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高中物理教学设计模板（精选11篇）

2024-03-13 16:47 来源：最喔网点击：

高中物理教学设计模板（精选11篇）

高中物理的教学方式对于学生们而言影响十分的大，那么高中物理的教学设计到底应该怎么开展呢?下面是小编推荐给大家的高中物理教学设计模板，希望大家有所收获。

高中物理教学设计篇1

教学目标：

(一)：知识与技能：

1、知道力的分解的含义。并能够根据力的效果分解力

2、通过实验探究，理解力的分解，会用力的分解的方法分析日常生活中的问题。

3、培养观察、实验能力;以及利用身边材料自己制作实验器材的能力

(二)过程与方法：

1、通过经历力的分解概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学研究过程中的作用。

2、通过经历力的分解科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

(三)情感态度与价值观

1、培养学生实事求是的科学态度。

2、通过学习，了解物理规律与数学规律之间存在和谐美，领略自然界的奇妙与和谐。

3、发展对科学的好奇心与求知欲，培养主动与他人合作的精神，能将自己的见解与他人交流的愿望，培养团队精神。

设计意图

为什么要实施力的分解?如何依据力的作用效果实施分解?这既是本课节教学的内容，更是该课节教学的重心!很多交换四认为只要教会学生正交分解就可以了，而根据力的效果分解没有必要，所以觉得这一节根本不需要教。其实本节内容是一个很好的科学探究的材料。本人对这节课的设计思路如下：受伽利略对自由落体运动的研究的启发，按照伽利略探究的思路：“猜想――验证”，本节课主要通过学生的猜想――实验探究得出力的分解遵循平行四边形定则，让学生通过实验自己探究出把一个理分解应该根据力的效果来分解。同时物理是一门实验学科，本节课通过自己挖掘生活中的很多材料，设计了一些很有趣而且效果非常好实验让学生动手做，亲身去体验和发现力的分解应该根据什么来分解。同时也让学生了解到做实验并不是一定要有专门的实验室，实验的条件完全可以自己去创造，从而激发学生做实验的兴趣。

教学流程

一. 通过一个有趣的实验引入新课：激发学生的兴趣

【实验】“四两拨千斤”

(两位大力气男同学分别用双手拉住绳子两端，一位女生在绳子中间只用小手一拉就把两位男生拉动了)

二. 通过演示实验引入“力的分解”的概念

【演示实验】在墙上固定一个松紧绳(带有两个细绳套)，教师用一个力把它拉到一个确定点，然后请两个学生合作把它拉到确定点。

得出“力的分解”的定义

三.探究“力的分解”方法：

探究一：力的分解遵循什么定则?

结合伽利略探究的思路：

问题-猜想-逻辑(数学)推理-实验验证-合理外推-得出结论

请学生猜想

请学生逻辑推理：力的分解是力的合成的逆运算，所以它们遵从同样的规律

请学生实验验证(思考：如何验证?)

利用上面的演示实验的器材，请一位同学用一个绳套把结点拉到一定点O，记下力的大小和方向;而另一位同学用两个力把结点也拉到O，记下力的大小和方向。从而验证平行四边形定则。

得出结论：力的分解遵循平行四边形定则

探究二：在实际问题中，一个已知力究竟要怎样分解?

请学生思考：一个力可以分解成怎样的两个力?分解的结果是否唯一?有多少种可能性?(根据一条对角线可以做无数个平行四边形，所以有无数解)

请学生思考：那在实际问题中，一个已知力究竟要怎样分解呢?

通过课堂一开始的实验启发学生：为什么一个人可以拉动两个人，她的一个力从效果上来说可以分解成两个沿着绳子的拉力从而把两个人拉动。因此我们在实际问题中应该根据力的效果来分解已知力。

探究三：如何确定一个力产生的实际效果?

实例1、在斜面上的物块所受的重力的分解

学生猜想：斜面上物体的重力会有哪些效果?

实验验证：用海绵铺在斜面上和挡板侧面，把比较重的物块压在上面可以明显看到海绵发生的形变，这就是重力作用的效果

根据实验知道力的作用效果就可以确定两个分力的方向。

根据平行四边形定则通过计算可以求出两个分力的大小

总结：力分解的步骤：

1、分析力的作用效果;

2、据力的作用效果定分力的方向;(画两个分力的方向)

3、用平行四边形定则定分力的大小;(把力F作为对角线，画平行四边形得分力)

拓展引申：为什么高大的桥要建造引桥，为什么公园的溜溜板要倾角很大?

实例2、三角支架上的力的分解

学生猜想：物体对绳的拉力会有什么效果?

实验验证：

实验一：用橡皮筋、铅笔、绳套、钩码为器材做学生实验自己体会(学生每人一套器材，人人动手实验)

实验二：两名同学相互合作，一人一手叉腰，另一同学在肘部用力下拉去体会力的效果，然后两人互换

实验三：观看视频(在支架与竖直墙相连处用橡皮膜展示力的效果)

拓展引申：如果上方细绳与水平杆的夹角变小，两个分力大小如何变?

学生猜想：

实验验证：(自制教具：用一个拐杖，没有拐的一端系上很宽的橡皮筋，同时那一端掉着一个3千克的铅球，有拐的一端让学生顶在腰间，慢慢减小橡皮筋与拐杖之间的夹角，会发现学生手臂上越来越吃力，同时腰间感觉越来越难受，)请一位同学做演示实验去体会。

探究四：合力一定，两个分力随它们之间的夹角变化如何变化?

学生猜想：

实验验证：用一根绳中间吊一铅球，然后把两个绳的端点距离逐渐拉大，最后会发现绳子拉断，说明分力是逐渐变大的。请学生上讲台亲自实践，其他同学观察分析。

请同学解释一开始的实验，为什么“四两可以拨千斤”?

拓展引申：请同学们思考，我们自己可不可以自制一个专门用来测绳子能承受的最大拉力的一个仪器呢?应该如何制造?

课后探究：一个已知力分解成两个力，在一定条件下分解结果有多少种?

教学反思：

执教完该课节后感到最大的成功就是如何围绕体验性探究实验做好了精心的设计，不仅有利于学习任务的推进，更主要是对教学重点和难点的分化起到了有效的化解。这就让学生明白实验对物理的重要性，同时也知道要自己创造条件去探究物理世界中很多未知的奇妙的东西。真正明白了物理就在生活中，这对学生的终身发展是非常有益的。

觉得不足之处在于由于受上课时间的限制，这些实验都是老师课前准备好的，如果能够让学生自己去思考设计，亲历那设计的过程，这样就更加有意义，对学生的终身发展更加有益。

高中物理教学设计篇2

教学目标：

1. 知识与技能

(1)解释速度的概念，能够概括速度的定义、公式、符号、单位和物理意义。

(2)解释平均速度、瞬时速度的定义并学会辨析。

(3)能够说出速率的概念并辨认速度与速率。

2. 过程与方法

(1)在概念转变的教学过程中形成全面、正确的关于速度的概念。

(2)通过平均速度引出瞬时速度的过程，锻炼使用极限思维。

(3)通过对平均速度与瞬时速度、速度与速率的区别和分辨，学会运用辨析的方法。

3. 情感态度与价值观

(1)对速度全面正确地解释来积极培育自身科学严谨的态度。

(2)积极将自己的观点及见解与老师、同学进行交流。

(3)通过本节课的学习尝试体会物理学中蕴含的对立统一。

课型：

新授课

课时：

第一课时

学情分析：

一般而言，高一学生在经历了初中阶段的学习后，思维能力得到了较好的发展，抽象逻辑思维逐渐取代形象思维占据主要地位.学生的一般特征主要表现为以下几个方面：

(1)学生能够按照探究性学习的过程利用假设思维进行学习;

(2)学生在学习过程中自我调控能力得到了进一步加强，学习过程更加具有目的性;

(3)在某种程度下学生思维不再是“抱残守缺”，而是较为容易接受新事物;

(4)学生学习动机由兴趣支撑逐渐转变为由意志支撑，学习的目的性更加明确;

(5)学生之间的交流对于学生学习具有一定的影响.

关于“速度”的学习，学生在初中阶段科学学科中所接受的定义是，单位时间内通过的路程.这与高中对于“速度”的定义截然不同，学生虽然通过初中阶段的学习具备了一定的基础，但这个基础里大部分仍然是迷思概念.如何将初中阶段所接受到的关于“速度”的迷思概念转变为科学概念，达到一个新的认知平衡是本节课的一条主线.同时也应该认识到学生在初中阶段的学习以及前面关于“位移”、“路程”的学习为本节课奠定了一个很好的基础.

本节课可能存在的问题有两个，一是学生根据初中阶段的学习积累对于“速度”难以产生正确、客观的认识，其中所存在的迷思概念需要在教学过程中进行转变;二是学生对于“平均速度”、“瞬时速度”两个概念可能会有所混淆，教师应该利用课堂呈现的问题情境引导学生进行有效区分.

教学重点：

速度的概念，由平均速度通过极限的思维方法引出瞬时速度。

教学难点：

对瞬时速度的理解，怎样由平均速度引出瞬时速度。

教学方法：

问题情境引入、探测已有概念、产生认知冲突、解构迷思概念和建构科学概念、形成新的认知平衡。

教学过程：

引入：速度的二段式测验3道题，情境引入，激发学生产生冲突。

(一)速度

“速度”的引入：运动会上，要比较哪位运动员跑得快，可以用什么方法?通过相同的位移比较时间的长短。若运动的时间是相等的，我们可以根据位移的大小来比较。如果运动的位移、所用的时间都不一样，又如何比较呢?

在物理学中，我们引入速度这个物理量来描述物体运动的快慢。

1.定义：位移Δx与发生这个位移所用时间Δt的比值(比值定义法)。

描述物体运动快慢的物理量。

2.国际单位：m/s或m·s-1，其他单位：km/h等

3.速度是矢量，方向与运动方向相同。

在匀速直线运动中，速度保持不变。如果物体做变速直线运动，速度的大小不断改变，根据求得的则表示物体在Δt时间内的平均快慢程度，称为平均速度。

(二)平均速度和瞬时速度

1.平均速度

⑴公式：

⑵平均速度是矢量，方向即位移的方向。

对于变速直线运动，各段的平均速度一般并不相同，求平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”。

⑶求平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”。

过渡：平均速度只能粗略的描述物体运动的快慢，为了精确地描述做变速直线运动的物体运动的快慢，我们可以将时间Δt取得非常小，接近于零，这是求得的速度值就应该是物体在这一瞬时的速度，称为瞬时速度。

2.瞬时速度

⑴定义：物体在某一时刻(或某一瞬间)的速度。

⑵瞬时速度简称速度，方向为物体的运动方向。

在日常生活中，人们对“速度”这一概念并不一定明确指出是“平均速度”还是“瞬时速度”，我们应根据上下文去判断。“平均速度”对应的是一段时间，“瞬时速度”对应的是某一时刻。

3.瞬时速率：瞬时速度的大小，简称速率。

例：课本P16汽车速度计上指针所指的刻度是汽车的瞬时速率。

(三)平均速率：物体运动的路程与所用时间的比值。

与“平均速度的大小”完全不同。

例1：下列对各种速率和速度的说法中，正确的是( )

A.平均速率就是平均速度

B.瞬时速率是指瞬时速度的大小

C.匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于其任一时刻的瞬时速度

D.匀速直线运动中任何一段时间内的平均速度都相等

例2：一辆汽车沿平直的公路行驶，⑴若前一半位移的平均速度是v1，后一半位移的平均速度是v2，求全部路程的平均速度;⑵若汽车前一半时间的平均速度是v1，后一半时间的平均速度是v2，求全部路程的平均速度。(;)

总结：平均速度不是速度的平均值，应严格按照定义来计算。

例3：人乘自动扶梯上楼，如果人站在扶梯上不动，扶梯将人送上楼去需用30s。若扶梯不动，某人沿扶梯走到楼上需20s。试计算这个人在扶梯开动的情况下仍以原来的速度向上走，需要多长时间才能到楼上?(12s)

作业：

必做：p18—1、2、3、4

选做：新新学案第一章第三节

高中物理教学设计篇3

一、教学目标

知识与技能：

1、初步了解做功与能量变化的关系。

2、知道做功的两个要素，理解功的概念，正确应用功的公式计算。

3、知道功是标量，正确理解正功和负功的本质含义。

4、知道总功的两种计算方法。过程与方法：

1、通过推导功的公式，让学生体会由特殊到一般，再由一般到特殊的研究方法，培养学生的逻辑推理能力和科学论证能力。

2、通过求解分力做功、总功和变力做功等问题，让学生在熟练掌握公式的同时，初步接受“微元法”处理问题的思想。

情感、态度与价值观：

1、通过分析日常生活中的物理现象，让学生体会物理与生活、生产、科技的密切联系，激发学生的学习兴趣。

2、工作、学习都要讲效率，“正功”“负功”可以促使学生的勤奋向上思想意识，合作式学习可以培养学生善于发表见解的意识和与他人交流的愿望。

二、教学重点、难点

重点：明确引入功的物理定义，掌握功的概念和功的计算公式。

难点：

1、理解功的公式的使用条件，体会处理变力功的思想方法。

2、理解正功与负功的含义，体会功是标量。

三、课前准备

PPt课件、小钢球、纸巾

四、教学过程

（一）情境导入

在上课之前我请同学们和我一起完成一个小实验，有请两位同学。教师将小钢球放在纸巾上，小钢球静止。教师将小钢球举高，请同学们观察小钢球落下后纸巾有无损坏。

通过这个实验，同学们受到什么启发？

被举高的物理具有穿过纸张的能力，也就是具有了能量。

实际上人们在研究能量的过程中往往涉及到做功，这节课我们来看第七章第二节功。

（二）功的定义

1、功的两个要素

在刚才的例子当中，同学们说我将小球举高了，我对小球做了功，你是怎么知道的？因为我对小球有力，并且向上移动了一段距离。那么，在生活当中你还能不能举出做功的例子？

对学生所举例子进行分析，都有两点值得注意，一个是存在力的作用，还有就是一定要发生一段位移。显然这是做功不可缺少的两个因素。那么有力有位移，这个力就一定对物体做功吗？显然不是，而应该在力的方向上存在位移。那么我们就得到了做功的两个要素：力和力方向上的位移。

2、功的定义式刚才的这些例子当中，都存在做功过程，那么究竟力对物体做了多少功？你能不能计算出来？实际上在初中我们已经知道了，当力和位移同方向时功的计算。（展示ppt），一个质量为m的物体，受到力F的作用并向前移动了s，这个力对物体做的功W=Fs。如果情况变化一下，力F与s不在一条直线上，你会不会求这个力所做的功呢？请同学们尝试着回答。

方法有两个，一是分解力，二是分解位移。无论哪种方法，得到的结果都是一样的，W=Fscosa。有了这个公式，我请同学们帮我计算一个问题。我现在用100N的力水平踢一个足球，踢了一脚之后足球水平向前滚动了50m，求我对球做的功等于多少？请同学们回答。

显然这个情况不能用这个公式计算，要想脚对球一直存在作用力，那你这个脚得跟着球向前走50m。所以应用公式要注意：（1）F、s要对应，即在s中要一直都有力的作用

再请同学们观察这个表达式，你还注意到了什么？引出cosa有正有负，那么功是标量还是矢量？是标量那功的正负表示什么呢？实际功的正负既不表示方向，也不表示大小。如果力对物体做了正功，表示这个力是个动力，如果是负功则是阻力。（换句话说，如果力做了正功，那表示有能量转移到这个物体上来，反之做了负功就表示有能量从这个物体中转移出去。）

那在我们的例子当中，这些力是什么样的力？细心观察你会发现都是恒力，这个公式仅适用于恒力做功，变力做功不能用它。当然如果在过程中物体受到阶段性变化的力，每个阶段都是恒力，那自然我们可以将过程分段处理，每一段又都变成恒力了，最后再把各个阶段所做的功代数求和即可。

（三）合力的功

如果在某一个过程中物体受到多个力的作用，那么这些力的合力做了多少功又怎么求呢？请同学们回答。方法有两个:

1、先求各个力的功，再取代数和。

2、先求合力，再求合力所做的功。比如，光滑水平面上有一个物体受到水平面内相互垂直的两个力，物体发生5m的位移，求各个力做的功、合力所做的功？

（四）几种可以转化成恒力的变力做功问题

这是我们这节课介绍的有关恒力做功的计算方法，实际上除了刚才所说的阶段性的变力可以转化成恒力来计算做功，还有两种情况我们也可以处理。当力与速度始终同向，而速度方向不断变化时，你会不会计算这个力所做的功呢？引导学生学会用微分的方法处理。

另外如果力方向不变，大小随位移线性变化，我们也可以处理。比如一个弹簧处于原长放在光滑的水平面上，一端固定。用一个力缓慢地拉物体，那么这个力做了多少功呢？在学习匀变速直线运动时，如果初速度是零，末速度是v，它和速度是v/2的匀速直线运动是等效的，我们就用这个平均速度替换掉了这个变化的速度。现在你能不能受到这个例子的启发？我们也可以用一个平均的力替换掉这个变化的力，我们说这是方向不变，大小随位移线性变化的力，它的平均值刚好我们会求，那么这个例子中拉力和弹簧的弹力所做的功就等于kx/2与x的乘积。

五、课堂小结

这节课我们从特殊的情况入手，得到了一般情况下恒力做功的定义式，知道了合力做功的计算方法以及几种能够转变成恒力的变力做功的计算方法，初步体会到了做功与能量变化之间的关系。在接下来的学习中我们会进一步的探讨两者之间的关系。

六、板书设计

7.2功

一功的定义

二合力的功

1功的两个要素

1先求各个力的功，再取代数和力和力方向上的位移

高中物理教学设计篇4

教学目标：

1、理解什么是自由落体运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。

2、知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同。

3、掌握自由落体运动的规律。

教学重点

掌握自由落体运动的规律

教学难点

通过实验得出自由落体运动的规律

教学方法

实验现象＋合力推理＋实验验证

教学用具

用薄纸糊一纸袋、两小钢球、抽气机、牛顿管、有关知识的投影片

课时安排

1课时

教学步骤

一、导入新课

1、复习：什么是匀变速直线运动，其速度公式、位移公式分别是什么？

2、导入：同学们，我们通常有这样的生活经验：重的物体比轻的物体落得快，物体下落的速度到底与物体的质量有没有关系呢？我们这节课就来研究这个问题。

二、新课教学

演示实验：让一个纸袋与小钢球同时自由下落，可看到什么现象？

学生：钢球落得快。

老师：对，这就是我们的生活经验，这也是公元前希腊的哲学家亚里斯多德的观点。这个观点使人们在错误的结论下走的XX多年。同学们听说过伽利略的两个铁球同时落地的故事吗？伽利略做过大量的由静止下落的实验，并且还用归谬法、数学图利都证明了亚里斯多德的观点是错误的。同学下去看课后阅读材料，伽利略为了证明亚里斯多德观点的错误，他就拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上，使两铁球同时下落，结果两铁球几乎同时落地。

且再看实验：把刚才的纸袋揉成团，和小钢球由静止同时下落，同学再观察：

学生：几乎同时落地。

师：同一个纸袋，为什么形状不一样，其下落时间就不一样呢？

学生：这是因为空气的阻力的影响。把纸袋揉成团，所受空气的阻力要比纸袋所受空气的阻力小得多，所以与小钢球几乎同时落地。

老师：如果真的把质量、形状不同的物体放在真空中，从同一高度自由下落，和伽利略的结论一样吗？

演示：把事先抽成真空（空气相当稀薄）的牛顿管拿出来，让牛顿管中的硬币、鸡毛、纸片、粉笔头从静止一起下落。

学生：同时落下。

演示：把小钢球装进纸袋，与另一个小钢球同时下落。

现象：同时落地。

老师：这就是自由落体运动。同学们根据这些过程、结论，给其下一个定义。

学生回答：

在真空中物体只受重力，或者在空气中，物体所受空气阻力很小，和物体重力相比可忽略的条件下，物体从静止竖直下落。

1、自由落体运动

板书：自由落体运动：物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。

2、自由落体运动的加速度

距我们三百多年前的伽利略经过大量的实验、严密的数学推理、得出：自由落是初速度为零的匀加速直线运动。

高中物理教学设计篇5

一、基于问题为中心的课堂教学存在的主要问题

1、问题脱离学生的接受范围

高中物理课堂教学，很多课程的讲述老师要提前做好基础，设计好本节课要讲述的课程内容，提出问题并且还要去解决问题。但是很多教师在课堂教学中往往不能随机应变，一味地照本宣科，不能很好地引起学生的学习兴趣，学生学习的主观能动性就会降低。教师在授课过程中抛出的问题学生不能很好地回答的时候，就说明老师设计的问题脱离了学生的认知水平，尽管老师设计的课程内容是自己十分的熟悉的，但是应该从学生的认知角度出发，很多老师会忽视这一点。不能很好地帮助学生去简化问题以及分析问题，没有将课堂的问题提问发挥到最大化。

2、课堂问题设计重视结果、忽略过程

物理是实验性很强的课程，除了做实验就是老师讲解，但是老师在问题的设计方面没有很好地帮助学生去真正地解决问题，尽管老师设计了问题让学生来作答，但是在课堂有限的教学时间内，老师给予学生独立思考回答问题的时间少之又少，学生在一个知识还没有完全掌握的情况下，接下来又有新的问题与知识出现，灌输式的课堂教学方式，使得学生的思考时间不足，并且在课堂老师的教学氛围中，学生的回答时间十分短暂，当一个学生的回答不足以引起老师的兴趣的时候，老师就会将目标转向下一个学生，这样在一定程度上很容易引起学生的消极心理，学生不能很好地将注意力放在学习上。所以在课堂教学过程中，问题的解答过程要重于解答结果，学生掌握知识是掌握这门知识的学习方法与技巧，而不是结果。这一点要引起教师的注意。

二、基于问题为中心的高中物理课堂

基于生处于思维成长的黄金阶段，老师要做的就是利用自己的学科知识特点，全面培养学生的思维与创新能力，更好地帮助学生快速有效地去吸收知识，打破思维定式，减少学生的学习负迁移，提高学生解决问题的能力与意识，真正地实现课堂教学建立在以问题为中心，让学生提升解决问题的意识。

1、基于问题为中心的习题课的讲解

以往的课堂习题课的教学方式是在老师讲完这一节课的内容后，给学生留出一定时间去解答课后的习题，然后在一定的时间之后，老师带领学生去讲解，这种解答问题的过程，首先学生的做题时间有限，其次是老师让学生自己去做，然后老师再进行讲解，不能帮助学生去分析习题，只是重视解决这一道题，而不是教授学生掌握解答同一种类型的题型，学生在遇到类似题型的时候不能更好地去解答。所以在习题课的讲解过程中，老师应该讲述该类型的题型，学生掌握这种方法，对于以后遇到类似的题型也很容易去解答。

例：质量为m的物体放在水平位置的钢板C上，与钢板的动摩擦因数为μ。由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只能沿着水平导槽运动。现在使钢板以速度v⒈的向右匀速运动，同时用力F拉动物体（方向沿导槽方向）使物体以速度v2沿导槽匀速运动，求拉力F的大小。

分析：此道题目中摩擦力不再是一个方向向上的，而延伸至平面上的摩擦力分析，结合相对运动，难度较大。

设计问题：

（1）物体的运动过程中，共受到几个力的作用，各个力的方向如何。

（2）物体相对于钢板的运动方向是怎样的。

2、基于问题为中心的实验课

物理学科是一门实验性非常强的课程，但是在有限的时间内还要做实验，所以很大程度上学生真正自己去动手做实验的时间是十分少的，大部分情况下是在老师的演示下进行的。

中学物理课程的实验课程的教学，要以问题为引导，将实验课程的学习变为探究式的实验课程。在关于电力这一学科知识中，老师要通过让学生自己动手做实验来真正意义上明白什么是电力，以及其具体的操作流程，更好地帮助学生提高独自解决问题的能力。

课堂知识的学习在于掌握正确的学习方法与技巧，而不是死记硬背。所以，在素质教育的今天，如何更好地帮助学生提高学习的能力，需要老师以及学生的共同努力。

高中物理教学设计篇6

教材分析

本节重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度,并介绍了第二、第三宇宙速度。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个非常重要实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。学生通过行星的运动一节已经知道了行星的运动规律，因此在分析人造卫星的运动学特点，和动力学特点可采取类比的方法，近而进一步理解应用万有引力定律分析天体运动的方法。因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习、研究、探索天体物理问题的理论基础。另外，学生通过对人类在宇宙航行领域中的伟大成就及我国在航天领域成就的了解，增强学生的民族自信心和自豪感。

学情分析

学生已掌握了运动的合成与分解、牛顿运动定律、圆周运动等章节的理论。并在本章之前学习了天体的运动，和万有引力定律的知识，能运用万有引力定律揭示一些天体运动的特点。学生可以类比行星运动的特点原理自己分析人造卫星的规律。另外学生也可以利用前面的知识和对宇宙奥秘的好奇心来探索人造卫星的发射及宇宙速度。学生可以通过联想上一章所学的对平抛物体的运动的处理方法来探究牛顿的思考，以地心为参考系平抛出去的物体从空间运动效果上可分解为指向地心的自由落体运动和绕地心的匀速圆周运动。而这两个分运动都是变速度运动，它们都需要一个指向地心的力来维持它们各自的运动状态。因此万有引力就有要改变两个运动状态的效果，即要既要产生自由落体加速度又要产生向加速度。当万有引力只能提供向心力时，自由落体加速度就变成零，这样平抛出去的物体就落不下来了，从而得到第一宇宙速度。再根据圆周运动和机械运动的知识可知道速度再大一些会做椭圆运动或摆脱地球对它的约束。这样，人们就可以到更远的地方去探索宇宙的奥秘了……

教学目标

知识与技能

1．了解人造卫星的有关知识

2．分析人造卫星的运动规律

3．掌握三个宇宙速度的物理意义，

4．会推导第一宇宙速度；

5．简单了解航天发展史；

6．能用所学知识求解卫星基本问题。

过程与方法

1．培养学生观察数据分析数据的能力；

2．培养学生科学推理、探索能力；

3．培养学生在处理实际问题时，如何构建物理模型的能力；

4．学习科学的思维方法培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。

情感态度与价值观

介绍世界及我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。

教学重点：

卫星运行的动力学特点规律，第一宇宙速度的推导。

教学难点：

1．卫星的运行速度与发射速度的区别；

2．第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星运行的最大速度

教学过程

新课引入

教师：仰望星空，浩瀚的宇宙苍穹给人以无限遐想，千百年来，人类一直向往能插上翅膀飞出地球，去探索宇宙的奥秘，李白的“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”是怎样的一种豪情？到今天这一梦想实现了吗？

学生：实现了。（激起学生兴趣）

教师：世界上第一颗人造卫星的发射，揭开了人类探索宇宙的新篇章。

提问（1）：

1．世界上第一颗人造卫星是哪一年由哪一国家发射的？

2．我国哪一年发射了自己的人造卫星？

3．迄今我国共发射了多少颗人造卫星？

教师：从1970年4月24日东方红一号的成功发射，到2007年10月24日嫦娥一号发射

我国发射人造卫星和其他探测器60多个，他们分别在通信，气象，探测，导航等多个领域发挥着重要作用。

引入新课。

一、人造卫星规律的探究

教师：现在我们地球上空有这么多卫星，他们运行的速度一样吗？他们是怎样被发射升空的今天我们就通过的学习来解决这一问题。

教师：这是我国目前发射的部分卫星的运行规律的数据。

提问观察数据思考：

1．不同卫星的其运行轨道相同吗？

2．不同的卫星运行时有什么规律？

3．你能试着用你学过的知识解释为什么有这样的规律吗？

卫星名称卫星质量（kg）轨道近地点（km）轨道远地点（km）运行周期（h）

返回型遥感卫星 2100 205 315 1．48

东方红2号甲通信卫星 441 35786 35863 23．9

东方红2号试验通信卫星 461 35469 35782 23．76

返回型遥感卫星 2100 175 400 1．5

风云1号A 750 900 901 1．7

巴达尔1 50 210 9921．57

大气1号 873 900 1．712

学生：1．观察数据，发现规律。

2．合作交流，类比行星运动特点分析人造卫星的运行特点。

3．试着从力和运动的角度分析问题。

教师引导学生发现。

人造卫星运行特点运动学特点：（板书）

1．轨迹：椭圆有的近似为圆

2．人造卫星的半径不同，其运行的周期也不同，而且半径越大，其周期越大。

3．类比行星运动分析原因，卫星围绕地球作匀速圆周运动，需要向心力。

地球和卫星之间的引力提供向心力。

4．学生自己应用前面万有引力知识分析

卫星与地球间的万有引力提供了向心力（板书）

（1）由得，

∴r越大，v越小．

（2）由得，

∴r越大，越小．

（3）由得，

∴r越大，T越大

教师小结：卫星绕地运转轨道半径越大，速度越小、角速度越小、周期越大；（板书）

演示课件：几颗不同轨道卫星同时绕地运行动画,从而直观判断以上变化关系

二、应用知识解决问题

教师：学习了卫星的相关知识，我判断一下下列几种轨道哪一种是可能的为什么？

思考问题1：

下图中，有三颗人造地球卫星围绕地球运动，它们运行的轨道

可能是，不可能是。

学生：分组讨论阐述观点

教师：结合学生讨论引导学生从动力学角度解决问题。

卫星近似做匀速圆周运动，需要向心力，且向心力时刻指向圆心。所以地球与卫星之间指向地心的万有引力提供向心力，所以卫星作圆周运动的圆心应该是地心。

思考问题2：

如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，

1．试比较三颗卫星的线速度、角速度、加速度、周期，万有引力的关系。

2．如果c 的速度增加，能否与同轨道的b相撞。

三、卫星发射原理

教师：过渡：不同的轨道的卫星其速度不同，那人类是怎样将卫星发送到指定轨道上的呢？

介绍牛顿的卫星设想（FLASH）

教师引导：我们抛一物体怎样才能抛的远？

讨论：依据平抛运动学生知道：速度越大，越远，那速度足够大，又有什么现象？

学生探讨：统一结论：不落回地球。

教师总结：这时由于有引力在，卫星想落回地面，但有一定的速度又落不回地面就形成了卫星？

思考：物体需要多大的发射速度，才能刚好贴着地面转？

学生讨论

教师点拨：这时（r=R）

学生

得出第一宇宙速度7．9 km/s

四、宇宙速度

1．第一宇宙速度7．9 km/s

定义：人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度。

思考：发射什么样的卫星最容易？

统一结论：高轨道发射卫星比低轨道发射卫星困难，原因是高轨道发射卫星时火箭要克服地球对它的引力做更多的功。

以第一宇宙速度发射卫星时其刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；

进入半径越大的轨道，所需要的发射V 越大。

思考：这与刚才得出的半径越大的轨道，所需要的运行速度V 越小矛盾吗？

讨论：

人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念。

（1）发射速度

所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道。要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行。如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。

（2）运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度。根据可知，人造卫星距地面越高（即轨道半径r越大），运行速度越小。实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际运行速度一定小于发射速度。

（板书）运行速度指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度

发射速度指被发射物体离开地面时的水平初速度

类比得出：

（板书）2．第二宇宙速度（脱离速度）：

①意义：使卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。[Ks5u.com]

②如果人造天体的速度大于11．2km/s而小于16．7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点。

（板书）3．第三宇宙速度（逃逸速度）：

①意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。

②如果人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太阳的公转方向发射时，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而邀游太空了。

这个速度目前能做到吗？教师介绍以第三速度发射的探测器，先驱者一号。

教师小结：只有你想不到的，没有你做不到的。

随着科学技术的发展，我们探测太空的脚步会越走越快，越走越远。也许有一天我们也能到其它星球旅游定居。

但是今天我们就必须掌握一些必备知识。也就是我们这节课的重点。

分层练习：

C类

1．关于第一宇宙速度，下面说法：①它是人造卫星绕地球飞行的最小速度；②它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最小速度；③它是人造卫星绕地球飞行的最大速度；④它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最大速度。以上说法中正确的有（）

A．①② B．②③ C．①④ D．③④

B类

2．对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法正确的是（）

A．人造地球卫星的实际绕行速率一定大于7．9km/s

B．从卫星上释放的物体将作平抛运动

C．在卫星上可以用天平称物体的质量

D．我国第一颗人造地球卫星（周期是6．84×103s）离地面高度比地球同步卫星离地面高度小

A类

3．三颗人造地球卫星A、B、C在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知RA＜RB＜RC 。若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图所示。那么再经过卫星A的四分之一周期时，卫星A、B、C的位置可能是（）

高中物理教学设计篇7

教学目标

（一）知识与技能

1、掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。

2、培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。

3、能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向

4、掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。

（二）过程与方法

1、通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。

2、通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。

（三）情感、态度与价值观

在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。

教学重点

1、楞次定律的获得及理解。

2、应用楞次定律判断感应电流的方向。

3、利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。

教学难点

楞次定律的理解及实际应用。

教学方法

发现法，讲练结合法

教学用具：

干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。

教学过程

（一）引入新课

教师：［演示］按下图将磁铁从线圈中插入和拔出，引导学生观察现象，提出：

①为什么在线圈内有电流？

②插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？为什么？

③怎样才能判断感应电流的方向呢？

本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。

（二）进行新课

1、楞次定律

教师：让我们一起进行下面的'实验。（利用CAI课件，屏幕上打出实验内容）

［实验目的］研究感应电流方向的判定规律。

［实验步骤］

（1）按右图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向的关系。（如电流从左接线柱流入，指针向右偏还是向左偏？）

（2）记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。

（3）把条形磁铁N极（或S极）向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记下电流表中指针偏转方向，然后根据步骤（1）结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。

根据实验结果，填表：

磁铁运动情况N极下插N极上拔S极下插S极上拔磁铁产生磁场方向线圈磁通量变化感应电流磁场方向

教师：N极向下插入线圈中，磁铁在线圈中产生的磁场方向如何？

教师：再把该磁铁从线圈中拔出时，磁铁在线圈中产生的磁场方向如何？

教师：S极向下插入线圈中，情况怎样呢？

教师：再把S极从线圈中拔出时，情况如何？

教师：通过上面的实验，同学们发现了什么？

教师：刚才几位同学的说法都正确。物理学家楞次概括了各种实验结果，在1834年提出了感应电流方向的判定方法，这就是楞次定律。投影打出楞次定律的内容。

［投影］

感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律。

（师生共同活动：理解楞次定律的内涵）

（1）“阻碍”并不是“阻止”，一字之差，相去甚远。要知道原磁场是主动的，感应电流的磁场是被动的，原磁通仍要发生变化，感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。

（2）楞次定律判断感应电流的方向具有普遍意义。

教师：楞次定律符合能量守恒。从上面的实验可以发现：感应电流在闭合电路中要消耗能量，在磁体靠近（或远离）线圈过程中，都要克服电磁力做功，克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。

楞次定律也符合唯物辩证法。唯物辩证法认为：“矛盾是事物发展的动力”。电磁感应中，矛盾双方即条形磁铁的磁场（B原）和感应电流的磁场（B感），两者都处于同一线圈中，且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化，形成既相互排斥又相互依赖的矛盾，在回路中对立统一，正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象。

2、楞次定律的应用

教师：［投影］应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤：

（1）明确原磁场的方向。

（2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。

（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。

（4）利用安培定则确定感应电流的方向。

教师：下面让我们通过对例题的分析，熟悉应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤，同时加深对楞次定律的理解。

高中物理教学设计篇8

一、教材分析

本节内容是在上一节安培力的基础上，进一步形成的新的知识点。重在让学生理解什么是洛伦兹力、并掌握洛伦兹力的方向判断和大小的计算。它也是后续学习《带电粒子在匀强磁场中运动》的知识基础。

本课教材在提出洛伦兹力的概念后，重在引导学生由安培力的方向和大小得出洛伦兹力的方向和大小，这种通过实验结合理论探究洛伦兹力的方向，再由安培力表达式推导出洛伦兹力的表达式的过程是培养学生逻辑思维能力的好机会，一定要让学生都参与进来。

二、学情分析

知识基础：学生已经学习了《磁场对通电导线的作用力》一节，知道如何判断安培力的方向以及如何计算安培力的大小。但对于安培力产生的原因，却还不甚清楚。

技能基础：学生已经具备一定的逻辑推理分析能力，因此本节课可以引导学生思考安培力的产生原因，激发学生的求知欲，引入探究式学习。

三、教学目标

（一）知识与技能

1、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向.

2、知道洛伦兹力大小的推理过程.

3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算.

4、了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.

5、了解电视显像管的工作原理

（二）过程与方法

通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，借助洛伦兹力与安培力的关系，猜想并验证洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断；通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinθ。最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管中的磁偏转。

（三）情感态度与价值观

进一步学会观察、分析、推理，培养科学思维和研究方法。认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理—假设—实验验证”。

四、教学重点与难点

重点：

1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向.

2.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算.

这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点

难点：

1.洛伦兹力对带电粒子不做功.

2.洛伦兹力方向的判断.

五、教学资源

电子射线管、高压电源、磁铁、多媒体课件

六、教学设计思路

根据对本节教材内容的分析，结合学情和相关教学资源，本节课以“情景问题猜想实验验证理论推导应用巩固”的思路进行设计。

课前通过观看“极光美景”视频，引出本节主题。然后借助“阴极射线管”演示实验指出磁场对运动电荷有力的作用，并激发学生学习的兴趣。课中借助安培力的方向，让学生通过猜想加验证的方式，学习并掌握洛伦兹力方向的判定方法，并进一步得出安培力与洛伦兹力的内在关系；借助安培力大小的计算公式，引导学生推导得出洛伦兹力大小的计算公式。最后通过练习加深对洛伦兹力的理解，并回答引入部分提出的问题。

教学过程中，以演示实验调动学生兴趣，引导学生观察、分析实验现象，围绕难点“洛伦兹力的方向”的理解，通过情景转换，老师引领、学生动手，同学互动，师生互动的方式，让学生感受，体验知识的生成过程。

七、教学过程：

（一）引入

视频欣赏：天文现象——极光

提问：为什么极光只出现在南北两极呢？

引导：解开此谜题的钥匙就是，磁场对运动电荷的作用规律。

［演示实验］观察磁场阴极射线在磁场中的偏转

［教师］说明电子射线管的原理：

说明阴极射线是灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹，磁铁是用来在阴极射线周围产生磁场的，还应明确磁场的方向。

提示：

1、没有磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象。

2、光束实质上是什么？

3、若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现象？

4、改变磁场的方向，通过观查从而判断运动的电子在各个方向磁场中的受力方向。

［实验结果］在没有外磁场时，电子束沿直线运动，蹄形磁铁靠近电子射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。

［学生分析得出结论］磁场对运动电荷有力的作用.------引出新课

（二）新课讲解

1、物理学中把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。（展示洛伦兹介绍资料）

2、提问：如何探究洛仑兹力呢？

引导学生思考：

1）、电流怎么形成的？

2）、磁场对电流的作用、磁场对运动电荷的作用，两者间有何关联？

进一步引导学生分析：通电导线在磁场中为什么会受力？得出安培力与洛伦兹力的关系。

【说明】可以根据磁场对电流有作用力而对未通电的导线没有作用力，引导学生提出猜想：磁场对电流作用力的实质是磁场对运动电荷作用力的积累效果。即，安培力是洛伦兹力的宏观表现。

3、提问：既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，那么，你们觉得可以如何探究洛伦兹力呢？

回答：借助对安培力的认识，探究洛伦兹力。

（1）提问：具体怎么探究呢，比如方向？

回答：左手定则

学生说明猜想理由：

1如图，判定安培力方向.（上图甲中安培力方向为垂直电流方向向上，乙图安培力方向为垂直电流方向向下）

②.电流方向和电荷运动方向的关系.（电流方向和正电荷运动方向相同，和负电荷运动方向相反）

③.F安的方向和洛伦兹力方向关系.（F安的方向和正电荷所受的洛伦兹力的方向相同，和负电荷所受的洛伦兹力的方向相反.）

④.电荷运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向的关系.（学生分析总结）

实验验证猜想：（回顾阴极射线管实验）猜想正确！

洛伦兹力方向的判断——左手定则

伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所受的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向；若四指指向是电荷运动的反方向，那么拇指所指的正方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向.

【要使学生明确】：正电荷运动方向应与左手四指指向一致，负电荷运动方向则应与左手四指指向相反(先确定负电荷形成电流的方向，再用左手定则判定)。

［投影出示练习题］试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。

［学生解答］

最后，通过“思考与讨论”，说明由洛伦兹力所引起的带电粒子运动的方向总是与洛伦兹力的方向相垂直的，所以它对运动的带电粒子总是不做功的。

（2）、洛伦兹力的大小

现在我们来研究一下洛伦兹力的大小.通过下面的命题引导学生一一回答。

设有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，导线每单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中，求：

（1）电流强度I。

（2）通电导线所受的安培力。

（3）这段导线内的自由电荷数。

（4）每个电荷所受的洛伦兹力。

得出洛伦兹力的计算公式：当粒子运动方向与磁感应强度垂直时（）：

问题:若带电粒子不垂直射入磁场,粒子受到的洛伦兹力又如何呢?

引导学生进行分析:可将磁场分解（类比安培力公式得出方式）得出结论

当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时（v∥B）F=qvBsinθ

上两式各量的单位：F为牛（N），q为库伦（C），v为米/秒（m/s）,B为特斯拉（T）

4、课堂练习

1、电子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?（4.8×10-14N）

2、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管,若不计重力,则()

A．带电粒子速度大小改变

B．带电粒子速度方向改变

C．带电粒子速度大小不变

D．带电粒子速度方向不变

（答案：CD）

3、电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的是()

A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同

B．如果把＋q改为-q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小方向不变

C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直

D．粒子的速度一定变化

（答案：B）

4、来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将()

A．竖直向下沿直线射向地面

B．相对于预定地面向东偏转

C．相对于预定点稍向西偏转

D．相对于预定点稍向北偏转

（答案：B）通过本题进一步引导学生作图分析：为什么极光只出现在地球的两极？（与课前引入相呼应）

5、.电视显像管的工作原理

（1）原理：应用电子束磁偏转的道理

（2）构造：由电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等组成（介绍各部分的作用）

在条件允许的情况下，可以让学生观察显像管的实物，认清偏转线圈的位置、形状，然后运用安培定则和左手定则说明从电子枪射出的电子束是怎样在洛伦兹力的作用下发生偏转的。

再通过“思考与讨论”，让学生弄清相关问题。进而介绍电视技术中的扫描现象。

最后让学生回忆“示波管的原理”，通过对比看看二者的差异。

（三）对本节内容做简要小结

（四）作业布置

（1）复习本节内容

(2)完成“问题与练习”

八、板书设计第5节《磁场对运动电荷的作用力》

一．洛伦兹力

1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力

安培力是洛伦兹力的宏观表现

2、洛伦兹力的方向：左手定则

F⊥vF⊥B

3、洛伦兹力大小：F洛=qVBsinθ

V⊥BF洛=qVB

V∥BF洛=0

4、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不改变力的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功

二．电视显像管的工作原理

1.原理

2.构造

九、教学反思

本节课利用极光这一神奇的自然现象，通过阴极射线在磁场中的偏转演示实验来引入新课，新奇的实验现象极大地吸引了学生的兴趣，明显的实验现象使学生很容易总结出磁场对运动电荷有力的作用。通过电荷的定向运动形成电流，推导出伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，由此可以借助安培力来探究洛伦兹力的大小和方向。最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管中的磁偏转，这种与生活联系紧密的物理知识，能激发学生对物理学科的热爱，培养学生利用所学物理知识解释生活中的现象，体现从物理走向生活的教学理念。

通过课堂练习反馈，发现本课难点在于如何让学生发挥空间想象能力，判断洛伦兹力的方向。需要在课后加强练习。

高中物理教学设计篇9

【教材分析】

本节是人教版高中物理必修第三册第十二章的内容，属于《普通高中物理课程标准（2017 年版 2020 年修订）》课程内容必修课程“电路及其应用”主题之下。第十二章《电能能量守恒定律》主要研究的是电路中的能量转化，利用能量守恒定律推导出闭合电路的规律进而认识自然界的能源，提升保护能源的意识，关注可持续发展。课程标准针对本单元的学习内容提出了三方面的要求：

（1）知识层面。要求理解电功、电功率和电动势的概念和物理意义；掌握电源电动势与路端电压和内电压的关系；理解能量守恒定律，知道节约能量的必要性。

（2）能力方面。能用能量守恒的观点理解、解释物理现象；具有解决实际问题的能力。

（3）实验探究方面。能通过实验现象的观察和对实验现象的解释，理解焦耳定律和电动势的概念及物理意义；能利用闭合电路欧姆定律设计“测量电源电动势和内阻”的实验方案。

本节要学习的闭合电路的欧姆定律是整个高中电学部分最重要的物理规律之一，是部分电路欧姆定律的延伸和完善，是分析实际电路和复杂电路的基础。教材通过分析闭合电路中的功能关系和能量守恒定律推导出闭合电路的欧姆定律，在处理教材时需要解决以下几个问题：

1. 闭合电路中的电势是如何变化的，内外电路的电压有什么规律？这需要通过探究实验和理论推导寻找更多直观的证据来从多个视角寻找规律，并理解电动势的物理意义。

2. 作为研究物理问题的重要思想方法，从能量的观点分析问题时有什么优势？应该如何分析？在教学过程中要注意让学生体会从不同观点分析问题的区别，感受用能量观点分析问题的方法。

综合以上分析，本节课的学习主题确定为：熟悉而陌生的电池。

【学习主题】

主题名称：熟悉而陌生的电池

【学情分析】

作为高二的学生，通过高一的学习，学生已经具有运动与相互作用观念，对功能关系和能量概念已经有了一些理解，具有能量转化与守恒的观念。通过前三章的学习，学生已建立了“场” 的观念，熟悉电路的基本特征，为自由电荷在电路中的运动分析和能量分析做好了准备。但是研究闭合电路的电势问题需要建立恒定电场模型，分析自由电荷在全电路内的运动和静电力做功情况，这对学生来说是较大的挑战。同时受初中物理中关于电源输出电压不变的影响，很多学生认为闭合电路中路端电压是不变的，没有电动势的概念和对电路全局分析的意识。

本节课要努力创设能激发学生探究欲望的问题情境，引导学生进行科学探究，逐步将视角从局部电路过渡到全电路，在解决问题的过程中运用能量观点理解闭合电路中电势变化的相关规律，最终发现闭合电路的欧姆定律。在探究实验中培养学生实验设计、分析论证、反思评估等能力。同时还要紧密联系生活、科技进步，充分利用多种教学资源，引导学生关注科学、技术、社会的关系，培养学生解决实际问题的能力。

【学习目标】

通过探究实验理解闭合电路欧姆定律，掌握电源电动势与路端电压和内电压的关系，并能用做功和能量守恒的观点解释。（A3、B2）

通过实验现象的观察和对实验现象的解释，经历“比较-概括-抽象”的思维过程，逐步理解电动势的概念和物理含义，知道电源电动势和内阻是标志电源性能的重要参数。（A2、B3）

通过对比实验的观察和分析，经历提出问题、收集信息、实验验证、对比分析、归纳总结等科学探究过程，找寻闭合电路内外电压的规律并提高解决实际问题的能力。（B3、C2）

通过实际问题的分析讨论，逐步发现问题本质，认识到科学˙技术˙社会的密切联系。通过探究过程中一个个小问题的解决，体会研究科学问题时严谨认真、实事求是的必要性。（C3、D2）

（说明：A、B、C、D 是学科核心素养的四个维度的编码，分别对应物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。数字 1、2、3、4 对应每个维度的水平层次等级。）

【教学重难点】

重点：探究闭合电路的欧姆定律难点：电动势概念的理解

【教学资源】

教学环境：

智慧教育云平台（微云服务器 1 台、教师平板 1 台、学生平板 20 台），PPT 演示文稿。

教具：

1 个小灯泡（电压 1.5v），干电池一节，镁片、石墨片、苹果、自制闭合电路欧姆定律教师演示仪，可变内阻化学电池一个，笔记本电脑 1 台，变阻箱一个，DIS 数据采集器，

DIS 电压传感器（2 个），导线若干，自制非静电力类比演示仪。

学具：

自制闭合电路欧姆定律探究仪（4 组），可变内阻化学电池4 个，变阻箱（4 个），笔记本电脑（4 台），导线若干。

【教学方法】

“循环递进式探究”教学法：设置问题串，通过对比、实验（分组）、建模开展教学。以情景导入，任务驱动，问题嵌入，活动贯穿，促进深度学习，实现教学进阶。

【教学策略】

智慧课堂 “云互动”：基于智慧课堂全程跟踪探究活动，即时推送学习任务，对学生当堂建模、实验探究大数据收集、反思研讨过程在线及时处理反馈，发布个性化的批注讲解，确保探究活动的针对性。

项目化学习策略：将问题前置，以结果为导向，学生在一段时间内通过对连续的、真实的、有挑战的问题进行持续探究，达到核心知识的再建构和思维迁移。

【课时安排】

1 课时

【教学过程】

情境问题：

户外探险爱好者在户外经常会遇到意想不到的困难。一位户外探险爱好者在一次夜间探险的途中迷路了，手机也没电了，他想利用手电筒发出求救信号，可是手电筒也没电了，他的身边只有以下几件物品（图 1），他能点亮小灯泡发出求救信号吗？

智慧课堂平台互投票功能，收集学生的选择，进行大数据分析。（如图 2）

（一）初次尝试，发现问题

任务一：分析情境问题，实验验证猜想

问题：水果电池能让小灯泡亮起来吗？

活动①：试一试——尝试利用水果电池点亮小灯泡

实验器材：小灯泡（额定电压 1.5V）、电池盒、导线、两节新干电池，一节旧干电池，数字电压表。对比演示实验：

用一节干电池（电动势 1.5V），给小灯泡（额定电压 1.5V）供电。

将水果和石墨片、镁片制作的水果电池替换干电池，给小灯泡（额定电压 1.5V）供电。先测量开路电压（1.97V）。

现象：水果电池供电的小灯泡不亮！电池两端的电压从开路时的 1.97V 左右降到了 0！

评价 1：对水果电池能否让灯泡亮起来提出自己的观点。

智慧课堂平台的同屏展示功能：利用智慧云平台的展台功能实现同屏展示实验操作过程。（如图 3）

问题：电池两端减少的电压去哪了？

基于核心素养的设计意图：以生活情境引入，拉近物理课堂和生活的距离，激发学生的好奇心和探索欲望，对比演示实验大大出乎学生们的预料，形成了认知冲突，为引出本节课的主题“熟悉而陌生的电池”做好了

铺垫。学生可能会想到失去的电压留在了内部，使接下来的学习内容顺利地围绕学习需求开展。

（二）实验探究，寻找线索

任务二：测量内外电压，寻找变化规律

活动②：探一探——探索电池内部的奥秘

仔细观察：

展示 1：将水果电池和解剖过的干电池展示给学生观察，介绍正负电极和电解质，如图 4。

发现：电池内部存在电阻——内阻（r）展示

2：铅蓄电池，介绍结构。

演示：用 DIS 数字电压传感器测量蓄电池两极间的电压，并明确电源正负极。如图 5

实验：在电源断路的情况下，用电压传感器测量电极与探针之间、探针与探针之间的电势差。（如图 6）演示实验：在电源断路的情况下，用 DIS 数字电压传感器测量电极与探针之间、探针与探针之间的电势差

智慧课堂平台同屏展示功能：展示实验操作过程，提高实验可视度。（如图 7）

发现特征：电源内部，电势在电极附近出现两次“跃升”。（如图 8）

评价 2：能否通过实验得出电源内部电势有两次抬升的结论。

问题：如果将电源接入用电器，组成闭合电路，电源内部的电势是否发生变化？

实验：用 DIS 电压传感器测两电极 AB 和两探针 ab 之间的电势差（如图 9）。

智慧课堂平台同屏展示功能：展示实验操作过程，提高实验可视度。

观察现象：外电路 UAB=1.87V ，相较于电路断路时，数值减小。内电路探针之间出现了电势差（φa＜φb），Uab=- 0.14V 。

结论：1. 电路导通时，电源内部有电势的降落，我们称“内电压(U 内)”，外电路电势的降落叫“外电压(U 外)”。

2. 整个闭合回路电势出现两次抬升，两次降落。抬升的数值和降落的数值总是相等。

问题：内外电压 U 外、U 内之和、与电源内部两次电势抬升的数值总会是定值吗？

活动③：测一测——测量闭合电路内外电压

分组实验：利用自制学具（如图 10）测量电路的内外电压的数值，并计算两者之和，改变外电路电阻 R，多次测量，寻找规律，将实验相关数据填入表 2。

智慧课堂平台的同屏提问功能：学生将实验结论拍照提交，老师进行大数据分析，得出共性结论。（如图 11）

评价 4：分组实验数据是否合理，能否得出内外电压之和与电源内部电势两次抬升的数值总相等的结论。

分析数据、发现规律：

对同一电源，闭合电路内外电压之和与电路内部两次电势的提升值之和相等。

对同一电源，闭合电路内外电压之和是定值。

问题：这个定值到底反映了电源的什么特性？

基于核心素养的设计意图：通过观察和实验让学生了解了化学电池的构造，发现电池的内部电势特点，逐步建立电源内电路的物理模型，形成正确的物理观念。学生经历了观察对比、发现问题、提出假设、实验探究等一系列的探究过程，加深了对于闭合电路内外电压与电源内部两次电势

提升之间关系的感性认识，培养学生科学探究的意识。

（三）理论分析，发现规律

任务三：运用守恒思想，理解科学本质

活动④：想一想——电源如何维持闭合电路有持续的电流

引导：有一个量总是保持不变，这在物理学上我们常称做“守恒”。能不能从守恒的角度思考。类比演示：如图 12

思考：流回负极的正电荷是如何回到正极的呢？

类比：将小球由低处搬运到高处，能继续依靠重力吗？

得出结论：电源依靠非静电力做功将流回负极的正电荷搬运到正极，维持持续的电流。

评价 3：能否说出非静电力的作用。

活动⑤：理一理——从能量观出发理清电路中的守恒关系

思考：从能量守恒的角度想一想，闭合回路中静电力做功和非静电力做功的关系是怎样的？结论：闭合回路中静电力做功等于非静电力做功 W 电=W 非

活动⑥：推一推——推导电动势和欧姆定律的表达式

推理论证：

由实验数据可得：E=U 外+U 内

有能量守恒定律和功能关系可得：q U 外+ q U 内=W 非

推导得出：E= W 非/q

含义：E 就是电源内部非静电力移送单位电荷所做的功。即非静电力做功的本领！电动势——非静电力所做功与所移动电荷量之比。符号：E 单位：伏特（V）

智慧课堂平台的同屏提问功能：学生将实验结论拍照提交，老师进行大数据分析，得出共性结论。（如图 13）

问题：水果电池给小灯泡供电时外电压为什么很小？活动⑦：看一看——再次观察实验数据寻找线索

观察：再次观察分组实验数据（表 2）

结合部分电路欧姆定律和实验结论 E=U 外+U 内，推导闭合电路欧姆定律：

闭合电路欧姆定律内容：闭合电路的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。

（备注：适用于纯电阻电路）

评价 4：各组运用能量守恒定律能否推导出电动势的表达式和闭合电路欧姆定律。

智慧课堂平台的录制微课功能：现场录制微课推送给学生，供学生课后观看

问题：你能解释水果电池为什么不能点亮小灯泡了吗？

基于核心素养的设计意图：学生在老师创设的问题情境下交流讨论，学生深度参与课堂，经历先交流再观察、再猜想、再推导、再思考，从感性到理性，由特殊到一般的过程，发展了科学思维。同时，这样的设计循序渐进，遵从学生认知规律。

（四）应用规律，解释现象

任务四：运用欧姆规律，解答情境问题

活动⑧：说一说——水果电池不能点亮小灯泡的原因

水果电池的内阻 r 太大，导致闭合电路中的电流 I 小，故外电压 U 外小。

实验验证：利用注射器改变铅蓄电池内阻，观察内电压、外电压以及电流的变化（图 15）。

智慧课堂平台同屏展示功能：展示实验操作过程，提高实验可视度（图 16）。

评价 5：能否运用闭合电路的欧姆定律解释水果电池不能点亮小灯泡的原因。

基于核心素养的设计意图：解释原因，即是本节课知识的应用，同时也使本节课的情境贯穿始终。通过实际问题的解决，体会到了运用所学知识解决实际问题的乐趣，同时增强了实践意识，深化了物理观念，发展了科学思维。

【课堂小结】

闭合电路的欧姆定律

一、初次尝试，发现问题

二、实验探究，寻找线索

三、理论分析，发现规律

四、应用规律，解释现象

【教学反思】

本节课内容来源于生活真实情境，从发现问题到探究原因，再到发现规律，最后解释现象。各教学环节层层递进，环环相扣，充分运用了循环递进式教学方法。学生在一个个递进的情境任务中不断认识科学本质，寻找到物理规律，发现解决问题的科学方法。在不断探索的过程中锻炼了关键能力，提升了科学素养。

高中物理教学设计篇10

教学目的

1．了解组成物质的分子具有动能及势能，并且了解分子平均动能和分子势能都与哪些因素有关。

2．理解物体的内能以及物体内能由物体的状态所决定。

教学重点

物体的内能是一个重要的概念，是本章教学的一个重点。学生只有正确理解物体的内能才能理解做功和热传递及物体内能的变化关系。

教学难点

分子势能。

教学过程

一、复习提问

什么样的能是势能？弹性势能的大小与弹簧的形变关系怎样？

二、新课教学

1．分子动能。

（1）组成物质的分子总在不停地运动着，所以运动着的分子具有动能，叫做分子动能。

（2）启发性提问：根据你对布朗运动实验的观察，分子运动有什么样的特点？

应答：分子运动是杂乱无章的，在同一时刻，同一物体内的分子运动方向不相同，分子的运动速率也不相同。

教师分析分子速率分布特点——在同一时刻有的分子速率大，有的分子速率小，从大量分子总体来看，速率很大和速率很小的分子是少数，大多数分子是中等大小的速率。

教帅进一步指出：由于分子速率不同，所以每个分子的动能也不同。对于热现象的研究来说，每个分子的动能是毫无意义的，而有意义的是物体内所有分子动能的平均值，此平均值叫做分子的平均动能。

（3）要学生讨论研究。

用分子动理论的观点，分析冷、热水的区别。

讨论结论应是：组成冷、热水的大量分子的速率各不相同，则其动能也各不相同，但就冷水总体来说分子的平均动能小于热水的分子平均动能。

教师指出：由此可见，温度是物体分子平均动能的标志。

2．分子势能。

（1）根据复习提问的回答（地面上的物体与地球之间有相互作用力；发生了形变的弹簧各部分间存在着相互作用力，因此在它们的相对位置发生变化时，它们之间便具有势能）说明分子间也存在着相互作用力，所以分子也具有由它们相对位置所决定的能，称之为分子势能。

（2）分子势能与分子间距离的关系。

提问：分子力与分子间距离有什么关系？

应答：当r=r0时，F=0，r＜r0时，F为斥力，r＞r0时，F为引力。

教师指出：由于分子间既有引力又有斥力，好象弹簧形变有伸长或压缩两种情况，因此分子势能与分子间距离也分两种情况。

①当r＞r0时，F为引力，分子势能随着r的增大而增加。此种情况与弹簧被拉长弹性势能的增加很相似。

②当r< p="">

小结：分子势能随着分子间距离变化而变化，而组成物体的大量分子间距离若增大（减小）则宏观表现为物体体积增大（减小）。可见分子势能跟物体体积有关。

（3）物体的内能。

教师指出：物体里所有的分子动能和势能的总和叫做物体的内能。由此可知一切物体都具有内能。

①物体的内能是由它的状态决定的（状态是指温度、体积、物态等）。

提问：对于质量相等、温度都是100℃的水和水蒸气来说它们的内能相同吗？

应答，质量相等意味着它们的分子数相同，温度相等意味着它们的平均动能相同，但由于水蒸气分子间平均距离比水分子间平均距离大得多，分子势能也大得多，因而质量相等的水蒸气的内能比水大。

②物体的状态发生变化时，物体的内能也随着变化。

举例说明：当水沸腾时，水的温度保持不变，所供给的大量能用于把分子拉开，增大了分子势能，因而增大了物体的内能，当水汽凝结时，分子动能没有明显变化，但分子靠得更紧密了，分子势能便减小了，因此物体的内能减小了。

③物体的内能是不同于机械能的另一种形式的能。

a．静止在地面上的物体以地球为参照物，物体的机械能等于0，但物体内部的分子仍然在不停地运动着和相互作用着，物体的内能永远不能为0。

b．物体在具有一定的内能时，也可以具有一定的机械能。如飞行的子弹。

C．不能把物体的机械能和物体的内能混淆。只要物体的温度、体积、物态不变，不论物体的机械能怎样变化其内能仍保持不变。反之，尽管物体的内能在变化，它的机械能可以保持不变。

（4）学生讨论题：

①静止在光滑水平地面上的木箱具有什么能？若木箱沿光滑水平地面加速运动，木箱具有什么能？此时木箱的内能与静止时相比较变化了没有？

②质量相等而温度不相等的两杯水，哪一杯水具有较大的内能？温度相同而质量不等的两杯水，哪一杯水具有较大的内能？

最后总结一下本课要点。

1．了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。

2．知道做功和热传递都可以改变物体的内能。

3．了解热量的概念，知道热量的单位是焦耳。

高中物理教学设计篇11

教学目标

一、知识目标

1、知道什么是反冲运动，能举出几个反冲运动的实例；

2、知道火箭的飞行原理和主要用途。

二、能力目标

1、结合实际例子，理解什么是反冲运动；

2、能结合动量守恒定律对反冲现象做出解释；

3、进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力

三、德育目标

1、通过实验，分析得到什么是反冲运动，培养学生善于从实验中总结规律和热心科学研究的兴趣、勇于探索的品质。

2、通过介绍我国成功地研制和发射长征系列火箭的事实，结合我国古代对于火箭的发明和我国的现代火箭技术已跨入世界先进先烈，激发学生热爱社会主义的情感。

教学重点

1、知道什么是反冲。

2、应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。

教学难点

如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。

教学方法

1、通过观察演示实验，总结归纳得到什么是反冲运动。

2、结合实例运用动量守恒定律解释反冲运动。

教学用具

反冲小车、玻璃棒、气球、酒精、反冲塑料瓶等

课时安排

1课时

教学步骤

导入新课

[演示]拿一个气球，给它充足气，然后松手，观察现象。

[学生描述现象]释放气球后，气球内的气体向后喷出，气球向相反的方向飞出。

[教师]在日常生活中，类似于气球这样的运动很多，本节课我们就来研究这种。

新课教学

（一）反冲运动火箭

1、教师分析气球所做的运动

给气球内吹足气，捏紧出气孔，此时气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态。松开出气孔时，气球中的气体向后喷出，气体具有能量，此时气体和气球之间产生相互作用，气球就向前冲出。

2、学生举例：你能举出哪些物体的运动类似于气球所作的运动？

学生：节日燃放的礼花。喷气式飞机。反击式水轮机。火箭等做的运动。

3、同学们概括一下上述运动的特点，教师结合学生的叙述总结得到：

某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体，气体或弹射出一个小物体，从而使物体本身获得一反向速度的现象，叫反冲运动

4、分析气球。火箭等所做的反冲运动，得到：

在反冲现象中，系统所受的合外力一般不为零；

但是反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒。

（二）学生课堂用自己的装置演示反冲运动。

1、学生做准备：拿出自己的在课下所做的反冲运动演示装置。

2、学生代表介绍实验装置，并演示。

学生甲：

装置：在玻璃板上放一辆小车，小车上用透明胶带粘中一块浸有酒精的棉花。

实验做法：点燃浸有酒精的棉花，管中的酒精蒸气将橡皮塞冲出，同时看到小车沿相反方向运动。

学生乙：

装置：二个空摩丝瓶，在它们的底部用大号缝衣针各钻一个小洞，这样做成二个简易的火箭筒，在铁支架的立柱端装上顶轴，在放置臂的两侧各装一只箭筒，再把旋转系统放在顶轴上，往火箭筒内各注入约4 mL的酒精，并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。点燃酒精棉球，片刻火箭筒内的酒精蒸气从尾孔中喷出，并被点燃，这时可以看到火箭旋转起来。

学生丙：用可乐瓶做一个水火箭，方法是用一段吸管和透明胶带在瓶上固定一个导向管，瓶口塞一橡皮塞，在橡皮塞上钻一孔，在塞上固定一只自行车车胎上的进气阀门，并在气门芯内装上小橡皮管，在瓶中先注入约1/3体积的水，用橡皮塞把瓶口塞严，将尼龙线穿过可乐瓶上的导向管，使线的一端拴在门的上框上，另一端拴在板凳腿上，要使线拉直，将瓶的进气阀与打气筒相接，向筒内打气到一定程度时，瓶塞脱开，水从瓶口喷出，瓶向反方向飞去。

过渡引言：同学们通过自己设计的实验装置得到并演示了什么是反冲运动，那么反冲运动在实际生活中有什么应用呢？下边我们来探讨这个问题。

（三）反冲运动的应用和防止

1、学生阅读课文有关内容。

2、学生回答反冲运动应用和防止的实例。

学生：反冲有广泛的应用：灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是反冲的重要应用。

学生：用枪射击时，要用肩部抵住枪身，这是防止或减少反冲影响的实例。

3、用多媒体展示学生所举例子。

4、要求学生结合多媒体展示的物理情景对几个物理过程中反

冲的应用和防止做出解释说明：

①对于灌溉喷水器，

当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，可以自动地改变喷水的方向。

②对于反击式水轮机：当水从转轮的叶片中流出时，转轴由于反冲而旋转带动发电机发电。