教師資格認(rèn)定考試初級中學(xué)物理模擬題23

教師資格認(rèn)定考試初級中學(xué)物理模擬題23一、單項(xiàng)選擇題1.

用α粒子轟擊鈹核，生成一個(gè)碳核和一個(gè)粒子，則對該粒子的描述不正確的是______。A.帶正電，能在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.在任意方向的磁場中都不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.是原子核的組成部分之一D.用來轟擊鈾235可引起鈾核的裂變正確答案：A[考點(diǎn)]近代物理理論

[解析]題干是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)，即該粒子是中子，不帶電，所以不能在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

2.

在勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)靜止的氡原子核，它由于衰變放出一個(gè)粒子，此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個(gè)相外切的圓。大網(wǎng)與小圓的直徑之比為42:1，如圖所示。那么氡核的衰變方程應(yīng)是下列方程中的哪一個(gè)?______

A．

B．

C．

D．a(chǎn)正確答案：B[解析]衰變前原子核初動量為零，衰變后粒子和反沖核兩動量大小相等、方向相反。根據(jù)圖中的軌跡可知粒子和反沖核電性相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)帶電粒子在磁場中運(yùn)動的半徑公式，半徑之比為42:1，得到粒子帶電量之比為1:42，質(zhì)子數(shù)就是核電荷數(shù)，B項(xiàng)正確。C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.

對于一定量的理想氣體，在某一過程中，從外界吸收熱量2.5×104J，氣體對外做功1.0×104J，則該理想氣體______。A.溫度降低，密度增大B.溫度降低，密度減小C.溫度升高，密度增大D.溫度升高，密度減小正確答案：D[考點(diǎn)]熱學(xué)

[解析]由ΔU=W+Q=-1.0×104J+2.5×104J=1.5×104J，可知?dú)怏w內(nèi)能增加，溫度升高。由于氣體對外做功，所以體積增大，密度減小。

4.

如圖，在水銀槽中豎直倒插一根一端封閉、粗細(xì)均勻的玻璃管，管內(nèi)有一段水銀柱，高為h，水銀柱上端密封有一段空氣柱?，F(xiàn)將玻璃管豎直向上提起(管口不離開水銀槽內(nèi)水銀面)一些，玻璃管內(nèi)水銀柱高度為h1，則______。

A.h＞h1B.h＜h1C.h=h1D.無法判斷正確答案：B[考點(diǎn)]熱學(xué)

[解析]根據(jù)托里拆利實(shí)驗(yàn)，如果玻璃管中混入少量空氣，則水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)加上封閉空氣柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于外界大氣壓；如果將玻璃管向上提，則管內(nèi)水銀柱上方少量空氣的體積增大，壓強(qiáng)減小，而此時(shí)外界的大氣壓不變。根據(jù)上述等量關(guān)系，管內(nèi)水銀柱的壓強(qiáng)須增大才能重新平衡，故管內(nèi)水銀柱的高度增大。

5.

下圖為α粒子被重金屬原子核散射的運(yùn)動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點(diǎn)，在散射過程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止不動。圖中所標(biāo)出的α粒子在各點(diǎn)的加速度方向正確的是______。

A.M點(diǎn)B.N點(diǎn)C.P點(diǎn)D.Q點(diǎn)正確答案：C[考點(diǎn)]近代物理理論

[解析]α粒子與重金屬原子核均帶正電荷，由于庫侖力作用，α粒子在運(yùn)動過程中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其加速度方向即庫侖力方向，由軌跡的彎曲程度可以判斷N點(diǎn)離核最近，N點(diǎn)前α粒子做減速運(yùn)動，N點(diǎn)α粒子做加速運(yùn)動，所以只有P點(diǎn)的加速度方向正確，故C項(xiàng)正確。

6.

如圖所示，一束可見光射向兩面平行的玻璃磚的上表面，經(jīng)折射后分為兩束單色光a和b，下列說法正確的是______。

A.玻璃磚對a、b兩種單色光的折射率na大于nbB.射出玻璃磚的兩種單色光a、b平行C.若逐漸增大入射光的入射角，則a的出射光首先消失D.若用a、b兩種單色光做衍射實(shí)驗(yàn)，則b光衍射現(xiàn)象較明顯正確答案：B[考點(diǎn)]光學(xué)

[解析]b光在玻璃中偏折程度大，所以nb＞na，A項(xiàng)錯(cuò)誤。a的折射率較小，波長較長，所以其衍射現(xiàn)象較明顯，D項(xiàng)錯(cuò)誤。第二次折射的入射角與第一次折射的折射角相等，所以第二次折射的折射角與第一次折射的入射角相等，所以射出玻璃磚的兩種單色光a、b平行，B項(xiàng)正確。出射光線與入射光線平行，所以出射光不會消失，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

7.

某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量一圓柱體的長度l，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑d，示數(shù)如圖。由圖可讀出l和d分別為______。

A.22.50mm6.860mmB.22.5mm6.860mmC.2.25mm6.860mmD.22.5mm6.86mm正確答案：B[考點(diǎn)]物理學(xué)史、物理實(shí)驗(yàn)及教學(xué)論

[解析]10分度游標(biāo)卡尺的精度為0.1mm，不需要估讀。螺旋測微器精度為0.01mm，需要估讀，有半刻度線。則圓柱體的長度l=22mm+0.1mm×5=22.5mm，圓柱體的直徑d=6.5mm+0.01mm×36.0=6.860mm。

8.

如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原處于靜止?fàn)顟B(tài)。不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向b端移動時(shí)，則______。

A.電壓表讀數(shù)減小B.電流表讀數(shù)減小C.質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動D.R3上消耗的功率逐漸增大正確答案：A[考點(diǎn)]電磁學(xué)(二)

[解析]由圖可知，R2與滑動變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)接在電源兩端；電容器與R3并聯(lián)；當(dāng)滑片向b移動時(shí)，滑動變阻器接入電阻減小，則電路中總電阻減??；由閉合電路歐姆定律可知，電路中電流增大，路端電壓減小，同時(shí)R1兩端的電壓也增大，故并聯(lián)部分的電壓減??；由歐姆定律可知流過R3的電流減小，則流過并聯(lián)部分的電流增大，故電流表示數(shù)增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤。因并聯(lián)部分電壓減小，而R2中電壓增大，故電壓表示數(shù)減小，A項(xiàng)正確。因電容器兩端電壓減小，故電荷受到的向上電場力減小，則重力大于電場力，電荷向下運(yùn)動，C項(xiàng)錯(cuò)誤。因R3兩端的電壓減小，由可知，R3消耗的功率減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

二、簡答題1.

中學(xué)物理教學(xué)中利用前概念進(jìn)行物理教學(xué)的基本方法有哪些?正確答案：利用前概念進(jìn)行物理教學(xué)的基本方法有如下幾種。

(1)了解學(xué)生已有的前概念

教師在講授有關(guān)的物理內(nèi)容之前應(yīng)通過一定的方式，如小組討論、提問、問卷調(diào)查、試題測試等，深入了解學(xué)生大腦中前概念的存在情況。

(2)創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)認(rèn)知沖突

學(xué)生頭腦中的前概念是自發(fā)的、隱蔽的，其中可能存在的錯(cuò)誤前概念。因此，教師應(yīng)該創(chuàng)設(shè)情境使新知識與學(xué)生的前概念產(chǎn)生沖突，繼而加以恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。

(3)巧設(shè)實(shí)驗(yàn)，糾正錯(cuò)誤前概念

物理學(xué)科以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，物理實(shí)驗(yàn)真實(shí)可信，教師引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突后，有的放矢地安排實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生把對事物表面現(xiàn)象觀察所得到的經(jīng)驗(yàn)與物理知識不一致的地方提出來進(jìn)行思考，促成原有知識結(jié)構(gòu)的順應(yīng)，用科學(xué)的概念代替原有的錯(cuò)誤觀念。

(4)變式拓展，鞏固正確的科學(xué)知識

學(xué)生掌握物理知識不可能一蹴而就，教師除了講解概念、規(guī)律時(shí)應(yīng)盡量做到準(zhǔn)確、透徹外，還應(yīng)加強(qiáng)概念和規(guī)律的變式教學(xué)，有意識地從各個(gè)角度變更事物的非本質(zhì)特征，通過分析、突出事物隱蔽的本質(zhì)屬性，幫助學(xué)生不斷完善知識結(jié)構(gòu)。[考點(diǎn)]課標(biāo)與教學(xué)

2.

簡述物理教學(xué)設(shè)計(jì)的基本程序。正確答案：物理教學(xué)設(shè)計(jì)的基本程序是：

(1)分析教學(xué)任務(wù)，闡述教學(xué)的預(yù)期目標(biāo)。

(2)確定學(xué)生的起點(diǎn)狀態(tài)，包括他們的原有知識水平、技能和學(xué)習(xí)動機(jī)、狀態(tài)等。

(3)分析學(xué)生從起點(diǎn)狀態(tài)過渡到終點(diǎn)狀態(tài)應(yīng)掌握的知識技能或應(yīng)形成的態(tài)度與行為習(xí)慣。

(4)考慮用什么方式和方法給學(xué)生呈現(xiàn)教材，提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

(5)考慮用什么方法引起學(xué)生的反應(yīng)并提供反饋。

(6)考慮如何對教學(xué)的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的測量與評價(jià)。[考點(diǎn)]課標(biāo)與教學(xué)

三、案例分析題案例：

下面是某教師在講解“金屬的熱傳導(dǎo)性”這一知識點(diǎn)時(shí)，提出的問題以及和同學(xué)們的對話。

師：質(zhì)量相同的鐵塊和木塊在室溫狀態(tài)下放置一段時(shí)間。同學(xué)們，如果用手接觸鐵塊和木塊，會有什么感覺?

生：用手接觸鐵塊會比接觸木塊感覺更涼。

師：大家的感覺說明了什么?

生1：說明鐵塊溫度更低。

師：不對，鐵塊和木塊的溫度一樣，并且與室溫也保持一致。

生2：鐵塊和木塊溫度相等，但我們感覺鐵塊溫度低是因?yàn)殍F塊具有良好的熱傳導(dǎo)性，木塊沒有。

師：很好，學(xué)生2的回答是正確的。

生3：老師，我還是理解不了為什么鐵塊的溫度更低。

師：大家記住，金屬具有傳導(dǎo)性，由于手的溫度比金屬的高，所以手的熱量就傳到金屬上。而當(dāng)用手摸木塊時(shí)，由于非金屬是熱的不良導(dǎo)體，不能把熱量帶走，這樣一來就覺得金屬比較冷了。

生：嗯，記住了。

問題：1.

請對上述教學(xué)片段進(jìn)行評價(jià)。正確答案：該教師的教學(xué)行為不符合新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)的“教學(xué)從重結(jié)論輕過程轉(zhuǎn)向重結(jié)論的同時(shí)更重過程”這一理念，也不符合新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)的評價(jià)理念。該教師看似在很短的時(shí)間內(nèi)完成了教學(xué)任務(wù)，可是對于學(xué)生來說，卻是機(jī)械的記憶。因?yàn)樵谶@樣的背景下，學(xué)生的知識是教師告訴的，不是自己構(gòu)建的，是一種被動地接受，不利于學(xué)生的理解。對于學(xué)生回答的評價(jià)過于單一，只是說“不對”“很好”等，起不到調(diào)動學(xué)生積極性的作用。

2.

針對上述教學(xué)片段存在的問題，重新設(shè)計(jì)一個(gè)教學(xué)片段，幫助學(xué)生掌握相關(guān)概念。正確答案：教學(xué)片段：

師：質(zhì)量相同的鐵塊和木塊在室溫狀態(tài)下放置一段時(shí)間，同學(xué)們，如果用手接觸鐵塊和木塊，會有什么感覺?

生：用手接觸鐵塊會比接觸木塊感覺更涼、更冷。

師：大家的感覺說明了什么?

生：說明鐵塊溫度更低。

利用溫度計(jì)，學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測量鐵塊和木塊的溫度。實(shí)驗(yàn)中，有的學(xué)生把溫度計(jì)的液泡分別貼到金屬塊和木塊上；有的學(xué)生把金屬塊和木塊放到裝水的燒杯中，并用溫度計(jì)測水的溫度。大部分學(xué)生測量的結(jié)果是兩者的溫度相等，且與室溫一致。

老師對學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)給予了肯定。

師：一般情況下，測同體的溫度需用專業(yè)測溫儀。大家用手中的溫度計(jì)測金屬塊和木塊的溫度會有誤差。

師：老師可以告訴大家鐵塊和木塊溫度確實(shí)一樣，那說明什么問題呢?

少數(shù)學(xué)生：鐵塊并不比木塊冷。

師：由于溫度是物體冷熱程度的反映，溫度相等，冷熱程度就一樣?？墒菫槭裁次覀兏杏X到鐵塊更冷呢?

(學(xué)生們目瞪口呆，教室里一片寂靜)

教師稍微停了一下：這就是金屬的特性——熱傳導(dǎo)性在起作用。

(多數(shù)學(xué)生用期待的目光看著老師，急切地等待老師進(jìn)一步解釋，可老師欲言又止)

師：有哪位同學(xué)能解釋一下，為什么平時(shí)我們覺得金屬摸上去比較涼呢?

學(xué)生們躍躍欲試，紛紛舉手，老師故意指著提出金屬比較涼的那位坐在角落的同學(xué)：你說說看。

生1：由于金屬能傳熱，當(dāng)我們的手摸金屬時(shí)，手的熱量傳給金屬，所以感覺涼，而木塊不能傳熱，所以沒有感覺到?jīng)觥?/p>

師：大家同意他的說法嗎?

大多數(shù)學(xué)生：同意。

老師叫著沒有說同意的一個(gè)同學(xué)的名字：學(xué)生2，你還有不同的意見嗎?

生2：為什么手的熱量會傳給鐵塊呢?

師：人的正常體溫是多少?

生2：37攝氏度左右。

師：剛剛做實(shí)驗(yàn)時(shí)，室溫是多少，鐵塊溫度又是多少?

生2：22攝氏度左右。

師：那么熱量該怎么傳遞?

生2：哦，我知道了。熱量由高溫物體傳至低溫物體。

案例：

在初中物理實(shí)驗(yàn)課上，王老師用實(shí)驗(yàn)講授“光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播”的初步知識。

師：在有霧的天氣，可以看到透過樹叢的光束是直的；從汽車前燈射出的光束是直的；電影放映機(jī)射向銀幕的光束也是直的。這些現(xiàn)象說明什么問題?

生：這些現(xiàn)象說明光在空氣中是沿著直線傳播的。

師：好，接下來，我給大家演示一下，光在水中也是沿直線傳播。

師做實(shí)驗(yàn)，在盛水的玻璃水槽內(nèi)滴幾滴牛奶，用激光筆將一束光射到水中，觀察光在水中的傳播軌跡。

生觀看實(shí)驗(yàn)。

師：大家看，光在水中、玻璃中也是沿直線傳播的?？諝狻⑺筒ＡУ韧该魑镔|(zhì)叫作介質(zhì)，光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。大家用筆在教材上畫下這句話來。

生：老師，我們也要做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

老師選了兩個(gè)學(xué)生代表，分別給了他們一支激光筆，吩咐他們對著水槽照射。學(xué)生拿著激光筆照到墻上，晃動著，引起學(xué)生一片騷動。

問題：3.

對上述課堂實(shí)錄進(jìn)行評述。正確答案：根據(jù)新課標(biāo)對教學(xué)實(shí)施以及教學(xué)評價(jià)的要求，該教學(xué)環(huán)節(jié)存在以下幾個(gè)方面的問題：

①教學(xué)方式。新課改強(qiáng)調(diào)，學(xué)習(xí)方式要由單純依賴模仿和記憶，過于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)的方式轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂醒芯啃浴⒑献餍?、啟發(fā)性的方式。該教師照本宣科，沒有任何引導(dǎo)和組織討論環(huán)節(jié)，由教材中的例子直接得出結(jié)論，沒有體現(xiàn)新課改轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式的要求。

②教學(xué)效果。該課堂沒有體現(xiàn)出教學(xué)的三維目標(biāo)中過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)，只進(jìn)行了簡單的提問，沒有啟發(fā)性，沒有激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，也沒有設(shè)計(jì)有趣的活動來幫助學(xué)生達(dá)到三維目標(biāo)。

③教學(xué)內(nèi)容。教師沒有將“光沿直線傳播”的條件清晰簡明地講解給學(xué)生，沒有舉出生活現(xiàn)象中光不沿直線傳播的例子，來強(qiáng)化“光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播”。

④教學(xué)評價(jià)原則。該教師對學(xué)生回答的評價(jià)過于單一，僅是“好”之類的評價(jià)詞語，沒有進(jìn)行有效的點(diǎn)撥和反饋。

4.

針對存在的問題，設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)教學(xué)的方案(形式不限，可以是教學(xué)思路，教學(xué)活動等)。正確答案：教學(xué)片段：

進(jìn)行影子游戲，引導(dǎo)學(xué)生提問：影子為什么是黑的呢?影子的形成說明什么?

討論交流：人是不透明的，光不能繞到不透明物體的后面，無光的地方就是黑色。光不能繞到物體后面說明光不會轉(zhuǎn)彎，也就是光只能沿直線傳播。

師：所謂“耳聽為虛，眼見為實(shí)”，我們?nèi)绻苡H眼看到光的傳播路徑就好了。老師這里有激光筆，想一想怎樣才能觀察到光在空氣、水中的傳播路徑呢?

生：在晚上實(shí)驗(yàn)就行了。

師：晚上確實(shí)行，不過大家現(xiàn)在等不及了?？梢栽诳諝庵兄圃焖F或煙霧，將水變混濁，如向水中滴幾滴牛奶。

師：(將激光束打在墻壁上，看到一個(gè)光斑，然后用酒精燈對激光束加熱)你們看到了什么?這是什么原因造成的?

生：看到光斑在抖動。這是因?yàn)榧訜崾箍諝夥植疾痪鶆蛄?，光不沿直線傳播。

師：很好。隔著火焰看靜止的物體，好像在跳動；海市蜃樓等現(xiàn)象都是空氣不均勻分布引起的。怎樣描述光的直線傳播才準(zhǔn)確呢?

生：光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播。

四、教學(xué)設(shè)計(jì)題閱讀材料，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計(jì)。

材料一《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》關(guān)于“杠桿”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)為：“知道簡單機(jī)械。通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解杠桿的平衡條件?！?/p>

材料二某版本物理教材“杠桿”一節(jié)中為“探究杠桿的平衡條件”設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

材料三教學(xué)對象為初中二年級學(xué)生，已學(xué)過力學(xué)中的一些基本概念和規(guī)律。

任務(wù)：1.

簡述杠桿的定義，并寫出杠桿的平衡條件。正確答案：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動，這根硬棒就是杠桿。杠桿的平衡條件為：動力×動力臂=阻力×阻力臂，或?qū)懗蒄1l1=F2l2。

2.

根據(jù)上述材料，完成“探究杠桿的平衡條件”的教學(xué)設(shè)計(jì)，其中包括：教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)過程。(不少于300字)正確答案：教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

一、教學(xué)目標(biāo)

1．知識與技能

(1)通過操作、體驗(yàn)和對杠桿實(shí)例的觀察，歸納出“杠桿是在力的作用下繞一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒”，能說出“杠桿的支點(diǎn)、動力、阻力”；

(2)會畫杠桿中的動力臂和阻力臂，能用杠桿平衡條件解決具體問題。

2．過程與方法

(1)通過對實(shí)驗(yàn)探究的分析、論證、評估，建立力臂概念。提高實(shí)驗(yàn)探究的分析、論證能力，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)評估意識：

(2)經(jīng)歷探究杠桿平衡條件的過程，采用比較法和綜合分析法科學(xué)分析相關(guān)數(shù)據(jù)，得出杠桿的平衡條件“動力×動力臂=阻力×阻力臂”。

3．情感態(tài)度與價(jià)值觀

在杠桿的模型建構(gòu)中領(lǐng)悟物理模型建構(gòu)的一般方法：選擇樣例—建立初步圖示—圖示改進(jìn)—建立模型；在探究中領(lǐng)悟“科學(xué)的發(fā)現(xiàn)往往需要向前再邁一步”。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：認(rèn)識杠桿，探究并得出杠桿平衡條件。

教學(xué)難點(diǎn)：在探究中建立“力臂”概念，在實(shí)際應(yīng)用中準(zhǔn)確畫出動力臂、阻力臂。

三、教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)法、討論法。

四、教學(xué)資源

釘有圖釘?shù)哪景濉|木、螺絲刀、羊角錘、扳手、杠桿、鉤碼、彈簧測力計(jì)、鐵架臺、直尺、細(xì)線。

五、教學(xué)過程

(一)認(rèn)識杠桿

活動1：拔圖釘

(教師)木板上釘了一枚圖釘，請把它拔出來(如圖)。

(學(xué)生)使用不同的方法拔出圖釘。

(教師)懂得使用工具是一種智慧的表現(xiàn)。生活中還有很多任務(wù)是采用工具來完成的。

(學(xué)生)觀察羊角錘拔鐵釘、開瓶器開瓶蓋、扳手?jǐn)Q螺絲(視頻)；觀察撬石頭、蹺蹺板、抽水機(jī)手柄(動畫)。

(教師)以上工具在工作時(shí)有何共同的特點(diǎn)?

(教師)待學(xué)生回答出“轉(zhuǎn)動”后，用Flash演示并說明(上圖所示)：

在物理學(xué)中，將一根在力的作用下可繞一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒稱作杠桿。

支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點(diǎn)，即圖中的O點(diǎn)；

動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，即圖中的F1；

阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，即圖中的F2。

活動2：尋找身體中的杠桿

(學(xué)生)尋找并用動作表達(dá)出來。

(教師)舉例“昂首向天、提起足跟、手提重物”。

(教師)點(diǎn)評：盡管人體的各種運(yùn)動相當(dāng)復(fù)雜，但最基本的運(yùn)動都是由骨骼在肌肉的作用下繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的，其模型就是杠桿?，F(xiàn)代科技工作者從人體手臂得到啟發(fā)制造了航天飛機(jī)的機(jī)械臂用以抓捕衛(wèi)星。

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)采用兩層次的活動設(shè)計(jì)，通過用杠桿來認(rèn)識杠桿，通過看杠桿來了解杠桿；通過尋找身體中的杠桿來體會杠桿，使學(xué)生在活動、體驗(yàn)中構(gòu)建杠桿模型。

(二)探究杠桿的平衡條件

[出示探究背景]

(教師)展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)常用的物理天平，使天平在兩側(cè)放入一定的砝碼時(shí)保持平衡狀態(tài)。

[提出探究問題]

平衡狀態(tài)下，天平兩側(cè)砝碼的質(zhì)量有什么關(guān)系呢?砝碼質(zhì)量與左右刀口到橫梁的距離有什么關(guān)系呢?

[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]

(教師)你能利用桌上的器材設(shè)計(jì)出合適的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行探究嗎?

(師生共同討論)實(shí)驗(yàn)裝置如上圖所示：

1．杠桿材料為輕質(zhì)木條，為消除杠桿自重的影響，杠桿應(yīng)在中點(diǎn)懸掛，并調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿處于水平平衡；

2．質(zhì)量已知的鉤碼若干；

3．l1、l2可以直接從杠桿上讀出。

4．實(shí)驗(yàn)中將彈簧測力計(jì)的拉力記作F1，鉤碼的拉力記作F2，OA記作l1，OB記作l2。

(師生)探討步驟設(shè)計(jì)并確定實(shí)驗(yàn)記錄表格。

設(shè)計(jì)思想：控制變量法。

步驟一：調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿處于水平平衡狀態(tài)。

步驟二：取F2=1N，l2=10cm，l1=5cm，測出杠桿處于水平平衡狀態(tài)時(shí)F1的大小；

步驟三：l1、l2不變，增大F2，測出F1；

步驟四：F2、l1不變，增大l2，測出F1；

步驟五：F2、l2不變，增大l1，測出F1。

(教師)引導(dǎo)學(xué)生明晰實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)：

注意點(diǎn)一：彈簧測力計(jì)要調(diào)零；

注意點(diǎn)二：彈簧測力計(jì)豎直向下拉動，待杠桿處于水平平衡狀態(tài)時(shí)讀數(shù)。

[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并將數(shù)據(jù)記錄在下表中(參考數(shù)據(jù))：

測量序號F2/Nl2/cml1/cmF1/N①11052②1.51053③1.51253.6④1.512151.2[實(shí)驗(yàn)分析]

(教師)引導(dǎo)學(xué)生討論并分析結(jié)論：

1．比較①、②，說明：l1、l2不變，增大F2，則F1增大；

比較②、③，說明：F2、l1不變，增大l2，則F1增大；

比較③、④，說明：F2、l2不變，增大l1，則F1減小。

2．綜合分析①②③④，可得杠桿平衡時(shí)：F1l1=F2l2。

3．引申分析：若l1＞l2則F1＜F2，可以省力……

(教師)引導(dǎo)學(xué)生思考：在上述表達(dá)式中，F(xiàn)1是通過彈簧測力計(jì)測得的，F(xiàn)2是鉤碼的重力提供的拉力；那么l1、l2究竟是什么呢?是指OA、OB的長度嗎?

[實(shí)驗(yàn)論證]

(教師)請學(xué)生采用如下左圖的操作方式(彈簧測力計(jì)豎直上拉)，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述結(jié)論的正確性。實(shí)驗(yàn)中取F2=1.5N，OB=10cm，OA=15cm，先計(jì)算出杠桿處于水平平衡時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

(教師)請學(xué)生逐步傾斜彈簧測力計(jì)(如上右圖)。

(學(xué)生)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)發(fā)生變化。

(教師)彈簧測力計(jì)傾斜后F2、OB沒有變化，是什么引起了F1的變化?

[實(shí)驗(yàn)反思]

(教師)組織學(xué)生探究：讓F1為1.5N時(shí)杠桿處于水平平衡，假如F1l1=F2l2成立，則l1為10cm。組織學(xué)生用直尺測量尋找l1。

(學(xué)生)通過測量發(fā)現(xiàn)l1為支點(diǎn)O到F1的作用線的垂直距離(見上圖)。

(教師)在杠桿中，我們把支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離稱作“力臂”。

(教師)點(diǎn)明杠桿的平衡條件(杠桿原理)：動力×動力臂=阻力×阻力臂，可以用字母表示成：F1l1=F2l2。

閱讀材料，根據(jù)要求完成教學(xué)設(shè)計(jì)。

材料一《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》中關(guān)于磁生電的內(nèi)容要求是：“通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用?！?/p>

材料二某初中物理教材中為“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)器材及電路圖如圖所示。

材料三教學(xué)對象為初中三年級學(xué)生，已學(xué)過磁場、電生磁等相關(guān)知識。

任務(wù)：3.

感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是什么?正確答案：感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動。

4.

根據(jù)上述材料，完成“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”學(xué)習(xí)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)，其中包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)過程。正確答案：教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

一、教學(xué)目標(biāo)

1．知識與技能

(1)通過探究活動，知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象，知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。

(2)通過實(shí)驗(yàn)探究，知道感應(yīng)電流的方向與磁場方向、切割磁感線的運(yùn)動方向有關(guān)。

(3)了解發(fā)電機(jī)的原理，知道發(fā)電機(jī)工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。

2．過程與方法

經(jīng)歷什么情況下磁能生電的學(xué)習(xí)，掌握從多種因素中找出與研究目的有關(guān)的信息，得出電磁感應(yīng)的條件。

3．情感態(tài)度與價(jià)值觀

(1)了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。

(2)通過電生磁以及磁能生電的對比，認(rèn)識自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的。

二、教學(xué)方法

講授法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、合作法相互結(jié)合的方式。

三、教學(xué)過程

1．提出問題，引入新課

師：由以前學(xué)過的奧斯特實(shí)驗(yàn)說明電可以生磁，那么反過來磁能不能生電呢?不少科學(xué)家進(jìn)行了這方面的探索，英國科學(xué)家法拉第，堅(jiān)信電與磁有密切的聯(lián)系。經(jīng)過10年堅(jiān)持不懈的努力，終于在1831年取得了重大的突破，發(fā)現(xiàn)磁可以產(chǎn)生電，但需要一定的條件。什么條件下磁才能生電呢?今天我們就研究這個(gè)問題。

2．進(jìn)入新課，科學(xué)探究

(1)什么情況下磁可以生電?本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇哪些實(shí)驗(yàn)器材?還需要補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)器材嗎?

學(xué)生討論總結(jié)，根據(jù)研究的對象，需要有磁體和導(dǎo)線；檢驗(yàn)電路中是否有電流需要有電流表；控制電路必須有開關(guān)。

(2)思考：如何獲得磁場?電路中有電流的條件?如何顯示電路中有無電流?

學(xué)生思考后回答：①磁體周圍有磁場，利用磁體可以獲得磁場。②電路中有電流，電路要閉合，還需要電源。③利用電流表來檢測電路中有沒有電流。

3．嘗試的角度

(1)讓直導(dǎo)線在蹄形磁體的磁場中靜止，換用不同強(qiáng)度的磁體。

學(xué)生觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不變，說明導(dǎo)線在磁場中靜止，電路中不會產(chǎn)生電流。

(2)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，固定磁體不變，使導(dǎo)線在磁場中沿著不同方向運(yùn)動，觀察電流表的反應(yīng)。

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察到當(dāng)導(dǎo)體沿著磁場方向運(yùn)動時(shí)，電路中沒有電流。當(dāng)導(dǎo)線在磁場中水平運(yùn)動、斜運(yùn)動都會產(chǎn)生電流。