人教版物理八年级上册教案
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第一章 机械运动
第1节 长度和时间的测量(2课时)
教学目标
1、 知道国际单位制中长度的单位;
2、 知道国际单位制中时间的基本单位,并知道它与其它单位的关系;
3、知道测量存在误差。
教学重点:1、刻度尺的使用和测量时间;2、单位的换算和特殊测量。
教学难点:1、单位的换算;2、刻度尺的使用方法。
教具准备
测长度工具:刻度尺、皮卷尺、三角尺、游标卡尺、螺旋测微器等。
计时工具:石英钟、电子手表、机械停表、电子停表等。
教学过程
一、情景引入
学校每年都举行田径运动会,田径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,这就要进行长度的测量,如图甲所示;在径赛中通常以时间的长短来论成绩,这又要进行时间的测量,如图乙所示。请大家思考,时间和长度的测量用到哪些工具?这些工具如何使用呢?
二、新课教学
探究点一 长度的单位
在国际单位制中,长度的基本单位是米(m)。在日常生活中,还常用到其它的长度单位:千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)。它们之间的换算关系是:
1km=103m; 1dm=10-1m;1cm=10-2m;1mm=10-3m;1μm=10-6m;1nm=10-9m。
长度的估测
问题1:请目测一下黑板的长度。
(请几5个同学目测,再用米尺实际测量,比较谁目测的结果更准。)
问题2:人们正常走路一步的距离大约为0.5m,以此为长度标准,估测教室的长度。
(请两同学同时在教室中走路进行估测)
知识拓展
阅读课本第11页“小资料”,了解“米”的准确定义:光在真空中 s内所经路径的长度定义为1米。阅读课本第13页“小资料”,了解一些物体的长度或物体间的距离,形成感性认识。
探究点二 长度的测量
1.常用的长度测量工具
活动一 让学生说出所知道的长度测量工具如刻度尺等,然后教师出示一些常用的测量工具(刻度尺、卷尺、三角尺、游标卡尺、螺旋测微器)让学生观察。
活动二 观察下图刻度尺的外形回答下列问题:
(1)它的零刻度线在哪里,是否磨损?
(2)它的量程是多少?
(3)它的分度值是多少?
在上图所示的刻度尺中,其零刻度线在左端(离最左端边缘有一小段距离),没有磨损,它的量程为0~8 cm,也就是说它最多能测8 cm的长度,它的分度值是0.1 cm。
教师强调:刻度尺的零刻度线如果磨损,要从一个清晰的整数刻度线量起。
2.使用刻度尺测长度的方法
活动 学生分组实验,测量铅笔的长度、圆柱体的高、木块的长度、物理课本的长和宽等,教师及时纠正出现的问题,要求学会正确使用刻度尺。
归纳总结:正确使用刻度尺的方法可用四个字加以概括,即“选、放、读、记”。
(1)选:在实际的测量中,并不是分度值越小越好,测量时应先根据实际情况确定需要达到的程度,再选择满足测量要求的刻度尺。
(2)放:即刻度尺的位置应放正,零刻度线对准被测物体的一端,有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测物体保持平行(如图甲所示),不能歪斜(如图乙所示)。
甲
乙
对于较厚的刻度尺,应使刻度线贴近被测物体(如图丙所示)。零刻度线磨损时,要从其他清晰整数刻度线作为起始刻度测起,测量结果应该等于读出的刻度值减去作为起始的刻度值(如图丁所示)。
丙 丁
(3)读:即读数,视线要正对刻度线(如图所示);除读出分度值以上的准确值外,还要估读出分度值的下一位数值(估读值)。图中铅笔长度为69.5 mm,其中69 mm是准确值,0.5 mm是估读值。
(4)记:指记录。记录测量结果应包括数值和单位。图中木块长度为2.77 cm。
3.特殊长度的测量
(1)测量硬币的直径、硬币的周长。探究:不能直接用刻度尺放在硬币下进行测量,直径的位置难以判断,会使测量不准确。只能用间接的方法进行测量。
方法1(卡尺法):如左图所示,用直尺和三角板把硬币紧压在桌面边缘;借助两把三角板和一把刻度尺来进行测量。或用一只三角板和一把刻度尺,如右图,用两把三角板紧夹住硬币, 均可从刻度尺上读出硬币的直径d。根据公式L=лd 求出硬币的周长。
方法2(滚轮法):在纸面上画一条直线,让硬币从某个记号开始,在纸面上沿直线滚动n周记下终点。测出线段长度s,先求出每周的周长L=s/n,再利用L=лd求出硬币的直径d=s/nл。
方法3(替换法):把硬币放在纸上,贴着边缘用笔画上一圈,再剪下对折,然后用刻度尺直接测量圆的d,即为硬币的直径。根据公式L=лd求出硬币的周长。
方法4(化曲为直法):拿一纸条紧贴着硬币边包几圈,用一大头针在纸条上扎穿一个孔,然后将纸条展开平放,用刻度尺测出相邻孔间的距离L,就是硬币的周长。根据公式d=L/л求出硬币的直径。
(3)测量一页纸的厚度,探究:纸的厚度为10 -4m,用毫米刻度尺测不出一页纸的厚度,也测不出二页纸厚度,但是能测出上百页纸的厚度,而一页纸的厚度只要把测出的厚度除以总张数就可以求出了。
(以多测少法)测量时取若干页纸(纸的页数要足够多),压紧后,用最小刻度为毫米的刻度尺量出其总厚度L,然后将总厚度除以纸的页数n,求出每页纸的厚度l=L/n。
(4)测量细铜丝的直径,测量道理与测量一页纸的厚度相同(以多测少法)。
测量方法:找一支圆铅笔,把细铜丝捋直,将金属丝在铅笔上依次密绕适当的圈数n,用有毫米刻度的刻度尺量出这个线圈的长度l,再将线圈长除以圈数所得的商就是金属丝的直径d=l/n 。
总结得出刻度尺的正确使用方法:刻度尺要贴近被测物体;刻度尺要跟所测物体的长度平行;读数时视线要与尺面垂直;读数时要估读到分度值的下一位。
测量结果=数字+单位
问题1:如何测量一个碗口的周长?
思路:被测长度的特点:①曲线;②规则(圆)。测量方法:①直接用卷尺测量;②化曲为直:用细线绕碗口一周再拉直测量;③利用圆周公式C=2πr=πd:两把三角板一把尺子夹紧碗口即可量出直径或用纸将碗口的圆描下,再将纸上的圆对折即可测出直径或利用几何方法(有多种方法)找到直径来测量。
问题2:我国第一条高铁线——武广高铁,如何知道这条铁路的总长度呢?
思路:被测长度的特点:距离太大,难以直接用刻度尺测量。测量方法:①上网查找;②借助地图间接测量。
说明:上述两个问题先分析特点,方法让学生讨论后再一一评价。鼓励学生多找方法,并尽量找到简单实用的方法。
探究点三 时间的单位及测量
1、时间的单位
在日常生活中,除了经常进行长度的测量外,也经常需要对时间进行测量。在国际单位制中,时间的基本单位是秒(s)。在日常生活中,还常用到其他的时间单位:年(y)、天(d)、时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)。它们之间的换算关系是:1h=60min;1min=60s;1s=103ms;1ms=103μs。
2、时间的估测
活动:(集体活动):估测1分钟的时间长度。(请三个同学上台面向黑板,其余同学当裁判,讲台桌上的大时钟面向“裁判”,教师喊计时开始,三名若认为1min时间到则举手,比比看谁对1min的时间估测更准一些。)
3、时间的测量
讲解:时间估测的结果精确度是不高的,当精确度要求高时,可以选择适宜的时间测量工具进行测量。
活动4:(2人一组):停表的使用。(教师先利用多媒体对停表的使用方法进行简单讲解,然后教师喊口令,学生按停表计时,请同学相互帮助,共同搞清楚停表的使用方法。)
探究点四 测量误差
提出问题:为什么测量值与真实值之间总会有差别?
教师讲解:由于受所用的仪器、测量方法的限制和测量者的不同,所以测量值和真实值之间必然存在差别,测量值和真实值之间的差别叫做误差,误差是不可避免的。
交流讨论:减小误差有哪些方法?错误与误差有什么不同?
归纳总结:减小误差的方法:多次测量求平均值,选用精密的测量工具,改进测量方法。
错误与误差不同:错误是指不按实验操作的有关规定的做法,是不正确的测量方法产生的,所以只要严格按要求去做,错误是可以避免的,而误差是不可避免的。
三、板书设计
第1节 长度和时间的测量
一、长度的测量
1.常用测量工具;2.长度单位。
二、时间的测量
1.常用测量工具;2.时间单位。
三、误差
误差:测量值与真实值之间总会有差别,这种差别就是误差。
错误:由于不遵守测量仪器的使用规则,或读取、记录测量结果时粗心等原因造成的。
两者区别:误差不能消除,但可以减小,例如多测量几次。
错误可以消除。
四、教学反思
首先是导入新课,由学校每年都举行田径运动会,引出想办法测出长度和时间,那么长度和时间怎样测量呢,很自然的引出今天的课题,学生也会觉得很自然,不会感到唐突。在处理长度的测量时,我不按常规的方法,老师先讲如何操作,学生再动手操作。我觉得这样不利于发展学生的独特思维和创新思维,什么都是老师怎样讲,学生怎样做,根本不是探究实验,而是验证性实验。我先让“初生牛犊不怕虎”的学生根据自己多年来的经验动手用自己的刻度尺测出一个身边熟悉的物品的长度,然后报出数据,老师写在黑板上,在学生得意时,告诉他们在物理上大家的读数都是不准确的,一下子就激起了学生的好奇心,“为什么”之声则会不绝于耳,明显看出学生的不服气,这样学生就会把所有的心思都放在教师的释疑上,有利于重难点的突破。
第2节 运动的描述(1课时)
教学目标
1. 知道参照物的概念;
2. 知道物体的运动和静止是相对的。
学习重点:1.机械运动的概念;2.研究物体运动的相对性。
学习难点:1.参照物的概念;2.认识物体运动的相对性;3.用实例解释机械运动。
教具准备
视频资料,玩具车、玩具人
教学过程
一、情境引入
展示物体运动的图片,感受我们身边的一切物体都在运动,平时认为不动的房屋、树木等随地球而转,同时绕太阳公转,整个太阳系、乃至整个银河系及宇宙,也都不停地运动。宇宙中的一切物体都在运动,绝对不动的物体是没有的。
二、新课教学
探究点一 机械运动
教师引导 我们已经认识到了运动是宇宙中的普遍现象。奔驰的骏马、行驶的火车、自转中的地球、还有在空中飞行的飞机、奔腾的江水、划过夜空的流星、腾空而起的“神舟八号”飞船……这些运动的物体有什么共同特点呢?请用科学的语言对这些运动进行描述。
交流归纳 上述运动物体的位置随时间不断地发生变化。物理学中把物体位置的变化叫做机械运动。
探究点二 参照物
1.概念
问题探究:既然自然界中所有的物体都是在做机械运动,可为什么我们还常说××物体是静止的呢?如黑板是静止的,房屋、树木是静止的等等。
讨论:我们常说物体静止也是为了研究问题方便,如果都运动,我们也不容易为物体定位了,房屋、树木说它们静止是因为在一段较长的时间内,它在某一位置是固定不动的,即它相对于旁边的房屋来说,它们的位置没有发生变化;判断物体是否运动时,我们也常看它与其他物体间的位置是否发生了改变,所以我们平时说物体是静止还是运动,都是以一个物体做标准而言的。
总结:说物体是运动还是静止,要看是以哪个物体做标准,这个被选做标准的物体叫做参照物。
播放视频:观察哪辆列车在运动?它们是以什么物体做参照物来研究的?
2.特点
问题:(1)对某一运动状况的判断,所选的参照物只有一个吗?
(2)选择不同的参照物,得出的物体运动状况一定相同吗?
分析:当观察一小汽车在公路上驶过时,判断它是运动的,我们可以选地面为参照物,也可以选路边的房屋做参照物,还可以选树木做参照物,它们都能得出汽车是运动的结论,所以对某一运动状况的判断,所选的参照物并不只有一个。
如果我们选择不同的参照物,如选汽车司机中靠椅,则会判断小汽车是静止的,所以选择不同的参照物,得出的物体运动情况不一定相同。
探究点三 运动和静止是相对的
问题探究 坐在汽车里的乘客、司机和路旁的孩子们有如图所示的对话。
为什么同一个人(乘客)相对于不同的观察者(司机、路旁的孩子们)来说,得到的运动情况截然不同,是由于两个不同的观察者以各自选定的不同参照物来研究乘客的运动情况。
问题分析 孩子们是以地面为参照物,认为汽车、司机、乘客前进得快;司机以汽车为参照物,认为自己、乘客都没有动。
归纳总结:(1)整个宇宙中的物体都是运动着的,绝对静止的物体是没有的,所以物体的运动是绝对的,而物体的静止只是相对的,平时我们所说的运动和静止都是相对于参照物而言的。
(2)参照物选择的不同,描述同一物体的运动情况可能不同,所以确定物体是运动还是静止,关键是选什么物体作为参照物,这就是运动和静止的相对性。
拓展教学:两个运动物体运动的快慢相同,运动的方向相同,这两个物体就是相对静止。例如,卡车和联合收割机,同样快慢,向同一方向前进,以其中一个为参照物,另一个是静止的,属于相对静止。
规律总结
1.物体位置的变化叫做机械运动。在研究机械运动时,所选的作为“标准”的物体叫参照物。
2.物体是运动还是静止取决于所选择的参照物,而参照物可以根据需要任意选择。对于同一物体而言,由于选定的参照物不同,所得出的结论会不同,即运动和静止是相对的。
3.两个运动物体运动的快慢相同,运动的方向相同,这两个物体就相对静止。
三、板书设计
第1节 运动的描述
一、机械运动
把物体位置的变化叫做机械运动,自然界的物体都是运动的,即运动是绝对的。
二、参照物
1.说物体是运动还是静止,要看是以哪个物体做标准,这个被选做标准的物体叫做参照物。
2.对某一运动状况的判断,所选的参照物并不只有一个;选择不同的参照物,得出的物体运动情况不一定相同。
三、运动和静止的相对性
四、教学反思
教师首先引领学生探讨“运动和静止的物体都是相对什么而言的?”“怎样判断物体是否在运动?”学生通过自主看书在头脑中形成初步感知,然后让学生小组进行学习、交流,要求人人放开包袱畅所欲言,教师在各组间巡视点拨,看到同学们举了很多日常生活中的现象去说明上面问题,课堂气氛活跃的情况下,教师给每组发下一张表格,让各自归纳这节内容的知识要点。全班通过汇报、总结、教师作简单概述,并纠正交流中出现的片面认识。如:“汽车在公路上行驶就说它在运动”这种说法的不完整性,鼓励小组内争论“怎样描述这话才具有准确性”。学生从实例中得出答案。学生掌握了重点问题后,教师继续拓展、延伸。为什么“飞机怕鸟”?让学生接个今天所学的知识讨论解决,把问题逐步引向深入,学生积极讨论,这样难题就迎刃而解了。一节课学生处于兴奋状态,学习效率自然事半功倍。
第3节 运动的快慢(2课时)
教学目标
1. 能用速度描述物体的运动;
2. 能用速度公式进行简单的计算;
3. 知道匀速直线运动的概念;
4. 了解平均速度的概念。
教学重点:速度的物理意义及速度公式。
教学难点:速度概念的建立;研究物体运动的方法“频闪摄影”。
教具准备
微机、投影仪
教学过程
一、情境引入
上节课我们学习了机械运动,虽然知道了运动是绝对的,静止是相对的,但我们平时所说的物体运动和静止却都是相对某一物体而言的,即相对于参照物而言。
问题:同是物体的运动,它们的快慢一样吗?你认为哪些物体快,哪些物体慢呢?
总结:今天我们就研究如何描述物体运动的快慢。(板书课题)
二、新课教学
探究点一 物体运动快慢的比较
比较物体快慢的两种方法。
1.在游泳比赛中,观众和裁判比较运动员游得快慢的方法是不同的。
问题:请同学们说说看,观众用什么方法比较运动员游得快慢?裁判用什么方法比较运动员游得快慢?
学生交流讨论后回答。
(观众的方法是:比赛中看谁游在最前面;裁判的方法是看谁先到达终点,用的时间短。)
归纳:观众的方法实际上是:在相同时间内看物体运动路程的长短来比较快慢;裁判的方法实际上是:物体运动路程相同,看运动时间的长短比较快慢。
2.学生实验:“比较纸片下落的快慢”。体验两种比较物体运动快慢的方法。
取两张16开纸,其中一张对折一次,另一张对折两次,为了使纸片平稳下落,可将纸片的两端向上叠起一部分,让它们从同一高度同时释放。
(猜一猜):哪一张纸片下落的较快?
(试一试):结果与你的猜测一致吗?
(议一议):怎样比较纸片运动的快慢?还有其他比较运动快慢的方法吗?
3.再举例让学生讨论:一位同学百米跑用了12s,而一万米跑世界冠军的成绩大约是28min,怎样比较它们运动的快慢?
启发:有两个小球各自的运动的快慢都不变,其中一个小球沿直线运动30m,用了1min;另一个小球沿直线运动40m用了50s。图11-2-1是两个小球运动在某一段时间内的运动情况。两个小球运动的时间、通过的路程都不相等,由图11-2-1,你能否判断哪一球运动得更快?
(由图可以看出在每1s的时间内,率二个小球通过的路程长,可以确定第二个小球运动更快。)
学生受到启发:在运动的时间、通过的路程都不相等情况下,每一个相等的时间内通过的路程长的物体运动得快。这样就将问题转化为在时间相等的情况下进行比较。
探究点二 速度
[结论]物理上用速度来表示物体运动的快慢,它等于运动物体在单位时间内通过的路程。
[讨论]为什么不用单位路程的时间来表示速度呢?
[总结]因为单位时间的路程越大,则速度越大;而单位路程的时间越长则速度越小,故虽然后者也能比较物体运动的快慢,但比较起来很不方便,所以我们用单位时间的路程来表示速度。
[播放视频3]速度的引出?
[公式],用符号表示为。
[单位]路程的单位是米(m),时间的单位是秒(s),则速度的单位就是米/秒,即m/s或m.s-1。
常用单位是km/h或km.h-1。
单位换算:1m/s=1×=3.6km/h
[一些物体的速度]
阅读课文第31页的速度(说明第一宇宙速度是航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度,也叫环绕速度。)
探究点三 匀速直线运动和变速直线运动-
[频闪摄影]为研究物体的运动情况,我们用频闪摄影的方法将运动物体的位置凝固住,会看到这样的两种不同情况。看课本图12.2-2,比较两种运动的差异。
[播放视频4]运动的快慢。
[结论]物体沿着直线快慢不变的运动,叫做匀速直线运动。如……
物体沿着直线、快慢是变化的运动,叫做变速直线运动。如……
[计算]
1.匀速直线运动的速度可以直接用速度公式进行计算。
2.变速直线运动的速度虽然固定,但我们也可以比较它们整个路程的速度,我们把它叫做平均速度。
公式,s是整个路程的长度,t是完成整个路程所需要的时间,就是平均速度。
[播放视频5]变速直线运动和平均速度。
[速度表]展示
[匀速直线的图像]展示
将频闪照相与图像结合,会得出路程随时间的变化图像是一条过原点的直线。
三、板书设计
第3节 运动的快慢
一、生活中对物体运动快慢的比较
1.比较相同时间内谁走的远;
2.比较在相同长度内谁用的时间短。
二、物理上对物体运动快慢的比较
取单位时间或路程来比较它们的路程或时间。
三、速度
1.速度:表示物体运动快慢的物理量,它等于运动物体在单位时间内通过的路程。
2.公式:v=s/t;3.单位:即m/s或m.s-1;常用单位是km/h或km.h-1。
四、匀速直线运动和变速直线运动
1.概念;
2.变速直线运动计算公式。
四、教学反思
这节课我们学习了描述物体运动快慢的物理量──速度,知道了为什么要定义单位时间内通过的路程就是物体运动的速度,其实单位路程的时间也可以表示物体的运动速度,只不过后者比较起来不方便罢了;速度的计算公式是以后我们学习的关键,我们要注意领会速度单位间换算的技巧,会从不同的信息渠道收集关于速度计算的条件,然后应用公式进行计算。
1、速度的公式虽然在小学就学过,但为什么速度是路程与时间的比值学生却并不知道,其实这里就渗透着一种研究问题的方法,所以向学生展示为什么不用单位路程的时间来表示速度的意义就变得非常深远了。在此进行一个讨论是很有必要的。
第4节 测量平均速度(1课时)
教学目标
学会用停表和刻度尺正确地测量时间、距离,并求出平均速度。
加深对平均速度的理解。
教学重点:会用停表和刻度尺测量运动物体的平均速度。
教学难点:记时,绘制表格。
教具准备
秒表、小红旗、口哨、长卷尺。
教学过程
一、引入新课
找一些跑步等裁判计时的照片或者描述一些比赛时计时的情况。同学们,想知道一个物体的平均速度,我们需要知道什么?需要什么工具来帮助我们?
根据公式我们需要知道的物理量是物体运动过程中走过的路程和所用的时间。路程可以用尺子测量,时间可以用表来测量。今天我们就用表和尺子来亲自动手测量平均速度。
二、新课学习
探究点 测量平均速度
(一)实验原理
1、测量刘翔110m栏的平均速度的实验原理是什么?
2、实验中需要用到哪些测量工具?
学生根据所学知识汇报实验原理。结合实验原理汇报实验中所需要的两种测量工具。
(二)设计实验
1、你能否结合实验桌上的器材,设计一个实验来测量小车运动的平均速度?
2、实验的过程中,斜面的坡度大一点好,还是小一点好?为什么?
3、金属片在实验中有什么作用?如何能使测量的时间更准确?
学生结合实验桌上的实验器材,交流讨论实验步骤。思考并讨论斜面坡度对实验所带来的影响。思考并讨论金属片的作用,明确为了使测量结果更准确,应在正式试验前练习测量几次。
(三)进行实验
1.使斜面保持较小的坡度,把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,测出小车将要通过的路程S1、S2,填在表格内。
2、测量小车从斜面顶端滑下并撞到金属片的时间t1、t2,填在表格内。
路程
运动时间
平均速度
s 1=
t1=
v1=
s 2=
t2=
v2=
小组分组实验
1、组织学生动手实验,指出实验中需要注意的问题,并巡回指导。
2、注意事项:测量小车沿斜面下滑的平均速度时,要使斜面保持较小的坡度,主要是为了便于测量小车运动的时间。
3、选两个优秀小组展示汇报。
学生在正式测量前,练习使用停表测量小车运动的时间。然后学生分组实验,并将测量的数据记录在表格内。最后展示汇报实验过程。
(四)分析论证
做变速直线运动的小车在不同路程内的平均速度一般不同。
1、组织学生计算小车在不同阶段的平均速度。
2、引导学生分析归纳实验结论。
学生计算小车在不同阶段的平均速度。然后分组交流讨论,并归纳出做变速直线运动的物体在不同阶段内的平均速度关系。
(五)交流与评估
1、实验设计有没有不合理、不充分以及不完善之处吗?
2、操作过程中出现了哪些失误?你们是如何解决的?有哪些值得别人借鉴的经验?
3、测量结果是否可靠?有哪些因素可能会影响实验结果?
学生分组进行交流评估,提出各小组在实验中存在的问题、总结宝贵经验,分析实验误差。
教学反思:
三、板书设计
第4节 测量平均速度
一、实验目的:测量物体运动的平均速度
二、实验原理:v=s/t
三、实验器材:轨道斜面、玻璃球、垫块、刻度尺、停表、挡板。
四、实验步骤:
五、收集数据的表格:
四、教学反思
本节课以实验探究、以学生为主体、注重培养学生能力。让学生经历实验探究的过程,从实验目的,原理,器材,猜想,设计,操作,评估等过程,都是学生逐步逐步层层推进而实现的。发挥学生自主学习的能力,基于已有的平均速度的概念的基础上,猜想小车下落的过程运动,设计出利用比较平均速度,证明小车下落时运动特点,并通过实验,得到明确的证明,以及通过小组同学合作讨论,得出实验中需要完善的环节。
第二章 声现象
第1节 声音的产生与传播(2课时)
教学目标
1.通过观察和实验,初步认识声音产生和传播的条件;
2.知道声音是由物体的振动产生的.
3.知道声音传播需要介质,声音在不同介质中传播的速度不同。
教学重点:通过观察和实验,探究声音的产生和传播。
教学难点: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。
教学用具
音叉、小锤、铁架台、带有细线的乒乓球、水槽、水、真空玻璃罩、抽气机、烧杯、橡皮筋、细线、铅笔、白纸、细砂、小闹钟(或小收音机)、小石头、塑料袋等。
教学过程
情境引入
媒体播放:海涛声、砂轮与工件的摩擦声、优美的歌声、琴声、锣鼓声、神奇的超声波等。
引导提问:声音是怎样产生的呢?为什么会有各种各样、千差万别的声音呢?
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《声音的发生和传播》。
二、新课教学
探究点一 声音的产生
实验探究:怎样利用桌上的器材,让它们发出声音,并探究物体发声时的共同特征。
参考器材:音叉、橡皮筋、梳子、刻度尺、纸屑或泡沫颗粒等。
方案1:让学生用刻度尺做一个简单的实验。使刻度尺三分之二伸出桌面,一手将其另三分之一紧压在桌边上,另一手拨动伸出端,观察尺子在发声时的现象,并用语言描述现象。
思考问题:(1)能听到声音吗?此时尺子处于什么状态?(2)当尺子停止振动的时候,还能听到声音吗?
学生观察到的现象是:橡皮筋、尺子振动时,能发出声音;橡皮筋、尺子不振动时,不能发出声音。
设计意图:对于橡皮筋、尺子的振动,学生能直接看见,它们发出的声音学生能直接听见,在此处让学生自己实验,通过观察和体验有利于学生理解振动的概念,建立声音和振动之间的联系。
方案2:将悬吊着的泡沫塑料或乒乓球接触不发声的音叉,球并不跳动;将音叉敲响,再使球接触音叉,球跳动,如图所示。
设计意图:学生虽然没有直接看到鼓面、音叉的振动,但可以从纸屑或泡沫塑料颗粒和球是否被弹起判断发声的鼓面、音叉是否在振动。
通过实验对比,思考问题:橡皮筋、尺子、纸屑、泡沫塑料颗粒在什么情况下跳动,在什么情况下停止跳动?
实验的物体
发声时现象
无声时现象
结论
橡皮筋
振动
不振动
橡皮筋振动时产生声音
尺子
振动
不振动
尺子的振动产生声音
音叉
振动
不振动
音叉的振动产生声音
鼓面
振动
不振动
鼓面的振动产生声音
归纳橡皮筋、尺子、鼓面、音叉等物体发声时具有的共同特征,验证自己当初的猜想,同时组织学生互相讨论、交流生活中有关的现象和体验。
归纳总结得到结论:声音是由物体的振动产生的,振动停止,物体就停止发声。
交流探究:物体的发声现象真是太多了,你能解释物体的发声原理吗?
设计说明:
1.学生探究的发声活动是在开放的互动式形式中进行,教师在学生的交流汇报中应尽可能多地让学生展示发声方法,汇报体验和感受,如果学生不会用桌上的器材进行实验,教师可做一定的提示和演示。
2.交流有趣的发声方法时,如果学生难以调动,教师可提出有趣的发声问题让学生讨论。例如,①动物的发声方法:蝉是怎么发声的?蚊子和苍蝇发出“嗡嗡”声是怎么回事?猴子和大象是怎么交流的?等等。②同一物体不同的发声方法:怎样让一个气球发出不同的声音来?人体除了声带外,还可以怎样发音?能否一试?可让学生讨论发言,增加学生对学习物理的兴趣。
探究点二 声音的传播
情景创设:花样游泳运动员,当她们的耳朵在水中时还要靠音乐的节奏,才能使自己的动作和其他队员保持协调一致,声音是如何传到耳朵的?宇航员在太空中近在咫尺为什么还要靠无线电波而不直接交谈呢?
思考问题: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?有物体在振动我们就一定可以听到声音吗?太空比地球表面缺少了什么?
猜想与假设:声音要传播出去,可能需要什么东西来作媒介?
实验探究:可以将学生分成几个小组,分别探究固体、液体、气体能否传声。
实验1:气体传声实验(演示)
列举事例:我们可以听到身边同学的讲话,可以听到美妙动听的音乐,打雷时我们和雷电没有接触,但我们却能听到隆隆的雷声。说明此声音是由空气传播的。
进一步猜想:如果连空气都没有呢?声音能不能传播呢?
实验探究:如图所示,把正在发声的电铃放在玻璃罩内,电铃和罩的底座之间垫上柔软的泡沫塑料。逐渐抽出罩内的空气,你听到的电铃声音会有什么变化?再让空气逐渐进入罩内,电铃声音又怎样变化?电铃和罩的底座之间为什么要垫上柔软的泡沫塑料?
现象一:抽出部分空气后,听到电铃的声音明显变小;
现象二:当空气全部抽出后,听不到电铃的声音;
现象三:当空气逐渐进入罩内,听到电铃声逐渐变大。
结论:声音传播需要介质。声音不能在真空中传播。
提出问题:声音在空气中如何传播呢?
多媒体演示水波的运动。
问题:1.谁能描述一下你看见了什么?(一圈圈的水波,而且不断地向四周扩散)
2.水面上为什么出现了水波?
3.我手中有一张纸,怎样才能让它发出声音?
学生体验:抖动手臂,引起纸的振动,发出声音。
问题:1.纸的振动,会影响到周围的空气吗?
2.水滴使水面振动,发出声音,以水波的形式传播;振动的纸发出声音,在空气中会以什么形式传播呢?我们可不可以用水波类比一下呢?
播放多媒体声波动画让学生有初步的认识,并提出声波这个概念。
如图甲,音叉振动时,附近空气随音叉振动,形成一系列疏密相间的形状向四周传播,这就是声波。这就像石块落入水中击起水波一样,如图乙。
鼓声在空气中传播方式: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。http:// www.x kb1.com
结论:声以波的形式传播着,我们把它叫做声波。
实验2:液体传声实验
将能发声的物体(如音乐卡、手机、闹铃等)放在密封的塑料袋中,塑料袋浸没在水里后,仍能听到发声体发出的声音,说明液体能够传声。
也可以在水槽里装水,然后在水里敲打石头,耳朵贴在容器壁上听。
水中的鱼儿可以被声音吓跑等,如图所示。
结论:声音可以在液体中传播。
实验3:固体传声实验
(1)两个学生合作,同学甲在长条桌的一端用铅笔在白纸上用力均匀地写“一”,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”,与上次实验进行比较,有什么不同?说明了什么?
从以上的活动中你可以得出什么结论?(固体可以传声)
你还可以想出其他的生活事例或者实验方案来支持固体可以传声这个观点吗?(让学生举例,例如小学里曾经制作的土电话、“隔墙有耳”)
师生归纳总结,得出结论:
(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介质。
探究点三 声速
情景引入:有时候在电影里看见这样的画面,演员的口形与观众听到的话不是同一时间的,听到的声音要比演员的口形慢半拍,这说明声的传播需要一定的时间。
1.声速:我们把声音在每秒钟传播的距离叫声速。
思考问题:既然固、液、气都能传声,为什么游击队员为了听远处的火车声,将耳朵贴在铁轨上?声音在固体、液体、气体中传播的速度是否一样快?
多媒体展示:声速表。快速地熟悉声音在空气、水、钢铁中的传播速度。
一些介质中的声速v(m·s-1)
空气(15 ℃)
340
海水(25 ℃)
1 531
空气(25 ℃)
346
铜(棒)
3 750
软木(25 ℃)
500
大理石
3 810
煤油(25 ℃)
1 324
铝(棒)
5 000
水(常温)
1 500
铁(棒)
5 200
小结:(1)声音在不同介质中的传播速度一般不同。
(2)声速与介质的温度有关。15 ℃时空气中的声速为340 m·s-1。
(3)声音在固体中的传播速度最快,其次是在液体中,在气体中传播的速度最慢。
问题:在一根空的长铁管的一头敲一下,在另一头可以听到几次声音?(抢答并说出理由)。如果要想在另一头听到三次敲击声,你该怎么做?
学生思考并回答。在思考的过程中体会传声速度与传播时间的关系。
说明声速不仅与介质的种类有关,还与介质的温度有关。
问题:如果我们想知道声音在室温状态下空气中的传播速度,应该怎么办?说出实验方案。
引导:要测声速,必须知道哪些量?你准备用什么办法解决这些量?需要用到哪些器材?
组织学生讨论,要求每组想出一个测量声速的方法。
学生讨论交流。
说明:在设计实验的时候,要注意实验方案的可行性。声源离人耳的距离适当,不宜过近。测时间的工具也尽可能准确。当然学生会出现各种各样的实验方案,只要原理得当,应该给予鼓励。
参考方案:
探究器材 卷尺、小铜锣、小槌、秒表、温度计
进行实验和收集证据
①在室外一块空地(如运动场)上量出一段约150~300 m的直线距离;
②如图所示,你站在直线的一端,让你的同学携带小铜锣站在直线的另一端;
③让你的同学敲击小铜锣,当你看见他敲击小铜锣时按下秒表开始计时,当你听到铜锣声时立即停止计时;
④重复以上步骤几次;
⑤将测得的实验数据记录在下列表格中:
声音传播的距离/m
次序
声音传播的时间/s
声音传播的速度/(m·s-1)
声音在空气中传播速度的平均值/(m·s-1)
1
2
3
探究评析 测量时按下秒表时刻对结果影响较大,注意眼疾手快,眼、耳、手并用。
2.回声:
问题: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?
由此引入回声的概念:声波在传播过程中遇到障碍物会反射回来的现象。如图所示
问题:如果对着教室的墙大喊一声,有回声产生吗?
学生讨论:听到回声的条件。
学生总结:(1)回声到达人耳应比原声晚0.1 s以上。
(2)如果相差不到0.1 s,回声和原声混在一起,使原声加强。
思考:(1)开山放炮时为什么能听到隆隆不绝的响声?
(2)人在屋里说话为什么比在旷野里听起来响亮?
说明:(1)声波在传播中遇到障碍物会发生以下情况:一部分声波在障碍物表面反射;另一部分声波有可能进入障碍物,被该物体吸收甚至穿过障碍物,我们能隔墙听到相邻房间中的声音就是这种情况;
(2)不同的障碍物对声波的反射和吸收能力不同,通常,坚硬光滑的表面反射声波的能力强,松软多孔的表面吸收声波的能力强;
(3)当两个声音传到人耳时间大于0.1 s时,人耳就能分辨这两个声音。若小于0.1 s则原声加强(如图所示)。
科学世界:人耳是怎样听到声音的
人耳是由耳廓、外耳道、鼓膜、前庭、耳蜗及听觉神经构成,如图所示。
外界传来的声波引起鼓膜振动,这就像鼓槌击鼓使鼓面振动一样。鼓膜振动通过前庭及其他组织传到听觉神经,听觉神经信号传给大脑产生听觉。其过程如下:
三、板书设计
第1节 声音的发生
一、声音的产生
一切正在发声的物体都在振动。
二、声音的传播
1.声音靠介质传播,真空不能传声
介质:能够传播声音的物质
2.声音在空气中是以声波的形式传播
3.声速:
(1)150C时,v声 =340米/秒
(2)传播速度与温度有关
四、教学反思
本课的教学核心概念是:声音是由物体振动产生的。学生在此前往往关注的是动作本身,而不是发声物体的状态。这也是教学的难点所在,要想突破难点,就应该顺应学生的思维,才能更好地激活学生的思维。在学生认识到“声音由物体振动产生”后,再次提供音叉,让学生设计实验,用视觉看到物体的振动。这样处理,使探究“振动”的内涵由易到难,由显到隐,由固体、到液体再到气体,逐步丰富概念外延。思维的顺应和激活,实现了教学的“层递性”。
第2节 声音的特性(1课时)
教学目标
1.了解声音的特性.
2.知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关,响度跟发声体的振幅有关.
3.不同发声体发出乐音的音色不同.
教学重点:音调、响度、音色的概念及其相关因素.
教学难点:探究决定音调、响度的因素.
教学用具
钢尺(若干)、示波器、音叉、乒乓球(系有细绳)、铁支架、口琴、笛子、小提琴、录音磁带、录音机.
教学过程
一、情境引入
生活中我们接触到的声音各种各样,千差万别。其中有许多声音让我们感到悦耳、动听。例如:音叉发出的声音、人歌唱的声音、各种乐器的演奏声等,它们都是物体做规则振动时发出的声音,物理学中把这类声音叫做乐音。有的声音听起来音调高,有的声音听起来音调低,声音为什么会有音调高低的不同呢?让我们一起来做下面的探究活动。
二、新课教学
探究点一 音调和频率的关系
运用钢尺,想办法使钢尺发声。我们可以把钢尺紧压在桌面上,一端伸出桌边,拨动钢尺,听它振动发出的声音。如果钢尺伸出桌边的长度短一些, 观到钢尺振动发声时振动得快慢及声音的特点?此时,钢尺振动得较快,声音尖而细。如果使钢尺伸出桌边的长度较长一些,再次拨动,比较两种情况下钢尺振动得快慢和发出的音调。
结论:当钢尺伸出桌边的长度较短时,钢尺振动得较快,音调高;当钢尺伸出桌边的长度较长时,钢尺振动得慢,音调低。
学生阅读教材内容,并分组讨论下列问题。
(1)频率的物理意义是什么?什么叫频率?
(2)在国际单位制中,频率的单位是什么?
(3)物体振动得快慢、频率跟音调的关系是什么?
(4)大多数人能够听到的频率范围是什么?
(5)什么叫超声波?什么叫次声波?
(6)生活中你对超声波、次声波了解多少?能说出它们的一些用处吗?
教师总结:频率是用来描述物体振动快慢的物理量,物理学中把物体在每秒内振动的次数叫做频率。在国际单位制中,频率的单位是赫兹(Hertz),简称赫,符号为Hz。
频率决定声音的音调。物体振动得快,频率高,发出的音调就高;物体振动得慢,频率低,发出的音调就低。
大多数人能够听到的频率范围从20 Hz到20000 Hz。其中20 Hz是人类听觉的下限,20000 Hz是人类听觉的上限。
讨论:振动会发出声音,为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音,却能听到讨厌的蚊子声?请同学们分组讨论。
蝴蝶的翅膀一秒钟振动不超过10次,蚊子的翅膀一秒钟振动500~600次,由于蝴蝶的翅膀振动的频率低于人耳能够听到的频率范围,当然人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。而蚊子翅膀的振动频率在人耳的听频范围内,人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音。
频率高于20000Hz的声音叫做超声波。频率低于20 Hz的声音叫做次声波。
探究点二 波形与频率
观察声波的波形
教师简单介绍示波器的作用并演示:在这里,我们要用示波器显示声波的波形,示波器的构造复杂,工作原理要在高中物理的电场部分涉及到,目前同学们的知识还不足以理解它。另外,我们也没有必要弄懂它,只要我们会正确使用就行了。下面让我们一起来完成这个实验。
(1)通过示波器观察两个频率不同的音叉发出声音的波形,比较不同频率的声音的波形有什么差别。(教师演示,学生观察并讨论)
(2)通过示波器观察不同的男女同学发出声音的波形,比较男女学生声音的波形有什么不同? (教师演示,学生观察并讨论)
实验结论:两个频率不同的音叉发出声音的波形相似,但频率高的音叉的波形要密一些。男、女学生声音的波形不同,女同学的音调比男同学高,波形就密一些。
探究点三 振幅与响度
问:轻敲和重敲同一个音叉(即频率相同的音叉),音叉发声的波形有什么不同?
轻敲音叉时,波形的幅度小;重敲音叉时,波形的幅度大。但两种情况下,波形的疏密程度相同。
声音有音调的不同,也有强弱的不同。物理学中把声音的强弱叫做响度。响度也就是我们平常所说的声音的大小。怎样才能使物体振动发出的声音更响?轻敲鼓面,鼓皮振动的幅度小,声音弱,响度小;重敲鼓面,鼓皮振动的幅度大,声音强,响度大。
【活动】响度跟什么因素有关?
(1)用细线把乒乓球吊起来,使乒乓球静止在竖直位置,恰好跟音叉的一个叉股接触。轻敲音叉,观察乒乓球被弹开的幅度。
(2)重敲音叉,使音叉发出响度更大的声音,观察乒乓球被弹开的幅度。
(3)比较音叉发出不同响度的声音时,乒乓球被弹开的幅度有什么不同。
(4)通过上面的探究活动,可以得出什么结论?
实验结果:
音叉发出声音的响度小,乒乓球被弹开的幅度小,音叉振动的幅度小;音叉发出声音的响度大,乒乓球被弹开的幅度大,音叉振动的幅度大。根据实验结果知道:响度跟发声体振动的幅度有关,物体振动的幅度越大,产生声音的响度越大。
教师继续总结:物体振动的幅度叫振幅。物体的振幅越大,声音的响度就越大。那么振幅是确定响度的惟一因素吗?实际中,响度还跟听者与发声体的距离有关。距发声体越远,听到的声音越小,响度越小。(可以向学生简单介绍原因:因为声音在传播过程中,越到远处越分散。)
音调和响度是声音的两个不同的特征。响度大的声音,音调不一定高;音调高的声音,响度也不一定大。在同一首歌曲中,音调低的“1”可以唱得比音调高的“5”更响。
练习:请同学们讨论并回答,蚊子的叫声与黄牛的叫声相比,哪个音调高?哪个响度大?
参考解答:
蚊子的叫声音调高;
黄牛的叫声响度大。
探究点四 音色
频率的高低决定声音的音调。但是不同的物体发出的声音,即便音调相同,我们还是能够分辨它们。在声音的特征中还有一个因素是十分重要的,它就是音色。物理上,把不同的物体发出的声音具有不同的特色叫音色。
不同乐器演奏C调的“1”时,波形各不相同,音调相同,频率相同;但振幅不同,响度不同。
三、板书设计
四、教学反思:
这节课是本章的重点内容,在设计时我们突出了以学生为主的方法,增加了不少学生的活动,对一些学生不易观察的现象我们进行了录像、放慢等措施,增加了学生对细微变化的观察。
在典型声音的素材搜集上,我们还需要些努力,在声音的对比音效上,在学生不易认识到的特殊声音上,我们还要进一步通过采集利用起来。
第3节 声的利用(1课时)
教学目标
了解现代技术中与声有关的知识应用.
教学重点:现代技术中与声有关的知识应用.
教学难点:声在现代技术中的应用.
教学用具
录像带(超声、次声、声音在现代科技中的应用)、录像机、电视.
教学过程
一、情景引入
多媒体展示几种声音在生活中的应用实例:铁路工人用铁锤敲击钢轨会从异常的声音中发现松动的螺栓,医生通过听诊器诊断疾病,远处轰隆隆的雷声预示着一场可能的大雨,海豚利用声波识别食物、敌人和它们周围的环境……
学生欣赏并交流讨论,自然界中的声现象非常多,声音在生活和生产中有很多的应用,你能列举一些例子吗?
二、新课教学
探究点一 声与信息
学生阅读课本并思考:日常生活中,哪些事例说明了人们可以利用声来传递信息?对这些例子,可以分类吗?按怎样的依据来分好?
1.从异常声音中获取信息
轰隆隆的雷声——预示下雨
听诊器听心跳声——诊断心脏的情况
听敲铁轨的声音——判断螺栓松动
汽车修理师听汽车发动机的声音——判断故障
小结:声音能够传递信息。
2.次声波传递信息
阅读课本并思考问题:
次声波能不能传递信息呢?次声波一般在什么情况下产生?
次声波预测地震、台风:地震爆发前,许多动物往往有异常反应,如老鼠逃出洞,牛马不入圈,鸡犬不宁等。这主要是由地震爆发前潜伏在我们身边的强烈的次声波引起的。
【课件展示】 介绍2005年海啸死亡人数和其强大的破坏力。
印度洋海啸发生在2004年12月26日,这次地震发生的范围主要位于印度洋板块与亚欧板块的交界处。这场突如其来的灾难给印尼、斯里兰卡、泰国、印度、马尔代夫等国造成巨大的人员伤亡和财产损失。印度洋大地震和海啸在印度夺去约10 000人性命,斯里兰卡40 000余人遇难,而印尼的死伤人数为23万人之多。这可能是近200多年来死伤最惨重的海啸灾难。
可是,大多数海洋生物可以存活,水母就是其中之一。由于次声波的传播速度要比风暴和波浪快得多,所以,水母才能提前收到风暴的“预告”,迅速采取躲避措施。
水母耳风暴预测仪相当精确地模拟了水母感受次声波的器官,使人们能够提前知道将到来的风暴,并做好相应的准备。现广泛运用于航海事业。把这种仪器安装在舰船的前甲板上,当接收到风暴的次声波时,可令旋转360°的喇叭自行停止旋转,它所指的方向,就是风暴前进的方向;指示器上的读数即可告知风暴的强度。这种预测仪能提前15小时对风暴作出预报,对航海和渔业的安全都有重要意义。
3.超声波传递信息
阅读课本并思考问题:
(1)蝙蝠是怎么确认目标的?它采用的方法叫做什么?
(2)受蝙蝠的启发,科学家发明了什么?主要应用在什么方面?
归纳总结:(1)回声定位:根据回声到来的方位和时间,确定目标的位置和距离。
(2)蝙蝠靠超声波探测飞行中的障碍物和发现昆虫,人们利用这个现象研制了声呐。
讨论:根据声呐测海底深度需测哪些量?
a.声音在海水中的传播速度v。
b.声音在海水中的往返时间t。
c.计算公式:s= v。t。
(3)应用:利用声呐探测海洋深度、利用声呐探测鱼群、探测敌方潜艇等。
思考问题:“B超”是利用什么获得人体内部疾病信息的?
医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波,然后接收体内脏器的反射波,反射波携带的信息经过处理后显示在屏幕上,可以准确地获得人体内部疾病的信息。
医生病人显示屏
交流讨论:超声波在生活中的其他应用
探究点二 声与能量
创设情景: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。这说明石头的能量通过水波传给了树叶。
提出问题:水波是一种波动,水波能传递能量。
声波也是一种波动,那么,声波能传递能量吗?你能用实验证明吗?
实验探究:
方案1:去掉可乐瓶的瓶底,给开口处蒙上橡皮膜并扎紧,对着火焰敲橡皮膜,膜的振动引起空气的振动,从而使蜡烛熄灭。
方案2:在扬声器前放一点燃的蜡烛,使扬声器音量大一些,可以看见摇曳的火焰。
方案3:对着塑料薄膜敲鼓,在塑料膜后面用手电光源照着,使光源能反射到墙面上,当鼓面振动使塑料膜振动时,研究墙上的光源位置变化,如图所示。
学生交流讨论:从实验中看到了什么现象?这说明了什么问题?
归纳总结:声波具有能量,能通过介质传递能量。
学生阅读课本并讨论交流:利用声波传递能量的事例有哪些?
小组讨论总结:声波能传递能量实例
①利用超声波清洗钟表、电子元件
②击碎病人结石
③利用超声波加工珠宝
小组讨论:还有哪些应用声波能传递能量的实例?
(1)利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石等坚硬物体进行钻孔和切削加工,这种加工的精度和光洁度很高。
(2)超声波加湿器:把超声波通入水罐中,采用超声波高频振荡原理将水雾化为1~5微米的超微粒子,再用小风扇把雾滴吹入室内,从而达到均匀加湿空气的目的,就可以增加室内空气的湿度。这就是超声波加湿器的原理。
(3)药液雾化器:对于咽喉炎、气管炎等疾病,药力很难达到患病的部位。利用超声波的高能量将药液打碎成小雾滴,让病人吸入,能够增进疗效。
(4)小型超声波清洗机:物件的清洗、脱气、消毒、乳化、混匀、置换、提取。使用部门:工矿企业、大专院校科研单位实验室;医院;电子车间流水线;钟表眼镜店、珠宝首饰店;
家庭。清洗物件:电子产品、机械五金配件、眼镜、首饰、钟表、钱币、水果等。
(5)超声波碎石机:外科医生利用超声波传递能量,除去人体内的结石,主要适应症:肾结石、输尿管结石、膀胱结石、尿道结石。
三、板书笔记
第3节 声的利用
一、声与信息
1.从异常声音中获取信息——声可以传递信息。
2.次声波传递信息——预知次生灾害。
3.超声波传递信息
二、声与能量
声波也是一种波动。
四、教学反思
该课属于应用课,是前面声音知识的大集合,声现象具有广泛的应用空间,所以实例很多,但这些现象让学生直接回答,他们又一下子说不上来,所以我们通过及时播放录像的方式把学生引领到一个个生动的情景中,录像能给人以真实的感觉,所以很少使用课件,学生参与积极,热情很高,也说明把他们的举起调动了起来。
但在录像素材方面,下一步还应进一步提供一些学生见得少的情景,如地震时动物的表现、龙卷风的情景等;在能体现国家高科技发展方面也应积极探索,以进一步提高学生的积极性。
第4节 噪声的危害和控制(1课时)
教学目标
1.了解噪声的来源和危害;
2.知道防治噪声的途径,增强环境保护的意识。
教学重点:教学要从环境保护出发,突出噪声的危害和怎样减弱噪声,联系实际,提高学生保护环境的意识。
教学难点:噪声的等级.
教学用具
闹钟、纸盒、耳罩、泡沫塑料、示波器、铁钉、玻璃、录像带、录相机、电视.
教学过程
一、导入新课
声音多种多样,优美的乐音令人心情舒畅,而杂乱的声音——噪声刺耳难听,让人感到心烦意乱。噪声问题伴随着现代化大工业的发展而逐渐突出。请同学们听声音谈感受:
1.播放轻音乐片断、潺潺流水、喳喳鸟语、唧唧虫鸣,能通过多媒体把声音与大自然的景色配合更好。
讨论回答感受:声音优美、令人愉快
2.播放嘈杂的吵闹声、喇叭鸣叫声、建筑工地的隆隆声、工厂机器运转轰鸣声……
讨论回答感受:声音难听、令人厌烦
学生思考并交流讨论:什么是噪声?噪声是从哪里来的?噪声有什么危害?可以用什么办法来减弱噪声?
这节课我们就学习与噪声有关的一些知识。
二、新课教学
探究点一 噪声的来源
情景设置:
进程1:听一段优美的音乐。
进程2:用铁钉刮玻璃,听听产生的声音。
进程3:大家一起来唱一首歌。
进程4:让学生一起听一名同学讲故事,同时让另一名学生在旁边大声唱歌。
通过对比1和2,提出问题:你喜欢哪一种声音?通过对比3和4,提问:唱歌对大家听故事有什么影响?说明理由。
学生体验活动:敲击音叉,发出的声音悦耳动听;刮玻璃(或揉塑料盒),发出的声音刺耳难听。
小结:优美的乐音令人心情舒畅,杂乱的噪声令人心烦气躁,有时候乐音也能变成噪声。
学生猜想:乐音与噪声为什么会有两种决然不同的效果呢?
请同学们阅读噪声的来源,分组讨论并回答下面的问题:
1.从物理学的角度看,什么是噪声?用什么实验可以验证你的说法?
2.从环境保护的角度看,什么是噪声?
3.城市噪声的主要来源有哪些?
4.你能举出生活中噪声的实例吗?
学生活动:带着问题有目的地阅读,并分组讨论。
教师巡回指导,鼓励学生联系生活、生产实际。
师生共同活动(学生汇报讨论结果,教师进行补充讲解)
归纳总结:噪声的含义
结论1:
从物理学的角度看,噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音。这个理论可从下面的演示实验得到证实。
[演示实验]观察噪声的波形。
用示波器观察音叉发出的声音和刮玻璃(或揉塑料盒)发出的声音的振动情况,发现音叉发出的声音振动是有规律的,而刮玻璃发出的声音振动是杂乱的、无规律的。
利用示波器观察铁钉刮玻璃时产生的噪声的波形(图甲),并与音叉声音的波形(图乙)做比较。
学生活动:仔细观察并交流讨论,噪声与乐音的波形有何不同之处?
实验结果:铁钉刮玻璃时产生的噪声的波形没有规则,是杂乱无章的,音叉声音的波形有规则。
结论2:
从环境保护的角度看,凡是妨碍人们正常休息、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。
例如:优美动听的音乐有时也会变为噪声。
思考并讨论:我们身边的噪声主要来源有哪些?
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。
工业噪声:纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声。
施工噪声:筑路、盖楼、打桩等。
社会生活噪声:家庭噪声,娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声。
探究点二 噪声强弱的等级和噪声的危害
《北京晚报》报道:采石场机器轰鸣 养殖场牲畜“发疯”
房山一农民承包了村里的十几亩荒山并办起了一个具有一定规模的养殖场。当年,村里的养殖场边上又建起了一座石子厂。石子厂每天机器日夜轰鸣,噪声不断,结果养殖场内的牲畜出现各种异常情况:有的不进食;有的无睡眠;还有的牲畜到处乱窜,相互哄挤,造成部分小鸡骨折,许多小猪被踩死。眼看着损失与日俱增,养殖场主急在心头,一怒之下将石子厂告上了法院,要求消除噪声并赔偿经济损失60 000元。
学生思考:噪声强弱是如何划分的?其等级怎么表示?噪声的危害表现在什么地方?
学生阅读课本,并交流讨论。
归纳总结:
1.噪声的等级的划分用分贝(dB)值表示,它实质上是指响度的大小。
把人们刚刚能听到的声音定为0 dB,一般15~40分贝是较理想的安静环境,超过了50分贝会影响睡眠和休息。长期生活在90分贝以上的噪声环境里,会使人的听力受损甚至引起其他疾病。
2.请同学看以下表格中声强级的分贝数,并回想在这些环境中的感受。
一些声音的分贝数和人的感觉
常闻声
分贝数(dB)
感觉
微风吹动树叶沙沙声耳语
10
20
极静
静夜
室内一般说话声
30
50
安静
大声说话
嘈杂的闹市
70
90
较吵闹
电锯
110
很吵闹
响雷
螺旋桨飞机起飞
120
130
鼓膜震痛
喷气式飞机起飞火箭、导弹发射
140
150
无法忍受
(1)为保护听力,声音不能超过90 dB;
(2)为保证学习和工作,声音不能超过70 dB;
(3为保证休息和睡眠,声音不能超过50 dB;
(4)0 dB是人们刚刚能听到的最弱的声音——听觉下限。
3.噪声的危害表现在以下几个方面
(1)心理影响:使人烦躁、精力不集中,妨碍睡眠和休息。
(2)生理影响:使人耳聋、头痛、消化不良、视觉模糊等,严重的神志不清、休克或死亡。
(3)高强度的噪声能够损坏建筑物。如喷气式飞机产生的噪声能够将附近建筑物的窗户玻璃震碎,噪声导致工作设备“疲劳”以至断裂等。
探究点三 控制噪声
噪声会严重影响人们的工作和生活,因此,控制噪声十分重要。学生思考并交流讨论:实际生活是怎样控制噪声的?
(1)提出问题
闹钟响起来,问:它是噪声吗?怎样减弱它对课堂的干扰?
让学生讨论后,提出具体的方法。
请同学们阅读课本并回答下面的问题:
1.声音从产生到引起听觉的三个阶段是什么?
2.控制噪声的三种途径是什么?
3.请同学们设计一个简单的实验来证实控制噪声的三种途径。
师生共同活动:
问题1:声音从产生到引起听觉有这样三个阶段
(1)声源的振动产生声音。(2)空气等介质的传播。(3)鼓膜的振动。
问题2:控制噪声的三种途径是
(1)防止噪声产生(在声源处减弱)。
(2)阻断它的传播(在传播过程中减弱)。
(3)防止它进入人耳(在人耳处减弱)。
问题3:实验探究
器材:电动机、泡沫塑料、罐头盒、报纸、铝箔、塑料袋等。
实验可用玩具电动机做振动源,把旋转的电动机放在桌子上会产生较大的声音。将电动机用软泡沫塑料垫起,减少桌面的振动,噪声明显减弱(在发声体处减弱噪声)。将电动机置于空罐头盒上,将罐头盒用软泡沫塑料垫上,再用软泡沫塑料挡在电动机与学生之间,发现噪声明显减弱(在传播过程中减弱)。
问题4:实际生活是怎样控制噪声的?
例:给噪声大的机器加隔音罩或加橡皮垫来吸收它的振动,给汽车和摩托车安装消音器,市区内禁止汽车鸣笛。
例:在公路和住宅区内设置屏障墙和种草、植树。
例:在高噪声车间里加装隔音板或让工人配戴消音耳塞。
三、板书设计
第4节 噪声的危害和控制
一、噪声的来源
1、噪声的振动都是无规则的;
2、凡是影响人们工作、学习、生活的声音都是噪声。
二、噪声强弱的等级和危害
1、等级:噪声的单位是:分贝,符号为dB。适宜学习的强度为30~40dB。
2、危害:从心理上、生理上和物理上都能产生一系列的效应。
三、控制噪声的方法
1、在发声处控制;2、在传播过程中控制;3、在声源处控制。
四、我国在控制噪声方面的措施
五、噪声的利用
四、教学反思
这节课理论联系实际较紧密,可通过生产,生活实际,让学生知道噪声的概 念,噪声的来源,噪声危害及控制方法,所以在教学过程中,调动学生积极参与,认真讨论、分析、归纳出各知识点,十分重要。因此,教师在备课过程中要充分预 测在各教学环节中出现的问题,在教学中要善于捕促学生的亮点,来激发学生学习兴趣,调动学生积极性,实现抓住重点,突破难点的目的,使学生较好地掌握科学 文化知识。
第三章 物态变化
第1节 温度
教学目标
1. 理解温度的概念;
2. 了解生活环境中常见的温度值;
3. 会用温度计测量温度。
教学重点:正确使用温度计测液体的温度,如何培养学生的观察能力和实验能力.
教学难点:温度计的构造和使用方法。
教学用具
实验用温度计、演示温度计、家庭用寒暑表、体温计、烧杯、试管、投影仪、挂图、热水、冷水、温水、广口瓶、橡皮塞、细玻璃管.
教学过程
一、新课引入
三只烧杯中分别放冰水、温水和热水,引导学生进行“冷”“热”的体验,并描述感觉。
实验:把左手食指插入放热水(热水越热越好,以不烫手为宜)的烧杯里,右手食指插入放冷水(冷水足够冷,可加冰块)的烧杯里,然后同时抽出手,插入温水烧杯里。
思考:两只手指对温水的感觉相同吗?
你能准确地判断出水的冷热程度吗?
交流讨论:左手、右手的感觉,原来放在热水中的食指放到温水中有什么感觉?原来放在冷水中的食指放到温水中有什么感觉?讨论哪个手指的感觉是正确的。并交流生活中还有没有类似的例子(井水“冬暖夏凉”)。
师生归纳:
同一杯水温度应该一样,而我们的感觉却不同,说明我们的感觉不可靠。
我们把物体的冷热程度叫温度,“冷、热、凉、暖”都是描述物体的冷热程度的。要准确地知道物体的温度,必须借助于测量工具——温度计。本节课我们将学习温度的有关知识。
二、新课教学
探究点一 温度计
提出问题:如果我们要确切知道这杯水的温度,应该怎么办?
1.温度计的工作原理及结构
家庭和实验室里常用的温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的,液泡里面有的用酒精,有的用煤油,还有的用水银。
学生活动:带着问题观察实验室用温度计
1.实验室用温度计的组成?(注意引导学生观察上面的标度)
2.液泡的作用是什么?玻璃管内径为什么很细?
教师介绍:实验室用温度计,寒暑表,体温计。
共同讨论温度计的基本结构,完毕后小组代表发言。
学生总结:温度计的基本构造包括玻璃泡、细玻璃管(内径很细,粗细均匀)、刻度。
拓展研究:比较三种温度计的相同点和不同点
三种温度计的相同点
项目
实验室用温度计
体温计
寒暑表
构造
都是由玻璃外壳、毛细管、玻璃泡、液体、刻度等组成
原理
液体的热胀冷缩
单位
摄氏度
三种温度计的不同点
项目
实验室用温度计
体温计
寒暑表
测量范围
-20~110 ℃
35~42 ℃
-25~50 ℃
分度值
1 ℃
0.1 ℃
1 ℃新*课标*第*一*网
用途
实验用
测体温
测气温
构造
无缩口
有缩口
无缩口
玻璃泡内的液体
煤油
水银
酒精
多媒体展示各种各样的温度计
教师引导过渡:教师引导学生观察温度计上的℃,它表示该温度计采用的是摄氏温度,摄氏温度是温度的一种标度方法,温度的标度方法除了摄氏温度外,还有热力学温度,我们先来研究摄氏温度。
探究点二 摄氏温度
学生活动:带着问题观察实验室用温度计并阅读课本
1.上面的数字和字母是什么意思?
2.它能测量的最高温度、最低温度各是多少?
3.它的分度值是多少?
4.0 ℃是怎样确定的?100 ℃又是怎样确定的?
5.1 ℃是怎样确定的?
6.摄氏温标的分度法怎样扩大到0 ℃以下和100 ℃以上?
阅读讨论,了解单位
A.字母“℃”的意思:表示摄氏温度(瑞典的摄尔修斯提出的)。
B.0摄氏度的规定:在一个大气压下,冰、水混合物的温度,记作0 ℃(关于“一个大气压”在后面的学习中会进一步的了解)。
C.100摄氏度的规定:在一个大气压下,水沸腾时的温度,记作100 ℃。
D.1摄氏度:0 ℃和100 ℃之间等分100份,每个等份代表1 ℃。
人体的正常体温为37 ℃,读作:37摄氏度。
珠峰营地的帐篷内,温度为-15 ℃,读作:负15摄氏度或零下15摄氏度。
教师引导学生观察并讨论着将空白处填上。学生讨论后回答:
(1)高压锅内沸水的温度是高于100 ℃。
(2)人的正常体温是37 ℃。
(3)冰箱的最低温度是-18 ℃。
(4)我国最低气温为-52.3 ℃(漠河镇)。
教师引导过渡:知道了温度计的结构、原理后,那么我们应该怎样正确使用呢?
探究点三 温度计的使用
多媒体出示:想想议议 共同探究
1.如果所测的温度过高或过低,超出了温度计所能测量的最高温度、最低温度,会出现什么后果?
2.观察寒暑表、体温计和实验室用的温度计,它们所能测量的最高温度、最低温度和分度值各是多少?为什么这样设计它们的量程和分度值?
学生分小组讨论,教师巡回指导,注意引导学生从联系实际的角度思考,然后请几名同学发言。
学生总结:如果所测的温度过高,超出了温度计的量程,将测不出温度,温度计里的液体可能将温度计胀破;如果所测的温度过低,低于温度计的最低温度,将测不出温度。
归纳总结:温度计的使用规则
(1)使用前要观察温度计的零刻度、量程和分度值。
(2)温度计所能测出的最高温度、最低温度的范围——量程。
(3)每一小格代表的温度值——分度值。
教师引导学生观察并根据自己的推测判断:
多媒体出示:判断对错
学生分小组讨论,教师引导学生注意错误的错在什么地方?学生讨论后推选代表发言。
教师进一步提出问题,引导思考:大家知道了使用温度计常犯的几种错误,应该如何正确使用温度计呢?
讨论后共同归纳总结:温度计的正确使用方法
1.温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中,不要碰到容器底或容器壁。
2.温度计的玻璃泡浸入被测的液体后要稍等一会儿,待温度计的示数稳定后再读数。
3.读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中液柱的上表面相平。
探究点四 体温计
我们家庭中和医院常用体温计测量人体温度,请同学们仔细观察体温计图片,思考问题。
多媒体出示:体温计挂图
学生分组讨论思考问题:
(1)体温计与实验室用的温度计的构造有什么不同?体温计的构造有什么特点?
(2)体温计可以离开人体读温度,为什么?为什么使用体温计前先要甩甩?
教师进一步根据问题引导大家观察讨论来得出结论。
学生总结:
(1)体温计里面的毛细管,比实验室用的温度计更细,而且在玻璃泡和直玻璃管之间有非常细的弯曲缩口。玻璃管非常细,这样当玻璃泡内的水银有微小的膨胀,玻璃管内的水银柱会有明显变化,因而更精确。
(2)读体温计示数时要离开人体,水银变冷收缩,水银柱在缩口处断开不能退回玻璃泡,所以仍指示原来的温度。离开人体,水银变冷收缩,水银柱在缩口处断开不能退回玻璃泡,重新用体温计时,必须拿着体温计用力往下甩,让水银再回到玻璃泡里,这样才能使用,否则测量出的温度不准确。
三、板书设计
第1节 温度
1.温度计
2.摄氏温度
3.温度计的使用
4.体温计
四、教学反思
《温度计》这样贴近生活、应用性强的课程,能激发学生积极的思维,就应当让学生经历科学探究的过程,培养提出问题的意识,学会科学辨证地看待问题。一堂课要培养学生什么,学法的指导应贯穿全程,如何让某一种能力的培养突显,在课堂中对教材的处理应是有所舍弃、有所加强,若要面面俱到,必将面面不到。
第2节 熔化和凝固
教学目标
1.理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态。
2.了解物质的固态和液态之间是可以转化的。
3.了解熔化、凝固的含义,了解晶体和非晶体的区别。
4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
教学重点:通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力,实验能力和分析概括能力.
教学难点:指导学生通过对实验的观察,分析概括,总结出固体熔化时温度变化的规律,并用图象表示出来.
教学用具
酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、投影仪
教学过程
一、导入新课
多媒体展示生活中的各种物态变化的事例:铁矿石在高温炉中熔化为铁水,从高温炉中倒出的铁水凝固成铁板;低温度实验室在低温状态下制得液态氧、氮和固态氧、氮;不同季节、气候下的水的状态变化。
学生思考交流:还能举一些自然界和日常生活中的各种不同状态的物质吗?
引导归纳:随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。
联系生活:把水放入冰箱的冷冻室里,水就会变成冰;把冰加入饮料中,冰从饮料中吸收热量就变成了水。点燃的生日蜡烛的火焰旁边,固态的蜡不断地变成液态的蜡,一部分流下来的蜡滴很快又变成了固态的蜡。路桥施工人员把固态的沥青加热成液态,再把液态的沥青浇在路面上,很快又变成固态。
引导归纳:随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。
二、新课教学
探究点一 物态变化
活动体验:
(1)将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方,你能观察到什么现象?
学生操作实验,回答观察到的现象:
蜡烛逐渐变成烛油往下滴,滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。
(2)将冰棒放在空烧杯中,过一会儿,你能发现什么现象?
学生操作实验,发现烧杯中只剩下半杯糖水。
这些现象可以说明物质的状态发生了怎样的变化?
归纳总结:
1.物质通常有三种状态,即固态、液态和气态。
如冰、水、水蒸气就是水这种物质的三种状态。
2.物质各种状态之间的变化叫物态变化。
探究点二 熔化和凝固
1.概念归纳
(1)熔化:物质从固态变成液态的过程叫做熔化。例如:冰熔化为水、蜡烛熔化为烛液等。
(2)凝固:物质从液态变成固态的过程叫做凝固。例如:水结冰、火山喷出的岩浆凝固成火山岩。
例子:说出下列物态变化名称
(1)冰棒化成水:熔化
(2)钢水浇铸成火车轮:凝固
(3)把废塑料回收再制成塑料产品:先熔化再凝固
出示固体海波和蜡,提出问题:它们怎样才会变成液态?在熔化过程中,它们的温度有什么变化?
学生思考:熔化和凝固是在什么条件下发生的?熔化和凝固的过程有什么特点?不同物质熔化和凝固的规律一样吗?
2.探究固体熔化时温度的变化规律
提出问题:物质熔化时需要什么条件呢?不同物质在由固态变成液态的熔化过程中,温度的变化规律相同吗?
猜想假设:熔化过程中一定要加热,所以物质一定要吸收热量,这时温度可能是不断上升的。
制定计划与设计实验
实验器材:铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时表、海波(硫代硫酸钠)、石蜡、水等
介绍实验装置,如图所示,强调酒精灯和温度计的用法
进行实验:
(1)四个同学为一组,选出一名同学作为组长,负责本组探究性学习,教师课前要对组长进行指导,交代实验中可能会遇到的一些问题和注意事项,确保实验能顺利进行。每一组分成两个小组,分别探究两种不同固体的熔化。
(2)组装实验装置:把硫代硫酸钠和石蜡分别装入两个试管中,并插入温度计,再把试管按图示装置固定。往烧杯里倒入冷水,使水位高于装固体颗粒的那部分试管(图中只画了一套装置,另一套装置完全相同)。用两个酒精灯分别给两个烧杯加热,观察两试管内固体熔化情况,并每隔1分钟记录一次温度计示数,直到固体完全熔化。
(3)第1小组探究海波熔化时温度的变化规律,要求从40 ℃开始计时,每隔0.5分钟读取一次温度值观察物质状态,把数据填入记录表,并在坐标纸上描出对应的点;
第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律,要求从50 ℃开始计时,每隔1分钟读取一次温度值观察物质状态,把数据填入记录表,并在坐标纸上描出对应的点。
实验要求:要求学生做好观察记录
观察:(1)对海波及石蜡加热时,温度计的示数变化。(2)不同温度下它们的状态。(3)熔化时它们的状态及温度。
记录:实验中的数据。
表一 海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表
时间/s
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
温度/℃
41
43
44
45
46
47
47
47
47.5
48
51.5
53.5
55.5
状态
固态
固液共存
液态
表二 石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表
时间/s
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
温度/℃
52
55
58
61
62w
63
65
66.5
69
72
74[
83
状态
固态
粘稠状态
液态
学生交流思考:海波及石蜡两种固体熔化时温度、状态的变化一样吗?
分析论证:各小组将描在坐标纸上的点连成一条曲线。根据图象分析固体熔化时温度的变化规律。
小组评估:回想实验过程,有没有可能在什么地方发生错误?进行论证的根据充分吗?实验结果可靠吗?
交流合作:与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同?如果不同,怎样解释?
设计意图:固体的熔化和凝固是学生常见现象之一,选择这一内容让学生参与探究,目的是引导学生在学习物理知识的同时,体验科学探究的全过程,学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,形成尊重事实、探索真理的科学态度。有利于体现“注重科学探究,提倡学习方式多样化”的新课程理念。
探究点三 熔点和凝固点
对比研究:分析两种不同固体的熔化曲线。
海波的熔化图象 石蜡的熔化图象
学生讨论交流,思考:
(1)两种物质的熔化过程中,温度的变化有什么特点?
(2)每段曲线对应的一段时间内,海波与石蜡各是什么状态?温度怎样变化?吸热、放热情况如何?
归纳交流:从实验现象及描绘出的图象容易看出,
(1)海波经过缓慢加热,温度逐渐上升,当温度达到48 ℃,海波开始熔化。在熔化过程中,虽然继续加热,但海波的温度不变,直到完全熔化后,温度才继续上升。
(2)随着不断加热,石蜡的温度升高,在此过程中,石蜡变软变稀,最后熔化为液体。
得出结论:
(1)有确定的熔化温度的一类固体叫晶体;如各种金属、冰、海波等。
另一类没有确定的熔化温度的固体叫非晶体;如松香、沥青、玻璃等。
(2)晶体熔化时的温度叫熔点;非晶体没有确定的熔点。
(3)晶体凝固时也有确定的温度,这个温度叫凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。
学生讨论交流:物质凝固过程中的变化规律
(1)晶体在凝固过程中温度不变,这个温度叫做凝固点;
(2)凝固过程中处于固液共存状态;
(3)晶体只有达到一定温度时才开始凝固;
(4)凝固过程放热。
学生观察课本图3.25甲、乙两幅图线,并分别比较与图3.24图线的区别。
晶体熔化和凝固条件、特点:同种物质的熔点和凝固点相同。
知识扩展:让学生阅读小资料“几种晶体的熔点”,体会不同晶体熔点不同,认识熔点是晶体的一种特性。同时记住冰的熔点是0 ℃,钨的熔点最高。
物质
熔点/℃
物质
熔点/℃
物质
熔点/℃
金刚石
3 350
金
1 064
冰
0
钨
3 410
银
962
固态水银
-39
纯铁
1 535
铝
660
固态酒精
-117
各种钢
1 300~1 400
铅
327
固体氮
-210
各种铸铁
1 200左右
锡
232
固体氢
-259
铜
1 083
海波
47
固体氦
-272
探究点四 熔化吸热、凝固放热
归纳总结:晶体和非晶体的熔化特点比较
(1)晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。
(2)晶体是在一定温度下熔化的,晶体熔化时的温度叫熔点。非晶体没有一定的熔化温度(非晶体没有熔点)。
(3)晶体从开始熔化到完全熔化经历固液共存的状态,非晶体熔化时不存在固液共存的状态。
逆向思维:从冰吸热可熔化成水,水在一定的条件下可变成冰的道理,知道凝固是熔化的逆过程。让学生根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律:无论晶体还是非晶体,在凝固时都要放热;晶体凝固时放出热量,但温度不变,非晶体凝固时放出热量,温度降低。
联系生活:北方的冬季很冷,为了妥善地保存蔬菜,都在菜窖里放几桶水,可以利用水结冰时放出热,窖内温度不致太低,保护蔬菜不被冻坏。
前沿科技:现在人们研制出一种聚乙烯材料,在15~40 ℃的范围内熔化或凝固,而熔化或凝固时,温度保持不变。把这种材料制成颗粒状,掺在水泥中制成储热地板或墙壁,天气热时颗粒熔化,天气冷时又凝固成颗粒,能调节室内的温度。
学以致用:请同学解释“下雪不冷化雪冷”这句俗语中包含的科学道理。
三、板书设计
第2节 熔化和凝固
1.固态液态(熔化和凝固是互逆过程)
2.固体
3.晶体熔化条件同时具备
4.晶体凝固条件同时具备
四、教学反思
熔化和凝固是热学中比较重要的课,要让学生了解物质的固态和液态之间是可以转化的,熔化、凝固是两个能相互转化的过程,晶体和非晶体性质间的不同,还要学会作熔化曲线和凝固曲线。 学生在做探究实验时有一定的困难,教师应加大对实验整个过程的引导,可与学生共同完成实验在课前就做过了实验操作过程,本节课只要求学生能够能够通过观察到的实验现象总结规律,这样就可为下面讨论节省大量时间。 教学时应特别重视对图象的分析,帮助学生找出晶体和非晶体的熔化和凝固特点。根据数据我们会画出一幅曲线图,然后让学生对海波曲线图分析,学生很容易会发现海波有一个平稳阶段,然后开始学习海波的熔化。
第3节 汽化和液化
教学目标
1.知道什么是汽化、液化.理解液化是汽化的逆过程.
2.了解沸腾现象,知道什么是沸点.
3.知道蒸发可以致冷.
教学重点:通过探究实验,培养学生观察实验能力、分析概括和表达能力
教学难点:指导学生通过对实验的观察、分析概括和表述,总结出沸腾的特点,并对生活中蒸发现象的观察、分析得出影响蒸发快慢的因素.
教学用具
塑料袋、酒精、铁架台、温度计、烧杯、石棉网、酒精灯、硬纸板、一张光滑的厚纸、扇子、投影仪、毛玻璃片
一、情景引入
按照教材中的的实验,在透明塑料袋中滴入几滴酒精,排尽空气后把口扎紧,放入80 ℃以上的热水中。
提出问题:你看到什么现象?从热水中拿出塑料袋,过一会儿又有什么变化?怎么解释这些变化?想提出什么疑问?你的想法是什么?
学生讨论交流:“酒精到哪里去了?”“为什么塑料袋会鼓起来?”“酒精为什么会失而复得?”
学生交流:塑料袋中的液态酒精受热后变成了气态酒精,降温后气态酒精又变成了液态酒精。
设计说明:该实验要尽量让学生自己做,所用塑料袋要透明,且尽量薄,使滴入的酒精清晰可见。为了使塑料袋排尽空气,可将塑料袋像拧麻花一样拧紧,再把口用线或橡皮筋扎紧。
归纳总结:物质的液态和气态可以相互转化。
物质从液态变成气态的过程叫做汽化。
物质从气态变成液态的过程叫做液化。
日常生活中还有哪些现象和这个类似?我们这节课就来研究物体的液化和汽化现象。
二、新课教学
探究点一 沸腾
创设情景:烧开水时如果不断加热会发现壶里的水会沸腾。
你在家烧过开水吗?水烧开时你发现了什么呢?对于沸腾现象,你了解哪些?你能描述一下沸腾现象吗?
归纳小结:
物理学中把液态内部和表面同时发生的剧烈汽化现象称为沸腾。
实验探究:探究水沸腾时温度变化的特点
进一步提出问题:水在沸腾时有什么特征?水沸腾后如果继续加热,是不是温度会越来越高?水的内部又是怎样的呢?气泡的生成和变化情况怎么样?
猜想和假设:既然沸腾是日常生活中大家都非常熟悉的现象,让同学们相互讨论、思考和猜想,教师将学生提出的问题和猜想列在黑板上,并进行归类。如:水沸腾时温度会上升,停止加热水不会沸腾……
根据学生情况提出:
要进一步研究沸腾现象,还需要通过实验仔细观察。
重点观察:(1)温度随时间的变化情况;(2)气泡的生成和变化情况。
制定计划与设计实验
明确了实验目的,让学生根据需要确定器材:铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、钟表。
说明:为让学生有充分的时间观察水沸腾时发生的现象,应尽量缩短水沸腾前的加热时间。要求教师在课前应做好充分的准备。节省时间的方法:①减少烧杯中水的质量,但为了便于观察,水还应有相当的深度(约10 cm左右),所以建议用小号烧杯,或使用大号试管(水约150 mL)做此实验;②实验中用热水进行加热;③从开始加热起至95 ℃左右,必须在烧杯或试管上加纸盖,95 ℃以后将纸盖拿掉;④拉长酒精灯灯芯同时剪断烧焦的灯芯,在灯芯中加入细铜丝,使火焰比较猛烈;⑤注意调整酒精灯和石棉网之间的距离,用酒精灯温度最高的外焰加热。
进行实验与收集数据
学生在进行实验时,学会分工合作,如计时、观察气泡的变化情况、温度的变化,温度计的使用方法、酒精灯的正确操作在此得到进一步的复习巩固,要求同学们将观察到的数据和现象记录在下表中。
特别说明:注意实验中要告诉学生注意观察水沸腾前后的气泡和温度的变化;要记录当水温升高时,每隔1 min记录一次温度计的示数,直至水沸腾后3~5 min;实验后要画出水沸腾前后温度随时间的变化图象。
实验记录表格如图
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
78
82
88
93
100
102
102
102
分析数据、得出结论
(1)绘制“温度—时间”图象。
实验结束后,根据记录的数据,在书本“水沸腾时的温度—时间图象”中标出相应的坐标点,用平滑的曲线把这些点连接起来。
(2)利用多媒体展示学生绘制的水沸腾的“温度—时间”图象。
交流评估:小组的同学在实验时,得出水的沸点不是100 ℃,这时教师要肯定学生实事求是的科学态度,给予鼓励。同时还要帮助学生找出原因,可能是实验使用的温度计存在质量问题,也可能是本地的气压不是一标准大气压。
交流、讨论:
①水沸腾时,你从水中和水面各看到什么现象?水中气泡内的气体是从哪儿来的?
②水沸腾时,继续加热,水的温度变化吗?
③曲线上的哪一段表示水沸腾前的过程?水的温度怎样变化?
曲线上的哪一段对应水的沸腾过程?水的温度怎样变化?
④根据观察的现象,结合图象分析液体沸腾有什么特点?
归纳总结:
(1)沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。沸腾时,继续加热,液体的温度保持不变。
(2)沸点的概念:液体沸腾时的温度称作沸点。
学生活动:观察“几种液体的沸点”表,练习查表
一些液体的沸点/℃(在标准大气压下)
液态铁
2 750
甲苯
111
液态氧
-183
液态铅
1 740
水
100
液态氮
-196
水银
357
酒精
78
液态氢
-253xkb1.com
亚麻仁油
287
液态氨
33.5
气态氦
-268.9
①酒精的沸点是多少?能否用酒精温度计测量开水的温度?
②你实验所用的温度计里的工作物质是什么?为什么要用这种温度计?
③液态氢的沸点是-253 ℃,表示什么含义?常温下的氢是什么状态?
学生活动:“纸锅烧水”,它的实验现象出乎学生意料,可以很好地说明由于水的蒸发吸热,使纸的温度低于着火点,纸锅也能够烧开水。
探究点二 蒸发
情景创设:
(1)盛夏酷暑,奇热难熬,防暑降温,全靠风扇。思考问题:人吹电风扇时,为何会感到凉快?
(2)医生常将中暑患者扶到通风的地方,并在病人身上擦酒精,这样能使病人的体温很快下降,这一过程包含的物理原理是什么?
答案:(1)人吹风扇时,加快了身上汗液的蒸发,而蒸发要吸热,所以降低了人体的温度,人会感到凉快。(2)这样做可以提高粮食中水分的温度,加快表面空气流动速度,增大了表面积,从而加快了粮食中的水分蒸发,使粮食干得更快。(3)通风处能加快酒精的蒸发,酒精蒸发时吸热,使病人的体温降低。
归纳小结:蒸发是液体在任何温度下都能发生的汽化现象,蒸发只在液体表面发生。
小实验:
(1)酒精擦在手背上有什么样的感觉?为什么会有这样的感觉?
现象:擦酒精的皮肤有凉的感觉,吹一口气,感觉更凉。
这说明什么呢?
说明:酒精蒸发时要从人的皮肤上吸收热量,使皮肤感到凉;吹气时,酒精蒸发加快,吸收热量更多,皮肤感觉更凉。
(2)取两支温度计,先观察它们的示数。然后在其中一支温度计的玻璃泡上用浸了酒精的棉花抹湿,再观察两支温度计的示数变化情况。
现象:用浸了酒精的棉花抹湿过的温度计示数下降,温度降低。
这说明什么呢?
说明:酒精蒸发时要从温度计的玻璃泡上吸收热量,使温度计示数下降。
实验表明:液体蒸发时,从周围吸热,温度下降。所以液体蒸发有制冷作用。
拓展探究:怎样使湿衣服干得更快一些?
归纳总结:影响蒸发快慢的因素
第一幅图:液体的温度越高,蒸发得越快。
第二幅图:液体的表面积越大,蒸发得越快。
第三幅图:液体的表面上的空气流动得越快,蒸发得越快。
学生讨论交流教材图3.35事例:
(1)游泳后刚从水中上岸会感到冷,如果有风,甚至会冷得打颤,是因为水蒸发带走了许多热量。
(2)没有汗腺的狗酷暑时不能靠身体出汗来散热,只得伸长舌头,大口大口喘气,靠加快呼吸,增加蒸发量来散热。
学生交流讨论:比较蒸发和沸腾两种现象,找出它们的相同点和不同点。
项目
蒸发
沸腾
相同点
物态变化
都属于汽化现象
吸、放热情况
都是吸热过程
不同点
发生的位置
只在液体表面处进行
在液体内部和表面同时进行
发生的快慢
缓慢
剧烈
发生时的现象
不容易观察到
迅速产生大量的水蒸气气泡
发生需要的温度条件
任何温度下都能进行
只在一定的温度——沸点下进行,且与气压有关
液体自身温度变化情况
吸热,液体自身温度降低具有制冷作用
吸热,液体温度保持在沸点处不变
主要应用
制冷,降温,制冷业
水浴加热,制糖业
探究点三 液化
刚才讨论了物质从液态变成气态的过程,那么物质能不能从气态变成液态呢?
情景创设:
(1)人被100 ℃的水蒸气烫伤要比100 ℃的开水烫伤厉害,为什么?
(2)冬天手冷时,用嘴向手上“哈气”(缓慢吹气),手会感到暖和。若用劲儿向手上吹气,手不但不会暖和,反而觉得更冷。都是从嘴里出来的“气”,为什么会有不同的感觉呢?
(3)火箭发射时,为了保护发射底架,需在发射塔底部修一个大大的水池,为什么?白色气团是什么?
(4)冬天,戴眼镜的人从外面进到屋里来,眼镜上立刻会有一层小水珠。这些小水珠是怎样产生的?
进一步提出问题,这些现象包含了什么物理知识?如何去解释呢?
演示实验:电热器烧开水
下面请同学们认真观察一个实验,杯里的水已经开了,从导管口喷出了什么?再认真观察导管口附近有什么特征?你还观察到了什么?
引导学生观察:在导管口位置什么也看不到,在离导管口一小段距离的位置才看到“白汽”,同学们看到的“白汽”到底是什么呢?冬天嘴里会呼出“白汽”,而夏天却不会,这是为什么呢?请同学们先跟老师一起用汤勺做两个小实验。
学生探索实验:
1.先观察汤勺的凹面,然后用嘴对着汤勺哈气,再观察,比较有何不同。
2.将汤勺的背面用打火机烧一烧,再用嘴对着汤勺凹面哈气,观察是否有变化。
学生讨论原因:第一次是嘴里呼出的热的水蒸气遇冷勺子凝结成的小水珠;第二次勺子温度较高,水蒸气不会凝结成小水珠。
结论:(1)将物质从气态变成液态的过程叫液化。
(2)水蒸气遇冷,降低到一定的温度时,就会液化。
提出问题:我们把热的水蒸气放入冷的环境中使它液化的方法称为冷却法。那么除此之外还有没有别的办法可以使气体液化呢?
想一想:家中使用的液化石油气是通过什么方法将石油气变成液体装在钢瓶里的呢?
通过压缩气体的方法使气体液化,这种使气体液化的方法称为加压法。这种方法使气体的贮存和运输变得更方便。生活、生产中常用此方法使气体液化。(如石油液化气、打火机中的液化气、液态氢等。)
三、板书设计
第3节 汽化和液化
一、汽化:物质从液态变为气态的过程。
1.沸腾:(1)是剧烈的汽化现象
(2)在液体的内部和表面同时发生
(3)沸腾过程要吸热,温度保持不变
沸腾必须具备两个条件:(1)温度达到沸点;(2)继续吸热
2.蒸发:在液体的表面进行的汽化现象
特点:
(1)液体在任何温度下都能发生
(2)只在液体表面发生
(3)缓慢的汽化现象
(4)要从周围吸收热量,制冷性
二、液化:物质从气态变为液态的过程,是汽化的逆过程。
气体液化的两种方式:(1)降低温度;(2)压缩体积
四、教学反思
在本节课的教学中教师善于启发学生,发扬民主,鼓励并尊重每一位学生发表的个人见解,重视培养学生的个性发展和创新意识,如:在“怎样防止阳台的花草因蒸发过度而枯萎。”这一环节中,学生有许多创新的想法。在整堂课中师生情感交流充分,信息反馈及时,学生积极思维,主动探究,争相举手发言,学生主动学习的积极性和自信心得到充分的调动。这堂课的学生实验器材均来源于日常生活中的物品,不仅取材方便,还能废物利用(如:酒瓶盖制作的探究影响蒸发快慢因素的器材;金属汤勺、打火机等)。实验设计有理有节,使整堂课在学生主动思考、讨论和实验探究中进行。
第4节 升华和凝华
教学目标
1.知道升华和凝华的概念
2.知道升华要吸热,凝华要放热
3.知道生活中的升华和凝华现象
教学重点:
通过碘的升华和凝华实验培养学生的观察实验能力.通过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
教学难点:
通过识别生活中常见的物态变化现象培养学生运用物理知识解决实际问题的能力.
教学用具:
试管、铁架台、石棉网、酒精灯、碘、樟脑丸、茶丸、挂图、烧杯、热水
教学过程
一、
引导学生思考:普通灯泡和日光灯用久了,其灯丝为什么会变细?玻璃壁为什么会发黑?黑色的物质是怎么形成的?“雾凇”是怎样形成的?美丽的窗花到底是如何形成的?舞台上的白烟究竟是什么?它又是怎么形成的呢?
二、新课教学
探究点一 碘的物态变化
仪器与器材:密封的细长玻璃瓶(内装有几粒碘),方座支架,试管夹,酒精灯等。
实验方法:
1.实验装置如图所示,首先观察密封在玻璃瓶内碘粒的外观。
2.将装有碘粒的玻璃瓶在方座支架的试管内夹持好,然后用酒精灯对玻璃管内的碘粒加热,注意观察碘粒是否经过熔化再变为紫色气体。这时碘发生了什么现象?
3.熄灭酒精灯,注意观察在玻璃管冷却的过程中碘蒸气是否经过液化再变成固态的碘。这时碘发生了什么现象?在容器壁看到了什么现象?
4.通过实验你能得到什么结论?
5.为什么要用酒精灯加热,不加热行吗?
现象观察:碘受热(颜色由黑变紫,碘由固态变成气态)和遇冷(颜色由紫变浅,逐渐变黑,瓶壁上有细小发亮的晶粒形成,无液体流下)后状态变化情况。
分析论证得出结论:固体与气体之间可以直接转化。
探究点二 升华和凝华
1.师生归纳总结:(板书)
升华:物质由固态直接变成气态的过程叫升华。
凝华:物质由气态直接变成固态的过程叫凝华。
2.学生思考并交流讨论:升华过程需要吸热还是放热?凝华过程需要吸热还是放热?
可用实验演示:教师要引导学生设计实验证明自己的猜想。
为使现象明显,教师用酒精灯加热烧瓶中的碘。
(1)微微加热,紫色蒸气出现后进行观察。提出问题引导学生思考:紫色蒸气是从哪里来的?
(2)移开酒精灯,紫色蒸气逐渐减少而消失,酒精灯加热,紫色蒸气又重新出现,蒸气上升而消失。提问:紫色蒸气的产生是放热所致,还是吸热所致?蒸气上升消失到哪里?
(3)移开酒精灯待蒸气消失后,取下烧瓶,让学生看烧瓶底部,有一层碘的晶体。提问:这层紫色物质是什么?是从哪里来的?为什么会产生这层物质?
学生交流结果,处理信息:实验结果表明,碘可以由固态直接变成气态,此时要加热;也可以由气态直接变成固态,此时没有加热,而是对外放热。
学生讨论并归纳总结:升华过程需要吸热;凝华过程需要放热。升华和凝华是互逆过程。
3.知识迁移,学会运用
学生举例,交流
让学生举出日常生活或自然现象中有关升华和凝华的现象,师生、生生共同交流,统一看法,对学生的举例、积极参与给予鼓励,同时教育学生要注意观察日常生活中的霜、冰花、旧灯泡内壁上的黑色物质,分别判断出属于什么物态变化。(如雪、冰雹的形成,冰冻衣服也会干,积雪未熔化,但一天比一天少,卫生球逐渐变小、消失、有气味等)
(1)升华现象:①冬天,冰冻的衣服也能晾干;②卫生球变小;③用久了的灯丝变细。
(2)凝华现象:①冰棒表面的“白粉”;②寒冬的夜晚,窗户玻璃内表面上的冰花;③用久了的灯泡变黑(先升华后凝华)。
【多媒体展示】用干冰人工降雨的过程。
具体过程:
干冰进入云层,就很快升华成气体,并从周围吸收大量的热,使空气的温度急剧下降,于是高空中的水蒸气液化成小水珠,这些小水珠逐渐变大就形成雨落了下来。
让学生解释人工降雨,教师作出评价并统一观点,这里干冰到雨经历了三个物态变化的过程,一是干冰的升华降温;二是水蒸气遇冷凝华成小冰晶;三是小冰晶下落遇到热的气流熔化成小水珠,小水珠越结越大,小水珠的重力大于上升气流产生的浮力时,水珠下落到地面就形成雨。指出干冰易升华吸热还可用来:①给食品降温,②在舞台上制造“白雾”等。
舞台“白雾”:舞台上喷撒的干冰升华需从周围空气中吸收大量的热,从而使空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴,这些小水滴悬浮在空中就形成了我们看到的所谓“白雾”。广泛用于舞台、剧场、影视、庆典等制作放“烟”效果。
制冷防腐:当用火车运载鲜鱼时,它就守卫在鲜鱼的旁边,起制冷防腐的作用。干冰外表像冰,可作为防腐剂,它比冰优越得多。干冰熔化时不会像冰那样变成液体,它全部升华,四周干干净净。干冰冷却的温度比冰低得多,而且干冰升华后产生的二氧化碳气体,能抑制细菌的繁殖生长。
常见的自然现象
提出问题:自然界中雾、露、云、霜、雪、雹是常见的自然现象,那么它们是怎么形成的?
讨论交流:学生分组思考,讨论。
三、板书设计
第4节 升华和凝华
四、教学反思
升华和凝华是物态变化中的一组现象,与前面学习的四种现象一起构成完整的物态变化体系。尽管升华和凝华现象并不少见,但不易被学生注意,而且气体不易看见,难以直接观察到。本节课的设计力求从生活和实验出发,利用学生的感性认识和直接经验,辅以多媒体课件呈现一些不太常见的现象,为学生创设了多种多样的情境,实验激趣,问题驱动,充分让学生观察、实践、思考、动口,充分调动学生的学习积极性,能够让学生学得轻松愉快,不同程度的学生都得到了提高。
第四章 光现象
第1节 光的直线传播
教学目标
1.了解光源,知道光源大致分为自然光源和人造光源两类.
2.理解光沿直线传播及其应用.
3.了解光在真空和空气中的传播速度c=3×108 m/s.
教学重点:光的直线传播.
教学难点:用光的直线传播来解释简单的光现象.
教学用具
激光演示器、盛有水的水槽、手电筒、白炽台灯、棱镜、带狭缝的屏、白屏、两块带有小孔的硬纸板、彩色蜡笔、陀螺、水彩、毛笔、水、白纸.
教学过程
一、
利用多媒体课件播放:播放一幅幅美丽的城市夜景、绚丽多彩的极光。
同学们欣赏了美丽的城市夜景、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?今天我们先来学习《光的传播》。
二、推进新课
探究点一 光的直线传播
1.光源
提问:同学们,刚才我们看到了美丽的山城夜景,那么,这些把山城点缀得如此美丽的光是哪儿来的呢?结合课本中的图,阅读课本。然后讨论交流。
点评:光是光源发射出来的。
提问:除了课本上举的例子,你还知道哪些物体能够发光呢?
太阳、星星、月亮、点燃的火柴、点燃的蜡烛、点亮的日光灯、反光的镜子、点亮的电视机屏幕都能发光吗?
点评:月亮、反光的镜子是不能够发光的,星星当中也只有恒星能够发光,行星和卫星是不发光的。我们把这些能够发光的物体,称之为光源。
像太阳、萤火虫、水母这类能够自然发光的物体,叫“天然光源”;像点燃的蜡烛、霓虹灯、白炽灯这类由人类制造的发光物体,叫“人造光源”。
板书:能够发光的物体,称之为光源。
2.探究光的直线传播的条件
引导学生应用桌面上的器材,通过开放性实验探究得出:光在空气、水以及果冻这些均匀介质中沿直线传播,但在两种介质的界面上要发生偏折。
提问:同学们刚才看到了许多光沿直线传播现象,但是光总是沿直线传播吗?
(先开放性分组实验,然后小组间交流实验结果)
学生实验:
方法一:用激光笔发出光束向滴了少量墨水的水中投射,可以看到光在水中沿直线传播。
方法二:用激光笔发出光直接照射果冻,发现光在果冻中沿直线传播。
方法三:将激光射过拉直了的橡皮管,但橡皮管弯曲就无法射过。
方法四:将几枚大头针插在一条直线上,眼睛沿这条直线看去只能看到第一根针。
方法五:将激光沿白屏从空气斜射入水中,可以看到光在空气和水中的路径都是直线,在空气和水的界面上发生了偏折。
组织学生归纳得出:光在空气、水、果冻、玻璃中沿直线传播;但在两种介质的界面上发生了偏折。
演示实验:
教师演示光在非均匀糖水中传播的实验。得出光在同种非均匀介质中路径发生弯曲。
提问:这两个现象说明光必须在同种介质中才沿直线传播,但光在同种介质中光就一定沿直线传播吗?
教师演示:如图,在支架上固定一个薄水槽,其中放置一个白屏来显示光的路径,事先配有四杯浓度不同的糖水,将它们按浓度从大到小依次倒入水槽(四种糖水的量按一定的比例),由于各层糖水间相互混合,所以水槽内形成了从上到下浓度逐渐变大的不均匀糖水。将一束激光从透明水槽侧面沿白屏表面75°左右的入射角,由最上层溶液斜向下射入非均匀糖水,可见激光路径在非均匀糖水中向下弯曲。同时做一个对照实验,用激光光束斜射入同种均匀的蔗糖溶液中,再让同学们观察——光的路径仍是直线。
引导学生归纳出光沿直线传播的条件:光在同种均匀介质中沿直线传播。
由于平时我们见得最多的是光沿直线传播的情形,所以物理学中就用带箭头的直线来表示光的传播方向。比如要表示电灯的光在空气中的传播时,我们就沿光的传播路径作一些直线。这种直线叫做光线。
板书:光在同种均匀介质中沿直线传播。
光线:用一条带箭头的直线表示光的传播径迹和方向这样的直线叫光线。
3.光的直线传播应用
方法1:对于基础较差的学生可采取教师设计情景或演示实验由学生来解释现象产生的原因。如手影的游戏、激光器的准直等,最后老师简介日食、月食。
方法2:由学生举出生活中的事例并运用原理来分析。
小孔成像演示:仍然运用前边的器材,保持电灯不动,用一个大纸板完全遮住圆筒形蛋糕盒底部的进光口。并在纸板上开一个小圆孔。
提问:如果打开电灯,一部分光将穿过小孔射到屏上,请同学们猜想一下,在屏上将看到什么?打开电灯,学生观察屏上的现象以及灯丝的形状,大家看到什么了?
点评:“V”字形的光斑,灯丝的形状也是“V”字形的。但是开口和光斑相反。引导学生分析出小孔成像的原理及成像特点。
板书:光的直线传播现象:影、激光准直、日食、月食、小孔成像。
小孔成像的原理:光的直线传播。成像特点:倒立的实像。
探究点二 光的传播速度
提问:同学们快速阅读课本,读完之后能告诉老师为什么在打雷的时候先看到闪电后听到雷声?
说明:光的传播速度比声速快。光在真空或空气中的传播速度是3×108 m/s,在水中的传播速度约为在真空中的3/4,在玻璃中的传播速度约为真空中的2/3。
扩展:光速是很大的。如果一个飞人以光速绕地球运行,在1s的时间内,能够绕地球运行7.5圈。
教师小结:这里涉及了一个新的物理量——光速,物理学上用符号c表示,它的单位和速度一样都是米/秒,符号表示为m/s。通过看书我们可以知道在真空中的光速是宇宙间最快的速度,c=3×108 m/s,在空气中,光速也可以近似地看为3×108 m/s,在水中的传播速度约为在真空中的3/4,在玻璃中的传播速度约为真空中的2/3。到这里我们可以得到光速在空气、水、玻璃中的大小关系v空气>v水>v玻璃。
板书:c=3×108 m/s
[说明]光在其他介质中的速度都比真空中的传播速度小。空气中的光速接近于真空中的光速,也可以认为是3×108 m/s。光在水中的传播速度大约为真空中光速度的,在玻璃中的传播速度大约为真空中光速的。
(4)光年:光在一年内通过的路程。
[注意]光年是一个长度单位而不是时间或速度的单位。
三、板书设计
第1节 光的直线传播
一、光的直线传播
1.光源
定义:能够发光的物体,称之为光源。
2.探究光的直线传播的条件
条件:光在同种均匀介质中沿直线传播。
光线:用一条带箭头的直线表示光的传播径迹和方向这样的直线叫光线。
3.光的直线传播应用
光的直线传播现象:影、激光准直、日食、月食、小孔成像
小孔成像的成像特点:倒立的实像
二、光的传播速度
光速:c=3×108 m/s
四、教学反思
本节课的重点是通过科学探究找到光的直线传播的规律,让学生掌握科学探究的基本环节,即“提出问题──猜想与假设──设计实验──进行实验──得出结论──交流与评估”的科学研究方法,这为学生今后从事物理研究提供了一个基础的方法。培养学生的创新能力,给学生提供大量器材,适当的时间,让他们自己设计实验,选择器材,经历实验过程,并在其中思考,交流,动手,探索,感悟。从中会发现一些非常有创意的方法
初二的学生对光的直线传播已经积累了许多的生活经验,比如从手电筒的光,汽车车灯的光,阳光照射过树林等。为了加深学生的这种认识,因此课前要求每个学生利用易拉罐或薯片筒做一个小孔照相机。我主要的想法是要激发学生的兴趣,让他们自己动手动脑,经历制作过程,充分挖掘了学生的创新潜能。让学进行手影游戏,活跃了课堂气氛,是学生对光的直线传播有更深刻的认识。
第2节 光的反射
教学目标
1.了解光在一些物体表面可以发生反射.
2.认识光反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义.
3.理解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.
教学重点:用探究法研究光的反射定律。
教学难点:用光的反射解释一些简单现象。
教学用具
氦氖激光器、刻度尺、手电筒、水、盆、光的反射演示装置图、平面镜、玻璃片、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。
教学过程
一、导入新课
让学生回忆生活中照镜子的常识,有没有注意到镜中的像与人的区别,然后做游戏。
游戏规则:参加游戏的两人,一人当物,一人当镜中的像,取某一位置为镜子,两人各自站好位置,然后,“物”开始做一些简单的动作,其他人观察像的变化是否符合平面镜成像的规律……
说明:本小游戏,旨在活跃课堂气氛,激起学生思维,巩固学习成果。在游戏中,学生可以在“模拟”中学到的知识,很是有趣,而且也易于学生汲取知识。在游戏中,应该先选中一个“物”,再让其他学生去班中寻找“像”,要选身高、体态等相近的,这是最佳游戏者……游戏中,经常会出现“像”错误的动作,引发观众会心的笑,让学生在游戏中体会“等距”“等大”是一种很有效的方法。
二、新课教学
探究点一 光的反射定律
1.认识光的反射现象
演示实验:教师实验镜面反射平行光,引导学生根据日常生活经验,试着自己总结光的反射定义,接着教师完善定义。
问题:大家能不能试着找找我们身边的光的反射例子呢?
结论:光射到物体表面上时,有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射。
2.光的反射定律
向同学们展示实验器材:平面镜、带刻度的白纸板、激光笔。
先介绍与光的反射有关的几个术语:
法线:过入射点并垂直于镜面的直线。
入射角(i):入射光线与法线的夹角。
反射角(r):反射光线与法线的夹角。
猜测:入射光线与反射光线及其法线有什么样的关系?入射角与反射角有什么样的关系?
实验过程:
实验序号
入射角i
反射角r
1
2
3
1.先将白纸板垂直放于镜面上。
2.用激光笔从一侧发射光线到镜面,观察反射光线的走向,记下入射光线与反射光线的位置所在,并让同学们记下此时的入射角与反射角并填入表格。
提问:若入射光线向法线靠拢,即入射角减小时,反射光线会有什么变化,即反射角有什么变化?
实验证实并记下变化后的角度。
点评:反射光线也会靠拢法线,即反射角也会减小。
提问:当入射光线与法线重合时,即入射角为零,反射光线会有什么变化,即反射角有什么变化?
实验证实并记下角度。
结论:反射光线与法线也重合,即反射角也为零。
提问:当入射光线逐步偏离法线位置时,即入射角增大时,反射光线如何变,即反射角如何变化?
实验证实并记下变化后的角度。
结论:反射光线逐步偏离法线,即反射角也会增大。
活动:我们沿着法线来转动纸板,看看有什么发现?
根据实验结果得出光的反射定律:光反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居在法线两侧,反射角等于入射角。
简便记忆方法:三线共面、法线居中、两角相等。
注意:在引导学生进行归纳时,要注意它们的因果关系。
探究点二 光路的可逆性
演示:如图所示,A点发出的光经O点反射后到达B点,在B点再放一光源,使其发出的光射向镜面某点如C点,调整光线BC的方向,使其与BO重合,发现其反射光线与OA重合,从而说明光反射时光路是可逆的。
探究点三 镜面反射和漫反射
方法:教室内有阳光射入的情况下可用(若没有阳光时可以用手电筒发射的光代替)。
演示:让一束太阳光斜射到平面镜上,调整镜面的方向,会在墙上产生一个明亮的光斑,迎着反射光的方向看,很刺眼;用一张白纸代替镜面,从各个方向都看不到耀眼的亮光,同时墙上也没有明亮的光斑。
提出问题:这是为什么?然后再用光路图说明原因。讲解镜面反射和漫反射。
镜面反射:一束平行光射到反射面上,反射光仍是平行的。
漫反射:一束平行光射到反射面上,反射光不是平行的。
提问:我们为什么能看到不发光的物体?
镜面反射,漫反射遵循光的反射定律
三、板书设计
第2节 光的反射
一、光的反射:光射到物体表面上时,有一部分光会被物体表面反射回来
法线:过入射点并且垂直于镜面的直线
入射角:入射光线与法线的夹角
反射角:反射光线与法线的夹角
二、光的反射定律:光反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内(三线共面)
反射光线、入射光线分居在法线两侧(法线居中)
反射角等于入射角(两角相等)
光反射时光路是可逆的
三、镜面反射:一束平行光射到平面镜上,反射光仍是平行的
漫反射:一束平行光射到平面镜上,反射光不是平行的
四、教学反思
由于学生刚刚接触物理,所以无论从观察力还是语言的表述能力来看都需要训练和培养。因此课堂教学中尽量采用讨论式教学、让学生动手、动嘴说出来。鼓励大胆猜想、质疑的精神。在课堂语言中尽量采取多鼓励、表扬、肯定、少批评的做法,营造师生和谐共处、共同探究的平等意识和氛围。作为新课标下光的反射一节内容,无论从教材的内容知识点数量和难度要求都大大降低了,而更多地将注意力放在学生的合作探究、讨论、观察和思考能力的培养上。所以让学生动起来,不仅是手动起来,更重要的是思维动起来,而且是一种主动积极的思考,而不是一种被动的思考。尽管教材的本节内容和要求都降低了,但如何让学生充分利用“倒”出来的这部分空间和时间,让学生多发言、多探讨、多动手,真正地去利用自己的聪明才智掌握知识也是这堂课的出发点。
第3节 平面镜成像
教学目标
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.
3.理解日常生活中平面镜成像的现象.
4.初步了解凸面镜和凹面镜及其应用.
教学重点:
1.平面镜成像的特点.
2.球面镜的光学性质.
教学难点:
1.虚像的概念.
2.球面镜的应用.
教学用具
平面镜(大小形状各不同)、口径相同的平面镜和凸透镜、投影片、凹镜、凸镜、激光演示器、玻璃板、相同的蜡烛两支、火柴、夹子两个、8 K白纸一张、图钉、透明胶条、小平面镜.
教学过程
一、情境引入
教师拿几个生活中常用的镜子让学生观察,可以看到它们都是平的.用它可以照出人的“面孔”和各种各样的“物体”,并与物体本身的形状一样.我们把这样的镜子叫平面镜,把出现在镜子里的“面孔”物体叫做像.
再让学生观察自己在平面镜中的像,并提出一些问题让学生思考:当你改变与平面镜间的距离时,像怎样变化?像的大小与物体的大小有怎样的关系?像的大小与平面镜的大小有关系吗?这些问题,并不要求学生立即回答,目的是为了引起学生学习的兴趣,使学生对平面镜成像有一个感性认识,为学习本节的内容奠定基础.
二、新课教学
探究点一 平面镜成像的特点
[探究]平面镜成像的特点
1.向学生示范并说明探究活动的目的和做法.
目的:(1)研究物体在平面镜中所成的像和物体有什么关系.
(2)研究像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系.
做法:边示范边讲解.
①像下图那样,将一张8开的白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上,用两个夹子夹住一玻璃板,竖立在白纸上.
②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像.
③另拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动,使它与前面蜡烛的像重合(左右移动,直到从不同位置看上去它们都重合在一起),这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置.改变玻璃前蜡烛的位置,把实验再做两次,每次都记下两支蜡烛的位置.
④在白纸上画出玻璃板的位置,移开玻璃板,用刻度尺画实直线把每次实验中两支蜡烛位置的位置连接起来,量出两支蜡烛到玻璃板的距离,记录下来并比较它们的大小,再用量角器测量看它们是否与镜面垂直.
⑤把测量结果填写下表中.
蜡烛到平面镜的距离
蜡烛的像到平面镜的距离
第一次
第二次
第三次
2.学生分组实验
以上把教材中的演示实验再改为学生实验,学生通过动手实验,自己进行分析总结,既有利于知识的学习,也有利于能力的培养.
3.在实验基础上得出成像特点
引导学生根据实验结果回答:
[师]①平面镜中的像与物体大小是否相同?怎么知道的?
②像到镜面的距离与物体到镜面的距离是否相等?怎么知道的?
[生]①平面镜中的像与物体大小相同.因为无论蜡烛到玻璃板的距离是远还是近,一支蜡烛与另一支蜡烛的像总是重合的.
②像和物体到镜面的距离相等,因两支蜡烛到玻璃板的距离相等.
师生共同分析得到平面镜的成像特点:
①像和物体的大小相等.
②像和物体到镜面的距离相等.
③像和物体的连线垂直于镜面.
4.应用知识
[讨论]身高1.6 m的人站在穿衣镜前,离镜0.5 m,他在镜中的像多高?像离镜多远?当他后退0.5 m时,像高和像到镜面的距离怎样变化?
[解答](1)像高1.6 m,像离镜0.5 m.
(2)人后退0.5 m时,像高不变.像到镜面的距离增加0.5 m.
探究点二 平面镜成像原理
对于平面镜的像是靠光的反射形成的学生并不了解,老师可先给学生设疑,我们能看见物体,是因为有光射入眼睛,我们也能看到物体在平面镜里的成像,成像的光是从哪里来的呢?然后利用教材图2.3—2分析平面镜成像的原理,边板画边讲授,进行解疑,这样既巩固了反射定律,又培养了学生研究新问题的能力.具体做法可按下面步骤进行:
1.在黑板上画出平面镜,先给出一个发光点S.然后提问学生:
[师]①S能发出多少条光线,方向如何?
②射到平面镜上的光线有多少条?
[生]①S能向四面八方发出无数条光线.
②射到平面镜的光线有无数条.
2.让学生选出一条入射光线,并画出它的反射光线,再选出另一条入射光线,并画出它的反射光线.
3.老师提出启发问题:这两条反射光线沿传播方向能否相交?如果人的眼睛正处于这两条光线传播的路径上,会觉得这两条光线是从哪里发出的?并在图上画出一只眼睛.
师生共同分析得:
①这两条反射光线不能相交.
②当眼睛正处于反射光线的路径上时,根据光线直进的经验,眼睛会觉得反射光线好像是从它们的反向延长线在镜后的交点S1发出的.
边讲边把这两条反射光线用虚线向镜后延长,得交点S′.
4.教师指导学生看课本图2.3—2随即指出
①S′是S发出的光线经平面镜反射后反射光线延长线的交点.但镜子后面实际上并没有这个发出光线的点,所以S1叫虚像.
②物体上的每个点在镜子里都有一个像点,所有的像点就组成整个物体的虚像.虚像不是实际光线会聚而成的.
紧接着教师介绍平面镜的发展史.
平静的水面,抛光的金属面,都具有平面镜的作用.我国是世界上最早使用平面镜的国家之一.远古时期,人们就会利用平静的水面来作镜子来梳妆打扮.人们还利用水镜来美化环境.建于宋代的桂林花桥就是利用平静的水面造成的“倒像”,使花桥显得更加美丽,使之有“桂林山水甲天下”的美称.我国大约在四千年前的夏王时代,就有了铜镜.在战国时代,铜镜盛行,制作精美,但是,多是贵族妇女才能使用.近代发展了利用玻璃制成平面镜,才能在民间普遍使用了.
思考题:岸边的树木和房屋等在水中的像看上去都是倒立的,为什么?
教师要引导学生明确以下几点:
①平静的水面可看做一个平面镜,它可以成虚像.②对物体上的每一点来说,它在水中所成的像点都与物点“等距”.③由于树木和房屋上的各点与水平面距离不同,越接近水平的点,所成的像也距水面越近,所以各点组成的像从水面上看就是倒立的了.
探究点三 平面镜的应用
1.平面镜成像不仅用于日常生活,也在其他方面应用甚广.
[师]同学们想一下哪些地方用到平面镜?
[生甲]练功房里,演员用它来观察自己的姿势和动作.
[生乙]牙科医生用小平面镜来观察患者的病牙?
[生丙]潜水艇下潜后,艇内的人员通过潜望镜来观察水面上的情况.
2.改变光线的传播方向
(1)讲一段故事:公元前215~212年间,罗马人大举入侵希腊,派出一支船队,满载精兵,准备攻打阿基米德的家乡——叙拉古城,面临来势凶猛的强敌,阿基米德求见国王,献出破敌妙计,他动员全乡的妇女和守城的人在海岸边列队.每人各执一面平面镜,把太阳光集中向罗马战船反射,不一会,罗马战船上的士兵被照得头晕目眩,丧失战斗力被迫而退.阿基米德利用平面镜把光反射的原理,击退了敌人,拯救了他的家乡.
(2)教师画一个潜望镜示意图,如图甲所示
图乙 潜水艇上的潜望镜
图甲 潜望镜
如图甲那样在筒子的上下拐角处各安装一块平面镜,两块平面镜互相平行,都跟水平方向成45°,这样就做成最简单的潜望镜.
探究点四 凸面镜和凹面镜
1.球面镜
反射面是球面的一部分的镜子叫球面镜.
2.球面镜的分类
a.用球面的内表面作反射面的叫凹面镜.
b.用球面的外表面作反射面的叫凸面镜.
3.凹面镜的性质及作用
a.凹面镜的性质
[演示实验1]用氦氖激光器平行射向凹面镜.
[现象]反射光会聚在一点上.
师生共同分析得出结论:
凹面镜能把射向它的平行光线会聚在焦点上.
[师]我们知道反射时光路是可逆的,平行光经凹面镜后能会聚在焦点上,那么,如果把光源放在凹面镜的焦点上,光源发出的光经凹面镜后是否平行射出呢?
[生]我们猜想光应平行射出.
[师]我们不能靠猜测来下结论,我们还是用实验验证一下.
[演示实验2]把光源放在凹面镜的焦点上
[现象]光源发出的光经凹面镜后成平行光.
师生共同分析得出结论:
如果把光源放在凹面镜的焦点上,光源发出的光经凹面镜后将成为平行光.
b.凹面镜的应用
①根据凹面镜会聚光的性质,可以制作太阳灶、太阳炉,天文学家们用凹面镜作大型反射式望远镜,还有耳鼻喉科医生用凹面镜会聚光观察耳道情况等.
[师]十一届亚运会的火种,是藏族初二学生达娃央宗,在青藏高原上,利用射入凹面镜的太阳平行光,反射后会聚在焦点的性质,把火炬点燃而取得的.
②根据从焦点射向凹面镜的光线,反射后成平行光的性质,手电筒、汽车头灯、军事上的探照灯等用凹镜作反射面,其作用就是使放在焦点附近的灯泡发出的光向同一方向近似平行地射击,使光束集中,亮度大,照射的距离远.
③凸面镜的性质及作用
a.[演示实验3]用氦氖激光器演示平行光入射凸面镜.
[现象]平行光线经凸面镜后变得发散.
师生共同分析得出结论:
平行光线经凸面镜后发散.
b.让学生手拿一个凸面镜,观察自己的像.
[师]像是放大的还是缩小的.
[生]凸面镜所成的像是缩小的.
c.相同口径的平面镜和凸面镜哪个视野大?
三、板书设计
第3节 平面镜成像
一、平面镜成像
1.特点
①像和物体的大小相等.
②像和物体到镜面的距离相等.
③像和物体的连线垂直于镜面.
2.原理
像是反射光线反向延长线的交点,是虚像.
二、平面镜的应用
1.成像;2.改变光路.
三、球面镜
1.定义:反射面是球面的一部分的镜子.
2.分类:凹面镜、凸面镜
3.凹面镜的性质及应用
性质:①凹面镜能使平行光会聚在焦点.
②使焦点发出的光线平行射出.
应用:①太阳灶、太阳炉、内窥镜等.
②探照灯、手电筒、汽车头灯等.
4.凸面镜的性质及应用
性质:凸面镜能使平行光线发散.
应用:凸面镜可以扩大视野,如汽车上的观后镜.
四、教学反思
给教师意想不到的收获:学生对平面镜提出了许多教师想不到的问题,例如:为什么小镜子能照出很大的像?摩托车旁的镜是不是平面镜?课堂上说实话老师有些紧张,总担心学生提出怪异的问题,教师的智慧和灵活处理就显得尤为重要了。本以为学生只能描述如何探究自己的猜想,没想到有一名学生并不满足于口头表述,说:“老师我想边做边表述,行吗?”我赶紧让他上台表述,全班同学给予了热烈的掌声。之后还有一位同学站起来说:“老师我还有一种方法,我先将两只手电筒放在等距离的地方,看看像是否在我猜想的那个位置。”(逆向思维!太好了!)场面令我感动。实验结论的描述时,也有同学大胆质疑:我找到像的位置了,可是为什么像总会更高或更低些?我动一动玻璃板后,有时又能用不亮的手电筒接到像呢?这位同学对实验的评估,我在自制教具时并没有考虑垂直问题(因为玻璃板事先有要求做成垂直支架),这一来倒在课堂上让学生给解决了,这让我深信:学生的细致可以超出教师!
第4节 光的折射
教学目标
1.了解光的折射的现象.
2.了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律.
3.了解光在发生折射时,光路的可逆性.
教学重点:知道光的折射规律。
教学难点:解释简单的折射现象。
教学用具
激光光源、光的折射演示装置、水槽、碗、筷子、茶杯、硬币、适量的水。
教学用具
玻璃砖、激光笔、水槽、水、圆表盘、碗两只、硬币、实物投影仪、多媒体计算机。
教学过程
一、情景导入
播放“空盆现硬币”视频(放在杯底刚好看不见的硬币,加上水后又会看得见),引导学生思考:
思考问题:我们如何看到物体?光的传播路线是否改变?
演示:取一根筷子,让学生看是直的。将筷子斜放入水中,再让学生观察筷子有什么变化。
问题:筷子为何折断了?
提出:光从空气斜射入水(两种介质),光的传播路径改变,引出折射的概念。
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。
二、新课教学
探究点一 光的折射
问题引入:问题一:展示视频“海市蜃楼”,它们是怎样形成的?
问题二:放大镜为什么能起放大作用?
问题三:前面学了平面镜成像的例子,如水中倒影,是由于光从空气射向水面,又反射回到空气中,进入人眼形成的像。但水中倒影比物体本身更暗淡,为什么呢?
1.教师演示下图(可往水中加点墨水或牛奶,增强可视性),要求学生填空。
出示小黑板内容(亦可以课件呈现)。
现象:①光的传播方向在水面发生突变。
②同时出现反射现象和折射现象。
③入射光线分解为反射光线和折射光线(进入人眼的是反射光线,弱于入射光线,故看起来偏暗)。
2.相关名称
①一点:点O为入射点(又为反射点、折射点)。
②相互垂直
③三光线
④三角
探究点二 光的折射规律
以下方案任选一个:
方案一:用玻璃砖探究光的折射特点。
(1)器材:激光光源、玻璃砖、量角器、直尺。
(2)要求学生带着下列问题去观察:
①光的传播方向改变吗(若不改变,光路应为什么方向)?
②与入射光线相比,折射光线是偏离还是靠近法线?
③使入射角增大,则折射角如何变化?入射角减小呢?
④发散、深化提问:上面讲的是光从空气进入玻璃中,是斜射。若直射(垂直入射)呢?
即时练习画光路图:
由教师引导学生仿照光的反射定律,总结出光的折射定律。
(1)三线关系:折射光线与入射光线、法线在同一平面内(三线共面);折射光线和入射光线分居法线的两侧(法线居中)。
(2)两角关系:光从空气斜射入玻璃或其他介质时,折射光线靠近法线折射,折射角小于入射角。
(3)因果关系:当入射角增大时,折射角也增大,当入射角减小时,折射角也减小。当光从空气垂直射入水中或其他介质时,传播方向不变。(折射角随入射角同方向变化。)
通过体验由折射引起的错觉,认识光路的可逆性在折射现象中的存在。
出示装有一条小鱼的大烧杯,让学生进行观察与操作。
从侧面和上面观察鱼,对比鱼的大小的不同。
结论:从侧面看,鱼更大(原因以后再讲)。
让学生用铅笔模仿猫去“刺”鱼。
结论:鱼看起来的位置比实际位置更浅,是虚像(可讨论问题:“眼见”一定“为实”吗)。
提出问题:为什么会出现上述现象?
讨论交流:折射现象中光路的可逆性。
讨论导引:
导引一:人透过空气看树木,是树木反射的光从树木沿直线进入人眼。
导引二:人通过水面看岸边树木,光从树木到水面发生反射,进入人眼。但人还是习惯地以为光是从水中树木的倒影处沿直线进入人眼的。
即:我们总是依照光射来的直线方向去判断光源的位置。
眼看鱼,光从鱼处反射进入人眼,即光从水到空气中发生折射(与实验探究的光从空气进入水中的折射的情况相反)。
出示小黑板:对比
光路方向
空气→水
二者相反光路可逆
水→空气
光路图新*课*标*第*一*网
应用:用光路的可逆性解释为什么水中的筷子会变弯。
在空气中A看水中物B,好像在B′,变浅了;在水中B看岸上物A,好像在A′处,变高了。
探究点三、生活中的折射现象
利用多媒体,作图解释“叉鱼”的折射原理。
1.解释池水“变浅”,告诫学生千万不要贸然下水;
2.利用所学知识解释课前提出的“空盆现硬币”问题;
3.简单提出生活中另外一些折射现象,如彩虹、海市蜃楼等。
扩展:海市蜃楼——在海面、沙漠上方不均匀的空气中,由于光的折射所形成的虚幻景像呈现在高空(古人误以为是蜃、大蛤蚧吐气而成,故又叫蜃景)。其形成原理可参考从水中看岸上物体的光路图。
三、板书设计
第4节 光的折射
一、光的折射现象:
光从空气斜射入水(玻璃)时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射现象。
二、光折射的规律:
①光从空气中斜射入水(玻璃)时,折射光线偏向法线(折射角小于入射角)。
光从水(玻璃)中斜射入空气时,折射光线偏离法线(折射角大于入射角)。
②折射角随入射角的增大而增大。
③光垂直入射时光的传播方向不变。
④光的折射现象中,光路是可逆的。
三、生活中的折射现象
池底变浅,海市蜃楼
四、教学反思
本课难在“探究”,因为学生初学物理,他们的物理思维还没有形成,更不用说实验探究能力的具备了,所以本课的探究不能放的太宽泛了,在探究前每个环节都需要精细的思考,考虑学生可能出现哪些问题,然后考虑如何正确的引导。因为有“光的反射”一课做铺垫,所以本课学生动手操作降低了一定的难度。在探究三线共面的时候,由于学生的实际操作水平和表达能力有差异,可以考虑师生共同完成。不要花太多的时间,为在后面用光的折射规律解释生活中的折射现象和课堂练习挤出时间。
第5节 光的色散
教学目标
1.初步了解太阳光谱和看不见的光.
2.初步认识红外线及其作用.
3.初步认识紫外线及其作用.
4.了解色散现象.知道色光的三原色和颜料三原色是不同的.
教学重点:
1.红外线的作用;
2.紫外线的作用。
教学难点:
1.红外线的作用及应用;
2.紫外线的作用及应用。
教学用具
有关红外线、紫外线的挂图、光碟.
教学过程
一、导入新课
问题:白天我们看到的光从何而来?太阳光是什么颜色的?
引入:以前人们一直认为白色是最单纯的颜色,白光是最单纯的光,不能分解,到17世纪英国的科学家牛顿通过一个实验发现了一种极为奇妙的现象,让人们对于上面的问题有了明确的认识。那么大家想知道他的实验是怎么做的吗?白光到底能不能分解呢?
设计意图:这样设计给了基础差的学生一定提示,使其能参与到教学活动中来。利用学生对科学家的崇拜感激发学生的学习兴趣,这样便于学生更新已有经验,接受新知识,诱导学习动机,丰富感知。
播放关于彩虹传说的动画,提出“为什么天空中会有彩虹呢?”,引出课题。
说明:也可通过播放与光的色散有关的自然现象的图片来引入课题。
二、推进新课
探究点一 色散
情景介绍:17世纪以前,人们一直认为白光是最单纯的颜色。直到1666年,英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜使太阳光发生了色散(dispersion),这才解开了光的颜色之谜。
牛顿是怎样让太阳光色散的呢?我们一起来做一下。
出示三棱镜让大家观察一下它有什么特点。
点评:透明的,有三条棱。
演示:让一束太阳光照射到三棱镜上,调节,另一边用白屏承接,引导学生认真观察,太阳光通过三棱镜后发生了什么?
在黑板上画示意图,播放色散图片:
设计意图:通过实验来解释,更加直观,易于学生理解和识记。
结论:让一束太阳光照射到三棱镜上,会被分解成各种颜色的光,如果用一个白色的光屏来承接,在白色光屏上就形成了一条彩色的光带,颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
我们把白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种颜色叫做色散。
问题:根据光路可逆原理,被分解出来的七种色光如果逆着原来出射的方向入射到三棱镜,将会出现什么现象呢?
点评:七种色光如果逆着原来出射的方向入射到三棱镜,会复合成白光。
设计意图:引导学生思考,激发兴趣。
扩展:雨后的彩虹就是由色散现象引起的。
下雨过后,有很多小水滴,由于重力的作用,它的下半部分较大,上半部分较小。
水滴像三棱镜,太阳光经水滴后也会发生色散,空中有很多水滴聚在一起,正因如此,我们在雨过天晴会看到彩虹。
设计意图:从生活走向物理,用物理知识来解释生活中的现象,从而将生活和物理紧密地联系起来。
探究点二 色光的混合
问题:阳光可以分解为七种单色光,但我们看到大自然的色彩远比红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色来得丰富多彩,这又是怎么回事呢?
点评:一些色光混合后会产生许多丰富多彩的颜色。
问题:白光色散后的各种色光混合后又复合成了白光,那么七种单色光中的任意两种或几种混合后又将得到什么颜色呢?
[播放色光的混合视频]学生观看
点评:人们发现,把红、绿、蓝三种色光混合能产生各种色彩。因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。
值得注意的是,颜料也有三原色:红、黄、蓝,拿红、黄、蓝这三种颜料混合也可以得到各种颜色的颜料。它跟色光的三原色是不同的。
扩展:彩色电视机的制成原理。电视屏幕上显现出的画面,丰富多彩的颜色,都是由红、绿、蓝三种色光组成的。如果用放大镜观察彩色电视机画面就会观察到这一现象了。
探究点三 看不见的光
1.光谱
白光通过三棱镜后在光屏上形成一条彩带,自上而下分别是什么颜色的光?
点评:白光通过三棱镜后在光屏上形成一条彩带,自上而下是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
三棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光,把它们按这个顺序排列起来,就是光谱(spectrum)。如课本图。
设计意图:在对比中学习,培养学生的扩展思维。
问题:我们在前面学过,人耳有听不见的声音,同样的,是否存在人眼看不到的光呢?
点评:在光谱上看的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光,称为可见光。
扩展:英国天文学家赫歇尔在1800年研究光谱中各种色光的热效应时,把温度计移到光谱的红光区域的外侧,结果温度上升得很快,说明那里有看不见的射线射到温度计上,于是发现了红外线。
德国化学家里特1801年在光谱的紫光区域外侧放置了一张照相底片,结果底片感光了,于是紫外线被找了出来。
在光谱上,红光以外是红外线,紫光以外是紫外线,都是人眼看不见的,称为不可见光。
2.红外线的应用
学生阅读教材,了解红外线的应用。
问题:红外线有什么应用?
点评:热作用、红外线夜视仪、遥控器。
问题:一切物体都在不停地辐射红外线,温度越高的物体,辐射的红外线越强。
这桌子在辐射红外线吗?我们人呢?
点评:辐射;都在辐射。
设计意图:通过阅读课本提高学生总结归纳的能力。
展示:多媒体图片,引起学生兴趣。
扩展:物体在温度升高时,它辐射的红外线会大大增强。人体生病时,局部皮肤的温度异常,如果在照相机里装上对红外线敏感的胶片,给皮肤拍照并与健康人的照片对比,有助于对疾病做出诊断。
夜间人的体温比野外草木、岩石的温度高,人体辐射的红外线比它们强,人们根据这个原理制成了红外线夜视仪,可以用在步枪的瞄准器上。
一切物体都在不停地辐射红外线,其实也在不停地吸收红外线,吸收红外线后物体温度会上升,按照这个原理制成了红外线烘烤炉。
红外线还可用来进行遥控。如电视机遥控器的前端有一个发光二极管,按下不同的键时,可以发出不同的红外线,来实现电视机的遥控。
问题:把遥控器对准电视周围墙壁按按钮,有时也可以控制电视,说明什么?
点评:红外线可以反射。
3.紫外线的作用及应用
问题:我们平时拿到一张钞票,是怎么辨别它的真伪的?
点评:对着光看,摸一下,看手感对不对。
问题:我们去银行,银行的员工是怎样检验钞票的?
点评:他们把钞票放到验钞机去。
说明:原来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,在紫外线的照射下则会发出可见光,这是一种有效的防伪措施。
在医院有很多病菌,可是如果用消毒水来消毒,它成本高,又比较难闻。紫外线有化学作用,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,紫外线有生理作用。
问题:太阳光是天然紫外线的重要来源,适当地晒太阳对身体有好处,但是不是晒的越多越好呢?在阳光下,时间长了会怎样?
点评:头晕,皮肤很烫,会变黑。
说明:过量的紫外线照射对人体有害,地球的周围包围着厚厚的大气层,阳光中的紫外线大部分被大气层上部的臭氧层吸收,不能到达地面,这才使地球上的生物得以生存。
近年来,臭氧层正在受到空调、冰箱里面放出的氟利昂等物质的破坏,臭氧层出现“空洞”。为了保护臭氧层,保护我们的家园,同学们有什么好的建议?
点评:停止生产氟利昂,研制出氟利昂的替代品,少用空调。
设计意图:通过学习,让学生意识到保护臭氧层的重要性,并用实际行动来保护环境。
盘点收获:我们这节课学习了光的色散,请同学们说一下,这节课学到了些什么?你们都做了些什么?红外线在生活中的应用有哪些?
紫外线在生活中的应用
光与色的混合
一、色光混合
色光的混合为加色混合,是光线的增加,两种色光混合,光度为两色之和,合色愈多,则愈强,愈近于白。其中红与绿、黄与蓝、青与红,这些补色光混合和红与蓝、绿三原色光混合都成为白光。彩色电视机、彩色显示器、彩色液晶显示器,三基色日光灯管就是应用该原理而设计制作的。色光的三原色为红、绿、蓝。
将这色光三原色红、绿、蓝投射到一个白色的平面上时,两种光色相叠射,则得出混合黄、品红、青。如果将三种原色完全重叠投射,则混合出白光。
格拉斯曼(H.Grassman)总结了加色混合的现象,叫做格拉斯曼颜色混合定律,有以下几点:
(1)视觉只能辨别色彩的三种变化:明度、色相、纯度。
(2)两种光色组成的混合色中,如果一种色光发生变化,而另一种不变,则混合色也随之变化。补色律:每一种色都有一个相应的补色,便产生中间色,其色调决定两色的相对数量,其纯度决定二者在色相环上的距离。
(3)色相相同的光,不论它们的光谱组成是否一样,在混色中都具有同样的效果,即视觉上相同的两色,都是等色。代替律:相似色的混合仍然相似。如果A色=B色,C色=D色,那么A色+C色=B色+D色。
(4)由几种色光组成的混合色的亮度,是各色光亮度的总和。
二、颜料混合
绘画颜料、印刷用的油墨及其他工业用的染料等,这些着色材料的混色大体上比原来的颜色暗。原因是它们反射的光线减少,两色混合后,光度低于两色各自原来的光度,合色愈多,被吸收的光线愈多,反射的光线愈少就愈近于黑。颜料三原色红、黄、蓝是减色原色,它们相加混合而形成的是(近似)黑,或其中任何两种色料相加而呈现的混合色都是暗于原色,也就是要减却二色的补色成分。所以称这种色料的混合为减色混合。彩色印刷的油墨调配、彩色照片的原理及生产、彩色打印机设计以及实际应用,都是黄、红、蓝为三原色。彩色印刷品是以黄、红、蓝三种油墨加黑油墨印刷的,四色彩色印刷机的印刷就是一个典型的例证。在彩色照片的成像中,三层乳剂层分别为:底层为黄色、中层为红色、上层为蓝色。各品牌彩色喷墨打印机也都是以黄、红、蓝加黑墨打印彩色图片的。
三、板书设计
第5节 光的色散
一、光的色散:白光通过三棱镜可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,这种现象叫光的色散现象。
二、色光的三原色:红、绿、蓝
三、红外线:热作用强
四、紫外线:1.荧光作用
2.化学作用
3.生理作用
四、教学反思
《光的色散》这节内容的重点其实是应该让学生了解生活中不同物体显示不同颜色的原因。上课之前,学生对物体的颜色仅仅停留在感性认识的基础上,因此如何让学生能够从科学的角度解释物体的颜色,就成为本节课的难点。在课堂教学中,我是这样处理的,在介绍光的色散知识基础上,首先提出问题,然后让学生结合光的反射知识,让学生理解,我们看到哪种颜色,其实就是那种颜色的色光进入了我们的眼睛,联系到教室里不同颜色的物体,举例说明,不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,由此联想到电影屏幕为白色的原因,进一步提问,放映机的灯泡发出了白光,但照到屏幕的确实五光十色,其原因在于光透过了有颜色的透明胶片,让学生体会透明物体的颜色由它透过的色光决定。这样从生活中挖掘的现象贴近生活,让学生感到亲切,更符合学生的认知规律和新课程的理念。
第五章 透镜及其应用
第1节 透镜
教学目标
1.了解什么是凸透镜,什么是凹透镜,了解透镜的焦点、焦距.
2.了解凸透镜和凹透镜对光的作用.
教学重点:
通过观察和实验,了解什么是凸透镜和凹透镜及对光的作用.
教学难点:
指导学生对实验进行仔细观察、分析,最后通过概括得出结论.
教学用具
透镜一组、光具座、光源、老花镜、近视镜、饮料瓶(无色透明、表面没有波纹、去底去瓶口上部)、香、火柴、实物投影仪、激光演示器、手电筒.
教学过程
一、导入新课
有一批旅行家乘船在海上漫游。不巧,在海上遇到了狂风,把船吹到一座孤岛旁,旅行家们只好下船来到岛上。当时正是冬天,岛上冰天雪地,白茫茫的一片……
旅行家们准备生火取暖,烧火煮饭。意外的问题来了,火柴被海水浸湿了,打火机也丢了。怎么办?正在这时,一个叫克劳波尼的物理学博士想到了一个办法。同学们知道是什么办法吗?
学生交流,教师引导学生说出解决办法。
扩展:早在我国西汉(公元前206年~公元25年)《淮南万毕术》中就有关于冰透镜的记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”
说明:放大镜聚光的作用。
设计意图:能激发学生学习物理的兴趣,而且能有利于对学生进行科学方法的教育。
二、新课教学
探究点一 凸透镜和凹透镜
透镜的种类及几个概念
引导:同学们请观察透镜组,并借助于擦镜纸,摸一下透镜,根据透镜的厚薄程度给透镜分类。讨论透镜能分几类?
点评:透镜有两类。中间厚、边缘薄的叫凸透镜。中间薄、边缘厚的叫凹透镜。
问题:下列透镜哪些是凹透镜?哪些是凸透镜?戴眼镜的同学请判断:近视镜是什么透镜?远视镜是什么透镜?
学生阅读教材,用自己的理解总结凸透镜和凹透镜的特点。
点评:透镜:至少有一个面是球面的一部分的透明玻璃元件(要求会辨认)。
凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜,如:远视镜片、照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等等;
凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜,如:近视镜片。
如果透镜的厚度远小于球面的半径,这种透镜叫薄透镜。下面我们只研究薄透镜。
说明:此环节重点突出凸透镜、凹透镜的概念形成。
镜片的两个表面(或至少一个表面)是球面的一部分。
引导学生观察凸透镜和凹透镜的示意图,了解研究透镜时常用的两个科学术语。
主光轴:组成透镜的两个球面的球心连线叫主光轴。
光心:在主光轴上有一个特殊的点,通过它的光线传播方向不变,这一点叫透镜的光心,可以认为透镜的光心就在透镜的中心。
探究点二 透镜对光的作用
方案一:把凸透镜放在光具座上,让光源正对照过去,移动光屏,有亮点。再换凹透镜重做,怎么移动光屏都没亮点。
方案二:将无色透明饮料瓶放在水平桌面上,在瓶中放置点燃的香头,在上面要放凸透镜或凹透镜,这就形成一个“烟室”,用手电筒对准透镜照射,适当调节手电筒和透镜的距离,观察透镜对光的作用,看到通过凸透镜的光线相互靠拢,通过凹透镜的光线相互远离。
结论:凸透镜对光线有会聚作用,所以也叫会聚透镜。凹透镜对光线有发散作用,所以也叫发散透镜。
探究点三 焦点和焦距
1.概念建立
射到地面的太阳光是相互平行的,叫做平行光,凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫做焦点(focas),用“F”字母表示;焦点到光心的距离叫做焦距(focal length),用“f”字母表示。
凹透镜使平行于主光轴的光线发散,它没有实焦点,但通过凹透镜的光反向延长也可以交在主光轴上一点,这点是凹透镜的虚焦点。
说明:实验证明,透镜两侧各有一个焦点,两侧焦距相等。
播放动画:凹透镜的焦点和焦距
2.透镜对光线的作用规律
问题:如果平行于主光轴的光线经过凸透镜或凹透镜后会出现什么现象?
演示:利用三个激光笔制成平行光借助硝酸银溶液实验。
现象:平行光经过凸透镜会聚于一点,这一点叫凸透镜的焦点。经过凹透镜后远离主光轴发散,发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点,这一点叫凹透镜的虚焦点。
结论:平行于主光轴的光线,经凸透镜后经过焦点;经凹透镜后向外发散,但其反向延长线必过虚焦点(所以凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用)。如下图:
扩展:过光心的光线经透镜后传播方向不改变,如下图:
据折射时光路可逆知,经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴;如下图:
通过焦点的光线折射后平行于主光轴。 通过虚焦点的入射光线,折射后平行于主光轴。
三、板书设计
第1节 透镜
一、透镜的分类
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。
二、透镜对光的作用
1.凸透镜对光线有会聚作用。
2.凹透镜对光线有发散作用。
三、关于透镜的几个重要名词
主光轴 焦点 焦距
四、教学反思
实验是物理的重要基础,做好演示实验尤其重要。在讲到透镜对光的作用,我做了两个演示实验,分别是凸透镜和凹透镜对光的作用。由于吸取上次教训,有的老师在用光具座做实验时,由于电压调过大了,致使灯泡爆坏了一个。我更是小心翼翼了,不敢调过高。但这样光线不就是很亮了,效果不是明显。再加上实验室没有窗帘,亮堂堂的,后面的学生几乎看不到实验现象。让学生根据实验现象画光路图是,有一部分学生画不出来。坐在前排的学生也只有少部分画对。叫学生上黑板画时,也是画错了大半。我想这主要是由于实验做的不够明显造成的。不过还好,我事先准备了两个视频,也是关于这两个实验。只不过只能让学生看了。要是演示实验能够做好的话,我想学生的视觉更直观些,效果也许会好。所以说做好实验在物理教学中非常重要。
第2节 生活中的透镜
教学目标
1.了解透镜在日常生活中的应用.
2.知道照相机、幻灯机、放大镜成的像.
教学重点:
通过观察和制作,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.
教学难点:
通过观察照相机、投影仪、放大镜的像,再经过分析、综合、最后得出它们成的像.
教学用具:
照相机、投影仪、幻灯机、放大镜、硬纸板、凸透镜、半透明塑料薄膜或蜡纸、毛玻璃.
教学过程
一、导入新课
节日家人团聚或外出旅游,总要留影作纪念,摄影师用照相机拍出美丽的风光,动人的场景使人们从照片中感到美的享受和启迪。这就需要照相机,你们想了解它吗?今天我们通过观察、研究走近它,认识它。
二、新课教学
探究点一 照相机
大家想了解关于照相机的什么知识呢?照相机对于我们来说就是一个神秘的小盒子,里边到底有什么?照相机为什么能拍照?照相机前面的镜头是什么透镜?照相机的构造是什么样的?为什么同样的照相机能排出全景和不是全景的照片?为什么照片中景物比实物小?有时拍出的照片很白,有时拍出的很暗,这是怎么回事?为什么我们常用的照相机叫傻瓜相机?
通过对照相机的观察和大家收集的资料,看看能不能解决这些问题。哪组先来汇报一下你们组收集到的资料。教师适时的引导、评价。
1.照相机前面镜头是凸透镜。想拍全景离景远点,想拍人大点离人近点。光线强拍出的照片发白,光线弱拍出的暗。照相机由镜头、机箱、调焦环、光圈、胶片等组成。
2.光经过照相机镜头后会聚在胶片上,形成一个像,这个像冲洗出来就是照片。像是怎么落在胶片上?是因为胶片上涂着一层对光敏感的物质,通过镜头的光在胶片上曝光后发生化学变化,物体的像就被记录在胶片上,经过显影、定影后成为底片,再用底片冲印就可以得到照片。
想想做做:
方案1:用两个粗细相近的长方形纸筒,使一个纸筒刚好能套入另一个,在大的纸筒前面固定一个凸透镜,在小的纸筒前面,固定一个半透明塑料薄膜作为屏幕,把纸筒有屏幕的一端朝里,套入较大的圆筒,就制成了模拟照相机。
方案2:用硬纸板圈成两个直径大小相近的,长约 15 cm的圆纸筒,使一个纸筒刚好能够套入另一个,在直径较大的纸筒前面,固定一个凸透镜,在直径较小的纸筒前面,固定一个屏幕。把较小的圆筒有屏幕的一端朝里,套入较大的圆筒内,这样模拟照相机就做成了。
现在我们按照方案制作好后,对准某个人或物体,拉动纸窗改变透镜和屏幕之间的距离,能观察到什么?是不是可以看到一个缩小的、倒立的清晰的像?下图就是照相机成像的原理示意图,物体通过透镜在底片上成一个缩小倒立的像。
板书:一、照相机: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。
探究点二 投影仪
教学中常用到投影仪,现在观察它的结构,想想使用它有什么优点?分组观察,教师指导。投影仪由灯泡、投影片、镜头、平面镜、屏幕组成。
演示:把投影仪上的平面镜(反光镜)取下,投影片放到载物台上(正放),调节镜头,在天花板上就能得到投影片上图案的像,再把反光镜安上,把图案打到屏幕上。天花板上得到一个倒立、放大的像。用平面镜使像反射到屏幕上。实物投影仪能直接投影实物。投影仪成倒立、放大的像。
板书:投影仪上的镜头相当于一个凸透镜,能成倒立、放大的像。
探究点三 放大镜
我们桌子上放有放大镜,放大镜是凸透镜,也是常用的光学仪器之一。现在用它看书上的字观察有什么现象?放大镜能使书上的字放大,字是正立的,说明放大镜能成正立、放大的像。
放大镜成像和照相机、投影仪不同,放大镜成像是正立的,投影仪和照相机成像是倒立的。
刚开始移动放大镜,离书越远,字越大,到了一定距离以后,字变模糊。伸直胳膊拿着放大镜看外面的景物是倒立和缩小的。放大镜成的像与物在凸透镜同一侧。
放大镜成的像打不到屏幕上。
板书:三、放大镜:放大镜是凸透镜,能成正立、放大的像。
探究点四 实像和虚像
刚才我们通过自己动手、观察、研究了照相机、投影仪、放大镜的成像特点。照相机和投影仪成像是光通过凸透镜射出会聚所成。如果把感光胶片放在那里,是可以记录所成的像,这种像叫做实像。物体和实像分别于凸透镜的两侧。
凸透镜成实像
平面镜所成的像是虚像,放大镜所成的像也是虚像。凸透镜成虚像时,通过凸透镜射出的光没有会聚,只是人眼逆着出射光方向看去,感到光是从放置物体那一侧成虚像发出的,所以物体和虚像位于凸透镜的同侧。
凸透镜成虚像
三、板书设计
第2节 生活中的透镜
一、照相机:照相机镜头相当于一个凸透镜,能成一个倒立、缩小的像。
二、投影仪:投影仪镜头相当于一个凸透镜,能成一个倒立、放大的像。
三、放大镜:放大镜是凸透镜,能成一个正立、放大的像。
四、教学反思:
本节的新课教学主要是通过创设情境提出问题、实验探究解决问题、梳理反思深化问题和应用练习评价反馈等四个环节组成的。第二个环节是课堂教学的核心内容,着重解决照相机、投影仪、放大镜的应用及成像问题,但解决问题的过程并不是完全意义上的探究,而是演示、观察、制作、探究的混合过程。在这个过程中,主要目的是总结完成成像特征,同时根据课堂的情况适时增加三种凸透镜的动态调节来观察像的大小变化,深化了凸透镜成像的内涵,培养了学生探究问题的能力,教学效果比较好。实像与虚像的初步概念在上一章已经涉及到,本节复习提问时又回顾了该知识点,在三次观察探究过程中又进行了渗透点拨,所以本节把它放在梳理深化环节,通过学生的阅读自学来处理,点到为止,不要占用过多时间。近视镜与老花镜是生活中的透镜,课堂上增加这个动手实验,有利于扩展学生的知识面,培养良好的研究习惯。
第3节 凸透镜成像的规律
教学目标
1.理解凸透镜的成像规律.
2.知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件.
教学重点:
对凸透镜成像规律的理解和认识.
教学难点:
指导学生在探究过程中,建立起实验与物理模型之间的必然联系.
教学用具:
凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺.
教学过程
一、新课导入
情景一:玩小水珠。把透明胶片放到课本上面,用手指在透明胶片上滴一个水珠,观察小水珠下面的字。揭秘“小水珠”并进行设问:
问题:你玩过凸透镜吗?能介绍一下你以前是怎么玩的吗?还有别的玩法吗?
情景二:演示:用投影仪把细小的灯丝投影在天花板(墙壁)上。让学生观察灯丝的像与灯丝相比怎样?
演示:灯丝开口向下,在像上开口怎样?
演示:灯丝开口向上,在像上开口又怎样?成什么样的像?
问题:如何区别像的正立、倒立?什么情况像明亮、清晰?
问题:怎样区别实像和虚像?像与原物相比有什么特点?
问题:像的放大、缩小是什么意思?
点评:实像是由实际光线会聚而成的像,能用光屏承接;虚像不是由实际光线会聚而形成的,无法用光屏承接。
像的正立、倒立是指像的上下位置,与物体的上下位置比较是否颠倒。
“放大”“缩小”指像与物比较的结果。
“变大”“变小”指像本身的变化情况。
问题:什么是物距、像距?
点评:灯丝到凸透镜的距离叫物距;像到凸透镜的距离叫像距。
问题引导:使用凸透镜产生这么多的现象,所成的像有哪些特点?成像的条件是什么呢?能猜想一下吗?
凸透镜所成的像可能与物体的位置有关,我们这节课就用实验来探究凸透镜成像的规律。
设计意图:贴近学生的心理需求及生活实际提出问题,激起学生的探究欲。让学生从生活走向物理。
二、推进新课
探究点 凸透镜成像及其规律新
器材:光具座、光具座附件、蜡烛、火柴、凸透镜
说明:摆放顺序可以从左到右依次为蜡烛、凸透镜、光屏,也可从右到左依次为蜡烛、凸透镜、光屏。
使蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上。
调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
固定凸透镜,移动蜡烛和光屏进行观察实验。
固定蜡烛,移动凸透镜、光屏进行观察实验。
问题:根据设计方案需要记录哪些物理量及像的哪些特点?
启发学生明确要记录:物距、像距;像的性质(放大、缩小,倒立、正立,虚、实)……
强调注意事项及实验步骤:
a.将凸透镜固定在光具座的中央,蜡烛和光屏在凸透镜的两侧,使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度
b.将蜡烛放在离凸透镜的距离尽量远的位置,点燃蜡烛
c.移动光屏,直到光屏上出现清晰的烛焰的像为止
d.记录下蜡烛到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的大小和倒正
e.将蜡烛向凸透镜移近一段距离,重复上述操作,直到不能在屏上得到烛焰的像
f.继续把蜡烛向凸透镜靠近,试着用眼睛观察像在何处,像是怎样的?
进行实验与收集证据:
探究一:在光屏上找到物体完整清晰的实像。
教师巡回指导:引导、启发、点拨或发提示卡片并提示学生。
请学生代表讲解找到清晰完整像的方法。
①物体、凸透镜、光屏三者中心在同一高度;②光屏上的像最亮最清晰时,光屏所在位置就是像所在位置。
学生总结:光屏上可以找到倒立、缩小实像和倒立、放大实像。
探究二:探究凸透镜成倒立、放大实像和倒立、缩小实像的规律。
记录实验数据,得出凸透镜成像的初步规律。
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。此点为成实像大小的分界点。
3. 当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,此时,v>2f。
4. 当u=f时,不成像。此点为成像虚实的分界点。
5. 当u<f时,成正立、放大的虚像。
说明:教师应准备小组实验活动建议卡片,谁遇到疑难问题或不能继续进行时可向教师要卡片,按提示继续实验。
实验表格
物距
成像性质
像距
应用
u>2f
u=2f
2f>u>f
u=f
u<f
分析论证:
根据成像的情况,对数据进行分类
1.焦点是成实像和虚像的分界点,物体在焦点以外成实像,焦点以内成虚像。即一倍焦距内外分虚实。
2.二倍焦距是成放大和缩小像的分界点。物体在二倍焦距以外成缩小像,在二倍焦距以内成放大像。二倍焦距内外分大小。
3.实像必异侧倒立,虚像必同侧正立。
4.u>v,像是缩小的,u<v,像是放大的。
5.成实像时,物体距离透镜越近,像距离透镜越远,像越大;物体距离透镜越远,像距离透镜越近,像越小。即成实像时,物近像远且大,物远像近且小。成虚像时,物体距离透镜越近,像越小,物体距离透镜越远,像越大。即成虚像时,物近像小,物远像大。物体越靠近焦点像越大。
6.实像是实际光线的交点,可以在光屏上呈现,虚像是光线的反向延长线的交点,不能在光屏上呈现。实像可以是缩小的,也可以是放大的,虚像一定是放大的。
三、板书设计
第3节 凸透镜成像的规律
1.成像规律及应用
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=2fx k b 1 . c o m
2f>u>f
倒立、放大的实像
v>2f
投影仪、幻灯机
u=f
不成像
u<f
正立、放大的虚像
与物同侧x kb 1
放大镜
2.物近像远像变大
离焦点越近像越大
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小
四、教学反思
凸透镜成像规律一向是学生学习的难点,通常在教这部分内容时,老师往往先在教室里演示一遍凸透镜成像规律,学生再来验证一遍.虽然学生在实验时都能在光屏上找到像,但只是照样画葫芦,结果对于物距,像距,焦距.有些学生还是弄不清楚,对于规律也是记不牢,且容易忘.。根据新教材注重探究,让学生在学习过程中主动获取知识的精神,我安排了提出问题,设计实验探究,合作交流等几个过程,并在得到初步结论时,及时用作图法帮助理解记忆凸透镜成像的规律,同时与生活中照相机、幻灯机等实际例子结合,利用实际知识加深对凸透镜成像规律的理解和记忆。首先我利用学生的生活经验——放大镜的使用体验,发现它也能成倒立。
第4节 眼睛和眼镜
教学目标
1.了解眼睛的构造,知道眼睛是怎样看见物体的.
2.了解眼镜是怎样矫正视力的.
教学重点:
培养学生用前面所学凸透镜成像规律的知识,加深对眼睛的了解.
教学难点:
将科学知识应用于日常生活的意识的培养.
教学用具:
挂图、眼睛模型、投影仪、球、书、石块、冰块、盐水杯.
教学过程
一、新课引入
问题:同学们知道《假如给我三天光明》的作者是谁吗?
播放多媒体,观看视频。
关于眼睛,同学们知道多少呢?导入课题。
推进新课
探究点一 眼睛
多媒体播放眼睛的构造图和模型。
展示:多媒体播放照相机和人眼球的对比图片
眼睛是一架“神奇”的照相机
说明:学生根据对比图片,理解人眼球和照相机的相似之处,总结出,眼睛好似一架照相机。
设计意图:从对比中总结知识,培养学生的能力,同时让学生在思考和分析中提升能力、学习知识。
体验:教师指导先近距离看自己的手指纹,然后马上眺望远方,亲自感受眼睛是怎样调节的。
点评:我们的眼睛实在了不起,我们不需要像摄影师那样,要考虑到环境的亮暗或物体距离,我们的眼睛会自动作出调节,只要眼睛各部分运作正常,每一次我们均可“摄”取一张美丽动人的“相片”。
总结:晶状体和角膜相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,当物体的像成在视网膜上时,我们就看见物体了。
设计意图:通过学生经历体验,领悟眼睛成像的原理,从而由感性认识上升到理性认识,突破重点。
问题:我们是如何看清远处与近处的景物的?
说明:播放课件演示眼球的自动调焦
眼睛的睫状体的作用是调节晶状体的形状,当睫状体放松时,晶状体比较薄,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼球可以看清远处的物体;当睫状体收缩时,晶状体变厚,对光的偏折能力变大,远处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体。
总结:看远处与近处景物通过晶状体形状,使景物的像始终落在视网膜上就看清楚了。
探究点二 近视眼及其矫正
1.小游戏:三字经
请两位同学上台,一个视力正常的同学,一个近视眼的同学,请近视眼的同学摘掉眼镜。教师出示印有三字经的卡片,从两位同学眼前开始,每念一个卡片上的字后退一步,逐步后退。
说明:从活动中引出近视眼的外在表象。分析近视眼的形成原因,进一步研究近视眼的矫正。
问题:有些人单靠自身眼睛的调节已不能使像成在视网膜上,这种情况是怎么形成的,如何处理?
点评:由于长期不注意用眼卫生,使晶状体变凸,或睫状体调节能力降低,远处的景物的像落在视网膜前面,形成近视眼。引导学生设想用凹透镜将光线发散,使远处景物传来的光仍能会聚在视网膜上,从而能看清远处的景物。
2.探究实验:近视眼的矫正
猜想:应用什么透镜来矫正近视眼,并用实验的方法验证自己的猜测。
说明:鼓励学生可以用自己的眼镜进行矫正,试试效果如何。
参考器材:光具座,凸透镜,蜡烛,光屏,火柴,近视眼镜。
方案:组装好器材,使烛焰的像落在光屏前方,此时像变得模糊。把凹透镜放在凸透镜前观察。
现象:光屏上出现了烛焰清晰的像。
结论:近视眼用凹透镜矫正。
设计意图:通过小组的合作分析,学生运用已经学过的物理知识亲自动手去探究,充分发挥学生在学习中的主体地位和老师的主导作用,只有通过自己动手去做实验,才能对知识有更清晰的感受和较深刻的理解。
探究点三 远视眼及其矫正
问题:请学生猜想一下远视眼的成因以及矫正方法。
说明:远视眼是由于晶状体太薄,近处物体的像成在了视网膜后面而看不清。引导学生设想用凸透镜将光线会聚,使近处物体传来的光线仍能会聚在视网膜上,从而看清近处的物体。
根据刚才对近视眼如何矫正的推测,引导学生自己设计实验,小组合作探究,探究远视眼的矫正。
结论:远视眼用凸透镜矫正
科学世界——眼镜的度数
这里有几个老花镜,请同学们自学课本的科学世界“眼镜的度数”,然后分组进行讨论,设计测量老花眼镜度数的实验方案。多媒体投影相关知识。
知识:
1.透镜的焦度:透镜焦距的倒数。(Φ)
公式:Φ=1/f(f为透镜焦距)
单位:Φ:m-1 f:mX
2.眼镜度数=透镜焦度×100
3.凸透镜的度数用正数表示,凹透镜的度数用负数表示。
三、板书设计
第4节 眼睛与眼镜
一、眼睛的工作原理
成像特点:倒立、缩小的实像 调节:改变焦距
明视距离:眼睛距物体25 cm处
二、近视眼和远视眼
近视眼(会聚点提前):凹透镜矫正
远视眼(会聚点置后):凸透镜矫正
四、教学反思
设计这节课时,努力把握学生为主体,以学生现有的知识水平创设情景、设计提问、课件引导,力求使学生通过自己的努力达到学会知识的目的。首先,我通过复习凸透镜成像的规律入手,为眼睛的成像知识作铺垫;然后把眼睛成像和照相机成像作比较,调动了学生想要了解自己眼睛的有关问题,从而很快进入正题。对关于人眼看远处、近处物体都能看清是由于晶状体的厚薄在发生变化来调节的这个问题,我主要是通过课件展示来帮助学生理解的。让学生明白凸透镜的薄厚不同,它们的焦距、折光能力等都有不同,从而引导学生思考人眼看远近物体都能看清的原因是晶状体在调节。另外,关于近视眼和远视眼的矫治,一方面引导学生分析光路图,利用他们所学过的知识寻找解决的办法,另一方面,通过课件模拟对以上两种眼病的矫治,使学生印象更深刻。
第5节 显微镜和望远镜(1课时)
教学目标
了解显微镜和望远镜的基本结构.
教学重点:
知道显微镜和望远镜的基本结构.
教学难点:
利用两组凸透镜成像规律理解显微镜和望远镜的原理.
教学用具:
投影仪、投影片、显微镜、望远镜、放大镜、挂图、火柴盒、无色透明塑料膜、水、烧杯、滴管、装片(植物).
教学过程
一、新课引入
方案一:大家一定知道外国有个情人节是2月14日,你们知道为什么有人把7月7日叫做中国的情人节吗?
这儿有个望远镜,可以看到天上的“牛郎星”与“织女星”,今天晚上,谁想借去试着观察一下?
出示望远镜模型,啊,这样简单,说不定,学了今天的知识,我们每个人就都能用身边的器材自己制作一台望远镜呢?出示课题导入。
设计意图:设疑激趣,使学生带着期待步入课堂。
方案二:播放一段“探索宇宙、微生物”方面的音像资料。
①大家都知道,在人类同疾病作斗争的历史上,找到像痢疾菌、伤寒菌、艾滋病病毒、非典病毒等样本是找到抑制或杀死这些细菌或病毒的关键。
②透望天空、漫步宇宙是人类走向未来的必由之路,那么,科学上进行这些显微、远望等探究的重要工具显微镜和望远镜是怎样的成像原理呢?
③你们在七年级已经用过显微镜了,谁知道显微镜的目镜和物镜属于凹透镜还是凸透镜?想不想自己制作一台显微镜呢?出示课题导入。
方案三:提问激趣,引出课题:生物课上是怎样使用显微镜的?是由哪几部分组成?你们知道为什么显微镜能比普通的放大镜放大倍数大得多吗?
二、推进新课
探究点一 显微镜
1.介绍显微镜的发明
显微镜把一个全新的世界展现在人类的视野里。人们第一次看到了数以百计的“新的”微小动物和植物,以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。显微镜还有助于科学家发现新物种,有助于医生治疗疾病。1931年,恩斯特·鲁斯卡通过研制电子显微镜,使生物学发生了一场革命。这使得科学家能观察到像百万分之一毫米那样小的物体。1986年他被授予诺贝尔奖。
2.探究:组织学生分组自制水滴显微镜。
参考器材:滴管、烧杯、水、观察纸、透明的磁带盒、放大镜
1.将观察白纸(上面有一个小箭头)平放在水平桌面上。
2.将磁带盒盖中的一块,放在白纸上,再在盒盖上用滴管滴一小滴水,透过水观察。
现象:看到一个倒立的放大的像。
3.再利用一块放大镜(凸透镜)在上面观察水滴中的箭头。
现象:看到一个被放大得更大的箭头。
设计意图:通过设置学习情境,使学生经历体验,领悟显微镜成像的原理,从而由感性认识上升到理性认识,突破重点。
教师播放显微镜结构示意图,学生阅读课本内容,并思考以下问题:
物镜和目镜由凸透镜组成
显微镜
(1)显微镜主要由哪几个部分组成?
(2)什么是目镜?
(3)什么是物镜?
(4)物镜的作用是什么?它与生活中哪种透镜作用相似?
(5)目镜的作用是什么?它与生活中哪种透镜作用相似?
(6)用显微镜观察到的物体是倒立的还是正立的?为什么?
总结:
1.结构
靠近眼睛的凸透镜叫目镜。
靠近被观察物体的凸透镜叫物镜。
2.原理
物镜的作用相当于投影仪,成倒立放大的实像。
目镜的作用相当于放大镜,成正立放大的虚像。
用凹面镜作为反光镜,起聚光作用。
3.作用:看清楚微小的物体。
拓展:人眼只能看清大小0.1~0.2毫米左右的细节,显微镜大大地提高了人的观察能力,好的显微镜可以放大2 000倍,能够看清0.2微米的结构。但要观察更小的结构,光学显微镜就无能为力了,20世纪30年代出现了电子显微镜,放大倍数80万倍。而隧道扫描显微镜更进一步能看到单个原子。
探究点二 望远镜
活动一:观察望远镜
利用望远镜观察到的现象是什么?
说明:通过望远镜看过去,发现远处的物体好像变大拉近了。
活动二:利用两个凸透镜观察物体新
用一个焦距小的凸透镜和一个焦距大的凸透镜组合起来,观察稍远处的物体,调节两个透镜之间的距离,直到看得最清楚为止。你看到的物体有什么变化?
现象:
发现:将焦距短的透镜靠近眼睛时,远处的物体看上去放大了;交换透镜位置,远处的物体看上去缩小了。
望远镜的构造:
1.望远镜的组成
2.望远镜的物镜的直径很大,能够会聚更多的光,使得所成的像更明亮。
3.物镜的焦距比较长,目镜的焦距比较短,两个镜的焦点是重合的。
扩展:
开普勒望远镜的原理
德国天文学家开普勒于1611年发明
物镜的作用相当于照相机,成缩小的实像。
目镜的作用相当于放大镜,成放大的虚像。
物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的类型
望远镜有伽利略望远镜、开普勒望远镜、牛顿式反射望远镜、哈勃太空望远镜,还有普通望远镜、军事望远镜、红外线望远镜。
我们见到的普通望远镜和军事望远镜都是双筒的,是双筒望远镜,它的两个镜筒都是拐了弯的。在拐弯处分别安装了两个“全反射棱镜”。这种设计一方面缩短了镜筒的长度,再者经过那两块棱镜的两次反射也能使本来倒立的像正立过来。
在地面上用望远镜观察星空时,星体发来的光在穿过大气层的时候,要被吸收一些,还要受到不规则折射的影响,因此大大影响像的质量,为改进对星体的观察,1990年美国向太空发射了一台望远镜,叫哈勃太空望远镜。
视角:物体离物镜很远,它的像却离物镜很近,根据凸透镜成像的规律可知,这样所成的像是缩小的!为什么使用望远镜观察物体时会感到物体放大了?
说明:我们能看清一个物体,它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要,物体对眼睛所成视角的大小和物体本身大小有关,还和物体到眼睛的距离有关。
望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用。视角就可以变得很大。
望远镜的物镜直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样它可以会聚更多的光使得所成的像更加明亮。这一点在观测天空中的暗星时非常重要。现代天文望远镜都是力求把物镜口径加大,以求观测到更暗的星。
注意:显微镜经过两次放大后看到倒立放大虚像。
望远镜看到的是倒立缩小的虚像,但视角被放大。
天文望远镜多用反射式望远镜,因为容易得到更大的口径。
探究点三 探索宇宙
播放多媒体介绍人类探索宇宙的历程
宇宙自古以来就是人类关注、困惑、探索的一个重要问题。在人类漫长的历史进程中,大部分时间人们主要依靠肉眼观察、简单猜测与推理来认识宇宙。他们对宇宙的认识很有限,并具有很浓的神话与宗教色彩。在欧洲,人们在宗教的影响下,长期认为地球是宇宙的中心。
如图反映了“地心说”的宇宙观:地球居于中心,太阳和其他行星围绕地球转动。这种理论影响了人们思想达千年之久。
1687年,牛顿发表了《自然哲学的数学原理》一书,为探索宇宙奠定了坚实的理论基础。进一步证明了行星围绕太阳运行是受到“万有引力”的作用,从而进一步揭示了宇宙的秘密。
1849年,科学家根据牛顿发现的万有引力定律,预测天王星外还存在一颗行星,并计算出了这颗行星的运行轨道。不久,在预测的轨道上就发现了这颗后来被命名为海王星的行星。
太阳系:由八大行星构成。
拓展知识
1972年3月和1973年4月美国发射的先驱者10号和11号宇宙探测器各自带了一块长13.5厘米、宽7.5厘米的镀金铝制标志牌,上面刻着人类模样的一男一女裸体像和太阳系、太阳系在银河系的位置及飞船发射的位置——地球的图像。这块金属板在太空中可经历亿万年仍清晰可读,以便有朝一日它们飞出太阳系与宇宙中智慧生命相遇时进行自我介绍并取得联系。
三、板书设计
第5节 显微镜和望远镜
四、教学反思
显微镜和望远镜这节课的重点是理解显微镜和望远镜的物镜和目镜的工作原理,要想让学生理解它们的工作原理,必须使学生具备一定的先前知识,那就是照相机、投影仪和放大镜的工作原理。学生只有在理解它们的工作原理的基础上,才能够上好本节课。所以在上本节课之前,务必的要进行一下课前的复习准备工作。我经过对照相机、投影仪和放大镜的工作原理的复习之后,发现学生在理解和应用微镜和望远镜的物镜和目镜的工作原理上就容易多了。另一方面,我又让学生对比显微镜和望远镜的物镜和目镜的工作原理的不同,由此又通过对比加深了学生对知识的理解和记忆。
第六章 质量与密度
第1节 质量
教学目标
1.初步认识质量的概念,正确说出质量的单位和进率,并能正确地进行质量单位换算。
2.知道质量是物体的一个基本属性,它不因为物体的形状、位置、状态的变化而改变。
3.了解常见的测量工具,能正确使用托盘天平测量物体的质量。
4.构建具体的质量量级观念。
教学重点:
1.理解质量是物体的基本属性。
2.正确使用托盘天平测量物体的质量。
教学难点:
正确使用托盘天平测量物体的质量。
教学用具
实验器材(天平、砝码、小烧杯、大烧杯、钢尺、钢钉等)、文本、图片或音视频资料;自制PPT课件。
教学过程
一、导入新课
我们周围的世界五彩缤纷,在这个精彩的世界里的一切物体都是由物质组成的。看桌子上的三个烧杯是由什么材料组成的?哪个烧杯含有这种材料多(如图甲)?再看钢尺、钢钉是由什么材料组成的?哪个物体含有这种材料多(如图乙)?又如书和练习本都是由纸组成的,它们所含有的纸的多少一样吗?可见,组成物体的物质有多有少,在物理学上如何表示这种区别呢?能精确测量吗?
二、新课教学
探究点一 质量
交流讨论 学生对上面“问题导入”中的问题进行交流、讨论,在教师引导下形成以下认识:
(1)铁钉和铁锤为一类,它们都是铁制成的;木板和米尺为一类,它们都是木材加工成的。
(2)一把铁锤和一颗铁钉都是由铁这一种物质构成的,但两者所含铁这种物质的多少不同,一把铁锤比一颗铁钉所含的铁多;一块木板和一把教学用木制米尺都是由木材这一种物质构成的,但两者所含木材这种物质的多少不同,一块木板比一把教学用木制米尺所含的木材多。
归纳总结 (1)铁钉和铁锤、木板和米尺,我们都把它们称为物体。构成这些物体的铁、木材,我们都把它们称为物质。从上面的例子我们可以看出物体是由物质组成的。
(2)在物理上为了描述物体所含物质的多少引入质量概念,物理学中把物体所含物质的多少叫做质量。质量通常用字母m表示。
拓展教学 要注意“物质”和“物体”的区别。物体有一定的形状,占据一定的空间,是有体积和质量的实物。物质是构成物体的材料。例如:桌子是物体,构成桌子的物质是木材,还可以是铁。再例如:大小两个铁球是由铁这种物质构成,而质量代表这种物质的多少,大铁球的质量就大于小铁球的质量。“质”指物质,“量”是物质的多少的意思。
有了质量的概念,就可以对各种不同的物体所含物质的多少进行比较。如在日常生活中人们去粮店买米,告诉营业员自己要买多少米,实际上他表达的是质量的大小。物理学中的“质量”与日常生活中表示产品优劣的那个“质量”含义是完全不同的。
提出问题 你知道哪些质量的单位?它们之间的换算关系是怎样的?
讨论总结 国际单位制中,质量的基本单位是千克,符号是kg。常用的质量单位还有克(g)、毫克(mg)、吨(t)。它们的换算关系是:1 kg=103 g 1 mg=10-3 g=10-6 kg 1 t=103 kg
生活中常用的单位有:公斤、斤、两,1千克=1公斤=2斤=20两。
探究点二 质量的测量
提出问题 生活中你见过哪些测量物体质量的工具?
归纳总结 测量质量的工具很多,日常生活中常见的有杆秤、磅秤、案秤、电子秤、台秤;学校实验室、工厂化验室常用的有托盘天平、物理天平;近代最精密的测量质量的仪器是电子天平。同时出示图片。
探究点三 天平的使用
1.认识托盘天平的构造和天平使用注意事项
教师引导 教师播放课件,学生观察,认识托盘天平和物理天平的主要构造
交流总结
(1)平衡螺母:用来调节天平横梁平衡;
(2)指针和分度盘:判断天平是否平衡,可以根据指针在分度盘上左右摆动幅度是否相等来判断,而不必等到指针完全停止摆动,只要摆动幅度相同即可;
(3)标尺、游码、砝码:指示所称物体质量。
教师引导 自学课本109页下半部分,讨论使用天平为什么这样要求?
交流总结 使用托盘天平的注意事项:
(1)防止损伤 被测物体的质量不能超过天平的称量;往盘里增减砝码时要轻拿轻放,用后及时将砝码放回砝码盒里。
(2)防止锈蚀 要保持天平干燥、清洁;不要用手摸天平盘,不准把潮湿的东西或化学药品直接放在天平盘里;砝码要用镊子夹取,不准直接用手拿。
2.学生实验——用天平测量固体和液体质量
分组实验 让学生边操作边思考:你所用的天平有没有检查天平底座是否水平的装置?应怎样调平?你的天平的平衡螺母安装在什么位置?如果指针偏左,应该向哪个方向旋动平衡螺母?这样,学生通过观察和分析,在操作体验的基础上体会天平的操作程序和规则,就明白并学会了如何用天平称量质量。
交流总结
托盘天平的使用方法:
(1)把天平放在水平台面上;
(2)把游码放在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;
(3)将被测物体轻放在左盘上,估测物体的质量,将适当的砝码轻放在右盘上,增减砝码,并移动标尺上的游码,直到横梁恢复平衡(千万注意:此时不能调节平衡螺母使横梁平衡!);
(4)算出右盘中砝码的总质量,再加上游码所对的刻度表示的质量,即得出左盘中被测物体的质量。
测量液体的质量的步骤:
(1)用天平称出容器的质量m1。
(2)将容器灌上适量的液体后,用天平称出液体和容器的总质量m2。
(3)液体的质量m液=m2-m1。
注意:如果先测容器与液体的总质量,倒去液体后再测容器的质量,那么由于容器内还有残留的液体,测量误差就较大,因此这种方法一般不可取。
探究点四 质量是物体的基本属性
实验探究
1.用天平称量一块橡皮泥的质量。把橡皮泥捏成其他形状后再称一称,它的质量会改变吗?
2.一块冰放在杯子中,用天平测量其质量。待冰熔化成水后再测量一次,看冰化成水后的质量有没有变化。
3.用天平称量室温下的铁块质量。把这个铁块放在沸水中煮一段时间,取出擦干再称一称。它的质量会改变吗?
4.科学家发现,地球上的物体被宇航员带到太空后,质量没有变化。
实验总结 物体的质量不会随物体的形状、状态、温度、位置的变化而变化。只要物体中含有物质的多少不变,它的质量就不变,质量是物体的基本属性。
三、板书设计
第1节 质量
质量
四、教学反思
本节课的主要教学内容是质量的初步概念、单位及其换算和托盘天平的使用方法。在完成知识与技能目标上也是按照这个顺序来进行的,通过讲解、设疑、自学、小组讨论,使同学们认识质量的概论和质量是物体本身的一种性质,它不随物体的位置、形状、状态而改变,以及常见的测质量的仪器。通过观察、讲解、示范操作,学生亲自操作,让学生认识天平的结构,学会托盘天平的使用方法。这种教学设计基础夯实有力,有利于学生学习掌握知识。本节课在完成过程与方法目标上,关注学生生活,以生活中的现象为切入点,将学生的生活经验作为主要的课程,让生活走进物理,让物理走向社会。
第2节 密度
教学目标
知识与技能:
1.理解密度的概念。
2.用密度知识解决简单的实际问题。
过程与方法
1.通过实验探究活动,找出同种物质的质量与体积成正比的关系。
2.学习以同种物质的质量与体积的比值不变性(物质的本质特征)来定义密度概念的科学思维方法。
情感、态度与价值观
密度反映的是物质本身所具有的特性,通过探究活动,使学生对物质属性的认识有新的拓展。
教学重点:
1.探究同种物质的质量与体积的关系,由图象找规律。
2.理解密度的概念、公式、单位。
教学难点:
理解密度是物质的一种特性。
课前准备
实验器材(天平,砝码,长方体蜡块、木块、铁块、铝块)、文本、图片或音视频资料;自制PPT课件。
问题导入(一) 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?
问题导入(二) 生活中常说“铁比棉花重”,这句话严密吗?
推进新课
探究点一 实验探究——同种物质的质量与体积的关系
学生实验 调节好天平,用天平称量体积相同的木块、铝块、铁块。看看它们的质量是否相同?
实验结论 体积相同的不同物质,它们的质量不同。
提出问题 如果同种物质,体积不相等,质量还相等吗?将两个木块分别放在天平的两盘中,这两个木块哪个质量大?同一种物质,体积大的质量大,体积小的质量小。这仅仅是质量跟体积的粗略关系,同种物质的质量跟体积有什么准确的数量关系呢?(渗透由粗略到精确,定量研究物理规律的方法。)
设计实验 要研究质量跟体积的数量关系,首先要把质量、体积的数值测出来。质量用天平测量;体积可以先用刻度尺测量出长、宽、高,然后根据长方体体积=长×宽×高进行计算。为了便于记录和分析测得的数据,我们需要设计一个表格。
进行实验 用质量不同、形状规则的长方体的石蜡块和干松木块为研究对象,把它们的质量和对应的体积填入下表。
实验次数
石蜡块
干松木块
体积V/cm3
质量m/g
体积V/cm3
质量m/g
1
10
9
10
5
2
20
18
20
10
3
30
27
30
15
4
40
36
40
20
数据处理:我们以体积V为横坐标,以质量m为纵坐标,在方格纸上描点,再把这些点连起来,会得到如图所示的图象。
实验结论 同一种物质的质量跟体积成正比,即质量跟体积的比值是一定的。
探究点二 密度
教师引导 物质相同,质量跟体积的比值相同,物质不同,其质量跟体积的比值一般不同,就是说质量跟体积的比值与物质的种类有关,质量跟体积的比值反映了不同物质的不同性质,在物理学里用密度来表示物质的这种性质。
交流总结
1.定义:某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。用符号ρ表示。
2.计算公式:密度= ρ=
符号的意义及单位:
ρ——密度——千克每立方米(kg/m3)
m——质量——千克(kg)
V——体积——立方米(m3)
3.单位换算 1 g/cm3=1×103 kg/m3
4.密度表
(1)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。
(2)同种物质状态改变,密度改变。观察密度表中冰和水,它们是同种物质的不同状态,密度不同。
(3)不同物质,密度一般不同,有个别的特殊情况。观察密度表中的冰和蜡、煤油和酒精密度是相同的。
要点辨析 对于公式ρ=的理解:
(1)由同种物质组成的物体,体积大的质量大,物体的质量跟它的体积成正比,质量和体积的比是一个定值(即密度不变)。
(2)由不同物质组成的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量大,物体的质量跟它的密度成正比。
(3)由不同物质组成的物体,在质量相同的情况下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比。
探究点三 关于密度的计算
交流讨论 密度公式的应用
(1)计算密度鉴别物质:利用公式ρ=测算出物质的密度,查找密度表,看跟何种物质的密度相等,便可知道物体可能是由什么物质组成的。
(2)计算不便测量的质量:利用公式m=ρV,对于不便直接测量的物体质量,只要知道这个物体是由什么物质组成的,从密度表中查出这种物质的密度,再设法测出其体积,便可计算出这个物体的质量。
(3)计算不便测量的体积:对于难于直接测量的物体体积,只要知道这个物体是由什么物质组成的,从密度表中查出这种物质的密度,再设法测出其质量,便可计算出这个物体的体积。
(4)合金类问题:首先要抓住合金体的总质量与总体积分别等于各种物质的质量之和与体积之和这一特征,然后根据具体问题,灵活求解。
(5)空心类问题:包括判断物体是实心还是空心和求算空心部分体积两种情况。判断空心还是实心,可选用比较密度、比较体积、比较质量的三种方法中的任何一种方法,求算空心部分体积时则必须求材料的体积,有V空=V-V材。
三、板书设计
第2节 密度
密度
四、教学反思
由于是概念教学,物理概念的建立要符合学生的认知规律和生活经验,避免密度把密度概念直接灌输和强加给学生,依据建构主义的学习理论和教学心理学原理,在密度概念教学过程中,应通过形象化的实验,充分发挥学生主动探究的积极性,引导学生在合作探究、小组讨论的过程中自主建构密度概念,教师仅仅是学生概念学习的引导者、促进者和帮助者。为此,本节课采用“科学探究小组合作”教学模式。
第3节 测量物质的密度
教学目标
1.通过实验进一步巩固物质密度的概念;
2.学会量筒的使用方法,一是用量筒测量液体体积的方法;二是用量筒测量不规则形状物体体积的方法。
教学重点:量筒的使用方法。
教学难点:如何测量液体和固体的密度。
课前准备
实验器材(天平、量筒、盐水、铁块、石块、水、烧杯、细针等)、文本、图片或音视频资料、自制PPT课件。
一、导入新课
菊花石块形成于距今约2.8亿年前。其成分为天青石与栖霞岩,内含丰富的硒、锶、铋等多种微元素,对人有强身健体、抗癌益寿作用。现在我想知道这块石头的密度,该怎么做呢?
我们本节课就来探究如何测量物质的密度。
二、推进新课
探究点一 量筒的使用
提出问题 出示一块长方体铁块,问:要测这铁块的密度,需要测哪些量?用什么器材测量?记录哪些量?怎样求出铁块的密度?
出示一块任意形状的石块和装在小碗的盐水,问:能否测这石块的密度和小碗里的盐水密度?那么用什么仪器来测定形状不规则的石块和盐水的体积?
分析总结 由公式ρ=可知,测出物质的质量和体积可算出密度,规则的物体我们可以用数学上的方法测得。例如:长方体的体积=长×宽×高,圆柱体的体积=底面积×高;不规则的物体体积和液体体积就需要用我们今天学习的量筒来测量。
学生自学 出示量筒,指出液体的体积和不规则的物体体积可以用量筒来测量。每小组同学观察桌面上的100 mL量筒的结构,回答下面问题:
1.量筒是以什么单位标度的?是毫升(mL)还是立方厘米(cm3)?1 mL=________cm3。
2.量筒的最大测量值(量程)是多少?量筒的分度值(最小测量值)是多少?
3.如何读数?
总结归纳 使用量筒(杯)应注意以下几点:
1.明确量筒是以毫升(mL)单位标度,1 mL=1 cm3
2.使用前应观察所用量筒的量程和最小分度值,以便选择适合被测物体的量筒。了解最小分度值,才能正确记录。桌面上的量筒量程是0~100 mL。
3.读数时,量筒一定要放在水平台上,视线要与液面相平,若仰视,读数偏低,若俯视,读数会偏高。若液面(例如水银面)为凸形,视线应与凸形液面的最高处相平,若液面(例如水面)为凹形,视线应与凹形液面的最低处相平。
学生操作 1.用量筒直接量出50 mL水
2.测出小石块体积
总结归纳 1.用量筒可以直接测出液体的体积。
2.对于形状不规则的固体,因用刻度尺根本无法测出其体积。这时只能用量筒利用排水法进行测量。具体方法是:先在量筒中倒入适量的水,读出水面所对刻度V1,再将被测物体轻轻放入水中,读出此时读数V2,V2-V1即是该固体的体积。
探究点二 测量小石块的密度
学生分组实验:
1.小组讨论测量方法、需要的实验器材;
2.说出测量步骤(点评误差最小的方法)、进行测量;
3.将数据填写到自己设计的表格中,计算出结果;
4.各小组汇报实验数据,然后进行讨论。
总结归纳
1.实验器材:天平、量筒、水、烧杯。
2.测量步骤:
(1)用天平测出石块的质量m;
(2)用量筒测出水的体积V1;
(3)用细线将石块系好,慢慢放入量筒中,测出水和石块的总体积V2;
(4)小石块密度表达式:ρ==。
3.将数据填写到自己设计的表格中,计算出结果。例如下表。
石块的质
量m/g
石块放入前水的
体积V1/cm3
石块和水的
总体积V2/cm3
石块的体积
V=V2-V1/cm3
石块的密度
ρ/(g·cm-3)
拓展教学 蜡块不沉入水中,也能用天平和量筒测出蜡块的密度吗?想想有什么好办法?
方法一
实验:测定密度比水小的石蜡的密度。
方法:压入法测体积。
器材:天平、量筒、水、细铁丝、石蜡。
步骤:
①用天平称出石蜡块质量m;
②在量筒中倒入适量的水,记下水的体积V1;
③把石蜡放入量筒水里,用一根细铁丝把石蜡压入水中,记下这时量筒中水面达到的刻度值V2,两次读数之差V=V2-V1;
④根据公式ρ=,求出石蜡密度。
方法二
实验:测定密度比水小的石蜡的密度。
方法:悬垂法测体积。
器材:天平、量筒、水、金属块、石蜡
步骤:①用天平称出石蜡块质量m;
②在量筒中倒入适量的水,在细线上系上石蜡和金属块,先把金属块沉入水中测出金属块和水的总体积V1;
③把上面石蜡也沉入水中,测出水、金属块、石蜡的总体积V2,两次读数之差V=V2-V1;
④根据公式ρ=,求出石蜡密度。
探究点三 测量盐水的密度
学生分组实验
1.小组讨论测量方法、需要的实验器材;
2.说出测量步骤(点评误差最小的方法)、进行测量;
3.将数据填写到自己设计的表格中,计算出结果;
4.各小组汇报实验数据,然后进行讨论。
总结归纳
1.实验器材:天平、量筒、盐水、烧杯。
2.测量步骤:
(1)用天平测出烧杯和盐水的总质量m1;
(2)将一部分盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积V;
(3)用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m2;
(4)盐水密度表达式ρ==。
3.将数据填写到自己设计的表格中,计算出结果。如下表。
玻璃杯和盐
水的质量m1/g
玻璃杯和剩余
盐水的质量m2/g
量筒中盐水质量
m=m1-m2/g
量筒中盐水
的体积V/(cm3)
盐水的密度
ρ/(g·cm-3)
三、板书设计
第3节 测量物质的密度
四、教学反思
课堂中难点未能突破。本节课的难点是学生能分析出所测物质的密度偏大(或偏小)的原因并及时更正,有三个组测得的盐水的密度大于2g/cm3,有一个组测得的小石块的密度小于1 g/cm3,这样的结论很显然都是错误的,但由于时间所限,只能由我简单讲了,学生没有用实验验证,似懂非懂。没有有效的展示激励的措施。在教学中,面对着12个小组,我只能一组一组地巡视,做的好的说一声好,做的差的指出不当之处,组与组之间无法进行对比,没有交流,不能有效地激发学生的积极性和主动性。
第4节 密度与社会生活
教学目标
1.理解密度与温度的关系,并能解释简单的与社会生活相关的密度问题;
2.利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。
教学重点:
1.密度与温度的关系;
2.密度与物质鉴别。
教学难点:水的反常膨胀,4℃水的密度最大。
教学用具
多媒体课件、气球、冰块、酒精灯、酒精灯、自制纸风车、火柴等。
教学过程
一、导入新课
密度是物质的基本属性,每种物质都有自己的密度。密度在我们的社会生活中有重要的价值。例如,利用密度知识可以鉴别戒指是不是纯金做的。勘探队员在野外勘探时,通过对样品密度等信息的采集,可以确定矿藏的种类及其经济价值。在农业生产中利用盐水可以选种等,我们知道这些都是利用了不同物质的密度一般不同这一特点。下面我们来欣赏几组画面(多媒体播放):
引导:从录像中我们看到用密度的知识解决了选种的问题。你还知道我们生活中运用密度可以做什么吗?
学生思考回答。
二、推进新课
师:从刚才同学们的讨论可知:密度的知识与人们社会生活的关系十分密切,那么是不是所有物体的密度都是一成不变的呢?密度与温度有没有关系呢?
探究点一 密度与温度
播放视频:龙卷风
启发:平时生活中的风、龙卷风的形成与我们所学的密度知识是否有关呢?
学生议论纷纷。
演示实验1:在室温下,吹鼓两个气球。分别把它们放在一大堆冰块和酒精灯火焰附近。
观察并思考:过一会儿,你发现了什么现象?为什么?
教师分析:放在冰块上面的气球变小了,气球下降;放在酒精灯火焰附近的气球变大了,气球上升。实验说明:气体受热体积膨胀。由于密度,一定质量的气体体积膨胀后,密度变小。
演示实验:做一个纸风车。如果把风车放在点燃的酒精灯附近,风车能转动起来。
观察并思考:你知道是什么推动了风车吗?
学生分析。
结论:由于,一定质量的气体体积膨胀后,密度变小。
[思考并讨论]
1.生活中的风是如何形成的?
学生分析。
总结:生活中的风就是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。
2.日常生活中气体、液体、固体的密度受温度影响一样吗?
学生分析。
总结:气体受温度的影响较大,固体、液体影响较小。
师:在我国的北方,冬天对自来水管的保护十分重要。如果保护不好,使水管内的水结了冰,不仅影响正常的生活用水,有刊还会把水管冻裂,造成送水设备的损坏。那么,自来水管为什么会被冻裂?
学生议论纷纷。
启发:生活中的物质大多数遵循“热胀冷缩”的规律,但也有物质是喜欢“热缩冷胀”。
介绍水的特点。
引导学生推导为什么水结冰时体积反而变大。
解决问题:为什么自来水管冬季容易冻裂?
(教学说明:启发学生从自来水管遵从“热胀冷缩”的规律,而水结冰时遵从“热缩冷胀”,从这两个方面入手分析解答。)
启发:水的反常膨胀对冬季水中的生物有什么意义呢?
学生思考讨论并回答。
探究点二 密度与物质鉴别
【思考并讨论】
提出问题:如何鉴别一只戒指是不是纯金做成的?
引导同学思考:从密度表可以看出,各种物质的密度是一定的,不同物质的密度是不同的。只要测出了戒指的密度,再与密度表中金的密度进行比较就可鉴别戒指是不是纯金做成的。
引导同学思考:如何测戒指的密度?
在同学回答问题的基础上小结:测出戒指的密度后,与密度表中金的密度比较。测戒指的密度时,可用天平测质量,用量筒测体积,根据密度公式计算出密度。
引导同学思考:用量筒测得的戒指质量是否精确?因此测出的戒指密度是否精确?
学生讨论并回答。
(课件展示例题)
例题:某运动会的金牌质量为45.39g,体积为5.1cm3,它是纯金的吗?若不是纯金做成的,那么是用什么材料做成的?”
学生活动:思考并独立解题。
(教学说明:教育学生利用学到的知识解决身边的事情。实现学以致用)
请2位学生在黑板上计算,其他学生在作业本上计算,完成后,教师点评,注意学生解题格式的规范性。
师:与上题的道理相同,利用密度知识还可以鉴别牛奶、酒的优劣,在地质勘探中鉴别矿石,另外,我们还可以用密度的知识来鉴别体育课上用的铅球是不是用纯铅做成的。
让学生通过计算学会如何鉴别物质,在计算密度时,如果单位用g/cm3,可将它换算成㎏/m3,再对照密度表确定物质的种类。
总结:从前面的密度表可知,一些不同物质的密度是相同的。例如酒精和煤油都是液体,它们的密度都0.8×103㎏/m3。通过对两者气味的判断,在知道密度的基础上可以鉴别出酒精和煤油。可见,利用密度这一重要属性,可以鉴别物质,但是要准确地鉴别物质,常常要多种方法并用。
三、板书设计
四、教学反思
本节课是在学习了密度概念及其测量的基础上,进一步学习如何利用密度知识解决实际问题。体现了物理来源于生活又要服务于社会和生活。本节内容是对密度知识的拓展,一方面通过本节教学可以使学生体会到密度知识在社会生活中的重要价值,另一方面还可以提高学生应用所学知识解决实际问题是的能力。本节教学我按“总→分→总”的框架进行设计:先组织学习阅读教材第一段,再通过观看本节课PPT课件,通过讨论分析来了解密度知识在社会生产、生活中的应用;再研究密度与温度的关系,利用情境问题来具体研究密度在物质鉴别中的应用;最后进一步讨论分析密度在材料科学和人类社会发展中的作用。
第4节 密度与社会生活
教学目标
1.理解密度与温度的关系,并能解释简单的与社会生活相关的密度问题;
2.利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。
教学重点:
1.密度与温度的关系;
2.密度与物质鉴别。
教学难点:水的反常膨胀,4℃水的密度最大。
教学用具
多媒体课件、气球、冰块、酒精灯、酒精灯、自制纸风车、火柴等。
教学过程
一、导入新课
密度是物质的基本属性,每种物质都有自己的密度。密度在我们的社会生活中有重要的价值。例如,利用密度知识可以鉴别戒指是不是纯金做的。勘探队员在野外勘探时,通过对样品密度等信息的采集,可以确定矿藏的种类及其经济价值。在农业生产中利用盐水可以选种等,我们知道这些都是利用了不同物质的密度一般不同这一特点。下面我们来欣赏几组画面(多媒体播放):
引导:从录像中我们看到用密度的知识解决了选种的问题。你还知道我们生活中运用密度可以做什么吗?
学生思考回答。
二、推进新课
师:从刚才同学们的讨论可知:密度的知识与人们社会生活的关系十分密切,那么是不是所有物体的密度都是一成不变的呢?密度与温度有没有关系呢?
探究点一 密度与温度
播放视频:龙卷风
启发:平时生活中的风、龙卷风的形成与我们所学的密度知识是否有关呢?
学生议论纷纷。
演示实验1:在室温下,吹鼓两个气球。分别把它们放在一大堆冰块和酒精灯火焰附近。
观察并思考:过一会儿,你发现了什么现象?为什么?
教师分析:放在冰块上面的气球变小了,气球下降;放在酒精灯火焰附近的气球变大了,气球上升。实验说明:气体受热体积膨胀。由于密度,一定质量的气体体积膨胀后,密度变小。
演示实验:做一个纸风车。如果把风车放在点燃的酒精灯附近,风车能转动起来。
观察并思考:你知道是什么推动了风车吗?
学生分析。
结论:由于,一定质量的气体体积膨胀后,密度变小。
[思考并讨论]
1.生活中的风是如何形成的?
学生分析。
总结:生活中的风就是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。
2.日常生活中气体、液体、固体的密度受温度影响一样吗?
学生分析。
总结:气体受温度的影响较大,固体、液体影响较小。
师:在我国的北方,冬天对自来水管的保护十分重要。如果保护不好,使水管内的水结了冰,不仅影响正常的生活用水,有刊还会把水管冻裂,造成送水设备的损坏。那么,自来水管为什么会被冻裂?
学生议论纷纷。
启发:生活中的物质大多数遵循“热胀冷缩”的规律,但也有物质是喜欢“热缩冷胀”。
介绍水的特点。
引导学生推导为什么水结冰时体积反而变大。
解决问题:为什么自来水管冬季容易冻裂?
(教学说明:启发学生从自来水管遵从“热胀冷缩”的规律,而水结冰时遵从“热缩冷胀”,从这两个方面入手分析解答。)
启发:水的反常膨胀对冬季水中的生物有什么意义呢?
学生思考讨论并回答。
探究点二 密度与物质鉴别
【思考并讨论】
提出问题:如何鉴别一只戒指是不是纯金做成的?
引导同学思考:从密度表可以看出,各种物质的密度是一定的,不同物质的密度是不同的。只要测出了戒指的密度,再与密度表中金的密度进行比较就可鉴别戒指是不是纯金做成的。
引导同学思考:如何测戒指的密度?
在同学回答问题的基础上小结:测出戒指的密度后,与密度表中金的密度比较。测戒指的密度时,可用天平测质量,用量筒测体积,根据密度公式计算出密度。
引导同学思考:用量筒测得的戒指质量是否精确?因此测出的戒指密度是否精确?
学生讨论并回答。
(课件展示例题)
例题:某运动会的金牌质量为45.39g,体积为5.1cm3,它是纯金的吗?若不是纯金做成的,那么是用什么材料做成的?”
学生活动:思考并独立解题。
(教学说明:教育学生利用学到的知识解决身边的事情。实现学以致用)
请2位学生在黑板上计算,其他学生在作业本上计算,完成后,教师点评,注意学生解题格式的规范性。
师:与上题的道理相同,利用密度知识还可以鉴别牛奶、酒的优劣,在地质勘探中鉴别矿石,另外,我们还可以用密度的知识来鉴别体育课上用的铅球是不是用纯铅做成的。
让学生通过计算学会如何鉴别物质,在计算密度时,如果单位用g/cm3,可将它换算成㎏/m3,再对照密度表确定物质的种类。
总结:从前面的密度表可知,一些不同物质的密度是相同的。例如酒精和煤油都是液体,它们的密度都0.8×103㎏/m3。通过对两者气味的判断,在知道密度的基础上可以鉴别出酒精和煤油。可见,利用密度这一重要属性,可以鉴别物质,但是要准确地鉴别物质,常常要多种方法并用。
三、板书设计
四、教学反思
本节课是在学习了密度概念及其测量的基础上,进一步学习如何利用密度知识解决实际问题。体现了物理来源于生活又要服务于社会和生活。本节内容是对密度知识的拓展,一方面通过本节教学可以使学生体会到密度知识在社会生活中的重要价值,另一方面还可以提高学生应用所学知识解决实际问题是的能力。本节教学我按“总→分→总”的框架进行设计:先组织学习阅读教材第一段,再通过观看本节课PPT课件,通过讨论分析来了解密度知识在社会生产、生活中的应用;再研究密度与温度的关系,利用情境问题来具体研究密度在物质鉴别中的应用;最后进一步讨论分析密度在材料科学和人类社会发展中的作用。
人教版八年级上册第1节 质量教学设计及反思: 这是一份人教版八年级上册第1节 质量教学设计及反思,共7页。教案主要包含了图片展示,提出问题,归纳讲解,小结——天平的使用,技巧总结等内容,欢迎下载使用。
初中物理人教版八年级上册第1节 质量教案设计: 这是一份初中物理人教版八年级上册第1节 质量教案设计,共5页。教案主要包含了教学目标,教学重点,教学难点,教学教具,板书设计等内容,欢迎下载使用。
人教版八年级上册第1节 温度教案: 这是一份人教版八年级上册第1节 温度教案,共10页。