初中物理 物理教案－第二節(jié) 音調(diào)、響度和音色(1課時) 教案-

1、Word文檔 初中物理 物理教案第二節(jié) 音調(diào)、響度和音色(1課時) 教案課題： 有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡 一、教學(xué)設(shè)想 作為學(xué)校杠桿平衡學(xué)問的連續(xù)，有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡問題再度被新教材選為必修內(nèi)容。在把握共點(diǎn)力作用下物體的平衡內(nèi)容之后，正確把握和應(yīng)用有固定轉(zhuǎn)軸的物體平衡條件的關(guān)鍵是對力矩概念的理解。 力矩是由力的概念衍生出來的一個概念，它是高中力學(xué)體系中的一個技叉學(xué)問，在調(diào)查中不難發(fā)覺不少老師對力矩概念的教學(xué)未賜予足夠的重視，只告知同學(xué)力矩是描寫力使物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效果的物理量，它的定義是力和力臂的乘積，定義式是M=FL，其中力臂L是轉(zhuǎn)動軸到力作用線的距離。這種教法雖然能夠較快地完成教學(xué)任務(wù)，但同

2、學(xué)卻感到生硬和乏味，很多同學(xué)學(xué)過力矩概念后，仍舊弄不清為什么要建立力矩概念，力矩作為描寫力的轉(zhuǎn)動效果為什么要定義為M=FL而不是別的形式等等，對同學(xué)來說，這些問題不解決，力矩的概念并沒有在頭腦里真已建立起來，有固定轉(zhuǎn)動軸物體的平衡條件就沒有落到實(shí)處。 為了克服以上弊端，必需突破原來的教學(xué)方案，其基本思想是：突出科學(xué)方法訓(xùn)練，注意學(xué)問形成過程，增加同學(xué)學(xué)習(xí)過程中的探究成分。 二、教學(xué)目標(biāo)與要求 學(xué)問與技能： 熟悉轉(zhuǎn)動物體，并能找出轉(zhuǎn)軸；理解力矩的概念，知道有固定轉(zhuǎn)軸物體處于平衡狀態(tài)的含義和遵從的條件；運(yùn)用力矩平衡解決實(shí)際問題。 過程與方法： 通過力矩概念的形成過程，使同學(xué)熟悉到一個概念的建立有它

3、的必定性和不行替代性；通過試驗引發(fā)問題、驗證規(guī)律、培育同學(xué)觀看力量和探究規(guī)律的科學(xué)方法。 情感與態(tài)度：通過親身體驗一些平衡小試驗，感受身邊的平衡現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)習(xí)物體學(xué)問的熱忱。 三、教學(xué)過程 1建立力臂的概念 老師：我們已經(jīng)知道，力的作用能轉(zhuǎn)變物體的外形，也能轉(zhuǎn)變物體運(yùn)動狀態(tài)，物體的機(jī)械運(yùn)動有平動和轉(zhuǎn)動兩種基本形式，那么，在轉(zhuǎn)動物體時，力的作用效果跟那些因素有關(guān)。 同學(xué)：力的大小、方向和作用點(diǎn) 老師：對！這叫力的三要素，但是，科學(xué)總是力求用最簡潔的語言去描寫世界，對影響力轉(zhuǎn)動效果的3個因素，我們能否將它進(jìn)行歸并，使之簡化呢？ 試驗表明，在保持作用力不變的狀況下，力的作用效果不是由力的作用點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸

4、之間的距離打算的，而是由力的作用線與轉(zhuǎn)軸之間的距離打算，這個距離叫力臂。 試驗1：如圖用彈簧秤以大小相等的力分別作用在教室在門的中點(diǎn)B和邊緣A（讓作用在A點(diǎn)的力與門夾角約30），結(jié)果門轉(zhuǎn)動快慢全都。 老師：力臂的大小是由哪些因素打算的？力臂概念的引出有什么作用和意義？ 同學(xué)：力臂的大小是由力的作用點(diǎn)和力的方向共同打算的，力臂概念的引出、實(shí)際上是把力的作用點(diǎn)和力的方向這兩個因素合二為一。 老師：試用力臂概念敘述力所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動效果由哪些因素打算 同學(xué)：影響力所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動效果因素是力和力臂，力越大、力臂越大力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動效果就越明顯。 2力矩概念的建立 老師：在學(xué)校物理我們學(xué)過，壓力作用效果既跟壓力F

5、有關(guān)，又跟受力面積S有關(guān)；用壓力F和受力面積S的比值F/S可以很好地描述壓力作用效果現(xiàn)在我們知道，力的轉(zhuǎn)動效果跟力F和力臂L的大小有關(guān)，那么，力F和力臂L應(yīng)當(dāng)怎樣組合起來才能很好地描述力的轉(zhuǎn)動效果呢？能將力F和力臂L相加，即F+L來描述的轉(zhuǎn)動效果嗎？為什么？ 同學(xué)：不能，由于F與L是兩共性質(zhì)不同的物理是，不能直接相加。 老師：還有什么理由可以說明這樣做是不行的？ 同學(xué)：當(dāng)L為零時，力F不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效果，但在F+L中，即使L等于零，F(xiàn)+L仍不為零?？梢?，不行用F+L描述力的轉(zhuǎn)動效果。 老師：那么，參照F/S，是否可以將力F和力臂L相除，即用F/L去描述力的轉(zhuǎn)動效果呢？ 同學(xué)：不行，因試驗表明，L

6、越大，力F的轉(zhuǎn)動效果越明顯，而 中，L越大，比值卻越小。 老師：是否可以用FL，或更簡單的組合FL2、FL3、 。等來描述力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動效果呢？請猜想是哪一種。 同學(xué)：用FL可能更好一些。 老師：這個選擇是否正確，讓我們用試驗來檢驗。 試驗2如圖，橫桿被水平懸掛，其左端系一物塊，用彈簧桿在右段不同位置A、A2豎直向下拉橫桿，使橫桿恰能發(fā)生轉(zhuǎn)動，登記兩次彈簧秤讀數(shù)F1、F2和點(diǎn)A1、A2與懸點(diǎn)0之間距離L1、L2試驗表明F1L1=F2L2。 老師：上述試驗表明、不同力作用在一個物體上，假如FL相同，則力所產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效果相同，所以應(yīng)當(dāng)用FL來描述力的轉(zhuǎn)動效果，物理學(xué)中，我們用力矩（M）來作為描述力所產(chǎn)

7、生的轉(zhuǎn)動效果的物理量，可見，力矩的定義式應(yīng)為 。 老師：或許也有同學(xué)猜想用FL2、FL3、 。來描述力所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動效果，它們都滿意FL，越大，其值也越大的特點(diǎn)，我們?yōu)槭裁雌x擇FL呢？ 同學(xué)：由于FL最簡潔 老師：是的，物理概念的建立遵從的主要原則之一為簡潔性原則：即要用最簡練的語言，最少的因子，最簡潔的數(shù)學(xué)公式來描述和定物理概念，不僅如此，假如將產(chǎn)生相同轉(zhuǎn)動效果的F1F2，L1L2分別代入FL2、FL3、 。中，所得結(jié)果是不會相等的，可見它們違反了自然規(guī)律，所以力矩只能用M=FL來描述。 另外，力矩的單位是由力和力臂單位打算，在國際單位制中應(yīng)當(dāng)是什么單位。 同學(xué)：是牛米，符號為Nm 老師：

8、功的單位是焦耳，其量綱也是Nm，它們的物理意義一樣嗎？若不一樣，有什么不同。 同學(xué)：它們的量綱雖然一樣，但物理意義不同，力矩為1Nm反映的是1N的力，其力臂力1米時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動效果，功為1J=1Nm反映的是1N的力使物體移動1米時對物體做的功，是一個過程量，體現(xiàn)出能量轉(zhuǎn)化的屬性。 3力矩平衡 試驗3 介紹試驗裝置：力矩盤勻稱，其重心在圓盤中心，圓盤可以在豎直面內(nèi)繞過中心的水平軸無摩擦地轉(zhuǎn)動。（為使試驗更快地進(jìn)行，對課本中圖4-8做一些改進(jìn)，圓盤上掛兩組鉤碼，另一組鉤碼用彈簧秤代替）。 同學(xué)讀數(shù)、填表： 力 力臂 力矩 轉(zhuǎn)動方向 同學(xué)結(jié)論：M1+M2=M3 給出力矩正負(fù)概念后，再由同學(xué)給出有固定

9、轉(zhuǎn)軸物體的平衡條件： M1+M2+=0 即M總 =0 試驗4 動態(tài)驗證：如圖，讓同學(xué)猜想，保持 力盤平衡，當(dāng)彈簧秤緩慢地由ABC過程中讀數(shù) 的變化狀況，再驗證 試驗5 體驗平衡條件 （1）兩腳左右分開（30cm），在從雙腳站立不變姿式改為單足站立行不行？讓同學(xué)體驗一下如何。從雙足站立變?yōu)閱巫阏玖ⅰ?（2）側(cè)身將一只臂和腿緊緊靠墻站立，保持這種姿式，將遠(yuǎn)離墻的一只腳提起，讓靠墻的一只腳站立，讓同學(xué)試試能否做到？并說明理由。 4課堂練習(xí)（略） 四、教學(xué)效果 1問卷調(diào)查 （1）在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中你懂得哪些概念、把握了哪些規(guī)律。 （2）關(guān)于力矩，下列說法正確的是： A、力對物體的轉(zhuǎn)動作用打算于力矩的大小

10、； B、力矩可以使物體向不同方向轉(zhuǎn)動； C、力矩等于零時，力對物體不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動作用； D、由于1J=1Nm，因此力矩的單位“Nm”也可寫成“J”。 （3）直桿OA可繞O軸轉(zhuǎn)動，圖中虛線與桿平行，桿的A端分別受到F1、F2、F3、F4四個力的作用，它們 與OA在同一豎直面內(nèi)，比較它們對O點(diǎn)力矩M1、M2、M3、M4的大小關(guān)系。 （4）均質(zhì)圓柱重G，半徑R，障礙物高h(yuǎn)= ，今要使圓柱越過障礙物，則在圓柱體最高點(diǎn)作用的力中最小的力為多少？ （5）你能說出用FL來描述力的轉(zhuǎn)動效果的緣由嗎？ （6）本節(jié)課通過哪些方法獵取了學(xué)問？ （7）假如給你一只熬煉身體的啞鈴，你能夠在保持雙足站立姿式的基礎(chǔ)上抬起你的一

11、只腳嗎？說明你的方法及理由。 （8）東北代木林場中，一根松木的重量大于磅秤的量程，現(xiàn)想稱量松木的重量，你能做得到嗎？請你寫出你的方案。 （9）本節(jié)課探究到的學(xué)問有用嗎？請你說說力矩平衡學(xué)問在生活中的應(yīng)用。 （10）與直接給出定義和結(jié)論相比你喜愛本節(jié)課的教學(xué)方式嗎？ 2統(tǒng)計數(shù)據(jù)： 問卷調(diào)查的共50位同學(xué)，時間為半小時 課程目標(biāo) 學(xué)問與技能 過程與方法 情感與態(tài)度 題 號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 回答正確或基本正確的人數(shù) 46 44 32 33 42 45 38 32 43 44 正確率 92% 88% 64% 66% 84% 90% 76% 64% 86% 88% 注：第九題只

12、要找誕生活中的力矩平衡一個事例即算正確；第十題只要說明喜愛本節(jié)課的教學(xué)方法就算正確。 3結(jié)果分析 從調(diào)查狀況看第一題、其次題的正確率較高，說明白同學(xué)已把握了力矩的概念和有固定轉(zhuǎn)軸物體的平衡條件，基本的學(xué)問技能目標(biāo)已經(jīng)達(dá)到，值得留意的是第三題與第四題的正確率均在70%以下，同學(xué)對力矩的演化和利用力矩平衡學(xué)問解決問題的力量不足，所以本節(jié)課后，支配一節(jié)“力矩平衡條件的應(yīng)用”是必要的。 第五、六題的正確率超過80%，說明同學(xué)已感覺到學(xué)問的形成過程對獵取學(xué)問的科學(xué)方法已有所體驗，這或許是本節(jié)課的最重要的收獲；第七、八題的正確率低于80%，說明應(yīng)用學(xué)問解決試驗問題的力量還是不能令人滿足，尤其是第八題正確率只有64%，客觀上該題有肯定的難度，但同學(xué)遷移學(xué)問的力量較差也是不容回避的。 第九、十兩題的高正確率體現(xiàn)了同學(xué)還是很愿意用所學(xué)學(xué)問