物理与体育第六节
- 格式:doc
- 大小:256.50 KB
- 文档页数:6
《超重和失重》微课教学设计引入实例:(设疑)电梯中有一台体重计,人站在体重计上,当人随电梯一起向下加速运动时,体重计对人的支持力是否等于重力大小?(学生猜想)。
实例分析:(探究)取人为研究对象,对人受力分析,人受竖直向下的重力mg和体重计竖直向,当电梯加速下降时,人随电梯一起向下加速运动,加速度竖直向上的支持力FN下,根据牛顿第二定律:=ma,mg-FN= mg- ma得 FNF<mgN体重计的示数所反映的视重(力)小于人所受的重力。
(牛顿第二定律的应用)[归纳]:(1)失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象,叫作失重现象。
[教师设疑]:若电梯向下运动时会不会出现体重计的示数比人的重力大呢?(学生猜想)。
[探究]:如果人随电梯一起向下减速运动,人受竖直向下的重力mg和体重计竖直向上的支持力F N ,加速度方向竖直向上,根据牛顿第二定律: F N - mg= ma 得F N = mg+ma F N >mg体重计的示数所反映的视重(力)大于人所受的重力。
[归纳]:(2)超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象,叫作超重现象。
[教师设疑]:若电梯向上加速或者减速运动,会不会出现超重或者失重现象呢? (学生猜想)。
[探究]:如果电梯向上加速运动, 根据牛顿第二定律: F N - mg= ma 得 F N = mg+ma F N >mg[结论]:超重现象 如果电梯向上减速运动, 根据牛顿第二定律: mg-F N =ma, 得 F N = mg- ma F N <mg[结论]:失重现象 [教师设疑]:如果体重计不是在电梯中,而是在地面上,人站在体重计上,体重计的示数(视重)一定等于人所受重力大小吗?原本静止在体重计上的人,突然开始下蹲,最终蹲着不动,在这个过程中,Fma v体重计的示数会如何变化呢?(以学生熟悉下蹲和起立为例,运用所学知识解决实际问题)。
《运动和力的关系》教学设计【设计依据】教育心理学研究成果显示,学习效果取决于学生学习的主动性。
因此教师在教学过程中应引导学生质疑、调查、探究、实践、即动手又动脑,创设能使学生主动参与的学习情景,激发他们学习物理的积极性。
【教材分析】〖地位作用〗在运动和力的关系中,惯性的知识是其中的一个重要概念,又与实践知识紧密相联。
明确惯性概念,理解惯性现象,既是学习运动和力的重点也是整个力学的基础,又是培养学生理论联系实际的重要途径。
本节课中的几个有趣的实验和解释生活中的惯性现象,对于培养学生的学习兴趣和重视物理知识的应用,都起着非常重要的作用。
但是,学生对“惯性”概念常感到抽象,不好理解,所以这节课的内容也是初中物理教学的难点之一。
在学习和解释大量的惯性现象后,这节课介绍了牛顿第一定律的知识。
牛顿第一定律是经典力学中三大定律之一,又称作惯性定律,有效地揭示了生活中的惯性现象。
前面我们已经学习了简单的运动,又学习了一些力学的简单知识,牛顿第一定律正是基于此基础上,像一条纽带将运动和力联系了起来。
是进一步分析和处理直线运动和力学问题的基础,起到承上启下的作用。
惯性知识是前面所学知识的延伸,进一步巩固和加深了前面所学的知识,是整个力学中的重点知识。
如果我们把所有力学现象看作一座大厦,那么牛顿三大定律则是这个大厦的奠基石。
是否领会这一物理规律,不仅影响学生对这一章的学习,而且会影响整个物理课程中力学部分的学习。
〖教学目标〗1、知识与技能:1)知道什么是惯性,认识一切物体都有惯性。
2)会解释惯性现象。
3)了解牛顿第一定律。
2、过程与方法:1)通过实验建立惯性概念。
2)通过观察和实验来体验任何物体都具有惯性。
3、情感态度价值观:1)通过活动和感受科学就在身边2)培养实事求是的科学态度。
〖教材重、难点〗教学重点:认识生活中的惯性现象。
教学难点:解释惯性现象。
【学情分析】学生在日常生活中有许多和惯性知识有关的体验,但如何描述和解释这些现象,学生是不清楚的。
沪科版8年级物理:第六章《力和运动》第二节力的合成【教学目标】知识与能力:1.知道什么是合力,什么是二力的合成。
2.会计算同一直线上两个力合力的大小,并会判断方向.能力目标:1.培养观察能力通过观察一个力作用在物体上产生的效果与两个力作用在物体上产生的效果相同的实验使学生明确实验中应观察什么现象,并由此分析出这些现象说明什么问题.进而认识到观察物理现象应首先明确观察目的,并根据观察目的明确观察什么,观察的各现象之间有什么关系,这些现象是如何说明所要观察的问题的.2.培养运用物理知识解决实际问题的能力.能计算同一直线上两个力的合力,确定合力的方向,能已知同一直线上两个力的合力及其中一个力,求另一个力的大小和方向.情感态度与价值观1、通过实验培养学生实事求是的科学态度和良好的意志品质.2、通过同一直线上两个力的合成的图示,培养学生欣赏线条美的能力。
【重点难点】:合力的概念;同一直线上同方向的二力合成,同一直线上反方向的两个力的合成【课时安排】:一课时【教具】弹簧、弹簧测力计(2个)、细绳。
【教法】讲解、实验探究法,讨论法。
教学过程(一)导入新课在日常生活中我们经常遇到这样的情况,当一个人用力推一个物体或者提起一个物体时如果力气不够,这时再过来一个人帮忙则往往会达到目的,但是如果换一个力气比较大的人,他一个人也可以达到目的.这时我们就说一个人经过努力达到的效果与两个人相同,今天我们就来专门研究这样的问题.(二)新课教学1.同一直线上二力的合成请同学们举出生活中的实例说明一个人用力作用的效果与两个人共同用力作用而产生的效果相同.学生讨论并举例例1两个小孩一同努力可以提起一桶水,一个大人就可以提起来.例2 一个人拉一辆车拉不动,再有一个人在后边推就可以把车推动,如果一个力气大的人一个人就可以拉动.例3 一根木头一人扛起来比较费劲,如果两个人一人扛一头则可以比较轻松的扛起来,但效果是相同的.以上同学们举的实例都非常对,这里所说的效果相同,在物理学中我们叫它等效,也可以叫等效代替,在学习物理中建立等效的观念十分重要.下面我们用实验来进一步研究这个问题.教师向学生介绍实验仪器,并开始下面的实验:将一根弹簧挂在支架上,弹簧后边用一块白纸板衬托.将一个物体挂在弹簧下,弹簧伸长一定的长度,其指针指在一定的位置,用笔在白纸板上标上记号.换用两个物体挂在弹簧下,弹簧指针指在同一位置.实验前让同学注意观察指针所指示的位置.实验结束后教师讲解并提出问题.可配合将实验过程制成图,用投影打出.如图所示将一个物体挂在弹簧下,说明这个物体对弹簧施加了一个力的作用.将两个物体挂在弹簧下,这两个物体分别对弹簧施加了力和.弹簧伸长说明了什么?说明力作用在弹簧上,使弹簧的形状发生了变化.共3页,当前第1页123挂一个物体和挂两个物体弹簧的伸长量是什么关系?说明了什么?弹簧的伸长量相同,说明一个力作用在弹簧上与两个力共同作用在弹簧上产生的效果相同.一个力(f)产生的效果跟两个力(和)共同作用产生的效果相同,这个力(f)就叫那两个力(和)的合力.求两个力的合力叫二力的合成.在讲解中要求同学注意,合力不是力的和,在后面的研究中同学们会逐步加深对这个问题的理解.请同学们列举一个物体受两个力作用的事例,前边举过的事例也可以重复.(学生边举例,教师边在黑板上画出示意图,以便于分析)【例11 一个人在前面拉车,另外一个人在后边推车.【例2】两个人共同提一桶水.【例3】房顶上的吊灯受到竖直向下的重力和电线的拉力.以上这些事例如果要分类的话可以分成几类?有两个力互成角度的,也有两个力在一条直线上的.在一条直线上的力有方向相同的,有方向相反的.在上面这些事例中,最简单的是同一直线上的两个力.我们先来研究同一直线上的二力合成问题.同一直线上两个力的合成有两种情况,一种是同一直线、方向相同,另一种是同直线方向相反.请同学们首先根据日常生活中的经验猜想一下,这两种情况合力的大小和方向与两个力的大小和方向是什么关系?在学生思考的基础上,请同学说出自己的猜想,教师把同学猜想的大意写在黑板上.请同学们打开课本看书上两个实验示意图和相关说明,看完后亲自完成这两个实验;验证一下自己的猜想.学生看书,然后开始实验,教师在同学中间巡视并进行指导,实验结束后提问.同一直线上,方向相同的两个力合力的大小及方向与两个分力是什么关系?同一直线上,方向相同的两个力的合力的大小等于这两个力的大小之和,合力的方向跟这两个力的方向相同.同一直线上,方向相反的两个力合力的大小及方向与这两个分力是什么关系?同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个力的大小之差,合力的方向跟较大的那个力相同.在完成上述内容的基础上教师可提问:两个小孩共同提一桶水,每个人都对水桶施加了一个力,大人一个人提一桶水,她对水桶如果施加的是一个竖直向上的力,如果他们提的是同一桶水,那么大人施加的力和两个小孩施加的力的效果是否相同?学生今天我们研究的是同一直线上的两个力的合成,这两个小孩施加的两个力不在同一直线上,不能用同一直线上二力合成的规律来研究这个问题.(三)总结、扩展今天我们研究同一直线二力合成的方法,这一方法就不能用来研究互成角度的两个力的合成问题.互成角度的两个力的合成遵循平行四边形法则,用力和为邻边作平行四边形,这个平行四边形的对角线就是它们合力的大小和方向.(以两个小孩提水桶问题为例,用平行四边形法则求出它们的合力)实际上同一直线上两个力的合成问题,是互成角度二力合成的特殊情况,课本第六节就是这方面的内容,同学们感兴趣可以先看书自学,然后我们再一起探讨.共3页,当前第2 页123【板书设计】第二节力的合成大小:等于两个力的大小之和方向相同的两个力的合力(实验探究)方向:与原方向相同同一直线上大小:等于两个力的大小之差方向相反的两个力的合力(实验探究)方向:与较大力的方向相同【反馈检测】1、两个人拉车上坡,甲的拉力为300牛,乙的拉力为500牛, 车所收水平方向上的合力是多少?2、重100牛的物体放在水平地面上,所受的合力为多大?【反思】此节课较为简单,但是不能省掉实验,否则,会导致一部分学生难以理解。
第六课汽车安全气囊系统组成及其工作原理
随着高速公路的发展和汽车性能的提高,汽车的行驶速度越来越快,特别是由于汽车拥有量的迅速增加,交通越来越拥挤,使得事故更为频繁,所以汽车的安全性就变得尤为重要。
安全气囊发展史
安全气囊从1952年就取得了专利,但在应用推广中经历了几上几下的波折,足足走过了30多年的漫长路途。
直至1984年,汽车碰撞安全标准(FMVSS208)在美国经多次被废除后又重新被认可并开始实施,其中规定从1995年9月1日以后制造的轿车前排座前均应装备安全气囊,同时还要求1998年以后的新轿车都装备驾驶者和乘客用的安全气囊,自此才确认了安全气囊的作用。
如今,这个在当年颇具创意性的发明已转为千百万个产品,种类也发展为正面气囊、侧面气囊、安全气帘等等。
各国生产的中高级轿车,大多数都装有安全气囊,有些轿车已将安全气囊列入必装件。
在国内,随着CMVDR294碰撞安全法规的开始实施,国内消费者对汽车被动安全性能的要求也越来越高,但目前除了极少数高级车装备了侧面气囊之外,大部分车型还只是安装了正面气囊。
安全气囊系统组成
驾驶员处的安全气囊
是存放在方向盘衬垫
内,因此,当您看见方
向盘上标有“SRS”或
“Airbag”字样,就可知此车装有安全气囊。
安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。
传感器和微处理器用以判断撞车程度,传递及发送信号;气体发生器根据信号指示产生点火动作,点燃固态燃料并产生气体向气囊充气,使气囊迅速膨胀。
气囊装在方向盘毂内紧靠缓冲垫处,其容量约50至90升不等,做气囊的布料具有很高的抗拉强度,多以尼龙材质制成,折叠起来的表面附有干粉,以防安全气囊粘着在一起在爆发时被冲破;为了防止气体泄漏,气囊内层涂有密封橡胶;同时气囊设有安全阀,当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体,避免将乘客挤压受伤;气囊中所用的气体多是氮气。
安全气囊的工作原理
典型的气囊系统包括二个组成部分:探测碰撞点火装置(或称传感器),气体发生器的气囊(或称气袋)。
当传感器开关启动后,控制线路即开始处于工作状态,并借着侦测回路来判断是否真有碰撞发生。
如果讯号是同时来自两个传感器的话才会使安全气囊开始作用。
由于汽车的发电机及蓄电池通常都处于车头易受损的部位,因此,安全气囊的控制系统皆具有自备的电源以确保作用的发挥。
在判定施放安全气囊的条件正确之后,控制回路便会将电流送至点火器,借着瞬时快速加热,将内含的氮化钠推进剂点燃。
在近乎爆炸的化学反应快速发生的同时,会产生大量无害的以氮气为主的气体,将气囊充气至饱满的状态,并借着强大的冲击力,气囊能够冲开方向盘上的盖而完全展开,以保护驾驶者头部不受伤害。
同时在推进剂点燃的过程之中,点
火器总成中的金属网罩可冷却快速膨胀的气体,随即气囊可由设计好的小排气口排气,以发挥逐渐缓冲功能,并避免在车身仍继续移动时阻碍碰撞后的视线。
需要特别说明的是,传感器只有在满足了一定的条件下才会工作。
安全气囊的传感器的设计有很多种,有一部分是采用摆锤或杠杆式开关,还有的是弹簧负载的转轮式,此外还有用水银开关的产品。
但不论感测器开关型式如何,都必须有足够的撞击力才能使得开关启动,同时这个撞击力必须来自正的方向才行。
通常这个撞击力约等于以时速25公里至50公里左右碰撞固定物所产生的结果。
当汽车受到这
种高速碰撞时,装在车前端的碰
撞传感器和装在汽车中部的安
全传感器,就可检测到车速突然
减速,并将这一信号迅速传递给
安全气囊系统的控制电脑,电脑
在经过分析确认之后,才会引爆
安全气囊包内的电热点火器,使气囊发生迅速膨胀。
据计算,正规的安全气囊必须在发生汽车碰撞后的0.01秒内微处理器开始工作,0.03秒内点火装置启动,0.05秒内高压气体进入气囊,0.08秒内气囊向外膨胀,0.11秒内气囊完全胀大,此刻之后,驾车者才会撞上气囊。
可见,气囊的打开与否与撞击角度和撞击速度都有关,一般来说在
汽车翻转、轻微碰撞、侧面碰撞或后面碰撞时,气囊均不会打开,比如桑塔纳2000升级版在车身正面左右各30度以内受到重创时才会打开安全气囊。
再有一点,对于撞击速度而言,安全气囊系统测定的是撞击后车辆的减速度,因此,在做安全碰撞实验时,一般都是让车笔直地撞在不能移动且不能变形的墙上。
安全气囊的安全性
安全气囊可将撞击力均匀地分布在头部和胸部,防止脆弱的乘客肉体与车身产生直接碰撞,大大减少受伤的可能性。
安全气囊对于在遭受正面撞击时,的确能有效保护乘客,即使未系上安全带,防撞安全气囊仍足以有效减低伤害。
据统计,配备安全气囊的车发生正面碰撞时,可降低乘客受伤的程度高达64%,甚至在其中有80%的乘客未系上安全带!至于来自侧方及后座的碰撞,则仍有赖于安全带的功能。
此外,气囊爆发时的音量大约只有130分贝,在人体可忍受的范围;气囊中78%的气体是氮气,十分安定且不含毒性,对人体无害;爆出时带出的粉末是维持气囊在折叠状态下不粘在一起的润滑粉末,对人体亦无害。
万事都是一把双刃剑,安全气囊同样也有它不安全的一面。
据计算,若汽车以60km的时速行驶,突然的撞击会令车辆在0.2秒之内停下,而气囊则会以大约300km/h的速度弹出,而由此所产生的撞击力约有180公斤,这对于头部、颈部等人体较脆弱的部位就很难承。
因此,如果安全气囊弹出的角度、力度稍有差错,就有可能酿出一场“悲剧”。
安全气囊在近几年得到了飞速的发展,价格大幅度下降,装备了安
全气囊的轿车也从过去的中高级轿车向中低级轿车发展。
同时,有些轿车前排安装了乘客用的安全气囊(即双安全气囊规格),乘客用的安全气囊与驾车者用的安全气囊相似,只是气囊的体积要大些,所需的气体也多一些而已。
进入90年代以来,安全气囊的安全性能已被人们普遍接受,并被视为一种现代化和高档次的安全装置。
了解安全气囊的工作原理及注意事宜对我们更好的保护自己有很重要的作用,但对于驾驶员来说,安全驾驶才是第一位的,这是任何先进的安全装置都无法替代的!
安全气囊是怎样发明的?
安全气囊为一次性产品
每个气囊只能使用一次,也就是说气囊只要引爆就不再有下一次保护的能力,也不能塞回去再使用,引爆后须回厂换一个新的气囊。
在美国,重新装置一套新气囊和感应系统及整组电脑控制器,一般需要3000美元左右,虽说比较贵,但为了生命安全,这俩钱还是不能省的!
安全气囊需与安全带配合使用
由于气囊是通过爆发起作用,而设计者往往是从大多数、正常的碰撞模拟试验中寻找最佳方案,但生活中,每一位乘驾者都有自己乘驾习惯,这就造成了人与气囊会有不同的位置关系,也就决定了气囊工作的不稳定性。
因此,要保证安全气囊真正起到安全的作用,驾乘人员一定要养成良好的驾乘习惯,保证胸部与方向盘保持一定距离。
而最有效的措施就是系好安全带,安全气囊只是辅助安全系统,需与安
全带配合使用才能发挥最大的安全保护效果。
不要在气囊的前方、上方或近处放置物品
注意不要在气囊的前方、上方或近处放置物品,因为在紧急时刻这些物品有可能防碍气囊充气或被抛射出去,造成更大的危险。
在车室内安装收音机、CD机等附件时,要遵照汽车厂的规定,不要随意修改属于安全气囊系统的零件及线路,否则会影响气囊工作。
何时需要修理气囊?
要注意观察位于仪表盘上的安全气囊警告灯。
在正常情况下,点火开关转到“ACC”或“ON”位置时,警告灯会亮大约6秒钟,进行自检,然后熄灭,若警告灯一直亮,则表明安全气囊系统有故障,应立即进行修理。
否则,有可能出现气囊不起作用或误弹出的情况。