高中物理教案

教学目标

一、知识与技能

1、让学生自己总结生活中与磁有关的现象，了解现实生活中的各种磁现象和应用，培养学生的总结、归纳能力。

2、通过实验了解磁与磁、磁与电的相互作用，掌握电流磁效应现象。使学生具有普遍联系事物的能力，培养观察实验能力和分析、推理等思维能力。

3、通过直观的多媒体手段让学生熟悉了解地磁场和其他天体的磁场及与之有关的自然现象。

二、过程与方法

1、让学生参与课前的准备工作，收集课外的各种磁有关的现象和应用。

2、在电流磁效应现象的教育中，本节课采用类似科学研究的方式，还原物理规律的发现过程，强调学生自主参与。

3、学生对物理现象进行分析、比较、归纳，采用老师与学生双向交流感知现象下的物理规律的普遍联系。

三、情感态度价值观

1、对奥斯特的电流磁效应现象的教育中，要让学生知道奥斯特的伟大在于揭示电和磁的联系，打开了科学中一个黑暗领域的大门。也让学生懂得看似简单的物理现象在它发现的最初过程中是如何的艰难。

2、通过知识的学习，培养学生学科学、爱科学、用科学的精神，树立起事物之间存在普遍联系的观点。通过学习中国古代对磁的应用，加强爱国主义教育。

3、强调学生通过自主参与类似科学研究的学习活动，获得亲身体验，产生积极情感。

重点难点

电流磁效应的研究是本节课的重点，也是难点

教学设计思想

1、这是磁场章节的第一节课，教学过程应重在显示学生对磁这一知识的了解和对磁知识的生活的体验。为此，本节课采用以问题为主线、实验为基础的教学策略。问题情景的创设，是思维的启动点和切入口，而实验是物理研究的理论支持。

2、电流磁效应的研究是本节课的重点，在设计中可让学生自己讨论研究的思想，在这基础上再提出奥斯特的实验及其研究过程中出现的困难。然后自然得过渡到磁场对电流的作用上来。

3、在天体磁场的教学中，本设计注意用多媒体手段，将大量的图片、影象资料传递给学生，让学生了解中国古代对地磁的应用及其它天体磁场的认识，提高课堂的趣味性和教学效果。

教学过程设计

一、课前调查、准备

教师提出问题：1、你对生活中有关磁的现象和应用了解多少，能否举出你所熟悉的一些现象和应用呢?

任务：在课前请同学通过网络去获知磁有关的知识

二、实验演示，引入新课

1、利用磁钢堆硬币积木。

实施过程：在木凳的下方可事先藏一小块磁钢，在木凳的上方在磁钢的磁化作用下可堆起四层高的硬币积木。

2、演示“磁悬副小实验

师：以上两实验的现象是如何出现的呢?具体的奥妙在那里呢?

学生非常新奇，对实验中出现的现象猜测各种原因，激起学生学习磁知识的兴趣

三、实验探索、新课教学

师：在初中我们已接触了一些磁有关的知识，生活中有哪些与磁有关的现象和应用?同学之间可互相讨论。

(因课前有准备，学生相对比较活跃，要充分把学生所知道的知识表述出来)

师：对磁的认识和应用，早在我国古代就开始了

多媒体投影补充说明磁有关的现象和应用：

1、天然磁石(成分：Fe3O4)

2、司南的照片

东汉王充在《论衡》中写道：“司南之杓，投之于地，其柢指南”

3、磁悬浮列车

上海磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东至上海浦东国际机场,列车加速到平稳运行之后，速度是430公里/小时。这个速度超过了F1赛事的最高时速，车厢里上下颠簸很小，左右摇摆得相对还大一些。

4、飞鸽依靠地磁场识路等

从学生最熟悉的磁知识着手，引出磁的一些概念：

磁铁吸引铁质物质

5、实物投影指南针的指向

磁性：磁体能吸引铁质物体的性质

磁极：磁体中磁性最强的区域。从中引出N、S极的定义。

让学生从磁铁使铁质物体磁化联系到电能使铁质物体磁化，从而来说明电与磁的关系，引出奥斯特电流磁效应现象。

师：磁铁能吸引铁钉，铁钉是磁铁吗?为什么磁铁可以吸引铁钉?

学生回答：铁钉被磁化

师问：那么在自然界中还有没有什么其他的东西能使铁质物体磁化的呢?

(请同学互相帮助想一想，然后回答)

学生：电流可以使铁质物体磁化

可以向学生说明：1731年，英国商人发现雷电后，刀叉具有磁性。1751年，富兰克林发现莱顿瓶放电可以使缝衣针磁化。

另师：自然界中磁铁的相互作用早已被人所知，同名磁极排斥，异名磁极吸引，这与我们学过的什么力的作用很相似?

学生：电荷之间的作用力相似。

师：那么会不会说明两者存在联系呢?如果让你去研究电与磁的关系，你会如何去设计?

学生由于已受初中磁知识学习的影响，大部分都提出让通电导线对小磁针作用。

投影介绍奥斯特的生平

实验演示奥斯特的电流磁效应：

师说明：在奥斯特研究的最初，他受到力总是沿着物体连线方向这个观念的影响，总是在沿电流的方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上，均以失败告终。1820年4月，在一次讲课中，他偶然把导线沿南北放置在一个带玻璃罩的指南针的上方，通电时磁针转动了

老师在此说明奥斯特的生平和发现电流磁效应的历程，让学生知道每一次科学新发现是艰难的，需要付出的是前期不断的努力和对科学的执著、自信。

实验说明：通电导线会产生磁场，对磁针产生力的作用。

提问：既然电流对磁铁有力的作用，那么磁铁是否也应该对通电导线有力的作用呢?

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1.参考系

⑴定义：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的假定不动的物体，叫做参考系。

⑵对同一运动，取不同的参考系，观察的结果可能不同。

⑶运动学中的同一公式中涉及的各物理量应以同一参考系为标准，如果没有特别指明，都是取地面为参考系。

2.质点

⑴定义：质点是指有质量而不考虑大小和形状的物体。

⑵质点是物理学中一个理想化模型，能否将物体看作质点，取决于所研究的具体问题，而不是取决于这一物体的大小、形状及质量，只有当所研究物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小，可以将其形状和大小忽略时，才能将物体看作质点。

⑴物体可视为质点的主要三种情形：

①物体只作平动时;

②物体的位移远远大于物体本身的尺度时;

③只研究物体的平动，而不考虑其转动效果时。

3.时间与时刻

⑴时刻：指某一瞬时，在时间轴上表示为某一点。

⑵时间：指两个时刻之间的间隔，在时间轴上表示为两点间线段的长度。

⑶时刻与物体运动过程中的某一位置相对应，时间与物体运动过程中的位移(或路程)相对应。

4.位移和路程

⑴位移：表示物体位置的变化，是一个矢量，物体的位移是指从初位置到末位置的有向线段，其大小就是此线段的长度，方向从初位置指向末位置。

⑵路程：路程等于运动轨迹的长度，是一个标量。

当物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程。

5.速度、平均速度、瞬时速度

⑴速度：是表示质点运动快慢的物理量，在匀速直线运动中它等于位移与发生这段位移所用时间的比值，速度是矢量，它的方向就是物体运动的方向。

⑵平均速度：物体所发生的位移跟发生这一位移所用时间的比值叫这段时间内的平均速度，即，平均速度是矢量，其方向就是相应位移的方向。

⑶瞬时速度：运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度，其方向就是物体经过某有一位置时的运动方向。

6.加速度

⑴加速度是描述物体速度变化快慢的的物理量，是一个矢量，方向与速度变化的方向相同。

⑵做匀速直线运动的物体，速度的变化量与发生这一变化所需时间的比值叫加速度，即

⑶对加速度的理解要点：

①注意速度和加速度两个概念的区别，速度是描述物体运动快慢和方向的物理量，是位移和时间的比值，加速度是描述物体速度变化快慢和方向的物理量，是速度变化和时间的比值，速度和加速度都是矢量，速度的方向就是物体运动的方向，而加速度的方向不是速度的方向，而是速度变化的方向，所以加速度方向和速度方向没有必然的联系。

②加速度的定义式不是加速度的决定式，在该式中加速度并不是速度变化量和时间t决定，不能由此得出a与成正比、与时间t成反比的结论，加速度的决定式，即物体的加速度由合外力和物体的质量决定，加速度跟合外力成正比，跟质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。

③物体做加速直线运动还是做减速直线运动，判断的依据是加速度的方向和速度方向是相同还是相反，只要加速度方向跟速度方向相同，物体的速度一定增大(即加速直线运动)，只要加速度方向跟速度方向相反，物体的速度一定减小(即减速直线运动)。

7.匀速直线运动

(1)定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移相等，这种运动就叫做匀速直线运动，定义中的“相等时间”应理解为所要求达到的精度范围内的任意的相等时间。

(2)规律：匀速直线运动中，物体的位移与时间成正比。

(3)公式：

⑴x=vt

⑵t=x/v

⑶v=x/t

8.用电火花计时器(或电磁打点计时器)测速度

电磁打点计时器使用交流电源，工作电压在10V以下。电火花计时器使用交流电源，工作电压220V。当电源的频率是50Hz时，它们都是每隔0.02s打一个点。

9.用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动的速度随时间的变化规律

10.匀变速直线运动

(1)定义：在变速直线运动中，如果在任意相等的时间内速度的改变相等，这种运动称为匀变速直线运动。又定义为物体沿一直线运动，而且加速度不变的运动叫匀变速直线运动

(2)分类：

匀加速直线运动：速度均匀增加

匀减速直线运动：速度均匀减小

1.参考系

⑴定义：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的假定不动的物体，叫做参考系。

⑵对同一运动，取不同的参考系，观察的结果可能不同。

⑶运动学中的同一公式中涉及的各物理量应以同一参考系为标准，如果没有特别指明，都是取地面为参考系。

2.质点

⑴定义：质点是指有质量而不考虑大小和形状的物体。

⑵质点是物理学中一个理想化模型，能否将物体看作质点，取决于所研究的具体问题，而不是取决于这一物体的大小、形状及质量，只有当所研究物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小，可以将其形状和大小忽略时，才能将物体看作质点。

⑴物体可视为质点的主要三种情形：

①物体只作平动时;

②物体的位移远远大于物体本身的尺度时;

③只研究物体的平动，而不考虑其转动效果时。

3.时间与时刻

⑴时刻：指某一瞬时，在时间轴上表示为某一点。

⑵时间：指两个时刻之间的间隔，在时间轴上表示为两点间线段的长度。

⑶时刻与物体运动过程中的某一位置相对应，时间与物体运动过程中的位移(或路程)相对应。

4.位移和路程

⑴位移：表示物体位置的变化，是一个矢量，物体的位移是指从初位置到末位置的有向线段，其大小就是此线段的长度，方向从初位置指向末位置。

⑵路程：路程等于运动轨迹的长度，是一个标量。

当物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程。

5.速度、平均速度、瞬时速度

⑴速度：是表示质点运动快慢的物理量，在匀速直线运动中它等于位移与发生这段位移所用时间的比值，速度是矢量，它的方向就是物体运动的方向。

⑵平均速度：物体所发生的位移跟发生这一位移所用时间的比值叫这段时间内的平均速度，即，平均速度是矢量，其方向就是相应位移的方向。

⑶瞬时速度：运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度，其方向就是物体经过某有一位置时的运动方向。

6.加速度

⑴加速度是描述物体速度变化快慢的的物理量，是一个矢量，方向与速度变化的方向相同。

⑵做匀速直线运动的物体，速度的变化量与发生这一变化所需时间的比值叫加速度，即

⑶对加速度的理解要点：

①注意速度和加速度两个概念的区别，速度是描述物体运动快慢和方向的物理量，是位移和时间的比值，加速度是描述物体速度变化快慢和方向的物理量，是速度变化和时间的比值，速度和加速度都是矢量，速度的方向就是物体运动的方向，而加速度的方向不是速度的方向，而是速度变化的方向，所以加速度方向和速度方向没有必然的联系。

②加速度的定义式不是加速度的决定式，在该式中加速度并不是速度变化量和时间t决定，不能由此得出a与成正比、与时间t成反比的结论，加速度的决定式，即物体的加速度由合外力和物体的质量决定，加速度跟合外力成正比，跟质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。

③物体做加速直线运动还是做减速直线运动，判断的依据是加速度的方向和速度方向是相同还是相反，只要加速度方向跟速度方向相同，物体的速度一定增大(即加速直线运动)，只要加速度方向跟速度方向相反，物体的速度一定减小(即减速直线运动)。

7.匀速直线运动

(1)定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移相等，这种运动就叫做匀速直线运动，定义中的“相等时间”应理解为所要求达到的精度范围内的任意的相等时间。

(2)规律：匀速直线运动中，物体的位移与时间成正比。

(3)公式：

⑴x=vt

⑵t=x/v

⑶v=x/t

8.用电火花计时器(或电磁打点计时器)测速度

电磁打点计时器使用交流电源，工作电压在10V以下。电火花计时器使用交流电源，工作电压220V。当电源的频率是50Hz时，它们都是每隔0.02s打一个点。

9.用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动的速度随时间的变化规律

10.匀变速直线运动

(1)定义：在变速直线运动中，如果在任意相等的时间内速度的改变相等，这种运动称为匀变速直线运动。又定义为物体沿一直线运动，而且加速度不变的运动叫匀变速直线运动

(2)分类：

匀加速直线运动：速度均匀增加

匀减速直线运动：速度均匀减小

11.自由落体运动

(1)概念：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动

(2)实质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，加速度叫做自由落体加速度，也叫做重力加速度。

(3)规律：vt= gt;h= ;vt2= 2gh。

12.伽利略对自由落体运动的研究

科学研究过程：

(1)对现象的一般观察

(2)提出假设

(3)运用逻辑得出推论

(4)通过实验对推论进行检验

(5)对假说进行修正和推广

伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐结合起来。

13.力

(1)力的定义：力是物体对物体的作用，力不能离开物体而存在。

(2)力的基本特征

①力的物质性：力不能脱离物体而独立存在.不论是直接接触还是不直接接触;不论是微观还是宏观，有力就一定存在施力和受力物体.

②力的相互性：力的作用是相互的，施力物体同时也一定是受力物体.

③力的矢量性：力是矢量，其合成与分解遵从平行四边形定则，有大小和方向.

④力的独立性：一个力作用于某一物体上产生的效果，与这个物体是否同时受到其他力的作用无关.

(3)力的作用效果：使物体产生形变或使物体运动状态发生改变.

(4)力的分类：

①按性质分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等.

②按效果分：拉力、压力、动力、阻力、向心力、回复力等.

③按研究对象分：内力和外力

④按是否与物体接触分：接触力和非接触力

(5)力的三要素：大小、方向、作用点

(6)力的图示：用一根带箭头的线段来表示力的大小、方向、作用点的方法就是力的图示

(7)力的国际单位：牛顿(N).

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