浅谈高中物理教学中的科学探究 长沙市周南中学蔡灿飞 高中物理课程的基本理念：课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。可见，《课程标准》特别将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，使学生在学习物理知识技能的同时，经历科学探究过程，学习科学方法，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神．本文从实施探究式教学的重要性和实施探究式教学的主要途径两个方面谈谈自己的一些教学体会，供专家同行参考。 一、实施探究式教学是适应课程改革的需要 1、有利于唤起学生的学习兴趣与好奇心。 李远哲说过：科学家就是充满好奇心的长不大的儿童。这至少说明两点，一是说儿童的天性是好奇，二是说好奇在科学发现中起着不可或缺的作用。 丁肇中也说过：对于科学研究“最重要的是要有好奇心，对自己做的事情要感兴趣，要为之而勤奋与不懈地工作。”同样的道理，中学生学习物理的原动力主要应该来自于对物理学的兴趣与好奇心。如果学生仅仅是依靠功利目标（如为了上一所好大学，为了将来谋一份工作等）指向而学习是远远不够的。因为只有功利目标指向的学习很少会有学习的乐趣，更多的是感到枯燥。 传统的教学任务是传道、授业与解惑。在今天，传道、授业与解惑仍然是需要的，但又是不全面的，至少还应该有激趣、启奇和求疑。探究性教育理念指导下的物理教学过程才可能是激趣、启奇和求疑的过程。 2、有利于学生主动建构并理解科学知识。 按照建构主义教学理论，学生的知识是在教师的有效指导下，由学生通过一系列复杂的心理活动主动建构的。诚然，传统的教学方法也能够使学生建立完整的知识结构，但是，这种知识结构大多是靠教师“灌”、学生“背”形成的，这种机械式的接受式学习建立的知识结构往往是暂时的、脆弱的，也是不深刻的，而通过学生主动建构产生的知识结构才是牢固的、持久的与内化的。 怎样才能让学生主动地建构起科学的完整的物理学知识体系呢？探究性的教学思想为学生主动建构知识提供了较好的平台。在探究性教学思想的指导下，教师通过创设挑战性的问题、提供必要的背景、演示生动的实验、设置简化的模型等情境，让学生在自由、宽松的氛围中走进物理世界，在愉悦的环境下通过独立思考或合作学习等方式建构物理学知识，在熟悉的生活背景与社会背景下运用物理知识。这样的学习方式无疑是有意义的和有效的学习。
大学物理竞赛指导-经典力学选例 一．质点运动学 基本内容：位置，速度，加速度，他们的微积分关系，自然坐标下切、法向加速度，*极坐标下径向速度，横向速度，直线运动，抛物运动，圆周运动，角量描述，相对运动 1.运动学中的两类问题 (1)已知运动方程求质点的速度、加速度。这类问题主要是利用求导数的方法。 例1 一艘船以速率ｕ驶向码头P ，另一艘船以速率v 自码头离去，试证当两船的距离最短时，两船与码头的距离之比为： ()()ααcos :cos v v ++u u 设航路均为直线，α为两直线的夹角。 证：设任一时刻船与码头的距离为x 、y ，两船的距离为l ，则有 α c o s 2222xy y x l -+= 对ｔ求导，得 ()()t x y t y x t y y t x x t l l d d c o s 2d d c o s 2d d 2d d 2d d 2αα--+= 将v , =-=t y u t x d d d d 代入上式，并应用0d d =t l 作为求极值的条件，则得 ααcos cos 0yu x y ux +-+-=v v ()()αα c o s c o s u y u x +++-=v v 由此可求得 ααc o s c o s v v ++=u u y x 即当两船的距离最短时，两船与码头的距离之比为 ()()αα c o s c o s v : v ++u u (2)已知质点加速度函数a ＝a (x ，v ，t )以及初始条件，建立质点的运动方程。这类问题主要用积分方法。 例2 一质点从静止开始作直线运动，开始时加速度为a 0，此后加速度随时间均匀增加，经过时间τ后，加速度为2a 0，经过时间2τ后，加速度为3 a 0 ,…求经过时间n τ后，该质点的速度和走过的距离。 解：设质点的加速度为 a = a 0+α t ∵ t = τ 时， a =2 a 0 ∴ α = a 0 /τ 即 a = a 0+ a 0 t /τ ， 由 a = d v /d t ， 得 d v = a d t t t a a t d )/(d 0 000τ??+=v v ∴ 2002t a t a τ +=v
大学物理学 习题答案 习题一答案 习题一 1.1 简要回答下列问题： (1) 位移和路程有何区别？在什么情况下二者的量值相等？在什么情况下二者的量值不相等？ (2)平均速度和平均速率有何区别？在什么情况下二者的量值相等？ (3)瞬时速度和平均速度的关系和区别是什么？瞬时速率和平均速率的关系和区别又是什么？ (4) 质点的位矢方向不变，它是否一定做直线运动？质点做直线运动，其位矢的方向是否一定保持不 变？ (5) r ?v 和r ?v 有区别吗？v ?v 和v ?v 有区别吗？0dv dt =v 和0d v dt =v 各代表什么运动？ (6) 设质点的运动方程为：()x x t = ，()y y t =，在计算质点的速度和加速度时，有人先求出 r = dr v dt =及22d r a dt = 而求得结果；又有人先计算速度和加速度的分量，再合成求得结果，即 v =及a =你认为两种方法哪一种正确？两者区别何在？ (7)如果一质点的加速度与时间的关系是线性的，那么，该质点的速度和位矢与时间的关系是否也是线性 的？ (8) “物体做曲线运动时，速度方向一定在运动轨道的切线方向，法向分速度恒为零，因此其法向加速 度也一定为零.”这种说法正确吗？ (9)任意平面曲线运动的加速度的方向总指向曲线凹进那一侧，为什么？ (10)质点沿圆周运动，且速率随时间均匀增大，n a 、t a 、a 三者的大小是否随时间改变？ (11)一个人在以恒定速度运动的火车上竖直向上抛出一石子，此石子能否落回他的手中？如果石子抛出后，火车以恒定加速度前进，结果又如何？ 一质点沿x 轴运动，坐标与时间的变化关系为224t t x -=，式中t x ,分别以m 、s 为单位，试计算：(1)在最初s 2内的位移、平均速度和s 2末的瞬时速度；(2)s 1末到s 3末的平均加速度；(3)s 3末的瞬时加速度。 解：
对科学本质和科学素养的思考 科学的本质是近年来世界范围内科学教育改革关注的热点问题之一。美国科学促进会1985年制定的《2061 计划——面向所有美国人的科学》和1993年制定的《科学素养基准》，以及1996年美国国家科学院颁布的《美国国家课程标准》都明确指出，理解科学的本质是科学素养的重要组成部分。理解科学的本质，实际上是要回答“科学是什么”的问题。表面上看来，这好像是一个非常普通而简单的问题，但是，进一步思考不难发现，要较为全面地回答“科学是什么”却并非易事。由于认识的角度不同，人们对“科学是什么”的问题一直存在着不同的看法，至今没有给出一致的回答。如：美国著名科学哲学家G·萨顿在《美国百科全书》中把科学理解为：科学为系统化的实证知识。而英国的科学哲学家乔治·奥威尔认为，科学一般被定义为：1.精确科学，如化学、物理等；2.一种通过逻辑推理从观察到的事实得出可验证的结论的思维方式。尽管如此，从科学发展的历史和科学研究的对象、过程、方法、科学研究的成果等方面来看，对于现代科学的一些基本特征，人们还是有很多共识的。 2006年3月20日，国务院颁发的《全民科学素养行动计划纲要 （2006-2010-2020年）》对科学素养的定义为：“公民具备基本科学素养一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。” 对于一个科学教师而言，她自身所秉持的对于科学本质和科学素养的信念，必将影响其在课堂上的施教，教师甚至会将既定的课程加以调整，以符合其秉持的关于科学本质的信念。如果教师认为科学本质上是一套客观的陈述，是客观的真理，其教学行为就会使学生形成传统的科学本质观，其教学也往往注重知识的传承，缺乏知识的产生过程，容易导致学生学习科学时形成思维定势，把科学知识当作绝对真理，不能理解科学知识的建构性和差异性。因此，作为科学教育的组织者、引导者，教师首先应当对传统的科学本质观进行深刻反思，树立起现代的科学本质观。 现代的科学本质观认为，科学知识都不是最终真理，科学知识的形成是一个
物理教学的科学性、严谨性、逻辑性 ———浅谈在中学物理教学中科学素养的培养 毕传平 在平时的听课学习中发现，有很多教师甚至包括一些老教师，对物理教学的科学性、严谨性、逻辑性不甚了解，或者是要求不够严格，导致在教学中出现很多问题，如出现科学性错误、结论表述不够严谨、过程分析思维混乱没有逻辑性，学生越听越乱，学习教学效率低下，长此以往导致学生养成脱离实际、浮躁不求甚解、生搬硬套的习惯，这对学生毕业以后走上工作岗位解决实际问题也是非常不利的、对学生的终生发展也是不利的。如果大多数教师在平时教学中不能认真钻研教材、认真备课、提供科学严谨逻辑性强的优化方案，除了对学生个人的发展不利，也将影响整个国家的发展。因为中学物理学科的特点，作为我们物理教师培养学生科学素养的责任尤其重大，我们应当担当起这个责任。下面就分别阐述物理教学的科学性、严谨性、逻辑性，并结合具体事例分析。 一、科学性是指表述的内容是否符合客观实际，是否反映出事物的本质和内在规律，即概念、定义、论点是否正确，论据是否充分，实验材料、实验数据、实验结果是否可靠等。物理学是一门自然科学，在进行中学物理教学时，首先应当注重教学的科学性。无论是对物理现象、物理概念和物理规律的描述与表达，还是实验与习题的内容、数据等，都应当正确无误符合科学性。当然,不是说要一次就把某个问题讲深、讲透、讲全,而是要求不论在内容上和方法中都不应有科学性的错误。关于物理教学中的科学性典型错误有很多，下面所举的例题都很简单但又是不经意间常犯的错误。 【例1】、在一次公开课上，有一位老师分析下例：如图1所示，在光滑的绝缘水平面上固定两个同种正电荷P 、Q ，在PQ 连线上的M 点，由静止释放一带正电滑块，则滑块由静止开始一直向右运动到PQ 连线上的N 点时速度为零。关于此过程中下列说法正确的是（ ） A ．滑块受到的电场力一定是先减小后增大 B ．滑块的电势能一直减小 C ．PM 间距一定小于QN 间距 D ．滑块此后将在MN 间做往复简谐运动 分析：根据等量同种电荷电场线的分布规律，可知在PQ 连线的中点处场强为零，从P 、Q 到中点场强逐渐减小，故选项A 正确；滑块电势能变化由电场力做功决定，可知选项B 错误；由滑块的受力可知：滑块先做加速度减小的加速运动，到MN 中点时加速度为零，速度最大，然后向右做加速度增大的减速运动，到N 点速度为零、加速度向左最大，再返回做对称的运动，因此可作出滑块的速度—时间图像如图2所示，与弹簧振子的运动情况完全相似，所以滑块也做简谐运动，如取MN 连线中点为平衡位置O 、向右为位移正方向，可作出滑块的位移—时间图像如图3所示。故选项AD 正确。 【问题提出】 图1 P M Q N 图2 图3
八年级《物理》 第五章质量与密度 第三节《科学探究：物质的密度》 教学设计
第五章 质量与密度 第三节 科学探究：物质的密度 课程标准 科学内容 1.2.3通过实验，理解密度。会测量固体和液体的密度。解释生活中一些与密度关的物理现象。 科学探究 1、通过体验科学探究的过程，熟悉科学探究的几个主要要素。 2、会测量固体和液体的密度。 3、通过实验，理解密度。 学习任务分析 ： 本节是力学的基础部分，与前几章的“简单现象”相比，知识的讲述深入了一层，本节可以看成是质量的深化和延续，又是对物质世界认识的一种探索，同时也是学习液体压强，阿基米德原理，以及浮沉条件的重要基础。 学生现状分析： 初二学生现阶段能力发展水平不平衡，形象思维能力较强，逻辑思维能力发展水平不高，学生已有“物体体积越大， 质量越大”生活经验，已初步掌握了测量液体、固体质量和体积的方法， 同时 学生动手操作能力和欲望比较强，乐于参与实验，但学生分析实验数据的能力欠缺，为此，在本节课密度概念教学时，我将难度分解，逐层递进，分段探究，各个击破的方式方法，便于学生更好的理解密度概
念。 学习目标 1、通过体验科学探究的过程，熟悉科学探究的几个要素； 2、学习应用“比值”的方法定义物理量，建立密度的概念，认识密度的公式、单位； 3、理解密度是物质的特性； 4、解释生活中一些与密度有关的物理现象； 学习重点和难点 1、重点：通过体验科学探究的过程，熟悉科学探究的几个主要 要素。学习应用“比值”的方法定义物理量，建立密度概念，认识密度公式和单位。 2、难点：理解密度是物质的一种特性。 教法和学法： 教法：科学探究，小组合作。 学法：指导学生会利用比较、类比以及“比值”定义物理量的方法，正确建立密度的概念。 教学准备 教学课件：一个 演示实验器材：纯水、盐水、酒精各一杯、托盘天平，相同体积的铝块2个，铜块1个，塑料泡沫1块。 分组实验器材：天平（9架），砝码（9盒），量筒（9个），刻度尺，烧杯；
第11章习题答案 11-1 无限长直线电流的磁感应强度公式为B ＝μ0I 2πa ，当场点无限接近于导线时(即a →0)， 磁感应强度B →∞，这个结论正确吗？如何解释？ 答：结论不正确。公式a I B πμ20= 只对理想线电流适用，忽略了导线粗细，当a →0， 导线的 尺寸不能忽略，电流就不能称为线电流，此公式不适用。 11-2 如图所示，过一个圆形电流I 附近的P 点，作一个同心共面圆形环路L ，由于电流分布的轴对称，L 上各点的B 大小相等，应用安培环路定理，可得∮L B ·d l ＝0，是否可由此得出结论，L 上各点的B 均为零？为什么？ 答：L 上各点的B 不为零. 由安培环路定理 ∑?=?i i I l d B 0μ 得 0=??l d B ，说明圆形环路L 内的电流代数和为零，并不 是说圆形环路L 上B 一定为零。 10-3 设题10-3图中两导线中的电流均为8A ，对图示的三条闭合曲线a ,b ,c ，分别写出安培环路定理等式右边电流的代数和．并讨论： (1)在各条闭合曲线上，各点的磁感应强度B 的大小是否相等? (2)在闭合曲线c 上各点的B 是否为零?为什么? 解： ?μ=?a l B 0 8d ? μ=?ba l B 08d ?=?c l B 0d (1)在各条闭合曲线上，各点B 的大小不相等． (2)在闭合曲线C 上各点B 不为零．只是B 的环路积分为零而非每点0=B ． 11-4 把一根柔软的螺旋形弹簧挂起来，使它的下端和盛在杯里的水银刚好接触，形成串联电路，再把它们接到直流电源上通以电流，如图所示，问弹簧会发生什么现象？怎样解释？ 习题11-2图
来自课堂的“诊断”报告 充满智慧与挑战的新一轮课程改革给教学带来了生机与活力。我们欣喜地看到，教师的教学观念正在逐步更新，学生的学习方式正在得到改变，课堂充满学生成长的气息。但又不可否认的是，在自主、合作、探究的“热闹”背后，透露出浮躁、盲从和形式化倾向，学生内在的情感和思维并没有真正被激活。如何正确把握新旧学习方式和教学观念的转换，应引起我们的高度注意，并切实帮助教师从困惑与误区中走出来。 目标：三维教学目标是一个整体 新课程在追求知识与技能的同时，更加重视情感、态度与价值观。这三维目标不是三大块，不是在知识与技能上加上情感、态度与价值观。因为能力、情感、态度与价值观是依附于知识的发生、发展过程之中的，是在不断探究知识、掌握技能的过程中形成和发展的，学生在学习过程中始终都有一个情感、态度倾向，这种倾向可能是积极的，也可能是消极的。教师的责任就是要在传授知识的过程中，使学生形成积极良好的学习情感和态度，逐步养成正确的价值观。能力的培养、情感的体验，都需要教师通过知识与技能的学习来落实，同样，也只有通过能力的培养和情感的体验来帮助学生更加有效地学习知识和技能，也就是说新课程强调的三维目标是一个整体。 如思想品德教师讲孝敬父母，单纯靠教师站在讲台上给学生讲：为什么要孝敬父母，如何孝敬父母，学生只是机械地接受，难以产生情感上的共鸣。如果换一种思路，先让学生回家调查：“父母在养育你的过程中，遇到了哪些艰辛？在工作中碰到了哪些困难？他们对你有哪些希望”，然后在课堂上让学生以“夸夸我的爸爸妈妈”和“我应如何报答他们”为主题进行汇报。在这一过程中，单调、枯燥的内容也显得亲切有趣，变得容易理解和掌握，学生增进了对父母的感情，能力也得到了培养。 在教学中，一些教师过分关注正确结果，不重视展示思维碰撞的曲折过程，这不仅对能力培养不利，也不利于学生养成良好的学习习惯和科学态度。如一位教师组织学生利用装沙子的办法测量、探究圆柱体和圆锥体的体积关系，在学生分别汇报各组测量、计算的数据后，教师只选择了符合或比较接近公式的数据，而对其它数据一律不予理会。这就等于暗示学生，数据是可以人为选择的，学生经过客观探究来的数据是可以修改的，因为教师事先已有准备。这显然对培养学生的探究意识与科学态度不利。如果教师利用这次机会，教育学生在探究中要仔细认真，尊重事实，并指导学生掌握测量方法，如可多次测量，取平均值。这样，知识、技能的学习就与能力的培养，情感、态度、价值观的教育融为一体了。 教材：用课程意识来整合 以往的教学是教师围绕教材转，教材是“圣经”，教师只要“紧扣教材”，“落实教材”，就是完成了教学目标。新课程提出教材不等于课程，“生活世界”才是课程的范围，教师需要对课程进行适当的“剪裁”和“加工”，使之更适合学生发展。但在实际中，有一些教师认为重组教材就是根据自己和学生的喜好更换教材内容，把关注的重点放在调整教材内容或设计活动上，忽视了对课程标准的理解和创生，反而使新的课程理念难以实现。 如有的教师为了表明自己的“改革意识”强，不加分析地对教材进行调整。一位教师教“测量”，教材提示的活动是让学生量一量“桌子有多长”，让学生利用手掌或其它方法测量课桌、讲台的长度。但教师却先讲尺子的认读与使用等基础知识，教材上的测量只是作为作业来完成。显然，教材安排的目的是从学生身边事物入手，让学生在实际操作中体验到仅凭
浙江工业大学学校 204 条目的4类题型式样及交稿式样 热力学第一定律、典型的热力学过程 一. 选择题 题号：20412001 分值：3分 难度系数等级：2 1 如图所示，一定量理想气体从体积V1，膨胀到体积V2分别经历的过程是：A→B等压过程，A→C等温过程；A→D绝热过程，其中吸热量最多的过程 (A) 是A→B. (B) 是A→ C. (C) 是A→D. (D) 既是A→B也是A→C, 两过程吸热一样多。 [ ] 答案：A 题号：20412002 分值：3分 难度系数等级：2 2 质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加一倍．那么气体温度的改变(绝对值)在 (A) 绝热过程中最大，等压过程中最小． (B) 绝热过程中最大，等温过程中最小． (C) 等压过程中最大，绝热过程中最小． (D) 等压过程中最大，等温过程中最小．［］ 答案：D 题号：20412003 分值：3分 难度系数等级：2 V
3 一定量的理想气体，从a 态出发经过①或②过程到达b 态，acb 为等温线(如图)，则①、②两过程中外界对系统传递的热量Q 1、Q 2是 (A) Q 1>0，Q 2>0． (B) Q 1<0，Q 2<0． (C) Q 1>0，Q 2<0． (D) Q 1<0，Q 2>0． ［ ］ 答案：A 题号：20413004 分值：3分 难度系数等级：3 4 一定量的理想气体分别由初态a 经①过程ab 和由初态a ′经 ②过程a ′cb 到达相同的终态b ，如p －T 图所示，则两个过程中 气体从外界吸收的热量 Q 1，Q 2的关系为： (A) Q 1<0，Q 1> Q 2． (B) Q 1>0，Q 1> Q 2． (C) Q 1<0，Q 1< Q 2． (D) Q 1>0，Q 1< Q 2． ［ ］ 答案：B 题号：20412005 分值：3分 难度系数等级：2 5. 理想气体向真空作绝热膨胀． (A) 膨胀后，温度不变，压强减小． (B) 膨胀后，温度降低，压强减小． (C) 膨胀后，温度升高，压强减小． (D) 膨胀后，温度不变，压强不变． ［ ］ 答案：A 题号：20412006 分值：3分 难度系数等级：2 6. 一定量的理想气体，从p －V 图上初态a 经历(1)或(2)过程到达末态b ，已知a 、b 两 态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线)，则气体在 (A) (1)过程中吸热，(2) 过程中放热． (B) (1)过程中放热，(2) 过程中吸热． (C) 两种过程中都吸热． (D) 两种过程中都放热． ［ ］ 答案：B 题号：20412007 分值：3分 p p p V
功率 [随堂检测] 1．下列关于功率的说法中正确的是( ) A ．由P ＝W t 知，力做的功越多，功率越大 B ．由P ＝Fv 知，物体运动得越快，功率越大 C ．由W ＝Pt 知，功率越大，力做的功越多 D ．由P ＝Fv cos α知，某一时刻，即使力和速率都很大，但功率不一定大 解析：选D.在P ＝W t 中，只有P 、W 、t 中两个量确定后，第三个量才能确定，故选项A 、C 错误；在P ＝Fv 中，P 还与F 有关，故选项B 错误；在P ＝Fv cos α中，P 还与α有关，故选项D 正确． 2．起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其v －t 图象如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是图中的哪一个( ) 解析：选B.在0～t 1时间内，重物加速上升，设加速度为a 1，则据牛顿第二定律可得钢索的拉力F 1＝mg ＋ma 1，速度v 1＝a 1t ，所以拉力的功率为P 1＝m (a 1＋g )a 1t ；在t 1～t 2时间内，重物匀速上升，拉力F 2＝mg ，速度为v 2＝a 1t 1，所以拉力的功率为P 2＝mga 1t 1；在t 2～t 3时间内，重物减速上升，设加速度大小为a 2，则据牛顿第二定律可得钢索的拉力F 3＝mg －ma 2，速度v 3＝a 1t 1－a 2t ，所以拉力的功率为P 3＝m (g －a 2)(a 1t 1－a 2t )．综上所述，只有选项B 正确． 3．课外活动时，王磊同学在40 s 的时间内做了25个引体向上，王磊同学的体重大约为50 kg ，每次引体向上大约升高0．5 m ，试估算王磊同学克服重力做功的功率大约为( ) A ．100 W B ．150 W C ．200 W D ．250 W 解析：选B.每次引体向上克服重力做的功约为W 1＝mgh ＝50×10×0.5 J ＝250 J 40 s 内的总功W ＝nW 1＝25×250 J ＝6 250 J 40 s 内的功率P ＝W t ＝ 6 250 40 W ≈156 W ． 4．某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k 1和k 2 倍，最大速率分别为v 1和v 2，则( )
谈初中物理教学中的科学探究 初中物理新课程标准和教材突出了对学生素质的全面培养，突出了知识建构的过程，尤其是在教学的方法上，强调了科学探究。下面，就科学探究在教学中的运用谈几点看法： 一、要创设问题情景，营造探究氛围 学生在学习过程中必然会遇到许多认知问题，这些问题交织在一起，成为学生探究的心理动力和探究式课堂教学的契机。中学生有很强的求知欲，时常表现为思想上的困惑和疑问，正是这些思想和认知问题驱动学生去追求知识、探索真理。因此，在教学中教师要善于把教材中既定的物理观点转化为问题，以展现知识的发生发展过程，借助具有内在逻辑联系的问题设计，促使学生思考，逐步培养学生自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，使学生真正成为知识的主动建构者。例如，在《自由落体运动》的教学中，根据伽利略反驳亚里斯多德的观点,设计成这样的问题：假如越重的物体下落得越快,越轻的物体下落得越慢,那么将这个重物和这个轻物拴在一起,快慢情况又如何呢?有的同学说,两物相加更重了,应该下落得更快；有的同学说,重物的下落由于受到轻物的牵制,下落肯定要比原来慢。学生经过探究，逐步寻找正确的答案。这样，通过挖掘教材，设置问题，让问题在学生新的需要与原有水平之间产生冲突，激发了学生的学习动机，不断切入学生思维的最近发展区，不断地缩短学生原有水平与学习目标之间的距离，使学生成为知识的主动建构者。 二、循序渐进，逐步深入 探究式教学强调了学生的参与和主动学习，但是探究活动的安排应有一定的梯度。 1、探究式教学在具体活动的安排上，应遵循由易到难的原则，逐步加大探究力度 从探究的环节上来看，可以逐个环节地训练。如可以先从提出问题开始。对问题的提出也可以由浅到深，对问题的表达来说可以由粗糙到精确。对于一个探究活动也可着重于探究某个或某几个方面。例如，对于《声音的产生》部分的教学中，可以着重于提出问题；探究摩擦力产生原因则着重于猜想与假设……另外，对于不同的学生，探究活动的要求不同，教师参与的程度也不同。 2、探究活动的数量应该由少到多，使教师和学生有一个逐步适应的过程 从总体上来说，可以将科学探究的环节渗透到不同的教学内容中。每一次探究活动，学生重点学习某一个环节涉及的有关方法。以便在完成一阶段学习之后达到对探究方法的整体了解。在此基础之上不断运用这些方法提高探究的能力。
例1：1 mol 氦气经如图所示的循环，其中p 2= 2 p 1，V 4= 2 V 1，求在1~2、2~3、3~4、4~1等过程中气体与环境的热量交换以及循环效率（可将氦气视为理想气体）。O p V V 1 V 4 p 1p 2解：p 2= 2 p 1 V 2= V 11234T 2= 2 T 1p 3= 2 p 1V 3= 2 V 1T 3= 4 T 1p 4= p 1V 4= 2 V 1 T 4= 2 T 1 （1）O p V V 1 V 4 p 1p 21234)(1212T T C M m Q V -=1→2 为等体过程， 2→3 为等压过程， )(2323T T C M m Q p -=1 1123)2(23RT T T R =-=1 115)24(2 5RT T T R =-=3→4 为等体过程， )(3434T T C M m Q V -=1 113)42(2 3 RT T T R -=-=4→1 为等压过程， )(4141T T C M m Q p -=1 112 5)2(25RT T T R -=-= O p V V 1 V 4 p 1p 21234（2）经历一个循环，系统吸收的总热量 23121Q Q Q +=1 112 13 523RT RT RT =+=系统放出的总热量1 41342211 RT Q Q Q =+=% 1.1513 2 112≈=-=Q Q η三、卡诺循环 A → B ：等温膨胀B → C ：绝热膨胀C → D ：等温压缩D →A ：绝热压缩 ab 为等温膨胀过程：0ln 1>=a b ab V V RT M m Q bc 为绝热膨胀过程：0=bc Q cd 为等温压缩过程：0ln 1<= c d cd V V RT M m Q da 为绝热压缩过程：0 =da Q p V O a b c d V a V d V b V c T 1T 2 a b ab V V RT M m Q Q ln 11= =d c c d V V RT M m Q Q ln 12= =, 卡诺热机的循环效率： p V O a b c d V a V d V b V c ) )(1 212a b d c V V V V T T Q Q (ln ln 11-=- =ηT 1T 2 bc 、ab 过程均为绝热过程，由绝热方程： 11--=γγc c b b V T V T 1 1--=γγd d a a V T V T (T b = T 1, T c = T 2)(T a = T 1, T d = T 2) d c a b V V V V =1 212T T Q Q -=- =11η p V O a b c d V a V d V b V c T 1T 2 卡诺制冷机的制冷系数： 1 2 1212))(T T V V V V T T Q Q a b d c ==(ln ln 2 122122T T T Q Q Q A Q -= -== 卡ω
习题11 1. 选择题 (1) 一圆形线圈在均匀磁场中作下列运动时, 哪些情况会产生感应电流( ) A. 沿垂直磁场方向平移 B. 以直径为轴转动, 轴跟磁场垂直 C. 沿平行磁场方向平移 D. 以直径为轴转动, 轴跟磁场平行 (2) 尺寸相同的铁环与铜环所包围的面积中, 通以相同变化率的磁通量, 环中( ) A. 感应电动势相同, 感应电流不同. B. 感应电动势相同, 感应电流相同. C. 感应电动势不同, 感应电流相同. D. 感应电动势不同. (3) 对于涡旋电场, 下列说法不正确的是( ) A. 涡旋电场对电荷有作用力. B. 涡旋电场由变化的磁场产生. C. 涡旋电场由电荷激发. D. 涡旋电场的电场线是闭合的. (4) 用线圈的自感系数L 来表示载流线圈磁场能量的公式2 12 m W LI =( ) A. 只适用于单匝圆线圈. B. 只适用于一个匝数很多, 且密绕的螺线环. C. 适用于自感系数L 一定的任意线圈. D. 只适用于无限长密绕螺线管. (5) 有两个长直密绕螺线管, 长度及线圈匝数均相同, 半径分别为1r 和2r . 管内充满均匀介质, 其磁导率分别为1μ和2μ. 设1212r r =, 1221μμ=, 当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后, 其自感系数之比12L L 与磁能之比12m m W W 分别为( ) A. 1211L L =, 1211m m W W =. B. 1212L L =, 1211m m W W =. C. 1212L L =, 1212m m W W =. D. 1221L L =, 1221m m W W =. 答案：B A C D C 2. 填空题 (1) 电阻2R =Ω的闭合导体回路置于变化磁场中, 通过回路包围面的磁通量与时间的关系 为23 (582)10()m t t Wb -Φ=+-?, 则在2t s =至3t s =的时间内, 流过回路导体横截面 的感应电荷等于______________C .
第11章 电磁感应 11.１ 基本要求 １理解电动势的概念。 ２掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律，能熟练地应用它们来计算感应电动势的大小，判别感应电动势的方向。 ３理解动生电动势的概念及规律，会计算一些简单问题中的动生电动势。 ４理解感生电场、感生电动势的概念及规律，会计算一些简单问题中的感生电动势。 ５理解自感现象和自感系数的定义及物理意义，会计算简单回路中的自感系数。 ６理解互感现象和互感系数的定义及物理意义，能计算简单导体回路间的互感系数。 ７理解磁能（磁场能量）和磁能密度的概念，能计算一些简单情况下的磁场能量。 ８了解位移电流的概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。 11.２ 基本概念 １电动势ε：把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时，非静电力所作的功，即 W q ε= ２动生电动势：仅由导体或导体回路在磁场中的运动而产生的感应电动势。 ３感生电场k E ：变化的磁场在其周围所激发的电场。与静电场不同，感生电场的电 场线是闭合的，所以感生电场也称有旋电场。 ４感生电动势：仅由磁场变化而产生的感应电动势。 ５自感：有使回路保持原有电流不变的性质，是回路本身的“电磁惯性”的量度。 自感系数L ：//m L I N I =ψ=Φ ６自感电动势L ε：当通过回路的电流发生变化时，在自身回路中所产生的感应电动势。
７互感系数M ：2112 12 M I I ψψ= = ８互感电动势12ε：当线圈２的电流2I 发生变化时，在线圈１中所产生的感应电动势。 ９磁场能量m W ：贮存在磁场中的能量。 自感贮存磁能：212 m W LI = 磁能密度m w ：单位体积中贮存的磁场能量22111 222 m B w μH HB μ=== １０位移电流：D d d I dt Φ= s d t ?=??D S ，位移电流并不表示有真实的电荷在空 间移动。但是，位移电流的量纲和在激发磁场方面的作用与传导电流是一致的。 １１位移电流密度：d t ?=?D j 11.３ 基本规律 １电磁感应的基本定律：描述电磁感应现象的基本规律有两条。 （１）楞次定律：感生电流的磁场所产生的磁通量总是反抗回路中原磁通量的改变。楞 次定律是判断感应电流方向的普适定则。 （２）法拉第电磁感应定律：不论什么原因使通过回路的磁通量（或磁链）发生变化，回路 中均有感应电动势产生，其大小与通过该回路的磁通量（或磁链）随时间的变化成正比，即 m i d dt εΦ=- ２动生电动势：()B B K A A i εd d ==???E l v B l ，若0i ε>,则表示电动势方向由A B →;若 0i ε<,则表示电动势方向B A → ３感生电动势：m K l s i d Φd εd d dt dt = ?=- =-? ?B E l S （对于导体回路） B K A i εd =?E l （对于一段导体） ４自感电动势：L dI εL dt =- ５互感电动势：12212d ΨdI εM dt dt =-=- ６麦克斯韦方程组
案例60 物理学中常用的几种科学思维方法 进入高三，高考在即。如何在高三物理复习中更好地提高学生的科学素质、推进知识向能力转化、提 高课堂教学的效率和质量，是摆在每个老师和学生面前的重要课题。物理教学中不仅要注重基础知识、基本规律的教学；更应加强对学生进行物理学研究问题和解决问题的科学思维方法的指导与训练。英国哲学家培根说过：“跛足而不迷路，能赶过虽健步如飞，但误入歧途的人”。学习也是这样，只有看清路，才能少走或不走弯路。可见，掌握物理学科的特点，熟悉物理研究问题和解决问题的方法是至关重要的。学好中学物理，不只是一个肯不肯用功的问题，它还有一个方法问题，掌握正确的思路和方法往往能起到事半功倍的效果。下面我们从高中物理综合复习教学的角度，通过对典型问题的分析、解答、训练，介绍常用的几种科学思维方法，以期达到减轻学生负担提高复习效率的目的。 1．模型法 物理模型是一种理想化的物理形态，将复杂的问题抽象化为理想化的物理模型是研究物理问题的基本 方法。科学家通常利用抽象化、理想化、简化、类比等把研究对象的物理学本质特征突出出来，形成概念或实物体系，即为物理模型。模型思维法就是对研究对象或过程加以合理的简化，突出主要因素忽略次要因素，从而解决物理问题的方法。从本质上说，分析物理问题的过程，就是构建物理模型的过程。通过构建物理模型，得出一幅清晰的物理图景，是解决物理问题的关键。实际中必须通过分析、判断、比较，画出过程图（过程图是思维的切入点和生长点）才能建立正确合理的物理模型。 [例1] 如图1－1所示，光滑的弧形槽半径为R （R>>MN 弧），A 为弧形槽的最低点，小球B 放在A 点 的正上方离A 点高度为h 处，小球C 放在M 点，同时释放，使两球正好在A 点相碰，则h 应为多大？ 解：对小球B ：其运动模型为自由落体运动， 下落时间为 t B ＝g h 2 对小球C ：因为R>>MN 弧，所以沿圆弧的运动模型是摆长等于R 的单摆做简 谐振动，从M 到A 的可能时间为四分之一周期的奇数倍 所以 t C ＝c T n 4)12(+ g R Tc π2＝ 解得：h ＝8 )12(22R n π+． （n ＝0，1，2……） 【评注】 解决本题的关键就在于建立C 小球的运动模型——单摆简谐振动，其圆弧的圆心相当于单摆的悬点，圆弧的半径相当于单摆的摆长，只要求出C 小球运动到A 点的时间，问题就容易解决了 [例2] 在光滑的水平面上有三个完全相同的小球排成一条直线，其中2、3小球静止，并靠在一起。而1小球以速度v 0朝它们运动，如图1－2所示，设碰撞中不损失机械能，则碰后三小球的速度的可能值是 （A ）v 1＝v 2＝v 3＝30v （B ）v 1＝0, v 2＝v 3＝20v （C ）v 1＝－v 0/3, v 2＝v 3＝320v （D ）v 1＝v 2＝0, v 3＝v 0 解：依题意碰撞无机械能损失，小球之间的碰撞一定是弹性碰撞，这里关键 是如何建立正确的碰撞过程模型。若把2、3两小球看成整体，建立1小球和2、3 小球之间的两体碰撞模型就会得出（C ）答案错误结论。其实2、3小球只是靠在一起并没有连接，加之碰撞过程的位移极小，必须建立三小球之间依次碰撞的过程模型，由两球弹性碰撞得速度依次交换，所以（D ）正确 【评注】 本题关键在于建立正确地符合客观规律的小球碰撞模型——两两依次碰撞，要做到这一点必须掌握好基本概念和基本规律，认真分析题意，抓住问题的本质才行。 [例3] 如图1－3所示，有一根轻质弹簧将质量为m 1和m 2的木块连在一起并置于水平面上，问必须在m 1上至少加多大的压力，才能在撤去压力后，
在物理教学中如何培养 学生核心素养 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
在物理教学中如何培养学生核心素养 在物理教学中，应从以下方面做起来培养学生的核心素养： 1、注重全体学生的发展，改变学科本位的观念 2、由“精英教育”改变为“大众教育”。义务教育阶段的物理教学目的是培养全体学生的科学素养，所以该阶段基础物理课程应该满足所有学生发展的需要，提升我国公民的科学素质。同时，课程的设置应主要以学生的发展为主，而非学科体系自身的完备。 在教学中，教师要观注全体学生，而不能只盯着几位尖子生。无论上课提问、辅导，还是课外活动等教师都要关心弱势学生。耐心地帮助他们提高学习，发展能力。同时，要优选教学内容，使教学内容能促进学生的能力提高，为他们的终身发展打下良好基础，而不要顾及学科的自身体系是否完备。 2、从生活走向物理，从物理走向社会。 课程设置应贴近学生的生活，让学生从身边熟悉的生活现象中去探究并认识物理规律，同时应将学生认识到的物理知识及科学研究方法与社会实践及其应用结合起来，让学生体会到物理在生活与生产中的实际应用。这不仅可以增强学生学习物理的兴趣，还可以培养学生良好的思维习惯和科学探究的能力。 在物理教学中，不仅要学生学到一定的物理基础知识，更要学生明白生活中的哪些现象可用什么物理知识来解释；同时会用物理知识指导生活、为社会生活服务。 3、注重科学探究，提倡学习方式多样化。 物理学习的主要目的不仅是学习物理知识，更重要的是让学生通过学习物理知识，学会学习，学会探究，形成正确的价值观。 在教学中，教师要注重科学探究的教学。要引导学生在探究中学习物理的研究方法，掌握一定的实验技巧和用数学处理物理问题的能力。同时养成正确的科学观和价值观。 科学探究不是唯一的课堂教学方式，教师可根据具体内容灵活地选用不同的教学方式。 4、注意学科渗透，关心科技发展。 随着认识的深入，人类把关于周围世界的知识分成不同的学科。这种人为的划分具有更方便地描述事物不同类别性质的优点，但也丧失了对于自然界的整体把握。然而，近代科学的进一步发展，特别是本世纪以来的科学进步，逐步揭示了物质的不同存在形式和运动形式之间存在着的内在本质联系，发现了原来被分割开的各门学科之间的联系和共性，以及各门学科共有的最基本、最本质的概念。在这种综合中，自然界的本质进一步得以显示。因此，为了培养符合时代发展需要的理想人才，为了使学生全面发展，要让学生整体地了解科学的发展及其与社会科学的相互渗透等。科学技术的发展为人类带来了福音，但也带来了一些负面影响。让学生认识科学技术整体的社会功能及必要的社会控制策略。在教学中，教师能以先进的教学理念进行教学，将是事半功倍的。这不仅让学生学到了科学知识，也学到了科学研究的方法，增强了科学能力，养成了正确的科学情感，态度和价值观。同时也能正确认识科学、技术与社会的关系。这将大大地提高学生的科学素养。
新20版练B1物理人教3.4.3力的分解 第三章相互作用力 第4节力的合成和分解 课时3力的分解 考点1对力的分解的理解 1.(广西南宁2019高一月考)关于合力与其两个分力的关系,下列说法中正确的是()。 A.合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同 B.两个分力的作用效果与它们合力的作用效果不一定相同 C.两个分力的大小之和就是合力的大小 D.一个力可以分解为任意大小的两个分力 答案：A 解析：两个分力的作用效果与其合力的作用效果一定是相同的,合力可以等效替代两个分力,A正确,B错误;分力与合力的关系遵从平行四边形定则,不符合平行四边形定则的分解都是不正确的,C、D错误。 2.(陕西宝鸡2019高一月考)(多选)力的合成和分解在生产和生活中有着重要的作用,下列说法中正确的是()。 A.高大的桥要建很长的引桥,减小斜面的倾角,是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力,达到行车方便和安全的目的 B.幼儿园的滑梯很陡,是为了增加小孩滑梯时受到的重力,使小孩下滑得更快 C.运动员做引体向上(缓慢上升)动作时,双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大,是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故 D.帆船能逆风行驶,说明风力一定能分解出沿船前进方向的分力 答案：AD 解析：汽车上桥时重力沿斜面向下的分力为mg sinθ,当引桥长时,θ角小,重力向下的分力小时,车行驶方便、安全,A项正确;B项中滑梯陡与小孩重力互不相干,B项错误;C中双臂产生的合力大小均等于人的重力,C项错误;风吹船帆使之向前航行一定是风力可以分解出沿船前进方向的分力,D项正确。 3.(广东中山2019高一月考)小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也推不动,他回忆起物理课堂上学习的“力的分解”知识,便想了个妙招:如图3-4-14所示,用A、B两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱就会被推动。下列说法中正确的是()。 图3-4-14 A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱 B.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大 C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力 D.这有可能,但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力 答案：C 解析：小明的重力可分解为沿两个木板方向的分力,由于两个木板夹角接近180°,根据平行四边形定则,可知分力可远大于小明的重力,选项C正确。