2019-2020年高一物理第一章第四節(jié)人與機(jī)械教案新課標(biāo)司南版必修2

1、2019-20202019-2020 年高一物理第一章第四節(jié)人與機(jī)械教案新課標(biāo)司南版必修2 2【內(nèi)容與地位】本節(jié)為普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)共同必修模塊“物理2 2”中第一個(gè)二級(jí)主題“機(jī)械能和能源”中所涉及到的內(nèi)容。內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)的條目是：“理解功和功率，關(guān)心生活和 生產(chǎn)中常見機(jī)械功率的大小及其意義。”本節(jié)主要講述功率與機(jī)械，以及機(jī)械的使用兩個(gè)方面的內(nèi)容。前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了機(jī)械功 和功率的基本概念以及機(jī)械功的原理，而我們引入這些物理概念的目的就在于研究機(jī)械做功的問題。談到機(jī)械做功就不得不談到機(jī)械效率的問題，所以這節(jié)課將更多地和生活相聯(lián) 系。機(jī)械的使用就是為了代替人力做功，所以我們要認(rèn)真了解和認(rèn)識(shí)我們身邊

2、的機(jī)械。初學(xué)“機(jī)械效率”，往往對(duì)這些概念陌生難懂，思維不通、前后矛盾，甚至與學(xué)過的 功率相混淆。通過分析闡述，幫助學(xué)生理解機(jī)械效率的物理含義，認(rèn)識(shí)機(jī)械效率的高低是 反映機(jī)械性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。通過剖析額外功產(chǎn)生的原因，從而了解提高機(jī)械效率 的辦法和途徑，突破掌握這一概念的難點(diǎn)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】知識(shí)和技能1 1 鞏固機(jī)械功的原理；2 2 能熟練計(jì)算機(jī)械效率，并知道其代表的物理意義；3 3 理解功率和機(jī)械效率是從不同方面反映機(jī)械性能的兩個(gè)物理量，它們之間無必然 的聯(lián)系；4 4 了解現(xiàn)代機(jī)械的發(fā)展水平。過程和方法注意初中舊知識(shí)的擴(kuò)展、遷移。通過舉例和分析來解決重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。理解功率和 機(jī)械效率的不

3、同物理意義。情感態(tài)度與價(jià)值觀1 1 通過對(duì)機(jī)械效率的學(xué)習(xí)，領(lǐng)悟到不論什么情況下提高機(jī)械效率都是十分重要的， 它不僅有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還能提高人們的效率意識(shí)，而講究效率正是現(xiàn)代人必須具備的 基本素質(zhì)之一。2 2樹立崇高的理想，大膽地發(fā)明、創(chuàng)造，以不斷改造人類自己的生存條件，最終達(dá) 到人與自然的和諧發(fā)展?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1 1 能熟練計(jì)算機(jī)械效率，并知道其代表的物理意義；2 2 理解功率和機(jī)械效率是從不同方面反映機(jī)械性能的兩個(gè)物理量，它們之間無 必然的聯(lián)系?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1 1 理解功率和機(jī)械效率是從不同方面反映機(jī)械性能的兩個(gè)物理量，它們之間無必然的聯(lián)系；2 2辨證認(rèn)識(shí)智能化機(jī)械使用的利與弊?！窘虒W(xué)時(shí)數(shù)

4、】 1 1 課時(shí)【教學(xué)器材】投影儀、投影片、視頻資料、自行車、小型機(jī)器人模型等簡單機(jī)械?！?教學(xué)過程 】新課導(dǎo)入教師： 前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了功率的概念，請同學(xué)們回顧一下引入功率這一概念的物理 意義是什么？（引發(fā)學(xué)生思考，讓學(xué)生加深對(duì)功率的理解，為更好地了解機(jī)械效率與功率的異同服 務(wù)。）預(yù)測學(xué)生的回答可能有：1 1、功率是描述做功快慢的物理量；2 2、功率大就意味著單位時(shí)間內(nèi)做的功就越多；3 3、教師：機(jī)械是不是可以隨意地增大自己的功率呢？ 預(yù)測學(xué)生的回答可能有 ：1 1、不可以隨意地增大自己的功率，任何機(jī)械都有一個(gè)最大的輸出功率，即額定功率2 2、可以增大自己的功率，只要加大油門；3 3、 可以

5、增大自己的功率，只要換個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)就行了；4 4、 （引發(fā)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際地思考，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力，又能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師再加以指導(dǎo)，指明加大油門只能是實(shí)際功率未達(dá)到額定功率時(shí)可行，換功率更 大的發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際中不切實(shí)可行，除非另行安裝發(fā)動(dòng)機(jī)備用，從而得出 不可以隨意地增大 自己功率的結(jié)論 ）新課推進(jìn)一、功率與機(jī)械效率 教師：功率的大小是衡量一個(gè)機(jī)械做功能力的重要物理量，功率越大說明該機(jī)械單位 時(shí)間內(nèi)做的功就越多，那是不是功率越大的機(jī)械就越好呢？大家不妨思考這樣一個(gè)我們熟悉的例子：是不是學(xué)習(xí)時(shí)間越長的同學(xué)，學(xué)習(xí)成績就越 好呢？事實(shí)是不一定的，為什么呢？除了要有時(shí)間保證，還要有科學(xué)的學(xué)習(xí)

6、方法，有較高 的學(xué)習(xí)效率才可以。由此聯(lián)想到機(jī)械做功是否也有一個(gè)效率問題呢？（提出懸念，引發(fā)思考，讓學(xué)生在初中學(xué)習(xí)的機(jī)械效率基礎(chǔ)上，通過閱讀教材 P P16內(nèi)容,經(jīng)過思考、整理、歸納得出結(jié)論，實(shí)現(xiàn)初、高中物理知識(shí)的銜接和平穩(wěn)過渡。）1.1.機(jī)械效率的計(jì)算：n= =（板書） 教師：如何理解“機(jī)械效率”呢？請舉例說明有用功、額外功和總功。 預(yù)測學(xué)生結(jié)合初中所學(xué)可能列舉的實(shí)例有：（ 1 1 ）利用滑輪組在豎直方向提高重物，克服重物的重力所做的功是有用功，即= =6物血克服滑輪與其轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力做功、克服動(dòng)滑輪及繩子重力所做的功是額外功。( 2 2)利用滑輪組在水平方向勻速移動(dòng)物體，克服物體所受阻力做

7、的功是有用功，即W有用= =f阻s;克服滑輪與其轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力做功是額外功。(3)利用滑輪組在斜面上移動(dòng)重物， 克服重物的重力所做的功是有用功，即W有用= =6物h；克服滑輪與其轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力做功、克服動(dòng)滑輪及繩子重力所做的功是額外功。(4) 說明：對(duì)學(xué)生所舉的各種實(shí)例可能有問題或不完整，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在交流中補(bǔ)充完善自己的認(rèn)識(shí)。教師：上述實(shí)例中，我們把重物提高到一定高度，或在水平、斜面上使重物移動(dòng)一定 的距離， 就是我們使用簡單機(jī)械的目的， 對(duì)使用機(jī)械是有利用價(jià)值的， 所做的功是有用功； 而滑輪組克服滑輪與其轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力做功、 提升重物過程中克服動(dòng)滑輪及繩子重力所 做的功等是額外功；

8、作用在機(jī)W有用械上的動(dòng)力對(duì)機(jī)械做的功就是總功，即W總、= =F動(dòng)s,或WAW用+Wo+Wo。教師：機(jī)械效率是不是總小于 1 1？學(xué)生經(jīng)分析不難得出正確的答案：是的，因?yàn)閃t用總是要小于W總。教師：引入機(jī)械效率的物理意義是什么？它和功率又有什么區(qū)別呢？(提出問題，引發(fā)思考和比較，讓學(xué)生通過閱讀教材P P16P P17內(nèi)容，經(jīng)過思考、歸納、自主得出結(jié)論，體現(xiàn)新課程中提倡的自主性學(xué)習(xí)。)2.2. 功率和機(jī)械效率的區(qū)別：功率是表示做功的快慢；機(jī)械效率是表示機(jī)械對(duì)總能量的 利用率。它們之間沒有什么必然的聯(lián)系。 (板書)教師：機(jī)械效率是表示機(jī)械做功或利用機(jī)械實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的有效程度的物理量，機(jī)械 效率越高，

9、有用功所占的比例就越多，額外功所占的比例就越少，同學(xué)們能否找到提高機(jī) 械效率的例子呢？(讓學(xué)生列舉例子，并歸類總結(jié)) 預(yù)測學(xué)生可能列舉的實(shí)例有：( 1 1)在建筑工地上把一車水泥運(yùn)到樓頂，采用吊車比工人用手搬運(yùn)省時(shí)、省力，提 高工作效率。( 2 2)用水泵抽水比人工提水灌溉農(nóng)田省時(shí)、省力，提高工作效率。( 3 3)乘自動(dòng)扶梯或電梯上樓比直接走上樓更省時(shí)、更輕松。(4).二、機(jī)械的使用1 1、機(jī)械使用的意義 教師：我們生活中無處不在使用著機(jī)械，可以說人類已經(jīng)很難離開機(jī)械了，那么人類 使用機(jī)械的目的是什么呢？預(yù)測學(xué)生的回答可能有：(1)可以代替人力做功(2)可以完成超越人力的工作( 3 3 )可以

10、使人們的工作變得更輕松更有效率(4).說明：讓學(xué)生通過思考自己身邊所熟悉的問題，認(rèn)識(shí)機(jī)械的使用和人們的生活息息相 關(guān)，從而認(rèn)識(shí)到提高機(jī)械效率具有十分重要的意義，增強(qiáng)效率意識(shí)。2 2學(xué)生進(jìn)行交流活動(dòng)教師：同學(xué)們能聯(lián)系實(shí)際說說使用機(jī)械的好處嗎？ 將學(xué)生分為若干小組，每組各找一個(gè)熟悉的機(jī)械為研究對(duì)象，并進(jìn)行交流總結(jié)所研究 的機(jī)械使用的妙處，最后每組選一個(gè)代表總結(jié)小組研究的成果。（激勵(lì)積極思考，尋找熟悉的機(jī)械使用例子，體驗(yàn)合作交流學(xué)習(xí)方法的益處，拓寬各 自的知識(shí)面，感受得出研究成果的喜悅，達(dá)到內(nèi)化知識(shí)，提升能力，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知 識(shí)解決實(shí)際問題能力，促進(jìn)學(xué)生各方面的發(fā)展，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。）3 3

11、知識(shí)拓展接著教師播放視頻介紹現(xiàn)代機(jī)械的發(fā)展，播放結(jié)束后進(jìn)行總結(jié)：毫無疑問，智能化機(jī) 械的使用給人類帶來了很多的便利，但如果不能合理地利用這些成就，也同樣會(huì)給人類帶 來危害。你能想象嗎？在醫(yī)院的手術(shù)臺(tái)前，機(jī)器人在為病人做開顱手術(shù)；在遠(yuǎn)離地球的月球表 面，機(jī)器人在代替人類采集月球標(biāo)本； 在未來的戰(zhàn)場上， 可能有一種體積宛如昆蟲的武器， 竟能使一座城市的電力全部癱瘓這些并非是科學(xué)幻想，而是正在或?qū)⒁蔀楝F(xiàn)實(shí)。機(jī) 器人是人類創(chuàng)造的一種機(jī)器，也是人類創(chuàng)造的一個(gè)偉大奇跡，機(jī)器人的出現(xiàn)滿足了人類的 一種幻想。這就是說，在某些方面，機(jī)器人具有超人的能力。那么，目前世界上機(jī)器人技 術(shù)發(fā)展到了一個(gè)什么樣的水平，又

12、在哪些領(lǐng)域得到應(yīng)用？在機(jī)器人時(shí)代向我們走來的同 時(shí)，讓我們走進(jìn)機(jī)器人，了解一下機(jī)器人的世界吧！被稱為人類生活和生產(chǎn)“最忠實(shí)的伴侶”的機(jī)器人，近幾年來取得飛速發(fā)展，引起世 人的關(guān)注。經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，機(jī)器人已初步形成了一個(gè)近百萬人的“王國”，機(jī)器人發(fā)展迅 速、種類繁多，國際上依據(jù)其技術(shù)特點(diǎn)和規(guī)模大小的不同，對(duì)它們進(jìn)行了分類。19901990 年在工業(yè)機(jī)器人國際標(biāo)準(zhǔn)大會(huì)上把 機(jī)器人分為四類：（1 1）順序型。 很多固定作業(yè)的裝配機(jī)械手都屬于此類。（ 2 2）沿軌道作業(yè)型。 這類機(jī)器人能執(zhí)行受控過程。（3 3）遠(yuǎn)距離作業(yè)型。 這類機(jī)器人可接受遙控，對(duì)操作者的行為反應(yīng)可通過編程實(shí)現(xiàn)， 應(yīng)用于核工業(yè)、

13、真空、宇宙、海洋開發(fā)等應(yīng)用領(lǐng)域。（ 4 4）適應(yīng)型或者智能型。 它們具有感知、適應(yīng)或?qū)W習(xí)功能。具體可分為工業(yè)機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、特種工作機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、體育機(jī)器人、講解機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、戰(zhàn) 場機(jī)器人、“小人國”機(jī)器人等等，其中“特種機(jī)器人”又可分為太空機(jī)器人、核工業(yè)機(jī) 器人、深海機(jī)器人以及救災(zāi)機(jī)器人等。在這個(gè)機(jī)器人王國中，目前主要成員是工業(yè)機(jī)器人，它占總數(shù)的7070%以上，全球正在工作的工業(yè)機(jī)器人共有 7474 萬，我國有 30003000 臺(tái)左右。這只新興工業(yè)大軍的形成，必將為人 類的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作出突出貢獻(xiàn)。工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各種自動(dòng)化的生產(chǎn)線上，它是機(jī)器人家族中最重要的成 員

14、。最初主要是為了解決工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化問題，由機(jī)械手臂、控制裝置、機(jī)座、能源 裝置和驅(qū)動(dòng)裝置等幾部分構(gòu)成。工業(yè)機(jī)器人大部分在汽車制造、電子、機(jī)械等行業(yè)從事焊 接、油漆、裝配、包裝、零件加工、搬運(yùn)等專業(yè)性工作。機(jī)器人是人類創(chuàng)造的一種特殊機(jī)器，在生產(chǎn)和生活等方面，特別是在危險(xiǎn)和極限環(huán)境 作業(yè)中，有著廣泛的應(yīng)用前景。機(jī)器人正發(fā)展成為一個(gè)龐大的家族，代替人們從事各種各 樣的工作。1 1核事故機(jī)器人 （板書）在法國希農(nóng) A2A2 號(hào)核反應(yīng)堆的一個(gè)特別場地，聚集著各種負(fù)責(zé)核干預(yù)任務(wù)的機(jī)器人， 一旦發(fā)生放射性物質(zhì)泄漏的嚴(yán)重事故，人們就可以借助它們對(duì)事故進(jìn)行處理。這些機(jī)器人 可以進(jìn)行認(rèn)知、提取和測量。2 2仿

15、生機(jī)器人 （板書） “仿生機(jī)器人”是指模仿生物、從事生物特點(diǎn)工作的機(jī)器人。目前在西方國家，機(jī)械 寵物十分流行，另外，仿麻雀機(jī)器人可以擔(dān)任環(huán)境監(jiān)測的任務(wù)，具有廣闊的開發(fā)前景。2121世紀(jì)人類將進(jìn)入老齡化社會(huì)，發(fā)展“仿人機(jī)器人”將彌補(bǔ)年輕勞動(dòng)力的嚴(yán)重不足，解決老 齡化社會(huì)的家庭服務(wù)和醫(yī)療等社會(huì)問題，并能開辟新的產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)。美國研制出一種機(jī)器金槍魚，它身長6m6m 軀體由鋁鏈環(huán)組成，游動(dòng)時(shí)它的時(shí)速只有9.7km9.7km，但可以橫渡大西洋漫長的海域。它主要用來測量海水的溫度、密度和流速，并把 這些數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星傳送到世界各地。3 3昆蟲機(jī)器人 （板書） 美國麻省理工學(xué)院研制出一種有趣的昆蟲

16、機(jī)器人，它的特點(diǎn)在于能夠由感應(yīng)的信息直 接導(dǎo)致類似人類條件反射活動(dòng)的反應(yīng)。最先進(jìn)的步行智能機(jī)器人“埃爾瑪”，是一種形似蝗蟲的智能多腦機(jī)器人，每條腿上 都有自己獨(dú)立的人造神經(jīng)系統(tǒng)，它的智力水平與昆蟲大致相當(dāng)，它是目前世界上步行智能 機(jī)器人中最先進(jìn)的。4 4飛行機(jī)器人 （板書） 又名無人駕駛飛行器，這種機(jī)器人真正令世人刮目相看是在 2020 世紀(jì) 8080年代中期，它 用來巡查森林、防治火災(zāi)。5.5. 太空機(jī)器人 （板書）在人類建造大型的宇宙空間站的工作中，機(jī)器人是不可缺少的。它們由航天飛機(jī) 送往與太空站相同的軌道上，宇航員可以在太空站工作臺(tái)上操縱這些太空機(jī)器人?？茖W(xué)家 把機(jī)器人送往太空，讓它們清

17、掃太空垃圾，建造太空站以及修理人造衛(wèi)星。日本研制的修理人造衛(wèi)星的高性能太空機(jī)器人，它適于在失重的條件下工作。 美國研制的新型星球探索機(jī)器人“亥伯龍”號(hào)，這種機(jī)器人最特別的功能，就是可以 在發(fā)生故障和陷入困境的時(shí)候，智能化地自動(dòng)追蹤太陽從而繼續(xù)獲得能量。聽起來很像是 中國古代的“夸父追日”的故事。6.6. 機(jī)器人醫(yī)生（板書）麻醉，建立先進(jìn)的閉式體外循環(huán)，在胸部打兩個(gè)小孔，機(jī)械手伸了進(jìn)來，“握”住了進(jìn)入人體內(nèi)的小攝像頭。切口，開始做手術(shù)。這種名叫“利薩”的機(jī)械手為近3030 位病人做過手術(shù)，“利薩”在手術(shù)中負(fù)責(zé)“抓”著攝像頭，“聽”著大夫發(fā)出的“上、下、左、右移動(dòng)”的指令，用電腦進(jìn)行聲控，使他通過

18、電腦顯示屏，看清楚手術(shù)的視野，以便 操作。7.7. 替身機(jī)器人 （板書） 極限作業(yè)中替身機(jī)器人可上太空可下深海。它可以代替人類從事許多人所不能及的工作，它除了能去人不能去的海底和太空外，如果在耳朵和眼睛上加上特殊的感測器，它還 能看見人所不能看見的東西，聽到人所無法聽到的聲音。8.8.微型機(jī)器人 （板書） 機(jī)器人技術(shù)正在向微型化和超微型化方向發(fā)展，無數(shù)微型機(jī)器人將在廣闊的領(lǐng)域中工 作。微型機(jī)器人又稱為“明天的機(jī)器人”， 它同智能機(jī)器人一起成為科學(xué)家們追求的目標(biāo)。發(fā)展微型和超微型機(jī)器人的知道思想非常簡單：某些工作若用一臺(tái)結(jié)構(gòu)龐大、價(jià)格昂 貴的大型機(jī)器人去做，不如用成千上萬個(gè)非常低廉、細(xì)小而極簡單

19、的機(jī)器人去完成。機(jī)器 人機(jī)器人技術(shù)正在向微型化和超微型化方向發(fā)展，無數(shù)微型機(jī)器人將在廣闊的領(lǐng)域中工 作。超微型機(jī)器人是一種極度縮小了的機(jī)器人，它只有人的頭發(fā)絲那樣粗細(xì)，可以在人體 血管中穿行，消除癌變或修復(fù)損傷的組織。美國國家安全實(shí)驗(yàn)室制造出了有史以來世界上最小的機(jī)器人，這部機(jī)器人質(zhì)量不到 1 1 盎司，體積為四分之一立方英寸。它還擁有一個(gè)智慧的“大腦” 一一8K8K ROMROM 處理器，以及靈活的“腿”皮帶傳動(dòng)裝置。據(jù)悉袖珍機(jī)器人可以代替人去完成許多危險(xiǎn)的工作。9.9.納米機(jī)器人 （板書） 納米機(jī)器人是納米生物學(xué)中最具有誘惑力的內(nèi)容，第一代納米機(jī)器人是生物系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體，這種納

20、米機(jī)器人可注入人體血管內(nèi)，進(jìn)行健康檢查和疾病治療。還 可以用來進(jìn)行人體器官的修復(fù)工作、做整容手術(shù)、從基因中除去有害的DNADNA 或把正常的DNADNA 安裝在基因中，使機(jī)體正常運(yùn)行。第二代納米機(jī)器人是直接把原子或分子裝配成具有 特定功能的納米尺度的分子裝置，第三代納米機(jī)器人將包含有納米計(jì)算機(jī)，是一種可以進(jìn) 行人機(jī)對(duì)話的裝置。這種納米機(jī)器人一旦問世將徹底改變?nèi)祟惖膭趧?dòng)和生活方式。10.10. 消防機(jī)器人（板書） 消防機(jī)器人的發(fā)展受到各國重視，它可以在城市失火的時(shí)候排除險(xiǎn)情，小型的消防機(jī)器人移動(dòng)方便，利于迅速靠近起火點(diǎn)，噴水壓制火情。總之，智能機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展到了非常驚人的地步，相信，不久的將來會(huì)

21、有更多的機(jī)器 人活動(dòng)在我們的平常生活中。三、小結(jié) （多媒體展示）1.1. 功率和機(jī)械效率是從兩個(gè)不同方面反映機(jī)械性能的兩個(gè)物理量，它們之間沒有必然 的聯(lián)系，前者表示做功的快慢，后者表示機(jī)械對(duì)總能量的利用率。2.2. 機(jī)械的使用給人類帶來了很多的便利，但如果不能合理地利用，也同樣會(huì)給人類帶 來危害。總之，我們要不斷積極地去探索自然規(guī)律，并應(yīng)用這些規(guī)律大膽地發(fā)明和創(chuàng)造， 不斷改善人類自己的生存，并最終達(dá)到和自然和諧發(fā)展。【案例評(píng)析】 本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)注重更多地和生活實(shí)際相聯(lián)系，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)明確機(jī)械的使用就是 為了代替人力做功，鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真了解和認(rèn)識(shí)身邊的機(jī)械，而且在教學(xué)過程中介紹了各種 各樣的機(jī)器

22、人，調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教學(xué) 設(shè)計(jì)注意體現(xiàn)物理學(xué)的價(jià)值，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問題能力，在教與學(xué)過程 中促進(jìn)學(xué)生科學(xué)的價(jià)值觀和世界觀形成。本設(shè)計(jì)從學(xué)生熟悉的實(shí)例出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步的思考，發(fā)現(xiàn)問題，然后通過實(shí)例分析 揭示問題的本質(zhì)；學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中充滿問題意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，有效培養(yǎng)了學(xué)生的觀察 能力和探究問題的能力。針對(duì)學(xué)生初學(xué)“機(jī)械效率”時(shí)， 往往對(duì)概念陌生難懂， 思維不通、 前后矛盾，甚至與“功率”相混淆，教師利用身邊常見的現(xiàn)象，通過分析闡述，幫助學(xué)生 理解機(jī)械效率的物理含義，認(rèn)識(shí)機(jī)械效率的高低是反映機(jī)械性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，通 過剖析額外功

23、產(chǎn)生的原因， 從而了解提高機(jī)械效率的辦法， 有效突破掌握這一概念的難點(diǎn)。同時(shí)突出體現(xiàn)生活中的物理，讓學(xué)生體驗(yàn)到物理現(xiàn)象就在身邊，物理知識(shí)不僅有趣，而且 還是很有價(jià)值的。板書設(shè)計(jì)一、功率與機(jī)械效率1.1. 機(jī)械效率的計(jì)算：n= =2.2. 功率和機(jī)械效率的區(qū)別：功率是表示做功的快慢；機(jī)械效率是表示機(jī)械對(duì)總能量的 利用率。它們之間沒有什么必然的聯(lián)系。二、機(jī)械的使用 極大地豐富和改善了我們的生活，但要注意機(jī)械的合理使用，最終達(dá)到與大自然的和 諧共處。【相關(guān)鏈接】1 1 機(jī)器人簡介機(jī)器人技術(shù)作為 2020 世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一，自 6060 年代初問世以來，經(jīng)歷 4040 余年的發(fā)展已取得長足的進(jìn)

24、步， 走向成熟的工業(yè)機(jī)器人， 各種用途的特種機(jī)器人的實(shí)用化， 昭示著機(jī)器人技術(shù)燦爛的明天?？茖W(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備 一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種 具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器”。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果，代表了高技術(shù)的 發(fā)展前沿，它在人類生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正引起國際上重新認(rèn)識(shí)機(jī)器人技術(shù)的作用和 影響。隨著人們對(duì)機(jī)器人技術(shù)智能化本質(zhì)認(rèn)識(shí)的加深，機(jī)器人技術(shù)開始源源不斷地向人 類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域滲透。結(jié)合這些領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)，人們發(fā)展了各式各樣的具有感知、決 策、行動(dòng)和交互能力的特種機(jī)器人和各種

25、智能機(jī)器，如移動(dòng)機(jī)器人、微機(jī)器人、水下機(jī)器 人、醫(yī)療機(jī)器人、軍用機(jī)器人、空中空間機(jī)器人、娛樂機(jī)器人等。對(duì)不同任務(wù)和特殊環(huán)境 的適應(yīng)性，也是機(jī)器人與一般自動(dòng)化裝備的重要區(qū)別。這些機(jī)器人從外觀上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)脫離了 最初仿人型機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人所具有的形狀，更加符合各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求， 其功能和智能程度也大大增強(qiáng)，從而為機(jī)器人技術(shù)開辟出更加廣闊的發(fā)展空間。2 2機(jī)器人的發(fā)展 機(jī)器人的歷史并不算長， 19591959 年美國英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器 人， 機(jī)器人的歷史才真正開始。 英格伯格在大學(xué)攻讀伺服理論， 這是一種研究運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如 何才能更好地跟蹤控制信號(hào)的理論。德沃爾曾于 19

26、461946 年發(fā)明了一種系統(tǒng)，可以“重演” 所記錄的機(jī)器的運(yùn)動(dòng)。 19541954 年，德沃爾又獲得可編程機(jī)械手臂專利， 這種機(jī)械手臂按程序 進(jìn)行工作，可以根據(jù)不同的工作需要編制不同的程序，因此具有通用性和靈活性，英格伯 格和德沃爾都在研究機(jī)器人，認(rèn)為汽車工業(yè)最適合于用機(jī)器人干活，因?yàn)槭怯弥匦蜋C(jī)器進(jìn) 行工作，生產(chǎn)過程較為固定。 19591959 年，英格伯格和德沃爾聯(lián)手制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。 它成為世界上第一臺(tái)真正的實(shí)用工業(yè)機(jī)器人。此后英格伯格和德沃爾成立了“尤尼梅遜” 公司，興辦了世界上第一家機(jī)器人制造工廠。第一批工業(yè)機(jī)器人被稱為“尤尼梅特”，意 思是“萬能自動(dòng)”。 他們因此被稱為機(jī)器人

27、之父。 19621962 年美國機(jī)械與鑄造公司也制造出工 業(yè)機(jī)器人， 稱為“沃爾薩特蘭”， 意思是“萬能搬動(dòng)”?！坝饶崦诽亍焙汀拔譅査_特蘭”就成為世界上最早的、至今仍在使用的工業(yè)機(jī)器人。近百年來發(fā)展起來的機(jī)器人，大致經(jīng)歷了三個(gè)成長階段，也即三個(gè)時(shí)代。第一代為簡 單個(gè)體機(jī)器人，第二代為群體勞動(dòng)機(jī)器人，第三代為類似人類的智能機(jī)器人，它未來的發(fā) 展方向是有知覺、有思維、能與人對(duì)話。第一代機(jī)器人屬于示教再現(xiàn)型，第二代則具備了 感覺能力，第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人，它不僅有感覺能力，而且還具有獨(dú)立判斷和行動(dòng) 的能力，并具有記憶、推理和決策的能力，因而能夠完成更加復(fù)雜的動(dòng)作。中央電腦控制 手臂和行走裝置，

28、使機(jī)器人的手完成作業(yè)， 腳完成移動(dòng)，機(jī)器人能夠用自然語言與人對(duì)話。 智能機(jī)器人在發(fā)生故障時(shí)，通過自我診斷裝置能自我診斷出故障部位，并能自我修復(fù)。今 天，智能機(jī)器人的應(yīng)用范圍大大地?cái)U(kuò)展了，除工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外，機(jī)器人應(yīng)用到各行各業(yè)，機(jī) 器人已具備了人類的特點(diǎn)。機(jī)器人向著智能化、擬人化方向發(fā)展的道路，是沒有止境的。機(jī)器人是雖然外表可能不像人，也不以人類的方式操作，但是可以代替人力自動(dòng)工作的機(jī)器。后來美國著名科普作家艾薩克阿西莫夫?yàn)闄C(jī)器人提出了三條原則，即“機(jī)器人三定律”：第一定律機(jī)器人不得傷害人，或任人受到傷害而無所作為；第二定律 機(jī)器人應(yīng)服從人的一切命令，但命令與第一定律相抵觸時(shí)例外；第三定律機(jī)器人必

29、須 保護(hù)自身的安全，但不得與第一、第二定律相抵觸。 這些“定律”構(gòu)成了支配機(jī)器人行為 的道德標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)器人必須按人的指令行事，為人類生產(chǎn)和生活服務(wù)。2019-20202019-2020 年高一物理第一章緒論撩幵物理學(xué)的神秘面紗教學(xué)設(shè)計(jì)新課標(biāo)豫教版必修 1 1一學(xué)習(xí)任務(wù)分析1 1 .教材的地位和作用本章在全套教材中地位特殊，它要闡明高中物理教材的培養(yǎng)目標(biāo)，讓學(xué)生了解高中物理要學(xué) 習(xí)什么、要達(dá)到什么要求，學(xué)習(xí)好物理學(xué)的方法，以及高中物理教材的編排體系和本套教材的特 點(diǎn)。讓學(xué)生感受物理的神奇和博大，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和愿望。2 2 .學(xué)習(xí)的主要任務(wù)：緒論課的教學(xué)目的主要是讓學(xué)生作好學(xué)習(xí)高中物理的思

30、想準(zhǔn)備和方法準(zhǔn)備，即：使學(xué)生產(chǎn)生 學(xué)習(xí)高中物理的濃厚興趣和積極愿望，樹立正確的學(xué)習(xí)觀；懂得學(xué)好高中物理的基本方法，改進(jìn) 自己已有的學(xué)習(xí)方法，適應(yīng)高中階段的學(xué)習(xí)要求。3 3 .教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)分析：教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)都是：激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，了解高中物理的學(xué)習(xí)方法。二. 學(xué)習(xí)者情況分析高一學(xué)生在初中已學(xué)習(xí)了兩年的物理，對(duì)物理已經(jīng)有初步的了解和認(rèn)識(shí)，掌握了學(xué)習(xí)物理的 一些方法。但從整體上講高一年新生還存在著：認(rèn)識(shí)事物較為片面、缺乏對(duì)事物進(jìn)行整體認(rèn)識(shí)的 能力、分析能力較差，在思維形式方面以形象思維為主、遷移能力差、探究能力不強(qiáng)，學(xué)習(xí)方法 不能適應(yīng)學(xué)習(xí)高中物理的要求等特點(diǎn)。三. 教學(xué)目標(biāo)分析根據(jù)上

31、述對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)者情況的分析，確定本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)如下：1 1.通過演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、課件展示等方法，使學(xué)生對(duì)物理學(xué)有個(gè)概括性的認(rèn)識(shí)，認(rèn)識(shí) 到學(xué)習(xí)物理的目的，提高學(xué)習(xí)物理的積極性和主動(dòng)性；2 2 .通過自然現(xiàn)象的展示，讓學(xué)生領(lǐng)略大自然的神奇與和諧，認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象的背后隱含著物 理規(guī)律，激發(fā)對(duì)物理學(xué)的興趣；3 3 .知道物理學(xué)的每一次發(fā)展都推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展和人類文明的進(jìn)程， 知道人類應(yīng)該具有可 持續(xù)發(fā)展意識(shí)和全球觀念，有將科學(xué)與技術(shù)服務(wù)于社會(huì)的意識(shí)；四. 教具教學(xué)設(shè)備：多媒體教室、課件演示器材：靜電感應(yīng)起電機(jī)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材： 硬幣（1 1 角）、水槽、漏斗、乒乓球、塑料筆等。五. 教材處理與教

32、學(xué)策略在教材處理上緒論要分為兩個(gè)學(xué)時(shí)。第一學(xué)時(shí)主要的任務(wù)是： 利用一些實(shí)驗(yàn)和課件， 讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知的沖突、 認(rèn)識(shí)到自己的不足， 了解物理學(xué)與自然規(guī)律和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，并意識(shí)到學(xué)習(xí)物理是自身發(fā)展的迫切需要，從而激發(fā) 學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。第二學(xué)時(shí)主要的任務(wù)是：利用一些實(shí)驗(yàn)和事例，讓學(xué)生了解初、高中物理學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方 法上的差異，初步掌握學(xué)習(xí)高中物理的方法；結(jié)合學(xué)分評(píng)定細(xì)則介紹本套教材的特點(diǎn)和高中生學(xué) 習(xí)物理的要求。1 1引導(dǎo)探究本課是在學(xué)生已有兩年物理學(xué)習(xí)體驗(yàn)的基礎(chǔ)上討論： 為什么學(xué)習(xí)物理以及怎樣學(xué)習(xí)物理等問 題。是高中物理學(xué)習(xí)的動(dòng)員課。由于學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)已經(jīng)有了一定認(rèn)

33、識(shí)，雖不全面，但對(duì)本節(jié)課 討論的問題已奠定了一定的基礎(chǔ)。因此，本節(jié)課要充分利用一些簡單的實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生進(jìn)行一 定程度上的探究式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在與舊知識(shí)相矛盾的情景中，產(chǎn)生認(rèn)知上的沖突，從而激發(fā)學(xué)生 學(xué)習(xí)物理的興趣，產(chǎn)生繼續(xù)學(xué)習(xí)新知識(shí)的愿望。2 2自主學(xué)習(xí) 教學(xué)中讓學(xué)生進(jìn)行一定程度上的自主學(xué)習(xí)。讓學(xué)生對(duì)自己的認(rèn)知活動(dòng)進(jìn)行自我監(jiān)控，并及時(shí) 做出相應(yīng)的調(diào)整。使學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)物理是有用的，是自身進(jìn)一步發(fā)展的迫切需要。3 3現(xiàn)代教學(xué)手段與啟發(fā)式 采用多媒體課件作為輔助手段，創(chuàng)設(shè)物理情景，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生，幫助學(xué)生建立形象、直觀的 認(rèn)識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性和主動(dòng)性。六教學(xué)過程設(shè)計(jì)第一課時(shí)自我介紹 教師先

34、進(jìn)行富有個(gè)性（幽默、風(fēng)趣）的自我介紹。說明 根據(jù)心理學(xué)“首因效應(yīng)”的原理，教師通過富有個(gè)性（幽默、風(fēng)趣）的自我介紹，更 好地吸引學(xué)生的注意力，使學(xué)生形成對(duì)老師良好的第一印象，拉近師生間的距離。創(chuàng)設(shè)情景、引入新課1 1提出問題教師：在初中，大家已經(jīng)學(xué)習(xí)了一些物理知識(shí)和科學(xué)方法。那么到了高中，我們?yōu)槭裁催€要 繼續(xù)學(xué)習(xí)物理？請大家觀察下面的實(shí)驗(yàn)同時(shí)思考這個(gè)問題。2 2 教師與學(xué)生共同完成以下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn) 1 1： 水的表面張力實(shí)驗(yàn) 讓學(xué)生想辦法使硬幣（ 1 1 角錢）浮在水面上。預(yù)測 學(xué)生討論后得出的結(jié)論可能是 ： 借助浮力的方法。如：先把紙張（或塑料薄膜）直接（或折成小船）放在水面上，再將硬幣把放在

35、它上面。教師： 那么能不借助任何物體，而讓硬幣浮在水面上嗎？預(yù)測 學(xué)生的結(jié)論可能是 ：不行。由于P硬幣P水，硬幣受到的浮力小于重力，因此硬幣只能下沉。讓學(xué)生試著動(dòng)手做一做（學(xué)生一般不會(huì)成功）教師演示讓硬幣浮在水面上（表面張力的作用） 。教師指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。說明 讓學(xué)生明白凡事不能有先入為主的觀念即“簡單地肯定或否定” ，而要大膽地 進(jìn)行嘗試，通過實(shí)驗(yàn)來說明問題。2讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到做好實(shí)驗(yàn)是需要一定的技巧和方法，并意識(shí)到自己的實(shí)驗(yàn)技能還有待進(jìn)一 步提高，同時(shí)體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)成功的喜悅。3硬幣能夠自己浮在水面上，這與學(xué)生原有的認(rèn)知產(chǎn)生沖突，有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心， 培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理的興趣。教師： 為什么硬幣能浮

36、在水面上呢？這跟“浮力的知識(shí)”是相矛盾的。播放視頻： 小昆蟲（水蠅）無拘無束地在水面上行走自如的情景。學(xué)生討論 是什么力使硬幣和小昆蟲浮在水面上。 教師簡要介紹是由于水的表面張力在起作用，同時(shí)利用課件展示圖片，列舉一些與表面張力 相關(guān)事例（如荷葉上的露珠是球型，玻璃杯中的水已高出杯口、但水并不會(huì)溢出來等現(xiàn)象）。實(shí)驗(yàn) 2 2： 多普勒效應(yīng)播放視頻： 火車進(jìn)站的錄像，先將聲音切除，讓學(xué)生當(dāng)一次配音演員給其配音。學(xué)生進(jìn)行配音 播放視頻： 完整的火車進(jìn)站的錄像。讓學(xué)生觀察敘述聲音變化的情況 教師： 簡要介紹多普勒效應(yīng)。同時(shí)利用課件例舉多普勒效應(yīng)的在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，如：交警用的測速儀器，醫(yī)院用的 彩

37、超等。說明 “多普勒效應(yīng)”這一現(xiàn)象在學(xué)生的日常生活中常有發(fā)生，但學(xué)生由于平時(shí)沒有認(rèn) 真觀察、思考，故不知道還有這一現(xiàn)象的存在。讓學(xué)生體會(huì)物理就在我們身邊，平時(shí)要養(yǎng)成認(rèn)真 觀察和思考的習(xí)慣。2讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到還有很豐富、很有趣的物理知識(shí)等著他們在高中階段去學(xué)習(xí)。 引導(dǎo)學(xué)生從上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)總結(jié)： 物理學(xué)研究的主要目的是從紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象中，尋找出共同的規(guī)律，從而利用這些規(guī)律來解 決問題。說明 有關(guān)于“水的表面張力”和多普勒效應(yīng)”的知識(shí)，只要做適當(dāng)?shù)慕榻B，能讓學(xué)生產(chǎn)生 認(rèn)知上的沖突，吸引學(xué)生的注意即可；而不能介紹得太深，讓學(xué)生產(chǎn)生過多的困難，從而打擊學(xué) 生學(xué)習(xí)的興趣。物理學(xué)與自然規(guī)律1 1簡要介紹牛頓經(jīng)典力

38、學(xué)的建立利用課件：1播放視頻：錢塘江大潮的壯觀景象2圖片：跳水運(yùn)動(dòng)員跳水時(shí)的情景3圖片：月亮繞著地球轉(zhuǎn)4圖片：蘋果落地教師： 上述四個(gè)現(xiàn)象有什么共同的規(guī)律？學(xué)生分組討論并回答教師大概介紹牛頓從蘋果落地這個(gè)現(xiàn)象出發(fā)， 綜合月亮繞著地球轉(zhuǎn)等現(xiàn)象總結(jié)得出萬有引力 定律的過程。說明 簡要地講牛頓如何從蘋果落地這個(gè)現(xiàn)象，推導(dǎo)出萬有引力的過程，讓學(xué)生體會(huì)身邊處 處都有規(guī)律可循。2 2電學(xué)演示實(shí)驗(yàn)： 用塑料筆摩擦起電吸引細(xì)紙屑 用靜電感應(yīng)起電機(jī)模擬雷電的實(shí)驗(yàn)教師： 摩擦起電產(chǎn)生的電和雷電的電是否一樣，如何研究？教師引導(dǎo)學(xué)生分組討論回答介紹富蘭克林研究雷電的方法和思路。說明 要讓學(xué)生進(jìn)行一定的思考，尋找解決問

39、題的方法，體驗(yàn)科學(xué)家探究問題的過程。 牛頓、富蘭克林等人的研究物理問題的方法和思路，要講得生動(dòng)形象，但不可涉及過深。教師 引導(dǎo)學(xué)生從上述學(xué)習(xí)中的體驗(yàn)到： 充滿神秘色彩而又復(fù)雜多變的大自然隱藏著統(tǒng)一與和 諧的規(guī)律。物理學(xué)研究的目的就是揭示大自然的部分規(guī)律。教師總結(jié)： 物理學(xué)是探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。教師簡要介紹物理學(xué)研究內(nèi)容與其他學(xué)科的區(qū)別和聯(lián)系，以及物理學(xué)發(fā)展的主要分支。（課 本第 4 4 頁）說明 這一部分可適當(dāng)讓學(xué)生自己看書進(jìn)行歸納總結(jié)，以讓學(xué)生養(yǎng)成看書的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生 自學(xué)的能力。物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展教師： 物理學(xué)是為了探究自然規(guī)律，而人類掌握規(guī)律的目的是：為了更好地利用規(guī)律為人類 服務(wù)。在今天的社會(huì)生活中，有哪些成果與物理學(xué)發(fā)展有關(guān)？教師組織學(xué)生討論回答 利用課件 結(jié)合學(xué)生的回答，簡要地介紹物理學(xué)與三次工業(yè)革命的關(guān)系，對(duì)現(xiàn)代科技發(fā)展重要 的促進(jìn)作用，以及對(duì)人類日常生活的影響，如：半導(dǎo)體芯片、信息技術(shù)、醫(yī)學(xué)設(shè)備、家庭用品、 激光、核能的應(yīng)用等等。教師引導(dǎo)學(xué)生達(dá)成共識(shí)：社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展是伴隨著物理學(xué)的成長與發(fā)展，同時(shí)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展也促進(jìn)物理學(xué)的成長與發(fā)展；物理學(xué)是自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的基礎(chǔ)；學(xué)習(xí)物理是社會(huì)發(fā)展、提高自己