第一章 走进物理世界1.1 希望你喜爱物理◇教学目标◇【知识与技能】1.通过看图、讨论等学习活动,了解自然界的一些有趣的物理现象,并认识到物理学是研究自然界中物理现象的规律和物质结构的一门科学。2.通过阅读课本、讨论等活动,初步了解物理学与科技、社会、生活之间的互动关系。3.了解自然界多姿多彩的现象,激发学生热爱自然、探索自然的兴趣。4.从对物理学巨大作用的了解入手,增强学生学习物理学的兴趣,并让学生喜欢物理。【过程与方法】通过观察,认识物理现象的神奇、古文明中的科学思索、物理知识的现代应用,了解物理学巨大的社会功用。【情感·态度·价值观】结合已有知识,解释一些神奇现象,知道神奇现象是可以解释的,并知道人们的探索历程漫长、曲折而富有意义。◇教学重难点◇【教学重点】1.让学生体会自然界中物理现象的有趣,从而喜欢物理。2.让学生了解物理学对人类社会发展、高科技发展的重要作用,培养学生关心科学发展前沿,具有可持续发展的意识。【教学难点】1.成功地演示新奇而有趣的物理小实验。2.根据教材内容搜集、阅读有关资料。◇教学过程◇一、新课导入下面这些现象都和我们要学习的物理知识有关。它们各是怎样产生的?其中蕴含的物理规律是什么?那就让我们打开物理世界的大门,一起来探究其中的奥秘吧!二、教学步骤探究点1 物理学就在你我身边[阅读课本]P2~3“物理学就在你我身边”[小组讨论]你知道生活中有哪些常见的物理现象?[提示]电闪雷鸣、大自然绚丽多彩、河水奔腾呼啸、先看到闪电后听到雷声等。[实验](1)在饮料罐盖子上钻个小孔,把饮料罐倒置,看饮料能否流出来?(2)把一根筷子斜放入碗中的水里,观察水中的筷子,你有什么发现?(3)取一个矿泉水瓶,里面装满水,把一个乒乓球放在瓶口,如图,手扶住乒乓球,将整个瓶子倒置过来,松开扶乒乓球的手,乒乓球会下落吗?瓶里的水会流出吗?先想一想,再做一做。(4)用酒精灯给烧瓶中的水加热,水沸腾后移去酒精灯,盖上盖,将烧瓶倒置,向烧瓶上浇冷水,这时你会看到什么现象?[分析](1)饮料流不出来;(2)筷子看上去变弯了;(3)乒乓球不会下落,水不会流出;(4)水重新沸腾。[小组讨论](1)从研究内容上看,物理学是一门什么科学?(2)物理学知识和研究方法在哪些领域得到了应用?[归纳提升](1)物理学是研究声、光、热、力、电等各种物理现象的规律和物质结构的一门科学。(2)物理学知识和研究方法已被广泛应用到现代通信、交通、航天、材料和能源等领域。探究点2 物理学推动了社会的发展[阅读课本]P4~6“物理学推动了社会的发展”[小组讨论]搜集资料,举例说明物理学对社会发展的影响。[归纳提升]物理学对社会的最大影响就是推动了三次工业革命的产生。(1)第一次工业革命,蒸汽机的发明,解决了机械的动力问题,推动了机器生产的发展,人类社会进入“蒸汽时代”。(2)第二次工业革命,电力成为机器的主要动力,并广泛用于生活领域,人类社会进入“电气时代”。(3)第三次科技革命,原子能、电子计算机、航天技术、生物工程等领域的突破,极大改变了人类生产生活方式,人类步入高科技新时代。探究点3 物理学的召唤[阅读课本]P6~7“物理学的召唤”[小组讨论](1)左图是甲骨文中的“殸”,右图是纳西族东巴象形文字“日出”,由字的组成上看,它们分别表示什么意思?(2)从哪些方面可以看出古人的科学思索?[归纳提升](1)甲骨文中的“殸”表示声音是由击打产生的,纳西族东巴象形文字“日出”,字的上部为太阳,光线向上,字的下部为山,好似一轮朝阳从山后升起。(2)从古人的文字、图画,世界各地的文物古迹中都可以看出古人对宇宙万物的科学思索。[小组讨论](1)搜集资料查询,伽利略、牛顿、爱因斯坦对我们学好物理学的启示是什么?(2)从物理学家那里我们学到了哪些学习物理学的方法?[归纳提升](1)物理学家的启示:科学家启示伽利略通过观察和实验,发现了物理学中的许多重要规律牛顿建立科学的物理概念,运用归纳和数学分析方法爱因斯坦理性思维、相对论(2)学习物理学的方法:第一,观察和实验是进行科学探究的基本方法,也是认识自然规律的重要途径。第二,我们不仅要知道物理概念的来源,经历物理规律的探究过程,还要学习用科学的方法进行探究;在此基础上,进一步弄清楚概念和规律的含义,并会运用它们解释和解决一些实际问题。第三,学习物理学,既离不开观察与实验,也离不开理性思考。敢于超越常人的思维习惯,乐于在广袤无垠的未知世界中自由驰骋。“讲故事”:结合教材中涉及的物理学家,先让学生讲解知道的这些物理学家的故事,学生不知道时,老师再补充。如牛顿与苹果落地的故事、伽利略在教堂看到吊灯摆动发明钟表的故事、两个铁球同时落地的故事等。三、板书设计1.1 希望你喜爱物理1.生活中的物理现象、趣味物理2.物理学对社会的影响3.物理学家及物理学史伽利略、牛顿、爱因斯坦◇教学反思◇本节是物理学科的第一节课,在设计这节课时,趣味性应放在首位,主要是激发学生学习物理的兴趣。教学呈现方式应具有多样性,如介绍生活中的神奇自然现象时,可以用多媒体呈现,配上音乐,给学生以感染;对于生活中的趣味物理现象或实验,可以通过演示或学生自己动手操作完成;对于物理学家的物理学史,可以用讲故事的方法讲解。主要是让学生喜爱物理,热爱科学。1.2 测量长度和时间◇教学目标◇【知识与技能】1.知道长度和时间的测量结果是由数值和单位组成的。2.知道测量有误差及减小误差的方法。3.知道误差与错误的区别。【过程与方法】通过日常经验或借助自然现象粗略估计长度和时间。【情感·态度·价值观】1.认识测量长度和时间的工具及其发展变化的过程,培养对科学技术的热爱。2.通过动手测量,激发操作兴趣,养成实事求是的科学素质及良好的实验习惯。◇教学重难点◇【教学重点】使用适当的工具测量长度和时间、单位换算、长度的测量方法、误差的理解及减小误差的方法。【教学难点】测量达到的精确度与刻度尺分度值之间的关系。◇教学过程◇一、新课导入用眼睛观察甲、乙、丙三幅图,在图甲中帽檐直径AB与帽子高度CD哪个较长?在图乙中两根线段一样长吗?在图丙中中心的两个圆面积一样大吗?先观察估测,再用刻度尺测量,有何发现?二、教学步骤探究点1 用刻度尺测量长度[阅读课本]P8~12“用刻度尺测量长度”[思考]古书记载关羽身高九尺,也就是2m多高,这是真的吗?[分析]古代的丈尺等和现代的尺不同,同样中国的尺寸和国外的英尺、英寸也不同,所以要有统一的长度单位。[思考]单位的概念是什么?[提示]为了科学地进行测量,必须有一个公认的标准量作为比较的依据,这个标准量叫做单位。[课外阅读]米的规定。1791年,法国科学院决定采用通过巴黎的地球子午线上从地球赤道到北极点距离的千万分之一为长度单位,选取“meter”一词作为这个单位的名称,中文译成“米”。1983年,国际计量大会规定:1m等于光在真空中在1299792458s内传播的路程的长度。[小组讨论]同学们学过的长度单位有哪些?这些单位间的进率是多少?[归纳提升](1)长度的基本单位是米(m)。常用长度单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)。(2)长度单位间的换算:换算规则:大单位→小单位,乘进率;小单位→大单位,乘进率的倒数。[思考]测量长度的工具有哪些?[提示]基本工具是刻度尺,此外还有三角板、皮尺、卷尺、游标卡尺、螺旋测微器等。[小组讨论]观察下图中的刻度尺,回答下列问题:(1)零刻度线在哪里?是否磨损?(2)量程是多少?(3)分度值是多少?[提示]上图所示的刻度尺,其零刻度线在左端(离最左端边缘有一小段距离);没有磨损;量程为0~8cm,也就是其最多能测8cm的长度;分度值是0.1cm。[归纳提升]正确使用刻度尺的方法可用四个字加以概括,即“选、放、读、记”。①选。在实际的测量中,并不是分度值[分度值是相邻刻度线的距离(一小格),决定了测量所能达到的准确程度]越小越好,测量时应先根据实际情况确定需要达到的准确程度,再选择满足测量要求的刻度尺。②放。刻度尺的位置应放正,零刻度线对准被测物体的一端,有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测物体保持平行(如图甲所示),不能歪斜(如图乙所示)。对于较厚的刻度尺,应使刻度线贴近被测物体,而非平行放置(如图丙所示)。零刻度线磨损时,则将其他清晰整数刻度线作为起始刻度进行测量,测量结果应该等于读出的刻度值减去作为起始的刻度值(如图丁所示)。③读。读数时,视线要正对刻度线(如图戊所示)。除读出分度值以上的准确值外,还要估读出分度值的下一位数值(估读值)。图中铅笔长度为68.5mm,其中68mm是准确值,0.5mm是估读值。④记。记录测量结果应包括数值和单位。[小组讨论](1)什么是测量误差?测量误差有什么特点?(2)有哪些方法可以减小误差?误差与错误一样吗?[归纳提升](1)一个物体的长度只有一个真实值,测量值与真实值之间总存在差异。物理学中,把测量值与真实值之间的差异叫做测量误差。测量误差总是存在的,它只能减小,不能避免。(2)减小误差的方法:通过校准测量工具、改进测量方法、选用精度高的测量工具、多次测量求平均值等方法减小测量误差。常用的减小误差的方法,就是利用多次测量求平均值的方法。求平均值时,平均值中保留的小数位数与原测量数据小数点后的位数要相同。错误是指不按实验操作的有关规定的做法,是由不正确的测量方法产生的,所以只要严格按要求去做,错误是可以避免的,而误差是不可避免的。误差与错误不同,误差只能减小,不能避免;错误能够避免。[小组讨论]如何进行数据处理?[归纳提升]可以用图表来处理数据,仔细观察表格数据,绘制条形统计图,并互相交流处理数据。探究点2 测量时间[阅读课本]P12~13“测量时间”[思考]测量时间的工具和时间单位有哪些?时间单位之间的换算关系是怎样的?[归纳提升](1)生活中通常使用摆钟、机械表、电子钟来测量时间;运动场和实验室常用机械停表、电子停表来测量时间。在国际单位制中,时间的单位是秒,符号是s。除了“秒”之外。时间单位还有时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)、纳秒(ns)等。(2)时间单位换算:[思考]如何用表测量时间?[提示]可以通过测量脉搏跳动10次、80次所需的时间,以及1min脉搏跳动次数来体会用表测量时间,测三次求平均值能减小测量误差。三、板书设计1.2 测量长度和时间1.长度的单位及换算(1)国际单位:米,符号是m。(2)单位间的换算:1μm=0.000001m=10-6m;1nm=0.000000001m=10-9m。2.测量长度的工具刻度尺、三角板、皮尺、卷尺、游标卡尺、螺旋测微器3.测量长度的方法4.测量误差的概念及如何减小误差5.时间的单位及换算(1)国际单位:秒,符号是s。(2)单位间的换算:1h=60min;1min=60s;1h=3600s。6.测量时间的工具摆钟、机械表、电子钟、电子停表◇教学反思◇本节课与学生生活联系密切,且学生都有一定的测量基础。以探究为主线,注重物理与生活的联系,设计了一些简易的让学生手脑并用的探究活动,以培养学生的自主探究的能力。在设计这节课的教学时,应关注学生的学习兴趣和经验,在已知经验的基础上,尽量让学生主动参与,勤于动手,经历用刻度尺测量长度、用钟表测量时间的过程,从而引申出读取数据、记录测量结果、分析数据得出相关结论,这也会给下一步的物理学习奠定基础。1.3 长度和时间测量的应用◇教学目标◇【知识与技能】1.了解长度测量的一些特殊方法。2.掌握量筒(杯)的正确使用方法。3.了解身上的“尺”和“表”,练习用这些“尺”和“表”进行估测。【过程与方法】初步学会正确使用刻度尺、量筒(杯),培养学生估测能力和正确细致的实验习惯,提高动手能力。【情感·态度·价值观】培养学生实事求是的科学态度,激发学生学习物理的兴趣。◇教学重难点◇【教学重点】领会累积法和以直代曲法等测量的技巧和转换的思想方法。【教学难点】利用自己身上的“尺”和“表”粗略估测长度和时间。◇教学过程◇一、新课导入讲《曹冲称象》的故事,思考小曹冲是根据什么原理称大象的?他主要用了什么方法?二、教学步骤探究点1 长度的“间接”测量[阅读课本]P14~15“长度的‘间接’测量”[思考]如何用毫米刻度尺测量一张纸的厚度?纸弄皱了,还测得准吗?[提示]由于测量工具精确度的限制,某些微小量无法直接测量,在测量时,可以把很小的多个物体叠加起来,用刻度尺测总长,再去算每一个的长度,这种测量方法叫做“累积法”。纸如果弄皱了,厚度将发生变化,所以将测得不准确了。[小组讨论]你怎样测出细铜丝的直径?[归纳提升]测量原理和测一张纸的厚度类似。找一支铅笔,把细铜丝拉直并在铅笔上单层密绕适当的圈数n,用毫米刻度尺测量出这个线圈的宽度l,再将线圈宽度除以圈数所得的商就是细铜丝的直径d=ln。[思考]如何测量曲线的长度?[提示]方法一:以直代曲法。用没有弹性的细线紧贴着曲线从一端到另一端,再捋直细线,用毫米刻度尺测量细线的长度,即为曲线的长度。方法二:滚轮法。用硬币紧贴着曲线,从一端滚动到另一端,记下滚动的圈数,再测出硬币的圆周长,然后用“圈数×圆周长”,算出曲线的长度。探究点2 测形状不规则物体的体积[阅读课本]P15“测形状不规则物体的体积”[思考]通过观察实验总结一下如何正确使用量筒和量杯?[提示]①观察量程、分度值、单位。②量筒的刻度与量杯的刻度的区别。③读数时视线要与液面平齐。[思考]仰视或俯视液面,读数会有什么影响?[提示]仰视液面会使读数比实际值偏小,俯视液面会使读数比实际值偏大。[小组讨论]你是如何测量密度比水大且不溶于水的不规则固体体积的?[分析](1)在量筒中倒入适量的水,正确读出液面的刻度值V1。(2)用细线系住物体,轻轻沉入量筒中液体内,此时水不溢出,正确读出此时液面的刻度值V2。(3)算出被测量物体的体积为V=V2-V1。(4)再重复前面的步骤操作两次,三次测量的结果求平均值。(5)更换物体继续测量。测量不规则物体的体积:物体名称物体的体积/mL第一次第二次第三次平均值[归纳提升]当被测的不规则物体的密度比水小或物体易吸水时,可以采用“沙测法”。a.将物体放在1dm3的透明正方体容器中,装满沙子。b.用尺子刮平。c.将物体和沙子一起倒在长方体的盒子里。d.将沙子倒回1dm3的透明正方体容器中,将沙面摇平。e.用尺子测出容器中沙的高度(或测出沙面到容器口的高度)。f.利用长方体体积公式就可以计算出容器中沙的体积(或利用体积公式直接计算出物体的体积)。g.物体的体积=1dm3-容器中沙的体积。探究点3 你身上的“尺”和“表”[阅读课本]P16“你身上的‘尺’和‘表’”[思考]如果我们手边没有刻度尺,又需要粗略地测量物体(如物理课本、课桌、教室等)的长度时,你有什么办法吗?[提示]用人体的指距、跨步距离等进行粗测。[实验]引导学生灵活运用现成的长度测量工具——指距、跨步距离等粗测课桌的长和宽、教室的长和宽,并与用刻度尺测量的结果进行对照。学生汇报测量结果,组织学生讨论测量结果的正误。[归纳提升]在你身上找到长度等于1cm、1dm、1cm、1mm的不同部位,今后在没有刻度尺的时候,你就可以用身体上的这些刻度尺进行粗略地测量。例如:小拇指宽约为1cm,手掌的宽约为1dm,成年人的腿长约为1m。[思考]1s可以做什么事情?选择合适的计时工具,测一测你脉搏1min跳动的次数。[提示]人的心脏或脉搏每跳动一次大约历时1s,虽略有误差,但在平时的估测时,可以用来估测要求不是很精确的时间。三、板书设计1.3 长度和时间测量的应用1.长度的“间接”测量累积法、以直代曲法2.测形状不规则物体的体积差值法3.你身上的“尺”和“表”估测长度与时间◇教学反思◇对于量筒(杯)的认识可以让学生对比刻度尺的认识思路去理解,让学生学会找规律,进行总结并应用于下一次实践。刻度尺的正确使用,从放、读、记三个方面学习,同样量筒(杯)的使用也从这三个方面去思考。考虑到量筒(杯)是测量液体的,根据液体的特征,理解拿放量筒(杯)的要点。类比刻度尺读数,怎样读数才能准确,可以分别用正确方法、错误方法进行类比,让学生自我认知。特殊物体的长度测量,我认为思想比掌握具体方法更重要,实质是任何物体不能直接测量时而采用间接的方法,但是最终都是直接测量,这里体现了转化思想,通过实例让学生理解这种处理方法。身体上的“尺”和“表”的测量,这是与学生实际最密切的一部分,不仅体现了生活中的物理,而且还让学生感到生活即认知,学生通过学习掌握估测技巧,形成了感性认识。1.4 尝试科学探究◇教学目标◇【知识与技能】通过科学探究,了解科学探究的过程和一般步骤。【过程与方法】经历科学探究,获得对科学探究过程的一般性认识,领悟科学探究的几个重要环节,在科学探究过程中挖掘学生的探究能力。特别是抽象和假设检验的能力,了解科学探究的一个基本方法——控制变量法。【情感·态度·价值观】通过科学探究活动的亲身参与,养成对科学的热爱,增强探究科学的兴趣,乐于参与到科学探究活动中去,能实事求是地记录实验数据,并根据实验数据提出自己的独特见解,有与他人合作和进行交流的愿望。◇教学重难点◇【教学重点】培养学生科学探究的能力。【教学难点】提出问题、制定计划和设计方案。◇教学过程◇一、新课导入小慧家的摆钟走快了,请邻居张师傅帮忙修理。只见张师傅将摆锤下面的螺母拧了几下,摆钟走时就准了。二、教学步骤探究点1 探究摆的奥秘[阅读课本]P17~20“探究摆的奥秘”[思考]新课导入中的张师傅拧摆钟下面的螺母,究竟调节了摆钟的什么?钟摆来回摆动的时间是由什么决定的?[实验]器材:学生6人一组,共7组,每组一套实验器材,每套器材包括:铁架台1只、各种型号的摆、计时器1只、细线若干根。1.猜想与假设:(1)同学们提出猜想与假设,老师将自制的不同的摆挂在铁架台上,这些摆长短、轻重、大小各不相同,让它们摆动起来,让学生观察,比较其摆动快慢。(2)组织学生交流讨论,提出猜想与假设。猜想一:钟摆摆动的快慢可能跟摆锤的 有关,你的依据是 ; 猜想二:钟摆摆动的快慢可能跟摆的 有关,你的依据是 ; 猜想三:钟摆摆动的快慢可能跟摆偏离的 有关,你的依据是 。 2.设计实验与制订计划:知道实验设计的目的是什么,为什么要这样设计?并通过交流讨论,了解简化法和控制变量法。探究步骤如下:摆动次数时间t/s小球种类1020金属球塑料球摆动次数时间t/s线长l/cm102020cm40cm摆动次数时间t/s偏离角度102030°60°3.进行实验与收集证据:通过实验探究,你认为哪个猜想是正确的?哪个猜想是不正确的?4.分析与论证:分析实验数据,引导学生哪些条件相同,哪些条件不同,渗透控制变量的思想方法。得出结论:悬线长度相等时,摆球的摆动快慢与摆球的轻重(材料) ;摆球摆动一次的时间只跟悬线的 有关,悬线越长,摆球的摆动 。 5.评估:对探究过程进行评价,看看是否存在问题,有无需要改进的地方。探究过程中要求测量数据尽量准确,尽量减小误差。探究过程中,哪些因素可能对实验产生影响等等。探究点2 科学探究的过程[阅读课本]P21“科学探究的过程”[小组讨论](1)进行科学探究的基本方法是什么?(2)科学探究包括哪几个要素?[归纳提升](1)进行科学探究的基本方法是观察和实验,观察和实验也是认识自然规律的重要途径。(2)科学探究包括七个要素,即提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。“科学探究”:只有一个小孔的饮料瓶倒不出液体、大气压覆杯实验、硬币浮在水面上等,这些实验在做之前,先让学生猜想结果会怎么样,然后再用实验探究,以此激发学生的好奇心,并让学生养成用实验解决问题的习惯。三、板书设计1.4 尝试科学探究1.探究摆的奥秘2.科学探究的过程方法:观察法与实验法。提出问题、猜想与假设、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。◇教学反思◇本节是实验探究课,主要引导学生了解实验探究的各个步骤,并学习质疑的思想。教导学生,不要总以为老师和科学家说的就一定是正确的。人非圣贤,孰能无过?科学家也有犯错误的时候,我们(包括很多科学家)共同认定了数十年的冥王星,在2006年被认定并不是太阳系的第九大行星,“九大行星”的说法更正为“八大行星”。大家要敢于质疑权威。在学习科学探究的环节时,要注意物理学科与实验的特点,结合具体实验实例讲解科学探究的主要环节,让学生明白学习物理学的研究方法非常重要。
