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- 2021-11-01 发布
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第一章 机械运动
第1节 长度和时间的测量
课时1 长度的测量
课题
长度的测量
授课人
教学目标
知识与技能
1. 会使用适当的工具测量长度.
2.知道如何规范地测量长度.
过程与方法
通过实物或图片,认识测量长度的工具;通过活动,使学生掌握长度测量的基本技能.
情感态度与价值
观通过相关长度的测量过程,激发学生动手操作兴趣,促使学生形成实事求是的科学素质及良好的实验习惯.
重难点
重点
使用适当的工具测量长度.
难点
估测常见物体的长度;正确读取测量结果.
教学准备
多媒体课件、刻度尺、米尺、卷尺、游标卡尺、螺旋测微器.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
同学们,你们一定参加或观看过学校举行的田径运动会,田径比赛分为田赛和径赛两类,在田赛中通常以距离的长短来论成绩,因此需要进行长度的测量.请同学们思考:
1.长度的测量要用到哪些工具呢?
2.对长度的测量可采用的测量方法有哪些呢?
通过今天这节课的学习,我们就可以解决以上问题了.
通过生活中的现实情境引入,感受物理知识与生活的联系,激发学生的学习兴趣,并体会学习长度测量的必要性.
学点1:长度的单位
194
活动一:探究新知
阅读教材P10~11,完成下列问题.
问题1:(1)通过眼睛直接判断:图1-1.1-1甲中,帽檐直径AB与帽子高度CD哪个较长?图乙中两个中心圆哪个面积较大?
甲 乙
图1-1.1-1
答:图甲中CD较长;图乙中上边的中心圆较大.
(2)请再用刻度尺量一量,你有何发现?
答:图甲中AB与CD一样长;图乙中两个中心圆一样大.根据感觉估测物体的长度,有时并不准确,要对物体的某些情况进行定量描述,必须利用仪器进行测量.
问题2:测量某个物理量时用来进行比较的标准量叫作单位.国际单位制中,长度的基本单位是米(m),测量长度的常用工具是刻度尺.
问题3:写出下列长度单位对应的符号.
米(m)分米(dm)千米(km)厘米(cm)毫米(mm)微米(μm)纳米(nm)
问题4:进行长度单位换算时,数字不变,乘目标单位与原单位之间的进率,将原单位改写为目标单位即可.如图1-1.1-2所示.
图1-1.1-2
通过“学点1”中的问题1可以让学生知道人眼的直觉有时是不可靠的,引出测量长度的常用工具,通过具体的例子,让学生初步形成感性认识和通过实际操作求证事实的科学态度.
194
活动一:探究新知
活动一:探究新知
学点2:长度的测量
问题1:观察图1-1.1-3中的刻度尺,回答问题:
图1-1.1-3
在使用刻度尺前,我们应先观察它的零刻度线、量程和分度值. 量程反映了它的测量范围,分度值决定它测量的精确程度.
问题2:如图1-1.1-4所示,用不同的刻度尺测量同一物体的长度,测量结果分别为 2.8 cm 、2.80 cm .
图1-1.1-4 图1-1.1-5
问题3:如图1-1.1-5所示,三种放置刻度尺的方式中哪种是规范的?不规范的有什么问题?
图1-1.1-6
答:用刻度尺测量物体的长度时,刻度尺的位置要放正,不能歪斜;刻度尺较厚时,刻度线应紧靠被测物体,所以图丙放置刻度尺的方式是规范的.
问题4:如图1-1.1-6所示,哪种读数方法是正确的?使用其他方法读数会对测量结果产生怎样的影响?
答:B正确,A、C会分别导致测量结果偏大和偏小.
让学生先观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值;之后,教师讲解并示范刻度尺的正确用法,然后让学生自己进行测量,激发学生的求知欲,提高学生的动手操作能力.
在学生观察讨论过程中,教师应在各组之间进行巡视,注意观察每个学生的表现,对那些缺乏讨论积极性、主动性的小组和学生,教师应调动其学习兴趣.
194
活动二:运用举例
类型一:刻度尺的使用
例1.用厚刻度尺测量物体的长度,图1-1.1-7中测量方法正确的是(C).
图1-1.1-7
【解析】在使用刻度尺测量物体的长度时,要正确放置刻度尺:刻度尺零刻度线对齐被测物体的一端,零刻度线磨损的可任选一刻线作为零刻度线;刻度尺必须放正并与被测边重合,不能歪斜;刻度尺必须紧贴被测对象.故选C.
类型二:长度的测量
例2.在物理实验中,常用的测量长度的工具是刻度尺.图1-1.1-8甲所示的刻度尺的分度值是1 mm,物体的长度记为1.83 cm;图乙中活动二:运用举例测量物体长度时,正确的读数方法是B(填“A”或“B”),物体的长度记为3.50 cm.
甲 乙
图1-1.1-8
【解析】刻度尺是测量长度的基本工具;刻度尺上1 cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1 cm=1 mm,即此刻度尺的分度值为1 mm;图甲刻度尺从零刻度线开始量,故物体的长度为1.83 cm;读数时视线要与刻度尺尺面相垂直,所以B方法是正确的;图乙中,物体左侧与零刻度线对齐,右侧与3.50 cm处对齐,所以物体的长度为3.50 cm.
通过例题来加深学生对的所学知识理解,同时规范学生的解题过程.
194
活动二:运用举例
类型三:特殊方法测长度
例3.小郑采用图1-1.1-9所示的方法,利用刻度尺测量硬币的直径,记录结果应是2.50 cm;测完硬币后,他想测量圆球的直径,采用此图的方法不能(填“能”或“不能”)测量圆球的直径.
图1-1.1-9
【解析】由图知,刻度尺上1 cm之间有10个小格,所以一个小格代表0.1 cm,即刻度尺的分度值为
1 mm;左端三角板直角顶点对应的刻度值是5.00 cm,右端三角板直角顶点对应的刻度值是7.50 cm,则两个三角板直角的顶点之间的距离L=7.50 cm-5.00 cm=2.50 cm,即硬币的直径为2.50 cm.用两个直角三角板不容易确定圆球的直径,故此法不能测量圆球的直径.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P1,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.测量长度的工具和长度单位的换算.
2.刻度尺的使用方法.
3.长度测量的特殊方法.
布置作业
【正式作业】教材P15“动手动脑学物理”,第1、2题
【家庭作业】《高效课时通》P2-P3
板书设计
第1节 长度和时间的测量
课时1 长度的测量
长度的测量
1.常用测量工具:刻度尺;使用方法:选、放、读、记.
2.长度单位:m、km、dm、cm、mm、μm、nm.
3.长度测量的特殊方法:辅助工具法、累积法等.
194
第1节 长度和时间的测量
课时2 时间的测量和误差
课题
时间的测量与误差
授课人
教学目标
知识与技能
1.会选用适当的工具测量时间.
2.知道测量存在误差,知道减小误差的方法.
过程与方法
通过实验,学习停表的正确使用方法.
情感态度与价值
1.通过学习简单的测量知识,体会测量在物理学中的重要性,养成细致、严谨的学习习惯.
2.认识测量长度和时间的工具及其发展变化的过程,养成对科学技术的热爱.
重难点
重点
时间的测量.
难点
机械停表读数;误差与错误的区别.
教学准备
教师用:多媒体课件、石英钟、电子手表、J1202机械停表(精确度0.1 s)、J1202电子停表(精确度0.01 s)等.
学生用:J1202机械停表(精确度0.1 s)、J1202电子停表(精确度0.01 s)等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
图1-1.2-1所示为学校运动会上百米赛跑的一幕,百米赛跑通常以运动员运动时间的长短来进行排名,因此需要进行时间的测量.上节课我们已经学习了长度的测量,这节课我们再共同学习时间的测量.
图1-1.2-1
情景引入,从生活走向物理,激发学生的学习兴趣.
学点1:时间的测量
194
活动一:探究新知
【自学辅导】阅读教材P13~14,回答下面问题:
问题1:人们最早认识的时间单位是什么?
答:天.
问题2:在国际单位制中,时间的基本单位是什么?除此之外,还有哪些常用的时间单位?它们之间的关系是什么?
答:在国际单位制中,时间的基本单位是秒,符号是s;常用的时间单位还有小时(h)、分(min);它们之间的关系是1 h=60 min=3 600 s,1 min=60 s.
问题3:在古代,人们用什么来计时?现代社会中,常用的计时工具有哪些?还有什么更精密的计时工具?
答:在古代,人们利用日晷、沙漏等来计时;在现代生活中,人们常用钟、手表、停表、手机等计时;更精密的计时工具有铯原子钟.
【练一练】1.图1-1.2-2所示机械停表的读数是32 s.
图1-1.2-2
【解析】由图可知,在停表的中间表盘上,1 min用两个小格表示,所以一个小格代表0.5 min,指针在“0”和“1”之间,偏向“1”一侧,所以指针指示的时间为0 min;在停表的大表盘上,1 s用10个小格表示,所以一个小格代表0.1 s,指针在32 s处,所以指针指示的时间为32 s,即停表的读数为32 s.
2.图1-1.2-3所示电子表的读数是9 h 3 min 19 s.
读数训练为后面的实验打好基础.
194
活动一:探究新知
图1-1.2-3
【加油站】实验室机械停表J1202(图1-1.2-4)的使用方法:第一次按下B时表针开始转动,第二次按下B时表针停止转动,可以读数;读数结束后,按下A,表针弹回零点.简称:一启动;二按停;三读数;四归零.(电子停表使用方法与此类似)
图1-1.2-4
【实验】用停表测量时间
利用停表测量你脉搏跳动10次所用的时间:____s;再测量你脉搏1 min内跳动的次数:______次.
学点2:误差
【做一做】1.自己试着用刻度尺测量练习册的长度,再让同桌测量一次,然后把练习册拿回来自己再测量一次.比较三次测量的结果是否相同.
2.请一位同学把橡皮从与课桌等高的位置自由释放,你和同桌同时测量橡皮落地的时间,比较一下两人测量的结果相同吗?
师:上面的测量中,三次测量同一练习册的长度相同吗?两次测量橡皮的落地时间相同吗?
生:三次测量练习册长度的结果都不相同,两次测量橡皮落地时间的结果也不相同.
师:同学们知道为什么会这样吗?是因为我们在测量过程中出现了误差.请阅读相关内容并回答问题.
用实验说明误差的存在,便于学生理解误差.
误差的形成学生不好分析,教师可以稍加提示.
194
活动一:探究新知
【阅读材料,回答问题】
问题1:什么是误差?
答:测量值与真实值之间的差别叫误差.
问题2:误差是怎样形成?
答:个人的估读值不同、测量工具不精密、测量方法选用不当都会造成误差.
问题3:怎样减小误差?
答:多次测量求平均值、选用精密的测量工具、改进测量方法都可以减小误差,但不能消除误差.
问题4:误差是错误吗,两者有什么不同?
答:误差不是错误.错误是由于不遵守仪器的使用规则、读数时粗心造成的;误差是在遵守仪器的使用规则且准确读数的情况下,因为估读、测量仪器、测量方法等使测量值与真实值之间形成的差异.错误是可以避免的,而误差是不可避免的.
问题5:测量一个物体的长度,三次测量的测量值分别是3.32 cm、3.31 cm和3.32 cm,最终的测量结果应该取多少?
答:取三次测量值的平均值,但是结果也应该和测量值一样,估读一位,即和测量值的精确程度相同.三次测量值的平均值是3.316 7 cm,考虑到精确程度相同,最终读数取3.32 cm.
活动二:运用举例
类型一:时间的测量
例1.如图1-1.2-5所示,机械停表的示数为1 min 40.8 s.
图1-1.2-5
【解析】由图可知,在停表的中间表盘上,1
194
活动二:运用举例
min用两个小格表示,所以一个小格代表0.5 min,指针在“1”和“2”之间,偏向“2”一侧,所以分针指示的时间为1 min;在停表的大表盘上,1 s用10个小格,所以一个小格代表0.1 s,秒针在40.8 s处,所以秒针指示的时间为40.8 s,即停表的读数为1 min 40.8 s.
类型二:误差
例2.下列关于误差的说法中,正确的是 (A).
A.多次测量取平均值可以减小误差
B.误差就是测量中产生的错误
C.只要认真测量,就可以避免误差
D.选用精密的测量仪器可以消除误差
【解析】一次测量估读值可大可小,具有偶然误差,多次测量求平均值可以减少这样的误差,A正确;误差是在正确测量的前提下测量值与真实值之间的差别,不是错误,B错误;误差是不可避免的,C错误;计时再精密的仪器也有误差,同时人测量时估读还会出现误差,所以选用精密的测量仪器只能减小误差,不能消除误差,D错误.
通过例题加深对知识的理解.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P2,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.在国际单位制中时间的基本单位是秒(s),常用的时间单位还有小时(h)和分(min).
2.测量值与真实值之间的差别叫误差.误差不可避免,可以通过多次测量求平均值等方法减小误差.
布置作业
【正式作业】教材P15“动手动脑学物理”,第3、4题
【家庭作业】《高效课时通》P4-P5
板书设计
第1 节长度和时间的测量
课时2 时间的测量与误差
194
第一章 机械运动
第2节 运动的描述
课题
运动的描述
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解机械运动的概念.
2.知道参照物的概念,会选取参照物.
3.能举例说明机械运动的相对性.
过程与方法
1.体验物体运动和静止的相对性.
2.在观察现象、研究物体运动的相对性过程中,培养学生的分析和归纳能力.
情感态度与价值
认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静止是相对的,建立辩证唯物主义世界观.
重难点
重点
物体运动或静止的判断;参照物的选取.
难点
运动和静止相对性的理解.
教学准备
多媒体课件等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
【课件展示】播放不同物体的运动视频,创设情境.
我们看到哈雷彗星、猎豹、蜗牛等物体都在运动,这种运动是什么运动,我们又是根据什么知道它们是在运动呢?
通过观察宇宙和生活中物体运动的实例,激发学生学习的兴趣.
194
活动一:探究新知
活动一:探究新知
学点1:机械运动
师:刚才我们说物体在运动是根据什么判断他们在运动?
生:这些物体的位置都发生了变化.
师:在物理学中,我们把物体位置随时间的变化叫作机械运动.你还能举出哪些物体做机械运动的例子?
生:运动员在赛道上奔跑、汽车在公路上疾驰、奔流的江水……
师:我们身边的一切物体都在运动,我们平时认为不动的房屋、树木等也随地球的自转、公转一起运动,整个太阳系、银河系乃至宇宙,也都在不停地运动.宇宙中的一切物体都在运动,机械运动是自然界最常见、最简单的运动.
师:自然界除了机械运动还有其他形式的运动吗?
生:有,还有分子、原子的运动、电磁运动以及生命运动等多种运动形式.
【做一做】
下列运动属于机械运动的是(C).
A.学校开展的学雷锋活动
B.植物园的郁金香争奇斗艳
C.火车从西安驶到北京
D.寒冬时节湿地公园的水面结冰
【解析】学雷锋活动是学校开展的社会活动;郁金香争奇斗艳是生命运动;湿地公园的水面结冰是物态变化;火车从西安驶到北京,位置发生变化,属于机械运动.故选C.
学点2:参照物
学生边阅读,师生边问答,既体现了学生的自主学习,还发挥了教师的引导作用.
194
活动一:探究新知
【教师讲解】当同学们静静地坐在教室里听老师讲课时,我们总说自己是静止的,可是考虑到地球的运动,我们又说自己是运动的.可见,要判断一个物体是运动还是静止,必须先选取某一物体作为标准.如果物体的位置相对这个标准发生了变化,就说它是运动的;如果没有变化,就说它是静止的.这个作为标准的物体叫参照物.比如静坐的同学们,如果以地面为标准,选地面为参照物,你们就是静止的;但是如果选太阳为参照物,你们就是运动的.
【问题讨论】
问题1:参照物只能选择静止的物体吗?
答:参照物可以选静止的物体,也可以选运动的物体,但是参照物一旦选定,就要假设参照物是静止的.
问题2:我们平常说的物体静止或运动是以什么为参照物?
答:我们平常说的物体静止或运动是以地面为参照物.
问题3:选定了参照物后,如何判断物体是运动的还是静止的?
答:如果物体的位置相对于参照物没有变化,则物体是静止的;如果物体的位置相对于参照物发生改变,则物体是运动的.
【练一练】歼15战机从航空母舰的甲板起飞,以甲板为参照物,飞行员是运动的;以战机为参照物,飞行员是静止的.
学点3:运动与静止的相对性
师:【课件展示图片】坐在汽车里的乘客、司机和路旁的孩子们有如图1-2-1所示的对话.以路边的孩子为参照物,司机是运动的还是静止的?以乘客为参照物,司机是运动的还是静止的?
图1-2-1
生:司机相对于路边孩子的位置发生了改变,所以以路边孩子为参照物,司机是运动的;司机相对于乘客的位置没有变化,所以以乘客为参照物,司机是静止的.
以选定的标准不同,物体运动静止的判断就不同为例,引入参照物,不但可以说明参照物的必要性,还为后面运动与静止的相对性做了铺垫.
194
活动一:探究新知
师:【课件展示图片】(如图1-2-2)卡车和联合收割机以同样快慢、向同一方向前进,以地面为参照物,卡车是运动的还是静止的?以收割机为参照物,卡车是运动的还是静止的?
图1-2-2
生:以地面为参照物,卡车是运动的,以收割机为参照物,卡车是静止的.
师:小明和爸爸一起乘坐电梯上楼,以地面为参照物他们是运动的还是静止的?以电梯为参照物呢?
生:以地面为参照物他们是运动的,以电梯为参照物他们是静止的.
师:老师站在讲桌旁,分别以地面和太阳为参照物,老师是运动的还是静止的?
生:以地面为参照物,老师是静止的,以太阳为参照物,老师是运动的.
师:这些例子都说明了什么问题?
生:物体的运动和静止是相对的.
师:非常正确.严格来说,自然界的一切物体都是运动的,所谓的静止,只是相对静止.选取不同的参照物,对同一物体运动状态的描述一般也是不同的,这就是运动和静止的相对性.
【想想议议】
说说图1-2-3甲、乙两图中的人与战机以什么为参照物是运动的,以什么为参照物是静止的。
师生这些问答,既是对前面参照物的复习巩固,又使运动与静止的相对性引入水到渠成.
194
活动一:探究新知
甲 运动中的自 乙 空中加油机正在
动扶梯 给战机加油
图1-2-3
答:甲图中,以地面为参照物,人是运动的,以自动扶梯为参照物,人是静止的;乙图中,以地面为参照物,战机是运动的,以加油机为参照物,战机是静止的.
活动二:运用举例
类型一:机械运动
例1.物理学中把物体位置随时间的变化叫作机械运动,太阳东升和竹笋破土这两个自然现象中,属于机械运动的是太阳东升.
【解析】物理学中把物体位置的变化叫作机械运动,太阳东升是物体位置的变化,是机械运动;竹笋破土是植物的生长,属于生命运动.
类型二:参照物
例2.如图1-2-4所示,“天舟一号”与“天宫二号”在太空完成自动交会对接,若认为“天舟一号”处于静止状态,则选取的参照物是(B).
图1-2-4
A.“长征七号” B.“天宫二号”
C.文昌航天发射场 D.地球
194
活动二:运用举例
【解析】要判断“天舟一号”处于静止状态选取的参照物是什么,就要看什么相对于“天舟一号”的位置不发生改变.“天舟一号”相对于“长征七号”、文昌航天发射场、地球的位置都发生了改变,以它们为参照物,“天舟一号”是运动的.“天舟一号”和“天宫二号”对接完成后两者的相对位置始终不变,所以认为“天舟一号”静止是以“天宫二号”为参照物的,选B.
类型三:运动与静止的相对性
例3.我国研制的“亿航”自动驾驶载人飞行器具有垂直起降、定速巡航、空中悬停等功能.在一次试飞中,试飞员感觉地面“迎”他而来,这时飞机的运动状态是(B ).
A.垂直起飞 B.垂直降落 C.定速巡航 D.空中悬停
【解析】试飞员感觉地面“迎”他而来,即以试飞员(飞机)为参照物,地面向上运动,但地面是静止的;反过来,以地面为参照物,试飞员(飞机)向下运动,因此飞机的运动状态是垂直降落.
以不同类型的例题达到巩固学生所学,加深学生对知识的理解的目的.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P3,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.物理学中,我们把物体位置随时间的变化叫作机械运动.
2.判断物体是运动的还是静止的,应选取某个物体作为标准,这个作为标准的物体就是参照物.
3.物体相对于参照物位置不变,物体静止;物体相对于参照物位置改变,物体运动.
4.运动和静止是相对的.
布置作业
【正式作业】教材P18“动手动脑学物理”,第1、2题
【家庭作业】《高效课时通》P6-P7
板书设计
第2节 运动的描述
1.机械运动:物体位置随时间的变化.
2.参照物:在研究机械运动时,被作为标准的物体.物体位置相对于参照物不变则静止;相对于参照物位置改变则运动.
194
3.运动和静止是相对的.
第一章 机械运动
第3节 运动的快慢
课时1 速度
课题
速度
授课人
教学目标
知识与技能
1.能用速度描述物体运动的快慢.
2.知道速度的基本单位,能用速度公式进行简单的计算.
过程与方法
体验比较物体运动快慢的方法,认识速度概念在实际中的意义.
情感态度与价值
1.有能用“运动快慢”的观点观察和分析身边事例的意识.乐于从多种渠道搜集、估测一些物体的速度.
2.通过刘翔夺得金牌培养学生的爱国热情.
重难点
重点
速度的物理意义.
难点
速度概念的建立.
教学准备
多媒体课件等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
【播放视频】我国“和谐号”高铁疾驶时呼啸而过的短片及中学生运动会上运动员奔跑时的短片,结束后屏幕定格为两短片中的截图各一幅(如图1-3.1-1所示).
图1-3.1-1
师:列车的运动和中学生的运动相比,有什么明显不同?
通过今天这节课的学习,我们就可以解决以上问题了.
194
情境导入
生:运动的快慢不同.
师:运动的物体,有的运动得快,有的运动得慢,在物理学中,如何比较物体运动的快慢呢?今天我们就一起学习《运动的快慢》
活动一:探究新知
学点:速度
【播放视频】播放刘翔2004年雅典奥运会110 m跨栏比赛视频,视频结束后屏幕再现比赛中某时刻的图片和刘翔触线时的图片(如图1-3.1-2所示).
图1-3.1-2
【自学引导】阅读教材P19“速度”部分,思考讨论下面问题:
问题1:刘翔和其他运动员在比赛过程中,现场观众是如何比较谁跑得更快的?
答:现场观众是看谁跑在最前面,跑的路程多,谁就跑得快的.即相同的时间内,谁跑的路程多,谁就跑得快.
问题2:终点裁判员是如何判断谁跑得快?
答:终点裁判员是通过比较他们跑完全程所用的时间长短来比较快慢的.即相同的路程,谁用的时间短,谁就跑得快.
问题3:请概括一下生活中比较物体运动快慢的两种方式.
答:一是相同时间内比较物体通过的路程,路程大的运动得快;二是物体通过相同的路程比较它们所用的时间,时间短的运动得快.
问题4:上面的讨论说明要比较物体运动的快慢必须考虑哪两个因素?
答:路程和时间.
通过比赛实例引导学生归纳出比较运动快慢的方法.
194
活动一:探究新知
问题5:若路程和时间均不相同,又该如何比较物体运动的快慢呢?
答:比较物体单位时间内通过的路程或者通过单位路程所需要的时间.
问题6:物理学中用哪个物理量表示物体运动的快慢?这个物理量是如何定义的?
答:物理学中用速度表示物体运动的快慢.路程与时间之比叫作速度.速度在数值上等于物体在单位时间通过的路程,这个数值越大,表示物体运动得越快.
问题7:速度的公式是什么?速度的基本单位是什么?怎么读?交通运输中速度的常用单位是什么?这两个速度单位之间的换算关系是什么?
答:速度公式是v=st;速度的基本单位是m/s,读做米每秒;交通运输中速度的常用单位是km/h;这两个速度单位的换算关系是1 m/s=3.6 km/h.
【加油站】速度单位的换算关系是怎样得来的?
1 m/s= = ×=3.6 km/h
层层深入,不断递进,使速度概念的引入水到渠成.
合成单位的换算比较复杂,学生不易理解,这里先做示范,让学生了解.
活动二:运用举例
类型:速度
例.在2016年里约奥运会男子200 m自由泳决赛中,中国选手孙杨以1 min 44 s 65的成绩获得了冠军.那么观众、裁判判断孙杨在比赛中、到达终点时运动快慢的方法分别为( D).
A.观众:相同时间比较路程;裁判:相同时间比较路程
B.观众:相同路程比较时间;裁判:相同时间比较路程
C.观众:相同路程比较时间;裁判:相同路程比较时间
D.观众:相同时间比较路程;裁判:相同路程比较时间
【解析】
通过例题来加深学生对的所学知识理解.
194
活动二:运用举例
观众是通过相同时间内,谁通过的路程长,谁运动得就快的方法比较孙杨运动快慢的;而裁判是通过相同路程谁用的时间少谁就运动得快的方法比较孙杨运动快慢的.故选D.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P4,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.比较物体运动快慢的两种方法:相同时间比较路程;相同路程比较时间.
2.物理学中把路程与时间之比叫作速度,速度表示物体运动的快慢.
布置作业
【正式作业】教材P22“动手动脑学物理”,第1题
【家庭作业】《高效课时通》P8-P9
板书设计
第3节 运动的快慢
课时1 速度
1.比较物体运动快慢的两种方法
相同时间比路程;相同路程比时间.
2.速度
定义:在物理学中,把路程与时间之比叫作速度.
物理意义:表示物体运动的快慢.
公式:v=
常用单位:m/s或km/h 1 m/s=3.6 km/h
第3节 运动的快慢
课时2 匀速直线运动
课题
匀速直线运动
授课人
教学目标
知识与技能
1.知道匀速直线运动的概念.
2.了解平均速度的含义.
过程与方法
体验比较物体运动快慢的方法,认识速度概念在实际中的意义.
情感态度与价值
1.有能用“运动快慢”的观点观察和分析身边事例的意识.乐于从多种渠道搜集、估测一些物体的速度.
2.通过刘翔夺得金牌培养学生的爱国热情.
重难点
重点
用速度公式v=及其变形式进行简单计算.。
194
难点
计算题解题格式的规范.
教学准备
多媒体课件等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
【播放视频】两辆汽车在平直的公路上行驶时,在相同的时间内通过的路程(如图1-3.2-1所示).
图1-3.2-1
师:甲图汽车在各断时间内的速度有什么特点?
生:运动的速度相同.
师:乙图中汽车在各段时间内的速度有什么特点?
生:运动的速度不同.
师:运动的物体,在各段时间内,有的运动的速度相同,有的运动的速度不同,在物理学中,机械运动是如何分类的呢?今天我们就一起学习直线运动.
通过今天这节课的学习,我们就可以解决以上问题了.
学点1:匀速直线运动
【自学指导】阅读课文P20~21的内容,回答以下问题:
问题1.机械运动是如何分类的?
答:机械运动可分为直线运动和曲线运动,直线运动又可分为匀速直线运动和变速直线运动.
问题2.物体怎样的运动叫作匀速直线运动?
答:物体沿着直线且速度不变的运动,叫作匀速直线运动.
问题3.物体怎样的运动叫作变速直线运动?
答:物体沿着直线且速度变化的运动,叫作变速直线运动.
194
活动一:探究新知
活动一:探究新知
问题4.怎样粗略地描述物体的变速运动?
答:用平均速度粗略地描述物体做变速运动的快慢.
问题5.小明根据公式得出物体做匀速直线运动时,其速度与路程成正比、与时间成反比,你同意他的观点吗?为什么?
答:他的观点不正确.物体做匀速直线运动时速度始终保持不变,因此速度与路程、时间无关.物体做匀速直线运动时,路程与时间成正比.
学点2:平均速度的计算
【加油站】解物理计算题时应注意的问题:解题前,要先认真读题,搞清题目的物理过程,理清解题的思路;解题时,先要明确已知条件和所求(开始学习时要求写出已知和所求,熟悉后可以不写,但是必须搞清),再解答;解答时,要先写公式(如果不是基本公式,要先写清基本公式,再写导出公式),再代入数值(数字和单位),最后计算.解题中,要有必要的文字说明,最后给出答案.
【练一练】如图1-3.2-2所示,轿车从某地往汉中方向匀速行驶.当到达A地时,车内的钟表显示的时间为10时15分;到达B地时,钟表显示的时间为10时45分.则:
(1)轿车从A地到B地的速度为多少千米每小时?
(2)若轿车以该速度继续匀速行驶,从B地到达汉中还需要多长时间?
图1-3.2-2
【解析】(1)轿车从A地到B地的速度v1= =
=100 km/h;(2)轿车以该速度继续匀速行驶,v2=v1=100 km/h,从B地到达汉中还需时间t2== =0.6 h.
教师可以指出匀速直线运动是最简单的机械运动,研究问题要从最简单的问题研究起,从简单到复杂.
不少同学计算题解题格式不规范,尽早使学生明白规范的解题格式,帮助学生养成好习惯.
教师板演例题解题过程,是给学生做示范,体现引导作用.
194
【答案】(1)100 km/h (2)0.6 h
(学生板演后,先让其他学生点评修正,教师最后再完善,并强调要注意的问题;如果板演学生问题少,可以把其他学生存在问题的答案投影展示,避免学生犯类似错误)
学生板演,学生修正,最后教师完善,完美体现教师指导作用和学生主体作用的结合,师生合作,共克难点.
活动二:运用举例
活动二:运用举例
类型一:运动的分类
例1.图1-3.2-3记录了甲、乙两车同时在同一平直公路上行驶时,在相同的时间内通过的路程.以下分析正确的是(D).
图1-3.2-3
A.甲、乙两车都做匀速直线运动
B.在每段相同的时间内.甲车的平均速度都比乙车的大
C.在20~30 s的时间内,甲车的平均速度比乙车的大
D.在0~40 s的时间内,甲、乙两车的平均速度大小相等
【解析】甲车在相同时间内通过的路程都相等,做匀速直线运动,乙车在相同时间内通过的路程不相同,做变速直线运动,A错误;在30~40 s的时间内,甲车行驶的路程比乙车小,平均速度也小,B错误;在20~30 s的时间内,两车通过的路程相等,所以两车的平均速度相等,C错误;在0~40 s的时间内,甲、乙两车行驶的路程都是1 200 m,所以这段路程它们的平均速度大小相等,D正确.
类型二:速度计算
例2.甲、乙两车同时同地向东做匀速直线运动,它们的s-t图像如图1-3.2-4所示,甲车的速度为0.2 m/s,5 s时两车相距
194
活动二:运用举例
0.5 m,以甲车为参照物,乙车向西运动.
图1-3.2-4
【解析】因为两个图像都是过原点的倾斜直线,所以两车都做匀速直线运动.甲车的速度v1== =0.2 m/s,乙车的速度v2= ==0.1 m/s,5 s时,两车通过的路程分别是s1′=v1t1′=0.2 m/s×5 s=1 m、s2′=v2t2′=0.1 m/s×5 s=0.5 m,所以两车相距1 m-0.5 m=0.5 m.因为乙车速度比甲车小,所以以甲车为参照物,乙车向西运动.
图像解读是中考热点,虽然这里给学生讲太多会导致课程偏难,但是应该涉及.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P4,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.速度的计算公式是v=,速度的基本单位是m/s,交通运输中速度的常用单位是km/h,两者关系是1 m/s=3.6 km/h.
2.机械运动分为直线运动和曲线运动,直线运动分为匀速直线运动和变速直线运动.沿着直线、速度大小不变的运动是匀速直线运动,匀速直线运动是最简单的机械运动;我们常用平均速度描述匀速运动的快慢.
布置作业
【正式作业】教材P22“动手动脑学物理”,第3、4题
【家庭作业】《高效课时通》P8-P9
板书设计
第3节 运动的快慢
课时2 匀速直线运动
运动分类
194
(1)直线运动:匀速直线运动、变速直线运动(平均速度).
(2)曲线运动.
第一章 机械运动
第4节 测量平均速度
课题
测量平均速度
授课人
教学目标
知识与技能
1.学会使用刻度尺和停表正确测量路程和时间,并求出平均速度.
2.会分析实验数据,加深对平均速度的理解.
过程与方法
体验设计实验、进行实验、分析实验数据的全过程.
情感态度与价值
1.通过实验激发学生的学习兴趣,养成学生认真仔细的科学态度.
2.培养学生的合作精神.
重难点
重点
平均速度的测量.
难点
时间的测量,表格设计与平均速度的计算.
教学准备
教师用:多媒体课件,学生实验器材一组.
学生每组需要:带刻度尺的长木板、机械停表、小车、金属片、小木块各一个.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
【播放视频】激流勇进(如图1-4-1)
图1-4-1
从生活中的游乐活动出发,激发学生学习的兴趣.
194
同学们,你知道当人从轨道顶端下滑到底端时的速度是如何变化的吗?要比较速度的变化,就要先会测量平均速度,这节课我们就一起学习测量平均速度.
活动一:探究新知
活动一:探究新知
学点1:实验的目的、原理和器材
【自学辅导】教师让学生阅读P23内容,对照实验器材思考并回答下面的问题:
问题1:本节课我们实验的目的是什么?
答:测量小车在全程和上半段的平均速度,判断小车速度的变化情况.
问题2:实验的原理是什么?
答:实验的原理是v=,测量出物体运动的路程s和所用的时间t,就可以通过这一公式计算物体在这段路程(时间)的平均速度.
问题3:实验中是如何测量小车通过的路程和时间的?图1-4-2中小车从A运动到B通过的路程是多少(不估读)?
图1-4-2
答:利用刻度尺测量小车通过的路程,利用停表测量小车通过这段路程所用的时间.小车从A运动到B通过的路程是80 cm-40 cm=40 cm.
问题4:实验中金属片和木块的作用各是什么?
答:金属片是为了确定小车通过的路程,同时也便于测量通过这段路程所用的时间.木块的作用是使木板形成斜面.
问题5:实验中斜面不能太陡,这是为什么?
答:减小时间测量的误差.实验中如果斜面太陡,小车运动时间太短,时间测量的相对误差就太大,所以实验中使斜面缓一点可以增加小车在斜面上运动的时间,减小时间测量的误差.
通过自学明确实验的目的、原理和器材.
提前提示路程测量应该注意的问题:两次读数都要看车头对应的刻度,以避免实验出错.
194
活动一:探究新知
(学生不容易理解,教师可以简单提示:假设时间的测量误差是1 s,如果运动时间是5 s,相对误差是20%,而如果运动时间是10 s,相对误差是10%)
学点2:进行实验和数据处理
【进行实验】学生在熟悉实验操作的基础上,按照实验步骤进行操作,注意分工与合作,最后把实验数据填入表格.
先测全程,再测上半段,最后计算.
【成果展示】找几组同学汇报测量结果,引导学生分析数据,总结实验结论,具体以学生记录和算出的结果为准.
【典型数据示范】
(计算速度时要确定速度与路程、时间的同一性)
【议一议】根据以上的实验数据,你能否计算出小车通过下半段路程s3的平均速度v3呢?
答:小车通过下半段的路程s3=s1-s2=0.60 m-0.30 m=0.30 m,小车通过下半段路程所用的时间t3=t1-t2=
4 s-2.5 s=1.5 s,所以小车通过下半段路程的平均速度v3===0.2 m/s.
【实验结论】小车做变速直线运动,运动速度越来越快.
【交流评估】
问题1:你的数据和其他同学相同吗?为什么?
答:不相同.因为斜面的坡度、选取路程等不同.
问题2:实验中什么环节容易出现误差?
答:时间记录与小车开始下滑可能不同步会产生误差;小车撞击金属片时,停止计时可能会产生误差.
以选定的标准不同,物体运动静止的判断就不同为例,引入参照物,不但可以说明参照物的必要性,还为后面运动与静止的相对性做了铺垫.
灵活运用,举一反三.
培养学生分析问题和归纳提升的能力.
194
活动一:探究新知
问题3:如果小车碰了金属片后才停止计时,会使测得的平均速度偏大还是偏小.
答:停止计时迟了会导致时间的测量值偏大,这样根据v=计算出的速度值就偏小.
问题4:为了测量小车运动过程中下半段的平均速度,某同学将小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,从而计算出小车运动过程中下半段的平均速度.他的做法正确吗?为什么?
答:不正确,所测时间不是运动过程中下半段的时间t3;正确的方法:小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半段BC段的时间.
学点3:扩展性实验
【播放视频】播放人教社配套的《用传感器研究物体的运动》视频,如图1-4-3所示,通过固定在斜面一端的位置传感器B、装有回声挡板的小车A,和计算机连接后,计算机屏幕可以直观显示小车A在斜面上运动速度的变化.
图1-4-3
【尝试实验】
1.测量小车在斜面上运动的平均速度.
2.测量人行走的速度变化.
【读一读】让学生阅读课本P24阅读“超声波测距”,了解测距的原理.
了解高科技测速度的方法,激发学生对科学的热爱.
了解测量速度的其他方法,开阔视野.
194
活动二:运用举例
活动二:运用举例
类型一:实验原理、器材等
例1.利用刻度尺测出物体所通过的路程,利用停表测出物体通过这段路程所用的时间,则可利用公式
计算出物体通过这段路程的平均速度.
【解析】实验的原理是v=,实验中用刻度尺测量出物体运动路程s,用停表测量出物体通过这段路程所用的时间t,就可以用v=计算物体通过这段路程(时间)的平均速度.
例2.用斜面和小车做“测物体的平均速度”实验,当小车自斜面顶端出发开始计时,滑至斜面底端时停止计时,如图1-4-4所示.在此过程中,小车的平均速度是(B).
图1-4-4
A.10 cm/s B.9 cm/s C.8 cm/s D.7 cm/s
【解析】小车运动路程是(两次都取车头位置)40 cm+5 cm=45 cm,所用的时间是14 h 35 min 05 s-14 h 35 min 0 s=5 s,所以小车通过该段路程的平均速度v==45 cm5 s=9 cm/s.故选B.
类型二:测量实验
例3.图1-4-5是某实验小组“测量平均速度”的情景:
(1)测量平均速度的实验原理是.
图1-4-5
(2)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较小(填“大”或“小”).
以例题巩固所学,加深理解.
194
活动二:运用举例
(3)BC段的路程是4.80 cm.
(4)小车在AB段的平均速度是0.02 m/s.
(5)在这个过程中,必须熟练地使用电子计时器,如果小车过了A点才开始计时,会使测得的平均速度偏大(填“大”或“小”).
【解析】(1)测量平均速度的原理是v=.(2)实验中如果斜面太陡,会导致小车下滑速度太快,所测时间很短,难以准确计时,所以为了方便计时,应使斜面的坡度较小.(3)C、B两点车头的位置分别是1.20 cm和6.00 cm,所以BC段的路程是6.00 cm-1.20 cm=4.80 cm.(4)AB段的路程是10.00 cm-6.00 cm=4.00 cm,时间是2 s,所以平均速度是v=st=4.00 cm2 s=2 cm/s=0.02 m/s.(因为时间测量误差较大,这里速度值不必写成2.00 cm/s)(5)如果小车过了A点才开始计时,则测得的时间偏小,而路程的测量值准确,由v=可知测得的平均速度会偏大.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P5,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.测量平均速度的实验原理是v=,实验中利用刻度尺测量路程,利用停表测量时间.
2.计算平均速度时要注意速度和路程、时间的同一性.通过实验可知,小车做变速直线运动,下滑的速度越来越快.
布置作业
【正式作业】教材P25“动手动脑学物理”,第1、4题
【家庭作业】《高效课时通》P12-P13
板书设计
第4节 测量平均速度
实验目的:学会用刻度尺和停表测小车的平均速度.
实验原理:v=.
实验器材:斜面、小车、刻度尺、停表、金属片.
实验步骤:用刻度尺分别测出全程和上半段的路程s1和s2,用停表分别测出相应的时间t1和t2,再用v=分别求出小车通过全程和上半段的平均速度.
194
板书设计
实验结论:小车沿斜面下滑时,速度越来越快,做变速直线运动.
第二章 声现象
第1节 声音的产生与传播
课题
声音产生和传播
授课人
教学目标
知识与技能
1.知道声音是由物体振动产生的.
2.知道声音传播需要介质,真空不能传声.
3.了解影响声速的因素,知道声音在不同介质中的传播速度不同.
过程与方法
1.通过观察和实验的方法,探究声音是如何产生的及声音是如何传播的.
2.通过探究活动,养成学生初步的观察能力和掌握初步研究问题的方法.
3.让学生初步了解转换法、理想实验法等物理方法的运用.
情感态度与价值
1.通过教师、学生双边的教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望,使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理.
2.注意在活动中培养学生与其他同学合作的意识.
3.学会用物理学知识来描述生活中的声现象.
重难点
重点
通过观察和实验,探究声音的产生和传播条件.
难点
组织、指导学生在探究过程中,仔细观察、认真分析,并能得出正确结论.
教学准备
音叉、小鼓、铁架台、带有细线的乒乓球、水槽、水、玻璃罩、电铃、泡沫塑料、抽气机、烧杯、橡皮筋、铅笔、白纸、碎纸屑、多媒体课件等.
194
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
媒体播放学生耳熟能详的各种声音,如钢琴曲《梁祝》、鸟鸣声、笛子声、蝉鸣蛙叫声、流水潺潺声、风吹树叶沙沙声等.
导入课题:我们听到的如此优美的乐曲及大千世界里如此丰富多彩的声音是怎样产生的,又是怎样传播的呢?我们今天就来学习《声音的产生与传播》.
让学生对丰富多彩的声现象产生研究的兴趣,体现物理教学从生活走向物理的理念.
活动一:探究新知
学点1:声音的产生
1.亲身体验
请同学们完成如下实验(图2-1-1):
(1)拨动张紧的橡皮筋,观察橡皮筋的变化.
(2)边说话、边用手摸颈前喉头部分.
图2-1-1
2.提问和猜想
【提出问题】根据刚才的亲身体验,猜想一下声音是怎样产生的?
【猜想】声音是由物体的振动产生的.
3.进行实验
【提出问题】通过前面的体验,我们猜测声音很可能是由物体的振动产生的,但是有些物体发声时我们却几乎看不见它们在振动,那么这些物体发声时是否也在振动呢?请大家利用桌面上的器材(音叉、小鼓、橡皮筋、哨子、直尺、乒乓球、桌子、水、碎纸屑等)自行设计实验,分别让音叉、小鼓、桌子发出声音,并观察它们发声时是否在振动.请各小组结合所给器材讨论、交流,设计出实验方案并展示.
初步体验物体发声时的振动情况,亲身体验使学生对振动现象产生初步的感性认识,为猜想“声音是怎样产生的”提供较科学的依据.
194
活动一:探究新知
【实验设计与展示】方法一:证明鼓面的振动,如图2-1-2所示.
方法二:证明音叉的振动
(1)用乒乓球靠近发声的音叉,如图2-1-3所示.
(2)将发声的音叉放入水中,如图2-1-4所示.
图2-1-2 图2-1-3 图2-1-4
(其他方法略)
【进行实验】指导学生实验,教师巡视指导
【分析论证】各小组收集实验信息,完成表格内容,并对实验现象进行分析.
【结论】同学们能总结出发声体发声时的共同特征吗?
答:发声体发声时具有的共同特征是都在振动,所以可得出实验结论:声音是由物体的振动产生的.
【交流与评估】学生汇报交流后引导学生归纳出结论,组织学生评估并反思实验过程,从而发现问题,改进实验.
【演示提问】用力敲击音叉,使音叉发声,然后用手握住发声的音叉(图2-1-5),进行对比,两次听到的声音为什么不同?由此可以得出什么结论?
图2-1-5
结合刚才的亲身体验,猜想声音可能是由物体的振动产生的,使学生初步学会猜想.
在研究物理问题时,物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法.这种方法在物理研究和实验中应用广泛.
194
活动一:探究新知
答:手握音叉前音叉振动发声;手握音叉后音叉停止振动,发声也停止,说明物体振动时发声;振动停止,发声也停止.
教师强调:①振动不能写出“震动”;②振动停止,发声停止,不能说成“振动停止,声音停止”.例如敲鼓时,敲击一下鼓面,鼓面可以振动比较长的时间,这段时间鼓都是在发声的.
4.【课外延伸】同学们了解这些小动物(图2-1-6)的发声方式吗?
图2-1-6
答:青蛙:气囊振动;鸟:鸣膜振动;蝉:鼓膜振动;蟋蟀:翅膀摩擦.
学点2:声音的传播
1.情景创设:我们平时可以通过说话来与人交流,宇航员在太空中近在咫尺为什么图2-1-7还要靠无线电波进行交流而不直接交谈呢?太空比地球表面缺少了什么?声音是怎样从发声体传播到远处人的耳朵里的,是否需要什么媒介?带着疑问进行下面的内容.
2.实验演示:如图2-1-7所示,把正在发声的电铃放在玻璃罩内,电铃和玻璃罩的底座之间垫上柔软的泡沫塑料.逐渐抽出玻璃罩内的空气,你听到的铃声会有什么变化?再让空气逐渐进入玻璃罩内,铃声又怎样变化?据此我们可以得到什么结论?
图2-1-7
这里重点渗透的就是物理学研究的重要方法之一——转换法的重要应用,体现了对物理方法的重视,符合新课标的教学理念,也对于学生以后的学习很有帮助.
小组学生动手完成探究活动,注意观察现象和感知体验.
分析收集到的信息,归纳实验结论.
演示振动停止,发声停止,联系生活,激发学生求知欲,使学生的认识更加全面、完整.
194
活动一:探究新知
答:抽出部分空气后,听到铃声明显变小,当空气逐渐进入玻璃罩内,听到铃声逐渐变大.我们可以得出结论:声音传播需要介质,声音不能在真空中传播.
3.提出问题:声音在空气中是如何传播的呢?
用铅笔轻点水面形成水波(图2-1-8甲),再播放多媒体声波动画(图2-1-8乙),让学生形成声波这个概念.
甲水波 乙声波
图2-1-8 图2-1-9
鼓声在空气中的传播方式:鼓面向右振动,压缩右面的空气,使这部分空气变密;鼓面向左振动,使右面的空气变稀疏;鼓面左右振动,空气中就形成了疏、密相间的声波,由近及远向四周传播出去(图2-1-9).
结论:声音以波的形式传播着,我们把它叫作声波.
4.固体传声实验
(1)两个学生合作,同学甲在桌面的一端用铅笔在白纸上用力均匀地写“一”字,同时同学乙在桌子的另一端把耳朵贴在桌面上听.
(2)同学乙将耳朵离开桌面(注意调整耳朵与笔的距离,保证与上次实验时耳朵与笔的距离相同),同学甲在相同的条件下继续写“一”字,与上次实验进行比较.从以上的活动中你可以得出什么结论?
答:固体可以传声.
你还可以想出其他的生活事例或实验方案来支持固体可以传声这个观点吗?
答:小学里曾经制作的土电话、“隔墙有耳”现象等.
生活中有没有例子说明液体可以传声?
答:人在岸边大声说话把将要上钩的鱼惊走等.
5.师生归纳总结,得出结论:
把真空铃实验的问题细化,向学生渗透物理学研究方法的另一种方法即理想实验法,从正反两方面让学生明白,有空气能听到声音,没有空气听不到声音,说明空气可以传声而真空不能传声.
利用水波类比声波,便于学生理解.
初中学生偏重于感性认识,学生自己通过实验得出的结论印象会比较深刻,更便于学生的理解,体现教学的正规性原则.
194
活动一:探究新知
(1)声音传播需要物质,声音不能在真空中传播,传播声音的物质可以是固体、液体、气体.
(2)物理学中把能传播声音的物质叫作介质.
学点3:声速
问题1:阅读下表中数据,你能获得声速的哪些信息?
一些介质中的声速
答:归纳小结可以发现:
(1)声速的大小与介质的种类和介质的温度有关;
(2)15 ℃时,空气中的声速是340 m/s;
(3)一般情况下,声音在固体中传播得最快,在液体中次之,在气体中传播得最慢.(注意纠正学生叙述的不严密)
问题2:如果对着山崖大喊一声,会发生什么现象?这种现象产生的原因是什么?
答:听到回声,这是因为声音遇到障碍物发生了反射.
问题3:如果对着教室的墙大喊一声,我们能区分出回声吗?这时有回声吗?为什么?
答:不能区分;有回声;因为我们听到的声音加强了,说明回声和原声混合在了一起.
扩展问题:
1.开山放炮时为什么能听到隆隆不绝的响声?
答:声音被不断地反射,人耳听到多次回声.
2.人在屋里说话为什么比在旷野里听起来响亮?
答:人在屋里说话时,回声与原声的时间间隔很小,回声与原声混合在一起,使声音得到了加强.
让学生自己总结归纳,教师再进行点拨完善,可以培养学生的自学能力,提高学生发现问题、分析问题的能力及归纳总结的能力.
学用结合,体现从物理走向生活的课标理念.
194
活动一:探究新知
活动二:运用举例
类型一:声音的产生
例1.将悬挂的乒乓球轻轻接触正在发声的音叉,观察到乒乓球被音叉多次弹开;声音消失,乒乓球便会停止运动,此现象表明声音是由物体的振动产生的.
【解析】利用乒乓球被发声的音又弹开说明物体振动发声,利用的是转换法.音叉的振动难以观察到,乒乓球与正在发声的音叉接触时被多次弹开,这个现象表明发声的音叉在振动,说明声音是由物体的振动产生的.
图2-1-10
类型二:声音的传播
例2.如图2-1-10所示,将一只通电的小电铃放在与抽气机连通的玻璃罩内,用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,将会发现铃声越来越小;如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内,将会发现铃声越来越大;此实验说明了声音的传播需要介质(真空不能传声).
【解析】
通过例题巩固课堂所学,加深学生对所学知识的理解,体现讲练结合.
例1强化了转换法的训练.
194
活动二:运用举例
将一只通电的小电铃放在与抽气机连通的玻璃罩内,用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,将会发现铃声越来越小;如果把空气又逐渐地通入玻璃罩内,将会发现铃声越来越大;因此可以推测,如果空气被抽净就听不见声音,声音就不能传播,因此该实验说明了声音的传播需要介质、真空不能传声.
类型三:声速
例3.科学工作者为了探测海底某处的深度,向海底垂直发射一种人耳听不见的声波,经过4 s收到了回波信号,海洋中该处的深度是多少?(声音在海水中的传播速度为1 500 m/s)
【解析】声波从海面到海底用的时间t==2 s,由v=可得,该处海水的深度h=s=vt=1 500 m/s×2 s=
3 000 m.
【答案】3 000 m
例2还原了探究声音传播条件的实验,重点考查学生对实验现象的观察能力,同时也考查了理想实验法的运用.
例3中时间不除以2是同学们容易出现的错误,讲清测量原理,提前预防错误的出现.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P6,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.声音是由物体的振动产生的.
2.声音的传播需要介质,声音以波的形式传播,真空不能传声.
3.声速与介质的种类和温度有关
布置作业
【正式作业】教材P31“动手动脑学物理”,第1、4、5题
【家庭作业】1.《高效课时通》P17-P18
2.课外阅读科学世界《我们是怎样听到声音的》,了解人听到声音的一般过程和骨传导.
板书设计
第1节 声音的产生与传播
第二章 声现象
第2节 声音的特性
194
课时1 音调和响度
课题
音调和响度
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解声音的特性,即音调、响度和音色.
2.知道声音的音调跟发声体的振动频率有关;响度跟发声体的振幅和距离发声体的远近有关.
过程与方法
通过做“音频与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”进一步了解、学习用科学探究的方法研究物理问题.
情感态度与价值
体会现实世界中物体的发声是丰富多彩的,从而更加热爱世界,热爱科学,热爱生活.
重难点
重点
音调、响度的概念及其相关因素.
难点
音调与响度的区分.
教学准备
教师准备:多媒体、示波器或计算机、乐器(有条件的老师或学校).
学生准备:钢尺、鼓、音叉(256 Hz和512 Hz)、小锤、系线的乒乓球、铁架台、手机.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
通过上节课的学习,我们都知道物体振动会发出声音,我们也都听到过蚊子发出的“嗡嗡”声,可是,在生活中,你听到过蝴蝶翅膀振动发出的声音吗?你知道这是什么原因吗?
同学们一定对上面这些问题很感兴趣,那么,今天我们就一起来学习声音的音调和响度.
从学生习以为常但又不能科学解释的生活现象入手,在激发学生学习兴趣的同时,点出本节课的学习主题.
学点1:音调
1.概念
【创设情境】播放一首男女合唱的歌曲.
194
活动一:探究新知
师:同学们,你们感受到这首歌曲中男、女歌手的声音有什么差别?
生:男歌手声音低沉,女歌手声音高昂.女歌手主要唱的是调高的部分.
师:好,同学们说得非常好!音乐中的调子在物理学中就是音调,它指的是声音的高低.(板书:音调——声音的高低)谁能通过生活中的实例说明一下音调.
生甲:女生的声音尖,音调高;男生的声音低沉,音调低.
生乙:小孩的声音尖锐刺耳,音调高;老人的声音比较沉闷,音调低.
生丙:牛叫声低沉,音调低;蚊子叫声尖锐刺耳,音调高.
2.影响因素
【提出问题】我们接触到的各种声音有的高有的低,在物理学中,把声音的高低叫作音调.声音为什么会有高低不同的音调?什么因素决定音调的高低呢?
【探究实验】如图2-2.1-1所示,将一把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌面,拨动钢尺,听它振动发出的声音,同时注意钢尺振动的快慢;改变钢尺伸出桌面的长度,再次拨动钢尺.比较钢尺振动的快慢和声音的音调的高低,它们之间有什么关系?(强调:每次实验要用相同大小的力)教师巡视,对个别学生的实验过程进行指导,让学生代表对实验现象进行描述并填写记录表格.
图2-2.1-1
通过比较歌声引入音调,既显得引入自然,还体现了从生活走向物理的新课标理念.
194
活动一:探究新知
【实验结论】师:通过上面的实验,我们可以初步得出什么结论?
生:声音的音调与发声体振动的快慢有关,发声体振动得越快,音调越高.
3.频率与音调
物理学中把物体每秒内振动的次数叫作频率,用频率描述物体振动的快慢.请同学们查阅课本,说说频率的单位是什么?
生:频率的单位是赫兹,简称赫,符号是Hz.
师:一个物体1 min内振动的次数是3 000次,它振动的频率是多少?
生:1 min是60 s,1 min内振动了3 000次,则1 s振动50次,所以该物体的振动频率是50 Hz.
师:学习了频率的概念,请同学们总结一下音调与频率的关系.
生:声音的音调由发声体的振动频率决定,发声体的振动频率越高,音调越高.
师:声音的音调由发声体的振动频率决定,而发声体的振动频率又与发声体的材料、长短、粗细和松紧程度等有关.吹笛子时,手指不断地改变按住笛孔的位置就是为了改变声音的音调.
4.音调的波形图
【演示实验】为了很好地了解物体振动发声的情况,我们可以将声音的波形在示波器或计算机上展现出来.分别把两个不同的音叉(256Hz、512Hz)发出的声音信号输入示波器,请同学们仔细听两个声音在音调上的差别并观察声音在波形(图2-2.1-2)上的区别.
这里没有让学生提出猜想并设计实验,而是老师直接给出实验方案,主要是因为学生没有相关的经验,难以提出猜想,更谈不上设计实验,而直接给出方案,就显得实验简明易操作,使学生很容易将音调的高低与振动的快慢联系在一起,找到它们之间的关系.因此在该实验中,教师一定要让学生明确观察的内容:看钢尺振动的快慢,同时听声音音调的高低.
师生问答,让学生看书回答问题,增强学生的自学能力,体现学生的自主学习.
194
活动一:探究新知
图2-2.1-2
师:通过演示,我们可以发现发声体的振动频率、发出的声音的音调和波形图的疏密有什么关系?
生:频率低,音调低,波形图稀疏;频率高,音调高,波形图密集.
学点2:超声波与次声波
【自主学习】阅读教材P33,倒数2、3自然段,回答下面问题:
1.大多数人能够听到的频率范围是什么?
答:20 Hz到20 000 Hz.
2.什么叫超声波?什么叫次声波?
答:人们把高于20 000 Hz的声叫作超声波;把低于20 Hz的声叫作次声波.
学点3:响度
【教师演示】分别轻轻敲击鼓面和用力敲击鼓面.
师:同学们发现两次敲击鼓面所发出的声音主要有什么不同?
生:声音的大小不一样.
师:对!声音的大小不同.物理学中,声音的大小常说成强弱,叫作响度.
【探究实验】如图2-2.1-3所示,将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球,观察乒乓球弹开的幅度;使音叉发出不同响度的声音,重做上面的实验.
形象,直观,通过观察波形图,易于把频率与音调关系密切联系起来,有助于学生的理解.
这部分知识比较简单,利用的自学辅导的方法,一是体现学生的主体作用;二是通过学生正确的回答问题使学生体验成功的喜悦,增强学生的学习动力.
再次运用控制变量法,加强物理方法的运用与渗透.教学中应该让学生明确实验中改变谁,控制谁不变.
194
活动一:探究新知
活动一:探究新知
图2-2.1-3
师:物理学中用振幅来描述物体振动的幅度.实验中是如何比较音叉振幅的?
生:通过比较乒乓球被弹开的幅度来比较音叉的振幅,乒乓球被弹开得越远,弹开的幅度越大,说明音叉的振幅越大.
师:通过实验观察,同学们可以发现声音的响度与振幅有什么关系?
生:发声体发出声音的响度与发声体的振幅有关,振幅越大,响度越大.
师:老师讲课的时候,如果声音小了,老师跟前的同学能听清,但是离老师远的同学可能听不清甚至听不见,这说明了什么?
生:声音的响度还与人距离发声体的远近有关,离发声体越近,听到的声音越大.
师:不少老师上课都带有胸麦,这是为了什么?
生:增大声音的响度,使每个同学都能清晰地听见老师的声音.
师:听诊器大家熟悉不?它的作用是什么?
生:增大声音的响度.
师:听诊器能增大心跳声音的响度吗?
生:不能.
师:那我们为什么通过听诊器听到的声音变大了?
生:(思考一会儿)它减少了声音的分散,使人听到的声音的响度变大了.
师:同学们善于思考,能够活学活用,非常好!
活学活用,利用物理知识解释身边的现象.
194
活动二:运用举例
活动二:运用举例
类型一:音调
例1.不带花蜜的蜜蜂飞行时翅膀每秒钟振动 440次,带花蜜的蜜蜂飞行时翅膀每秒钟振动300次,有经验的养蜂人可以通过听蜜蜂发生的声音来判断蜜蜂是出去采蜜还是采蜜回来.带花蜜的蜜蜂发出的声音与不带花蜜的蜜蜂发出的声音相比(B).
A.音调较高 B.音调较低
C.音调相同 D.音调与振动的次数无关
【解析】不带花蜜的蜜蜂飞行时翅膀每秒钟振动 440次,带花蜜的蜜蜂飞行时翅膀每秒钟振动300次,说明不带花蜜的蜜蜂飞行时比带花蜜的蜜蜂飞行时翅膀振动的频率大,音调高.因此带花蜜的蜜蜂发出的声音的音调较低.故选B.
类型二:超声波与次声波
例2.蝙蝠的发声器官每秒最快可以振动120 000次,这时它的发声频率是 120 000 Hz,属于超声波,我们人耳不能(填“能”或“不能”)听见.
【解析】频率是指发声体每秒内振动的次数,蝙蝠的发声器官每秒最快可以振动120 000次,其发声的最高频率是120 000 Hz,超出了人耳能听见声音频率的上限,它属于超声波,人是不能听见的.
类型三:响度
例3.“不敢高声语,恐惊天上人”,这里的“高”是指声音的(B).
A.音调高 B.响度大
C.音色高 D.速度大
【解析】这里的“不敢高声语”是说不敢大声说话,即声音的响度不能太大,而不是说音调高.要注意生活用语和物理用语的区别.
使学生学会分析生活中的问题.
易错题,使学生明白物理用语和生活用语的不同,知道物理用语的严谨.
194
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P7,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.音调表示声音的高低,由发声体的频率决定.
2.响度表示声音的强弱,由发声体的振幅决定.
3.多数人能够听到的声音的频率范围为20 Hz到20 000 Hz;低于20 Hz的声是次声波,高于20 000 Hz的声是超声波.
布置作业
【正式作业】教材P37“动手动脑学物理”,第1、2、3题
【家庭作业】《高效课时通》P19-P20
板书设计
第2节 声音的特性
课时1 音调和响度
1.音调取决于发声体振动的频率:频率越大,音调越高;频率越小,音调越低.
2.响度与物体振动的幅度和距声源的距离有关.
3.人能听到和发声的频率范围:20~20 000 Hz.
4.超声波和次声波:高于20 000 Hz的声叫超声波;低于20 Hz的声叫次声波.
第2节 声音的特性
课时2 音色和乐器
课题
音色和乐器
授课人
教学目标
知识与技能
知道不同发声体发出声音的音色不同.
过程与方法
通过实验,学习停表的正确使用方法.
情感态度与价值
学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律,尝试应用已知的科学规律去解释具体问题.
重难点
重点
体会现实世界中物体的发声是丰富多彩的,从而更加热爱世界,热爱科学,热爱生活.
难点
音色特征的理解.
教学准备
多媒体课件、音叉、钢琴、二胡、笛子、长笛等一些乐器.
194
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
听音乐时,我们没有看到歌手,只凭声音就能听出是哪位熟悉歌手的歌声,这又是利用了声音的什么特性呢?同学们一定对上面这个问题很感兴趣,那么,今天我们就一起来学习声音的特性—音色.
情景引入,从生活走向物理,激发学生的学习兴趣.
活动一:探究新知
活动一:探究新知
学点:音色
【小游戏】多媒体播放钢琴、二胡、笛子等一些乐器的声音,让学生分辨是什么乐器发出的.
师:同学们刚才辨别的是那种乐器演奏的乐曲,根据的是音调还是响度?
生:都不是,不同乐器演奏乐器的特色不同,我们根据的是这个.
师:很好!不同的乐器演奏的音乐有不同的品质和特色,这就是物理中所说的音色.音色是由发声体的材料和结构决定的.同学们还知道音色有什么应用吗?
生甲:我最爱听周杰伦的歌,歌声一出来我就能听出是他唱的,依据的就是音色.
生乙:模仿秀节目里,一个人可以模仿很多明星甚至动物的声音,模仿的就是音色.一个人能模仿那么多的音色,不容易!
生丙:我还听说有一种声纹锁,利用的就是音色.
【教师演示】下面分别是音叉、钢琴与长笛发出的C调1(do)的波形图(图2-2.2-1),用计算机播放这几个声音片段,边听边比较它们的波形有何异同.
师:通过示波器的演示,我们可以发现音色的不同在波形图上是怎样表现的?
图2-2.2-1
活学活用,利用物理知识解释身边的现象.
波形图使学生对音色的认识形象化.
194
生:表现为波形图的形状不同.
师:形状简单的波形图和形状复杂的波形图,谁对应的音色较好?
生:形状复杂的波形图对应的音色好.
活动二:运用举例
类型:音色
例.“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”,我们能区分蛙声是根据声音的(C).
A.音调不同 B.响度不同
C.音色不同 D.频率不同
【解析】能够区分不同动物发生的声音主要是因为每种动物发出的声音都有不同的音色.故选C.
使学生学会分析生活中的问题.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P7,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
音色是声音的品质、特色,由发声体的材料、结构决定.
布置作业
【正式作业】教材P15“动手动脑学物理”,第3、4题
【家庭作业】《高效课时通》P4-P5
板书设计
第2节 声音的特性
课时2 音色和乐器
音色:声音的品质、特色,由材料、结构决定.
第二章 声现象
第3节 声的利用
课题
声的利用
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解声可以传递信息和能量.
2.了解现代技术中利用声的应用.
3.能解释生活中一些利用声的实例.
过程与方法
通过观察、观看有关的文字、图片、音像资料,获得社会生活中声的利用方面的知识.
194
情感态度与价值
通过学习,了解声在现代科技中的应用,进一步增加对科学的热爱.
重难点
重点
1.声可以传递信息,了解利用声波传递信息在人类生活、社会中的应用.
2.认识声波是一种波动,声波能传递能量,了解声波传递能量的性质的应用.
难点
回声定位原理的理解;声波能传递能量的认识.
教学准备
教师:音像资料,图片或光盘,电脑及多媒体设备.
学生:一端扎有橡皮膜另一端开口的可乐瓶、蜡烛、火柴.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
【多媒体展示】如图2-3-1所示,医生通过听诊器给小男孩诊断疾病.
图2-3-1
师:医生通过听诊器给小男孩诊断疾病,其实是通过听内脏器官发出的声音进行诊断的,这是很常见的一种对声的利用.相信同学们一定很想知道声具体都有哪些应用,今天就让我们一起学习《声的利用》.
情景教学,体现从生活走向物理,激发学生的学习兴趣.
学点1:声与信息
【自主讨论】请同学们阅读课本P38~39,分别总结一下次声波、声波和超声波在传递信息方面的具体应用.
生甲:一些动物可以利用超声波交流,人们可以利用次声波监测到地震、海啸、台风、火山喷发和核爆炸等.
生乙:利用听诊器诊断疾病.
师:只有这一个应用吗?
自主讨论体现了学生在学习中的主体作用.
194
活动一:探究新知
生乙:还可以通过音色辨析熟人和乐器,还有回声测距.
生丙:声音传递信息的应用有很多,我们听老师讲课、互相讨论、听广播都是通过声音传递信息;听见打雷预示着可能下雨,听见哭声笑声了解人的情感变化,敲碗听声看碗有没有破损,敲西瓜辨别西瓜的生熟……
师:丙同学说得太好了,生活中利用声音传递信息的情形几乎无处不在.那超声波传递信息的应用呢?
生丁:蝙蝠回声定位、超声导盲仪、倒车雷达、声呐、B超.
师:人们根据蝙蝠的回声定位发明了超声导盲仪、倒车雷达、声呐,这是仿生学.人类只有不断地学习,包括向动植物学习,才能不断地进步!
学点2:声与能量
【视频展示】把一块石头扔进水里,可以看到一圈一圈的水波向四周散去,水面上的树叶也随之起伏.
师:树叶随着水波起伏运动,说明了水波具有什么特点?
生:水波使树叶运动,说明水波能传递能量.
师:水波具有能量,那么声波是否也能传递能量呢?
【演示实验】如图2-3-2所示,把正在播放音乐的扬声器正对着烛焰,观察烛焰是否晃动.
图2-3-2
师:烛焰晃动吗?这说明了什么?
生:晃动,说明声波能传递能量.
师:好!其实同学们自己也可以完成类似的实验,现在请同学们拿出事先准备好的可乐瓶、蜡烛等器材进行实验.
在教学中渗透德育教育.
从常见的水波能传递能量引入声波能传递能量,既过渡自然,便于学生接受,也加强了类比法的训练.
194
活动一:探究新知
活动一:探究新知
【学生实验】去掉可乐瓶的瓶底,给瓶底开口处蒙上橡皮膜并扎紧(课前完成),把可乐瓶瓶口正对着火焰并敲橡皮膜,观察蜡烛火焰的变化情况.
图2-3-3
师:同学们发现了什么现象?得出的结论是什么?
生:烛焰晃动,实验说明声能传递能量.
师:好!同学们回答得非常好,下面就请同学们自己阅读教材P40,看看声在传递能量方面的应用.
生:超声波可以清洗物品,粉碎人体内的结石.
师:同学们看得很认真,其实声在传递能量方面还有更加广泛的应用,例如超声波加湿、超声波武器等.
【视频播放】超声波清洗眼镜、超声波清洗工件、超声波加湿等.
学点3:我国古代高水平的声学建筑
【自主阅读】阅读教材P40~41科学世界《不是老天爷显灵,是建筑师的杰作》,感受我国古代高水平的声学建筑.
演示实验加学生实验既起示范引导作用,又加深了学生对相关知识的理解.
通过生动的视频增强课堂的直观性,容易引起学生的兴趣.
类型一:声与信息
例1.120(救护)出车后会持续拉响警笛,行人或其他车辆会及时让道,这说明声可以传递信息(填“信息”或“能量”).
【解析】
194
活动二:运用举例
120(救护)出车后持续拉响警笛,行人或其他车辆知道它要去救护病人,事情紧急,便会及时让道,这说明声可以传递信息(救护病人).
类型二:声与能量
例2.下列声现象中可说明声能传递能量的是(C).
A.蝙蝠靠超声波发现昆虫 B.倒车雷达
C.超声波清洗机 D.B超诊疗
【解析】蝙蝠发现昆虫、倒车雷达、B超诊疗都是利用超声波传递信息的;超声波清洗机是利用超声波传递能量.故选C.
体现学以致用的原则,将物理学知识与生活实际联系起来,提升学生分析问题的能力.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P8,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.声可以传递信息.
2.声可以传递能量.
布置作业
【正式作业】教材P41“动手动脑学物理”,第1、2题
【家庭作业】《高效课时通》P22-P23
板书设计
第3节 声的利用
第二章 声现象
第4节 噪声的危害和控制
课题
噪声的危害和控制
授课人
知识与技能
1.了解噪声的来源和危害.
2.知道控制噪声的途径,增强环境保护意识.
194
教学目标
过程与方法
通过体验和观察,了解控制噪声的方法.
情感态度与价值
认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静止是相对的,建立辩证唯物主义世界观.
重难点
重点
噪声的危害以及控制噪声的措施,特别是噪声的控制.
难点
结合实际,提出控制噪声污染的措施.
教学准备
多媒体、示波器(有条件的学校)、铁钉、泡沫塑料块和玻璃.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
【情景引入】视频或音频播放一段优美的音乐.
师:同学们,这声音好听吗?
生:好听,给人以美的享受!
师:请同学们再听下面的声音,谈谈自己的感受.(视频或音频播放嘈杂的吵闹声、工厂机器运转的轰鸣声)
生:太吵了,难听得很!
师:刚才同学们听到的那种令人心烦意乱的声音就是噪声,噪声已经成为影响人类生活的四大污染之一.噪声是怎样产生的?它对我们有什么危害?如何来控制噪声?这些问题同学们想不想知道?
生:想!
师:好!今天我们就一起来学习《噪声的危害和控制》.
情境引入,激发学生的求知欲望.
学点1:噪声及其来源
师:噪声与我们听到的乐声有什么不同呢?请同学们观察老师的演示实验,听声音,同时注意观察波形图.
【教师演示】听铁钉、泡沫塑料块刮玻璃时产生的声音,并观察示波器产生的相应的波形图(如图2-4-1所示).
194
活动一:探究新知
图2-4-1
师:声音好听不?是不是噪声?
生:难听死了,就是噪声.
师:噪声的波形图相对于乐音的波形图与什么不同?
生:乐音的波形图很有规律,噪声的波形图好像没有规律.
师:总结得很好!从物理学的角度讲,噪声就是发声体做无规则振动发出的声音.
【引导讨论】现在我们正安心的认真学习,如果外面正在搞宣传演出,这时传来一位歌手响亮而悦耳的音乐,音乐声对我们来说是噪声吗?请说明理由.
(教师听取各组的讨论情况,让学生代表自由发言并准确地评价与鼓励)
师:通过讨论我们知道乐声在某些情况下也可能是噪声,大家说说,从环保的角度讲,哪些声音是噪声?
生甲:影响人们学习、工作的声音是噪声.
生乙:影响人们休息的声音也是噪声,大家都想睡觉,你在宿舍大声唱歌,就是噪声,不文明的表现.
师:同学们的回答非常好!其实影响我们正常交流的声音也是噪声.哪位同学从环保的角度总结一下噪声的概念.
生丙:凡是影响人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声.
【想想议议】噪声主要来源有哪些?我们身边的噪声都有哪些?
答:噪声的主要来源有:
交通运输噪声:各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等.
演示实验建立学生的感性认识,变抽象为形象,有利于学生对知识的理解.
让学生自己讨论,教师不直接给出结论,体现课堂的民主,师生的平等.
让学生结合自身的生活实际和切身感受,促进其改正不良习惯,进一步增强环保意识.
194
活动一:探究新知
工业噪声:纺织厂、印刷厂、机械车间里机器发出的声音.
施工噪声:筑路、盖楼、打桩等.
社会生活噪声:街道娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声.
我们身边的噪声:邻里的吵闹声、图书馆里的说话声、学生的叫喊声、自修课的说话声、上课时移动桌椅的刺耳声等.
(让学生代表发言,说出身边的噪声及感受,并说出噪声的来源.教师对学生的回答给予一定的补充,并将典型事例用多媒体展示或板书)
学点2:噪声强弱的等级和噪声的危害
【自主学习】请同学们自学教材P43,回答下面问题:
1.人们是以什么为单位表示声音强弱的等级的?这是表示声音的音调还是响度?
答:用分贝表示声音的强弱等级,它的符号是dB;它表示的是声音的响度.
2.0 dB表示有还是没有声音?
答:有;0 dB是人能听到的最微弱的声音.
3.噪声都有哪些危害?
答:使人烦躁、精力不集中,妨碍睡眠和休息;使人耳聋、头痛、视觉模糊等,严重者甚至神志不清、休克或死亡;高强度的噪声能够损坏建筑物.
4.为了保护听力,保证正常的学习、工作和休息,噪声分别不能超过多少分贝?
答:分别是90分贝、70分贝和50分贝.
【拓展延伸】如图2-4-2所示,你认识这是什么装置吗?它有什么作用?你知道上面的数字和符号是什么意思吗?
图2-4-2
培养学生的自学能力、归纳能力和语言表达能力.
194
活动一:探究新知
答:该装置是噪声监测仪,其作用是显示噪声的强弱,数字表示的是噪声的分贝数,符号是噪声分贝数的单位.
学点3:控制噪声
【过渡问题】让闹铃发声,然后提问:根据前边学过的知识,你能说出铃声从产生到引起听觉的几个阶段吗?
答:声源振动产生声音——空气等介质的传播——鼓膜振动引起听觉.
【自主探究】噪声会严重影响人们的工作和学习,因此控制噪声显得十分重要.我们已经知道声音从产生到引起听觉的三个阶段,如果要控制(或减弱)正在响铃的闹钟的铃声,你有哪些方法呢?
答:把闹钟关掉、电池取出,用报纸或海绵盖住闹钟、把闹钟放在空纸盒中、捂上耳朵等.
【说一说 议一议】受上面思考探究的启示,请同学们结合图2-4-3讨论一下可以通过哪些途径来减弱噪声,并举出典型的实例.
甲 摩托车上 乙 穿越北京动物 丙 工厂用的防
的消声器 园的“隔音蛟龙” 噪声耳罩
图2-4-3
(学生讨论归纳,教师补充完善)
(1)声源处防止噪声的产生.例如,禁止鸣笛、摩托车消声器、严禁大声说话、把手机调到静音、晚上看电视调小音量等.
(2)传播过程中阻断噪声的传播.例如,植树种草、关闭门窗,设立隔音板、隔音墙等.
(3)人耳处防止噪声进入人耳.例如,捂耳朵、戴耳罩等.
控制噪声的三个方面与听到声音的三个阶段相对应,引导学生从引起听觉的三个环节入手分析,为学生下一步学习控制噪声指出了方向.
学以致用,关键是告诉学生要灵活运用知识.例如:不准跳广场舞确实是减弱噪声的有效方法,但是却不合情理,所以,解决实际问题时要综合考虑各种因素,灵活运用知识.
讲练结合,学以致用.
对物理上噪声概念的理解.
194
活动一:探究新知
活动二:运用举例
类型一:噪声的概念
例1.在下列场景内的声音,属于噪声的是(B).
A.足球场上,球迷们兴奋狂热的吼叫声
B.居民小区内,夜晚震耳欲聋的“坝坝舞”音乐声
C.歌舞厅里,铿锵有力的打击乐声
D.车站里,提醒旅客检票上车的广播声
【解析】判断声音是否是噪声,关键是看是否影响到人们正常的工作、学习、休息或交流.足球场上球迷们兴奋狂热的吼叫声是正常情绪的宣泄,有助于激发球员的求胜心,不是噪声;居民小区内夜晚震耳欲聋的“坝坝舞”音乐声会影响居民的休息,是噪声;歌舞厅里铿锵有力的打击乐声是必要的伴奏,不是噪声;车站里提醒旅客检票上车的广播声为乘客传递信息,不是噪声.故选B.
类型二:噪声的等级和危害
例2.为了听力, 应控制噪声不超过(D).
A.10 dB B.50 dB C.70 dB D.90 dB
【解析】为了正常休息,噪声不能超过50 dB;为了正常的工作、学习,噪声不能超过70 dB;为了保护听力,噪声不能超过90 dB.故选D.
类型三:噪声的控制
例3.以下四种措施:①马路旁的房子的窗户采用双层玻璃;
对环保上噪声概念的理解.
了解噪声强弱的等级.
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活动二:运用举例
②城市禁止机动车鸣喇叭;③马路两旁植树;④高架道路两侧设隔音板墙.对控制噪声污染有作用的是(D).
A.①② B. ②④ C. ①②④ D.①②③④
【解析】①双层玻璃可以在传播过程中减弱噪声,符合题意;②禁止机动车鸣喇叭是在声源处减弱噪声,符合题意;③马路两旁植树可以在传播过程中减弱噪声,符合题意;④高架道路两侧设隔音板墙可以在传播过程中减弱噪声,符合题意.故选D.
知道控制噪声的途径.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P9,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
课堂小结
1.噪声的概念和来源
(1)从物理角度:发声体做无规则振动时发出的声音.
(2)从环保角度:凡是妨碍人们正常休息、学习、工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音.
2.噪声的等级和危害
人们以分贝(符号dB)为单位来表示声音强弱的等级.
3.控制噪声的途径
防止噪声的产生——在声源处减弱.
阻断噪声的传播——在传播过程中减弱.
防止噪声进入耳朵——在人耳处减弱.
布置作业
【正式作业】教材P45“动手动脑学物理”,第2、4题
【家庭作业】《高效课时通》P24-P25
板书设计
第4节 噪声的危害和控制
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第三章 物态变化
第1节 温度
课题
温度
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解温度的概念.
2.了解生活环境中常见的温度值.
3.会用常见的温度计测量温度.
过程与方法
1.通过观察和实验了解温度计的结构.
2.通过学习活动,使学生掌握温度计的使用方法.
情感态度与价值
1.树立正确使用测量仪器的意识,能在操作中养成严谨的科学态度.
2.通过教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望,使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理.
重难点
重点
温度计原理和正确使用温度计.
难点
1.温度计的正确使用.
2.体温计、实验室温度计和寒暑表在结构、测量范围、分度值和使用方法上的区别.
教学准备
教师:多媒体课件,各种常见的温度计.
学生:实验室用温度计、小瓶、橡皮塞、细玻璃管、带颜色的水.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
【情境导入】图片或视频展示云雾、冰雪、露、霜、雾凇等(图3-1-1).
冰雪消融 露珠消失
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情境导入
满山迷雾 霜满枝头
图3-1-1
师:春、夏、秋、冬四季是地球大气中特有的气候变化,在这四季中有许多漂亮而又奇特的自然景观,例如:冰雪、雨雾、露、霜、雾凇等.四季交替景色发生变化的同时,还有什么也发生了明显的变化?
生:温度,一年四季我们感觉到的冷热程度是不同的.
师:非常正确!四季中物质状态之间的变化与温度密切相关.我们这一章要探究物态变化,就从大家所熟悉的温度和温度计开始学习.
情景引入,体现从生活走向物理,容易激发学生的学习兴趣.
活动一:探究新知
学点1:摄氏温度
师:在小学自然课里我们已经学到了温度,大家说说什么是温度?日常生活中常用的温度的单位是什么?
生:温度表示的是物体的冷热程度,生活中常用的温度单位是摄氏度.
【自主学习】师:同学们想知道摄氏度是如何规定的吗?请大家学习教材P48“摄氏温度”部分回答下面问题.
1.摄氏温度是如何规定的?
答:把在标准大气压下冰水混合物的温度规定为0摄氏度,沸水的温度定为100摄氏度,分别用0 ℃和100 ℃表示;0 ℃到100 ℃之间分成100个等份,每个等份代表1 ℃.
2.摄氏温度的单位是什么?符号是什么?
答:单位是摄氏度,符号是℃.
3.-5 ℃怎么读?
答:负5摄氏度或零下5摄氏度.
(教师必须强调摄氏温度的规范读法,例如不能简单读成5度或摄氏5度)
课本中把温度规定放在温度计和温度计的使用中间,过渡不太自然,这里简单做了调节.
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活动一:探究新知
学点2:温度计
【感知体验】让学生把两只手分别放入热水和冷水中.一段时间后,再把双手同时放入同一杯温水中,让学生体验两只手对“温水”的感觉.
师:同学们两只手对“温水”的感觉相同吗?
生:不同,开始放在热水中的手放到温水中感到比较凉爽,而开始放在冷水中的手放到温水中感到比较暖和.
师:这就说明我们对温度的感觉并不可靠.要准确地知道温度是多少,我们就需要用专门测量温度的工具——温度计进行测量.
【小实验】请同学们参考教材P47“想想做做”,利用桌面上的器材,小组合作自制一个温度计(图3-1-2).把自制的温度计放入热水中,观察细管中液面的位置如何变化.
图3-1-2
师:把自制的温度计放入热水中,其温度会如何变化?
生:温度计吸热温度会升高.
师:怎样通过自制温度计看到温度的变化?
生:玻璃管中的液柱升高了.
师:玻璃管中的液柱为什么会升高?
生:水热胀冷缩.
师:那么,这种温度计的原理是什么?
生:水的热胀冷缩.
师:能用这种温度计测量温度吗?
生:应该能,只需要给玻璃管上标上温度的刻度值即可.
由实验感知感觉不可靠,顺理成章的得出要正确地判断温度的高低,就要用测量温度的工具——温度计进行测量.
自制温度计,培养学生的动手能力,通过观察让学生分析怎样看温度的变化,锻炼了学生的观察能力,分析液柱升高的原因得出温度计的原理,培养了学生的分析能力.
194
活动一:探究新知
师:我们自制的温度计虽然说明了温度计的原理,但是很粗糙,使用也不方便.我们实验室和家庭里常用的温度计有实验室用温度计、体温计和寒暑表,它们的玻璃泡里面有的是酒精,有的是煤油,还有的是水银,都是根据液体热胀冷缩的规律制成的.
学点3:温度计的使用
课件播放视频:温度过高而使温度计被胀破
【自主学习】让学生自学教材P49“温度计的使用”第一自然段,回答问题:在使用温度计前,必须注意什么问题?
答:观察温度计的量程,根据温度计的测量范围选择合适的温度计,并明确温度计的分度值.
【交流讨论】让学生认真观察学习教材P49的图片(如图3-1-3所示),讨论一下使用温度计测量温度时应该注意哪些问题,并由教师予以归纳完善:
哪种使用温度计的方法正确?
图3-1-3
使用温度计测量温度应该注意:
1.温度计的玻璃泡不应该碰到容器底和容器侧壁;
2.温度计的玻璃泡要全部浸没在液体中;
3.温度计刚插入液体中不能立即读数,要等待温度计的示数稳定后再读数;
4.读数时温度计的玻璃泡不能离开被测液体,读数时视线要与温度计液柱的上表面齐平.
学点4:体温计
【自主学习】阅读教材P50“体温计”部分,回答下面问题:
1.体温计的测量范围是多少?分度值是多少?
答:体温计的测量范围是35~42 ℃,分度值是0.1 ℃.
2.体温计可以离开人体读数吗?为什么?
加强学生活动是为了体现教学中的学生的主体作用.
掌握温度计的使用方法,为后面的实验打下基础.
194
活动一:探究新知
答:可以.因为体温计的直玻璃管和玻璃泡之间有很细的缩口,温度下降后水银不会自动流回玻璃泡中.
3.实验用体温计测量体温前必须注意什么?其他温度计能不能这样做?
答:使用前应用力把水银甩回玻璃泡内.其他温度计不能这样做.
知道体温计的特点及与一般温度计的不同点.
活动二:运用举例
类型一:温度
例1.摄氏温度规定0 ℃是(C).
A.人体的正常体温
B.世界上的最低气温
C.标准大气压下的冰水混合物的温度
D.标准大气压下的沸水的温度
【解析】摄氏温度规定在标准大气压下的冰水混合物的温度为0 ℃.
类型二:温度计
例2.图3-1-4中温度计使用正确的是(D).
图3-1-4
【解析】A图中温度计玻璃泡接触容器底,B图中温度计玻璃泡接触容器壁,C图中温度计玻璃泡没有浸没在液体中,都是错误的,只有D完全正确.
类型三:体温计
例3.对于水银体温计的认识,下列说法正确的是(C).
学以致用,巩固所学.
熟悉温度计的使用规则.
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活动二:运用举例
A.其分度值为0.01 ℃
B.它利用了气体热胀冷缩的原理
C.读数时可以离开人体
D.可以不采取任何措施进行连续测量
【解析】体温计的分度值是0.1 ℃,A错误;体温计利用了液体热胀冷缩的规律,B错误;体温计读数时可以离开人体,C正确;体温计测量前必须把水银先甩回玻璃泡内,不能连续测量,D错误.故选C.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P10,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.物理学中通常用温度表示物体的冷热程度.
2.摄氏温度规定:标准大气压下冰水混合物的温度是0 ℃,沸水的温度是100 ℃.
3.温度计的原理是液体热胀冷缩的规律.
4.温度计的使用规则.
5.体温计:可以离开人体读数,测量前要将水银甩回玻璃泡内.
布置作业
【正式作业】教材P52“动手动脑学物理”,第1、4题
【家庭作业】《高效课时通》P29-P30
板书设计
板书设计
第1节 温度
3.温度计的使用:不能超量程;不能接触容器底或容器壁;稳定后,不能离开被测液体读数;读数时视线与液面相水平
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第三章 物态变化
第2节 熔化和凝固
课题
熔化和凝固
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解物质的三种状态及熔化、凝固的含义.
2.了解晶体和非晶体,知道晶体和非晶体熔化和凝固过程的区别,会从晶体熔化凝固图像中提取相关的信息.
3.知道什么是熔点和凝固点.
4.知道熔化吸热、凝固放热,能用熔化和凝固知识解释简单的热现象.
过程与方法
1.通过实验探究晶体和非晶体的熔化过程,掌握使用实验仪器的基本技能和科学探究的步骤.
2.理解固体熔化和液体凝固的规律.
情感态度与价值
1.通过探究固体熔化时温度变化的规律,体验探究科学知识的乐趣,学习科学探究方法,领悟科学的思想和精神.
2.学会做晶体和非晶体熔化时的温度-时间关系图像并学会从图像中提取相关信息,学会用图像法分析物理量之间的关系.
重难点
重点
1.晶体和非晶体熔化和凝固温度变化规律.
2.通过熔化、凝固图像区分晶体和非晶体;图像信息的提取.
难点
1.晶体熔化时吸热而温度不变.
2.理解熔化和凝固图像.
教学准备
多媒体课件,实验器材:观察熔化现象的实验装置每组两套(其中一套的试管中已装有小颗粒状的海波,另一套的试管中已装有熔凝后的石蜡)、火柴、钟表.
教学步骤
师生活动
设计意图
【图片导入】利用多媒体课件播放“春暖花开,冰雪消融”“寒冬腊月,万里冰封”
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情境导入
等情景.师:冰雪消融和万里冰封是物质的什么发生了变化?生:物质的状态发生了变化.师:物质的状态发生了变化,我们叫物态变化.那么,物质常见的状态有哪些?它们会发生哪些物态变化?这些物态变化分别具有什么特点?
【课件展示】在炎热的夏天,为了喝到冰凉的饮料,我们往往会在饮料里加些碎冰,这是为什么?想知道其中蕴含的物理知识吗?让我们共同学习本节内容,解答心中的疑惑吧.
从这节开始,我们就一起进入《物态变化》的学习.今天,我们就从最常见的熔化和凝固现象学起.
情景引入,激发学生的学习兴趣.
活动一:探究新知
学点1:物态变化
【自主学习】自主阅读教材P53“物态变化”部分,回答下面问题:
1.物质常见的三种状态是哪三种?
答:固态、液态和气态.
2.什么叫物态变化?
答:物质各种状态间的变化叫物态变化.
3.常温下水、铁、氧气分别处于什么状态?当温度变化时,它们的状态能否改变?
答:常温下水、铁、氧气分别处于液态、固态和气态;当温度变化时,它们的状态能改变.
学点2:熔化和凝固
师:请同学们阅读教材P53“熔化和凝固”部分并回答:物质从固态变成液态的过程叫什么?从液态变成固态的过程又叫什么?
生:物质从固态变成液态的过程叫熔化;物质从液态变成固态的过程叫凝固.
师:看物质发生的物态变化是熔化还是凝固,主要是看物质是从固态变成液态还是从液态变成固态.同学们能举出一些熔化和凝固的例子吗?
内容很简单,看书自学完成可以节约时间.
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活动一:探究新知
生甲:把水放入冰箱的冷冻室里,水会变成冰;把冰加入热饮料中,冰变成了水.
生乙:一支正在燃烧的蜡烛,靠近烛焰的固态的蜡块不断地变成液态的蜡油,一部分流下来的蜡油很快又变成了固态的蜡块.
生丙:路桥施工人员把固态的沥青加热成液态的沥青,再把液态的沥青浇在路面上,沥青很快又从液态变成固态.
生丁:铁矿石在高炉中熔化为铁水,从高炉中倒出的铁水凝固成铁板.
师:看来同学们表述都还很到位,都是用心的好孩子!那么大家猜一猜:物质在熔化时温度会如何变化?
生:熔化时温度应该升高.
师:温度一定都会升高吗?
(有的学生坚持一定都升高,有的表示质疑,还有的很茫然不知如何回答)
师:看来很多同学心里都没有底呀.没有关系,让我们通过实验来验证自己的猜想.
【学生实验】研究海波(硫代硫酸钠)和石蜡的熔化过程.将学生分成两组,一组学生探究海波的熔化过程,另一组学生探究石蜡的熔化过程.因为是第一次需要比较大的分工协作的实验,所以老师必须提前要求学生做好安排,比如实验前实验器材组装时如何分工;实验时谁负责搅动、谁计时、谁读温度计的示数、谁看物质的状态.
实验器材:酒精灯、铁架台、搅拌棒、石棉网、温度计、火柴、烧杯、试管、水、石蜡、海波.
仪器组装:如图3-2-1所示.
这里让学生猜测物质熔化时温度的特点,因为学生没有多少经验,猜测也是胡蒙,所以没有必要在此环节过多浪费时间,这里很快引入实验可以节约课堂时间.
这样做可以互相验证,加深认识.
194
活动一:探究新知
图3-2-1
教师可以让学生思考下面的问题(必要时可提示):
1.酒精灯加热时用哪里加热?
答:外焰(必要时可以向学生简单介绍酒精灯的外焰、内焰和焰心).
2.为什么不用酒精灯直接加热而用水浴法加热?
答:为了使物质受热均匀.
3.温度计插入物质中时要注意什么问题?
答:温度计的玻璃泡要浸没在被加热物质内,而且不能接触试管底和试管壁.
4.搅拌棒的作用是什么?
答:使被加热的物质均匀受热.
5.实验器材的组装顺序是从上到下还是从下到上?
答:从下到上.
进行实验与收集数据:
将温度计插入试管后,待温度升至40℃左右时开始记录实验数据,每隔大约1 min 记录一次温度;在海波或者石蜡完全熔化后再记录4~5 次.
分析与论证:
图3-2-2中的纵轴表示温度,温度的数值已经标出;横轴表示时间,请你自己将数值写上.根据表中各个时刻的温度在坐标纸上描点,然后将这些点连接起来,便得到物质熔化时温度随时间变化的关系图像.
实验提前安排便于合作,更容易体现分工协作.
提出这些问题是为了便于学生顺利地得出实验的结论.
实验时一定要注意强调分工协作,教师要加强检查.
194
活动一:探究新知
图3-2-2
实验结论:
海波在熔化前温度升高,熔化时温度不变,熔化后温度继续升高.石蜡加热后就开始慢慢熔化,熔化过程中温度持续升高.不同物质熔化时温度的变化特点不同.
学点3:晶体和非晶体
师:通过熔化实验,我们发现,有些固体熔化时温度不变,而有些固体熔化时温度变化.据此我们可以把固体分成两类:晶体和非晶体.请同学们阅读教材P55“熔点和凝固点”部分,回答下面问题:
1.什么是晶体?什么是非晶体?
答:有固定熔化温度的固体叫作晶体;没有固定熔化温度的固体叫作非晶体.
2.常见的晶体和非晶体分别有哪些?
答:常见的晶体有冰、海波、各种金属等;常见的非晶体有石蜡、松香、玻璃、沥青等.
3.图3-2-3中的熔化图像哪个是晶体的?哪个是非晶体的?你是怎样区分的?
学生自己根据数据画图像.
海波熔化时温度可能有小的变化,要告诉学生是实验的误差.
晶体和非晶体熔化图像的辨析是本节重点,让学生自己得出辨析的方法既可使其体会到成就感,还可加深印象.必要时教师可以提示.
194
活动一:探究新知
图3-2-3
答:乙图是晶体的熔化图像,甲图是非晶体的熔化图像.因为晶体熔化时温度不变,温度-时间关系图像中有一条水平直线.而非晶体没有固定的熔化温度,熔化过程中温度一直升高.学生自己根据数据画图像.
学点4:熔点和凝固点
【自学引导】阅读教材P55“熔点和凝固点”部分,回答下面问题:
1.什么是熔点?什么是凝固点?同一晶体的凝固点和熔点有什么关系?
答:液体凝固形成晶体时的温度叫作凝固点;同一晶体的凝固点和熔点相同.
2.非晶体有熔点吗?为什么?
答:非晶体没有固定的熔化温度,所以没有熔点.
3.在标准大气压下,金属钨、铁、金的熔点各是多少?海波、水银、酒精的凝固点分别是多少?
答:从熔点表可以直接查得在标准大气压下,金属钨、铁、金的熔点分别是3 410 ℃、1 535 ℃、1 064 ℃.因为凝固点和熔点相等,所以通过熔点表可得在标准大气压下,海波、水银、酒精的凝固点分别是48 ℃、-39 ℃、-117 ℃.
4.在标准大气压下,900 ℃的铁处于什么状态?为什么?-30 ℃的水银处于什么状态?为什么?
答:在标准大气压下,900 ℃的铁处于固态,因为这个温度低于铁的熔点;-30 ℃
自学辅导,目的是体现学生的主体作用.
体现学以致用,从物理走向生活,利用物理知识解决实际问题.
194
活动一:探究新知
的水银处于液态,因为该温度高于水银的熔点.
【思考讨论】(教师可以必要点拨)
1.黑龙江北部的最低气温曾经达到-52.3 ℃,这时能不能用水银温度计测量气温?应该选用什么物质作为温度计的测温物质?
答:不能用水银温度计测量这时的气温,因为水银的凝固点是-39 ℃,此时气温低于-39 ℃,水银这时已经凝固,而温度计的测温物质是要液态才能起作用.要测量此气温,需要选用凝固点低于-52.3 ℃的液态物质作为温度计的测温物质,所以可以选用酒精(凝固点-117 ℃)或甲苯(凝固点-95 ℃)作为温度计的测温物质.
2.48 ℃的海波处于什么状态?
答:海波的熔点是48 ℃,所以48 ℃的海波可能处于固态,也可能处于液态,还可能处于固液共存状态.
学点4:晶体的熔化凝固图像
【看图像 找信息】观察图3-2-4所示的海波的熔化图像,看看我们都能发现哪些信息?
图3-2-4
1.开始加热时,海波的温度是多少?
答:20 ℃.
2.AB阶段海波处于什么状态?是否吸热?温度如何变化?
答:固态;吸热;温度升高.
3.BC阶段海波处于什么状态?是否吸热?温度如何变化?
答:固液共存状态;吸热;温度不变.
4.CD阶段海波处于什么状态?是否吸热?温度如何变化?
难点和易错点,提前讨论,在讨论中纠错.
细化问题,便于学生掌握图像信息的提取,有助于化解难点.
再次讨论物质达到熔点时的状态,强化纠错.
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活动一:探究新知
答:液态;吸热;温度升高.
5.图中哪个阶段是海波的熔化过程,判断的依据是什么?
答:BC段;依据是晶体熔化时温度不变.
6.海波从哪点开始熔化,到哪点熔化结束?熔化过程持续了多长时间?其熔点是多少?
答:海波从B点开始熔化,到C点熔化结束,所以海波的熔化过程持续的时间为12 min-6 min=6 min.海波此阶段对应的温度就是其熔点,即为48 ℃.
7.海波在第3 min、第10 min分别处于什么状态?
答:海波在第3 min、第10 min分别处于固态和固液共存状态.
8.海波在28 ℃、48 ℃和58 ℃时分别处于什么状态?
答:海波的熔点是48 ℃,28 ℃低于其熔点,海波处于固态;48 ℃正好是其熔点,所以此时海波可能是固态,也可能是液态,还可能是固液共存状态;58 ℃高于其熔点,海波处于液态.
对照上面的分析,请同学们自己认识晶体的熔化、凝固图像,了解各部分的物理意义.
学点5:熔化吸热凝固放热
师:通过前面的实验我们发现,物质熔化时都需要加热,不管是晶体还是非晶体,熔化时都要吸热.那么液体凝固时吸热还是放热呢?
生:可能是放热吧,我们完成熔化实验后停止加热,液态物质不需要加热就会自己慢慢凝固,从凝固是熔化的逆过程想,凝固应该是放热.
师:确实,实验也证明凝固是放热的.其实生活中有关熔化吸热、凝固放热还有一些典型的应用,同学们能举例说明吗?
(教师可以提前准备相关图片,必要时可以图片提示)
生甲:夏天喝饮料加冰,是利用熔化吸热.
加强应用教学,体现物理的实用性.
让学生自己说出熔化吸热和凝固放热的应用,是为了使学生体验自己成功的喜悦.
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活动一:探究新知
生乙:卖海产品时在海产品周围放冰块,也是利用熔化吸热.
生丙:通过网购买生鲜食品时,在运输过程中往往加有冰袋,也是利用冰熔化吸热.
师:有没有利用凝固放热的应用?
生丁:在南方,果农为了防止橘子被冻坏,会在降温前给橘子树喷水,通过水结冰放热可以使橘子不至于被冻坏.
师:很好!其实在北方的冬天,往往在菜窖里放几桶水,利用水结冰放热,可以使菜窖里的温度不至于太低,避免菜被冻坏.
生丁:老师,我还听说有一种神奇材料,把它加在墙里,当室内温度过低时,这种材料会凝固放热,使室内的温度不至于太低;而当室内温度过高时,这种材料会熔化吸热,使室内温度不至于太高.
师:很不错,了解了很多新材料,老师为你点赞!
活动二:运用举例
类型一:熔化和凝固
例1.图3-2-5所示的四个物态变化的实例中,属于凝固现象的是(D).
A.雾凇的形成 B.雪花的形成
C.露珠的形成 D.冰柱的形成
图3-2-5
【解析】凝固是物质由液态变成固态的过程,题中只有冰柱的形成是由液态的水变成固态的冰,属于凝固.
类型二:熔化实验
例2.小明在探究“海波熔化时温度的变化规律”的实验时,设计了甲、乙两种方案(如图3-2-6).实验应选用甲
学以致用,巩固所学.
熟悉温度计的使用规则.
194
活动二:运用举例
方案,其优点是可以使海波均匀受热,实验过程中温度计示数的变化情况是先升高,再不变,最后升高.
图3-2-6
【解析】探究海波熔化时温度的变化规律时,要选用水浴法(图甲)给海波加热,这样可以使海波均匀受热.实验中,先是固态的海波吸热温度升高,再是海波熔化温度不变,最后是液态海波继续吸热温度升高,所以实验过程中温度计示数的变化情况是先升高,再不变,最后升高.
类型三:晶体和非晶体
例3.在下列“温度随时间变化”的关系图像中,能反映晶体熔化特点的是(A).
图3-2-7
【解析】熔化时,物质的温度总体是升高的,所以可以排除B、C,而晶体在熔化过程中温度不变,所以A是晶体熔化的图像.
类型四:熔点和凝固点
例4.铁制的锅可以用来熔化锡,这是因为(B).
A.铁比锡更坚固
B.铁的熔点比锡的熔点高
C.铁的熔点比锡的熔点低
D.铁比锡有较好的导热性
【解析】
在学习的同时列举实际的例子,可以加深学生的印象,达到巩固所学的目的.
通过不同类型例题的训练,更好地理解、巩固所学.
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活动二:运用举例
活动二:运用举例
铁制的锅可以用来熔化锡,这是因为铁的熔点比锡的熔点高,锡熔化时铁还处于固态,不会影响锡的熔化.故选B.
类型五:图像信息的提取
例5.图3-2-8为海波的熔化图像.下列从图像中获得的信息不正确的是(C).
图3-2-8
A.海波的熔点是48 ℃
B.海波是晶体,在BC段处于固液共存状态
C.海波在BC段温度不变,不吸收热量
D.海波在CD段处于液态,吸收热量
【解析】图像中BC段温度不变,所以海波是晶体.BC段是海波的熔化过程,这时海波处于固液共存状态,吸热不断熔化,但是温度保持不变,这时对应的温度48 ℃就是海波的熔点.海波在CD段处于液态,是吸热升温的过程.故选C.
类型六:熔化吸热,凝固放热
例6.夏天,在农贸市场卖海鲜产品的摊位上,经常看到摊主将冰块放在新鲜的海产品上面用于保鲜,这主要是因为冰块有较低的温度,且冰块在熔化(填物态变化名称)过程中要吸收(填“吸收”或“放出”)热量.
【解析】将冰块放在新鲜的海产品上面用于保鲜,这主要是因为冰块有较低的温度,而且冰块熔化时要吸收大量的热量,可以降低海产品及其周围的温度,从而达到使其保鲜而不容易变质的目的.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P11-P12,完成后同桌之间互相批改.
1.物质有固、液、气三态,三态之间的变化叫作物态变化.
2.物质从固态变成液态的过程叫作熔化,物质从液态变成固态的过程叫作凝固.
194
课堂小结
3.固体分为晶体和非晶体,晶体熔化时温度不变,非晶体熔化时温度一直升高.
4.晶体熔化时的温度叫作熔点;液体凝固形成晶体时的温度叫作凝固点;同一物质的凝固点和它的熔点相同.
5.熔化吸热,凝固放热.
布置作业
【正式作业】教材P57“动手动脑学物理”,第1、2、3、4题
【家庭作业】《高效课时通》P31-P34
板书设计
第2节 熔化和凝固
第3节 汽化和液化
课时1 汽化
课题
汽化
授课人
教学目标
知识与技能
1.知道什么是汽化、液化.
2.了解沸腾现象,知道什么是沸点.
3.了解蒸发现象,知道影响蒸发快慢的因素.
4.知道汽化吸热.
过程与方法
1.通过研究影响蒸发快慢的因素,学会比较的研究方法.
2.通过对水的沸腾现象的探究,体会探究学习的方法.
194
情感态度与价值
通过教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望,使学生乐于探索自然现象,乐于了解日常生活中的物理道理.
重难点
重点
沸腾现象产生的条件及沸腾现象的特征.
难点
1.通过对实验的观察、分析概括,总结出沸腾的特点.
2.通过对生活中蒸发现象的观察,分析得出影响蒸发快慢的因素.
教学准备
教师用:铁架台、铁圈、石棉网、水、烧杯、温度计、硬纸板(中间有让温度计插入的小孔)、酒精灯、火柴、多媒体课件等.
学生用:酒精、胶头滴管、塑料袋、铁架台、铁圈、石棉网、水、烧杯、温度计、硬纸板(中间有让温度计插入的小孔)、酒精灯、火柴、酒精棉球等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
【创设情景】
师:请同学们在透明塑料袋中滴入几滴酒精,将袋挤瘪,排尽空气后用绳把袋口扎紧,然后将透明塑料袋放入热水中(80 ℃以上).你会看到什么现象?然后从热水中取出塑料袋再放入盛有冷水的水槽中, 你又会看到什么现象?
生:(通过实验)袋子放进热水中会鼓起来,放入冷水中马上就变瘪了.
师: 同学们注意到了在这个过程中物质在液态和气态之间的互相转化了吗?今天我们就一起来探究汽化与液化.
激发学生学习兴趣,培养学生的探究欲望.
学点1:汽化和液化
师:不知道同学们有没有细致的观察,在上面的实验中物质的状态是如何变化的?
生(部分):开始时部分液态的酒精变成了气态的酒精蒸气,使袋子鼓起;放入冷水中后酒精蒸气又变成液态的酒精,袋子瘪下来.
194
活动一:探究新知
活动一:探究新知
师:这些同学观察的太细致了,值得其他同学学习!(板书:在物理学中,我们把物质由液态变成气态的过程叫作汽化,物质由气态变成液态的过程叫作液化.)那么,上面的实验先后经历了哪些物态变化?
生:先是液态酒精变成气态的酒精蒸气,是汽化;再是气态酒精变成液态酒精,是液化.
师:(用手指蘸酒精在黑板上写字,过一会儿字消失了)这是什么变化?
生:汽化.
师:还有哪些汽化的实例?
生甲:往教室的地面洒水,一会儿水不见了.
生乙:湿衣服在太阳下晒干了.
师:同学们刚才谈到的汽化都属于缓慢的汽化——蒸发,这种汽化方式我们等会儿再讲,下面我们先学习一种很常见但却被同学们忽视的汽化方式——沸腾.
学点2:沸腾
【认识沸腾】你在家烧过开水吗?水烧开时你发现了什么呢?水在沸腾前和沸腾时的现象有哪些不同?
(学生回答,教师归纳小结,给出沸腾的概念)
在物理学中,把液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象称为沸腾.
【提出问题】同学们观察过水的沸腾吗?水沸腾后如果继续加热,温度会怎么变化呢?水的沸腾有什么条件?(可以给学生说明,这里提这些问题不是马上让他们给出答案,重点是让他们有目的地观察,能带着这些实验进行问题,注意观察)
【猜想与假设】部分学生认为水沸腾时温度升高,部分学生认为水沸腾时温度可能不变.
【设计实验】师:哪个同学能说说实验设计的总体方案?
生:如图3-3.1-1所示,在烧杯中盛水并加热,仔细观察水中气泡和温度计示数的变化情况.
使实验观察更具针对性,目的更明确.
194
活动一:探究新知
图3-3.1-1
师:实验时组装实验器材的顺序是什么?
生:先确定下面铁圈的位置,保证实验中使用酒精灯的外焰加热;再确定上面铁夹的位置,保证正确使用温度计测量水温.
师:要缩短加热时间使水尽快沸腾,需要做哪些工作?
生甲:减少烧杯中的水量.
生乙:用温度较高的热水(教师提示一般在90 ℃到95 ℃之间).
生丙:还要给烧杯加盖,像平常烧水时盖锅盖、壶盖一样.
【进行实验】
(教师再次强调实验应该重点注意的问题并注意分工协作)
从暖瓶中向小烧杯中倒入30 mL,温度大约为90 ℃的热水,点燃酒精灯加热.每隔0.5 min 记录一次温度并填入表格中,直到水沸腾后2 min为止.在记录温度的同时,注意观察水沸腾前和沸腾时各有怎样的现象发生.
【数据处理】实验完成后,在图3-3.1-2坐标纸上描点,画出水沸腾时温度和时间关系的图像.
实验前的讨论既明确了实验的方法、目标,又知道了实验应该注意的问题,使实验的进行更有针对性,更顺利,还可以提高学生自己设计实验的能力,让学生体验成功的愉快.
强调实验注意问题是为了保证实验迅速准确进行,体现教师的指导作用;强调分工协作是为了培养合作意识.
194
活动一:探究新知
图3-3.1-2
【实验结论】
1.通过实验我们发现水沸腾前后的温度变化有什么规律?
2.沸腾前后水中的气泡有什么变化?
答:沸腾前水中的气泡较小,而且越向上越小;沸腾时水中的气泡较大,而且越向上越大.
3.沸腾吸热还是放热?
答:大部分学生:实验需要加热,沸腾应该是需要吸热.少数学生:也许不需要,刚才实验结束时移去酒精灯水还在沸腾.
师:好,我们再重新实验一下,先加热使水沸腾,再移去酒精灯观察,看看会出现什么现象?
生:(通过实验)水先沸腾一会儿,之后停止沸腾了.
师:水停止沸腾说明了什么?
生:水沸腾需要吸热.
师:那水为什么没有马上停止沸腾?
生:应该是刚移去酒精灯时烧杯的温度较高,还能给水传热.
师:非常好!老师为你们的细致观察点赞!沸腾是在一定温度下发生的,这个温度叫作沸点.同学们总结一下,水沸腾需要什么条件?
生:首先温度要达到沸点,其次是需要不断吸热.
学点3:蒸发
【设置问题情景】
通过实验指导,使学生的实验更加具有层次性、目的性,降低了学生实验的难度.
重视学生提出的问题,使结论更有可信度.
大气压对沸点的影响下学期才讲,这里不讲无法解释水的沸点不是100 ℃
194
活动一:探究新知
这节课开始时,老师在黑板上写下的字慢慢消失就是蒸发现象.生活中湿衣服变干也是一种蒸发现象,请同学们思考并讨论:
1.湿衣服上的水蒸发发生在液体的什么部位?
答:液体的表面.
2.湿衣服上的水的蒸发现象是缓慢的还是剧烈的?
答:相对于沸腾,很缓慢.
3.只有炎热的夏天能把衣服晾干吗?寒冷的冬天,衣服能晾干吗?
答:寒冷的冬天衣服也能晾干,不过比较慢.
4.据此大家可以试着给蒸发下一个定义吗?
答:蒸发是在任何温度下都会发生且只在液体表面发生的汽化现象.
【情景引入】如图3-3.1-3所示,人游泳之后从水中出来,会感觉特别冷,这是为什么?
图3-3.1-3
生:人游泳之后从水中出来,身体表面附着的水发生了蒸发,人很冷可能是因为水蒸发吸热.
【想想做做】
1.用棉签蘸酒精擦在手上,酒精有什么变化?你有什么感觉?
答:手上酒精蒸发变干,手感到凉爽.
2.取两支温度计,一支的玻璃泡蘸上酒精,另一支不蘸,观察两支温度计的示数有什么变化?
答:蘸酒精的温度计示数下降,没有蘸酒精的温度计示数不变.
3.你认为造成上面现象的原因是什么?
,讲的太深又加深学生负担,所以提一下即可.
自己分析定义,印象深刻.
194
答:酒精蒸发吸热.
师:这说明蒸发需要吸热,具有制冷作用.
答:水沸腾前温度一直升高,沸腾时,虽然持续加热,但温度不变.
活动二:运用举例
活动二:运用举例
类型一:汽化和液化
例1.图3-3.1-4是我国“神舟”载人飞船的返回舱,它的表面有一层叫作“烧蚀层”的物质,当返回舱返回地球时,在通过大气层的过程中,“烧蚀层”可以保护返回舱不会因为与空气摩擦产生的高温而被烧毁.“烧蚀层”能起这种作用,主要是它发生了(D).
图3-3.1-4
A.熔化和液化 B.熔化和凝固
C.熔化和凝华 D.熔化和汽化
【解析】“烧蚀层”可以保护返回舱不因高温而烧毁,是因为它先是由固态变成液态发生熔化,然后由液态变成气态发生汽化,这两个过程都需要吸热,可以使返回舱不会因为摩擦生热温度过高而烧毁.故选D.
类型二:沸腾
例2.在探究“水沸腾时温度变化的特点”实验中:
图3-3.1-5
(1)当水温接近90 ℃时,每隔1
学以致用,体现对高新科技的关注.
强化本节的重点:沸腾.
194
活动二:运用举例
min记录一次温度,并绘制了如图3-3.1-5甲所示的水温随时间变化的图像,由图像可知:水沸腾时的特点是继续加热,温度不变.
(2)小强观察到:沸腾时水中气泡的情形为图乙中A(填“A”或“B”)图.
(3)实验时为缩短实验时间,请提出一种合理的建议:减少烧杯中加入的水量.
【解析】(1)由图像可得,水沸腾后温度不再升高,而这时还要持续加热,所以水沸腾时的特点是继续加热,温度不变.(2)沸腾时水中气泡越向上越大,所以是A图.(3)要缩短加热的时间,可以减少加入烧杯中的水量,也可以给烧杯中加入温度更高的热水.
类型三:蒸发
例3.下列措施中,能使蒸发减慢的是(B).
A.用热风吹湿头发
B.把盛有酒精的瓶口盖严
C.将玻璃板上的水滴向周围摊开
D.把湿衣服晾在通风向阳处
【解析】用热风吹湿头发,是通过增大液体温度加快蒸发,A不符合题意;把盛有酒精的瓶口盖严,是通过封闭液体减慢蒸发,B符合题意;将玻璃板上的水滴向周围摊开,是通过增大液体表面积加快液体的蒸发,C不符合题意;把湿衣服晾在通风向阳处,是通过加快液体表面空气流动速度和提高液体温度来加快蒸发,D不符合题意.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P13,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.物质由液态变为气态的过程叫作汽化;物质由气态变为液态的过程叫作液化.
2.水沸腾前,吸热温度升高,沸腾后,吸热温度不变.标准大气压下水的沸点100 ℃,沸腾是剧烈的汽化现象;沸腾的条件:达到沸点,继续吸热.
3.在任何温度下都能发生且只在液体表面发生的汽化现象叫作蒸发,蒸发吸热.
布置作业
【正式作业】教材P63“动手动脑学物理”,第1、3题
194
布置作业
【家庭作业】1.《高效课时通》P35-P36
2.完成教材P60想想做做的《纸锅烧水》
板书设计
第3节 汽化和液化
课时1 汽化
第3节 汽化和液化
课时2 液化
课题
液化
授课人
教学目标
知识与技能
1.知道什么是液化,认识液化是汽化的逆过程.
2.了解液化的两种方式和液化在生活中的一些应用.
3.知道液化放热.
过程与方法
培养应用所学知识分析解决实际问题的能力.
情感态度与价值
激发学生的兴趣,使学生养成理论联系实际的习惯.
重难点
重点
液化的辨析和应用.
难点
液化的辨析和应用.
教学准备
多媒体课件.
教学步骤
师生活动
设计意图
194
情境导入
【情景引入】展示一瓶冰镇可乐(图3-3.2-1)和一瓶常温可乐.请学生观察冰镇可乐的外壁上的水珠,为什么常温可乐的外壁没有水珠?请学生用纸巾擦拭,看看水珠能不能被完全擦干?并思考这些水珠是如何产生的?
图3-3.2-1
学生动手实验,发现水珠并不能被完全擦干,通过实验激发学生的好奇心和求知欲.
活动一:探究新知
活动一:探究新知
学点1:液化现象
师:上节课我们知道了汽化和液化的概念,现在请同学们回顾一下,什么是液化?可乐瓶外壁出现的水珠是液化现象吗?
生:物质从气态变成液态的过程叫作液化.可乐瓶外壁出现的水珠应该是液化现象,但是到底是怎么回事,我们还真不太清楚.
师:好的.确实是液化现象.原因是,我们周围的空气中含有大量的水蒸气,当气态水蒸气遇到温度较低的可乐瓶,就会在可乐瓶上凝结成小水珠,所以这是一种典型的液化现象.同学们还能说出类似的液化现象吗?
生甲:夏天水管“出汗”现象也是典型的液化现象.
生乙:冬天戴眼镜的同学走进教室,不一会儿眼镜上出现水雾,也是液化现象.
生丙:秋天早上出现的大雾也是液化现象.
生丁:做沸腾实验时,烧杯上面冒的“白气”也是液化形成的.
生戊:沸腾是汽化现象,“白气”是水蒸气,是由烧杯中的水汽化形成的,怎么能是液化呢?
师:“白气”的形成是液化还是汽化,看来同学们形成了对立的观点,大家都说说自己的看法.
生甲:是汽化,水沸腾形成的水蒸气.
生乙:是液化,我想到了这样的问题:冬天嘴里会呼出“白气”
该现象是典型的液化现象,虽然常见,但是因为水蒸气看不见,学生不好理解,所以做好解释是必需的.
194
活动一:探究新知
,而夏天却不会.我们呼出的气不管是夏天还是冬天,都应该有水蒸气,夏天看不见呼出的气,说明水蒸气是透明的,看不见,而冬天能看到“白气”,这说明所谓的“白气”并不是水蒸气,应该是液态的小液滴,和雾是一样的,所以“白气”是液化形成的.
师:大家说说谁说的更有理?
生:(大多数)好像乙说的有些道理,不过听起来有些云里雾里.
师:好.下面我们通过视频(图片如图3-3.2-2所示)来再现烧开水的过程.烧开水时,水肯定会变成水蒸气,而水蒸气也必然要从壶嘴喷出,请大家仔细观察,看一看壶嘴口有没有“白气”?
图3-3.2-2
生:壶嘴口没有“白气”.
师:有没有水蒸气?
生:肯定有.
师:那“白气”是不是水蒸气?
生:不是.
师:对.“白气”不是水蒸气,而是小液滴.为什么这样说呢?壶嘴口温度很高,水蒸气不会受冷,所以不液化;而壶嘴周围的温度就比较低,水蒸气一受冷就液化了,所以“白气”其实是小液滴,像雾一样的小液滴.同学们明白了吗?
生:明白了.
【总结】“白气”不是水蒸气,而是水蒸气遇冷液化成的小液滴.
【练一练】沏茶时,玻璃杯的杯壁上常会出现水雾,一段时间后,水雾又消失了.“出现水雾”是液化现象,“水雾消失”是汽化现象.
易错点,最好由学生提出,而且只要讨论,相信必要有学生提出.
讨论,实验分析,主要是为了消除这一学生难以理解也很容易出现的易错点.
学以致用,加深理解.
194
活动一:探究新知
【解析】“出现水雾”是气态水蒸气变成液态小液滴,是液化现象;“水雾消失”是液态小液滴变成气态水蒸气,是汽化现象.
学点2:液化的方法
【自学辅导】阅读教材P61“液化”部分,回答下面问题.
问题1:液化有几种方法,分别是什么?它们都能使所有气体液化吗?
答:液化有两种方法,一是降低温度,二是压缩体积.只要温度降低到足够低,所有气体都可以液化;压缩体积的方法在常温下只能使部分气体液化,要使所有气体都液化,还需要降低到一定温度.
问题2:液化有什么好处?
答:使气态物质的体积大大缩小,便于储存和运输.
问题3:液化石油气是通过什么方法液化的?
答:压缩体积.
学点3:液化放热
【自学辅导】问题1:汽化吸热,液化是吸热还是放热?
答:液化是汽化的逆过程,汽化吸热,液化放热.
问题2:水蒸气烫伤为什么比开水烫伤还严重?
答:水蒸气和开水的温度差不多,水蒸气烫伤之所以严重是因为水蒸气遇到温度较低的皮肤会液化成水,同时放出大量的热.
问题3:蒸馍头时面团吸收的热主要是怎样得到的?
答:主要是因为大量水蒸气的液化放热得到的.
【扩展阅读】阅读教材P62 STS“电冰箱与臭氧层”,试着回答下面问题:
问题1:作为电冰箱中热的“搬运工”的物质具有的特点是什么?
答:易于汽化和液化.
194
活动一:探究新知
问题2:在电冰箱冷冻室的管子里,发生的物态变化是什么?吸热还是放热?
答:冷冻室管子里发生的物态变化是汽化,要吸热.
问题3:电冰箱冷凝器里发生的物态变化是什么?吸热还是放热?
答:冷凝器里发生的物态变化是液化,要放热.
问题4:电冰箱工作时热量搬运的途径是什么?
答:冷冻室里汽化吸热,从电冰箱里吸收热量;冷凝器里液化放热,把热量放出电冰箱.所以电冰箱其实是把热量由电冰箱的冷冻室内搬到电冰箱之外.
问题5:把电冰箱的门打开,电冰箱可以对室内降温吗?
答:不能.电冰箱只是把热从电冰箱内搬运到电冰箱外,不会把热搬运到室外,所以不能降温.
问题6:空调为什么能给室内降温?
答:空调有内机和外机,空调内机相当于冷冻室,汽化吸热;外机相当于冷凝器,液化放热.所以空调是把室内的热搬运到室外,所以可以降温.
层层深入,便于理解.
联系实际,注重应用.
活动二:运用举例
类型一:液化现象
例1.打开电冰箱门时,常会看到电冰箱门的附近出现一股“白气”.“白气”的形成过程属于(A).
A.液化 B.汽化 C.升华 D.熔化
【解析】“白气”是电冰箱门附近的水蒸气遇冷凝结成的小液滴,其形成过程是液化,故选A.
类型二:液化方式
例2.关于液化,下列说法正确的是(D).
A.只有降温才能使气体液化
B.降压也可以使部分气体液化
194
活动二:运用举例
C.所有气体都可在常温下加压液化
D.降温可以使所有气体液化
【解析】降温和加压都可以使气体液化.任何气体只要温度降到足够低都可以液化,但是常温下并不是所有的气体都可以通过加压液化.
类型三:液化放热
例3.下列物态变化中,需要放热的是(B).
A.干冰变小 B.草上露珠的形成
C.干手器将手烘干 D.冰雪消融
【解析】干冰变小,由固态直接升华成为气态,此过程吸收热量,A错误;草上的露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,此过程放出热量,B正确;干手机将手烘干,手表面的水汽化形成水蒸气,此过程吸收热量,C错误;冰雪消融,是冰雪熔化成水的过程,此过程吸收热量,D错误.故选B.
通过例题加深对知识的理解.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P14,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.物质从气态变成液态的过程叫作液化.“白气”是小液滴而不是水蒸气,“白气”的形成是典型的液化现象.
2.液化的两种方法:降低温度、压缩体积.
3.汽化吸热,液化放热.
布置作业
【正式作业】教材P63“动手动脑学物理”,第2题
【家庭作业】《高效课时通》P37-P38
板书设计
第3节 汽化和液化
课时2 液化
194
第三章 物态变化
第4节 升华和凝华
课题
升华和凝华
授课人
教学目标
知识与技能
1.知道升华和凝华的概念.
2.能够解释生活中的升华和凝华现象.
3.知道升华要吸热,凝华要放热.
过程与方法
1.通过碘的升华和凝华实验,培养学生观察实验的能力.
2.通过对日常生活中实例的解释,培养学生用物理知识解决实际问题的能力.
情感态度与价值
1.通过学生对所学知识的归纳总结,收集材料和对日常现象及实验的观察,激发学生学习物理的兴趣和探求知识的欲望.
2.培养学生节水和环保的意识.重难点重点辨析生活中的升华和凝华现象.
重难点
重点
辨析生活中的升华和凝华现象.
难点
观察碘的升华现象、分析生活中的升华和凝华现象.
教学准备
碘升华和凝华管、开水、冷水、烧杯、樟脑片、旧灯泡、多媒体课件等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
寒冷的冬天,在气温低于0 ℃的户外经过较长时间后结冻的衣服仍能晾干,这是为什么?寒冷冬天的早晨,玻璃上会出现冰花,这些冰花是从哪里来的?我国二十四节气中有“霜降”一说,古时候人们认为霜是从天上降落的,故而称为霜降.你赞同这个观点吗?
设疑激趣,引起学生学习兴趣.
194
情境导入
通过今天的新课学习,同学们就能知道上面问题的答案了.
活动一:探究新知
学点1:升华和凝华
【想想做做】在试管中放少量碘,塞紧盖子后放入热水中.当固态的碘变为紫色的碘蒸气并充满试管后,将试管从热水中拿出,再放入凉水中,碘蒸气又会变为固态的碘.
师:实验中有没有液态的碘出现?
生:没有.
师:这说明了碘只在固态和气态之间进行变化.固态的碘直接变成气态的碘蒸气,这样的过程叫作升华;同样的,气态的碘蒸气直接变成固态的碘,这样的过程叫作凝华.要特别注意升华和凝华的概念中都有“直接”两个字,说明中间没有经过液态.请同学们再次明确这两个概念.
生:物质从固态直接变成气态的过程叫作升华;物质从气态直接变成固态的过程叫作凝华.
【自学辅导】请同学们阅读教材P64并结合实际回答以下问题:
1.生活中有哪些现象属于升华现象?
答:樟脑丸变小直至消失、冬天冰冻的衣服直接变干、灯泡用的时间长了灯丝变细、冰雕慢慢变小……
2.生活中有哪些现象属于凝华现象?
答:灯泡壁发黑、樟脑球变小、雪、霜、雾凇等的形成、冬天窗玻璃上的冰花……
3.把冰棒拿出来往往会发现冰棒上附有一层“白粉”,这是怎么形成的?
答:冰棒的温度很低,冰棒周围空气中的水蒸气急剧受冷,就会在冰棒上凝结成小冰晶,这是一种凝华现象.
学点2:升华吸热、凝华放热
本节内容比较简单,以学生自主学习为主,体现学生的主体作用.
194
活动一:探究新知
问题1:升华和凝华这两种物态变化过程的吸放热情况是怎样的?
答:升华吸热,凝华放热.
问题2:干冰为什么能防止食品变质?
答:干冰升华吸热可以降低食品周围的温度,有利于食品保鲜,防止变质.
问题3:闷热的夏天迟迟不下雨,可将装有干冰的“炮弹”射到乌云密布的天空.不一会儿,天空便下起了瓢泼大雨.在云层中抛撒干冰为什么会促成降雨?人工降雨的全过程经历了哪些物态变化?
答:在云层中抛撒干冰,干冰会迅速汽化,从周围吸收大量的热量.这样周围的水蒸气就会遇冷液化成小液滴甚至凝华成小冰晶,在降落的过程中,小冰晶熔化成小液滴,并和其他小液滴不断结合,形成降雨.所以,干冰促成人工降雨是因为它升华吸热.人工降雨的全过程经历的物态变化有:升华、凝固、凝华和熔化.
学点3:自然界的水循环
【想想议议】
水的三种状态分别是冰、水和水蒸气.给图3-4-1括号中填字,说明它们三者之间转化过程的名称以及吸热、放热的关系.
图3-4-1
【读读议议】
阅读教材P65 STS“水循环”,了解自然界中的水是如何循环的,谈谈自己是如何节水的.
联系实际,培养学生的节水意识和环保意识.
194
活动一:探究新知
活动二:运用举例
类型一:升华和凝华
例1.冰雕是一种以冰为主要材料进行雕刻的艺术形式.气温持续在0 ℃以下,但冰雕作品仍会一天天变小,冰雕作品发生的物态变化是(A).
A.升华B.液化C.汽化D.凝华
【解析】气温持续在0 ℃以下,冰雕作品不能熔化,所以它变小只能是固态的冰直接变成气态的水蒸气,是升华现象.故选A.
类型二:升华吸热、凝华放热
例2.如图3-4-2所示,将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟,用温度计测量易拉罐中冰与盐水混合物的温度,可以看到冰水混合物的温度低于0 ℃,这时观察易拉罐的下部和底部,会发现出现了白霜,白霜是空气中的水蒸气凝华(填物态变化名称)形成的,它在形成过程中要放出热量.
图3-4-2
【解析】白霜是水蒸气在易拉罐附近急剧受冷而直接凝结成小冰晶附着在易拉罐底部的,是一种凝华现象,要放热.
类型三:水循环
例3.阅读短文,回答文后问题:
大自然中的水在不断地循环:江、河、湖、海以及大地表层中的①水不断蒸发变成水蒸气.当含有很多水蒸气的空气升入高空时,②水蒸气的温度降低聚集成小水滴或③凝结成小冰晶
以例题加强对知识的巩固.
强调易错题,减少错误.
培养节水意识,养成节水习惯.
194
活动二:运用举例
,这就是云.在一定条件下,云中的小水滴和小冰晶越来越大,就会下落.在下落过程中,④小冰晶又变成小水滴,与原来的水滴一起落到地面,这就形成了雨.
(1)请依次写出划线处涉及的物态变化的名称:
①汽化、②液化、 ③凝华、④熔化;
(2)上面四种物态变化中,属于吸热过程的是:汽化、熔化;
(3)我国属于缺水国家,节约用水应从我做起,请你提出日常生活中的两项节水措施:不用水时关紧水龙头;一水多用.
【解析】水变成水蒸气,由液态变成气态,是汽化现象;水蒸气温度降低聚集成小水滴,由气态变成液态,属于液化现象;水蒸气凝结成小冰晶是从气态直接变成固态,属于凝华现象;小冰晶变成小水滴是从固态变成液态,属于熔化现象.这四种物态变化中,属于吸热过程的是汽化和熔化.节约用水一是不浪费水,例如,不用水时关紧水龙头;二是设法减少水的用量,例如,一水多用,用淘米水浇花,用洗脸水冲厕所等.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P15,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.物质由固态直接变成气态的过程叫作升华;物质由气态直接变成固态的过程叫作凝华.
2.升华吸热,凝华放热.
布置作业
【正式作业】教材P66“动手动脑学物理”,第1、2题
【家庭作业】《高效课时通》P39-P40
板书设计
板书设计
第4节 升华与凝华
2.生活举例:
升华:冰冻的衣服变干、灯丝变细、樟脑球变小……
凝华:雪、霜、雾凇、窗玻璃上的冰花……
3.升华吸热、凝华放热
4.水循环
194
第四章 光现象
第1节 光的直线传播
课题
光的直线传播
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解光源,知道光源分为自然光源和人造光源.
2.理解光沿直线传播及其应用.
3.知道光在真空(空气)中的传播速度c=3×108 m/s.
过程与方法
1.观察光在空气中和水中传播的实验现象,了解实验是研究物理问题的重要方法.
2.阅读教材P71“科学世界——我们看到了古老的光”的内容,了解光可以反映宇宙的信息,感悟宇宙之大.
情感态度与价值
1.通过各种光现象的介绍,使学生认识到光现象与生活和自然密切相关,激发学生的学习兴趣.
2.领略色彩斑斓的光之美,具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象.
重难点
重点
理解光沿直线传播的规律.
难点
用光的直线传播解释常见的光现象.
教学准备
多媒体、激光笔、喷雾器、滴少许牛奶的水、蚊香、火柴、水、玻璃、白纸、大烧杯(装有不同浓度的糖水)数个、蚊香、火柴、玻璃水槽、玻璃砖等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
【课件播放】播放美丽的城市夜景、优美的自然风光、绚丽多彩的极光.
图4-1-1
194
情境导入
同学们欣赏了美丽的城市夜景、优美的自然风光、绚丽多彩的极光,正是有了这色彩斑斓的光,世界才被打扮得如此美丽,如此迷人.对于光,同学们想知道些什么呢?今天我们先从光的传播学起.
情景引入,通过常见的美丽的光现象激发生学习光知识的兴趣.
活动一:探究新知
探究1:光源
【自学辅导】阅读教材,回答下面问题:
问题1:什么叫光源?
答:自身能够发光的物体叫作光源.
问题2:自然界中有哪些光源?
答:太阳、恒星、萤火虫、水母、灯笼鱼、斧头鱼等.
问题3:现代社会有很多人造光源,大家周围有哪些人造光源?
答:我们周围有很多人造光源,如灯泡、LED灯、焰火、蜡烛、火把等.
问题4:月亮是光源吗?所有的星星都是光源吗?
答:月亮自身不能发光,它看起来很亮是反射太阳的光,所以月亮不是光源;绝大多数星星都是恒星,宇宙中的恒星都能发光,是光源.
问题5:镜子是光源吗?电影、投影仪的屏幕是光源吗?
答:都不是,它们本身都不会发光.
探究2:光的直线传播
【图片展示】光的直线传播
图4-1-2
师:在有雾的天气,我们可以看到从树丛中投射出的光束是直的;在夜晚,我们可以看到电影放映机发出的光是直的,汽车前灯发出的光也是直的.这说明了什么?
生:光是沿直线传播的.
师:是这样吗?让我们一起通过实验来验证.
自学辅导体现学生的主体作用. 讨论易错问题,纠正错误.
让学生了解观察光的传播路径的方法.
194
活动一:探究新知
【演示实验】让激光照到墙上,看到一个亮点,看不到光的传播径迹.然后教师向光照射的方向喷水雾,学生观察实验现象.
师:实验现象说明了什么?
生:光在空气中沿直线传播.
师:激光传播的路径很难直接观察到,老师是通过向光照射的方向喷水雾的方法让同学们观察到光的传播路径的,同学们还有其他方法吗?
生甲:可以点燃蚊香,光传播的路径在烟雾中也可以看到.(教师让学生演示)
生乙:老师,我还有一种方法.让光从直吸管的一端射入,在另一端白纸上可以看到亮点,然后把直吸管折弯,再让光从吸管的一端射入,观察另一端白纸上,怎么也看不到亮点,说明光线不能弯曲.这样就从反面证明了光沿直线传播.
师:逆向思维,思维的亮点,这就是创新,太好了!(请乙同学演示)
【实验】(若实验条件不足,由教师演示实验,实验条件充足的话尽量让学生自己做实验)
图4-1-3
用激光笔发出光束向滴了少量墨水的水中投射,观察激光在水中的传播路径.
师:我们看到激光在水中传播的路径是怎样的?实验现象说明了什么?
答:传播路径是直的,说明光在水中沿直线传播.
【自学辅导】
问题1:我们是如何表示光的传播情况的?
答:我们常用一条带箭头的直线表示光传播的径迹和方向,并把这样的直线叫作光线.
体现逆向思维的方法,要善于发现学生的思维亮点,没有学生提出教师也可以提示.
194
活动一:探究新知
问题2:生活中很多现象都可以利用光的直线传播来解释,你能举出典型的实例吗?
答:日食、月食、影子、手影、站队看齐、激光准直等.【做一做】在一个空罐的底部中央打一个小孔,再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上.将小孔对着点燃的蜡烛,观察蜡烛通过小孔在塑料膜上成的像.
图4-1-4
师:通过实验,我们发现蜡烛通过小孔在塑料膜上成的像有什么特点?答:像是倒立的.
师:请同学们移动空罐,使空罐先靠近再远离蜡烛,观察蜡烛像的大小的变化情况.
生:空罐靠近蜡烛时蜡烛的像变大;空罐远离蜡烛时蜡烛的像变小.
师:为什么会这样,同学们可以自己通过作图来说明.请同学们利用光的直线传播在图中作图,理解小孔成像的原理.
【画一画】(学生作图,教师强调作图需要注意的问题)
学点3:光速
【自学辅导】阅读《光的传播速度》和科学世界,回答下面问题:
问题1:光能在真空中传播吗?
答:能.
问题2:宇宙中运动速度最快的物质是什么?它的速度有多大,用什么字母表示?
答:宇宙中运动速度最快的物质是真空中的光;它的速度是3×108 m/s,常用字母c表示.
问题3:光在空气中、水中、玻璃中能传播吗?如果能,传播的速度和真空中的光速有什么关系?
体现物理在生活中的应用,提高学生学习动力.
194
活动一:探究新知
答:光在空气中、水中和玻璃中都能传播.光在空气中的传播速度非常接近于c,光在水中、玻璃中的传播速度分别约是c、c.
问题4:光年是什么物理量的单位,大小约为多少?
答:光年是距离(长度)单位,它是光传播1年时间所经过的距离,大约是9.46×1015 m.
问题5:牛郎星和织女星的距离是多少?
答:因为两者相距16光年,所以其距离是9.46×1015 m×16=1.5×1017 m=1.5×1014 km.
让学生了解光速的大小,知道光年是长度单位而非时间单位并进行简单计算.
活动二:运用举例
活动二:运用举例
类型一:光源
例1.能自行发光的物体叫作光源,下列物体属于光源的是(C).
A.月亮 B.地球
C.太阳 D.房屋
【解析】太阳自身能够发光,是光源.地球、月亮和房屋自身不能发光,不是光源.月亮晚上看起来比较亮,是因为它反射太阳光,不是自身发光,所以不是光源.
类型二:光的直线传播
例2.下列现象中,能用光的直线传播解释的是(A).
A.树荫下的圆形光斑 B.海市蜃楼
C.露珠下的叶脉 D.水面倒影
【解析】
通过例题巩固所学,加深理解.
194
树荫下的圆形光斑是太阳光透过树叶缝隙的小孔所成的像,光在同一均匀介质(空气)中传播,属于光的直线传播;海市蜃楼光线明显弯曲,露珠下的叶脉发出的光通过了水和空气两种介质,水面倒影是光经过水面反射形成的,三者都不是直线传播.
类型三:光速
例3.光在真空中的传播速度是3×108 m/s,光在水中的传播速度比在真空中的传播速度慢.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P16,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.自身能够发光的物体叫作光源.太阳、燃烧的蜡烛是光源,月亮不是光源.
2.光在同一均匀介质中沿直线传播.日食、月食、影子等都可以说明光的直线传播.
3.光的直线传播在生活中有广泛的应用,例如激光准直、站队看齐、射击瞄准、小孔成像等.
4.光在真空中的传播速度是3×108 m/s,光在其他介质中的传播速度比真空中慢.
布置作业
【正式作业】教材P72,“动手动脑学物理”,第1、3、4题
【家庭作业】《高效课时通》P46-P47
板书设计
板书设计
第1节 光的直线传播
1.光源:自身能够发光的物体.
2.光的直线传播
条件:同种均匀介质.
光线:用一条带箭头的直线表示光传播的径迹和方向.
现象与应用:日食、影子、激光准直、站队看齐、小孔成像等.
小孔成像的成像特点:倒立的实像.
3.光的传播速度
真空中的光速:c=3×108 m/s其他介质中较慢.
第四章 光的现象
第2节 光的反射
194
课题
光的反射
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解光的反射的定义,知道常规的反射现象.
2.认识光的反射定律,了解法线、入射角、反射角的含义.
3.理解光反射现象中光路的可逆性.
4.了解什么是镜面反射,什么是漫反射.
过程与方法
1.通过实验,观察光的反射现象.
2.体验和感悟我们是如何看见不发光的物体的.
3.经历探究“光反射时的规律”,用实验的方法获得反射光线、入射光线和法线位置的关系,测量反射光线与法线、入射光线与法线的夹角,总结探究的结论,获得比较全面的探究活动的体验.
情感态度与价值
1.在探究“光反射时的规律”过程中培养学生严谨的科学态度.
2.密切联系实际,提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识.
3.鼓励学生积极参与探究活动.
重难点
重点
光的反射定律的探究和理解.
难点
用光的反射解释一些简单现象
教学准备
激光器、刻度尺、光的反射演示装置、平面镜、泡沫、激光笔、刻度尺、水、盆、光的反射演示装置图、玻璃片、平面镜、投影片、手电筒(玻璃上有1~2 mm缝隙的黑纸)、白纸、小平面镜、大头针、量角器、钢笔、图钉、刻度尺、透明胶条等.
教学步骤
师生活动
设计意图
194
情境导入
师:太阳、亮着的日光灯、燃烧的蜡烛都是光源.我们能看见光源是因为光源发出的光射入我们的眼睛.在漆黑的夜晚,我们看不见屋子里的桌子、电视,因为它们不是光源,它们自身无法发光.那我们怎样才能看见它们呢?
生:打开灯就能看到屋子里的东西.
师:为什么打开灯就能看见屋子里的东西呢?因为所有的物体表面都能反射光,我们能看到不发光的物体,就是因为它们反射的光射入了我们的眼睛.本节我们就来学习光的反射.
提出问题,激发学生学习兴趣,
活动一:探究新知
学点1:光的反射定律
【演示实验】在桌面上放一盆水,用激光照射水面,可以看到墙壁上有明亮的光斑.
师:光射到任何物体表面都能发生反射.光的反射有什么规律?在学习光的反射规律前,让我们先弄清图4-2-1中几个光反射中的名词.
图4-2-1
【实验探究】
(1)如图4-2-2甲所示,E、F为可转折的纸板,两板在同一平面内,使入射光线沿E板射向镜面上的M点,观察从镜面反射回来的光线的方向并用笔在纸板上描出入射光线和反射光线的径迹.
图4-2-2
先弄清几个名词的概念便于学生后面的探究,使探究更有目的性、
194
活动一:探究新知
(2)改变入射光线的方向,重做两次上述实验,观察反射光线的方向变化情况,并用笔在纸板上描出入射光线和反射光线的径迹(可以用不同颜色或序号把三次实验的入射光线和反射光线区分开来).
(3)如图乙所示,把纸板F向前或向后折,让学生观察能否在纸板F上看到反射光线.
(4)用量角器量出反射角(r)和入射角(i)的大小,记录下三组数据并进行比较.
问题1:通过比较三次实验中反射角和入射角的大小,我们可以发现反射角和入射角之间存在什么关系?
答:反射角等于入射角.
问题2:反射光线和入射光线在法线的同侧还是两侧?
答:反射光线和入射光线总分居于法线的两侧.
问题3:实验中E、F两纸板处于同一平面内,因此可以在纸板F上看见反射光线.把纸板F向前或向后折,纸板F上还能不能看见反射光线,这种观象说明了什么?这时反射光线还存在吗?
答:把纸板F前后翻折,纸板F上就不能看见反射光线了,这说明反射光线和入射光线、法线在同一平面内.这时反射光线依然存在.
【想一想】如果光线垂直射向镜面,入射角是多少,反射角又是多少?
答:入射光线和镜面垂直,法线也和镜面垂直,所以入射角是0°.因为反射角等于入射角,所以反射角也是0°.
学点2:光路的可逆性
教师强调根据因果关系只能说反射角等于入射角,不能说入射角等于反射角.因为先有入射角再有反射角,反射角是由入射角决定的.
通过实验,让学生知道入射光线、法线、反射光线三者之间的关系.
通过实验现象引入、解释光路的可逆性.
194
活动一:探究新知
【实验探究】继续上面的实验,让入射光逆着原来三条反射光的方向射入,观察新的反射光线有什么特点?
答:新的反射光线都沿着原来相应的入射光线的方向反向射出.
师:新的反射光线都沿着原来相应的入射光线的方向反向射出,也就是说如果让光逆着反射光的方向射入,那么,光被反射后就会逆着原来入射光的方向射出.这种现象说明,在光反射现象中,光路可逆.
【议一议】甲能够通过一个平面镜看见乙的眼睛,乙能通过这个平面镜看到甲的眼睛吗?为什么?
答:能,因为光反射现象中光路可逆.
学点3:镜面反射和漫反射
【自学辅导】问题1:什么是镜面反射?什么是漫反射?
答:一束平行光照射到镜面上,会被平行地反射.这种反射叫作镜面反射.凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射.这种反射叫漫反射.
问题2:镜面反射遵循光的反射定律,漫反射遵守光的反射定律吗?
答:漫反射也遵循光的反射定律.平行光之所以会沿不同方向发生反射,是因为反射面凹凸不平,不同光线对应的法线不同,所以反射光线的方向也不相同.但是反射时始终遵循反射定律,反射角等于入射角.
问题3:小明用手电筒把光分别竖直射向水平桌面上的平面镜和白纸,在侧面的我们能看见平面镜和白纸发亮吗?
答:光射向平面镜发生镜面反射.根据光的反射定律,光线竖直射入,则竖直射出,所以在侧面的我们看不到平面镜发亮;而白纸表面凹凸不平,光线射向白纸表面时发生的是漫反射,光线被白纸向各个方向反射,所以在侧面的我们可以看到白纸发亮,但是亮度不高.
了解漫反射的重要性,说明不同类型的反射有不同的作用,天生我材必有用,使学困生树立人生信心.
194
活动一:探究新知
【想想议议】有时黑板反射的光会晃眼睛,这时黑板上的粉笔字就看不清楚了,请你根据所学的知识分析产生这种现象的原因,并提出改变这种现象的建议.
答:黑板晃眼睛是因为黑板的部分位置表面很光滑,光射到这些位置时会发生镜面反射,镜面反射的强光比粉笔字漫反射的光线强得多,于是粉笔字就看不清楚了.解决问题的方法是给黑板的光亮处重新刷漆,使其表面变得凹凸不平.
联系实际,体现从物理走向生活.
活动二:运用举例
类型一:反射定律
例1.一束光AO射向平面镜,如图4-2-3所示.光线AO与镜面的夹角为25°,则反射角的大小为65°.
图4-2-3
【解析】入射角是入射光线与法线的夹角.图中入射光线与镜面的夹角是25°,又因为法线与镜面的夹角是90°,所以入射角是90°-25°=65°.根据反射定律,反射角等于入射角,所以反射角也是65°.
类型二:镜面反射和漫反射
例2.现在城市里很多高楼大厦都采用玻璃幕墙做装饰,当强烈的太阳光照射玻璃幕墙时,玻璃幕墙表面会发生镜面反射,造成“光污染”.
【解析】
194
活动二:运用举例
玻璃幕墙的表面非常光滑,当强烈的太阳光照射玻璃幕墙时,玻璃幕墙表面会发生镜面反射,把强光射向一定的方向,这样就造成了“光污染”.
类型三:反射作图
例3.如图4-2-4所示,射向平面镜的一束光AO经镜面反射后沿水平方向OB射出.图中,ON是∠AOB的角平分线,请在图中作出平面镜的位置并标出入射角α.
图4-2-4 图4-2-5
【解析】在光的反射中,反射角等于入射角,所以法线就是反射光线和入射光线所成夹角的角平分线.题目中已经过入射点作出入射光线AO与反射光线OB所成夹角的角平分线ON(即法线),而法线与镜面垂直,所以再过入射点作法线的垂线,就是平面镜所在的位置.
【答案】如图4-2-5所示
通过例题巩固学生所学知识,加深对新知识新概念的理解.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P17,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
课堂小结
1.光射到物体表面上时,有一部分光被物体表面反射回来的现象叫作光的反射.
2.光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内;反射光线、入射光线分别位于法线的两侧;反射角等于入射角.
3.光的反射分为镜面反射和漫反射.
布置作业
【正式作业】教材P76,“动手动脑学物理”,第1、2、3、5题
【家庭作业】《高效课时通》P48-P49
板书设计
第2节 熔化和凝固
194
第3节 平面镜成像
课时1 探究平面镜成像的特点
课题
探究平面镜成像的特点
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解平面镜成像的特点.
2.了解平面镜成虚像,了解虚像是怎样形成的.
过程与方法
1.通过“平面镜成像特点”的实验探究,培养学生的观察能力和动手操作能力.
2.观察实验现象,感知虚像的含义.
情感态度与价值
1.让学生在探究“平面镜成像特点”实验中领略物理现象的美妙与和谐,获得“发现”成功的喜悦.
2.培养学生实事求是的科学态度.
重难点
重点
实验探究平面镜成像的特点.
难点
平面镜成像原理和虚像的概念.
教学准备
多媒体课件、大平面镜、薄厚不同的玻璃板、蜡烛多个(其中2个形状完全相同)、白纸、刻度尺等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
【视频播放】播放刘谦的魔术“隔山打牛”.
图4-3.1-1
刘谦为什么能隔着玻璃让蜡烛“熄灭”?你想知道其中的奥秘吗?今天我们就一起来学习平面镜成像.
观看视频,体验魔术的神奇,产生急于利用物理知识解密的心情,激发学习兴趣.
学点1:平面镜成像的特点
【游戏】照镜子
194
活动一:探究新知
活动一:探究新知
规则:找一面大镜子,一人做动作,另外一人模仿他在平面镜中成的像,模仿错误即被淘汰.
【猜猜看】
图4-3.1-2
答:丙.
【猜想与假设】
根据刚才的活动体验,请你对平面镜所成像的大小、像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离、平面镜成的像与物体的连线与镜面的关系等进行合理猜想.[猜想:像可能和物体关于平面镜对称,即:像和物大小相等(?)、像和物到平面镜的距离相等(?)、像与物的连线与镜面垂直(?)].
【进行实验】
(1)在桌面上铺一张大白纸,纸上竖立一块玻璃板,玻璃板可看作平面镜.沿着玻璃板底部在纸上画一条直线,代表玻璃板的位置.
(2)把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,观察它在玻璃板中成的像.
(3)将另一支未点燃的与蜡烛A完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后并移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,蜡烛B此时的位置就是蜡烛A的像的位置.在纸上记下这两个位置,同时注意观察蜡烛A的大小和它的像的大小是否相同.
(4)移动点燃的蜡烛A,重复实验步骤(2)、(3)多次(每次可以用不同颜色的笔记录像的位置或在标记点前标上序号).
通过照镜子、猜像游戏让学生初步领略平面镜成像的特点,为猜想假设提供依据.
培养学生的猜想能力,归类整合能力,从而明确本实验探究的具体问题.
续表
培养学生的动手操作能力和协作精神.
194
活动一:探究新知
(5)用直线把各次实验中蜡烛A和它的像在纸上的位置连起来,并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离,用量角器测量这些连线与玻璃板所在位置的夹角大小,将数据记录在下表中:
【实验结论】(教师引导学生总结).
(1)平面镜所成的像的大小与物体的大小相等.
(2)平面镜所成的像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等.
(3)平面镜所成的像的位置与物体的连线与镜面垂直.
【做一做】把刚才实验的记录纸沿表示玻璃板的直线折起来,观察相应的像点和物点有什么关系?这说明像和物有什么关系?
答:像点和相应的物点重合.这说明平面镜成的像与物体关于镜面对称.
【议一议】问题1:玻璃板所成的像远没有平面镜成的像清晰,可是为什么完成平面镜成像实验时却不用平面镜而要用玻璃板?
答:用玻璃板而不用平面镜是为了准确的确定像的大小和位置.平面镜成的是虚像,它的大小和位置是无法直接确定的;用玻璃板,虽然像是暗了些,但透过玻璃板能看到蜡烛的像,这就很容易确定像的大小和位置了.
问题2:平面镜成像时,像与物是等大的,也就是说,像的大小应该与距离无关,但是人远离平面镜时为什么会感觉像变小了?
通过实验验证猜想,加深学生对平面镜成像规律的认识.
194
活动一:探究新知
答:远离平面镜时人看见平面镜中自己的像的确像是变小了,不过,这并不是镜中像的真实大小发生了变化,而是因为在远离平面镜的过程中,人眼对像的视角在逐渐变小,所以给人的感觉是像在变小.
问题3:完成平面镜成像实验要在什么环境中进行?实验时为什么蜡烛A要点燃而蜡烛B不能点燃?
答:为了使像显得清晰,平面镜成像实验要在较暗的环境中进行.点燃蜡烛A是为了使更多的光照到玻璃板上使像更清晰从而便于我们观察.如果蜡烛B也点燃,则会因为背景太亮看不清楚蜡烛A的像,所以蜡烛B不能点燃.
问题4:我发现玻璃板除了成了一个比较清晰的像外还成了一个隐隐约约的像,这是怎么回事?
答:道理很简单,玻璃板有前后两个面,每个面都能反射成像,所以会出现两个像.
问题5:实验中发现无论怎样移动蜡烛B都无法和蜡烛A的像重合,这是怎么回事?
答:这主要是因为玻璃板和桌面不垂直,这样蜡烛A的像与桌面就不垂直了,像的底部要么在桌面上要么在桌面下,蜡烛B顺着桌面移动无法和蜡烛A的像重合.
【练一练】 某同学站在竖直放置的平面镜前2 m处,镜中的像与他相距4 m.当该同学走近平面镜时,镜中的像的大小将不变(填“变大”“变小”或“不变”).
(针对部分学生像变大的说法,教师可以告诉学生像的大小没有改变,感觉像变大是因为靠近平面镜时人眼对像的视角变大,就像人看近处物体大看远处物体小一样)
学点2:平面镜成虚像
实验中,平面镜后面的蜡烛B没有点燃,我们却能看见蜡烛B上面的“烛焰”,这是怎么回事呢?让我们通过作图来分析:
通过讨论释疑,明晰实验的细节.
194
活动一:探究新知
图4-3.1-3
原来,光源S向四处发射光,一些光经平面镜反射后进入了人的眼睛,引起视觉反应.由于有光沿直线传播的经验,人会感觉这些光好像是从进入人眼光线的反向延长线的交点S′处发出的.S′就是S在平面镜中的像.由于平面镜后面并不存在光源S′,进入眼睛的光并非真正来自S′,所以把S′叫作虚像.图
【议一议】
问题1:平面镜成像的原理是什么?
答:成像原理是光的反射定律,因为平面镜成像可以利用反射定律解释.
问题2:为什么说平面镜成像成的是虚像?
答:平面镜成像的像点不是实际光线的会聚点,而是实际光线的反向延长线的交点,也就是说像点其实没有实际光线相交,所以是虚像.
问题3:实像和虚像有什么区别?怎样用实验证明平面镜成的是虚像?
答:实像是由实际光线会聚而成的,能用光屏承接;虚像是实际光线的反向延长线的交点,光线没有在虚像点会聚,所以虚像不能用光屏承接.要证明平面镜成的是虚像,可以去掉后面的蜡烛,把光屏放在虚像处,看光屏上有没有像.
问题4:还有其他证明平面镜成的是虚像的方法吗?
答:在玻璃板和像之间放一纸板,在纸板上仍能看见平面镜所成的像,说明成像的光线不是从像点发出的,也可以说明平面镜成的是虚像.
对易错点强化训练,避免学生以后出错.
学会讨论,一是对学生主体作用的发挥,二是培养交流合作的意识,三是让学生体验成功的喜悦.
194
活动一:探究新知
活动二:运用举例
类型一:平面镜成像实验
例1.如图4-3.1-4是验证“平面镜成像特点”的实验装置,其中A为玻璃板前点燃的蜡烛,B为玻璃板后未点燃的蜡烛.下列有关本实验的说法错误的是(C).
图4-3.1-4
A.玻璃板应该与桌面垂直
B.实验宜在较暗的环境中进行
C.眼睛应从B一侧观察成像情况
D.蜡烛燃烧较长时间后像物不再重合
【解析】实验时玻璃板与桌面如果不垂直,由于像与物关于镜面对称,因此不论怎样移动蜡烛B都不可能与蜡烛A的像完全重合,就无法验证像与物之间的关系,所以玻璃板应与水平桌面垂直放置,A正确;在比较明亮的环境中,很多物体都在射出光线,干扰人的视线,在较黑暗的环境中,蜡烛是最亮的,蜡烛射向平面镜的光线最多,反射光线最多,进入人眼的光线最多,蜡烛的像最亮,最清晰,所以宜在比较黑暗的环境中进行实验,B正确;寻找蜡烛A的像的位置时,眼睛应在蜡烛A一侧观察,在蜡烛B的一侧不能看到蜡烛A的像,C错误;平面镜所成的像,物像等大,蜡烛燃烧较长时间后蜡烛A变短,像也变短,但是蜡烛B
用例题加深学生对知识的理解,引导解题思路,强化重点.
194
活动二:运用举例
长度不变,所以像物不再重合,D正确.
类型二:平面镜成像的特点
例2.下列各图是物体在平面镜中成像的情况,正确的是(C).
【解析】根据平面镜成像规律,像和物关于平面镜对称,很容易得出正确的成像情况是C.
例3.如图4-3.1-5所示,根据平面镜成像特点作出AB经平面镜所成的像.
图4-3.1-5 图4-3.1-6
【解析】平面镜成像的特点是:像物大小相等,像物到平面镜的距离相等,像物连线与镜面垂直,即像物关于平面镜对称.所以分别作出AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,A′、B′即为A、B对应的像点.因为平面镜成的是虚像,所以用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像.
【答案】如图4-3.1-6所示
规范作图.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P18,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.平面镜成像特点:像与物大小相等;像与物到镜面的距离相等;像与物的连线与镜面垂直.简单说就是像与物关于镜面对称.
2.平面镜成像属于光的反射现象,平面镜成的是虚像.
布置作业
【正式作业】教材P80,“动手动脑学物理”,第1、2、3题
【家庭作业】《高效课时通》P50-P51
第3节 平面镜成像
194
板书设计
课时1 探究平面镜成像的规律
2.平面镜成的是虚像.
3.平面镜的成像原理:光的反射定律.
第3节 平面镜成像
课时2 平面镜与球面镜的应用
课题
平面镜成像2(球面镜和平面镜的应用)
授课人
教学目标
知识与技能
1. 理解日常生活中平面镜成像的现象.
2.初步了解凸面镜和凹面镜及其应用.
过程与方法
通过观察,感知球面镜对光线的作用.
情感态度与价值
通过对平面镜、球面镜的应用的了解,初步认识科学技术对人类生活的影响.
重难点
重点
平面镜成像的应用.
难点
球面镜对光线的作用及应用.
教学准备
凸面镜、凹面镜、J2501型光具盘、手电筒等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
公元前215-212年,罗马人大举入侵希腊.一支满载精兵的船队准备攻打阿基米德的家乡——叙拉古城.对来势汹汹的强敌,当时城里剩下来的人主要是妇女和守城的伤兵,国王因此一筹莫展.这时阿基米德求见国王,献出破敌妙计,只用了大量的平面镜就拯救了他的家乡.同学们想知道阿基米德是怎么做的吗?今天我们就一起来学习平面镜成像的应用,看看通过学习你们能不能想出和阿基米德相同的妙法.
194
以故事引入课题,而且只给故事前半部分,给学生留下悬念,吸引学生的注意,激发学生求知欲望和学习兴趣.
活动一:探究新知
活动一:探究新知
学点1:平面镜的应用
【读一读议一议】阅读《平面镜的应用》,总结一下平面镜的应用,它主要可以分为哪两类?
答:平面镜主要有两类应用:一是成像;二是改变光路.
【说一说】举例说明平面镜成像的具体应用.
答:人们照镜子,演员利用镜子化妆,舞蹈演员利用镜子矫正舞姿,理发时通过镜子看自己发型是否合适,医生用小镜子检查患者的牙齿情况,在水面下利用潜望镜观察水面上的情况等.
图4-3.2-1
【试一试】小明妈妈的手机掉到了沙发下,在没有手电筒的情况,小明借助平面镜反射灯光找到了手机.图4-3.2-1中已标出了反射光线和入射光线,你能在图中作出平面镜的位置吗?
【解析】由光的反射定律可知反射角等于入射角,所以作出反射光线和入射光线的角平分线即为法线所在方向;由于法线和镜面垂直,因此过入射点作法线的垂线就是镜面所在的直线,最后根据入射、反射光线都在镜面正面即可作出平面镜的位置.
【答案】如图4-3.2-2所示
图4-3.2-2
学点2:球面镜
让学生举例是体现从物理走向生活,让学生自己发现生活中物理的规范应用,教师可适当补充或提示.
利用知识解决实际问题,学以致用.
理解球面镜的应用.
194
活动一:探究新知
【自学辅导】阅读《凸面镜和凹面镜》回答下面问题:
问题1:凸面镜的应用有哪些?通过这些应用可以得出凸面镜对光线具有会聚作用还是发散作用?
答:凸面镜常用于汽车的后视镜和路边的反光镜,它们都能起到扩大视野的作用,推测凸面镜可能对光线具有发散作用.
问题2:凹面镜的应用有哪些?通过这些应用可以得出凹面镜对光线具有会聚作用还是发散作用?
答:凹面镜的主要应用有太阳灶、手电筒的反光碗等,这些应用中凹面镜都是把光线会聚,推测凹面镜对光线具有会聚作用.
【实验演示】利用凸面镜、凹面镜、J2501型光具盘、手电筒等演示球面镜对光线的作用(如图4-3.2-3所示).
图4-3.2-3
演示球面镜对光线的作用,验证学生猜测,使学生了解球面镜对光线的作用.
活动二:运用举例
类型一:平面镜的应用
例1.检查视力时,人眼要与视力表保持5 m的距离.如图4-3.2-4所示,视力表放在被测者头部后上方,则被测者要面向平面镜且距离平面镜2m才能进行视力检查.当被测者靠近平面镜时,镜中视力表的像的大小将不变.
图4-3.2-4
【解析】由图知视力表到平面镜的距离是3 m,平面镜成像中,物像到平面镜的距离相等,因此视力表的像在平面镜左3 m处,人眼要与视力表的像保持5
通过例题使学生加深对知识的理解和掌握.
194
活动二:运用举例
m的距离,那么人到平面镜的距离应该是5 m-3 m=2 m.平面镜所成的像与物体是等大的,当人逐渐靠近平面镜时,物体的大小不变,所以在平面镜中像的大小也不变.像之所以看起来变大了是因为靠近平面镜时,人眼对像的视角变大.
类型二:球面镜
例2.在交通复杂的十字路口,通常会竖立一个大反光镜,这个反光镜是(C).
A.平面镜 B.凹面镜
C.凸面镜 D.以上三种都可以
【解析】交通复杂的十字路口的大反光镜要起到扩大视野的作用,所以反光镜需要对光线具有发散作用,因此要用凸面镜.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P19,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.平面镜的应用:成像、改变光路.
2.凸面镜:发散光线,后视镜.
3.凹面镜:会聚光线,太阳灶.
布置作业
【正式作业】教材P80,“动手动脑学物理”,第4、5题
【家庭作业】《高效课时通》P52-P53
板书设计
第3节 平面镜成像
课时2 球面镜及平面镜的应用
1.平面镜成像特点:像与物关于平面镜对称,成虚像.
第四章 光的反射
第4节 光的折射
194
课题
光的折射
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解光的折射现象.
2.知道光从空气中斜射入水中或其他介质中时的折射规律.
3.知道在光的折射现象中,光路可逆.
过程与方法
1.观察、认识光的折射现象.
2.体验由光的折射引起的错觉.
情感态度与价值
1.初步领略折射现象的美妙,激发学生探索自然现象的兴趣.
2.在探究中让学生养成主动交流和相互协作的习惯.
重难点
重点
探究认识光的折射规律.
难点
解释简单的折射现象.
教学准备
教师:多媒体课件、激光笔、光的折射演示装置、烧杯、铅笔、玻璃砖、钢笔、激光器、玻璃水槽等.
学生:激光笔、光的折射演示装置、水槽等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
看见清澈见底,不过齐腰深的池水,不会游泳的小明就贸然跳下去想洗个凉水澡,哪曾想池水却比想象的要深,淹过了他的脖子,吓得他惊慌失措,大呼救命.
为何池水看起来比实际的要浅呢?这是因为光线从水中射入空气中时发生了折射.今天,我们就一起学习光的折射,尝试自己解释这个现象.
图4-4-1
感受故事的乐趣,自然地进入新的求知状态.
194
活动一:探究新知
学点1:光的折射
【学生实验】
师:(实验要求)向水槽中注入适量的水,用激光笔做光源,先斜着沿水槽内壁射入水中,观察光线射入水面之前和进入水面之后的传播路径,看光线进入水中后是否发生了偏折?如果偏折,向哪个方向偏折?再使光线垂直射入水中,再观察光线射入水面之前和进入水面之后的传播路径,看看光线进入水中后是否发生了偏折?
图4-4-2
生:进行实验(教师进行指导),观察现象,同组间进行交流,讨论并练习用简洁的物理语言描述所观察到的现象.
光线从空气中射入水中时,
斜射入:光线发生偏折,向下偏折.
垂直射入:光线沿直线传播,方向不变.
【名词引入】让学生类比光的反射现象,自己试着定义入射光线、折射光线,入射点、法线、入射角和折射角,最后由老师确认或修正.
【规律总结】(总结规律时遇见问题或争议还可以继续通过实验解决)
问题1:折射光线和入射光线在法线的同侧还是两侧?
答:和反射现象一样,折射光线和入射光线分居在法线两侧.
问题2:当光从空气中射入水中时,折射光线如何偏折?折射角和入射角有什么关系?
答:当光从空气中射入水中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角.
学生自己实验,自己总结得出结论,既印象深刻,还体现了其学习的主体作用.
熟悉类比方法的应用.
194
活动一:探究新知
问题3:当入射角增大时,折射角如何变化?(可以做多次实验进行比较)
答:入射角增大时,折射角也随之增大.
问题4:当光从空气中直射入水中时,光的传播方向会发生变化吗?这时入射角和折射角分别是多少?
答:当光从空气中直射入水中时,光的传播方向不变,沿直线传播.这时入射角和折射角都是0°.
问题5:如果让光逆着折射光线的方向从水中射入空气中,折射光线会逆着原来的入射光线的方向从空气中射出,这种现象说明了什么?
答:说明了折射现象中光路可逆.(必要时可以用玻璃演示同样的实验,和学生再次总结折射规律,将上面结论中的“水”改成“水或其他介质”使结论更具普遍性,并告诉学生入射光线、法线和折射光线也在同一平面内)
问题6:如果光从玻璃中斜射入空气中,折射角和入射角有什么关系?
答:光从空气中斜射入玻璃中时折射角小于入射角,根据折射现象中光路可逆可得:光从玻璃中斜射入空气中时折射角大于入射角.
学点2:生活中的折射现象
【讲解示范:池水变浅】教师通过作图并讲解的方法说明池水变浅、筷子偏折等现象的光学原理.
【学生讨论:水中叉鱼】水中叉鱼时,为什么沿着看到鱼的方向叉鱼叉不到鱼,实际的鱼在看到鱼的位置的什么方位?下列四幅图中能正确解释叉不到鱼的光路图的是?
A B
通过问题使学生学会总结规律.
使实验结论具有普遍性.
194
活动一:探究新知
C D
答:人能看到水中的鱼是因为鱼身上反射的光从水中射入到空气中,再进入人的眼睛.光从水中射入到空气中,折射角大于入射角.人眼看到的鱼其实是折射光的反向延长线会聚形成的虚像,比鱼的实际位置要高,所以正确的光路图是B.
活动二:运用举例
类型一:折射现象的判断
例1.“掬水月在手”“潭清疑水浅”分别属于光的反射和折射现象.
【解析】“掬水月在手”是因为手中掬的水相当于平面镜,月亮因为反射而成像,属于光的反射现象;“潭清疑水浅”是因为光线从水中斜射入空气中时向下偏折,属于光的折射现象.
类型二:折射规律
例2.光从空气中斜射入玻璃中,入射角为 60°,则折射角可能(B).
A.等于 0°B.小于 60°C.等于 60°D.大于 60°
【解析】根据折射规律,光从空气中斜射入玻璃中时折射角小于入射角,入射角是60°,则折射角小于60°.
例3.如图4-4-3所示的是光从玻璃中斜射入空气中时入射光的光路情况,请在图中作出该入射光线的折射光线的大致位置.
通过例题区分光的反射和光的折射的特点.
194
活动二:运用举例
活动二:运用举例
图4-4-3 图4-4-4
【解析】光从空气中斜射入玻璃中时折射角小于入射角,光线靠近法线,由于光路可逆,光从玻璃中斜射入空气中时折射角大于入射角,光线远离法线,故可完成折射光线如图所示.折射作图有一个技巧:不论是光从空气中斜射入其他介质中,还是从其他介质中斜射入空气中,始终都是空气中的光线离法线较远,其他介质中的光线离法线较近,把握这一简单原则再做这类题目就容易多了.
【答案】如图4-4-4所示
类型三:折射的利用
例4.能正确反映水中的筷子看起来向上偏折的光路是(C).
图4-4-5
A B
C D
【解析】
通过例题,巩固所学新知识加深知识的理解和掌握,能解释生活中常见的折射现象.
194
我们能够看见水中的筷子是筷子反射的光线从水中折射到空气中并进入我们的眼睛,故B、D错误;而根据折射规律,当光从水中斜射入空气中时,光线要远离法线,折射角大于入射角,故A错误,C正确.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P20,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.光从空气中斜射入水中等其他介质中时,折射角小于入射角,而且折射角随入射角的增大而增大.光从空气中直射入水中等其他介质中时,传播方向不变.
2.折射现象中光路可逆.
3.常见的折射现象:筷子偏折、池水变浅、钢笔错位、海市蜃楼等.
布置作业
【正式作业】教材P84,“动手动脑学物理”,第1、2、3题
【家庭作业】1.《高效课时通》P54-P55
2.课外阅读P83科学世界《海市蜃楼》
板书设计
板书设计
第4节 光的折射
1.光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会在介质交界处发生偏折,这种现象叫作光的折射.
2.光的折射规律
①折射光线与入射光线、法线在同一平面内;②折射光线和入射光线分居法线两侧;③折射角随着入射角的增大(减小)而增大(减小);④当光从空气中斜射入其他透明介质中时,入射角大于折射角;当光从其他透明介质中斜射入空气中时,入射角小于折射角;⑤当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变.
3.折射现象中光路是可逆的.
4.生活中光的折射现象: 池水变浅,筷子偏折等.
第四章 光现象
第5节 光的色散
课题
光的色散
授课人
知识与技能
1.通过观察自然和生活中的一些现象,了解光的色散现象,知道太阳光是由多种色光组成的.
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教学目标
2.知道色光的三原色,原色光按不同比例混合可以形成丰富的色彩.
3.初步了解太阳光谱和看不见的光,初步认识红外线和紫外线及其作用.
过程与方法
1.通过实验了解太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成的.
2.探究色光的混合,获得有关知识,体验探究的过程和方法.
3.通过收集、交流关于红外线、紫外线的资料,获得处理信息的方法.
情感态度与价值
1.通过探究性物理学习活动,使学生获得成功的喜悦,乐于参加物理学习活动.
2.初步认识科学技术对社会发展和自然环境及人类生活的影响,初步建立可持续发展的意识,有保护人类生存环境的意识.
重难点
重点
光的色散和色光的三原色.
难点
红外线、紫外线及其应用.
教学准备
碘升华和凝华管、开水、冷水、烧杯、樟脑片、旧灯泡、多媒体课件等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
【图片导入】如图4-5-1所示,在“五岳”之首泰山上,历史上曾多次出现“佛光”奇景.据目击者说:“佛光”是一个五彩缤纷的光环,与常见的彩虹色彩完全一样.
图4-5-1
神奇的“佛光”
通过光产生的奇妙现象让学生感知光的神奇,激发学生的探究欲望和学习兴趣.
194
真的是活佛显灵而产生的吗?如果不是佛光普照,那么你知道它形成的科学道理吗?今天就让我们一起解疑这一神秘的现象.
活动一:探究新知
学点1:光的色散
【图片(视频)展示】如图4-5-2所示,雨过天晴,天空有时会出现美丽的彩虹,像一座“彩色的桥”悬挂在半空中,同学们想不想现在就亲自制造出美丽的彩虹呢?
图4-5-2 图4-5-3
【学生分组实验】让一束太阳光照射到三棱镜上,再将从三棱镜折射出的光用白屏承接,如图4-5-3所示.仔细观察实验现象.
【议一议】阅读课文,请结合以上实验现象讨论下面问题:
问题1:首先揭开颜色之谜的是哪国的哪位物理学家?他用的是什么器材?
答:英国物理学家牛顿利用玻璃三棱镜分解了太阳光,首先揭开了颜色之谜.
问题2:什么是光的色散?色散实验中,白屏上形成的彩色光带由上到下依次是哪些颜色?
答:太阳光通过三棱镜被分解成多种颜色的光的现象,叫光的色散;色散实验中,白屏上形成的彩色光带由上到下颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.
问题3:太阳光是单色光吗?
答:太阳光可以被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,所以它不是单色光.
问题4:你能说出生活中色散现象的例子吗?
答:色散现象最典型的例子是彩虹.水面上的油膜、光盘表面也经常发生色散现象.
充分调动学生的兴趣,激起他们动手操作的欲望.培养学生小组合作、交流的能力,通过自己的努力,获得成功,增强信心.
194
活动一:探究新知
(教师可以适当提示补充,必要时还可以让学生观察光盘的色散现象)
学点2:色光的混合
【小实验】用手中的放大镜,观察彩色电视机屏幕(电脑显示器)画面上的各色光条,看看电视屏幕上显现出的丰富多彩的颜色,都是由哪几种色光合成的.(此实验可以安排学生课前在家中完成)
答:由红、绿、蓝三种色光合成.
师:人们发现,红、绿、蓝三种色光按不同比例混合能产生各种色彩,因此把红、绿、蓝三种色光叫作色光的三原色.同学们可以试着利用红、绿、蓝三色光,看看自己都能得到哪些颜色?
【学生实验】分别用不同颜色的透明胶片挡在两只或三只手电筒前面,观察它们射出的光在白墙或白纸上重叠部分的颜色. 看看谁得到的颜色多.(调动学生的积极性,知道三种原色光可以合成各种颜色的光,不必知道合成的细节和规律)
结论:把红、绿、蓝三种色光按一定比例混合能产生各种色光.因此把红、绿、蓝三种色光叫作色光的三原色.
彩色电视机的制成原理:电视屏幕上显现出的画面,有丰富多彩的颜色,都是由红、绿、蓝三种色光合成的.
学点3:看不见的光
【读读议议】阅读《看不见的光》,讨论并回答下面问题:
问题1:什么是可见光谱,它的两端分别是什么颜色?
答:三棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,把它们按这个顺序排列起来,就是可见光谱.可见光谱的两端分别是红色和紫色.
问题2:人们是怎样发现红外线的?我们能看见红外线吗?
通过电视画面颜色的合成知识,体现物理知识的应用价值,增强学生学习兴趣.
让学生在探究中去了解色光合成,体验成功的快乐.
194
活动一:探究新知
活动一:探究新知
答:人们把温度计放在可见光谱红光的外侧,发现温度计的示数上升,说明这里存在辐射,于是就把红光外侧的辐射叫红外线.红外线我们是看不见的.
问题3:红外线典型的特点是什么?有哪些主要的应用?
答:每个物体都向外辐射红外线,而且温度越高,辐射越强,这就是红外线的典型特征.红外线的主要应用有:利用热谱图诊断疾病、红外线夜视仪、红外线摄像(监控)、遥控器、红外线探测火情等.
问题4:紫外线有哪些主要的应用?
答:紫外线能使荧光物质发光,钞票或商标的某些位置用荧光物质印上标记,在紫外线的照射下会发出可见光,因此可以利用紫外线防伪.紫外线能杀死微生物,所以医院和食品店常用紫外线消毒.太阳光是天然紫外线的重要来源,衣服、被子经常在阳光下晾晒可以灭菌消毒.适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D,促进身体对钙的吸收,对骨骼的生长和身体健康有好处.但过量的紫外线照射对人体有害.
问题5:利用遥控器控制电视机时我们会发现遥控器会发出红色的光,这是我们看见的红外线吗?
答:红外线是看不见的,我们看见的红色的光是红光,这其实是遥控器在发出红外线的同时也发出了部分红光.
了解红外线、紫外线的应用,让学生认识物理是有用的,激发学生学好物理的动力.
类型一:光的色散
例1.下列所示的四种光现象中,属于光的色散的是(C).
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活动二:运用举例
活动二:运用举例
A.平面镜中的像 B.路灯下的人影
C.天空中的彩虹 D.“弯折”的铅笔
【解析】平面镜成像是光的反射现象;路灯下的人影是光的直线传播;彩虹是光的色散现象;“弯折”的铅笔是光的折射现象.
类型二:色光的三原色
例2.一束太阳光经过三棱镜折射后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象;在这七种单色光中,红、绿、蓝三种色光被称为光的“三原色”.
类型三:看不见的光
例3.红外线和紫外线的应用非常广泛,下列仪器中,属于利用红外线工作的是(C).
A.灭菌灯 B.医用“B超”
C.夜视仪 D.验钞机
【解析】灭菌灯是利用紫外线杀死微生物的;“B超”是利用超声波诊断疾病的;夜视仪是利用生物夜间温度相对周围环境较高,发出的热辐射相对周围环境较强而发现生物活动的;验钞机是利用紫外线能使荧光物质发光的特性防伪的.故选C.
通过例题加深对知识的理解,巩固所学知识.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P21,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.太阳光通过三棱镜被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光的现象,叫光的色散.
2.光的三原色:红、绿、蓝,可以合成各种色光.
3.看不见的光及其应用
(1)红外线:热谱图、夜视仪、遥控器等;
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(2)紫外线:验钞机、灭菌灯等.
布置作业
【正式作业】教材P87,“动手动脑学物理”,第2、3题
【家庭作业】《高效课时通》P56-P57
板书设计
第5节 光的色散
1.光的色散:太阳光(白光)通过三棱镜被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光的现象.
2.色光的三原色:红、绿、蓝.
3.看不见的光及其应用
(1)红外线:热谱图、夜视仪、遥控器等;
(2)紫外线:验钞机、灭菌灯等.
第五章 透镜及其应用
第1节 透镜
课题
透镜
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解什么是凸透镜,什么是凹透镜.
2.了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用.
3.知道什么是凸透镜的焦点和焦距.
过程与方法
1.通过观察凸透镜和凹透镜的实物及样图,知道两种透镜的构造,培养学生通过观察能抓住事物本质特征、识别不同事物的不同特点的能力.
2.让学生经历从感性到理性的思维飞跃过程.
3通过实验培养学生研究、探索新问题的能力.
情感态度与价值
1.让学生保持对自然界的好奇,初步领略自然界的美妙与和谐.
2.培养学生爱护光学仪器的好习惯.
重难点
重点
探究透镜对光线的作用.
难点
对发散和会聚实质的理解.
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教学准备
教师:多媒体课件、光具座、光源(最好是九孔光源)、焦距不同的凸透镜和凹透镜等.
学生:透镜一组、老花镜、近视镜等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
用冰取火,似乎不可思议,但这绝非谣传.早在我国西汉的《淮南万毕术》中就有关于用冰透镜取火的记载.那么什么是透镜,它对光线有什么作用呢?今天我们就一起学习、了解“透镜”.
通过古代科学成就渗透爱国主义教育.
活动一:探究新知
学点1:凸透镜和凹透镜
【自学辅导】阅读本节《凸透镜和凹透镜》相关内容,回答下面问题:
问题1:什么叫凸透镜?什么叫凹透镜?近视眼镜和远视眼镜分别是什么透镜?
答:中间厚、边缘薄的镜片叫凸透镜;中间薄、边缘厚的镜片叫凹透镜.近视眼镜是凹透镜,远视眼镜是凸透镜.
问题2:初中学习的主要是薄透镜,什么是薄透镜?
答:透镜的厚度远小于球面的半径,这样的透镜叫薄透镜.
问题3:什么叫主光轴?什么叫光心?通过光心的光线具有什么特点?
答:通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴,简称主轴.主光轴上有一个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫作透镜的光心.薄透镜的光心在它的中心上.
学点2:透镜对光的作用
【演示实验】(演示时要拉上窗帘)
1.让平行于透镜主轴的几束光射向凸透镜,观察光通过透镜后的偏折方向(如图5-1-1).
2.让平行于透镜主轴的几束光射向凹透镜,观察光通过透镜后的偏折方向(如图5-1-2).
194
活动一:探究新知
凸透镜使光会聚 凹透镜使光发散
图5-1-1 图5-1-2
师:实验说明了凸透镜和凹透镜对光线分别具有什么作用?它们的别称是什么?
生:凸透镜对光有会聚作用,也叫会聚透镜;凹透镜对光有发散作用,也叫发散透镜.
【做一做】(多选)截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图5-1-3所示.则这个玻璃体(AC).
图5-1-3
A. 可以看作两块凹透镜
B. 可以看作一块凸透镜
C. 对图示光束具有发散作用
D. 对图示光束具有汇聚作用
【解析】判断透镜是凸透镜还是凹透镜,要看构成透镜材料的形状而不是空气的形状,显然玻璃体的中间薄,边缘厚,所以该玻璃体可以看作两个凹透镜,对光线具有发散作用,故选A、C.
学点3:焦点和焦距
【自学辅导】凸透镜的焦点和焦距:
问题1:什么是凸透镜的焦点和焦距?
图5-1-4
加强学生的体验.
凹透镜有两个虚焦点.培养学生的分析能力.
易错题,提醒学生紧抓本质.
194
活动一:探究新知
答:如图5-1-4所示,凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫作焦点(focus),用字母“F”表示;焦点到光心的距离叫作焦距(focal length),用字母“f ”表示.
问题2:凸透镜有几个焦点?它们之间有什么关系?
答:一个凸透镜有两个焦点,它们分居在凸透镜的两侧,两个焦点到凸透镜光心的距离相等,即两个焦距相等.
问题3:凸透镜的会聚能力与焦距有什么关系?
答:凸透镜焦距越小,透镜对光线的会聚作用越强.
【加油站】凹透镜的焦点和焦距:
如图5-1-5所示,凹透镜使平行于主光轴的光线发散,它没有实焦点,但通过凹透镜折射的光反向延长后也可以交在主光轴上的一点,这点是凹透镜的虚焦点.
图5-1-5
类型一:透镜对光线的作用
例1.在森林中旅游时,导游会提醒你不要随意丢弃饮料瓶.这是由于下雨时瓶内灌了雨水后,饮料瓶相当于一个凸透镜(填“凸透镜”或“凹透镜”).太阳出来后,它对光线有会聚作用,可能会引起森林火灾.
【解析】饮料瓶内灌了雨水后,水体中间厚、边缘薄,相当于一个凸透镜.太阳出来后,它对光线有会聚作用,焦点处温度很高,可能引燃可燃物,从而引发森林火灾.
194
活动二:运用举例
活动二:运用举例
类型二:三条典型光线的作图
例2.如图5-1-6所示,将光路图补充完整.
图5-1-6 图5-1-7
【解析】折射光线与主光轴平行,则入射光线过凸透镜焦点.过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变.故光路图如图5-1-7所示.
【答案】如图5-1-7所示
【归纳总结】凸透镜三条典型光线作图:
例3.如图5-1-8所示,请作出这束光线经凹透镜折射后的光路图.
图5-1-8 图5-1-9
【解析】入射光线平行于凹透镜的主光轴,经凹透镜折射后发散,折射光线的反向延长线过凹透镜的虚焦点.故连接入射光线一侧的焦点和折射点,并延长两点的连线,再标出光线的方向,即可完成光路图,如图5-1-9所示.
【答案】如图5-1-9所示
通过例题巩固所学,加深对知识的理解,培养学生的安全意识.
归纳总结便于学生掌握.
194
【归纳总结】凹透镜三条典型光线作图:
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P22,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜;中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜.
2.凸透镜对光线有会聚作用;凹透镜对光线有发散作用.
3.凸透镜焦距越小,透镜对光的会聚作用越强.
布置作业
【正式作业】教材P93,“动手动脑学物理”,第1、3、4题
【家庭作业】《高效课时通》P63-P64
板书设计
第1节 透镜
1.透镜的分类.
凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜.
凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜.
2.透镜对光的作用.
凸透镜对光线有会聚作用.
凹透镜对光线有发散作用.
3.焦点和焦距
图5-1-10
凸透镜焦距越小,透镜对光的会聚作用越强.
194
第五章 透镜及其应用
第2节 生活中的透镜
课题
生活中的透镜
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解透镜在日常生活中的应用;了解照相机、投影仪、放大镜的成像特点.
2.能简单描述凸透镜成实像与成虚像的主要特征.
过程与方法
通过制作和观察透镜,使学生在头脑中形成透镜及其成像的丰富、具体的感性认识.
情感态度与价值
1.通过模拟照相机的制作和使用,获得成功的愉悦.
2.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.
3.初步建立科学技术应用于实际的意识.
重难点
重点
凸透镜成像的几种情况的主要特征,物距与像距的大小比较.
难点
凸透镜成像的作图,利用作图理解实像和虚像.
教学准备
多媒体课件、照相机、投影仪、放大镜、硬纸板、凸透镜、半透明塑料薄膜、毛玻璃等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
节日家人团聚或外出旅游时,总要用照相机(手机)拍出美丽的照片作纪念.上课时,我们经常用到投影仪,观察物体细节时有时还要用到放大镜.照相机、投影仪和放大镜的主要部件都是透镜.你想了解它们吗?今天我们走进透镜的世界,来认识照相机、投影仪和放大镜.
通过透镜在生活中的应用引入课题,使课题的引入水到渠成,展示物理学的实用性.
194
活动一:探究新知
学点1:照相机
【阅读讨论】阅读课本“照相机”相关内容,回答下面问题.
问题1:照相机的镜头相当于什么透镜?
答:凸透镜.
问题2:我们平常用照相机照相时,物体离镜头的距离和像离镜头的距离有什么关系?像是放大的还是缩小的,正立的还是倒立的?
答:照相机照相时,物体离镜头的距离比较远,像离镜头的距离比较近;照相机成的是缩小的、倒立的像.
【议一议】问题:照相机由照远处物体的像到照近处物体的像,胶片离凸透镜的距离怎样变化?像的大小怎样变化?
图5-2-1
答:照相机由照远处物体到照近处物体,胶片离凸透镜的距离变大,像也变大.
总结:照相机的镜头相当于一个凸透镜.来自物体的光经过照相机镜头后会聚到胶卷上,形成一个倒立、缩小的像.(板书)
学点2:投影仪
【演示实验】阅读课本P95“投影仪”相关内容,回答问题.
【读一读想一想】问题1:投影仪的镜头相当于什么透镜?
答:投影仪的镜头相当于凸透镜.
问题2:投影仪工作时,像与投影片(物体)谁离镜头比较近?像是倒立的还是正立的?放大的还是缩小的?
自学辅导,提高阅读能力.
194
活动一:探究新知
答:投影片(物体)离投影仪镜头比较近,像是放大、倒立的.现在会议室、教室用的投影仪(教材P95图5.2-4),常与电脑相连,电脑上的字或图通过投影仪被放大,原理和上页说的照相机类似.
学点3:放大镜
【做一做】
手拿一只放大镜,先观察放大镜是凸透镜还是凹透镜,再把放大镜放在眼睛和课本之间靠近课本的位置,适当调节放大镜与课本的距离,文字成清晰的像时,观察文字是正立的还是倒立的?被放大了还是缩小了?
【说一说】问题1:放大镜是凸透镜还是凹透镜?
答:凸透镜.
问题2:使用放大镜“放大”物体时成的是倒立的像还是正立的像?此时放大镜离物体的距离远还是近?
答:放大镜成的是正立、放大的像.使用放大镜时放大镜离物体的距离要近.
学点4:实像与虚像
【读一读 议一议】问题1:照相机、投影仪、放大镜和平面镜中,哪些成的是实像?哪些成的是虚像?
答:照相机和投影仪成的是实像;放大镜和平面镜成的是虚像.
问题2:实像和虚像有什么不同?
答:实像是由实际光线会聚而成的,能用光屏承接,或使胶片感光;虚像不是由实际光线会聚而成的,而是由光的直线传播引起的错觉,让人感到光是从虚像处发出的(虚像其实是实际光线的反向延长线的交点),所以虚像不能被光屏承接,也不能使胶片感光.
【画一画】如图5-2-2所示,请作出由烛焰上S点发出的两条光线经过凸透镜后的折射光线,并作出发光点S的像点S′(F是凸透镜的焦点,O是凸透镜的光心,光线SP平行于主光轴).
培养观察、比较的能力,为后面分析凸透镜动态问题打下实验基础.
194
活动一:探究新知
图5-2-2 图5-2-3
答:如图5-2-3所示
在学新知的同时巩固凸透镜三条典型光线的作图.
活动二:运用举例
类型一:照相机
例1.二维码在现代生活中随处可见.我们能看见二维码是由于光在二维码图案上发生了反(填“反”或“折”)射;用手机扫描二维码时,手机的镜头相当于凸透镜,二维码图案通过手机镜头成实像.
【解析】我们能看见二维码是由于光在二维码图案上发生了反射,反射的光线进入人的眼睛;手机的镜头相当于凸透镜,二维码反射的光经过摄像头后,成倒立、缩小的实像.
类型二:投影仪
例2.东营市开展了“红色电影进社区”活动,受到居民好评.电影放映机的镜头相当于一个凸透镜(填“凸透镜”或“凹透镜”),电影放映时在银幕上形成的是倒立、放大的实像.
【解析】电影放映机和投影仪类似,所以其镜头也是凸透镜,成的是倒立、放大的实像.
类型三:放大镜
例3.清晨,草地或树叶上的露珠下面的叶脉看起来比实际大,这是因为露珠相当于放大(凸透)镜,我们看到的是正立、放大的虚像.
【解析】露珠中间厚边缘薄,是凸透镜,又因为离叶脉很近,所以是放大(凸透)镜,因此我们看到的是正立、放大的虚像.
类型四:实像与虚像
例4.下列情况中成实像的是(D).
A.水中垂柳的倒影 B.人看到水中的游鱼
通过个别题巩固新知识,加深对透镜的认识.
194
活动二:运用举例
C.放大镜下的字 D.电影屏幕的风景
【解析】水中垂柳的倒影是平面镜成像现象,是虚像;人看到水中游鱼是光的折射所成的虚像;看到放大镜下的字是正立、放大的虚像;电影屏幕相当于光屏,像能够成在屏幕上,是实像.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P23,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.照相机:倒立、缩小的实像,物体离镜头较远.
2.投影仪:倒立、放大的实像,物体离镜头较近.
3.放大镜:正立、放大的虚像,物体离凸透镜近.
4.实像:实际光线会聚而成,能用光屏承接.
5.虚像:实际光线的反向延长线会聚而成,不能用光屏承接.
布置作业
【正式作业】教材P96“动手动脑学物理”,第1、2题
【家庭作业】《高效课时通》P65-P66
板书设计
板书设计
第2节 生活中的透镜
1.照相机、投影仪和放大镜
2.实像与虚像:
实像:实际光线会聚而成,能用光屏承接.
虚像:实际光线的反向延长线会聚而成,不能用光屏承接.
第3节 凸透镜成像的规律
课时1 探究凸透镜成像的规律
课题
凸透镜成像的规律1(探究规律)
授课人
1.了解凸透镜的成像规律.
194
教学目标
知识与技能
2.知道凸透镜成放大或缩小、实像或虚像、倒立或正立的条件.
过程与方法
1.通过对凸透镜成像现象的观察分析,用列表的方法总结出凸透镜成像规律.
2.归纳出凸透镜成放大或缩小、正立或倒立、实像或虚像的条件.
情感态度与价值
1.通过探究活动,激发学生的学习兴趣,使学生乐于观察自然现象和日常生活中的物理现象,勇于实验探究日常生活现象中的物理学规律.
2.培养学生参与观察、试验、制作的兴趣.
重难点
重点
对凸透镜成像规律的探究和理解掌握.
难点
通过探究获得凸透镜成像的规律.
教学准备
多媒体课件、光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
上节课我们学习了照相机、投影仪和放大镜的知识,它们都是利用凸透镜成像原理工作的.它们所成的像有放大的,有缩小的,有正立的,有倒立的,有实像,还有虚像.同学们想知道凸透镜到底都能成哪些像,成这些像各自需要的条件是什么吗?我们今天就一起通过实验来探究凸透镜成像的规律.
以照相机、投影仪、放大镜的成像特点不同引出对凸透镜成像规律的探究,从生活走向物理,激发学生兴趣.
学点1:凸透镜成像实验
【猜想与假设】
师:通过上节课的学习,请同学们猜一猜凸透镜成像的虚实、大小、正倒可能与什么有关?
194
活动一:探究新知
生:使用照相机时,物体离凸透镜的距离较远,成倒立、缩小的实像;使用投影仪时,物体离凸透镜的距离较近,成倒立、放大的实像;使用放大镜时,物体离凸透镜的距离较近,成正立、放大的虚像.据此猜想凸透镜成像的虚实、大小、正倒可能与物体与凸透镜之间的距离有关.
师:很好,我们把物体与凸透镜之间的距离叫物距,同时把像与凸透镜之间的距离叫像距.凸透镜成像的虚实、大小、正倒确实与物距有关,但是同时还和凸透镜的焦距有关,其实更确切地说是与物距和焦距的关系有关,今天老师就带领同学们一起探究这一问题.
【设计实验】
师:今天我们来探究烛焰通过凸透镜的成像规律,实验中烛焰、凸透镜、光屏应该处于同一直线上,而且三者的中心要大致在同一高度,同学们能简单说下原因吗?
答:通过光心的光线传播方向不变,沿直线传播,而像是光线的实际会聚点,也必然在这条直线上,所以像点、透镜的光心、物点必然在同一直线上,因此实验中要求烛焰、凸透镜、光屏应该处于同一直线上.基于同样的原因,三者中心在同一高度时,可以使像成在光屏中央.
师:正是因为这个原因,为了便于实验,我们在光具座上进行实验.大家说说,实验中应该把谁放在光具座的中间?
生:凸透镜,因为成实像时物体和像分别位于凸透镜的两侧.
师:实验时我们可以把凸透镜放在光具座的中间,分别使蜡烛位于凸透镜的2倍焦距之外、1倍焦距到2倍焦距之间和1倍焦距之内这三个位置区间,观察像的特点.我们都需要观察像的哪些特点?
生:正倒、大小、虚实.
师:观察虚像时眼睛应该在以凸透镜为界的蜡烛一侧还是光屏一侧?为什么?
基于培养学生能力的考虑和为了体现学生的主体作用,猜想假设、实验设计尽量发挥学生的作用.当然,如果学生不能完成,教师可以予以提示、指导或者解释说明.
设计实验的过程中涉及了实验中应该注意的细节,是为了学生在后面便于操作,少走弯路.
194
活动一:探究新知
答:眼睛应该在光屏一侧,因为光通过凸透镜发生折射进入光屏一侧,所以只能在光屏一侧朝向凸透镜观察像.
师:同学们回答的非常好,下面请先设计一个表格然后进行实验.
【进行实验】选用焦距为10 cm的凸透镜进行实验,并记录相关现象和数据.(学生一边实验,教师一边巡回指导)
(成实像时,教师可以在完成成像实验后有意让学生用手指触摸凸透镜或让学生用纸板挡住凸透镜的一部分,再让学生观察凸透镜的成像情况,并与未触摸或挡纸板前的成像情况进行比较)
【实验数据】
凸透镜成像像距与物距关系(f=10 cm)
(此表数据为预设数据,真实数据以学生实验为准)
【实验结论】引导学生通过对数据分析得出结论:
当u>2f时,成倒立、缩小的实像,此时f<v<2f;
当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,此时v>2f;
当u<f时,成正立、放大的虚像.
学点2:凸透镜成像规律
【做一做】试着通过作图,看看我们上面实验得出的结论和作图得出的结果是不是一致.
1.如图5-3.1-1所示,当u>2f时,成倒立、缩小的实像,此时f<v<2f.
这样做是为了通过实验达到解疑的目的(课本P99“动手动脑学物理”第5题和相关考题、习题是难点,学生难以理解,实验解法可以化难为易).
得出结论,培养学生分析数据得出结论的能力.
194
活动一:探究新知
活动一:探究新知
图5-3.1-1 图5-3.1-2
2.如图5-3.1-2所示,当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,此时v>2f.
3.如图5-3.1-3所示,当u<f时,成正立、放大的虚像.
图5-3.1-3
学生还可以作物体在2倍焦距和焦距处的成像图,进一步完善结论:
如图5-3.1-4所示,当u=2f时,成倒立、等大的实像,此时v=2f.2倍焦距处为成实像大小的分界点.
如图5-3.1-5所示,当u=f时,不成像.焦点为成像虚实的分界点.
图5-3.1-4 图5-3.1-5
固凸透镜三条典型光线的作图,从作图得出凸透镜成像的特点,进一步加深学生印象.
194
活动二:运用举例
类型一:探究凸透镜成像
例1.小明用一个焦距为10 cm的凸透镜探究凸透镜成像规律,实验如下:
图5-3.1-6
(1)探究凸透镜成像规律时,应调节烛焰中心、凸透镜光心与光屏中心在同一高度上.
(2)当装置如图甲所示时,烛焰在光屏上所成的清晰的像是倒立、缩小的实像,那么光屏离凸透镜的距离可能是B(填序号).
A.26 cm B.16 cm C.6 cm
(3)实验中蜡烛在原来的位置越烧越短,则像在光屏上的位置会往上移(填“往下移”“不变”或“往上移”).
(4)在图甲的成像实验中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则烛焰的成像情况是(C).
A.只能成上半部分 B.只能成上下部分 C.仍完整
(5)若将印有字母“F”的纸片(图乙)放在离凸透镜6 cm的地方,我们能看到的清晰的像是图丙中的A(填序号).
【解析】(1)为了使像成在光屏的中央,实验前应调整烛焰、透镜与光屏三者的中心在同一高度上.(2)由图可知,物距大于像距,所以像是倒立、缩小的实像,故此时物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,故光屏离凸透镜的距离要大于10 cm、小于20
194
活动二:运用举例
活动二:运用举例
cm,选B.(3)因为过光心的光线传播方向不变,所以成像时烛焰、光屏、透镜三者的中心在同一直线上,当蜡烛由于燃烧逐渐变短时,烛焰下移、光心不变,光屏上的像就逐渐向上移动.(4)烛焰上某点发出的每条光线通过凸透镜最终都会会聚于相应的像点,所以只要凸透镜没有被完全挡住,烛焰在光屏上的像始终都是完整的,但是因为部分光线被挡,像会变暗.故选C.(5)若将印有字母“F”的纸片放在离凸透镜6 cm的地方,这时物距小于焦距,此时凸透镜成正立、放大的虚像,故选A.
类型二:凸透镜成像规律
例2.在探究凸透镜成像特点实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图5-3.1-7所示,此时能在光屏上看到烛焰清晰的像,若保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10 cm,调节光屏位置,可在光屏上看到(A).
图5-3.1-7
A.缩小的实像 B.放大的实像
C.缩小的虚像 D.放大的虚像
【解析】图中物距和像距相等,成的是倒立、等大的实像.这时物距和像距都是焦距的2倍,此时物距是20 cm,所以可得凸透镜的焦距是10 cm.将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10 cm,则物距为30 cm,大于2倍焦距,所以成的是倒立、缩小的实像,故选A.
运用例题使学生进一步熟悉凸透镜的成像规律,加深理解、灵活运用.
进阶训练,帮助学生进一步掌握凸透镜成像的规律.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P24,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.当u>2f时,成倒立、缩小的实像,此时f<v<2f.
2.当u=2f时,成倒立、等大的实像,此时v=2f.
3.当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,此时v>2f.
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4.当u<f时,成正立、放大的虚像.
布置作业
【正式作业】教材P99“动手动脑学物理”,第2、4、5题
【家庭作业】《高效课时通》P69-P70
板书设计
第3节 凸透镜成像的规律
课时1 探究凸透镜成像的规律
第3节 平面镜成像
课时2 凸透镜成像规律的应用
课题
凸透镜成像的规律2(规律应用)
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解凸透镜成像的动态规律.
2.会运用凸透镜成像规律解释一些简单的物理现象.
过程与方法
通过实验得出凸透镜成像的一些动态规律.
情感态度与价值
1.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.
2.密切联系实际,提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识.
重难点
重点
利用凸透镜成像规律解释照相机、投影仪、放大镜等应用.
难点
利用凸透镜成像规律分析较复杂的问题.
教学准备
多媒体课件、光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴等.
194
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
上节课我们探究了凸透镜成像的规律,同学们能把凸透镜的成像规律与我们第一节中学习的照相机、投影仪和放大镜联系起来吗?
提出问题和任务,明确学习目的.
活动一:探究新知
活动一:探究新知
学点1:凸透镜成像规律的应用
师:请同学们回顾一下上节课我们探究得到的凸透镜成像规律,再想想照相机、投影仪、放大镜等的成像特点,把照相机、投影仪和放大镜分别填入表格中相应的应用栏.
凸透镜成像规律及其应用
物距成像性质像距应用u>2f倒立、缩小的实像2f>v>f照相机u=2f倒立、等大的实像v=2f测量焦距2f>u>f倒立、放大的实像v>2f投影仪u=f不成像探照灯u<f正立、放大的虚像放大镜
学点2:凸透镜成像的动态规律及应用
师:我们在使用照相机、投影仪、放大镜时,往往还涉及要使像变大或变小等问题,这就需要进一步探究凸透镜成像的动态规律来解决这些问题.下面请同学们利用上节课的实验器材继续探究下面的问题,并讨论得出结论.
【学生实验】实验并讨论得出问题的答案.
问题1:当凸透镜成实像时,使物体靠近凸透镜,光屏要如何移动才能使像更清晰,这时像变大还是变小了?像距是如何变化的?
填表提升学生的分析、对比能力.
课本中没有专门提出动态规律,但是中考经常考,这里通过实验让学生自己总结得出规律,便于加深学生的印象.
194
活动一:探究新知
答:当凸透镜成实像时,使物体靠近凸透镜,光屏要远离凸透镜,这时像变大,像距也变大.
问题2:当凸透镜成虚像时,使物体靠近凸透镜,从光屏一端透过凸透镜观察像,这时像变大还是变小?像距是如何变化的?
答:当凸透镜成虚像时,使物体靠近凸透镜,像也靠近凸透镜,这时像变小,像距也变小.
问题3:实像和虚像共同的变化规律是什么?
答:物体越靠近焦点,像越大,像距越大.
问题4:关于凸透镜成像及其动态变化的规律,你能自编一段口诀帮助记忆吗?
答:一倍焦距分虚实,二倍焦距看大小;
实像倒立在两侧,虚像正立在同侧;
要使实像再变大,物体需得近焦点.
【议一议】
老奶奶用放大镜看报纸时,为了看到更大、更清晰的字,她应该怎么做?
答:放大镜成的是虚像,要使字变大,应该增大物距,所以在报纸和眼睛不动的情况下,可以把放大镜适当远离报纸.
体现理论联系实际.
活动二:运用举例
类型一:凸透镜成像规律的应用
例1.用一个焦距为10 cm的放大镜来观察邮票细节,放大镜与邮票的距离应(C).
A.大于20 cm B. 等于10 cm
C.小于10 cm D. 在10 cm与20 cm之间
【解析】放大镜是利用物体在凸透镜焦距之内成正立、放大的虚像来工作的,所以用放大镜观察邮票细节,放大镜与邮票的距离应小于凸透镜的焦距,即小于10 cm,故选C.
类型二:凸透镜动态成像规律及应用
194
活动二:运用举例
例2.如图5-3.2-1所示,小强在做凸透镜成像实验时,他得到以下结论,你认为正确的是(C).
图5-3.2-1
A.蜡烛置于c点时,在光屏上能成一个放大的像
B.蜡烛置于b点时,在光屏上能成一个倒立缩小的像
C.蜡烛从a点向b点移动,光屏上的像逐渐变大
D.蜡烛从b点向左移动,光屏上的像逐渐变大
【解析】蜡烛置于c点时,物距小于焦距,成的是虚像,虚像不能呈现在光屏上,故A错误;蜡烛置于b点时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像,故B错误;蜡烛从a点向b点移动,由于此时的物距始终大于焦距,成实像,物距减小,像距变大,光屏上的像逐渐变大,故C正确;蜡烛从b点向左移动,物距增大,像距减小,光屏上的像逐渐变小,故D错误.故选C.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P25,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.凸透镜成像规律及其应用(见板书设计).
2.凸透镜成像动态变化规律:像要变大,物体需向焦点方向移动(实像物距减小、虚像物距增大),这时像距都变大、像变大.
布置作业
【正式作业】教材P99“动手动脑学物理”,第1、6题
【家庭作业】《高效课时通》P71-P72
第3节 凸透镜成像的规律
课时2 凸透镜成像规律的应用
1.凸透镜成像规律及其应用
194
板书设计
板书设计
2.动态变化规律:
实像:物距越小、像距越大,像越大.
虚像:物距越大,像距越大,像越大.
总结:物体越靠近焦点,像距越大、像越大.
第五章 透镜及其应用
第4节 眼睛和眼镜
课题
眼睛和眼镜
授课人
教学目标
知识与技能
1.了解眼睛的构造和成像的原理.
2.了解近视眼和远视眼的成因及其矫正方法.
过程与方法
1.尝试应用已知的透镜对光线的作用和凸透镜成像规律等科学知识来解决与眼睛和眼镜相关的问题,获得初步的分析能力.
2.通过对近视眼、远视眼的成因以及矫正方法的比较,体验和感悟比较是研究问题、解决问题常常采取的一种方法.
情感态度与价值
1.初步养成学物理、用物理的习惯,增强学生将科学技术应用于日常生活的意识.
2.养成良好的爱眼、护眼习惯.
重难点
重点
近视和远视的形成与矫正.
难点
眼睛的自我调节,矫正视力的探究.
教学准备
多媒体课件、光具座、焦距不同的凸透镜、作为眼镜镜片的凸透镜和凹透镜等.(没有课件的话需要有眼球模型)
194
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
【课件展示】单独展示黄山日出、黄果树瀑布、庐山雾景、探月卫星的发射和运动员在国际比赛中获得金牌等图片.然后展示一张多图图片,故意使视力有问题的同学看不清.
同学们,我们是通过眼睛看清这些美丽、激动人心的图片的,那么眼睛是如何看到周围的物体的呢?有些同学看不清最后这幅多图图片,可能是因为他们近视了,那么近视眼是怎样形成的,又该如何矫正呢?今天我们一起走进《眼睛和眼镜》.
展示祖国的美好河山、近年来科技的飞速发展和运动员为国争光等图片,是物理课堂渗透爱国主义教育的体现.
活动一:探究新知
学点1:眼睛
1.眼睛的结构
【课件(挂图)展示】
看课件,了解眼睛的主要结构.
图5-4-1
2.眼睛的调节
【读一读议一议】
问题1:对照眼睛的结构图思考:人眼的成像和照相机、投影仪与放大镜中的哪个类似?图中哪部分相当于凸透镜?哪部分相当于光屏?人眼成像的特点是什么?
如果学生不能理解人眼为何成倒立、缩小的实像,可以告诉学生我们之所以感到像是正立的,是因为图像信息经过了视神经和大脑的处理加工.
194
活动一:探究新知
答:人眼的成像与照相机类似.图5-4-1中的晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,视网膜相当于光屏.和照相机一样,人眼成的是倒立、缩小的实像.
问题2:人眼既能看清近处的物体,也能看清远处的物体,眼睛是如何进行自我调节的?
答:当物体离眼睛比较远时,如果眼球的形状不变,物距增大像距会减小,像会成在视网膜前,所以这时需要放松睫状体,使晶状体变薄以减弱对光线的会聚能力,像就会成于视网膜上.当物体离眼睛比较近时,如果眼球的形状不变,物距减小像距会增大,像会成在视网膜后,所以这时需要睫状体收缩,使晶状体变厚,对光线的会聚能力变强,像就会成于视网膜上.
【动画演示】动画显示眼睛的调节,让学生重点观察物体的远近和晶状体的变化情况.
3.近点、远点和明视距离
【读一读说一说】
问题1:什么是近点?什么是远点?正常眼睛的近点和远点分别在哪里?
答:依靠眼睛调节能看清的最近和最远的两个极限点分别叫近点和远点.正常眼睛的近点在离眼睛大约10 cm处,远点在无限远.
问题2:什么叫明视距离?正常眼睛的明视距离是多大?我们平时看书眼睛与书本的距离应该是多少?
答:正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离,叫明视距离.正常眼睛的明视距离大约是25 cm.我们读书时眼睛与书本的距离应该保持在25 cm左右.
学点2:近视眼及其矫正
1.近视的形成
【教师讲解】眼球在前后方向上太长(先天原因)或晶状体太厚(长时间的近距离看书使眼睛始终处于紧张状态等),对光线的会聚能力变强,像成在了视网膜的前面.
眼睛的调节是本节的难点,要注意引导学生通过凸透镜成像的规律进行分析.
动画演示使过程更直观,更便于学生理解.
194
活动一:探究新知
2.近视眼的矫正
【想一想 填一填】
近视眼对光的会聚能力比较强,看远处物体时像成在视网膜的前面.要使远处物体的像成在视网膜上,我们应该减弱它对光的会聚作用,所以要用对光线具有发散作用的凹透镜进行矫正,这样就可以使像远离晶状体成在视网膜上.
3.近视的预防
教师先简介形成近视眼的一些不良习惯和预防近视应该注意的一些问题(例如不躺着看书,不走路看书,不在光线太强或太暗的地方看书,学习、看电视等1 h左右要适当休息或远望,读书、写字姿势要正确,坚持认真做眼保健操等),然后让学生结合实际谈谈预防近视应该怎么办.
学点3:远视眼及其矫正
1.远视眼的形成和矫正
【读一读填一填】阅读相关课文,根据提示完成填空:
(1)远视的形成:晶状体太薄或眼球在前后方向上太短,折光能力太弱,使像成在视网膜的后面.
(2)远视眼矫正的猜想:
远视眼对光的会聚能力比较 弱 ,看近处物体时像成在视网膜的后 面.要使近处物体的像成在视网膜上,我们应该增强 它对光的会聚作用,所以要用对光线具有会聚作用的凸透镜进行矫正,这样就可以使像靠近晶状体成在视网膜上.
2.近视眼与远视眼的比较
(可以只给出表头,让学生填表,最后点拨完善)
培养学生自己分析、解决问题的能力.
学以致用,培养学生良好的用眼习惯.
194
活动一:探究新知
活动二:运用举例
类型一:近视眼及其矫正
例1.如图5-4-2是某人眼睛看物体时的成像示意图,则他的视力情况及矫正需要选用的透镜分别是(D).
图5-4-2
A.远视眼 凸透镜 B.远视眼凹透镜
C.近视眼 凸透镜 D.近视眼凹透镜
【解析】图中像成在了视网膜的前方,所以他是近视眼,而近视眼是因为晶状体折光能力太强使像成在视网膜的前方造成的,应配戴发散透镜(凹透镜)加以矫正.故选D.
类型二:远视眼及其矫正
例2.如图5-4-3是杨大爷眼睛看物体时的成像情况,则他的眼睛类型及矫正需要选用的透镜分别是(D).
通过例题巩固所学,加深对知识的理解,培养学生的安全意识.
194
活动二:运用举例
图5-4-3
A.近视眼 凸透镜 B.远视眼 凹透镜
C.近视眼 凹透镜 D.远视眼 凸透镜
【解析】图中像成在视网膜后,所以是远视眼.远视眼是因为晶状体对光线的偏折能力太弱造成的,所以应该用对光线具有会聚作用的凸透镜进行矫正.故选D.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P26,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.眼睛相当于照相机,景物在视网膜上成的是倒立、缩小的实像.
2.近视眼是因为晶状体的折光能力太强,使远处物体的像成在视网膜前,应该用对光线具有发散作用的凹透镜进行矫正.
3.远视眼是因为晶状体的折光能力太弱,使近处物体的像成在视网膜后,应该用对光线具有会聚作用的凸透镜进行矫正.
布置作业
【正式作业】教材P102“动手动脑学物理”,第1、2、4题
【家庭作业】《高效课时通》P73-P74
板书设计
第4节 眼睛和眼镜
1.眼睛:
相当于照相机,成倒立、缩小的实像.
通过调节晶状体的厚度使远近物体的像都能成在视网膜上.
2.近视眼及其矫正:
近视眼是由于晶状体的折光能力太强,远处物体的像成在视网膜前,用凹透镜进行矫正.
3.远视眼及其矫正:
远视眼是由于晶状体的折光能力太弱,近处物体的像成在视网膜后,用凸透镜进行矫正.
第五章 透镜及其应用
194
第5节 显微镜和望远镜
课题
显微镜和望远镜
授课人
教学目标
知识与技能
了解显微镜和望远镜的结构和原理.
过程与方法
1.培养学生综合运用所学知识的能力.
2.通过阅读相关资料,培养学生从多途径进行学习的能力.
情感态度与价值
1.让学生了解望远镜和显微镜的发展历程,体验科学的伟大力量,产生与发达国家进行科技竞争的愿望.
2.通过对我国航天事业的了解,增强学生的爱国意识.
重难点
重点
了解显微镜、望远镜的基本结构和原理.
难点
利用凸透镜成像规律理解显微镜和望远镜的原理.
教学准备
多媒体课件、光具座、焦距不同的凸透镜、作为眼镜镜片的凸透镜和凹透镜等.(没有课件的话需要有眼球模型)
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
显微镜和望远镜的成像原理是怎样的呢?同学们想不想自己制作一台显微镜或望远镜呢?今天我们就一起简单地了解一下显微镜和望远镜的基础知识.
活动一:探究新知
学点1:显微镜
【读一读议一议】读课本《显微镜》部分,并对照显微镜的结构图(图5-5-1所示)讨论下面问题:
图5-5-1
自主学习,发挥学生主体作用.
194
活动一:探究新知
问题1:什么叫目镜?什么叫物镜?显微镜的目镜和物镜分别是什么透镜?
答:靠近眼睛的透镜叫目镜,靠近被观察物体的透镜叫物镜.显微镜的目镜和物镜都是凸透镜.
问题2:显微镜的物镜和目镜各起什么作用?显微镜最终成的是什么性质的像?
答:显微镜的物镜相当于一个投影仪,目镜相当于一个放大镜.被观察的物体经物镜成放大、倒立的实像,被目镜再次放大.经两次放大后,我们就可以看清肉眼看不见的小物体了.所以物体经过显微镜最终成的像相对于原物体而言,是倒立、放大的虚像.
【练一练】利用显微镜观察细胞的结构(根据时间和器材情况确定是否进行).
【总结】
显微镜的成像原理:被观察的物体先经物镜成放大的实像(相当于投影仪的作用),再经目镜成放大的虚像(相当于放大镜的作用).
学点2:望远镜
【读一读议一议】阅读课本《望远镜》部分,并对照望远镜的结构图(图5-5-2所示)讨论下面问题:
问题1:课本中这种望远镜的目镜和物镜分别是什么透镜?
图5-5-2
答:靠近眼睛的透镜叫目镜,靠近被观察物体的透镜叫物镜.课本中这种望远镜的目镜和物镜都是凸透镜.
问题2:课本中这种望远镜的物镜和目镜分别起什么作用,通过望远镜最终看到的像具有什么性质?
培养学生自己分析、解决问题的能力.
194
活动一:探究新知
答:望远镜的物镜相当于一个照相机,目镜相当于一个放大镜.因为物距很大,所以被观察的物体经物镜成一个靠近焦点的缩小很多的实像,虽经目镜放大,最终还是变成了倒立、缩小的虚像.
问题3:既然望远镜最终成的是缩小的像,为什么我们却感觉像变大了?
答:缩小的像是相对于原来物体而言的,而不是相对于我们肉眼看到的物体而言的.望远镜所成的像虽然变小,但是人眼离像的距离相对于原来物体大大减小,像的视角变大了,就显得像大了.这与我们看同一物体在远处看显得小而在近处看显得大是同一个道理.
【总结】望远镜的成像原理:物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像(相当于照相机),再经目镜成放大的虚像(相当于放大镜的作用),用来把这个像放大.
学点3:探索宇宙
【自学辅导】
问题1:第一个把望远镜用于天文探索的是谁?他在天体研究方面的主要贡献是什么?
答:第一位把望远镜指向天空的是意大利物理学家伽利略.1609年,伽利略用自制的望远镜观察天体,以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”.他还第一个观察到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山.
问题2:万有引力定律是谁首先发现的,人们用它预测了哪个行星的存在?
答:1846年,科学家根据牛顿发现的万有引力定律,猜想天王星外还存在一颗未知行星,并计算出了这颗行星的运动轨道.不久,人们用望远镜在预测位置发现了这颗行星,它被命名为“海王星”.
【加油站】中国航天标志性事件:
视角问题是个难点,为避免学生不懂,教师要尽量讲得通俗易懂.
增加课本没有的我国宇宙探索的相关内容,促使学生了解我国航天事业发展,激发爱国热情.
194
活动一:探究新知
1970年,中国第一颗人造卫星——东方红一号成功升空.
2003年,神舟五号载人飞船成功升空,杨利伟成为我国太空第一人.
2007年,嫦娥一号成功奔月.
2011年,天宫一号成功发射.
2019年1月,嫦娥四号在月球背面成功着陆.
活动二:运用举例
类型一:显微镜
例1.在玻璃板下放置一个用眼睛看不清楚的小物体,把一滴水滴在小物体正上方的玻璃板上,如果还看不清小物体,再拿一个凸透镜位于水滴正上方,调节透镜与水滴间的距离,就能看清玻璃板下的小物体.此时看到的是小物体的倒立(填“正立”或“倒立”)、放大的(填“放大”或“缩小”)虚像(填“实”或“虚”),这个组合与显微镜(填“望远镜”或“显微镜”)的原理相同.
【解析】因为小水滴中间比边缘厚,所以小水滴就相当于一个凸透镜,小物体在凸透镜的一倍焦距到二倍焦距之间,成倒立、放大的实像;拿一个凸透镜位于水滴的上方,小水滴相当于显微镜的物镜,物体成一个倒立、
放大的实像,凸透镜相当于显微镜的目镜,再次把实像放大,最终成的是倒立、放大的虚像,它们的共同作用相当于显微镜.
类型二:望远镜
例2.天文学家借助望远镜(填“显微镜”或“望远镜”)观察遥远的天体,该镜的目镜的作用和放大镜相同.
【解析】观察遥远的天体需要利用望远镜,望远镜的目镜和放大镜作用相同,成的是正立、放大的虚像.
类型三:探索宇宙
例3.下列说法正确的是(C).
通过例题巩固所学,加深印象.
194
活动二:运用举例
A.太阳是宇宙的中心
B.牛顿是第一个利用望远镜观察天体的人
C.地球是太阳系中的行星之一
D.中国发射的第一颗人造卫星是神舟一号
【解析】太阳随银河系一起运动,太阳不是宇宙的中心,A错误;伽利略是第一个利用望远镜观察天体的人,B错误;太阳系有八大行星,地球是靠近太阳的第三颗行星,C正确;中国发射的第一颗人造卫星是东方红一号,D错误.故选C.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P27,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.显微镜的成像原理:被观察的物体先经物镜成倒立、放大的实像(相当于投影仪的作用),再经目镜成倒立、放大的虚像(相当于放大镜的作用).
2.望远镜的成像原理:物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像(相当于照相机),再经目镜成倒立、放大的虚像(相当于放大镜的作用).
布置作业
【正式作业】教材P106“动手动脑学物理”,第1题
【家庭作业】《高效课时通》P75-P76
板书设计
第5节 显微镜与望远镜
1.显微镜与望远镜
2.探索宇宙
伽利略首先利用望远镜观察天体.
科学家们根据牛顿发现的万有引力定律预测了海王星的存在.
宇宙中有很多星系,银河系只是其中之一,太阳是银河系的一颗普通恒星,地球是太阳系的八大行星之一.
第六章 质量与密度
第1节 质量
194
课题
质量
授课人
教学目标
知识与技能
1.知道质量的概念及其单位.
2.通过实际操作,掌握天平的使用方法,学会测量固体和液体的质量.
3.理解质量是物质本身的一种属性,知道物质的质量与物质的位置、形状、状态无关.
过程与方法
1.通过观察和实验,认识质量是不随物体的形状、状态、空间位置的变化而变化的物理量.
2.通过用天平测量常见的固体和液体的质量,掌握天平的使用方法,提高学生的动手能力.
情感态度与价值
通过使用天平的技能训练,培养学生严谨的科学态度与协作精神.
重难点
重点
托盘天平的使用方法.
难点
使用托盘天平测量物质质量、理解质量是物质本身的一种属性.
教学准备
多媒体课件、实验室用托盘天平、烧杯、小勺、白糖、剪刀、塑料瓶、学生身边的小物品(铅笔、橡皮)、水等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
情境导入
“神舟六号”的成功发射标志着我国航天技术又迈上了一个新台阶,如图6-1-1是宇航员处于正在飞行的飞船内的情景,飞船处于完全失重状态则他们一起升空的宇航服的质量改变了吗?
图6-1-1
问题引入,激发兴趣.
194
活动一:探究新知
学点1:质量
【引入】如果分析一下铁锤和铁钉这两个物体,你也许会发现,虽然它们都是由铁制成的,但它们各自的含铁量却不大相同.物理学中如何来表示这种区别呢?如果想知道它们到底含有多少铁,该怎样精确地测量呢?
【自学指导】阅读教材P108“质量”相关内容,思考并回答下列问题.
问题1:什么是物体的质量?用什么符号表示?
答:物体所含物质的多少叫作质量,用符号m表示.
问题2:质量的单位有哪些?它们之间的换算关系是怎样的?
答:质量的基本单位是千克,符号是kg;质量常用的单位还有吨(t)、克(g)、毫克(mg)等.它们之间的关系是1 t=103 kg,1 g=10-3 kg,1 mg=10-3 g=10-6 kg.
问题3:阅读教材P109小资料回答:新生儿、成人的质量分别大约是多少千克?苹果、一元硬币的质量分别大约是多少克?大头针、细菌的质量分别大约是多少毫克?大象、地球的质量分别大约是多少吨?
答:新生儿、成人的质量分别是2~5 kg、40~90 kg;苹果、一元硬币的质量分别大约是1.5×10-1 kg=150 g、6×10-3 kg=6 g;大头针、细菌的质量分别大约是8×10-5 kg=8×10-2 g=80 mg、10-11kg=10-5 mg;大象、地球的质量分别大约是6×103 kg=6 t、6×1024 kg=6×1021 t.
学点2:质量的测量
1.生活中质量的测量
【议一议】生活中我们常用哪些工具测量物体的质量?
答:生活中常用各种秤,例如台秤、体重计、案秤、电子秤、杆枰等(图6-2-1所示).
【课件展示】各种秤
通过自学体现学生学习的主体作用,加深对新知识的理解、掌握.
194
活动一:探究新知
台秤 体重计 案秤
电子秤 杆秤
图6-1-2
2.认识天平
师:实验室经常使用天平测量物体的质量,让我们先来了解天平的构造.
【课件展示】托盘天平的构造(图6-1-3所示)
图6-1-3
教师介绍天平主要部分的作用:
指针和分度盘:判断天平是否水平平衡(指针指向分度盘中央或指针在分度盘中央两边摆动幅度相同).
平衡螺母:调节天平的平衡(指针指向哪端,平衡螺母就向相反方向调节).
砝码、游码和标尺:指示称量物体的质量.
3.天平使用的注意事项
【说一说议一议】为了不损坏天平,在使用天平前应该注意什么?
答:第一,每个天平都有自己的“称量”
熟悉常用的测量工具,丰富学生课外知识.
194
活动一:探究新知
,也就是它所能称的最大质量,被测物体的质量不能超过称量;第二,向盘中加减砝码时要用镊子,不能用手接触砝码,不能把砝码弄湿、弄脏;第三,潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的托盘中,应使用烧杯或白纸间接称量.
4.天平的调节和质量的测量
【自学辅导】
问题1:调节天平有哪些步骤?
答:①把天平放在水平台上;②用镊子将游码拨至标尺左端的零刻线处;③调节横梁上的平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处.
问题2:如果指针指在分度盘中线的左边,应该怎样调节平衡螺母使横梁水平?
答:指针指在分度盘中线的左边,说明天平右盘偏高,应该向右调节平衡螺母使横梁水平.
问题3:测量物体质量时,把物体放哪个盘?在哪个盘加减砝码?加减砝码要注意哪些问题?
答:测量物体质量时,把物体放在左盘,在右盘加减砝码.加减砝码要注意:一是要用镊子加减砝码,不能直接用手;二是添加砝码要先大后小.
问题4:测量物体的质量时,能不能用调节平衡螺母的方法调节横梁水平?
答:不能,测量质量时只能通过加减砝码或移动游码使横梁水平.
问题5:测量物体的质量时,如果天平右盘偏高,但给天平右盘加最小砝码后右盘就偏低了,这时应该怎么办?
答:移走最小的砝码,向右移动游码使横梁水平.
问题6:用天平测量物体的质量时,应该如何读数?
答:物体的质量等于右盘所加砝码的总质量与游码示数的和.
问题7:液体或粉末的质量怎样测量?
熟悉使用天平时应该注意的问题,为下面的实验打好基础.
194
活动一:探究新知
答:可以先测量容器的质量,再把液体或粉末装在容器中,测量液体或粉末与容器的总质量,最后用总质量减去容器的质量就是液体或粉末的质量.
【学生实验】
(1)利用天平测量铅笔和橡皮的质量.
(2)利用天平测量烧杯中水的质量.
学点3:质量是物质的属性
【过渡语】我们已经学会了用天平测量物体的质量,物体的质量有什么特性呢?是否随着自身的位置、形状和物态的变化而变化?请大家思考以下问题.请同学们通过实验来回答.
【想想做做】
(1)用天平称量一个塑料瓶的质量,然后将其剪碎再放到天平上称量,比较塑料瓶在剪碎前后形状变化时质量是否改变.
(2)称量一小杯水与一小勺白糖的总质量,然后使白糖溶于水,再测量糖水的质量.比较两次称量的结果.
师:实验中,塑料瓶在剪碎前后的质量改变了吗?白糖溶于水后,糖水的质量与水和白糖的总质量相等吗?实验说明了什么?
生:塑料瓶在剪碎前后的质量不变;白糖溶于水后,糖水与水和白糖的总质量相等.
师:通过大量的事实,我们可以证明,质量是物体本身一种属性,不随它的形状、物态和位置的改变而改变.
通过实验,提升学生的动手能力.
类型一:质量
例1.为了避免人体肩部受到伤害,专家建议人肩承受的书包总质量不要超过人体质量的15%,根据建议,你估计中学生肩部承受的书包总质量通常不要超过(B).
A.9 t B.9 kg C.9 g D.9 mg
【解析】中学生的质量一般不超过60 kg,所以中学生肩部承受的书包总质量通常不能超过60 kg×15%=9 kg.故选B.
类型二:天平和质量的测量
例2.小明用天平测量矿石的质量,他先把天平放在水平
194
活动二:运用举例
活动二:运用举例
台面上,再将游码调到“0”刻线处,发现指针停在如图6-1-4甲所示的位置,要使天平平衡,应将平衡螺母向左调,调好天平后,他进行了正确的操作,砝码和游码的位置如图6-1-4乙所示,矿石的质量为52.4g.
图6-1-4
【解析】在用天平测量矿石的质量时,应将天平放在水平台面上,游码移至标尺左端的“0”刻度线处,再调节平衡螺母使天平水平.由图甲可知,分度盘上的指针偏右,说明天平左盘偏高,故此时应将平衡螺母向左调节;由图乙可知,游码的分度值是0.2 g,所以矿石的质量为50 g+2 g+0.2 g×2=52.4 g.
类型三:质量是物体本身的一种属性
例3.学习质量时,小李同学对物体的质量不随物态的变化而改变产生怀疑,请你利用冰设计一个实验,证明物体的质量与物态无关.
(1)证明时,你选用测量物体质量的工具是:天平.
(2)简述你的证明方法:①用天平测量烧杯和冰的质量m1;②待杯中冰在室温下熔化后,用天平测量烧杯和水的质量m2;③根据m1=m2,得出物体的质量与物体的物态无关.
【解析】要证明物体的质量与物态无关,就需要选择一个物体,在其他条件不变的情况下改变其物态,看其质量是否改变.而测量质量的工具是天平,所以可以把冰放在烧杯中,用天平分别测量冰熔化前后与烧杯的总质量,比较质量是否改变;如果质量不变,说明物体的质量与其物态无关.
通过例题进一步加深对所学知识的理解,巩固所学,突破重点.
培养学生实验设计能力.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P28,完成后同桌之间互相批改.
1.物体所含物质的多少叫质量,用m表示,基本单位是千克(kg).
2.生活中用各种秤测量质量,实验室测量质量的工具是天平.
194
课堂小结
3.天平的调节:先将天平放在水平台上,再调游码到零刻线,最后调节平衡螺母使横梁水平.
4.质量的测量:左物右码,物体质量是砝码质量和游码示数之和.
布置作业
【正式作业】教材P112“动手动脑学物理”,第3、4题
【家庭作业】《高效课时通》P80-P81
板书设计
板书设计
第1节 质量
1.质量
(1)概念:物体所含物质的多少.
(2)单位:基本单位为千克(kg),其他单位是吨(t)、克(g)、毫克(mg).
2.质量测量
(1)实验室测量质量的工具:天平.
(2)天平的使用
①把天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的零刻线处.
②调节平衡螺母,使横梁平衡.
③物体放在左盘,砝码放在右盘,并调节游码,直到横梁恢复平衡.
④物体质量=砝码总质量+游码对应的示数.
3.质量是物体本身的一种属性,不随物体的形状、物态、位置的改变而改变.
第六章 质量与密度
第2节 密度
课时1 物质的质量与体积的关系
课题
物质的质量与体积的关系
授课人
知识与技能
1.通过实验认识物质的密度.
2.知道密度的定义、公式和单位.
3.理解密度的物理意义,会查密度表.
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教学目标
1.实验探究活动,找出同种物质的质量与体积成正比的关系,初步形成的信息处理能力.
过程与方法
2.学习以同种物质的质量与体积的比值不变(物质的本质特征)来定义密度概念的科学思维方法.
3.通过探究活动,使学生学会分析数据、比较数据、处理数据的科学方法.
情感态度与价值
1.通过探究活动,使学生对物质属性的认识有新的拓展.
2.养成学生的合作精神,以及在交流与讨论中所持的正确态度.
3.在概念建立过程中,渗透由特殊到一般,由现象到本质的唯物辩证法思想.
重难点
重点
1.通过实验探究,学会用比值法定义密度的概念.
2.理解密度的概念.
难点
1.密度概念的建立.
2.理解密度是物质的一种特性.
教学准备
教师:实物投影仪,多媒体课件,托盘天平和砝码,体积为10 cm3、20 cm3、30 cm3的铝块(或木块)各1个.
学生(每组):托盘天平和砝码,体积为10 cm3、20 cm3、30 cm3的铝块(或木块)各1个.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
有两个外表涂有防护漆的立方体,已知其中一个是铁块,另一个是木块,你能在不损坏防护漆的前提下鉴别出它们吗?
问题引入,激发兴趣.
学点1:探究同种物质的质量与体积的关系
师:我们都知道同种物质体积越大、质量越大.那么,如果体积增大 2 倍、3 倍,物体的质量是否也相应地增大 2 倍、3 倍呢?
(学生发表不同看法)
师:同学们的想法不统一,怎么办呢?
生:通过实验来验证.
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活动一:探究新知
师:很好,下面我们就通过实验来一起探究这个问题.为了使实验的结果更具普遍性,一组同学探究铁块的质量与体积的关系,另一组同学探究木块的质量与体积的关系.三块物块的体积由小到大分别是10 cm3、20 cm3和30 cm3,实验前请大家先设计好表格,然后再做实验,并做好数据记录(如果条件允许,还可以选择更多的物质进行探究).
【学生实验】
学生根据教师的要求进行分组实验,在学生实验的过程中,教师要不断地巡视,纠正学生的错误,对有疑问的小组进行点拨、引导.学生实验结束后,教师选取几个小组的数据投影展示,让各小组成员根据所测数据得出实验的结论,并分析质量与对应体积比值的特征.在此过程中教师要对学生的分析给予评价,对表现好的小组要给予表扬.
【数据与处理】
师:现在大部分小组都做完了实验,我们来看一看各组的实验结果.请各小组代表依次上台分析,展示你们的实验数据,并说明从实验数据中得到了什么结论?
生甲:我们小组是用不同体积的铁块完成实验的.实验得到了下面的数据(通过投影仪把透明记录纸上的文字显示在屏幕上):
通过实验我们发现:铁块的体积增大几倍,质量也增大几倍,它的质量与体积的比值始终都是7.9 g/cm3,这说明同种物质的质量与体积成正比.
师:大家有没有发现这组同学设计的表格与课本上的表格有什么不同?这样做有什么好处?
不同小组选取不同的物质进行测量,一是可以获得多种物质的多组数据,使实验的结果更有普遍性;二是可以直接比较不同物质的质量和体积的比值是否相同,可以节省时间;三是可以加强全班同学的交流,培养集体意识.
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适时对学生的“创新”进行表扬,有利于提高学生学习的积极性,对鼓励学生发表自己的见解很有好处.
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活动一:探究新知
生:多了质量与体积的比值一项,这样方便比较物质的质量与体积的比值.
师:说得非常好,大家都要向这组同学学习!
生乙:我们小组是用不同体积的木块进行实验的,实验也发现木块的质量和体积成正比,我们测得木块的质量与体积的比值都是0.6 g/cm3.
师:大家实验得出的结论和这两组同学的结论一致吗?
生:一致.
师:这说明了什么?
生:同种物质的质量与体积成正比,其质量与体积的比值是定值.
师:不同物质的质量与体积的比值相同吗?
生:不同.
师:这说明质量与体积的比值代表了物质的一种重要的性质,同学们知道这种性质叫什么吗?
生:密度.
师:看来同学们都提前预习了,你们很棒!我们现在就可以引入一个新的概念——密度.但是,在此之前,我们不能忘记学习一种重要的处理数据的方法——图像法.
右边的图像中横坐标表示体积、纵坐标表示质量(如图6-2.1-1所示),请同学们先根据自己的实验数据在坐标纸上描点,然后再把所描点连接起来,观察连接后的图像有什么特点.
学生通过直接计算比值的方法使得密度的引入显得水到渠成,这时完全可以直接引入密度的概念,但是图像法是重要的方法,是不得回避的,如果出现这种情况,处理的方法有二:一是像这里一样,先把密度概念的引入放下,讲完图像法再引入密度,使密度引入更合理;二是先引入密度概念,后面再补充图像法的讲解.
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活动一:探究新知
图6-2.1-1
(学生描点连线)
师:通过描点、连线,同学们有什么发现?
生乙:(用实物投影)我们把测得的数据在坐标系中作出m随V的变化图像,发现把所有的点连起来之后,得到了一条直线.
师:直线能说明什么?
生:说明m与V成正比.
师:既然能看出m与V成正比,说明m与V的比值不变.这一条直线代表了哪种物质?
生:木块.
师:其他小组的情况如何?有不同的图像吗?
生甲:(展示铁块组的图像)我们的图像也是一条直线,说明铁块的质量与体积成正比.
师:如果把两个图像放在一起比较,我们又能发现什么问题?
生:两条直线的斜率不同,同种物质的质量与体积的比值相同,不同物质的质量与体积的比值一般不相同.
师:对!从图像中我们也可以得到结论.再一次证明大家的猜想是正确的.
【评估】
师:回顾一下,我们用了几种方法来处理数据、得到实验结果?
生:两种.计算与作图.
师:你认为哪种方法更直观?
生:作图.可以不用大量的计算,描点连线后就能通过观察图像得出结论.
师:今后我们要学会用多种办法来处理问题,同时又能掌握简便的办法. 现在请同学们再次总结一下,什么时候比值相同?什么时候比值不同?
多种方法的反复分析使密度的引入水到渠成,很大程度化解了难点.
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活动一:探究新知
生:同种物质质量与体积比值相同,不同物质质量与体积比值不同.
师:经过刚才的研究,你能不能总结出一种区别物质的方法,是什么?
生:用质量与体积的比值来鉴别、区别物质.
学点2:密度
【自主导学】
问题1:从上面的实验我们知道质量和体积的比值反映了不同物质的不同性质.在物理学中,我们用哪个新的物理量来表示这种特性.该物理量是如何定义的呢?
答:用密度表示物质的这种特性.某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫作这种物质的密度.
问题2:密度是物质的一种特性,大家怎么理解这里的特性?
答:同一物质的质量、体积变化,但是它的密度不变.密度是物质的一种特性,就是说物质确定了,其密度也就确定了,密度与物体的质量或体积等无关.
问题3:根据密度的定义,我们可以得到它的计算公式,哪位同学能够说出密度的计算公式?
答:因为密度是质量与体积之比,所以密度就等于质量除以体积.如果分别用ρ、m、V表示密度、质量和体积,则密度的计算公式是ρ=问题4:密度的单位应该是什么呢?
答:密度是物体的质量和体积的比值,所以它的单位应该是质量单位与体积单位之比.质量的基本单位是kg,体积的基本单位是m3,所以密度的基本单位应该是kg/m3.
问题5:密度还有一个实验室常用的单位g/cm3,哪位同学能够推导一下这一单位和密度基本单位的换算关系?
生甲:1 g/cm3= =103 kg/m3.
学点3:密度表
对实验数据的两种分析有效地化解了同种物质密度不变的难点.
培养学生分析、处理数据的能力和归纳能力,使学生学会全面的思考问题.
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活动一:探究新知
活动一:探究新知
【读一读议一议】
阅读课本小资料——密度表,了解“一些物质的密度”,思考讨论并回答下列问题:
问题1:水的密度是多少?物理意义是什么?
答:水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,其物理意义是
1 m3的水的质量是1.0×103 kg.
问题2:不同物质的密度一定不同吗?能够单纯根据密度辨别物质吗?
答:不同物质,密度一般不同.但有个别特殊情况,即使是不同的物质密度也有可能相同.例如密度表中的冰和蜡、煤油和酒精的密度是相同的,所以不能单纯根据密度辨别物质.
问题3:同一物质的密度一定不变吗?
答:同种物质状态改变,密度可能改变.例如密度表中的冰和水,它们是同种物质的不同状态,但密度不同.
问题4:固体、液体和气体的密度大小有什么特点?
答:固体和液体的密度都远大于气体的密度.常见的固体的密度大都比常见的液体的密度大,但也存在特殊情况,例如固体木块的密度就比液态水银的密度小.
类型一:探究物质的质量与体积的关系
例1.小明在探究同种物质的质量与体积的关系时,选用了体积为10 cm3、20 cm3、30 cm3的三个铝块和托盘天平进行实验.
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活动二:运用举例
活动二:运用举例
图6-2.1-2
(1)调节天平平衡后,小明用天平测量铝块1(体积为10 cm3)的质量,如图6-2.1-2甲所示.他操作中的错误是用手拿砝码.改正错误后,他正确操作,平衡时右盘砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,请将此铝块的质量填写在下表空白处.接下来他继续测量了铝块2和铝块3的质量并完成了下列表格的记录.
(2)小明在进行数据分析时,发现铝块3的数据与铝块1和铝块2反映的规律不相符,为了得到同种物质的质量与体积的比值一定的结论,他将铝块3的质量数据改为81,并用描点法作出铝块的m-V图像,请你在丙图中的方格纸中建立坐标系完成他的图像.
(3)请你对他更改数据的做法进行评价没有实事求是的科学态度,做法不正确.如果是你,对这种情况采用的做法应该是分析原因,重新实验.
【解析】(1)图中用手拿砝码,汗渍会腐蚀砝码,影响测量结果,所以错误之处是用手拿砝码,改正的方法是要用镊子夹取砝码;图乙中,铝块的质量为20 g+5 g+2 g=27 g.(2)用横坐标表示体积,纵坐标表示质量,铝块的m-V
用例题加深学生对知识的理解,引导解题思路,强化重点.
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活动二:运用举例
图像如图6-2.1-3所示.(3)物理实验要坚持实事求是的态度,不能篡改数据.小明将铝块3的质量数据改为81,这种做法是错误的,不符合实验要求.他下一步的操作应该是找出原因重做实验.
图6-2.1-3
类型二:密度
例2.腐乳以其口感细腻,味道纯正而深受广大消费者喜爱.现测得一块腐乳的质量约为10 g,体积约为8 cm3,则其密度约为 1.25×103kg/m3.若吃掉一半,剩余部分的密度将不变(填“变大”“不变”或“变小”).
【解析】腐乳的密度ρ== =1.25 g/cm3=1.25×103 kg/m3,因为腐乳的状态不变,所以密度不变.
类型三:密度表
例3.阅读图表信息判断下面的说法,其中正确的是(B).
A.固体的密度一定比液体的密度大
B.体积相同的植物油和酒精比较,酒精的质量小
C.只要是同种物质,密度就不变
D.不同物质的密度一定不同
【解析】
通过不同类型的练习题巩固所学,提高能力,加深学生对“密度”一节知识的理解,灵活运用所学知识解决相关问题,让学生获得成就感.
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固态冰的密度比液态水银的密度小,A错误;因为植物油的密度比酒精的密度大,所以相同体积的植物油和酒精比较,植物油的质量大,酒精的质量小,B正确;固态冰和液态水的密度不同,说明物质的密度可能与状态有关,同种物质在不同状态下的密度可能不同,C错误;冰和植物油是不同物质,但是密度相同,D错误.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P29,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.同种物质的质量与体积的比值是一定的;不同物质的质量与体积的比值一般不同.
2.某种物质组成的物体的质量与它的体积之比,叫作这种物质的密度.
3.密度的计算公式是ρ=,基本单位是kg/m3.
4.密度是物质的一种特性,不随质量、体积的改变而改变.
布置作业
【正式作业】教材P116“动手动脑学物理”,第3题
【家庭作业】《高效课时通》P82-P83
板书设计
第2节 密度
课时1 物质的质量与体积的关系
1.探究质量与体积的关系
同种物质的质量与体积的比值相同;不同物质的质量与体积的比值一般不同.
2.密度
(1)概念:某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫作这种物质的密度.
(2)公式:ρ=.
(3)单位:密度的基本单位为kg/m3,实验室常用单位g/cm3,两者的关系:1 g/cm3=103 kg/m3.
(4)性质:密度是物质的一种特性,不随质量、体积的改变而改变.
第2节 密度
课时2 密度的计算
课题
密度的计算
授课人
知识与技能
1.能用密度公式进行简单的计算.
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教学目标
2.能够用密度知识解决简单的实际问题.
过程与方法
1.熟悉物理计算题的解题方法与步骤.
2.学会提取图像信息用于分析计算.
情感态度与价值
通过密度相关计算鉴别物质等应用认识到物理是有用的,激发学生的学习动力.
重难点
重点
密度计算和质量、体积的计算.
难点
较复杂的密度计算问题.
教学准备
多媒体课件、大平面镜、薄厚不同的玻璃板、蜡烛多个(其中2个形状完全相同)、白纸、刻度尺等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
我国研制出了一种被称为“全碳气凝胶”的固态材料,这种材料是迄今为止世界上最轻的材料,密度仅为0.16 kg/m3.如图6-2.2-1所示,一块100 cm3的“全碳气凝胶”放在一朵花上,花几乎没有变形,你想知道这块“气凝胶”的质量有多大吗?今天我们就一起来学习密度的相关计算.
图6-2.2-1
以新奇的新材料引入课题,既激起了学生的好奇心,还渗透了爱国教育.
学点1:密度的计算
师:密度的计算公式是什么?要计算物体的密度,需要知道哪些条件?
生:密度的计算公式是ρ=,根据公式可知,要计算物体的密度,必须知道物体的质量和体积.
师:计算时还要注意什么问题?
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活动一:探究新知
生:单位的统一和配套.一般情况下,质量的单位kg、体积的单位m3与密度的单位kg/m3配套或质量的单位g、体积的单位cm3与密度的单位g/cm3配套.
师:计算题解题的一般步骤是什么?
生:先明确已知和所求,然后解答,解答时先写公式,再代入数据,最后得出答案.
学点2:质量和体积的计算
师:上面我们学习了密度的计算,那么同学们会不会计算物体的质量或体积呢?
生:由密度的公式ρ=可得m=ρV,利用这个变形式可以计算物体的质量;由密度的公式ρ=可得V=,利用这一变形式可以计算物体的体积.
学点3:图像信息的提取与密度的比较和计算
师:我们一起来分析下面的图像(图6-2.2-2),根据这个图像,我们可以计算出a物质的密度吗?
图6-2.2-2
生甲:可以,由图像可得,当a物质的体积是2 m3时,它的质量是4×103 kg,所以其密度ρ== =2×103 kg/m3.
生乙:我由图像看出当a物质的体积是1 m3时,质量是2×103 kg,所以其密度ρ===2×103 kg/m3.这样计算要简单些.
训练学生自己推导公式,即使公式没有记住也可以临时推导.
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活动一:探究新知
师:乙同学的计算确实要简单些,非常好!同学们想一想,两位同学所取的点不同,为什么计算出物质的密度值是相同的?
生:因为同一物质的密度是不变的,不随质量或体积的改变而改变.
师:很好!这就是说,利用图像计算密度时,我们可以在图像上任意选取一点计算物质的密度,不过,为了方便计算,我们最好取简单的体积值.同学们算算b物质的密度是多大?
生:0.5×103 kg/m3.
师:能计算出两种物质的密度之比吗?
生:把两种物质的密度相比,很容易得到a物质与b物质的密度之比是4∶1.
师:计算出两种物质的密度之后再计算密度之比确实很方便,如果不计算密度,能从图像中直接得出两种物质的密度之比吗?
生甲:能.当体积相同时,a物质的质量是b物质的4倍,根据ρ=,体积相同时,密度和质量成正比,所以a物质的密度是b物质的4倍,因此a物质与b物质的密度之比是4∶1.
生乙:我还有一种方法:当质量相同时,a物质的体积是b物质的14,根据ρ=,质量相同时,密度和体积成反比,因此a物质与b物质的密度之比是4∶1.
师:两位同学的想法都很好……
生丙:老师,我感觉两位同学的结果应该是正确的,但是思路有问题.
师:说说看.
生丙:上节课老师讲密度时特别强调密度与质量和体积无关,不能说密度与质量成正比或体积成反比.今天这两位同学却用它们得出了正确的结论,我不明白这是怎么回事.
易错点、易混点,必须提前讲清.
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活动一:探究新知
师:哪位同学能解答丙同学的疑问.
生丁:(过了一会儿)老师,我试试.我的想法是这样的,老师上节课强调不能说密度和质量成正比和体积成反比是对同一物体而言,因为同一物体的密度是不变的.而现在我们比较的是两种物质的密度,就不存在密度不变的前提了.
师:丁同学解释得非常在理.运用每一个结论时都要注意结论成立的条件.密度与质量、体积无关是对同一物质而言的;而密度与质量成正比的前提是体积相等,密度与体积成反比的前提是质量相等.
活动二:运用举例
类型一:密度、质量和体积的简单计算
例1.一块质量为20 g的冰化成水后,质量不变(填“变大”“变小”或“不变”),水的体积为20cm3.
【解析】冰化成水只是状态改变,所以质量不变,因此水的质量m=20 g,又因为水的密度ρ=1.0g/cm3,所以水的体积V===20 cm3.
类型二:涉及图像的密度比较或计算
例2.甲、乙两种物体的质量和体积的关系图像如图6-2.2-3所示,则甲、乙两物体的密度之比是(A).
图6-2.2-3
通过例题不但使学生熟悉密度的计算方法,还能使学生养成规范的解题习惯.
使学生慢慢意识到学习无捷径,但是解题有捷径,学会尝试一题多解,选择最优方案.
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活动二:运用举例
活动二:运用举例
A.8∶1 B.4∶3 C.4∶1 D.2∶1
【解析】常规思路是:由图像可知,当V甲=1 cm3时,m甲=8 g;当V乙=4 cm3时,m乙=4 g,则两种物体的密度分别为ρ甲=m甲V甲==8 g/cm3,ρ乙===1 g/cm3,故ρ甲:ρ乙=8 g/cm3∶1 g/cm3=8∶1.故选A.
比较简洁的思路是:由同一物质的质量与体积成正比可得,体积为1 cm3时,乙的质量是1 g,而相同体积的甲的质量是8 g,根据体积相同时密度和质量成正比可得,ρ甲:ρ乙=8∶1.
类型三:较复杂的密度计算
例3.在密度知识应用交流会上,同学们想知道一个质量是14.4 kg的课桌的体积是多少,于是他们找来和课桌相同材质的木料做样本,测得其质量是14.4 g,体积为20 cm3,则样本的密度为 0.72 g/cm3;课桌的体积为0.02 m3.
【解析】样本的密度ρ===0.72 g/cm3=720 kg/m3,因为课桌和样本材质相同,所以课桌的密度与样本相同,故课桌的体积V===0.02 m3.
使学生学会挖掘隐含条件.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P30,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.计算密度可以利用公式ρ=,计算质量和体积分别利用公式m=ρV和V=.
2.复杂计算要善于挖掘题目的隐含条件.
布置作业
【正式作业】教材P116“动手动脑学物理”,第1、2、4、5题
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【家庭作业】《高效课时通》P84-P85
板书设计
第2节 密度
课时2 密度的计算
第六章 质量与密度
第3节 测量物质的密度
课题
测量物质的密度
授课人
教学目标
知识与技能
1.认识量筒,会用量筒测液体(如盐水)的体积和小块固体(如石块)的体积.
2.进一步熟悉天平的调节和使用,能较熟练地使用天平、量筒测算出固体和液体的密度.
过程与方法
1.通过探究活动学会测量液体和固体的密度.
2.对利用物理公式间接测定物理量的这种科学方法有感性认识.
3.通过探究过程的体验,使学生对测量性探究方法,从实验原理、实验器材的选取和使用、实验步骤的设计、数据的采集与处理到得出结果、分析实验误差有初步认识和感受.
情感态度与价值
1.通过体验实验数据的记录、处理,使学生养成实事求是、严谨的科学态度.
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2.通过探究活动中的交流与合作体验,使学生认识交流与合作的重要性,养成主动与他人合作的习惯.敢于提出与别人不同的见解,也勇于放弃或修正自己的错误观念.
重难点
重点
会根据实验原理设计并选择最佳实验方案测量液体和固体的密度.
难点
实验方案的选择及误差分析.
教学准备
教师:课件、天平、砝码、烧杯、量筒、细线、盐水、小石块、蜡块、粉笔等.
学生:天平、砝码、烧杯、量筒、细线、盐水、小石块等.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
地质勘探、科学考察常需要对各种矿石样品进行密度测量,工农业生产中也经常需要对产品、种子等进行密度测量.应该如何测量物质的密度呢?测量密度有哪些常见的方法?今天我们就一起学习密度的测量.
直接以问题引出课题,开门见山.
活动一:探究新知
学点1:量筒的使用
师:密度是物质的一种特性,如果知道一个物体的密度,我们就可以根据密度表查出这个物体可能是用何种物质组成的.因此测量物质的密度就显得非常重要.那么,如何测量物质的密度呢?
生:根据密度的计算公式ρ=可知,如果通过测量知道了物体的质量和体积,就可以根据密度计算公式求出物体的密度.
师:回答得非常好.物体的质量和体积又如何测量呢?
生甲:质量可以用天平测量,体积可以用刻度尺测量物体的长、宽、高再计算即可.
生乙:质量用天平测量正确,但是体积的测量方法不正确,只有长方体的体积才可以用长、宽、高的积,圆柱体的体积是底面积乘高.
生丙:还不正确!规则物体的体积才可以通过测量长度来计算它的体积,不规则物体的体积是很难用刻度尺测量的.
复习上节所学,同时引导学生自己思考.
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活动一:探究新知
师:是的.规则物体的体积可以用刻度尺测量,但是不规则物体的体积就不能用刻度尺测量了.所以,在学习密度测量之前,让我们先来认识一种测量体积的新器材——量筒.
【读一读议一议】
读《想想做做:量筒的使用方法》,思考并回答下面问题,必要时可以和同桌讨论.
问题1:这个量筒是以什么单位标度的?是毫升(mL)还是立方厘米(cm3)?
答:毫升(mL).1 mL其实就是1 cm3.
问题2:这个量筒的最大测量值是多少?分度值是多少?
答:这个量筒的最大测量值(量程)是100 mL,分度值是1 mL.
问题3:课本图6.3-1中哪种读数方法正确?量筒读数时要注意什么?
答:图甲正确,量筒读数时视线要与液面相平(类似于温度计).
问题4:图甲中水的体积是多少?
答:50 mL(注意不能忘记单位).
问题5:能用量筒直接测量固体的体积吗?为什么?
答:不能;因为固体不能变形.
问题6:能不能利用间接的方法用量筒测量固体的体积呢?
答:先向量筒中倒些水,测量出水的体积,然后再把固体轻轻放入量筒中,测量出水和固体的总体积,再用总体积减去水的体积就是固体的体积.
问题7:间接测量固体体积时要先给量筒内加适量水,适量具体指什么?
答:一是一定要能使固体浸没在水中;二是固体浸没后水面不能超过量筒的量程,更不能溢出.
问题8:蜡块放在水里会漂在水面,如何测量它的体积?
通过刻度尺测量体积的不便引入量筒,水到渠成.
自主学习能力是未来人才必备的素养,而量筒的使用比较简单,让学生通过阅读自学是不错的选择.
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活动一:探究新知
答:先测量出量筒中水的体积,再用针、圆规尖等把蜡块压没于水中,测量出水和蜡块的总体积,两者之差就是蜡块的体积.
学点2:固体密度的测量
【想一想 议一议】
问题1:测量密度的原理是什么?需要测量哪些物理量?
答:测量密度的原理是ρ=;需要测量的物理量是物体的质量和体积.
问题2:小固体块的质量如何测量?体积又如何测量?
答:小固体块的质量可以直接用天平测量.测量其体积时,可以先向量筒中倒入适量的水,测量出水的体积,然后再把小固体块浸没在量筒的水中,测量出总体积,用总体积减去水的体积就是小固体块的体积.
问题3:测量固体的密度时,质量和体积的测量有先后吗?如果有,应该先测量哪一个?为什么?
答:有先后,应该先测量质量.如果先测量小固体块的体积,则小固体块表面会沾水,这样测量质量时会使测量值偏大,导致密度的测量值偏大.
问题4:请根据上面的分析写出测量小固体块密度的步骤和计算密度的公式.
答:先用天平测量出小固体块的质量m;接着给量筒中倒入适量的水,测量出水的体积V1,然后再把小固体块浸没在量筒的水中,测量出小固体块和水的总体积V2.则小固体块的密度ρ=.
【学生实验】通过实验完成表格:
(学生实验,教师巡视,不断指导,并协调学生之间的配合)
学点3:液体密度的测量
量筒读数时视线与液面相平,与温度计类似,让学生举一反三,类比思考.
在量筒的使用中学习固体体积的测量是为了分散固体密度测量的难点.
循序渐进,让学生在教师的引导下自己设计、完善实验,体现了教师的引导作用和学生的主体作用.
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活动一:探究新知
【想一想 议一议】
问题1:某同学设计了如下测量盐水密度的方案:先测出空烧杯的质量m1;接着向烧杯中倒入适量的盐水,用天平测出烧杯和盐水的总质量m2;然后把烧杯中盐水全部倒入量筒中测出盐水的体积V.该方案中盐水的密度如何计算?
答:盐水的密度ρ=.
问题2:上述设计方案的测量会导致较大的误差,误差是如何形成的,这样测得的盐水的密度较大还是较小?
答:这种方案中烧杯中的盐水并不能完全倒入量筒中,这样就导致盐水体积的测量值偏小,使密度的测量值偏大,形成较大的实验误差.
问题3:要减小实验误差需要如何调整实验步骤?调整实验步骤后的测量结果如何表达?
答:先向烧杯中倒入适量的盐水,测出烧杯和盐水的总质量m1;再将烧杯中的盐水的一部分倒入量筒中,测出烧杯和剩余盐水的总质量m2;最后读出量筒中盐水的体积V.则盐水的密度的表达式是ρ=.
【学生实验】通过实验完成表格
(学生实验,教师巡视,不断指导,并协调学生之间的配合)
先设计实验,想好实验的细节,有的放矢,便于后面学生实验的操作.
活动二:运用举例
类型一:量筒的使用
例1.三位同学在用量筒测液体的体积时,读数情况如图6-3-1所示,其中乙同学读数正确,量筒中液体的体积为60cm3.
图6-3-1
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活动二:运用举例
【解析】量筒读数时视线要与液面相平,所以乙同学读数准确,读数为60 mL=60 cm3.
类型二:固体密度的测量
例2.小元同学在完成“测量某小合金块密度”的实验中,进行了如下实验操作:
A.把天平放在水平桌面上,把游码移动到标尺左端的零刻度线处,调节横梁上的平衡螺母,使横梁平衡,指针指向分度盘中央.
B.在量筒中倒入适量的水,记下水的体积;将小合金块用细线系好后,慢慢地浸没在水中,记下小合金块和水的总体积.
C.将小合金块放在天平的左盘中,在右盘中增减砝码并移动游码,直至横梁恢复平衡.
(1)该实验的原理是ρ=.
(2)为了减小实验误差,最佳的实验操作顺序是A、C、B(填写字母).
(3)正确操作后读取数值,如图6-3-2甲、乙所示.小合金块的质量为32g,小合金块的体积为10cm3,由此可得出小合金块的密度为3.2g/cm3.
甲 乙
图6-3-2
【解析】(1)测量密度的实验原理是ρ=.(2)测量密度时如果先测量小合金块的体积,由于测完体积后小合金块表面会沾有水分,此时再去测量小合金块的质量会造成测量结果比实际值大,所以应该先测质量,再测体积,而测质量前需要调节天平,故准确的顺序是A、C、B.(3)由图可知,金属块的质量是20 g+10 g+2 g=32 g,体积是40 cm3-30 cm3=10 cm3
以例题进一步熟悉所学,加深学生对知识的理解.
学会设计最佳方案.
初步学习误差的分析.
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活动二:运用举例
,所以其密度是ρ===3.2 g/cm3.
类型三:液体密度的测量
例3.小明用天平、烧杯和量筒测牛奶的密度.如图从左向右表示了他主要的操作过程.调节天平平衡时,指针偏左,应将平衡螺母向右移动,测出牛奶的密度为
1 224kg/m3,测出的密度比牛奶的实际密度偏大.
图6-3-3
【解析】图中指针指在分度盘左侧,说明天平右盘偏高,所以要把平衡螺母向右移动使横梁水平.由图可知空烧杯的质量是20 g+10 g=30 g,烧杯和牛奶的总质量是100 g+50 g+2.4 g=152.4 g,所以烧杯中牛奶的质量是152.4 g-30 g=122.4 g;牛奶倒入量筒中测得的体积是100 cm3,所以测得的牛奶的密度ρ===1.224 g/cm3=1 224 kg/m3.因为牛奶不能完全倒入量筒中,所以体积测量值比实际值偏小,由ρ=可得密度的测量值比实际值偏大.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P31,完成后同桌之间互相批改.
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课堂小结
1.量筒的使用:利用量筒测量液体和固体的体积.
2.测量固体密度的方法步骤:先用天平测量出固体块的质量m;再向量筒中倒入适量的水,测量出水的体积V1,最后把固体块浸没在量筒的水中,测量出总体积V2.则固体块的密度ρ=.
3.测量液体密度的方法步骤:先在烧杯中倒入适量的液体测出烧杯和液体的总质量m1;再将烧杯中的液体的一部分倒入量筒中,测出烧杯和剩余液体的总质量m2;最后读出量筒中液体的体积V.则液体密度的表达式是ρ=.
布置作业
【正式作业】教教材P119“动手动脑学物理”,第1、2、4题
【家庭作业】《高效课时通》P86-P87
板书设计
第3节 测量物质的密度
1.测量原理:ρ=.
2.测量工具:天平、量筒.
3.固体密度的测量.
4.液体密度的测量.
第六章 质量与密度
第4节 密度与社会生活
课题
密度与社会生活
授课人
教学目标
知识与技能
1.知道密度与温度的关系,并能解释简单的与社会生活相关的密度问题.
2.正确理解密度是物质的一种特性,能运用密度知识鉴别物质.
3.能用密度知识解决简单的实际问题.
过程与方法
1.通过课堂实验和对生活经历的回顾,认识风的形成原因和水的反常膨胀现象,从而理解物体的密度随温度变化的规律.
2.通过计算物质的密度,理解用密度知识鉴别物质的方法.
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情感态度与价值
通过介绍密度知识的实际应用,让学生认识理论与实际的密切联系,熏陶理论联系实际的良好学风.
重难点
重点
1.物体的密度随温度的变化规律.
2.利用密度鉴别物质的方法.
难点
水的反常膨胀,4 ℃时水的密度最大.
教学准备
教师:多媒体课件、水盆、热水瓶、锥形瓶、气球、瘪了的乒乓球、小盆、筷子、电热壶、酒精灯等.
学生:自制纸风车、气球、火柴、热水、冷水.
教学步骤
师生活动
设计意图
情境导入
(教师出示压瘪了的乒乓球)请大家帮老师解决一个小问题:乒乓球不小心被老师压瘪了,但是没有裂口,同学们能帮老师让它恢复原状吗?
以问题引入课题,引导学生积极思考.
活动一:探究新知
学点1:密度与温度
【想一想议一议】如何使压瘪了的乒乓球恢复原状?
(最好由学生想出方法,教师可以提示学生,如果无人想出则由教师演示)
【小实验】拿出自制的小风车,放在酒精灯上面,发现风车能够转起来(图6-4-1所示).
图6-4-1
【想一想】大家知道是什么推动了风车吗?可得到什么结论?
答:空气在受热时体积膨胀,密度变小而上升.热空气上升后温度低的冷空气就从四面八方流过来,形成风.
解决课前提出的问题,引发学生的思考,了解风能的应用,拓宽学生视野,认识物理与生活的联系.得出气体密度随温度的变化的规律.
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活动一:探究新知
【总结】温度能改变物质的密度;一般物质具有热胀冷缩的性质,温度升高时物质的体积增大,所以密度会减小.气体的密度随温度变化非常明显,固体和液体的密度受温度变化的影响较小.
【加油站】生活中风能的应用
课件展示风能的应用
学点2:水的密度变化
【自学辅导】读课文,思考、讨论并回答下面的问题.
问题1:北方的冬天连续降温后,许多家庭的太阳能水管、室外的自来水管经常发生水管冻裂的现象,这其中的原因是什么?
答:连续降温后水管中的水会结冰,水结冰时质量不变,但是冰的密度比水的小.根据V=可知,水结冰后体积会增大,因此水管会被撑裂.
问题2:什么是水的反常膨胀?它对生物的生存有何意义?
答:一般物体都遵循热胀冷缩的规律,但是水在4 ℃时密度最大、体积最小.4 ℃以上时,水和其他物质一样,遵循热胀冷缩的规律,但是4 ℃以下,温度越低,水的密度越小,体积越大.水的反常膨胀使得冬天的湖水从上到下结冰,而且湖面结冰后水不再对流,阻止了水继续向下结冰,因为4 ℃的水密度最大,所以湖面结冰后湖底的水很可能还是4 ℃,使鱼能够正常游动,有利于湖中动物的生存.
学点3:密度与物质鉴别
问题1:怎样利用密度鉴别物质?
答:测量出物质的密度,并和密度表中各物质的密度进行比较,就可以推测出该物体可能是由什么物质组成的了.
问题2:只靠密度能准确地鉴别物质吗?为什么?
答:不能准确地鉴别物质,因为有些不同物质的密度是相同的,而且一些混合物的密度也和一些物质的密度相等.要准确的鉴别物质,既要看密度,还要同时看颜色、闻气味、看硬度等.
水密度的变化问题与实际生活联系紧密,体现了从物理走向社会.
强调密度只是鉴别物质的一种方法,而且很难保证准确性,体现了严谨的科学态度.
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活动一:探究新知
【做一做】一表面金光发亮的奖牌质量为39.2 g ,体积为3 cm3.这种奖牌是否是纯金制成的?
【解析】奖牌的密度ρ==≈13.1 g/cm3=13.1×103 kg/m3,查密度表可知纯金的密度是19.3×104 kg/m3,所以奖牌不是纯金制成的.
【课件展示】密度在我们生产、生活中的重要应用.
1.商业中鉴别牛奶、酒等的浓度,农业生产中配制盐水选种.
2.矿藏的勘探.
3.根据不同需求选择合适的材料.
展示密度知识在生产、生活中的广泛应用,体现从物理走向社会.
活动二:运用举例
类型一:气体密度的变化
例1.入春以来,由于气候干燥,龙东地区多处发生火灾.如若被困火灾现场,建筑物内的受困人员应捂鼻、弯腰迅速撤离火场,这是因为燃烧产生的有毒有害气体与空气相比(D).
A.温度较低,大量聚集在房间上方
B.密度较大,大量聚集在房间下方
C.温度较高,大量聚集在房间下方
D.密度较小,大量聚集在房间上方
【解析】建筑物内起火后,燃烧产生的有毒有害气体温度较高,密度较小,会聚集在房间的上方,所以建筑物内的受困人员应捂鼻、弯腰迅速撤离火场.故选D.
类型二:水密度的变化
例2.
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活动二:运用举例
寒冷的冬天,裸露在室外的自来水管爆裂,是水管中的水由液态变成固态时,密度减小,体积增大所导致的.
【解析】冬天,自来水管中的水结冰时质量不变,但体积增大导致水管爆裂,由公式ρ=知其密度减小.
类型三:物质的鉴别
例3.学习了密度的知识之后,小明想通过实验验证一下他经常把玩的一颗金属珠是否是钢质的,他的实验步骤如下:
(1)调节好天平后,将金属珠放在天平左盘内,往天平右盘内放入砝码,当天平平衡时,右盘内砝码和游码位置如图6-4-2甲所示,则金属珠质量m=39.4g.
(2)将金属珠放入装有少量水的量筒内,金属珠放入前、后量筒内液面如图乙所示,则金属珠的体积V=6cm3.
(3)根据密度公式,可以求出该金属珠的密度ρ=6.57×103 kg/m3.
图6-4-2
(4)查询教材中“常见物质密度表”得知钢的密度为7.9×103 kg/m3,比较可知该金属珠不是(填“是”或“不是”)钢质的.
【解析】(1)由图甲可知,物体的质量是20 g+10 g+5 g+4 g+0.2 g×2=39.4 g.(2)由图乙可知,量筒中水的体积是30 cm3,量筒中水和金属珠的总体积是36 cm3,所以金属珠的体积是36 cm3-30 cm3=6 cm3.(3)金属珠的密度是ρ==≈6.57 g/cm3=6.57×103 kg/m3.(4)因为金属珠的密度和钢的密度不相等,所以金属珠不是钢质的.
类型四:密度知识的应用
例4.
通过例题巩固所学,加深对知识的理解.
例题中的事例是物理知识在生活中的应用,体现了从物理走向社会的新课标理念.
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活动二:运用举例
我国自主研发生产的一种碳纤维产品,各项性能均达到国际先进水平,其密度是钢的四分之一,强度是钢的十倍,它适合于制作(D).
A.汽车的底盘 B.食品包装盒
C.打夯的重锤 D.航空器部件
【解析】汽车的底盘和打夯的重锤要求质量要大,所以在体积不变的情况下要选用密度较大的材料,而该碳纤维产品的密度只有钢的四分之一,所以不适合做汽车的底盘和打夯的重锤;食品包装盒如果用强度很大的材料制造,很难撕烂,不方便,所以也不适合用碳纤维材料;航空器部件要求轻便而且强度大,碳纤维产品密度小、强度大,符合要求.故选D.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P21,完成后同桌之间互相批改.
课堂小结
1.密度与温度:一般物体都具有热胀冷缩的性质,温度升高,体积增大,密度减小.气体的密度受温度变化影响最明显,固体和液体的密度受温度变化最响不明显.
2.水凝固成冰时质量不变,密度减小,体积增大.水的密度在4 ℃时最大,水在0~4 ℃时有反常膨胀的性质.
3.利用密度知识鉴别物质.
布置作业
【正式作业】教材P123“动手动脑学物理”,第1、2、3题
【家庭作业】《高效课时通》P90-P91
第4节 密度与社会生活
1.密度与温度
(1)一定质量的气体,当温度升高时,体积膨胀,密度变小.
(2)水的密度随状态的变化:水结冰时密度变小、体积变大;
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板书设计
水的反常膨胀: 0~4 ℃时水遵循热缩冷胀的规律,4 ℃时水的密度最大.
2.密度与物质鉴别
密度是物质的一种特性,人们可以根据密度来鉴别不同的物质.
3.密度在生活中的应用:盐水选种、鉴别牛奶等.
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