阅读材料,根据要求完成教学设计。
材料 下面是高中物理某教材“重力势能”一节中关于物体沿不同路径下落时重力做功的实验示意图。
图1 物体竖直向下运动,高度从h1降为h2
图2 物体沿倾斜直线向下运动,高度从h1降为h2
说明重力势能这节课在教材中的作用。
重力势能这节课是学生第一次定量地研究能量,它的学习将会对后来动能、机械能的学习产生影响,也是学生第一次通过功能关系来定义能量。这节课的学习可以让学生明白功是能量转化的量度以及它所表达的物理含义。
基于以上实验,设计一个师生交流的教学片段。
教学片段:
师:观察教材上这三幅图,同学们先独立推导这几种情况下重力所做的功。
生:利用功的表达式就可以求解。 学生完成后教师提出问题。
师:比较容易做的是哪一种情况?
生:第一种和第二种。
师:为什么这两种容易求解呢?
生:这两种情况下,重力方向上的位移容易求解。
师:那么这两个问题的答案是什么呢?
生:mgh1-mgh2。
师:我们大胆猜想一下,第三个图中重力所做的功和前两个是否相等呢?
生:有可能相等。
师:我们来验证一下我们的猜想,第三幅图的困难在哪里? 生:下落时所走的路径是曲线。
师:那么我们怎么解决这个难点呢?对于曲线我们可以怎么处理? 生:可以把曲线分成很多小段,然后求和。
师:是的,分成很多小段,就可以把它看成直线再求解,这样是不是就简单了,那么大家按这个方法求一下。 (学生求解)
师:大家的结果是怎样的?
生:还是mgh1-mgh2。
师:因此我们可以看出,这三种情况下,重力做的功是相同的,这说明了什么问题呢?
生:重力做功与路径无关。
师:非常好,这就是重力做功的一个特点。
阅读材料,根据要求完成教学设计。
材料 下图是高中物理某教科书“全反射”一节中的演示实验。
师:前面我们学习了光的折射定律,其内容是什么?
生:。
师:上式中,入射角i和折射角r有怎样的关系?
生:当光从真空(或空气)斜射入其他介质时,有i>r。当光从其他介质射人真空(或空气)时,有i<r。
师:那么,当光从介质斜射入真空(或空气)时,逐渐增大入射角i时,将会发生什么现象? 教师板书——全反射。
师:这就是我们今天要讲的内容——全反射。在学习全反射之前,我们先要学习两个概念——光密介质与光疏介质(教师板书)。大家还记得折射率的定义吧,大家查一下折射率表,找一下水、玻璃、金刚石的折射率。
生:水的折射率为1.33;玻璃的折射率为1.5~1.8;金刚石的折射率为2.42。
师:光密介质与光疏介质的定义大家应该都知道了吧?
生:知道了。
师:大家一定要注意“相对”这两个字。比如说,玻璃的折射率是1.5~1.8,相对水的1.33而言,玻璃就是光密介质,但相对金刚石的2.42就是光疏介质了。大家一定要注意相对性。知道光密介质与光疏介质的定义后,我们来看全反射。
教师操作:教师拉上窗帘,拿出半圆形玻璃砖,让一束白光沿着玻璃砖的半径射到它平直的边上,逐渐增大入射角,让同学们观察反射光及折射光,尤其注意折射光。 学生发现折射光逐渐变暗,最后消失,发生全反射现象。
师:同学们,请画出光路图并分析全反射发生的条件。 学生画图,教师观看并指导。
师:大家画好了吧!发生全反射的位置在哪里呢?
生:在光从玻璃折射到空气的界面。
师:非常好,这就是发生全反射的第一个条件,全反射发生在光密介质(玻璃)射入光疏介质(空气)时。大家想一下为什么反过来不可以呢?
生:因为光路是可逆的,如果反过来连入射光都消失了,折射光也就不存在了。
师:非常好,我们再来看另一个条件。折射光消失,说明折射角是多少度呢? 生:90°。当光疏介质为空气时,根据折射率公式。当i=90°时,。
师:非常好。我们将r称为临界角,记为C。这就是发生全反射的第二个条件——入射角要大于或等于临界角。同学们理解了吗?
生:理解了。
师:好,大家整理下笔记。