出变阻器的使用规则. 引入本节课题时,创设奇趣的物理情境很重要,只有这样,才能激发学生的求知欲,并突出变阻器的作用,有效地减小教学坡度,加深学生对变阻器的构造、原理的认识.可以由滑动变阻器特点引出电阻箱,滑动变阻器和电阻箱的特点等对比教学. 教学设计方案 引入新课 演示1 出示收音机,选择某一台,调节音量控制旅扭,音量发生变化. 为什么调节音量开关时,喇叭音量会变化? 1.旋电视机的亮度旋钮,荧光屏上的图像会变明变暗.
2.一幕话剧开始了,剧场里的照明灯是怎样由亮变暗?
演示2 出示滑动变阻器,告诉学生它叫滑动变阻器,实验室中常用的仪器,将滑动变阻器、小灯泡串联后接入电路,闭合开关,移动滑片,让学生观察小灯泡亮度,指出亮度变化都是由于滑动变阻器起作用. 教师指出:上述生活中例子,都有一个相当于滑动变阻器的元件. 这节我们就研究滑动变阻器的作用、构造、原理及使用方法.
滑动变阻器
滑动变阻器的作用 滑片移动可改变音量、亮度.收音机音量大小,灯泡亮度变化都是由于通过它的电流大小不同引起的,所以滑动变阻器是改变电路中电流的元件. 我们知道,在电压不变的条件下,要减小电流,应增大电阻,要增大电流,应减小电阻. 滑动变阻器的构造 滑动变阻器是靠改变电阻来改变电路中电流的,那么滑片移动是怎么改变连入电路成电阻的呢?
让学生观察每组桌上的两组滑动变阻器,看谁能说明滑动变阻器构造. 教师出示观察提纲.
1.几部分组成,每部分是由什么材料做的?
2.这些部分是怎样组合在一起的?
3.有几个接线往?连入电路后电流的路径如何? 4.它铭牌上标志有什么? 学生观察后,找同学表述,互相补充,后教师明确介绍滑动变阻器构造,明确各部分名称. 引导学生从构造入手分析滑动变阻器能改变电阻的原理,变阻器上绕的电阻线是固定不变的,那么怎样改变连入电路的电阻呢? 决定导体电阻大小因素是什么? 根据这些因素,可以有哪些方法减小电阻. 学生讨论: 总结出四种方法:减小导体长度,增大横截面积,选用电阻率小的材料,降低温度. 这四种方法中,哪种从实践的角度更简便可行?(减小长度)那么怎么减少?
演示实验3. 是根较长镍铬合金电阻线,其中是金属做成的触头,当向右滑动, 示数变小,当向左滑动时,示数变大. 同学分析: 这个实验是靠什么来改变连入电路电阻的(靠触头在电阻线上移动,来改变连入导线长度),教师指出这就是最简单的“滑动变阻器”.这种最简单的“滑动变阻器”与我们手中的变阻器有什么不同?实验中为什么用我手中变阻器,它有什么优点?让学生分析,总结(改变电阻效果明显,节省空间,减小仪器体积)
结构示意图和符号 概括上述分析,滑动变阻器原理是通过移动滑片与电阻线的接触点来改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻,从而改变电流的.
【教学思想】
1.从生活走向物理,从物理走向社会自然界的神奇现象震撼人心,生活中的物理现象妙趣横生,本节课,是留在沙滩上的脚印和捏笔时手指的不同感觉将学生带进了压强的学习之中,让学生从身边熟悉的生活现象出发,去探究并认识物理规律,这大大增加了学生学习物理的乐趣和积极性。在学生探究出了压力作用效果跟压力和受力面积的关系后,让学生在课堂上尝试按图钉的生活体验,使学生对生活中增大压强和减小压强的意义有了深刻的感知。这时利用课件展现八组学生倍感亲切的生活场景,让学生分类,并从中找出增大压强或减小压强的途径,这些会使学生感到物理不是抽象而枯燥的,而是那么的生机勃勃、趣味盎然。在课后,又引导学生通过采访、调查、网络查询等多种途径,收集相关信息,运用本学所学知识分析“国道不堪重负”的原因,并结合社会实际,寻找解决问题的方法,这培养了学生热爱科学、关心社会的意识和利用正确的价值观处理社会问题的能力。
2.自由开放,自主探究苏霍姆林斯基说过:“在人的心灵深处,都有一种根深蒂固的需要,这就是希望自己是个发现者、研究者、探索者。”本节课,在设计实验验证猜想的环节中,打破了传统实验教学“照单抓药”的模式,充分发挥学生的创新思维,给学生提供广阔的自主探索发现的空间,表现在:一鼓励学生自主选择器材,甚至从身边找一些代用品来完成实验;二对同一探究问题,探讨出多种实验方案,摆脱了对教师和教材的依赖。探究的过程既是暴露学生各种疑问、困难、障碍和矛盾的过程,又是展示学生的聪明才智、独特个性、创新成果的过程。在这个过程中,解放学生的双眼去观察,解放学生的双手去实验,解放学生的大脑去思考,解放学生的嘴巴去交流,使他们可以无拘无束地尽情发挥,充分感受科学探究的乐趣,领略探究过程的美好与和谐,体验探究问题成功时的喜悦,呈现出一种开放的、自主的学习格局,学生的主体地位得到了充分的体现。
3.授之以渔,终身受用古人云:“授人以鱼,供一饭之需,教人以渔,则终身受用无穷”。在本节课学生经历了“提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析论证、评估交流”这一较为完整的探究过程,弄清了原来未知的知识──压力作用效果跟哪些因素有关,这与科学家的创新发明在本质上并没什么两样。在引导学生体验探究过程的同时,还对学生渗透求知方法的教育,正是控制变量、比值定义、类比、对比、分类、归纳等方法帮助学生丢掉“拐杖”,主动地参与到知识获取过程中去,这些方法将成为学生终身受用的宝贵财富。
【教材分析】
压强是自然科学的重要概念,在科学技术和生产中都经常用到。这一节内容着重学习的是固体的压强,它是在学习了力及力的三要素、力的作用效果、重力、摩擦力的基础上编排的,是初中物理教学中有关力学知识的一次较大的综合。在本节教学内容中,“探究压力的作用效果跟哪此因素有关”,是学生培养能力、提高素质的主要载体,“什么叫压强”是本节的主要知识点,“怎样增大和减小压强”帮助学生进一步理解压强的概念,了解压强的应用。此外,压力、压强与人们的日常生活、生产技术有着密切的联系,本节教材从生活场景走进物理学习,又从物理学习走进社会应用,体现了物理与生活、社会的密切联系。
【学情分析】
在本节学习之前,学生已经学习了力学的基础知识,并学习了两个重要的力,即重力和摩擦力,这些知识都是本节学习的认知基础;控制变量、比值定义、对比、归纳等学习方法,在以前的学习中已有所涉及,这为本节课的探究学习提供了方法基础。另外,初中学生有一定的观察能力,也具备了较强的独立思维能力,但抽象思维能力尚未成熟,对于本节内容所学习的压力,已有了压力大作用效果明显的思维定势和压力总等于重力的误区,这也是本节课要解决的难点所在。
【教学目标】
1.知识与技能
(1)了解压强的概念,理解什么是压力,什么是物体的受力面积。
(2)理解压强的大小跟哪些因素有关。(3)了解压强公式中各物理量的名称、单位及符号,知道压强单位的物理意义和由来。
(4)了解增大和减小压强的主要方法。
2.过程与方法
(1)通过利用控制变量法探究压力的作用效果与哪些因素有关,引导学生经历科学探究的完整过程,培养学生的观察能力、动手操作能力、信息处理和分析能力。
(2)在压强概念的学习中,学习运用比值定义法和类比法。
(3)了解改变压强的实际意义和基本方法,培养学生的知识迁移能力和解决实际问题的能力。3.情感态度与价值观(1)引导学生经历观察、实验以及探究等学习活动,培养学生利用日常用品探索自然现象和自然规律的兴趣,培养学生实事求是的科学态度,培养学生的发散思维和创新意识,使学生获得成功的体验。(2)通过生活、物理、社会的密切联系,培养学生勇于探索生活中的物理学原理的精神和将物理知识应用于社会活动的意识。
【重点难点】
1.重点:压强大小决定因素及其概念的理解。
2.难点:压力与受力面积的正确理解及压强在生活中的应用。
【教法学法】
教法:启发谈话与讨论相结合。学法:控制变量法、比值定义法、类比法、对比法、分类法、归纳法。【教具学具】教师用:多媒体课件。学生用:圆珠笔、压力小桌、砝码、钩码、木板、木条、面粉、细砂、海绵、橡皮泥、铁钉、杯子、砖头、纸盒、图钉、木块及周边其它物品。
【教学过程】
自主探究解决问题 1.解决初步问题
引导学生根据生活经验及知识储备,初步解决上述问题。
2.明确探究课题:
教师引导:既然上述现象都是由于压力在物体上产生的效果不同引起的,那么现在,你最想了解的问题是什么?
3.猜想假设
引导学生根据问题情境或生活经验进行猜想。
4.设计实验
引导学生回顾“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验,确定实验方法:控制变量法。
5.进行实验
巡回指导,鼓励学生从课桌上已备的器材或身边的一些物品中自主选择器材,来验证猜想。
6.分析论证
引导学生对实验现象进行分析。
7.交流评估
鼓励各小组展示各自的实验方案,并对自己及他人的实验提出评估意见。
8.教师小结
表扬各小组的创新设计,提出改进意见或期望,并板书实验结论。 经讨论交流,使学生认识到沙滩上留下脚印是因为沙滩受到人的压力,手感到疼是因为手受到了笔的压力,而脚印的深浅不同,手的疼痛感觉不同,都是由于压力在物体上产生的效果不同。
提出探究课题:压力作用的效果跟哪些因素有关?
大胆猜想并交流
经讨论,明确实验方案:让受力面积一定,研究压力作用效果与压力大小的关系;让压力一定,研究压力作用效果与受力面积的关系。
相互切磋,合理分工,共同实验,研究发现。
分析归纳,得出结论。
各小组边演示边讲解, 相互交流、取长补短。
倾听、感悟。 根据新课标的要求,这里不需对压力下定义。
层层引导、步步深入,学生从自己的求知愿望出发提出了探究课题,必能激发学生的探究热情。
培养学生的发散思维。
“授之以渔”,注重对学生进行方法指导
充分发挥学生的想象力和创造力,体验“瓶瓶罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”的乐趣。
培养学生的归纳分析能力
培养学生的合作交流意识及语言表达能力。
使学生充分体验成功的喜悦。
温故、知新
建立概念 1.围绕实验结论,引导学生思考:当物体表面受到的压力和受力面积均不同,将如何比较压力的作用效果?
2.引出压强的概念:
3.利用课件将速度的概念与压强概念进行对比,运用类比的方法找出压强的公式和单位。
4.简介帕斯卡在力学方面的突出贡献。
5.例题应用
课件出示课本例题,巡回指导,及时反馈 小组讨论,寻找方法:比较单位面积上受到的压力。
理解基础上记忆。
思考并回答。
倾听并感悟。
学生独立解答。 由浅入深,使学生逐步建立压强的概念。
渗透类比及比值定义的学习方法。
激发学生对科学家的崇敬和热爱之情。
加深对压强概念的理解。
学以致用指导生活 1.引导学生将桌上的图钉按入木块,体验后,提出问题:你希望钉尖对木块的压强大些还是小些?希望钉帽对手的压强大些还是小些?
2.课件展示8组生活图片,引导学生分析:
(1)哪些生活场景需增大压强?人们通常用哪些方法增加压强?(2)哪些生活场景需减小压强?人们通常用哪些方法减小压强?
3.小游戏:全体立正,如何迅速增大你对地面的压强? 认真体验并交流
学生根据已有的生活经验,进行分类和归纳。
有的迅速改为单腿站立,有的脚尖踮地,有的迅速抱起桌上的书、书包等物品…… 使学生对生活中增大压强和减小压强的意义有了深刻的感知
充分体现了物理知识与生活的密切联系,培养学生热爱科学、热爱生活的情感。
既考查学生的知识迁移能力,又很好的调节了课堂气氛。
畅谈收获系统升华 引导学生回顾本节课的学习过程,从知识与技能的获取、过程与方法的体验、情感态度价值观的提升三方面畅谈自己的收获和体会。 一起交流,互相促进,共同提高。 强化过程与方法的体验,促进情感的提升。
课后延伸思维拓展 课件展示汽车超载、国道破坏的视频资料,引导学生课后通过采访、调查、网络查询等多种途径,收集相关数据和信息,分析道路破坏的原因,寻找解决问题的方法措施,以“国道不堪重负”(或其他)为题,写一篇科学小论文。 培养学生获取和处理信息的能力,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。
一、学习目标知识与技能:
1.理解压力的概念,知道压力的方向始终垂直于受力面,
2.会用力的图示法画压力。
3.知道影响压力作用效果的因素。4.记住压强的定义式。5.记住在国际单位制中,压强的单位是“帕”(Pa)。6.知道压强的物理意义。过程与方法:经历压强概念的建立过程。理解“单位面积上所受压力的大小直接反应了压力的作用效果,将它定义为压强”,认识建立概念的方法。情感态度与价值观:
1.通过经历观察、实验以及探究等学习活动,培养尊重客观事实、实事求是的科学态度。2.通过探究性物理学习活动,获得成功的喜悦,增强参与物理学习活动的兴趣,提高学习的自信心。
二、重点与难点重点:学生探究实验:压力的作用效果与那些因素有关。难点:压强概念的建立。
三、教学准备器材:墙砖、泡沫塑料(或海绵)资源:PPT四、教学过程新课引入:(PPT显示图片)人在松软的泥地上行走时,脚会陷下去,而沉重的坦克在同样的泥地里行驶,为什么却陷的较浅呢?对以上问题,可能同学们现在还不能得出正确结果。同学们学习了本课的知识,就会得到满意的回答。(板书课题:压力和压强)。新课教学:
(一)、压力(PPT显示图片)箱子放在水平地面上时,有一个垂直压在地面上的力。手按图钉时,有一个垂直压在墙面上的力。
1. 定义:垂直作用在物体表面并指向表面的力叫做压力。
2.三要素:⑴ 作用点:被压物体的受力面。⑵ 方向:总是垂直于受力面,并指向受力面。⑶ 大小:置于水平面上:F=G (压力大小根据具体情况而定,物体放在斜面上时,F≠G)Ø 练习作图:
1.一个重为20牛的物体放在水平地面上,用力的图示法画出水平地面所受的压力。
2.重为10牛的物体放在斜面上,对斜面的压力为8牛,用力的图示法画出斜面所受的压力。
3.如图所示,用20牛的力将重15牛的物体压在竖直墙壁上,用力的图示作出墙壁所受的压力。
(二)、压力的作用效果与哪些因素有关复习:力的作用效果是什么?(改变物体的运动状态和使物体发生形变。)师:压力也有作用效果,是什么效果呢?请大家像我这样做手压铅笔的实验,然后看两个手指受到压力以后,产生了什么效果?(形变,压力与形变同时产生,同时消失)形变程度是否相同?(不同);请同学们再用力一些,观察形变程度如何?请同学们猜想压力的作用效果与哪些因素有关?教师板书(影响压力作用效果的因素:)学生思考好了后,请举手回答。教师点评之后板书
(1:压力大小。
2:受力面积大小。)[实验探究] 探究压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有什么关系?(请同学们采用控制变量法,按下图进行实验探究。)[实验结论](1)分析(a)和(b)两图可得出:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著;
(2)分析(a)和(c)两图可得出:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。总结:压力的作用效果与压力和受力面积的大小有关。问题:当压力和受力面积都不相同时,怎样比较压力的作用效果?(如图所示。提示:想想比较物体运动快慢的方法)PPT显示图:计算单位面积上所受的压力。思考:若在以上实验中要比较图(b)与(c)所示情况的压力作用的效果(压力和受力面积都不同),则应如何比较?(比较压力与受力面积的比值,即单位面积上所受的压力)师: 物体单位面积上所受的压力大小反映了压力的作用效果,为了比较压力的作用效果,物理学中引入了一个新的物理量压强,把物体单位面积上所受的压力大小定义为压强,压强是用来表示压力作用效果的物理量。因此,我们可以这么说:压强越大,则压力的作用效果越明显;反之,压力的作用效果越明显,压强越大。
(三)、压强1、概念:物体单位面积上受到的压力叫压强。
2、压强是表示压力作用效果的物理量.
3、公式:压强=压力/受力面积 P=F/S4、单位:国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa
5、表示的物理意义:1500Pa表示:物体每平方米的面积上所受的压力为1500牛。
6、一张报纸平整摊在水平桌面上,它对桌面的压强大约是1帕;一个人站着对地面的压强为15000帕。
(四)、解决问题人在松软的泥地上行走时,脚会陷下去,而沉重的坦克在同样的泥地里行驶,为什么却陷的较浅呢?(因为人行走时对地面压强大于坦克行驶时对地面的压强)
(五)、布置作业
1、复习本课所学的内容
教学准备
教学目标
1.能说出电功率的物理意义、定义和单位;
2.能利用电功率的公式进行相关计算;
3.能结合实际,说出用电器多铭牌上额定电压、额定功率所表示的含义,能区别额定电压与实际电压,额定功率与实际功率;
教学重难点
重点:对电功率概念的掌握及计算。
难点:对额定电压与实际电压、额定功率与实际功率的区别及灵活应用学过的知识解决简单的电功率问题。
三、教学策略
教学工具
多媒体
教学过程
复习提问
(2分钟)
1.电功的大小与哪些因素有关?如何计算?
2.家庭电路中测量电能的工具是什么?测出电能的单位是什么?
3.1kW?h的电能给灯和空调使用,哪个用的时间可以长一些?
创设情景
引入新课
(5分钟)
把不同功率的用电器接入家庭电路中,观察电能表转动快慢。
比较:相同时间内热得快和白炽灯哪个消耗的电能多?
电能表铝盘转动的快慢跟什么有关系?说明了什么?
投影出热得快的铭牌(220V 1000W)和白炽灯的铭牌(220V 40W),这些物理量表示的是什么意思?
电能表转盘转动快慢不同,说明电流做功快慢不同,可以利用电功率来表示电流做功快慢。
新课教学(28分钟)
电功率
投影:把一盏灯接在家庭电路上通电20min,消耗的电能是7J;把热得快接在家庭电路上通电1min,消耗的电能是60000J。哪个消耗的电能多?电流在哪个用电器上做功快?
对比力学中的功率,思考:
1.电功率的物理意义。
2.电功率的单位,单位间是如何换算的。
生活中常用的一些用电器的功率有多大呢?
思考:
1.电功率的定义
2.电功率的计算公式
电功可以利用W=UIt进行计算,代入电功率的计算公式可以得出:
例题:教室一盏日光灯的电流约为0.18A,则此日光灯的电功率约为多少?
“千瓦时”的来历
回忆电能表测出电路中消耗电能得到的单位是什么?它的从何而来的?
例题:某电视机的电功率是150W,每天使用3h,一个月用电多少千瓦时?(按30天算)
阅读课本P93的“想想议议”,相互讨论一下,该记者犯了什么错误?
电功的大小与用电器的功率与通电时间都有关,用电器的功率越大,通过时间越长,消耗的电能越多。
额定电压 额定功率
展示一个实验室用小灯泡,上面标有“2.5V 0.5W”的字样,它表示的是什么意思呢?把它接到不同电压两端,它的功率会变化吗?
同一个用电器,在不同的电压下,其实际的电功率会随着它两端的电压而改变。
额定电压:用电器正常工作时的电压
额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率
说出一电热水器的铭牌“220V 1000W”表示的意思。
根据此电热水器的铭牌我们可以获得哪些信息呢?
如果电热水器两端电压低于220V,它的功率就小于1000W,此时它的功率就是实际功率,但额定功率仍为1000W。额定电压与额定功率是用电器的参数,它的大小是不变的。实际电压、实际功率是指把用电器接在电路中用电器两端的实际电压,它的实际功率大小与实际电压有关。
实际功率与额定功率可能相等吗?
阅读课本P95“想想议议”,要串联多少个这种灯泡?
电功率的测量
展示一个正在发光的灯泡,提出问题:你如何测出此时灯泡的功率?
思考:
1.实验原理
2.需要哪些实验器材
3.画出此实验电路图
具体的测量方法在下节课我们再详细研究。
课后小结
通过这节课我们到了哪些内容呢?回忆并回答:
1.电功率的物理意义、定义及单位。
2.“千瓦时”的来历。
3.实际电压与额定电压,实际功率与额定的区别,用电器铭牌上标的电压和功率是什么意思。
4.电功率的测量原理、原理图等。
【教学目标】
1. 知识与技能
了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
知道热传递可以改变内能。
知道在热传递过程中,所传递内能的多少叫做热量,热量的单位是焦耳。
知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。
2.过程与方法:
通过探究找到改变物体内能的两种方法。
通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。
通过学生查找资料,了解地球的“温室效应”。
3.情感态度与价值观:
通过探究,使学生体验探究的过程,激发学生主动学习的兴趣。
通过演示实验培养学生的观察能力,并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。
鼓励学生自己查找资料,培养学生自学的能力。
【教学重点】
内能、热量概念的建立,改变物体内能的方法
【教学难点】做功和热传递在改变物体内能上是等效的
【教学准备】演示实验:空气压缩器 打气筒 矿泉水瓶 带导管的塞子 酒精灯 铁丝等
【教学方法】启发式教学法, 讲授法,实验演示法, 阅读法,科学探究法
【教学过程】
(一)引入新课
我们知道做机械运动的物体具有机械能,那么热现象发生过程中,也有相应的能量变化。另一方面,我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢?这是今天学习的问题。
(二)讲授新课
一、内能
1.分子的动能、温度
物体内大量分子不停息地做无规则热运动,对于每个分子来说都有无规则运动的动能。
我们知道,温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度,而它又是大量分子热运动动能大小的标志,这是温度的微观含义。
2.分子势能
分子间存在着相互作用力,因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能。
3.物体的内能
(1)物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成,因此任何物体都是有内能的。
课堂讨论题:下列各个实例中,比较物体的内能大小,并说明理由。
①一块铁由15℃升高到55℃,比较内能。
②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块,比较内能。
③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气,比较内能。
(2)物体机械运动对应着机械能,热运动对应着内能。任何物体都具有内能,同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹,除了具有内能,还具有机械能——动能和重力势能。
提问学生:一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气,当汽车以 60km/h行驶起来后,气瓶内氧气的内能是否增加?
通过此问题,让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和,而不是分子定向移动的动能。另一方面,物体机械能增加,内能不一定增加。
二、物体的内能改变的两种方式
1、热传递可改变物体的内能
【演示】点燃酒精灯,将铁丝的一端放在酒精灯的火焰上灼烧,让一名同学手握铁丝的另一端,一会就觉得发烫. 此实验说明:热量从铁丝的一端传递到另一端,这一端的温度升高了,内能增加了物体的内能改变了. 请同学举出那些生活例子利用的是热传递来改变内能放在太阳下晒;放在热水中烫。结论:热传递可以改变物体的内能。
热传递过程中传递的能量的多少叫热量,用Q表示,单位也是焦耳。 热传递使物体的内能发生改变的时候,内能的改变是用热量来量度的.物体吸收了多少热量,物体的内能就增加多少;物体放出了多少热量,物体的内能就减少多少.通过前面的探究,对物体内能的改变,学生有了一定的感性认识。热传递改变物体的内能,学生比较容易理解,热传递的实质就是内能从高温物体转移到低温物体。要使学生了解热量的概念,通过热传递的方式来改变内能,内能改变的多少不能用功来量度,而要用热量来量度,并介绍热量的国际单位也是焦耳。
2、做功可以改变内能:生活体会――冬天时手很冷,经常通过搓手以取暖;用锯条锯木板时,用手摸一下锯条,会觉得很烫;野外生存中取火的一种方法是钻木取火,等等。
【演示】空气引燃压缩仪.用力猛压活塞,会看到硝棉花燃烧起来。 结论:对物体做功,可以使物体的内能增加
【演示实验】气体对外做功实验 用打气筒向瓶内打气,当瓶塞跳起时,在瓶内出现白雾。解释:瓶内的气体推动瓶塞做功时,内能减少,温度降低,使水蒸气凝成小水滴。结论:物体对外做功,本身的内能就会减少。小结:从能的转化看,通过做功改变物体的内能,实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。功可以用来度量内能改变的多少。
小结:改变物体的内能有两种方法:做功和热传递。两种方法对改变物体的内能是等效的,但本质上有所区别。
讨论:有一个装有铁屑的烧瓶,可以用什么方法使铁屑的内能增加?
[练习]:
1.为什么用气筒给自行车打完气后,摸一下气筒外的外壁,会变热? 当我们给充足气的轮胎放气时,能看到在气门芯附近有一些小水珠,能解释这种现象产生的原因吗?
2.关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.相同质量的两种物体,升高相同的温度,内能增量一定相同 B.一定量0℃的水结成0℃的冰,内能一定减少 C.一定量气体体积增大,但既不吸热也不放热,内能一定减少 D.一定量气体吸收热量而保持体积不变,内能一定减少
3.金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物,有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是
A.迅速向里推活塞 B.迅速向外拉活塞 C.缓慢向里推活塞 D.缓慢向外技活塞
4.指出下列事例中改变物体内能的方式( )
a 冷天用热水取热,人体感到热和 .b比中,从竿的顶端滑到底端时手感到发热 c 密封的空气被压缩时温度变高 d 火炉上烤饼子,饼子变热 e 用挫刀挫铁块,铁块变热 f 把火烧热的工件放到冷水中,工件会变凉下来
【板书设计】
一.内能
1. 内能定义:分子由于运动而具有的动能和势能之和
2. 物体内能的大小与物体的温度有关
二.改变内能的方式
1. 做功 2. 热传递:
三.热量
1. 定义:热传递过程中传递的内能的多少 2. 单位:焦耳 符号: J 3. 热量、温度、内能的区别
物体的内能是比较抽象的物理概念,微观世界的知识,不像机械能那样直观。内能是指物体内部的能量,是和物体内部的分子有关的能量。物体的内能是所有分子无规则运动具有动能和分子势能的总和。物体内部的分子的能量越大,它的内能就越大,即内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子相互作用的势能的总和。教科书上没有提出分子的动能和势能,只说分子无规则运动具有的能,其实分子在做无规则运动的时候就同时具备了动能与势能,故在教学中提出内能实际是分子的动能和势能的总和,采用类比的方法学生很容易就理解了这个物理概念。
在引入物体内能的时候,我是采用宏观物体的机械运动中具有的机械能为背景,提出:“那么微粒的运动也具有能量吗?”从而引出物体的分子的运动而具有的能量称之为内能。但是,内能与机械能是不同的,内能是分子在物体内部自身不停的“分子运动”而不是随物体整体一起运动所具有的能。机械能则是物体作为整体运动所具有的能。物体的机械能包括动能和势能,物体的内能当然也就包括分子的动能和势能两个方面。动能跟微粒的运动的激烈程度有关,这点学生很容易从机械能中的动能进行迁移,势能是指微粒间的相互作用而具有的能,就跟机械能中物体由于被举高或是发生弹性形变而具有的能就难以迁移了。
但接下来内能和温度的之间的辨证关系,学生理解起来存在相当大的难度,有些云里雾里的感觉。为了帮助学生理顺温度和内能之间的辨证关系,还是带着类比的思想,微粒的动能与温度的关系学生能很快的直观的理解,因为温度越高,微粒的热运动就越激烈,学生的感觉就是微粒的运动就越快,那么自然就是动能在增加;但是微粒的势能怎么跟温度有关,那是因为物体有热胀冷缩的性质,温度越高,
物体的体积在增大,从微观的角度分析就是微粒间的距离在增大,也就是微粒间的吸引力在增大,那么微粒的势能自然也在增大。随着温度的升高,微粒的动能和势能都相应增大,自然物体的内能与温度有关,对同一个物体,温度越高,物体的内能越大。
这节课也存在一些不足,如果借助多媒体将微观粒子形象的展示给学生,学生通过直观的感性认识定会收到事半功倍的效果。
知识与技能
(1) 知道什么是电阻,理解电阻是导体本身的一种属性。
(2) 知道电阻的单位及其换算。
(3) 理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积有关。
在探究决定电阻大小的因素的过程中,体会用控制变量法研究物理问题。
情感态度与价值观
激发学生对电阻与哪些因素有关的实验产生兴趣,积极动手进行实验或观察实验。通过探究活动,体验探究的乐趣,使学生乐于观察、实验,培养学生团队合作与交流的能力。
教学重点:理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积有关。
教学难点:电阻的概念及决定因素。
教师准备:电阻定律演示器九套 演示电表一块 电源 小灯座 电流表 开关各九个 导线每组六根 金属勺
学生准备:每组准备一套铅笔(芯)、钢尺
教学方法:以学生合作学习、自主探究为主的启发式综合教学法。同时充分发挥信息技术与物理学科的整合作用,充分体现以学生为本的教学思想。
知识目标
1、知道电压的作用、电源是提供电压的装置;
2、知道电压的单位伏特、千伏、毫伏及相互关系;
3、记住干电池和家庭电路的电压.
能力目标
培养学生想象、类比、推理能力,搜集信息能力.
情感目标
1、体会类比是科学研究的常用方法.
2、培养学生学科知识联系实际的意识.
一 创设情景,引入新课
教师课前让学生收集、观察家用电线,并在课上展示。提出问题:为什么普通导线都是用铜或者铝制成的,而不用铁丝?(注重体现“从生活走向物理”的新课程理念)学生分组做P14图6.3-1实验(通过可观察到的现象来获得不可直接感知的信息是学习抽象概念的重要方法)
二 导学达标,形成概念
在相同的电压下,通过铜丝的电流比铁丝(或镍铬合金丝)的电流大。是因为导体虽善于导电,却同时对电流有阻碍作用。物理学中用电阻这一新的物理量来表示导体对电流的阻碍作用。
板书:(一)定义及符号
1.定义:导体对电流阻碍作用的大小叫做电阻。符号:R
让同学们阅读P15的内容并回答电阻的单位(锻炼学生的自学能力和表达能力)
板书:(二)单位
1.国际单位:欧姆。规定:如果导体两端的电压是1V,通过导体的电流是1A,这段导体的电阻是1Ω。
2.常用单位:千欧、兆欧。
3.换算:1MΩ=1000KΩ 1KΩ=1000Ω
常见的电阻值:(大屏幕)
人的双手间(干燥) 1000--5000Ω 人的双手间(潮湿) 200--800Ω 照明灯泡(工作时) 100---Ω 实验用小灯泡 5--50Ω 实验室用的导线(每根) 0.01--0.1Ω 电流表 0.1Ω左右 电压表 10 KΩ 教师启发:同学们通过比较前两组数据得到什么启示?日常生活中应注意什么?(从物理走向生活,提高学生的安全意识)
同学们已经知道不同的导体电阻一般不同,那么电阻的大小到底与哪些因素有关呢?
提出问题:决定导体电阻大小的因素有哪些?
学生猜想:可能导体的种类,粗细,长度 ,温度等有关
设计实验:老师先渗透控制变量法的含义,然后引导学生自行设计实验方案把只有材料不同的两段金属丝接入上面的电路,观察灯泡的亮度并记录电流表的示数。再把只有长度、横截面积不同的金属丝连在电路中。
进行实验:
观察电流表的示数和灯泡的亮度并记录数据。(观察是科学探究的基础,是提出问题获得证据或数据的来源。在观察到现象后及时做出记录,这是科学研究的最基本方法。通过学生自己动手实验揭示科学的神秘面纱激发学生的学习兴趣。)
分析与论证:
投影各组实验数据并对比分析,得出正确的结论。
板书:
(三)影响因素:
导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关,所以导体的电阻是导体本身的一种性质。大量实验表明,导体的电阻还与温度有关。
评估与交流
实验中导体的电阻阻值都比较小,所以电路中的电流较大,每次测得数据后应立即断开开关,尽量减少电能损耗。
(四) 同学们自己阅读18页科学世界中的半导体和超导体。然后通过15页图6.3-3说明导体和绝缘体之间没有绝对的界限。
三、课堂小节:由学生互相补充完成
教材首先从学生熟悉的“灯泡发光、电动机砖动”现象提出问题:灯泡发光、电动机转动,都需要电流,那么电流是怎样形成的呢?引起学生思考.
学生在思考后得不出结论的情况下,需要教师的讲解点拨.电流是看不见、摸不着的,怎样让学生对其有一个形象的了解,教材用水流类比电流、阀门类比开关、涡轮类比电灯、抽水机类比电源、水位差类比电压.让学生体会用“水位差是形成水流的原因”类比“电压是形成电流的原因”;用“抽水机是形成水位差的原因”类比“电源是形成电源的原因”;用“流动的水冲动水轮机转动”类比“流动的电荷使灯泡发光”.
在学生初步知道电源、电压、电流的作用后,介绍了电压有高低、电压的单位;介绍了生产、生活中的用电器的电压值,是学生感觉到“电压”就在我们身边.
电压概念的初步建立过程充分体现了“类比的科学方法”,把难懂的概念用通俗的方法说明使学生容易理解.
演示一个显示电路通电的实验(小灯泡发光),启发指出电路中有电流.提问电流是怎样产生的?若学生回答是因为电路中接有电源,则可进一步提问:有电源为什么就会有电流呢?学生的回答一般是不完全的,在指出它们的正确方面以后,就此引入新课.
1. 用类比法讲解电流形成电流原因
对初中学生可以采用类比方法,说明电压使电路中形成了电流,电源是提供电压的装置.首先作好课本图6-1演示实验,让学生看到A、B两杯水面高度不同是形成水流冲动涡轮转动的原因,当水面相平后,水就停止了流动.要让水持续流动,就需要用抽水机把B杯中的水抽到A杯,使两杯水面再次形成液面差.接下来演示课本图6-2实验并用挂图与图6-1进行类比说明:
由以上类比,启发学生归纳出:水的流动是因为有水压,电荷作定向移动是因为有电压.因此可知电压使电路中形成了电流,电源使提供电压的装置.
注意:讲授电压时,还需着重指明是那段电路两段的电压.常说的“电路上的电压”,指的是“这段电路两端的电压”.
2. 电压的高低和单位
先从水压有大小引出电压也应有大小(高低),在做下面的实验:
(1)用1节、2节、3节干电池分别给同一个小灯泡通电(选用额定电压为3.8V的灯泡),小灯泡的亮度不一样.
(2)用手摇发电机给一个小灯泡通电,改变手摇的快慢,小灯泡的亮度不同.从小灯泡的亮度不同,说明不同电源产生的电压不同.
(3)介绍电压的单位:伏特(V).一接干电池电压1.5V,家庭电路电压220V.比伏大的单位有千伏(kV),高压输电线间的电压达几千伏甚至到几万伏.比伏小的单位友毫伏(mV).
(4)在讲完电压的单位之后,认真地介绍课本图6-4的几种电压值,还可以多介绍一些生产、生活中用电器的额定电压值,可以布置查找记录电源、用电器额定电压值的家庭作业,培养学生搜集信息的能力.
(5)讨论“想象议议”中的问题,可以起到巩固、归纳本节知识的作用:用电器工作需要通过电流,产生电流需要在用电器两端加上电压,提供电压需要电源.
物理电压教案(教学设计方案)
教学过程应当体现出“以学生发展为本,师、生互动”的新理念,为避免教师“一言堂,满堂灌”的注入式教学,教师应当根据教学内容、学生知识水平和接受能力,设计一系列能引起学生思考的问题提出,引导学生思考、寻找解决问题的方法,在解决问题的过程,学习知识、巩固知识、学习方法、片杨能力.
一、提出问题,引起学生思考
电灯发光、电冰箱制冷等用电器工作时都有电流通过,电荷是怎样定向移动形成电流的呢?在学生思考不得其解的时候,教师进行下面的活动.
二、类比说明,讲解电压
1.演示水流冲动涡轮机转动实验,提出问题:水为什么会流动?怎样才能使水持续流动?两容器水面有高度差,水才会流动;抽水机不断地把低处的水抽到高处,使两容器内保持一定的水面高度差.
2.演示小灯泡发光实验,用类比方法讲解“电压使电路形成电流,电源是提供电压的装置”.类比的方法要具体,可以参考下面的方式:
3.对电压高低的认识,要从具体现象入手,使学生对电压的高低有直观的认识.可以演示“利用不同节数干电池给同一小灯泡供电,观察其亮度的变化.”由此说明,灯泡两端的电压越高,表现出灯泡发光越亮.在此基础上,再演示用手摇发电机给一个小灯泡通电,改变手摇的快慢,小灯泡的亮度不同.从小灯泡的亮度不同,说明不同电源产生的电压不同.
三、电压的单位
1.电压的单位教学可以直接给出定义,但对伏特、千伏、毫伏间的换算要通过具体实例让学生落实.
2.对电压单位的初步认识,可以从生产、生活中的一些电源、用电器的电压标值中确认识、去了解.
以上教学要求和方法,是对教学的基本要求,对一般的学校和学生都应该能做到.如果有的学校没有小抽水机和涡轮,可以用下面的实验加以说明:
如图2,两个玻璃杯容器底部用一根软胶管相连,中间用卡子卡住,两边的水面不相平,当把卡子打开后,看到水从A容器流向B容器.A、B容器水面相平后,水停止了流动.由此说明水面的高度差是使水定向流动的原因.
接下来可以提问:要让水持续不断地流动,应当采取什么方法?
不断地把B容器中的水舀到A容器中,使A、B容器保持稳定的水面高度差.接下来说明,舀水的工作可以用抽水机来完成,给出挂图说明.
对于基础较好的学生可以讨论电压和电流的关系.典型例题可以组织学生讨论.
例题.关于电压,下列说法正确的是:( )
A. 电路两端有电压,电路中就一定有电流
B. 电路中无电流,电路两端就一定无电压
C. 电路两端必须有电压,才可能有电流
D. 电路中有电流,电路两端就一定有电压
对于基础较差的学生,练习电压单位换算.如:220V=______kV, 4.5V=______mV.
电 阻
(一)定义及符号
1.定义:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。
2.符号:R
(二)单位
1.国际单位:欧姆,简称欧。符号是Ω。
2.常用单位:千欧、兆欧。
3.换算:1MΩ=1000KΩ 1KΩ=1000Ω
(三)影响因素
1.实验原理:在电压不变的情况下,通过电流的变化来研究导体电阻的变化。(也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化)
2.实验方法: 控制变量法
3. 实验结论:导体电阻的大小由导体本身的材料、长度、横截面积决定。与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关,所以导体的电阻是导体本身的一种性质。
四、强化练习:
序号 长度(m) 横截面积(mm2) 材料 1 1 0.1 镍铬 2 0.5 0.1 镍铬 3 1 0.2 镍铬 4 1 0.1 锰铜 1、采用序号1、2对比,是探究电阻与 ______ 有关。
2、采用序号1、3对比,是探究电阻与______ 有关。
3、采用序号_____对比,是探究电阻与材料有关。
五、作业:想想做做1、2题
在引导学生探索、研究导电体的电阻的大小同导电体的哪些特性有关时,可先故意将横截面积、长度都不同的一根镍铬合金丝和一根铜丝分别串入接有小灯泡的直流电路中,让学生分别观察灯泡发光的亮度,并问学生:刚才的实验现象能否说明电阻大小与导电体的某个特性有关?学生经过思考与讨论,得到的结论当然是否定的.再用横截面积和长度都不同的两根镍铬合金丝分别串入上述电路中,观察小灯泡的亮度,并让学生思考这个实验能否说明电阻大小同导电体的某种特性有关,结论同样是不能.这时就可不失时机地问学生:“那么,我们应该取怎样的两根金属丝串入上述电路来做这个实验,以研究导电体的电阻大小到底与哪些因素有关呢?”同时向学生出示课前准备好的几根金属丝让他们选择.学生经过思考并相互讨论后,有的回答:应取两根横截面积相同、但长度不同的镍铬合金丝进行上述实验;有的同学说:应取两根长度相同、但横截面积不同的镍铬合金丝进行上述实验;还有的说应取长度、横截面积均相同的一根铜丝和一根镍铬合金丝进行实验比较.这时,教师可适时指出上述几种方法都可以,同时指出要研究电阻的大小同导电物质的长度、横截面积、材料种类这三个因素任何一个因素间的关系,就要人为地控制另外两个因素,使它们相等,并指出这种实验的方法就是“控制变量法”,再让学生运用这一方法系统地进行上述实验,使学生在实际操作过程中去体验这一科学方法.
探究活动【课题】查阅关于“列车速度”的资料【组织形式】学生小组【参考题材】
1.列车发展的历史,包括我国的发展史和世界的发展史. 2.各个阶段的列车的速度. 3.各个阶段的列车的形式(例如蒸气机到磁悬浮列车). 4.世界各地区对列车发展的贡献.
1.比热容是物质的一种属性,每种物质都有它的比热容,它的大小只跟物质的________和_______有关,与物体的_____________________________无关。
2.砂石的比热容为0.92×103J/(kg·℃)读作________________________________。若某个铜球的比热容为0.39×103J/(kg·℃),则半个铜球的比热容为____________。
3.一太阳能热水器水箱内装有质量为80kg的水,经太阳晒2h后,温度从20℃升高到50℃所吸收的热量是__________J,这是用__________的方式增加了水的内能.
4. 关于比热容,下列说法正确的是( )
A.温度越高,比热容越大 B.物质放热越多,比热容越大
C.物质的质量越大,比热容越小 D.物质的比热容与质量和温度无关
5. 下列各种情况下比热会发生变化的是( )
A.一杯水倒去一半 B.水凝结成冰
C.一块铁加工成铁屑 D.15℃的水变成45℃的水
6.以下四种现象中,与水的比热容有很大关系的是( )
A.汽车的发动机用循环流动的水来冷却 B.生活中往往用热水取暖
C.夏天洒水降温 D.滩涂湿地温差小
7 .热水瓶内有1.5千克水,如果它的温度从100°C下降到30°C,可放出多少热量?若这些热量全部用来做功,可以做多少功?
一、设计思路:
1、指导思想:物理教学不仅仅是传授知识,更重要的是要让学生经历知识的获得过程,亲身体验,注重知识的形成过程。同时物理教学中更要注重培养学生的学科发展能力,最终目的培养学生终身的学习能力和可持续发展的能力。
2、教材地位作用分析:本节课处于苏科版九年级物理上册第十二章第四节。本章整体学习能量知识,前面学习了《机械能》、《内能》。这一节是将机械能与内能进行结合,学习两种能量的转化及生活应用。同时本节也是对改变内能的方式的补充,所以学好前三节知识是前提,学好本节知识是对前面知识的提升和应用。
3、教学目标:
知识技能目标:
1、通过探究实验,知道做功是改变物体内能的另一种方式
2、通过视频了解热机基本结构和工作原理
3、知道四冲程内燃机工作过程中的能量转化
过程方法目标:
体验科学探究过程,了解科学探究的基本特征,提高探究能力、思维能力及合作学习能力。
情感态度价值目标:
1、了解内能的利用在社会发展的意义
2、通过探索性实验,提高观察能力、实验操作能力和比较、分析、概括的能力,培养和实事求是的科学态度。
4、重难点及突破方法:
本节重点为:认识到做功是改变物体内能的一种方式,是其他形式能向内能的转化过程。难点是:通过观察、分析内能转化为机械能的实例,知道热机的工作原理。学生在学习过程中对实验现象的分析不会时,教师要为学生搭建一些问题台阶,帮助学生逐步通过现象分析到本质。在对做功改变物体内能的两种情况分析时(外界对物体做功时内能增加;物体对外界做功时内能减小)通过实验归类,进行突破。对热机的工作原理这个重难点突破方法上,我采用多种方式对学生进行刺激:有视频、有自主学习课本、有问题引导合作讨论、有模具针对点观察(曲轴的转动情况)。调动学生的各种学习机能来主动学习。
5、教法设计:
实验探究法、视频辅助法、指导读书法、问题引导法。运用实验探究法能更好的让学生经历知识的获得过程,同时还能让学生亲身体验。视频辅助法把不容易展现的汽油机工作过程全方面多角度的展示给学生,弥补了模具小、可视性差的缺陷。指导读书法是为了培养学生自主学习能力、在阅读课本时教师通过问题引导,使自主学习更具指向性,目标性更强。对学生不容易理解的知识点教师通过针对点专门突破讲解。
6、学法设计:实验法、观察法、阅读法、讨论法。这些方法的应用都是为了让学生限度的参与教学,做学习的主人,自己参与,自己解决。
二、教学准备:利用铁丝、铅笔、图钉等随手可得的器材让学生动手体验做功可以改变物体内能。演示两个实验空气压缩引火仪、电子式火花发生器、酒精、小瓶,学生体会归纳内能与机械能的转化。利用汽油机模型、观看汽油机工作视频,物体与视频资源结合,学生通过多种方法学习。
教 学 过程
教学步骤
教 师 活动
学生活动
设计意图
一、新课引入
ppt图片导入提问:通过前面的学习,我们知道了改变物体内能的一种方式是什么?
图片情境导入:为什么汽车高速行驶时,轮胎的温度会升得很高?
火箭上天,能量是如何转化的?
寻找图片中改变内能的方式,复习回顾旧知
复习旧知,引出新课题。
二、新课教学
1、做功——改变物体内能的另一种方式
活动与演示:
(1)把图钉按在铅笔的一端,手握铅笔使图钉在粗糙的硬纸板上来回摩擦,用手触摸一下摩擦的地方,有何感觉?图钉的内能变化了吗?
(2)小组活动:弯折铁丝十余次,用手指触摸一下弯折处,有何感觉?铁丝的内能变化了吗?
(3)学生演示:空气压缩引火仪,你看到了什么现象?
提问:在刚才的活动中,物体增加的内能从何而来的?能量是如何转化的?(在克服摩擦做功时,物体的机械能减少,内能增加,即机械能转化为内能。)
板书:改变物体内能的另一种方式:做功
提问:(1)采用哪些办法可以使铁丝温度升高内能增大?这些方法中,哪些是采用热传递的方式改变物体的内能的?哪些是通过做功改变物体的内能的?
学生举例,如:放在太阳下晒;在石头上摩擦;放在热水中烫;放在火上烧;用锤子敲;用力反复弯折等。
(2)仅凭铁丝温度升高内能增大这一现象,能否断定是通过热传递方式还是做功方式来实现的?(做功与热传递的等效性)
(3)你能再举一些通过做过来改变物体内能的实例吗?(钻木取火;飞船自由下落时温度升高;)
区别:热传递方式是内能的转移过程,能的形式没有变;而做功方式是机械能向内能的转化过程,能的形式已经发生改变。
2、热机
(1)热机中的能量转化情况
演示:演示点火爆炸实验。
教学目标
1.初步认识质量的概念。
2.知道质量是物体的基本属性。
3.能对质量单位形成感性认识,会粗略估计常见物体的质量。
4.会正确使用托盘天平测量固体和液体的质量。
重、难点
教学重点:质量的概念,质量单位,用天平测量质量。
教学难点:质量的概念和质量是物体的属性比较抽象;
托盘天平的使用方法和注意事项。
器材准备
托盘天平、砝码等
教学过程
一、新课引入:
明确两个概念:物体和物质。
物体:我们常见的一个个具体的实物都是物体;
物质:则是指组成这些物体的材料。
例如:一把椅子和一张桌子。
1.椅子是一个物体,桌子也是一个物体,它们都是由木材组成的。
2.椅子、桌子都叫做物体,木材就是组成它们的物质。
那么下面我们再来观察几组物体,请同学们注意比较(课本插图)。
二、新课教学
(一)物体的质量
1.质量的概念
通过图片展示至少3组物体,每组都是由同种物质组成的,每组
的两个物体含有的物质多少明显不同。
比较:
(1)两个物体都是由同种物质组成,有什么不同?
(所含物质的多少不同)
(2)再将3组物体综合起来,能得到什么结论?
(组成物体的物质有多有少)
质量的概念:物体所含物质的多少。
2.质量是物体的一种属性
通过教材三个物理事实说明质量是物体的一种属性。
(抽象概念的方法)
(二)质量的单位:
要衡量质量的大小,首先要规定一个标准——单位。
阅读有关千克的规定和单位换算关系。
1.质量的主单位:千克(kg)
2.介绍它的由来:最初的规定
3.千克原器
4.质量单位的感性化:
通过学生较熟悉的一些实物的质量与一些质量单位近似比较,来
帮助学生形成较为具体的认识。
(三)学习使用托盘天平
1.认识托盘天平的结构及各部分的作用。
认真观察天平结构,弄清楚各主要部件的作用。
活动:每桌一套托盘天平和砝码,对照课本图示,让学生观察托盘
天平,认识各主要部件的名称。
利用投影,让学生指认各部件,并试着说出其作用。
2.学习使用托盘天平的方法和注意事项。
(1)对照托盘天平实物,阅读《托盘天平使用说明书(摘要)》。
(2)尝试调节天平的横梁平衡。
(3)练习:用多媒体展示一些错误操作,让学生判断错误所在,
并提出正确操作方法。如:
① 天平没有放在水平台上;
② 调节天平平衡时,游码未归零;
③ 加减砝码用手拿取;
④ 超过量程;
⑤ 物体放在右盘,砝码放在左盘。
⑶使用托盘天平测量固体和液体的质量。
活动1:测固体的质量
活动2:测液体的质量
(4)交流,了解学生对托盘天平的掌握程度。
①使用托盘天平时,关键的步骤有哪些?
如果天平的指针偏向分度盘中线的左侧,应如何调节平衡螺母?
如果指针偏右呢?
②判断天平横梁是否平衡时,是否一定要等指针静止下来?
怎样快速判断横梁是否平衡呢?
③你是怎样安排测量一杯水的质量的操作程序的?
④你是怎样读取待测物体质量的?
(四)其它一些测量质量工具:
课后调查这些测量工具的使用方法,学习通过互联网或产品说明书
获取相关信息。
五、信息浏览:
物体的速度接近光速时质量会变得极大的。
小结
1.质量的概念。
2.质量是物体的基本属性。
3.质量单位。
4.正确使用托盘天平测质量。
练习设计
1.调查各种球类的标准质量,填写在下表中。
乒乓球 羽毛球 网球 垒球 排球 篮球 足球
2.填上合适的单位:
(1)你同学的质量大约为60 。
(2)我们所用的物理课本的质量约为200 。
(3)体育课上,我们投掷的铅球的质量约为4000 。
(4)一桶标有“5L”字样的花生油的质量约为4.2 。
3.如图所示,甲为商店里使用的台秤,其工作原理与天平相同。现用该台秤
称某物体的质量,通过在砝码盘中添加槽码,移动游码使秤杆平衡,所加
的槽码和游码的位置如图乙所示,该物体的质量为 ㎏。若把该物
体带到太空,它的质量将 (选择“变大”、“变小”或“不变”)。
4.在“用天平称物体质量”的实验中,张强同学用已调节好的天平在称物体
质量时,通过增、减砝码后指针指在分度盘中线左边一点,这时应该( )
A.把横梁右端螺母向右旋出一些
B.把横梁右端螺母向左旋进一些
C.把天平右盘的砝码减少一些
D.向右移动游码
5.一架托盘天平,由于更换了其中一个托盘,称量前无法把天平调节平衡,
即使把平衡螺母旋到最右端,指针最终也只能指着分度盘中央左边一个
分度的地方。现要使用这架天平测量物体的质量,请你设计两种应急的
使用方案。
方案一: 。
方案二: 。
6.学习了“质量”后,小明有一个疑问:物体的质量与其形状是否有关呢?
为此,他设计了一个实验来探究这个问题:用一块橡皮泥作为被研究的
物体,将橡皮泥捏成各种形状,用天平分别称出其质量,并记录数据于
下表中。
橡皮泥形状 长方体 圆柱体 圆环形 碎块
橡皮泥质量m/g 28 28 28 28
(1)小明实验时选用橡皮泥作为实验的材料,你认为选用这种材料对
他的实验操作有什么好处?
(2)由小明的实验,你得出的结论是 。
(3)表格中,并没有也不可能将橡皮泥所能捏出的形状都列出,但仍然
能由此得出结论,这种研究问题得出结论的方法叫做( )
A.类比法 B.综合法 C.归纳法 D.等效法
初三物理电阻教案
1. 知识与技能
了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
知道热传递可以改变内能。
知道在热传递过程中,所传递内能的多少叫做热量,热量的单位是焦耳。
知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。
2.过程与方法:
通过探究找到改变物体内能的两种方法。
通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。
通过学生查找资料,了解地球的“温室效应”。
3.情感态度与价值观:
通过探究,使学生体验探究的过程,激发学生主动学习的兴趣。
通过演示实验培养学生的观察能力,并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。
鼓励学生自己查找资料,培养学生自学的能力。
一.内能
1. 内能定义:分子由于运动而具有的动能和势能之和
2. 物体内能的大小与物体的温度有关
二.改变内能的方式
1. 做功 2. 热传递:
三.热量
1. 定义:热传递过程中传递的内能的多少 2. 单位:焦耳 符号: J 3. 热量、温度、内能的区别
(一)引入新课
我们知道做机械运动的物体具有机械能,那么热现象发生过程中,也有相应的能量变化。另一方面,我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢?这是今天学习的问题。
(二)讲授新课
一、内能
1.分子的动能、温度
物体内大量分子不停息地做无规则热运动,对于每个分子来说都有无规则运动的动能。
我们知道,温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度,而它又是大量分子热运动动能大小的标志,这是温度的微观含义。
2.分子势能
分子间存在着相互作用力,因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能。
3.物体的内能
(1)物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成,因此任何物体都是有内能的。
课堂讨论题:下列各个实例中,比较物体的内能大小,并说明理由。
①一块铁由15℃升高到55℃,比较内能。
②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块,比较内能。
③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气,比较内能。
(2)物体机械运动对应着机械能,热运动对应着内能。任何物体都具有内能,同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹,除了具有内能,还具有机械能——动能和重力势能。
提问学生:一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气,当汽车以 60km/h行驶起来后,气瓶内氧气的内能是否增加?
通过此问题,让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和,而不是分子定向移动的动能。另一方面,物体机械能增加,内能不一定增加。
二、物体的内能改变的两种方式
1、热传递可改变物体的内能
【演示】点燃酒精灯,将铁丝的一端放在酒精灯的火焰上灼烧,让一名同学手握铁丝的另一端,一会就觉得发烫. 此实验说明:热量从铁丝的一端传递到另一端,这一端的温度升高了,内能增加了物体的内能改变了. 请同学举出那些生活例子利用的是热传递来改变内能放在太阳下晒;放在热水中烫。结论:热传递可以改变物体的内能。
热传递过程中传递的能量的多少叫热量,用Q表示,单位也是焦耳。 热传递使物体的内能发生改变的时候,内能的改变是用热量来量度的.物体吸收了多少热量,物体的内能就增加多少;物体放出了多少热量,物体的内能就减少多少.通过前面的探究,对物体内能的改变,学生有了一定的感性认识。热传递改变物体的内能,学生比较容易理解,热传递的实质就是内能从高温物体转移到低温物体。要使学生了解热量的概念,通过热传递的方式来改变内能,内能改变的多少不能用功来量度,而要用热量来量度,并介绍热量的国际单位也是焦耳。
2、做功可以改变内能:生活体会――冬天时手很冷,经常通过搓手以取暖;用锯条锯木板时,用手摸一下锯条,会觉得很烫;野外生存中取火的一种方法是钻木取火,等等。
【演示】空气引燃压缩仪.用力猛压活塞,会看到硝棉花燃烧起来。 结论:对物体做功,可以使物体的内能增加
【演示实验】气体对外做功实验 用打气筒向瓶内打气,当瓶塞跳起时,在瓶内出现白雾。解释:瓶内的气体推动瓶塞做功时,内能减少,温度降低,使水蒸气凝成小水滴。结论:物体对外做功,本身的内能就会减少。小结:从能的转化看,通过做功改变物体的内能,实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。功可以用来度量内能改变的多少。
小结:改变物体的内能有两种方法:做功和热传递。两种方法对改变物体的内能是等效的,但本质上有所区别。
讨论:有一个装有铁屑的烧瓶,可以用什么方法使铁屑的内能增加?
[练习]:
1.为什么用气筒给自行车打完气后,摸一下气筒外的外壁,会变热? 当我们给充足气的轮胎放气时,能看到在气门芯附近有一些小水珠,能解释这种现象产生的原因吗?
2.关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.相同质量的两种物体,升高相同的温度,内能增量一定相同 B.一定量0℃的水结成0℃的冰,内能一定减少 C.一定量气体体积增大,但既不吸热也不放热,内能一定减少 D.一定量气体吸收热量而保持体积不变,内能一定减少
3.金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物,有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是()
A.迅速向里推活塞 B.迅速向外拉活塞 C.缓慢向里推活塞 D.缓慢向外技活塞
4.指出下列事例中改变物体内能的方式( )
a 冷天用热水取热,人体感到热和 .b比中,从竿的顶端滑到底端时手感到发热 c 密封的空气被压缩时温度变高 d 火炉上烤饼子,饼子变热 e 用挫刀挫铁块,铁块变热 f 把火烧热的工件放到冷水中,工件会变凉下来
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