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简答题 高中物理
2020-08-31

案例:
下面是某位老师讲授“功的表达式”的教学片段。
师:初中我们学过做功的两个要素是什么?
生:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动的距离。
师:在高中,当一个物体受到力的作用,且在力的方向上移动了一段位移,这时我们就说这个力对物体做了功。
生:恩,为什么要引入位移这个概念呢?
师:这很简单,位移有方向性,就有了正功和负功之分。现在我们来看问题一,物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为s,求力F对物体所做的功。
 
生:根据功的定义,这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积。即W=Fs。
师:问题二,如果力的方向与物体的运动方向成α角呢?同学们要注意力和位移都是矢量可以分解。
 
生:把力分解成和位移方向相同的一个分量,就可以用定义求了,做功W=Fscosα。
师:对,这就是我们所说的功的表达式W=Fscosα,即力F对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。
问题:
(1)对上述教学片段进行评析。(15分)
(2)针对教学片段存在的问题,设计教学片段,帮助学生掌握功的表达式。(15分)

参考答案

暂无

答案解析

(1)该教师没有真正发挥教师的主导作用,没有设计具有思考性的问题调动学生的积极性,而是直接把问题答案呈现给学生,教师在此处提出正功和负功不符合教学内容安排的科学性,没有体现讲授和发现知识相结合的教学理念。
(2)教学片段:
师:初中我们学过做功的两个要素是什么?
生:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动的距离。
师:那么在高中,当一个物体受到力的作用,且在力的方向上移动了一段位移,这时我们就说这个力对物体做了功。
生:为什么要引入位移这个概念呢?
师:位移具有方向性,在初中学习功的概念时,强调物体运动方向和力的方向的一致性。如果力的方向与物体的运动方向不一致呢?相反呢?力对物体做不做功?若做了功,又做了多少功?怎样计算这些功呢?本节课我们来继续学习有关功的知识,在初中的基础上进行扩展。
生:所以要注意力的方向和物体运动方向不一致的情况。
师:对,如果力的方向与物体的运动方向一致,应该如何计算这个力的功?
 
生:按照功的定义可计算出功W=Fs。
师:如果力的方向和物体的运动方向垂直呢?
生:在力的方向上没有发生位移,功为O。
师:那么问题来了,如果力的方向和物体的运动方向成α角呢,应如何计算这个力的功呢?
 
师:我们先来复习一下矢量的合成和分解,再考虑如何解决这个问题。
生:可以把力F分解到位移方向上,F1=Fcosα,那么W=Fscosα。
师:很好,同学们思考一下,能把位移s分解到力的方向上得到同样的结果吗?同学们自己动手做一下。
生:好。

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2 阅读材料,根据要求完成教学设计。
材料一《普通高中物理课程标准(2017年版)》关于“抛体运动”的要求标准为:“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。能分析生产生活中的抛体运动。”
材料二下面是高中物理教材人教版(必修2)第五章第三节“抛体运动规律”内容节选。
参考案例一
利用实验室的斜面小槽等器材装配如图5.3-2所示的装置。钢球从斜槽上滚下,冲过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下,钢球在空中做平抛运动的轨迹就是一定的。设法用铅笔描出小球经过的位置。通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置,连起来就得到了钢球做平抛运动的轨迹。
可以把笔尖放在小球可能经过的位置,如果小球能够碰到笔尖,就说明位置找对了。
 
参考案例二
如图5.3—3,倒置的饮料瓶内装着水,瓶塞内插着两根两端开口的细管,其中一根弯咸水平,且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴。
水从喷嘴中射出,在空中形成弯曲的细水柱,它显示了平抛运动的轨迹。设法把它描在背后的纸上就能进行分析处理了。
插入瓶中的另一根细管的作用是保持从喷嘴射出水流的速度,使其不随瓶内水面的下降而减少。这是因为该管上端与空气相通,A处水的压强始终等于大气压,不受瓶内水面高低的影响。因此,在水面降到A处以前的一段时间内,可以得到稳定的细水柱。
 
参考案例三
用数码照相机或数码摄像机记录平抛运动的轨迹。
数码照相机大多具有摄像功能,每秒拍摄十几帧至几十帧,可以用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片。如果用数学课上画数学函数的方格黑板做背景,就可以根据照片上小球的位置在方格上画出小球的轨迹。
材料三教学对象为高中一年级学生,已经学习了速度的合成与分解。
任务:
(1)简述研究抛体运动的方法。(4分)
(2)根据上述材料,请从教学目标、教学重难点、教学过程三个方面完成“探究平抛运动规律”的教学设计(要求含有教师活动、学生活动、设计意图,可以采用表格式、叙述式等)。(24分)