高中物理教学案例：都是“加速度”
1.问题的产生
去年国庆，我的第一届学生聚会，我是班主任，同时任教他们高一入门的物理课，被他们邀到现场，大家非常开心，由于是高中同学，不免要回忆高中时代的一些生活学习片断，一位医科大学毕业的学生顺手拿起桌上的一个苹果向空中抛去，然后用手接住，笑着对我说，老师，加速度多大？旁边一大帮同学笑嘻嘻地抢着回答：
●你是指抛上去还是落下来的过程？（一个女孩子，也是医科大学毕业的） ●上升加速度朝上，下降时加速度朝下。（军事指挥院校的本科毕业生干脆利索地回答）
●上升过程速度都没增加，哪有加速度？下降才有加速度吧。（师范大学毕业的，不是学物理专业）
●最高点苹果都停下来了，肯定没有加速度。（竟然是一个重点大学理工科毕业学生的回答）
●老师，我忘得一干二净了，全还给你了，白学了。（一个女孩，后来学文科了） 2.他们是这样学的，我是这样教的
加速度的概念在高中物理中的地位不言而喻，它贯穿高中物理始终，但过不了三五年，他们将这些东西抛到了九霄云外，抑或将加速度概念扭曲。也就是上面回答的那些根深蒂固的“加速度”答案。
想想原来我的教学方法，基本上都是两种模式进行导入： 第一种是列一个如下所示的表格作为新课的引入：
然后设计问题：根据表格中的信息回答下列问题： 1.哪一个速度改变量大？ 2.哪一个所用时间长？ 3.哪一个速度变化快？
学生讨论回答完毕，老师总结：单位时间内速度的改变量就叫加速度。然后转身在黑板上醒目地写上今天的主题：“速度变化的快慢 加速度”． 第二种是作速度-时间图像进行导入：
作出两物体的v—t图像，都是匀变速直线运动，同学们从图中找一找速度随时间的变化规律。 学生：甲图中，物体的速度每5秒变化30m/s， 乙图中，物体的速度每5秒变化10m/s。 师：哪个物体的速度改变要快一些呢？
学生：甲物体，因为甲的速度每秒才改变6m/s。
师：对，今天我们就来引入一个新概念——加速度，来描述速度改变的快慢．
这两种方式估计是全中国千千万万的物理教师通常的教学方法，以生活中常见的物体的速度、速度的变化、速度的变化快慢来引出“加速度”，最终迫不及待地给出定义：用来描述速度变化快慢的物理是就叫加速度。然后说出加速度的矢量性，有正负之分，再进行交流与讨论，对公式进行巩固等等。对于加速度方向问题，更是弄得学生晕头转向。教材对加速度方向的描述为“加速度也有方向，在直线运动中，通常取物体初速度v0的方向为正方向，当末速度vt?v0，加速度a为正值，表明加速度方向与初速度的方向与初速度v0的方向相同，物体在加速；这句话我一直耿耿于怀，除了表述使你发晕之外，再找不到其它价值所在，何况还经不起推敲。
为此，我建议取一个合理的中文名词取代“加速度”。
２
物理教学案例
测电源电动势和内电阻
前 言
本课题是针对高二分班后物理科学生设计的，他们已学过相关的理论知识且具有一定的实验基础。课题具有一定的针对性和实用性。
教学目标
一、知识与技能
１．学会应用理论知识和已有的实验基础，去设计实验方案，确定科学合理的实验步骤； ２．能根据实验要求合理选择并安装实验器材，正确进行实验；
３．通过实验认识测量的意义，理解误差并能深入对实验过程和实验误差分析。学习用图线法处理数据的规范和方法。
二、过程和方法
１．对实验课题展开讨论，提出各小组的实验方案；分组进行科学探究活动，完成实验操作过程； 2．展示学生写出的完整实验报告，进行交流和评估。
三、情感态度和价值观
１．进一步提高学生的实验素养，激发实验探究的兴趣；增强学生的创新意思； 2．养成交流与合作的良好习惯，发展学生的实践能力；
学法指导
本课题为实验专题研究，是理论与实践相结合的过程，强调理论指导实践，着重培养学生动手能力，１．实验在物理学发展中的重要地位和作用，了解重复性和可控制性是对物理实验的基本要求。实验方法要具有可控性、精确性、简便性。 ２．学会举一反三，激发创新潜能。“条条道路通罗马”，通过探究，理解实验方法、手段的多样性，树立学生创新意识。 教学过程
一、探讨测电源电动势和内电阻的方法（第１课时）
（一）开设物理实验专题研究课的意义 １．物理实验的重要性
物理实验在物理学的建立和发展中一直起着十分重要的作用。人类认识客观世界，总是先从实验事实出发，经过分析和归纳，上升为理论。然后再回到实践中去指导实践，接受实践的检验。如果和新的实验事实发生了矛盾，就必须对原来的理论加以修改。这样， 物理学就获得了新的发展。 ２．物理实验课的主要特点为实践性
理论学习模型多，如质点、点电荷等。实验时要充分考虑到各种实际情况，得出的结论，要尽量符合实际。实践性还表现在对动手能力的培养和锻炼。必须进行实际的操作，光说不练是不行的。有些同学认为只要把实验原理、仪器装置、方法都看明白了，不必动手测量和计算。或者只是粗测和计算一下就完成了实验。这样不能了解实验课的真谛。“一看就懂，一做就错”，对实验课的认识不重视，实验课的教学过于机械，基本上是应付。导致学生能力差，高考实验题得分很低。
（二）、分小组展开讨论。
在教师的引导下，同学们将测电源电动势的几种方法进行探讨，然后各小组确定自己的实验方法，写出实验原理。具体过程设计如下：
教师拿出一个电池，提问：如何测它的电动势？能不能用伏特表直接测量？ 学生回答：不行。因为这样测的只是路端电压而不是电动势。
学生：由闭合电路欧姆定律ｅ＝ｕ＋ｉｒ和伏安法测电阻的实践经验得知，这儿也可用伏安法。
教师：此法可行，哪个小组愿用这种方法测量？伏安法有几种接法？画出电路图，写出实验原理和步骤，作误差分析。还有没有其他方法呢？比如，改一下条件，只给一个电流表，不给电压表，能否进行测量？
可见测量的电动势没有系统误差。内阻的系统误差为。当电流表内阻很小时，即时，实验中应选用较小的电流表。鉴于
３
中学实验设备有限，与相差不会太大，而与相差则很大。因此选用内接法。
（1）若用两定值电阻，单刀双掷开关。此方法类似于电流表法中的第一种情况。这儿不再重复。 用一个电阻箱，如图3。
系统误差源于伏特表内阻。误差定量的计算和分析比较繁，这里不作计算。要减少系统误差，应尽量选择内阻较大的伏特表。
教师：好。请你们用这种方法。还有没有其他方法呢？这里老师介绍一种新方法，共大家参考。 如图4所示， 用电源输出功率求电源电动势和内电阻。负载电阻r上消耗的功率
当即时，有极大值。测量几组u、r值，并求出相应的值。作曲线，找出曲线上最大值对应值即为。再由 ，求出电动势。
外，由曲线还可看出电源输出功率和外负载的关系。
二、学生分组实验 （第2课时）
学生拿到实验方案后，自选所需器材，分组完成实验。要求学生具体做好以下几点： ①由实验原理设计实验步骤。 ②完成实验操作。
③自行设计表格并记录数据。 ④处理数据得出结论。 ⑤作简单的误差分析。
学生实验过程中，教师巡视，纠正可能出现的错误，提建设性改进意见。每个小组课后写出完整的实验报告。
三、学生实验成果展示及点评 （第３课时） 每个小组选一名代表作讲解，教师点评。
四、作业
利用下表中所列实验器材，设计一个实验电路来测量电池的电动势ｅ
４
带电粒子在电场中的运动
一、知识目标
１．使学生理解并掌握带电粒子在电场中运动的特点和规律，能够正确分析和解答带电粒子在电场中的加速和偏转等方面的问题。
２．培养学生综合应用物理知识对具体问题进行具体分析的能力。
二、过程与方法
１．经历探究带电粒子在电场中运动的特点和规律的过程，感悟科学探究的方法与要素，体会实验在研究物理问题中的作用。
２．培养学生利用数学工具解决物理问题的能力。 教学重点、难点分析
带电粒子在电场中的运动是电场知识的重要应用，注重分析判断带电粒子在电场力作用下的运动情况，掌握运用力的观点和能的观点求解带电粒子运动的思路和方法。 教学过程设计
一、解决带电粒子在电场中运动的基本思路
带电粒子在电场中的运动，难度比较大，能力要求高，所以要把握基本的规律。解决带电粒子在电场中运动的基本思路： １．受力分析。
２．运动轨迹和过程分析 ３．解题的依据
（１）力的观点：牛顿运动定律和运动学公式。
（２）能量的观点：电场力做功与路径无关；动能定理：能的转化与守恒规律。
二、带电粒子在典型场中的运动形式。 １．在点电荷电场中： ２．匀强电场中：
５
在点电荷电场中带电粒子的运动形式可能有那些？并举例说明。 在匀强电场中带电粒子的运动形式可能有哪些？并举例说明。
三、带电粒子在电场中运动判断与分析 １
教学实录．带电粒子在电场中的直线运动
学生回答问题，在老师的启发下，确定运动性质。
思考：带电粒子－ｑ的初速度ｖ０恰与电场线ｑｐ方向相反，情况怎样？若初速度ｖ０恰与电场线ｑｐ方向垂直，可能出现什么情况？
解析：带电粒子－ｑ受力有什么特点？方向与初速度ｖ０的方向的关系怎么样？由库仑定律和牛顿第二定律确定。
四、研究带电粒子在电场中运动的方法 １．运用牛顿定律研究带电粒子在电场中运动
五、带电质点在电场中的运动
由于带电质点的重力不能忽略，因此带电质点在重力和电场力的作用下运动，重力和电场力的合力使带电质点产生加速度；合力的作用效果在位移上的积累使带电物体的动能发生变化；合力在时间上的积累使带电物体的动量发生变化。因此，我们可以运用牛顿第二定律、动量定理或动能定理分析解决带电物体在重力场和电场中运动问题。
六、带电粒子在交变电场中的运动
６
电现象及电容器充、
和额定电压的概念；与方法：
电容器 电容
一、知识与技能 １．列举实例，指出常用电容器，写出其符号； ２．复述什么叫电容器，叙述电容器的作用、构造，电容器的充、放放电时能量的转化； ３．识别电容器电容的定义式，电容器击穿电压
二、过程１．通过学生发现问题———提出问题———方法研究———实验操
４．观察、识别不同种类的电容器，并能顺利拆卸电容器。作等一系列探索过
程，使学生掌握解决一些与生活相关的实际问题的方法和能力； ２．通过问题小组和小组间的交流与合作，使学生在一种和谐、合作和融洽的氛围中领悟
研究问题的方法；
科学方法；
三、情感态度与价值观 １．注意观察演示实验，注意观察识别电容器，接受通过观察实物来 ３．愿意对教师与同学的观点发表自己的意见。 ７
２．激发学生对电容器的兴趣；
８
物理教学案例
----------《气体的能量》
教学目标
让学生主动参与探究，学会合作，交流和评估。深化对科学探究的兴趣。 体现物理来源于生活的理念。
课前准备
体验成功的乐趣，
让学生阅读课本上的信息窗马徳堡半球实验。
分实验小组，自筹实验器材，教师准备一些备用器材，让学生设计实验方案，教师给予适当点拨。
教学过程
引入： 我首先演示喷泉实验，让学生观察现象：吸气时，水会喷上去，为什么？要想知道其中奥秘，就让我们自己动手做一做大气压存在的实验吧。
学生甲组：先将硬纸片平放在平口玻璃杯口，再用手按住并倒放过来。大家注意观察，放手后，纸片掉了下来。（学生哄堂大笑）
然后，装满水仍用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住并倒置过来。大家注意观察，放手后，纸片没有掉下来。（学生惊讶）
我问： 纸片为什么能托住一杯水，而托不住一杯空气呢？
学生答： 玻璃杯装满水，排出了空气，硬纸片在下方大气压强作用下没有掉下。 我问： 如何解释这种现象？
学生乙答：当吸盘轻合在一起时，里面仍有空气，外面也有空气，内外都有大气压，作用相互抵消；当吸盘挤在一起时，里面空气被挤出，吸盘在外面的大气压的作用下就紧紧地吸在一起了。
我问： 这个实验与哪个著名的实验相似？
众生齐答：与马德堡半球实验相似。难怪，马德堡市民都承认大气压强的存在。 我问： 为了让学生直观确信大气压是相当大的，我拿了一只吸盘紧紧地压在黑板上（选在非常光滑的地方）。然后，将一个同学的书包挂在吸盘钩上，吸盘稳稳地提着它。学生领悟到：难怪大气压叫做大气压呢。其余小组的同学继续展示你们的实验，让每个同学一饱眼福。
学生丙组：取一玻璃瓶，将剥了皮的熟鸡蛋堵住瓶口，没能落入瓶内。然后
学生答： 生鸡蛋蛋壳粗糙与瓶口接触有小孔，空气容易从小孔进入瓶中。另外，蛋壳易碎。熟鸡蛋表面表面光滑，能与瓶口紧密接触，且摩擦小，易形变，大气压容易将其压入瓶中。
９
学生们带着问题思考，真正领悟了其中的奥妙，并感想其中蕴涵着许多的学问。 学生问： （奇怪地）为什么两次不一样？
我问： （很多学生不知其因，故点拨一下）罐内的水沸腾时会产生什么现象？ 学生答： 大量水蒸汽。
我问； 水蒸汽遇冷会怎样变化？ 学生答： 会液化成水。
让我们回到刚才演示的喷泉实验。吸气时，水为什么会喷上去呢？有谁能回答这个问题？
最后，我启发学生总结一下，通过实验，我们应该承认我们的周围存在着大气压强。接着，我又提出问题：大气压强究竟有多大？我们能否测出大气压强？许多学生说当然能测出大气压强。于是，我们就给学生介绍了托里拆利实验的测量过程。并说因水银有毒，就不必重复演示一遍了，请大家相信这个事实。课后，大家能否设计一个测量大气压的实验。现在人们已制造出几种气压计，测量大气压已方便多了。
１０
天 体 运 动
--------教学案例
银河系等的运行；
秘的宇宙.
1 知识目标 了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的几个主要天体层次； 能力目标 通过万有引力定律在这些星系中的应用，使学生了解地球、太阳系、情感目标 了解宇宙大爆炸理论是解释宇宙起源的一种学说，引导学生去探索神教学设计方案 教学重点：应用万有引力定律，教学难点：天文学知识教学过程： 问题：教师用计算机展示图片：、围绕地球作匀速圆周运动的星是什么星？谁提供的向心力？ 回答：是地球的卫星，是地球与卫星间的万有引力提供的．
2、请学生解决下列问题：
典型例题1：在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”，这种学说认为万有引力恒量g在缓慢地减小．根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比： a、公转半径
c、公转速率 变大 b、公转周期
变小 变大 d、公转角速度 变大
解：根据“宇宙膨胀说”，宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的，大爆炸后各星球即以不同的速度向外运动，这种学说认为地球离太阳的距离逐渐增加，即公转半径逐渐增大，a答案错误．又因为地球以太阳为中心作匀速圆周运动，
由牛顿第二定律得：
解得：
当
减小时， 增加时，公转速度逐渐减小．
由公式
又知t逐渐增加，故正确答案为b、c．
典型例题2：天文学家根据天文观察宣布了下列研究成果：银河系中心可能存在一个大黑洞，距黑洞60亿千米的星体以2000km/s的速度绕其旋转；接近黑洞的所有物质，即使速度等于光速也被黑洞吸入． 求：
1、“黑洞”的质量．
2、试计算黑洞的最大半径．
解：
1、由万有引力定律得：
解得：
=3.6×1035kg
牛顿第一定律
知识目标
（1）伽利略理想实验；（2）惯性概念；（3）掌握牛顿第一定律的内容；
（4）理解力是改变物体运动状态的原因；（5）能用牛顿第一定律解释惯性现象． 能力目标
培养学生严谨的逻辑推理能力；培养学生的口头表达能力．学习科学的实验方法． 情感目标
对任何现象的发生不能够想当然，要有严谨、认真的科学态度． 教材分析
本节内容是分两块内容介绍的，先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想．然后引入了牛顿第一定律，引入了惯性概念，并由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因．
教法建议
1、本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础．
2、适当介绍一些学史的知识，让学生意识到：一个规律的发现并不是一帆风顺的，或者是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能形成的，它们的学习也是这样．
3、重点讲述伽利略理想实验的科学思想，让学生学会一种科学思维方法．
4、通过对大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因．
教学重点：对伽利略理想实验的理解；牛顿第一运动定律．
教学难点：对伽利略理想实验的理解．
一、历史的回顾
1、人类对力和运动关系的最初认识及亚里士多德其人．（见扩展资料）
2、伽利略理想实验：
（1）动画模拟该实验，并指出不能够真正试验的原因．或做课本所讲的气垫导轨实验（有视频资料），并指出为什么只是近似验证．由实验结果推出亚里士多德观点的错误，矛盾的焦点蚀是试实验条件的不同．
（2）分析伽利略理想实验：它是一个理想化的过程，但并不是凭空想象的来的，而在抽象思维过程中所创造出的一种科学推理，理想化实验是物理学中重要的研究方法．
（3）介绍伽利略．
二、牛顿第一运动定律
1、牛顿第一运动定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．
2
3 于什么状态无关．的原因．
4 、惯性：物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质．、注意：（通过实例分析） （1）惯性与惯性定律不同． （2）惯性是物体的固有性质，任何时候物体都具有惯性，这与物体处3）力和运动的关系：力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度、实例参考（要让学生充分参与讨论）： 分析刹车时人往前倾；启动时人往后仰． 做小实验：惯性实验器演示惯性现象，并分析． 让学生举例分析，并指出哪些惯性现象有利，哪些惯性现象有害．
（
速度和时间的关系
知识目标
1、初步理解速度—时间图像.
2、理解什么是匀变速直线运动.
能力目标
进一步训练用图像法表示物理规律的能力.
情感目标
渗透从简单问题入手及理想化的思维方法.教材分析
本节内容是本单元的基础，是进一步学习加速度概念及匀变速运动规律的重要前提．教材主要有两个知识点：速度—时间图像和匀变速直线运动的定义．教材的编排自然顺畅，便于学生接受，先给出匀速直线运动的速度—时间图像，再根据具体的实例（汽车做匀加速运动），进一步突出了“图像通常是根据实验测定的数据作出的”这一重要观点，并很自然地给出匀变速直线运动的定义，最后，阐述了从简单情况入手，及理想化的处理方法，即有些变速运动通常可近似看作匀变速运动来处理． 教法建议
对速度——时间图像的学习，要给出物体实际运动的情况，让学生自己建立图像，体会建立图像的一般步骤，并与位移图像进行对比．对匀变速直线运动的概念的学习，也要通过分析具体的实例，认真体会“在相等的时间内速度变化相等”的特点，教师也可以给出速度变化相同，但是所用时间不等的例子，或时间相同，速度变化不等的例子，让学生判断是否是匀变速直线运动.
教学设计示例
教学重点：速度——时间图像，匀变速直线运动的定义．
教学难点：对图像的处理．
主要设计：
12图像的建立过程．
2
3 4（显示速度计）
5—15的动态效果（配合两个做匀速运动的物体）体会速度——时间、提问：如何从速度——时间图像中求出物体在一段时间内的位移？、上述两个运动的位移——时间图像是怎样的？ （让同学自己画出，并和速度——时间图像进行对比）、展示课件图2—17的动态效果〔配合做匀加速运动的汽车运行情况引导同学：采集实验数据，建立坐标系，描点做图．、展示课件图2—18的动态效果（配合做匀减速运动的汽车） 引导同学：画出它的速度——时间图像．
6、提问：上述两个汽车运动过程有什么特点？
引导同学发现“在相等的时间内速度的改变相等”的特点．
7、举例：
①速度改变相等，所用时间不等的情况．
②经过相同时间，速度改变不相等的情况．
8、小结：什么是匀变速直线运动？什么是匀加速直线运动？什么是匀减速直线运动？ 探究活动
请你坐上某路公共汽车（假设汽车在一条直线上行驶）观察汽车的速度表和自己的手表，采集数据，即记录汽车在不同时刻的速度，之后把你采集的数据用速度——时间图像表示出来，并将你的结果讲给周围人听。
物 理 教 学 案 例
