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初中物理新人教版八年级上册全册教案2025秋

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人教版八年级物理上册教学设计2025秋152 第一章机械运动本章是初中物理学的开始,介绍了自然界最普遍、最简单的运动——机械运动.本章的内容包括:长度和时间的测量,运动的描述,运动的快慢,速度的测量.本章共有4节:1.第1节“长度和时间的测量”,讲述了长度的单位、长度的测量、刻度尺的正确使用、时间的测量、误差.在物理学中要对有关现象做定量研究,就需要进行测量.所以,让学生了解一些测量的初步知识,掌握一些测量的基本技能,是他们学习物理所必备的.2.第2节“运动的描述”,介绍了机械运动、参照物、运动和静止的相对性.3.第3节“运动的快慢”,介绍了运动快慢的比较,速度的定义、公式和单位,匀速直线运动,变速运动及平均速度的意义.本节首先引入速度这个物理量,并通过路程和时间来计算速度,然后指出最简单的机械运动是匀速直线运动,并介绍了匀速直线运动的特点.4.第4节“速度的测量”,是实验探究课,介绍了平均速度的测量方法.本章教材的设计体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念.首先学习了物理学中最基本的测量——时间和长度的测量,这也是其他测量的基础.接着介绍了运动学的基础知识,主要是一些基本概念和运动的规律.初中物理中速度的计算公式的含义跟小学数学对它的解释基本一致,所不同的是强调速度的单位及其换算,学生要了解进行物理计算的规范要求.【教学目标】1.在物理观念方面:知道机械运动,能用速度描述物体运动的快慢;能将机械运动的相对性、速度等与生活中的实际情境联系起来.2.在科学思维方面:知道匀速直线运动是一种物理模型;能运用运动的相对性、速度等概念分析机械运动问题,能有依据地说出自己的看法.3.在科学探究方面:能完成“用刻度尺测量长度”“用秒表测量时间”“测量小车运动的速度”等实验;能收集实验数据;得出结论;具有合作意识.4.在科学态度与责任方面:知道从物理学视角描述运动是人类描述运动的方式之一;具有探索身边物理现象的兴趣;能关心我国古代和现代与运动相关的科技成就.【教学重点】运动和静止的判断,速度的概念和计算,长度、时间、平均速度的测量.【教学难点】运动和静止的相对性,速度单位的换算,平均速度的理解和测量.【课时建议】本章共有4节,建议5课时.第1节长度和时间的测量…………….1课时第2节运动的描述…………………….1课时第3节运动的快慢…………………….1课时第4节速度的测量………………….1课时本章复习和总结……………………….1课时1.图像法:本章中利用速度—时间图像和路程—时间图像描述匀速直线运动,可以清楚地反映物体运动的变化情况,从而探究物体运动的规律.2.比较法:本章中在理解误差和错误的区别时,利用比较法更容易记忆二者的不同.3.控制变量法:比较物体的运动快慢运用了这种方法,在运动时间相同时比较运动路程或在运动路程相同时比较运动时间.第1节长度和时间的测量【教学目标】1.知道长度单位及单位换算.2.会选用适当的工具测量长度.3.能通过日常经验、物品或自然现象粗略估测长度,会用刻度尺正确测量物体的长度.152 4.会选用适当的工具测量时间.5.能通过日常经验、物品或自然现象粗略估测时间.6.知道测量有误差,了解误差和错误的区别.【教学重点】1.刻度尺的正确使用方法.2.时间的单位和测量工具3.长度的特殊测量方法.4.减小误差的方法.【教具准备】多媒体教学设备、游标卡尺、螺旋测微器、卷尺、刻度尺(量程0~20cm,分度值1mm)、三角尺一副、秒表、电子表、纸条、细线、圆柱体、硬币等.【教学难点】1.刻度尺的估读.2.秒表的使用和读数.3.长度的特殊测量方法.4.减小误差的方法.【教学课时】1课时【课前预习】1.测量某个物理量时用来进行比较的标准量叫单位.为便于国际间交流,国际计量组织制定了一套国际统一的单位,叫国际单位制.2.在国际单位制中,长度的基本单位为米,比它大的单位有千米,换算关系:1m=10-3km=103mm.3.测量长度的基本工具为刻度尺.测量时,尺要紧靠待测物体.测时间的工具有钟、秒表.常用时间的单位有小时、分钟、秒.其中1h=60min=3600s.国际单位制中时间的单位是秒(s).4.受所用仪器和测量方法的限制,测量值与真实值之间的差异叫误差.多次测量求平均值是减小误差的最常用的方法,还可以通过选用精密的测量工具、改进测量方法来减小误差.5.误差与错误的区别在于误差只能减小不能消除,而错误是完全可以避免的.【知识拓展】国际单位制的基本单位:(1)长度的单位米.(2)质量的单位千克.(3)电流的单位安培.(4)时间的单位秒.(5)热力学温度的单位开尔文.(6)物质的量的单位摩尔.(7)发光强度的单位坎德拉.【教学过程】[新课导入]教师引导学生目测自己课桌的长、宽、高,并比较它们的长短.学生大胆估测,并积极发言.(教师提醒学生要给估测结果注明单位)师:请同学们思考如何判断自己的目测结果是否正确.生:用刻度尺、卷尺等.师:上体育课跑步的时候,你们知道体育老师是用什么来给大家计时吗?生:用秒表.师:同学们回答得很对.由此可见,不同的物理量有不同的测量工具,下面我们就一起来探究长度和时间的测量问题.[进行新课]长度的单位152 1.靠感觉来判断不准教师出示图片(将教材P11图放大后复制到一张硬纸上),引导学生观察图中两根小棒,哪根较长?学生思考并回答(说法不一).师:请大家实际测量一下,看估测是否准确.学生动手测量,然后回答;教师对学生的回答给予肯定,并指出靠感觉来判断不准确.师:请同桌的两位同学做一个实验,一位同学看着手表计时,另一位同学闭上自己的眼睛,估计闭眼1min后睁开.然后二人交换操作,看看谁对1min的时间的感觉准确.学生发表看法:靠感觉来判断是不可靠的.[教师总结]通过上述实验,我们明白了,单靠感觉来判断是不准确的,必须进行测量.实际上在日常生产、生活中,这样的事例很多,我们的感觉不一定可靠,为此要对物体的某些情况进行定量的描述,必须用仪器进行测量.[板书]靠感觉来判断不准确,为了定量描述,得到更加精确的结果,必须用仪器进行测量.2.常用的测量工具师:请大家回忆日常生活中碰到了哪些测量工具,分别测量什么物理量.生:测量长度的有直尺、三角尺、卷尺;测量温度的有温度计;测量时间的有钟、表;测量质量的有天平、杆秤等.师:同学们回答正确,很棒![板书]常用的测量工具:尺、天平、钟、表、温度计等.3.单位师:你能用桶量一量我们学校花坛水池中有多少桶水吗?生(抢着回答):那要看桶的大小呢!教师顺着学生的思路追问:为什么呢?生:如果桶的容积小,则量的桶数多;如果桶与水池的容积一样大,则量的只有一桶水;如果桶的容积比水池的容积大,那还不足一桶水.师:出现这些答案的原因是什么?生:桶的容积不同.师:桶的容积不同,导致测量的结果不同,那要怎样才能统一测量的结果呢?生(思考、讨论):桶的容积要一样,要有一个标准.师:测量就是将待测的量与一个公认的标准量进行比较,这个公认的标准量叫做单位.[板书]测量某个物理量时用来进行比较的标准量叫做单位.4.国际单位制师:请大家阅读教材P16“科学世界——国际单位制”,并思考为何要制定国际单位制.生:为了便于国际间交流.师:回答正确.像长度的测量一样,必须要有一个统一的单位.在国际上为了交流方便,在确定测量标准时,应当选取自然界中比较稳定、世界各国人民都能接受的事物为标准.因此,国际计量组织制定了一套国际统一的单位,叫做国际单位制(简称SI).目前世界上大多数国家和地区已经采用国际单位制.[板书]国际单位制:在国际上为了交流,国际计量组织制定了一套国际统一的单位,叫做国际单位制(简称SI).【例1】(多媒体展示)下列说法中,正确的是()A.估测不准确,不值得推广应用B.人们经常用的测量工具有很多,如尺、臂长、步长C.任何测量都必须有个标准量作为衡量,否则无法比较D.某人在测量中记录的数据为50,这一定是体重测量152 解析:估测尽管不够精确,但在实际当中有一定的实用价值,因为有时不需要那么精确地测量,只是作为比较即可.臂长、步长是我们不要求精确测量时的常用长度单位.任何测量都必须有个用来比较的标准量.记录的数据必须由数值和单位组成,否则无法了解测量的是什么.答案:C5.单位的换算师:在所有的测量中,长度的测量是物理学最基本的测量之一.在国际单位制中,长度的基本单位(主单位)是米,符号m.(教师可以适当地介绍1m是如何规定的)师:请同学们结合日常的了解和数学课上学习的知识,说说长度还有哪些其他单位,它们之间是如何换算的.生1:比米大的单位有千米,符号km;1千米=1000米.生2:比米小的单位有分米,符号dm;厘米,符号cm;毫米,符号mm.1米=10分米=100厘米=1000毫米.师:有时为了更加精确,我们还用到更细小的单位,如微米,符号μm;纳米,符号nm.1微米=10-6米;1纳米=10-9米.板书:1.长度的国际单位:米,符号m.2.长度的其他单位:千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm).3.长度单位之间的换算关系:1m=10-3km=10dm=102cm=103mm=106μm=109nm.师:请同学们在直尺或三角尺上找出1cm、10cm的长度,并画出1cm、10cm长的线段.然后请大家估测自己文具盒中的铅笔、橡皮等的长度,并用刻度尺测量,进行比较.学生动手操作.方法归纳:单位换算的方法是数字不变单位变,大到小乘进率,小到大乘进率的倒数.长度的测量1.长度的测量工具师:我们测量长度的工具有哪些?生:直尺、三角尺.师:其实生活中除了直尺、三角尺外,我们还看到装修、建筑工人用到卷尺和皮尺.工厂的工人在加工零件时为了更精确,用到游标卡尺等.(同时展示给学生看)[板书]1.长度测量的常用工具:刻度尺;2.更精确地测量用到的长度测量工具:游标卡尺等.2.正确使用刻度尺测长度师:如何正确使用刻度尺测量物体的长度呢?好,下面请大家做个实验:用刻度尺测量出物理课本的长、宽.然后请大家观察自己所用的刻度尺,并完成下面的思考题(用多媒体展示):思考题:(1)你所使用的刻度尺的量程(也就是它的测量范围)是多少?(2)它的分度值(相邻的两条刻度线之间的长度)是多大?(3)它的零刻度线在哪里?(4)如何放置刻度尺来测量物体的长度?(5)怎样读出被测物体长度的数值?学生动手实验,教师巡视指导并参与学生实验.实验结束后,请几位学生回答,并展示自己的操作方法.[板书]刻度尺的正确使用方法:一看:看量程、看分度值、看零刻度线的位置;二放:刻度尺的零刻度线(或某一整数刻度线)对准被测物体一端,有刻度线一边且要紧靠被测物体且与被测边保持平行;三读:读数时视线要正对刻度线,并与尺面刻度垂直,且要估测到分度值的下一位.四记:记录测量结果时要有准确值、估读值和单位.152 【例2】(多媒体展示)如图是小明用刻度尺测量一条形金属片长度的情形,该刻度尺的分度值和金属片的长度分别是()A.1cm、5.50cmB.1cm、8.30cmC.1mm、8.30cmD.1mm、2.80cm解析:观察刻度尺的最小刻度值(分度值)为0.1cm=1mm,且起始端不是在“0”刻度线处,而是从刻度尺的5.50cm开始,再观察金属片的右端在刻度尺8.30cm处,所以金属片的长度为2.80cm,综合各选项可知D正确.答案:D规律总结:如何正确使用刻度尺(1)要明白刻度尺上不同刻度的含义:①零刻度:测量的起始刻度;②分度值:两条相邻刻度线之间的长度,它决定测量的精准程度;③量程:测量范围.(2)使用刻度尺前需要观察以下三个内容:①测量范围(量程);②分度值;③刻度尺的零刻度线(是否在尺端,是否磨损).(3)刻度尺的使用方法:①要将刻度尺有刻度的一面贴在被测边上,与被测边重合或是平行,不能将刻度尺斜放.②零刻度线磨损时,要将其他整数刻度线作为起始刻度测起,测量结果应该等于读出的刻度值减去作为起始的刻度值.这种方法称为“零点修正法”.③正确读数:一是读数时视线要与尺面垂直,不能斜视;二是读数要估读到分度值的下一位.估读时要注意:a.在测量数据中,最后一位数字是估读值,是有意义的,它能使测量值更接近真实值.b.在实际测量时,要估读到分度值的下一位,尤其注意“0”不能随意增减.④记录测量结果时,要有准确值、估读值和单位.[教师总结]为了使测量值尽量接近真实值,实际中往往要采取多次测量取平均值的方法(一般测量3~4次).[板书]自然界中不同物体的尺度不同,有的很大,用光年来表示;有的很小,小到肉眼无法辨认,只能用纳米表示.好,下面请大家阅读教材P14“小资料——一些长度和距离”,让我们一起来体会宏观物体和微观物体的尺度.教师进一步引导学生体会不同的长度和距离.长度的特殊测量1.累积法测量教师提问(并展示器材):如果我们测量的物体很小或很薄、很细,如物理课本的一张纸的厚度、漆包线的直径,而测量的工具也只有刻度尺,那么又如何测出它们的厚度和直径呢?学生思考并讨论.教师引导学生看自己手中的刻度尺的分度值有多大,并与一张纸对比,然后提问:可以用刻度尺直接测量一张纸的厚度吗?为什么?生:不能,因为一张纸的厚度太薄,远远不到1mm.师:一张纸太薄,那50张、100张纸叠在一起厚度够吗?生(积极回答):可以测量了.测出50张、100张纸叠在一起的厚度,然后除以纸的张数,即可得出一张纸的厚度.师:很好,这种测量称累积法测量.好,下面请大家测物理课本一张纸的厚度,在累积法测量过程中应该注意什么?学生回答:(教师可适当引导)①与课本内的纸厚度不一样的不能测进去.(如课本的封皮、彩图纸).②张数最好凑成容易计算的数量.③每页都要压紧.152 学生实际测量,教师巡视,指出测量中的错误.(如看刻度时视线与刻度尺要垂直;刻度尺要贴紧被测物体;刻度尺不能斜放等)[板书]微小物体的测量——累积法:长度l=L/n(L表示n个相同微小物体的总长度;l表示一个微小物体的长度)2.三角尺直尺配合法测量师:像一枚1元硬币的直径,圆柱体的直径、圆锥体的高等又如何测量呢?(展示硬币、圆柱体、圆锥体)请大家动手操作测量.学生动手操作,发现在直尺上很难对齐,难以读数.师:能方便测量吗?生:不能.师:为什么?难在哪里?生:很难与直尺上的两端刻度线对齐,视线难以把握读数.师:用三角尺夹紧被测的硬币(如图甲)并与直尺垂直对齐(教师演示操作要领,并用多媒体在大屏幕上呈现).技巧归纳:如何根据实际选择刻度尺?刻度尺的选择既要考虑量程,又要考虑分度值:量程选择过小,会增加移动次数,使误差增大;分度值的大小决定精确度,过大会增大误差,太小有时没有必要.刻度尺的选择由测量的实际需要决定,所选择的测量工具最好能一次性完成测量,且分度值尽可能地满足测量要求.小组问题探讨:有些待测物体,不是明显地露在外面,而是隐含在物体的内部,刻度尺不能直接测量,如玻璃管的内径、工作的裂缝等.这时又该如何去测量呢?可以选择大小合适的钢针插入孔内,在管口处给钢针作上记号,然后再测钢针记号处的直径即可(常用螺旋测微器测量),师:好,下面请大家测量硬币的直径(如图甲)和圆锥体的高度(如图乙).测量中要注意什么?教师引导学生分析并总结要点:夹紧、对齐(一端与直尺上有刻度线的位置对齐)、垂直(垂直于直尺).[板书]圆柱体直径、圆锥体高的测量——三角尺直尺配合法,要点:夹紧、对齐和垂直.3.化曲为直法测量教师拿出一张中国交通地图,引导学生观察弯曲的铁路线.师:我们看到地图上标示的公路、铁路线是弯弯曲曲的,谁能想个办法测出北京至广州两地间的铁路线的长度?学生思考、交流、讨论.师:可以设法把弯曲的铁路线转换为直线进行测量.生:可以让一条伸缩性不大的棉线与铁路线重合,在棉线上标出铁路线的起点和终点,然后把棉线拉直,用直尺量出它的长度,就是这条铁路线的长度.(学生往往忘掉在棉线上标出起点和终点.)师:请某个学生演示给大家看.大家注意观察,并分析这位同学操作的科学性.[板书]曲线长度的测量——化曲为直法.要点:要注意起点、终点,拉直时不能用力拉伸.师:最后,请大家再思考,根据这个地图,北京到广州的铁路线全长能求出吗?学生思考、讨论.生:可以根据地图上的比例尺计算.时间的测量152 师:请大家结合平时的观察,说说时间的单位和测量工具有哪些.生:时间的单位有小时、分和秒;测量时间的工具有手表、钟、秒表等.师:回答正确.那谁能说出时间的国际单位是什么呢?学生说法不一,有的说是小时,有的说是秒,还有的说是分.教师引导,最后指出,国际计量组织规定时间的国际单位是秒,用符号s表示.[板书]1.时间的国际单位:秒,符号s.2.时间的其他单位:小时(h)、分(min)等.3.时间单位的换算关系:1h=60min,1min=60s.教师可以就1s时间的规定,鼓励学生利用课余时间搜集这些方面的资料,从而拓宽视野,调动学习兴趣.师:测量时间的常见工具有钟、表,在体育比赛过程中看到裁判员使用高级计时器——秒表、多功能电子表等,它们的计量结果更精确.教师演示秒表的操作(如启动和停止),介绍如何读数.教师分发秒表、多功能电子表,让学生分组操作练习(可以选取教师连续击掌10次的时间,让学生同时测量等方案),要求学生用秒表和多功能电子表同时计时测量,便于比较.教师就学生操作、读数进行指导.知识拓展:秒表的使用(1)实验室测量时间的常用工具是秒表,机械秒表表盘上有长的秒针和短的分针,秒针转一圈的时间通常有30秒和60秒两种.常用的停表分度值也有两种:一种是0.2秒,另一种是0.1秒.停表上端的按钮是用来旋紧发条和控制表针转动的.(2)秒表使用时的注意事项:①使用前先上紧发条,但不宜过紧,以免损坏发条.②按表不要用力过猛,以免损坏器件.③回零后,如秒针不指零,应记下其数值,实验后从测量值中将其减去.④不用时应及时将其放回盒内,并让其继续走动,以放松发条.[板书]1.时间的常用测量工具:钟、秒表.2.专业测量时间的工具:秒表、多功能电子表.师:我们现在测量时间的工具相当先进,你们知道古代人如何测量时间的吗?请大家阅读教材P14,并结合平时的了解进行思考,看谁知道的多.教师播放视频(如日出日落、季节更替、圭表、日晷、沙漏、单摆等),并向学生讲解.【例3】如下图所示,停表的读数为s,物体的长度为cm.解析:秒表分针指在5与6之间,且超过中线,长针读数应为37s,如果分针未超过5与6之间的中线,长针读数应为7s.长度精确测量时应估读到分度值的下一位.答案:3372.50误差1.误差的概念及产生误差的原因师:在前面的长度测量和时间测量的学习中,我们知道测量的值与物体的真实值之间总是或多或少地存在一些差别.在物理学中,把测量值与真实值之间的差别叫做误差.在刚才实验的过程中,我们发现测量的结果也不同,你们知道造成这种现象的原因吗?生1:不同的人操作仪器的反应快慢不同;生2:仪器本身不同;生3:不同仪器的精确程度不同.教师总结,并[板书][板书]1.受所用仪器和测量方法的限制,测量值与真实值之间的差别叫做误差.2.引起误差的原因:(1)可能是测量者估读不准引起的;(2)可能是测量仪器本身引起的;152 (3)可能是测量方法、测量原理引起的;(4)可能是环境的温度、湿度引起的.2.如何减小误差教师接着提问:那怎样才能使测量的误差尽量小些呢?学生讨论、思考,并回答:使用精确的仪器测量,测量时正确规范地进行操作,完善测量方法、原理.教师归纳,强调常用的减小误差的方法是多次测量取平均值.一般选取3~4次测量,然后求其平均值.[板书]减小误差的方法:多次测量取平均值、选用精密的测量工具、改进测量方法.师:下面请大家再次利用刻度尺测量物理教科书的长、宽.看谁的测量更精确.(3)使用方法:用手紧握秒表,大拇指按在按钮上,按秒表分三步:①第一次按下时,表针开始走动;②第二次按下时,表针停止走动;③第三次按下时,表针回零.规律总结:机械秒表的读数为小盘的分钟数+大盘的秒数.先读小盘的读数,它的单位是分钟,看上面的示数可知每分钟分为前半分钟和后半分钟,要注意它是指向哪半分钟;接着读大盘的读数,它的单位是秒,如果是前半分钟就读0~30s,若为后半分钟则读31~59s.进行新课学生动手实验:请两位同学把自己测量的几组数据书写在黑板上,并求取平均值.教师就学生的测量数据,帮助学生分析,并提醒学生如何区分和判断数据,在求取平均值时注意有效数字的位数与测量值位数要一致.3.误差和错误的区别师:请同学们思考误差是否就是错误.生:不是.师:那误差和错误有什么不同呢?学生思考、讨论、交流.[教师总结]误差是无法避免的,不能消除,只能尽量减小;而错误是可以避免的.错误是由于不遵守测量仪器的使用规则,或读数粗心造成的,是不该发生的,是可以避免的.[板书]误差与错误的区别:误差是无法避免的,不能消除,只能尽量减小;而错误是可以避免的.【例4】关于误差,下列说法中正确的是()A.测量时,只要遵守操作规则,就可以同消灭错误一样消除误差B.读数时,估读位数越多越准确C.测量时,误差不可避免D.多次测量取平均值会使误差增大解析:误差是由于实验方法、实验者、测量工具等因素引起的,不可避免,只能减小;多次测量取平均值可以减少误差,所以A、D说法错误,C说法正确.读数时,分度值的下一位是估读的,是一个不准确的值,若再往下一位估读,得出的数字是无意义的,所以B说法错误.答案:C四、课堂小结大家这节课的收获确实不少,我们共同熟悉了长度和时间测量的知识,知道长度和时间的单位、测量工具,熟悉了刻度尺、秒表的正确使用方法,还知道了误差产生的原因及减小误差的方法.这对我们解决日常生活、生产中遇到的问题有很好的帮助,希望大家在课后多多实践.此外,请大家课后查阅有关科学家伽利略发现了单摆的等时性的资料,了解影响单摆摆动周期的相关因素.这节课我们就讲到这,谢谢![教材习题解答]【教材P14“想想议议”】解:人体上带着几把“尺”,如“一拃”(约15cm)、“一步”(约60cm)、“一庹”(约1.60m,成人两臂左右平伸时两手之间的距离),可以利用这些“尺”估测长度.152 常人肩宽约为两个头长;上身约为三个头长;腿长约为四个头长;脚长约为一个头长;手长约为头长的三分之一;一个人两手虎口相合的周长约等于自己脖子的周长等.思想方法:对于无法直接测量的微小量的长度,可以把n个相同的微小量放在一起测出其总长度L,则一个微小量的长度D=L/n.例如:测一页纸的厚度、细丝直径等.【教材P16“练习与应用”】1.先测量出脚的长度:用粉笔在地上画出脚印的始末位置,再用刻度尺测出这段距离(可测三次,取平均值);也可以用细线拉直测量脚的长度,并在线上做记号,再用刻度尺测出线上记号间的长度,即为脚的长度(可测三次,取平均值).再测量身高:赤脚靠墙站立,取三角尺或书的两个直角边,一边贴在头顶,另一边靠在墙上,在墙上做记号,用卷尺量取地面到记号的距离(可测三次,取平均值).利用所测数据算出你的身高是脚长的几倍.(1)硬币直径的测量方法:①按如图所示方法测;②把硬币放在纸上,贴着边缘用笔划一圈,再剪下对折,用刻度尺直接测圆的直径,即为硬币直径;③用细线和刻度尺测出硬币周长,然后根据公式d=c/π算出直径.(2)硬币周长的测量方法:①在硬币边缘做一记号,在刻度尺上滚动一周,读出周长值;②用细线在硬币上绕一周,用刻度尺量出细线的长度,即为周长;③用直尺和三角尺量出硬币的直径,根据公式c=πd算出周长.3.解:一年约365天,一天是24小时,一年=365×24h=8760h;1h=60×60s=3600s,一天=24×3600s=86400s.在偏角很小(如10°)的情况下,测出它来回摆动50次所用的总时间,就可以算出摆动一个来回所用的时间.要想做一个周期为1s的摆,可以调整摆线的长度,直到用秒表测出其摆动50个来回所用的时间为50s为止,此时摆的周期为1s.摆制作完成后,测出其静止时小铁块的中心到悬挂点的长度即为摆长.测量中的错误之处:铅笔的起始端没有对准零刻度线;读数时,视线没有正对刻度线.如果该同学改正这些错误,误差仍然存在.因为受所用仪器和测量方法的限制,测量值与真实值之间总会有差别,所以改正了这些错误也消除不了误差.【例5】为了检验人躺着和站立时身体长度是否有差异,选用哪种规格的尺最合适()A.量程0~3m,分度值1mmB.量程0~10m,分度值1dmC.量程0~30cm,分度值1mmD.量程0~15cm,分度值0.5mm解析:由于人的身体长度不超过3m,而且躺着和站立时身体长度差异很小,不可能超过1dm,所以选量程为3m、分度值为1mm的尺最合适.答案:A【例6】某同学用同一把刻度尺对同一物体的长度进行了4次测量,结果如下:12.34cm、12.36m、12.35cm、12.75cm.则该物体的长度应记为()A.12.45cmB.12.34cmC.12.35cmD.12.36cm解析:由测量结果可知所用刻度尺分度值为1mm,因此要估读到毫米的下一位,12.34cm、12.36cm、12.35cm三个数据中倒数第二位的准确值是相同的,而12.75cm中的准确值与它们不同,属于错误的结果,在计算平均值时应去掉.答案:C[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【板书设计】1.凭感觉来判断是不可靠的:(1)靠感觉来判断不准确.为了定量描述,得到更加精确的结果,必须用仪器进行测量.(2)常用的测量工具:尺、天平、钟、表、温度计等.(3)单位:测量某个物理量时用来进行比较的标准量叫做单位.152 (4)国际单位制:在国际上为了交流,国际计量组织制定了一套国际统一的单位,叫做国际单位制(简称SI).2.长度的单位和测量工具:(1)长度的国际单位:米,符号m.(2)长度的其他单位:千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm).(3)长度单位之间的换算关系:1m=10-3km=10dm=102cm=103mm=106μm=109nm.(4)长度测量的常用工具:刻度尺;更精确测量用到的长度测量工具:游标卡尺等.(5)刻度尺的正确使用方法:一看:看量程、看分度值、看零刻度线的位置.二放:刻度尺的零刻度线(或某一整数刻度线)对准被测物体一端,且要紧贴被测物体.三读:读数时视线要正对刻度线,并与尺面刻度垂直,且要估测到分度值的下一位.四记:记录测量结果时要有准确值、估读值和单位.特别提醒:在采用多次测量求平均值时,若测量数据中出现有错误数据,应先剔除后计算.【教学后记】第2节运动的描述【教学目标】1.知道参照物的概念.2.知道运动是宇宙中的普遍现象,知道物体的运动和静止是相对的,会选择适当的参照物描述物体的运动.3.能用实例解释机械运动及其相对性.【教学重点】机械运动的概念;物体运动和静止的相对性.【教具准备】多媒体课件视频资料.【教学难点】参照物的概念及参照物的选择和判断;选择参照物描述物体的运动状态.【教学课时】1课时【课前预习】1.在物理学里,我们把物体位置随时间的变化叫作机械运动.自然界中的运动是普遍现象.2.为了确定一个物体是否运动,把事先被选作标准的物体称为参照物.如果物体相对于参照物的位置发生了改变,就说这个物体是运动的;物体相对于参照物的位置没有改变,就说这个物体是静止的.3.同一个物体是运动的还是静止的,取决于所选的参照物.物体的运动和静止是相对的.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]教师用多媒体播放一段足球比赛的视频,引导学生思考足球场上哪些物体是运动的,哪些物体是静止的.生:运动员、足球是运动的,球门、足球场是静止的.师:同学们回答得很对,今天我们一起来学习关于物体运动和静止的问题.152 [进行新课]机械运动1.运动是宇宙中的普遍现象师:请同学们观察教材P17图1.2-1,然后回答下列问题:哈雷彗星、飞奔的猎豹、缓慢爬行的蜗牛有没有共同点?共同点是什么?生:它们有共同点,就是它们都在运动.师:请同学们再观察周围的物体,说说它们哪些是运动的,哪些是静止的.学生交流、讨论,积极举手发言:生1:行驶的汽车是运动的;走路的人是运动的;地球是运动的;分子是运动的;……生2:黑板是静止的;教室外面的树是静止的;公路是静止的;大桥是静止的……[教师总结](1)我们身边有很多运动的物体:如行驶的汽车、跑步的人们、飞行的足球等.(2)宇宙是运动的:小学科学课上学过,地球本身在自转,还绕着太阳公转,且整个太阳系都在运动.同理,银河系也是运动的,那么宇宙同样也在运动,所以从宏观上看,宇宙中的所有物体都是运动的.(3)微观粒子是运动的:组成物质的分子也是在运动的.(4)运动是绝对的、普遍的现象,世界上一切物体都是运动的.[板书]运动是宇宙中的普遍现象,世界上一切物体都是运动的.(即运动是绝对的)2.机械运动师:同学们,物体运动的特征是什么?你们是怎么来判断物体是不是运动的呢?生:如果物体从这个“地方”到了另一个“地方”就是运动了,如果一直呆在一个地方不动就说明没有运动.师:同学们讲得非常通俗,你们说的“地方”就是“位置”,即说物体在运动是因为它们的位置在不断地变化.物理学里,我们把物体位置的变化叫做机械运动.[板书]机械运动表示物体位置的变化.【例1】(多媒体展示)下列说法中属于机械运动的是()A.四季更替B.花开花谢C.流星划过夜空D.生物的新陈代谢解析:物理学中“机械运动”是指物体位置的变化,它不同于体育锻炼中所说的“运动”.四季更替、花开花谢、生物的新陈代谢都不是物体位置的变化,所以不是机械运动.答案:C参照物教师进行实验:将书本放在讲桌上,把钢笔放在书本上,用手缓慢地推动书本,使书本载着钢笔沿桌面向前移动.(引导学生仔细观察实验)教师用多媒体展示下列问题,鼓励学生积极思考并回答:思考题:(1)书本相对于桌面的位置有无变化?(2)钢笔相对于书本的位置有无变化?(3)钢笔相对于桌面的位置有无变化?知识拓展:1.机械运动的形式:主要包括平动、转动和振动三种基本形式,例如汽车在公路上行驶,车身做平动,车轮做转动;说话时声带在振动.日常生活中比较复杂的机械运动均可看成这三种基本运动的复合.2.位置的变化包括距离的变化和运动方向的变化.学生回答:(教师适时点评)(1)书本相对于桌面的位置发生了变化;(2)钢笔相对于书本的位置没有变化;152 (3)钢笔相对于桌面的位置发生了变化.师:请同学们根据机械运动的概念来判断书本和钢笔的运动情况.生1:书本和钢笔相对于桌面的位置发生了变化,说明书本和钢笔是运动的.生2:钢笔相对于书本的位置没有发生变化,说明钢笔是静止的.师:一个说钢笔是运动的,另一个又说钢笔是静止的,这两种说法矛盾吗?请同学们讨论.生:选择作标准的物体不一样,同一个物体的运动情况就不一样.如果以桌面作标准,书本和钢笔就都是运动的;如果以书本作标准,钢笔就是静止的,因此这两种说法并不矛盾.师:同学们讲得很好.可见判断物体是运动的还是静止的,要看以哪个物体作标准,我们把这个作为标准的物体叫作参照物.[板书]在研究机械运动时,所选的作为标准的物体叫作参照物.[教师总结]如果我们研究的物体相对于这个标准的物体(参照物)的位置发生了变化,那么这个物体就是运动的,若没有发生变化,则说这个物体是静止的.教师播放一段视频(A、B两列火车并排停在站台上,一会儿后,在B火车开动过程中,坐在A火车中的甲感觉到自己在向后运动),引导学生说说A火车中甲的运动情况.学生观看、思考、回答.生1:以站台为参照物,坐在A火车中的甲是静止的;生2:以B火车为参照物,甲是运动的,而且感觉到自己在向后运动.师:可见,同一物体可以有不同的参照物,而得出的结论也不同.当然,选择的参照物是不是只有一个呢?请举例说明.生:当然不是.如我们观察一辆小汽车在公路上行驶时,判断它是运动的,我们可以选地面为参照物,也可以选路边的房屋作参照物,还可以选树木作参照物,它们都能得出汽车是运动的结论,所以对某一运动状况的判断,所选的参照物并不是只有一个.[板书]判断同一物体的运动情况,选取的参照物不同,判断的结果一般也不一样.师:请同学们都来描述某一物体的运动情况,看看各是以什么物体作为参照物的.生1:放学后我和同学一起回家时,以同学为参照物,我就是静止的,以房子为参照物,我就是运动的.生2:一个人在公路上行走,如以路旁的树木作参照物,他是从西向东走,这时如果从他身后开过一辆汽车,以汽车为参照物时,这个人就是在从东向西走.教师用多媒体播放课件“参照物的选择”,并引导学生思考参照物应该怎样选择.参照物的选择(多媒体课件)(1)参照物可任意选择,既可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但选作参照物后必须假定该参照物静止.(2)选择不同的参照物,对同一物体运动状态的描述结果往往是不同的.(3)有时参照物的选择并不唯一,但应该便于研究问题.方法归纳:物体运动状态的判断方法:选定参照物后,通过观察研究对象相对于参照物之间的位置是否发生变化来确定物体的运动状态.若位置变化了,则该物体是运动的;若位置没有变化,则该物体是静止的.(4)参照物一般不选研究对象本身,因为以研究对象为参照物,研究对象永远是静止的.(5)通常情况下,研究地面上物体的运动,常选地面或固定在地面上的物体为参照物,在这种情况下,参照物往往略去不提.[板书]参照物的选择(1)不要将研究对象选作参照物.(2)参照物的选择是任意的.(3)一般选地面或地面上静止的物体作参照物.【例2】(贵州安顺中考)妈妈用电动自行车送小婷上学,途中妈妈提醒小婷“坐好,别动!”,这个“别动!”的参照物是()152 A.电动自行车上的座位B.路旁的树木C.迎面走来的行人D.从旁边超越的汽车解析:“别动”是相对于电动自行车上的座位不要动,而小婷相对于树木、迎面走来的行人、从旁边超越的汽车是运动的,即位置是变化的,故A正确.答案:A运动和静止的相对性师:从上面的事例可以看出,同一情景下的物体,如果选择的参照物不同,得出物体的运动状态是不同的.这说明了什么问题?学生讨论、交流、回答:说明物体的运动和静止是相对的.老师用多媒体设备播放视频:拖拉机和联合收割机相对静止的情况;飞机空中加油情景.学生观察、感悟,加深理解运动和静止的相对性.[板书]物体的运动和静止是相对的.教师引导学生分析教材P19图1.2-4甲、乙两个图,帮助学生理解对于不同的参照物,同一物体的运动情况判断不一定相同,进一步体会运动和静止的相对性.【例3】(多媒体展示)我国是掌握空中加油技术为数不多的国家之一,只有当加油机与运输机或战斗机保持状态时才能加油.此时加油机与运输机或战斗机的运动快慢是(选填“相同”或“不同”)的,运动方向是(选填“相同”或“相反”)的.解析:空中加油要求加油机与受油机运动快慢及运动方向必须完全一致.答案:相对静止相同相同【例4】(多媒体展示)一条东西走向的平直公路上,甲、乙、丙三辆汽车同时向东行驶,乙车上的乘客感觉甲车比乙车快,甲车比丙车慢,乙车上的乘客的这种感觉是以为参照物;选取甲车为参照物时,则乙车向行驶,丙车向行驶.解析:由题可知,甲、乙、丙三辆车都是向东运动的,且丙车最快,然后是甲车,最后是乙车;因此选甲车为参照物时,乙车向西行驶,丙车向东行驶.答案:自己(乙车)西东知识拓展:运动和静止的三层含义:1.运动是绝对的,一切物体都在运动,绝对不动的物体是没有的.2.静止是相对的,通常所说的静止,是指它相对于所选参照物(多数是指地面或地面上固定不动的物体)的位置没有发生变化,即两物体运动快慢相同,运动方向一致.3.相对运动.两个物体间的位置发生变化,以其中任何一个作参照物,另一个都是运动的,这就是相对运动,且参照物不同,得到的结论也可能不同.[课堂小结]我们知道了宇宙是运动的,运动是普遍现象.然而我们通常又说有的物体是运动的,有的物体是静止的,那是因为相对于不同的参照物而言,当这个被研究的物体与选取的参照物之间的位置发生变化了,那么这个物体就是运动的,如果没有发生变化,则说这个物体是静止的,也就是说运动和静止是相对的.好,今天的课就到这,谢谢![教材习题解答]【教材P17“问题”】解:哈雷彗星相对于地球有位置变化,猎豹相对于地面有位置变化,蜗牛相对于叶子有位置变化.【教材P18“想想议议”】解:你觉得自己的列车开始缓缓地前进了,是以旁边列车为参照物,由于两辆列车之间相对位置发生了变化,因此你觉得自己的列车开始前进了;当你的列车“驶过”了旁边列车的车尾时,又以地面为参照物,发现自己的列车还停在站台上,真正运动的是旁边的列车.造成两次判断不相同的原因是选择的标准不同.152 【教材P19“想想议议”】解:(1)甲图中以地面为参照物时,人是运动的;以自动扶梯为参照物时,人是静止的.乙图中以地面为参照物时,加油机是运动的;以空中加油机为参照物时,战机是静止的.【教材P19“练习与应用”】1.解:列车在平直的轨道上行驶时,行李架上的物品相对于火车头、车厢的座椅是静止的,相对于树木、房屋是运动的.2.解:山相对于船是运动的,故所选的参照物是船.3.解:在梦天实验舱靠近天和核心舱的过程中,以天和核心舱为参照物,梦天实验舱是运动的;对接完成后,以天和核心舱为参照物,梦天实验舱是静止的;若以地面指挥中心为参照物,在这两个过程中,梦天实验舱都是运动的.4.解:以观光电梯为参照物,若电梯外的建筑物在向下运动,则观光电梯在上行;若电梯外的建筑物在向上运动,则观光电梯在下行.【例5】如图所示,小玉乘汽车到姥姥家去度假,汽车在平直公路上行驶.小玉的感觉是:远处的村庄相对于电线杆在向(选填“前”或“后”)运动;近处的小树相对于电线杆在向(选填“前”或“后”)运动;电线杆周围的景物看起来好像在绕电线杆做(选填“顺”或“逆”)时针转动.解析:小玉以自己和电线杆所在的直线为参照物,汽车向右运动时,这条直线绕电线杆逆时针转动,村庄向前远离这条直线,小树向后远离这条直线,周围的景物在绕电线杆做顺时针转动.答案:前后顺[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第3节运动的快慢【教学目标】1.能用速度描述物体的运动.2.能用速度公式进行简单的计算.3.知道匀速直线运动的概念.4.粗略研究变速直线运动,能用平均速度描述变速直线运动的快慢.【教学重点】速度的概念及单位;匀速直线运动的判断.【教具准备】多媒体课件.【教学难点】速度单位的换算;平均速度的理解和计算.【教学课时】1课时【课前预习】1.比较物体运动快慢的方法:(1)相同的时间内比较通过的路程;(2)相同的路程比较所用的时间;(3)比较单位时间内通过的路程.2.速度表示物体运动的快慢;在物理学中把路程与时间之比叫作速度;在数值上等于物体单位时间内所走的路程,公式为v=s/t.3.在国际单位制中,速度的单位是米/秒,符号为m/s;在交通运输中,常用千米/时做速度的单位,符号为km/h.它们之间的换算关系是1m/s=3.6km/h.4.物体沿着直线且速度152 不变的运动,叫作匀速直线运动.物体做直线运动时,在相等的时间内通过的路程不相等,这种运动叫作变速直线运动.通常用平均速度表示做变速运动的物体运动的快慢.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]师:上节课我们学习了机械运动,虽然知道了运动是绝对的,静止是相对的,但我们平时所说的物体运动和静止却都是相对于某一物体而言的(即相对于参照物而言).那么同是物体的运动,它们的快慢一样吗?你们认为哪些物体运动快,哪些物体运动快,哪些物体运动慢呢?学生讨论、交流.师:今天我们就探究如何描述物体运动的快慢.[进行新课]速度的比较1.比较物体运动快慢的方法师:平时我们是怎样比较和判断物体运动快慢的?生1:比较相同时间内谁走得远.生2:比较在相同路程内谁用的时间短.师:(播放视频1“110m跨栏比赛”)请大家观看视频,并思考怎样比较运动员的快慢.师:(播放视频2“110m跨栏比赛现场的观众和裁判的结论”)请你们说说比较运动快慢有几种方法.学生交流、讨论.教师引导学生思考并总结:(1)观众的方法实际上是在相同时间内看运动路程的长短来比较快慢,路程长则运动快,路程短则运动慢;(2)裁判的方法实际上是运动路程相同,看运动时间的长短来比较快慢,所用时间短则运动快,所用时间长则运动慢.2.速度的概念师:这就是平时生活中对物体运动快慢的比较方法.而在实际当中,如果物体运动的路程和时间都不同,那如何比较运动的快慢呢?生(讨论):如果时间和路程都不相等,的确不容易比较,但我们是否可以人为地让它们的路程或时间相等呢?教师引导学生分析、讨论、总结:(1)让它们运动的时间相等:比较单位时间内通过的路程,谁大,谁运动得就快;谁小,谁运动得就慢.(2)让它们通过的路程相等:比较单位路程内经过的时间,谁大,谁运动得就慢;谁小,谁运动得就快.师:鉴于这种情况,物理学中引进了速度的概念,来描述运动的快慢.即速度是路程与时间之比,它在数值上等于物体在单位时间内通过的路程.[板书]速度物理意义:表示物体运动的快慢.定义:路程与时间之比叫作速度.师:请大家思考、讨论,为什么不用单位路程的时间来表示速度呢?生1:如果用单位路程的时间来表示速度,那么所用的时间越长,则运动越慢;反之,所用时间越小,则运动越快.它们是反比例关系,按理说应该还是可以的.生2:因为单位时间的路程越大,则速度越大;而单位路程的时间越长则速度越小,由此可见虽然后者也能比较物体运动的快慢,但比较起来很不方便,所以我们用单位时间的路程来表示速度.152 3.速度的定义式师:请大家利用平时的生活经验推导出速度的定义式.思想方法:比较物体的运动快慢运用了这种方法,在运动时间相同时比较运动路程或在运动路程相同时比较运动时间.生(踊跃回答):速度=路程/时间,用符号表示是v=s/t.师:回答正确,很好.下面让我们看各个物理量的意义及单位:s——路程——米(m);t——时间——秒(s);v——速度——米每秒(m/s).[板书]1.速度定义式:速度=路程/时间,用符号表示是v=s/t.2.速度的单位:米每秒,符号为m/s或m·s-1.交通运输中还用到千米每小时作速度的单位,符号是km/h或km·h-1.两种单位之间的换算关系为:1m/s=1×1/1000km÷1/3600h=3.6km/h.师:不同的物体运动的速度不同,如我们上学步行的速度通常约为1.1m/s,骑自行车时的速度约5m/s,高速公路上行驶的小轿车的速度通常可达33m/s.下面请大家阅读教材P21“小资料”,了解一些物体运动的速度.师生一起阅读,并举例,进一步感受生活中物体的运动速度.【例1】(多媒体展示)火车在北京和上海之间的运行速度约为104km/h,两地之间的铁路线长为1463km,火车从北京到上海大约要用多少时间?解:由公式v=s/t变形可以得到t=s/v,因此,火车从北京到上海所用的时间t=s/v=1463km÷104km/h=14h.4.交通工具上的速度表师:教材P21图1.3-2是汽车速度表.注意它上面的单位是千米每小时,当指针指在哪个位置时,说明此时的速度是几千米每小时.中间的计数器显示累计里程,下面的计数器显示临时里程.在运用速度公式计算时,要善于进行变形,根据已知量求出未知量.教师引导学生思考汽车等交通工具上的速度表有时指示的数值大,有时指示的数值小,那么它测量的是什么速度.学生交流、讨论并积极举手发言.[教师总结]汽车等交通工具上安装的速度表,它的示数在不断变化,它指示的是汽车等交通工具在行驶时,每时每刻的速度,当汽车做匀速行驶时,速度表会指在某一位置不动.因此,它显示的是汽车的瞬时速度.5.频闪摄影师:在研究物体运动时常用到一种“频闪摄影”的实验方法,来观察、分析物体运动的情况.就是每间隔相等的时间拍摄一次物体运动的位置,然后对运动的路程进行分析,即可判断物体做何种运动.好,下面请大家阅读教材P22“想想议议”,并思考甲、乙图中汽车分别做何种运动.生1:从甲图中可以看出,在间隔相等的时间内,汽车移动的距离几乎相等,因此,速度不变;生2:观察乙图可知,乙图中汽车移动的距离逐渐变大,因此汽车做加速运动.从两个图中还可以看出,汽车运动的路径是直线的.匀速直线运动师:物体做机械运动,按照运动路线的曲直可分为直线运动和曲线运动,如在平直轨道上运行的列车便可看作是做直线运动,而同学们在游乐场玩的摩天轮便是做曲线运动,请同学们说说生活中还有哪些运动是直线运动和曲线运动.生:苹果从树上掉下来的过程是直线运动;电风扇的转动是曲线运动.知识拓展:瞬时速度是运动的物体在经过某一个位置或在某一个时刻的速度.152 [板书]机械运动按运动轨迹可分为直线运动和曲线运动.师:在直线运动中,按照速度是否变化,又分为匀速直线运动和变速直线运动.在教材P22“想想议议”的甲图中,汽车在相同时间间隔内运动的距离相同(即速度不变),且运动的路径是直线的,这种运动方式叫匀速直线运动.而在乙图中,汽车虽做直线运动,但在相同时间间隔内运动的距离不同(速度改变),这种运动方式叫变速直线运动.[板书]物体沿着直线且速度不变的运动叫作匀速直线运动.物体沿着直线但运动速度在改变的运动是变速直线运动.师:请同学们思考匀速直线运动有什么特点.生:匀速直线运动有两个特点:①速度的大小不变;②运动的路径是直线的.[板书]匀速直线运动是最简单的机械运动,它的特点:①速度大小不变;②运动的路线是直线的.【例2】(多媒体展示)下列有关做匀速直线运动的物体的说法,正确的是()A.由速度v=s/t可知,速度与路程成正比B.由速度v=s/t可知,速度与时间成反比C.物体运动的时间越长,则路程越大D.匀速直线运动的物体的速度不能由公式v=s/t计算解析:匀速直线运动有两个特点:①速度大小不变,也就是说速度是恒定的;②运动方向不变.因此,速度与路程、时间无关.当物体运动的时间越长,则通过的路程就越长,即路程与时间成正比.当然,速度的大小可以由公式v=s/t计算.答案:C平均速度师:实际中物体的运动很难保证速度大小和方向始终不变,也就是说实际中物体的运动是变速运动.如我们平时上学的过程中,出门下楼的速度较慢,路线是曲线.在平直的马路上,当人、车不拥挤时走得较快,赶上人多拥挤的时候速度变慢,在上教学楼时速度变慢……请同学们再举些变速运动的例子.学生举例,教师评价.师:我们知道匀速直线运动是速度不变的的直线运动,其速度可以由v=st计算.而变速运动比匀速运动复杂得多,变速运动的速度虽然是不固定的,但我们也可以比较它们整个路程的速度,我们把它叫作平均速度.也就是用平均速度来粗略地表示它的运动情况,那么什么叫平均速度呢?其大小如何计算呢?生1:平均速度就是一段时间内通过的路程与通过这段路程所用时间的比值.生2:平均速度的计算公式:v=s/t,s是整个路程的长度,t是通过整个路程所需要的时间,v就是平均速度.[板书]1.平均速度的定义:一段时间内通过的路程与通过这段路程所用时间的比值叫作这段路程(或时间)的平均速度.2.平均速度的计算公式:v=s/t.[教师总结]①平均速度用来粗略地描述做变速运动的物体的平均快慢程度,但不能精确地知道它的运动情况,即不知它何时加速,何时减速,何时中途停留.②我们说一个物体的平均速度,必须指出在哪段时间内,或在哪段路程中,否则平均速度的含义就不确切了.在公式v=st中,s和t之间有着严格的一一对应关系,s一定是t时间内通过的路程,t一定是通过路程s所用的时间.易错提示:在匀速直线运动中,任何时刻运动物体的速度都相同,速度的大小是由路程和时间的比值决定的,不能认为速度与路程成正比,与时间成反比.③平均速度不是速度的算术平均值,全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值.④在求平均速度时,必须指出在哪段路程或哪段时间中,因为在不同的时间或路程中,平均速度一般不同.152 【例3】(多媒体展示)小明同学早晨7:30从家出发,骑自行车上学,行驶了1200m到街上,此时他看了手表时间为7:35,紧接着又行驶了5min到达学校,已知学校距离他家3000m,小明骑自行车上学过程中的平均速度多大?解:由题可知小明骑自行车上学经过的路程s=3000m,所用时间t=7h35min-7h30min+5min=10min=600s,由平均速度的计算公式v=s/t得,v=3000m/600s=5m/s.因此小明骑自行车上学过程中的平均速度是5m/s.[课堂小结]大家这节课的收获确实不少,我们共同学习了速度这个物理量,知道了速度是用来描述物体运动快慢的.明白了速度的概念是路程与时间之比.物体运动速度可以由v=st公式计算,如果计算出的值大,表明它的速度大,即运动快.我们还知道了一种最简单的机械运动——匀速直线运动,就是速度的大小不变,经历的路径是直线的一种运动.实际中的运动是变速的,在粗略的研究中,可以用平均速度来描述物体的运动快慢.[教材习题解答]【教材P20“问题”】解:在相同时间内,谁经过的路程长(即谁跑在前面),谁就跑得快.裁判员是通过他们到达终点时的时间来计算成绩的,用时最少的,跑得最快,用时最多的,跑得最慢.我和裁判员所用的方法不一样,我是通过在相同时间内,小组问题探讨:甲车在每10s内行驶的距离都是300m,那么甲车一定做匀速直线运动吗?甲车不一定做匀速直线运动,因为在每个10s内小车可能做变速运动,且在这段时间内的平均速度都是30m/s.比较经过的路程来判断,而裁判员是在相同路程内,比较所用的时间来判断.【教材P20“想想议议”】解:比较甲同学和乙同学单位时间内所跑的路程来判断.【教材P22“想想议议”】解:甲图中的汽车做直线运动时,在相同的时间内通过的路程相等,它的速度是不变的.乙图中汽车在各段时间内通过的路程不相等,速度也不相等.【教材P23“想想议议”】解:因为时间确定,但车速不确定,所以路程不确定.【教材P23“练习与应用”】1.解:该老师通过的路程s=4.5km,所用时间t=45min=0.75h,利用公式v=s/t,可以算出他在这段时间内行走的速度v=s/t=4.5km/0.75h=6km/h=1.67m/s.2..解:图中显示汽车行驶的速度是60km/h,按此速度匀速行驶10km,则汽车行驶的时间t=s/v=10km/60km/h=1/6h=10min.3.解:大巴车的速度v=72km/h=20m/s,大巴车由第1根路灯杆到第6根路灯杆的时间t=10s,从第1根路灯杆到第6根路灯杆的距离s=vt=20m/s×10s=200m.第1根路灯杆到第6根路灯杆间有5个相邻路灯杆间距,则相邻两根路灯杆之间的距离s’=s/n=200m/5=40m.4.解:(1)列车由北京南站驶往上海虹桥站全程的平均速度(2)从北京南站到天津南站,列车运行的平均速度从天津南站到济南西站,列车运行的路程s2=406km-120km=286km,列车运行的时间t2=13h33min-12h33min=1h,列车运行的平均速度特别提醒:应用v=s/t解题注意事项:(1)要交代所求的物理量,有必要的文字说明;(2)根据题目的需要进行单位换算;(3)代入数据时要带单位,且单位也要参与运算;(4)最终结果要化为整数或小数,数字的后面还要写上正确的单位.152 从济南西站到南京南站,列车运行的路程s3=1023km-406km=617km,列车运行的时间t3=15h33min-13h35min=1h58min列车运行的平均速度从南京南站到上海虹桥站,列车运行的路程s4=1318km-1023km=295km,列车运行的时间t4=16h38min-15h35min=1h3min=列车运行的平均速度比较四个路段的平均速度可知v3>v2>v4>v1,因此列车在济南西站到南京南站路段运行得最快,在北京南站到天津南站路段运行得最慢.【例4】甲车以30m/s的速度在平直的轨道上行驶,在相邻的平行铁路上,迎面开来一列长300m的乙车,速度是20m/s,坐在甲车窗口的乘客看到乙车从他眼前经过的时间是()A.30sB.15sC.10sD.6s解析:由于两车的运动方向是相对的,以坐在窗口的乘客为参照物,甲车的速度为v=v1+v2=30m/s+20m/s=50m/s,从乙车车头经过乘客到车尾离开共经历的路程为乙车的车长,所以,乙车从他眼前经过的时间为t=s/v=300m÷(50m/s)=6s,故选D.[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第4节速度的测量【教学目标】1.能用刻度尺测出小车运动的路程,能用秒表测出小车通过这段路程所用的时间,能根据公式计算出小车在这段时间内运动的平均速度.2.能写出简单的实验报告.【教学重点】学会用刻度尺和秒表测平均速度,加深对平均速度的理解.【教具准备】斜面、小车、木块、刻度尺、秒表、金属片、卷尺、小红旗(或发令枪)、自行车等.【教学难点】准确测量小车运动的时间.【教学课时】1课时【课前预习】1.实验目的:练习使用刻度尺和秒表测算平均速度.2.实验原理:v=s/t(公式).3.实验器材:刻度尺、斜面、秒表、金属片、小木块、小车.4.实验步骤:(1)将斜面固定,确定起点位置.实验中保持斜面较小的坡度,目的是使小车运动速度较慢,便于测量时间.(2)测量全程的平均速度.(3)测量上半段的平均速度.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]152 教师播放视频课件:我国体育健儿刘翔在国际田联钻石联赛尤金站110m跨栏比赛中以12秒87追平了世界纪录.师:在上述展现的情景中,你发现了几个物理量?生:路程、时间.刘翔在110m跨栏比赛中的平均速度是多大呢?学生动手计算:v=s/t=110m1/2.87s=8.55m/s师:由此可见,要测量运动物体的平均速度,就必须测量物体运动的路程(长度)和运动的时间.我们这节课就探究平均速度的测量.[进行新课]平均速度的测量教师引导学生阅读教材P25“实验”,然后思考以下问题:(多媒体展示)思考题:(1)本次实验的目的是什么?(2)本次实验的原理是什么?(3)要完成本次实验,需要测出哪些物理量?(4)本次实验需要哪些仪器去测这些物理量?学生回答:(教师适时点评)(1)实验目的是学会用刻度尺和停表(秒表)测平均速度.(2)实验原理是v=.(3)需要测量的物理量是小车通过的路程和通过这段路程所用的时间.(4)需要用刻度尺去测路程,用停表去测时间.教师用多媒体展示实验步骤,并进行实验指导.实验步骤和实验指导(多媒体课件)1.实验步骤:(1)把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s1.(2)用秒表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1.(3)根据测得的s1,t1,利用公式v=s1/t1算出小车通过斜面全程的平均速度v1.(4)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离s2.(5)测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程s2所用的时间t2,算出小车通过上半段路程s2的平均速度v2.将实验中的相关数据填入右表中.路程s1s2运动时间t1t2平均速度v1.v22.实验指导:(1)斜面的坡度要相对小一些,这样小车在斜面的运动时间就会较长,测量时间较长,最后结果的误差就会减小.(2)金属片放在斜面的中间,测量出斜面的总长,则前半程、后半程和全程的距离都可以得到.[教师总结](1)测量平均速度的实验难点是计时结束要以听到撞击声为准,即听到声音的同时记录结束时刻.(2)在计算平均速度时,要注意物理量的对应,而绝不能认为平均速度是速度的平均值.教师引导学生分组探索:(1)实验1:测量小车运动的速度.(即教材P27“实验”)(2)实验2:测量正常行走、竞走和跑步的平均速度.(3)实验3:测量自行车的平均速度.规律总结:(1)路程的测量152 用刻度尺测量小车通过的路程时,要明确斜面的长度并不是小车运动的全程,小车通过的路程必须从小车的头量到头或从尾量到尾.因此实验时,可以先在斜面上划两条横线确定小车、金属片放置的位置,量出横线间的距离,再做实验.(2)时间的测量①时间的测量:实验中放小车的同时又要测时间,所以实验时应两人一组配合实验,一人计时,另一人放小车,争取做到小车开始下滑的同时开始计时,小车撞击金属片的时刻停止计时.②时间与时刻的区别:时刻是指物体经过某点时,计时器所指的示数,它表示的是一个时间点.时间是指两时刻之间相隔的长短,指的是一个时间段.知识拓展:频闪摄影又称连闪摄影,是借助于电子闪光灯的连续闪光在一个画面上记录动体的连续运动过程.频闪摄影是记录同一物体在相等时间间隔内的位置,而不是不同的物体在同一时刻的位置.要求:实验1在课堂上完成,实验2和实验3可以在课后完成,但要求在课堂上设计出实验2、3的实验方案和实验数据表格.学生在教师的指导下动手完成实验1.【例1】“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法.摄影在暗室中进行,把照相机固定在地面上,快门是常开的,但是由于没有光照亮物体,底片并不感光.光源是一只闪光灯,它每隔0.02s闪亮一次,闪亮的时间很短,大约只有1/1000s.光源发光时,物体被照亮,底片就记录下这时物体的位置.光源不断闪亮,底片就记录下物体相隔同样时间的不同位置.观察图中甲、乙两小球的频闪照片,由图可以看出(选填“甲”或“乙”)做匀速直线运动;请利用自己的刻度尺,粗略求出乙球从a到d的平均速度:.解析:观察图中频闪照片应明确:①每张照片相邻两球之间运动的时间间隔相等;②间隔时间均为0.02s.图甲中照片间隔距离相等,说明此物体速度一定,物体做匀速直线运动;图乙中照片间隔距离依次增大,说明物体的速度是变化的,物体做变速直线运动,从a到d所用时间t=0.06s,距离由刻度尺量得s=3.8cm,则此过程中的平均速度v=s/t=3.8cm/0.06s=63cm/s=0.63m/s.答案:甲0.63m/s教师引导学生阅读教材P27“科学世界——超声波测距”,并讲解.用超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波后就立即停止计时.超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的超声波从发出到接收的时间t声,就可以计算出发射点距障碍物的距离s,即:s=v声t声.[课堂小结]这节课我们共同探究学习了用刻度尺、秒表来测量平均速度的方法.还了解了超声波测距的原理.实际生活中经常需要测物体运动的平均速度,因此,掌握一些测平均速度的方法,是我们把学习到的物理知识与实际相联系的具体表现.在生活中测平均速度时,通常需要借助一些身边已知长度的物体测路程,如公路两旁的里程牌,平直公路旁电线杆间的距离等.课后请同学们交流一下还有哪些测量平均速度的方法.[教材习题解答]【教材P26“想想议议”】不相等.小车从斜面顶端释放到达中点时的速度大于从中点由静止开始释放时的速度,因此小车从中点释放运动到斜面底端时的时间更长,根据速度公式v=s/t可知,路程相等,时间越长,速度越小,所以从中点释放测得的速度偏小.【教材P27“练习与应用”】1.需要测量滑梯顶端到底端的距离和该同学从滑梯顶端滑到底端所用的时间.测量工具依次为卷尺和秒表.2.解:由图可知,小球在AB段运动的距离sAB=100.0cm-75.0cm=25.0cm=0.25m,所用时间tAB=1s,所以小球在AB段的平均速度小球在BC段运动的距离sBC=75.0cm=0.75m,所用时间tBC=2s-1s=1s,所以小球在BC段的平均速度152 0.75m/s.小球在AC段运动的距离sAC=100.0cm=1m,所用时间tAC=2s,所以小球在AC段的平均速度3.第一种情况:因为小车在运动过程中速度越来越快,所以小车通过斜面全程速度v1和通过上半段路程的速度v2不同.第二种情况:因为甲、乙两同学用同一装置测量数据时会存在误差,所以测得的v2不同.4.能估测自己正常步行时的速度v和家到学校的路程s.解决以上问题需要测量绕学校操场的跑道正常步行一圈所需的时间t0和从家正常步行到学校所需的时间t.正常步行时的速度v=l/t0,家到学校的路程s=vt=lt/t0.【例3】(河南中考)在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度.让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度.图中AB段的路程sAB=cm,如果测得时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度vAB=m/s.在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度vAB会偏.为了测量小车运动过程中下半程的平均速度,某同学让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度.他的做法正确吗?,理由是:.BC段的平均速度应(填“大于”“小于”或“等于”)AB段的平均速度.解析:(1)从标尺上可直接读出AB段的路程40cm,再由速度计算公式,算出AB段的平均速度vAB=sAB/tAB=0.4m/1.6s=0.25m/s;(2)若小车过了B点才停止记时,会使记录时间大于实验所用时间,因而计算出的平均速度vAB会偏小;(3)不正确,因为小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0,小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是通过下半程BC段的时间.小车通过BC段所用的时间比通过AB段所用的时间少些,故vBC>vAB.答案:(1)400.25(2)小(3)不正确所测时间不是运动过程中下半程的时间,因而算出的速度也不是下半段的平均速度大于[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】本章复习和总结【教学目标】1.能通过日常生活经验或物品粗略估测长度,会选用适当的工具测量长度.2.能根据日常经验和自然现象粗略估测时间,会使用适当的工具测量时间.3.能用实例解释机械运动及其相对性,能对物体的运动状态正确地分析与判断.4.能用速度描述物体的运动情况,并进行简单计算.5.正确理解平均速度的含义,能用刻度尺、秒表测小车运动的平均速度.【教学方法】1.归纳法:通过对本章知识的归纳总结,体会知识内容之间的联系,进而系统地复习本章知识.2.引导分析法:通过引导学生对典型事例的分析,帮助学生进一步理解物理概念、规律,锻炼学生分析问题、解决问题的能力.【教具准备】多媒体课件152 【教学课时】1课时【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[进行新课]长度和时间的测量【例1】某同学沿花坛玩推铁圈的游戏,铁圈转过30圈时,刚好绕花坛一周,铁圈的直径为0.40m,那么花坛的周长约是m.汽车上的里程表是根据来记录汽车行驶的里程的.解析:在测量过程中,可以采用一些特殊方法,本题采用了滚轮法,用于测量较长的曲线长度.可用一个已知周长的圆铁圈沿所测曲线滚动,记下铁圈滚动过的圈数,再乘以铁圈的周长,即可测出较长曲线的长度.铁圈转过一圈,铁圈运动的距离即为铁圈的周长,花坛的周长是0.40m×3.14×30=38m.答案:38车轮转动圈数【例2】小明要模仿古人用水钟来计时,他找来一个带水龙头的水壶,一个量筒和适量的水.(1)帮小明设计一下,如何用这些器材来测定时间?(2)用这种方法测定时间产生误差的主要原因是什么?如何改进?解析:让水龙头形成时间间隔稳定不变的水滴,通过计算所滴水滴的多少来度量时间的长短.答案:(1)在水壶中装适量的水,稍微开启水龙头,形成稳定水滴,再用量筒接着水滴,测出滴入1mL水所用的时间t0,然后,可根据滴入量筒中水的体积V计算所用的时间t=Vt0.(2)这种测定时间的方法产生误差的主要原因是随着水壶内水位下降,水滴速度越来越慢.可采用补充水壶里的水的方法来减小误差.知识总结:1.测量物体长度的过程中要正确使用刻度尺,应做到:(1)会选:根据测量要求选择适当分度值和量程的刻度尺;(2)会放:刻度尺的位置要放正,不能歪斜,刻度线应紧贴被测物体;(3)会看:读数时,视线要正对刻度线,与尺面垂直,不要斜视;(4)会读:在读数时,除准确读出分度值的数值外,还要估读到分度值的下一位;(5)会记:除正确无误地记下所读出的数值外,还要注明单位.2.参照物的选取原则:(1)假定性;(2)任意性;(3)排己性;(4)不唯一性;(5)方便性.运动的描述【例3】诗人曾写下这样的诗句:“人在桥上走,桥流水不流”.其中“桥流水不流”,诗人选择的参照物是()A.桥B.河岸C.水D.岸上的树解析:“桥流水不流”是说桥在运动,而水是静止的,从选项可以看出,桥相对水来说有位置的变化,所以“桥流”是以水为参照物的.答案:C【例4】在某次火炬传递活动中,现场某记者同时拍下了固定在地面上随风飘动的旗帜和附近的甲、乙两火炬照片,根据它们的飘动方向,可以判断下列说法正确的是()A.甲火炬一定静止B.甲火炬一定向右运动C.乙火炬一定静止D.乙火炬一定向左运动解析:从固定在地面上随风飘动的旗帜可看出,风是向左吹的.再观察甲、乙两火炬的火焰飘动方向,可推知:甲火炬可能是静止,可能是向右运动,也可能是向左运动,但运动的速度必须小于风速;乙火炬向左运动且运动速度必定大于风速.答案:D【例5】甲、乙两辆汽车在水平路面上同时向东行驶,路程—时间图像如图,甲车的速度是m/s;两车行驶过程中,若以甲车为参照物,乙车向运动.152 解析:从题图象可以看出,甲车的速度v甲=300m/20s=15m/s,而乙车的速度为v乙=300m/50s=6m/s,由于两车是同时向东行驶,甲车比乙车快,以甲车为参照物,乙车相对于甲车向西运动.答案:15西【例6】研究发现:人在饮酒后驾车的应急反应时间是未饮酒时的2~3倍,反应时间是指司机从看到意外情况到刹车需要的这段时间;在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫做反应距离.如图所示,某人酒后驾车沿马路直线行驶,车头中央距马路边沿3m,车在到达某位置时,发现一人正从路边出发闯红灯过人行横道,此时汽车的速度为15m/s,距离人的行走路线为30m,若该司机的反应时间为1.2s,刹车后汽车由于惯性还要继续行驶,再经过1s刚好驶到人的行走路线.知识总结:1.表示匀速直线运动的图象有三种方式:(1)路程—时间图像,图像是过原点的直线,图线的倾斜程度反映了运动的快慢,直线越陡,说明在相同的时间内通过的路程越长,即运动速度越快.如果图线不是直线,则说明不是匀速直线运动;(2)速度—时间图像,图线是平行于时间轴的直线,即速度的大小保持不变,与时间无关;(3)速度—路程图像,图线是平行于路程轴的直线,即速度的大小保持不变,与路程无关.2.平均速度是指某段时间或某段路程内物体运动的平均快慢,它不是速度的算术平均值,公式为v=s/t.[课堂小结](1)求这辆汽车的反应距离是多少.(2)若人以1.5m/s的速度匀速行走,请计算说明汽车是否有撞上行人的可能.(提示:该车的宽度约1.8m)(3)请你为驾驶人和行人各提出一条文明交通的警示语.分析:根据题目信息,在计算反应距离时,可根据车速与反应时间来计算.要判断汽车能否有撞上行人的可能时,先计算出人行走的时间为2.2s,然后利用公式s=vt计算行人走过的距离.分析汽车两侧到马路边沿的距离范围,然后通过比较作出判断.最后一问属于开放性试题,只要学生回答合理即可.如还可以回答为:酒后驾车会危害自己和他人安全;请不要闯红灯;请绿灯亮时过马路等.解:(1)因为司机的反应时间是1.2s,且这段时间内保持15m/s的原速前进,所以s车=v车t反=15m/s×1.2s=18m.(2)汽车从某点到行人的行走路线用时:t总=t反+t=1.2s+1s=2.2s在这段时间内,行人行走的路程:s人=v人t总=1.5m/s×2.2s=3.3m考虑到车的宽度问题,汽车有撞上行人的可能.(3)为了您和他人的安全,严禁酒后驾车;行人过马路时要注意看信号灯,不要闯红灯.(其他合理答案均可)测量平均速度【例7】小亮仅用手表就测量出了电动玩具小车的平均速度.他先在家中的方形地板砖上选取了A、B、C三处并做了标记,再把小车放在地板砖上,如图甲所示.启动小车,让它沿直线依次通过A、B、C三处,用手表记下车前端经过A、B、C三处时所对应的时刻,运动情况简化图如图乙所示,小亮从说明书上查得小车长30cm.则:(1)小车从A运动到B所用的时间tAB=s.(2)小车从B运动到C经过的路程sBC=m.(3)小车从A运动到C的平均速度vAC=m/s.解析:观察图中手表的指针可知,小车从A到B所用的时间:tAB=15s,tAC=25s.由于小车长30cm,而从图中可知小车长与两块地板砖长相等,所以每块地板砖长为15cm.以小车的车头为标准,sBC=15cm×6=90cm=0.9m.sAC=15cm×12=180cm,vAC=sACtAC=180cm/25s=7.2cm/s=0.072m/s.152 答案:(1)15(2)0.9(3)0.072【例8】小明经常骑自行车上学.一次,他想测量自己骑车从家到学校的平均速度,便于控制时间,到校不迟到.请你帮他设计测量方法.解析:要测量骑自行车的平均速度,根据测量平均速度的原理,设法测量出从家到学校的距离s和骑车到校的时间t.答案:具体测量步骤如下:(1)在自行车车轮的侧面做一较醒目的记号,例如用粉笔在前轮胎的侧面画上“*”,或用透明胶带粘上一块红色纸条.(2)从家门口开始骑车向学校行驶,同时记下开始出发时手表指示的时间t1.(3)到达学校门口时记下手表指示的时间t2,则从家门口到学校的运动总时间即为t=t2-t1.(4)推着自行车返回,数出从学校到家门口自行车前车轮转过的总圈数n(轮胎上所留记号可用来方便地数圈数).用米尺量出一圈的长度,即为车轮的周长L.(5)从家门口到学校的距离为s=nL.从家门口到学校运动的平均速度为v=s/t=nL/(t2-t1).[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.[教材习题解答]【教材P29“复习与提高”】1.一张纸厚度的测量方法:用刻度尺先测出100张同类材质的纸的总厚度,然后除以100.铜丝直径的测量方法:如图所示,测出多匝铜丝的长度,除以匝数,就等于铜丝的直径.方法一:用两个三角尺的一边紧贴直尺,将注射器的活塞卡紧(如图),两三角尺在直尺上所对应的示数之差即为活塞的直径.方法二:用细线绕注射器的活塞一圈,用刻度尺测出这圈细线的长度L,利用公式d=L/π可计算出活塞的直径.3.测量篮球场的实际尺寸应选择50m长的卷尺,选择卷尺可以一次测出篮球场的长和宽,不用多次测量.测量边界线的宽度应选择三角尺,因为卷尺的分度值为1cm,三角尺和直尺的分度值都为1mm,如果使用卷尺测量可能造成误差较大;三角尺和直尺都可以一次性测出边界线的宽度,但三角尺的测量范围更小,在操作上比直尺方便.4.以月球表面和嫦娥四号为参照物,桅杆是运动的,因为桅杆相对于月球表面和嫦娥四号的位置发生了变化.以太阳翼为参照物,桅杆是静止的,因为桅杆相对于太阳翼的位置没有发生变化.5.以比赛场上的观众或裁判员为参照物,运动员的位置发生了变化,所以我们认为他们是运动的.6.解:空间站运行的速度空间站绕地球运行一圈通过的路程空间站绕地球运行一圈通过的路程s=vt=27648km/h×90h/60==41472km.解:他的步幅L=s/n=1.65×103m=0.74m.他步行的速度v=s/t=1.65×103m=25×60s=1.1m/s.8.解:“100”的含义是车辆在此区间行驶的平均速度不得超过100km/h;由v=st得汽车通过该区间的最少时间t=s/v=8km/100km/h=0.08h=4.8min.9.解:他还需要知道A、D间的长度L;由滴水计时器每秒滴2滴水可知,每2滴水之间的时间间隔为0.5s,则玩具车从A到D所用时间t=1.5s.玩具车在A、D间的速度v=s/t=L/1.5s=2L/3s.10.解:从1楼到5楼电梯运行的距离s1=(5-1)×3m=12m.所用时间t1=8s,则电梯从1楼到5楼运行的速度v1=s1/t1=12m/8s=1.5m/s,从1楼到21楼电梯运行的距离s2=(21-1)×3m=60m,所用时间t2=8s+10s+30s=48s,则电梯从1楼到21楼运行的速度v2=s2/t2=60m/48s=1.25m/s.【教学后记】152 第二章声现象声音是人们交流信息的重要方式,是常见的物理现象.本章通过对声现象的学习,使学生了解:声音的产生和传播、声音的特性、现代技术中声的利用以及噪声的危害和控制.声音的产生和传播条件是本章知识的基础,由于环境污染越来越受到社会的广泛重视,因此噪声的危害和控制将成为一个新的热门话题.本章共有4节:1.第1节“声音的产生与传播”,讲述了声音产生的原因,声音传播的条件,声音在不同介质中传播的速度,以及我们是怎样听到声音的.2.第2节“声音的特性”,介绍了声音的三个特性——音调、响度、音色,探究了决定它们的因素,以及超声波、次声波.3.第3节“声的利用”,介绍了声与信息、声与能量.4.第4节“噪声的危害和控制”,介绍了噪声的来源、危害,以及控制噪声的途径.5.第5节“跨学科实践:制作隔音房间模型”,介绍了制作隔音房间模型的过程.为了实现课程目标,本章教学安排了若干个实验探究活动,如“探究声音是怎样产生的”、“探究声音的传播”、“探究音调、响度与什么因素有关”等.在本章的教学过程中,应特别重视物理实验,发挥其应有的功能,引导学生参与探究过程,让学生通过有趣的、易操作的探究活动,在学习物理知识的同时,培养观察能力、探究物理规律的能力、动手实践能力和运用物理规律解释物理现象的能力.1.在物理观念方面:能认识声的产生和传播条件,了解声音的特性;能用声的知识解释常见声现象,解决日常生活中的有关问题.2.在科学思维方面:能对一些声现象进行归纳推理,得出结论;有利用证据对自己的结论进行分析论证的意识.3.在科学探究方面:能基于实验,提出与声现象有关的问题;能收集证据得出结论并加以解释;能与同学讨论交流、分享感受.4.在科学态度与责任方面:能关注声学技术的现代应用,感受科技对社会发展的推动作用;具有良好的习惯及保护环境的责任感;能为我国古代声学技术的应用感到自豪.【教学重点】声音的产生与传播,声音在不同介质中的传播速度,声音的三个特性及其影响因素,控制噪声的三种方法.【教学难点】引导学生设计实验探究声音的产生与传播,探究音调与频率、响度与振幅的关系;引导学生清楚地了解声在社会生活、科技中的利用.【课时建议】本章共有5节,建议6课时.第1节声音的产生与传播………………1课时第2节声音的特性………………………1课时第3节声的利用………………………….1课时第4节噪声的危害和控制……………….1课时第5节跨学科实践:制作隔音房间模型….1课时本章复习和总结………………………….1课时【教学方法】152 1.转换法:在认识声音是由发声体振动产生的过程中将看不见的振动通过水花飞溅、纸屑跳动、乒乓球跳动等现象体现出来.2.比较归纳法:通过比较物体发声和未发声的区别以及对大量发声现象的归纳,发现发声体的共同特征.3.实验推理法:通过玻璃罩中的闹钟的声音逐渐变小,推断真空不能传播声音,这种研究物理问题的方法叫实验推理法.第1节声音的产生与传播【教学目标】1.通过观察和实验,初步认识声音产生和传播的条件,提高学生初步的观察能力并学习初步的研究方法.2.知道声音是由物体振动产生的.3.知道声音的传播需要介质,声音在不同介质中传播的速度不同.4.通过探究活动,激发学习兴趣和求知欲,并乐于探索自然现象中蕴含的道理.【教学重点】知道声音是由物体振动产生的.【教具准备】橡皮筋、塑料尺、鼓、小提琴、口琴、气球、闹钟、接有抽气机的玻璃罩、实物投影仪、多媒体课件等.【教学难点】通过观察和实验,探究声音的产生和传播的条件.【教学课时】1课时【课前预习】1.声音是由物体的振动产生的,如果振动停止,发声也立即停止.2.不同发声体的发声部分一般不同.钢琴是靠琴弦的振动发声的;瀑布是靠水的振动发声的;青蛙是靠气囊的振动发声的.3.声音的传播需要介质,声音可以在气体中传播,还可以在固体、液体中传播,但不能在真空中传播.4.声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来,形成回声.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一章内容,并讲解学生所做的习题(教师可有针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]师:我们生活的世界充满了各种声音.优美动听的音乐可以陶冶情操,给人以美的享受,而电锯锯木的声音、砂轮打磨工件的声音使人感到刺耳难听.我们从呱呱坠地的那刻起,就无时无刻不在与声打交道,声音无时不有,无处不在,声音是我们了解周围事物、获取信息的主要渠道.同学们想知道哪些与声有关的问题呢?生1:声音是怎样产生的?生2:声音在空气中能传播,在固体、液体中能传播吗?生3:声音在不同介质中传播的速度一样吗?师:同学们对声音有这样浓厚的兴趣,这让我很高兴,要想知道这些问题的答案,就需要同学们和我共同协作,一起做好一系列的探究活动和演示实验.[进行新课]声音的产生1.声音是由物体振动产生的师:请每组选一位同学,做各种实验活动,使物体发声.其他同学仔细观察,并思考下列问题:①能听到什么?②发声时物体处于什么状态?③振动停止时,还能听到声音吗?生1:把一根橡皮筋张紧,拨动橡皮筋,橡皮筋振动发出声音.生2:把一只塑料尺压在桌边,使一端伸出桌外,用手拨动尺的伸出端,尺振动发出声音.152 生3:用鼓槌打击鼓面,鼓面振动,听到洪亮的击鼓声.生4:拨动小提琴的琴弦,弦振动发出悦耳的琴声.生5:我这个活动,需要全体同学来配合.请同学们把手指放在喉结处,让我们从1数到10,感受声带振动发出声音.教师通过同学们的探究活动,总结物体发声时的共同特征:发声的物体都在振动,振动停止时,发声也停止.[板书]声音是由物体振动产生的,振动停止,发声也停止.师:关于声音的产生,同学们还有什么疑问呢?生:我们平常听到的唱片、录音是怎么回事?师:同学们的这个问题提得很好.振动可以发声.如果将发声体的振动记录下来,需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动,就会产生与原来一样的声音,这样就可以将声音保存下来.唱片上有一圈圈不规则的沟槽.当唱片转动时,唱针随着划过的沟槽振动,这样就把记录的声音重现出来.随着科学技术的进步,人们还发明了用磁带和激光唱片记录声音的方法.2.实验探究:如何扩大不明显的发声振动现象教师引导学生做两个实验:实验1:敲击桌面时,我们能听到“咚咚”声,但却很难发现桌面在振动.实验2:敲击音叉,音叉发出声音,但却很难看到音叉振动.从上面两个实验中,我们可以知道有的物体发声时,人眼不容易直接观察到发声体的振动,那我们应该如何将这些振动扩大呢?生1:实验1中,我们可以将纸屑放在桌面上,敲击桌面时,桌面上的纸屑被弹起.用手按住桌面,桌面不发声了,纸屑跳动停止.生2:实验2中,我们可以将振动的音叉触及人体面颊,面颊会感受到音叉的振动,也可以将振动的音叉插入水中一部分,会看到水花飞溅.生3:实验2中,我们可以将悬吊着的泡沫塑料球接触不发声的音叉,球并不跳动;将音叉敲响,再使泡沫塑料球接触音叉,会发现球跳动.思想方法:在认识声音是由发声体振动产生的过程中,将看不见的振动通过水花飞溅、纸屑跳动、乒乓球振动等现象体现出来.规律总结:正在发声的物体叫声源,声源既可以是固体,也可以是液体和气体.规律总结:1.(1)一切正在发声的物体都在振动,固体、液体、气体都可以因振动而发出声音.(2)“振动停止,发声也停止”不能叙述为“振动停止,声音也消失”,因为振动停止,只是不再发声,而原来发出的声音仍继续传播并存在.(3)振动一定发声,但发出的声音不一定都能听见,如蝴蝶振翅时的发声;不振动的物体是不会发声的.2.(1)打击乐器(如鼓、锣等)靠鼓面或锣面等的振动发声.(2)弦乐器(如二胡、小提琴等)靠弦的振动发声.(3)管乐器(如长笛、箫等)靠管内空气柱的振动发声.教师总结学生的发言,引导学生知道,这是运用“转换法”将不明显的现象扩大.【例1】(多媒体展示)关于声音的产生,下列说法中正确的是()A.一切正在发声的物体都在振动B.只要物体振动,就能听到声音C.没有发出声音的物体一定没有振动D.物体的振动停止后,还会发出很弱的声音解析:声音由物体的振动产生,一切发声的物体都在振动;振动停止,声音的产生就会停止,故A正确,D不正确;物体振动会发出声音,但需要有介质传播才能听到声音,故B、C不正确.答案:A152 声音的传播1.声音的传播需要介质师:请同学们大胆猜想声音怎样从声源处向远处传播.生1:声音由声源处传播出去,可能沿直线传播.生2:声音传播出去,可能需要什么东西来作媒介.师:请同学们设计一个实验来证实你的猜想.生:把两张课桌紧紧地挨在一起.一个同学轻敲一张桌面的一端,而另一个同学把耳朵贴在另一张桌面的一端,可以清晰地听到敲击桌子的声音.师:刚才同学设计的这个实验简单易行,而且有力地说明了声音的传播需要媒介,物理学中把这样的物质叫作介质.生:有时候好像没有介质也能听到声音,比如雷声似乎没有什么东西把它传递过来呀!师:雷声的传播不需要介质吗?学生意见有分歧.有的认为不需要介质,有的认为需要介质.师:实践是检验真理的唯一标准,让我们通过实验来证实大家的想法.教师演示实验:把一只正在响铃的闹钟放到接有抽气机的玻璃罩内,用抽气机逐渐抽出其中的空气,随着罩内空气的抽出,请同学们注意声音有什么变化?生:随着罩内空气的抽出,铃声逐渐变小,直到最后听不到铃声.师:请同学们再注意观察:如果让空气逐渐进入玻璃罩内,声音又有什么变化?生:随着空气的逐渐进入,铃声逐渐加强.教师启发学生思考由上面的实验可以得出什么结论?生:真空不能传声.师:经过仔细观察,认真分析,同学们得出了真空不能传声的正确结论.实际上,我们平常能听到彼此讲话的声音,就是依靠了空气这种介质.假想云层和我们之间是真空的,大家就听不到雷声了.我们周围充满了空气,空气为人类、动物传递声音信息提供了有利条件.生:月球上没有空气,登月宇航员怎么交谈呢?师:月球上没有空气,所以在月球上宇航员即使近在咫尺,也只能通过无线电交谈,因为无线电波能在真空中传播.[板书]1.声音的传播需要介质.传播声音的介质可以是气体、固体,也可以是液体.2.真空不能传声.2.声音以声波的形式传播教师引导学生看录像《声音在空气中的传播》,并认真思考声音在空气中是如何传播的.师:以击鼓为例(录像):鼓面向左振动时压缩左侧的空气,使得这部分空气变密;鼓面向右振动时,又会使左侧的空气变稀疏.鼓面不断左右振动,空气中就形成了疏密相间的波动,向远处传播.这个过程和水波的传播相似.用一支铅笔不断轻点水面,水面就会形成一圈一圈的水波,不断向远处传播.因此,声音也是一种波,我们把它叫做声波.[板书]声音是以声波的形式向外传播.【例2】一部科幻电影中有这样的场面:一艘飞船在太空中遇险,另一艘飞船前去营救的途中,突然听到了巨大爆炸声.请你给导演指出这个场景中的科学性错误:.答案:太空中没有空气,声音不可能传播,因而不会听到飞船的巨大爆炸声声速和回声1.声音的传播需要时间师:平时我们说话时,一张口,马上就听到声音了.那么声音的传播需要时间吗?请你举例说明.生:声音的传播需要时间.例如:对着远处的山崖喊话,过一段时间后才能听到回声;雷电时,总是先看到闪电,后听到雷声;田径比赛时,在远处先看到发令枪的烟雾,后听到发令枪的声音……教师鼓励学生的积极发言,并进行总结和[板书][板书]声音的传播需要时间,也就是声音是以一定的速度传播的.152 2.声速师:我们知道气体、液体和固体都可以做介质将声音传播出去,那么声音在不同介质中传播的速度一样吗?请同学们阅读教材P35“小资料——一些介质中的声速”,并回答下列思考题:(用多媒体展示)思考题:(1)声音在15℃和25℃的空气中传播的速度分别是多大?这说明声速跟什么因素有关?(2)声音在25℃的空气和蒸馏水中传播的速度分别是多大?这说明声速跟什么因素有关?(3)对比表中的数据,你还可以发现什么?学生回答:(1)15℃时空气中的声速为340m/s,25℃时空气中的声速为346m/s.说明声速跟介质的温度有关.(2)25℃时空气中的声速为346m/s,25℃时蒸馏水中的声速为1500m/s.说明声速跟介质的种类有关.(3)一般地,声音在固体、液体中比在空气中传播得快.[板书]1.声速是描述声音传播快慢的物理量.2.声速的大小与介质的种类和温度有关.3.回声师:当声音在传播过程中,遇到障碍物时,会被反射回来,再传入耳朵,我们就听到了回声.如果声源与障碍物的距离较远,反射回来的声音到达人耳比原声晚0.1s以上,人耳就能把回声跟原声区分开;如果声源与障碍物的距离较近,不到0.1s,特别提醒:在研究真空不能传声实验时,由于实验操作过程中,不可能把玻璃罩内的空气完全抽出,因此只能通过声音的逐渐变小,推断真空不能传播声音,这种研究物理问题的方法叫实验推理法.特别提醒:声音在固体中传播的速度一定比在液体中快的说法不对,例如声速表中的软木属于固体,但是传播声音的速度比液体要小很多.回声和原声就混在一起,会使原声加强,使我们听到的声音更响亮.音乐厅中常用这种原理使演奏的效果更好.[板书]人耳听到回声的条件:反射回来的声音到达人耳的时间比原声晚0.1s以上.【例3】(多媒体展示)在电子自动计时器普及之前,小型运动会上的百米赛跑项目还用人工计时.终点记时员正确的操作应该是在看见起点发令员发令枪冒烟的瞬间开始计时.若计时员操作失误,听到枪声才开始计时,那么他记录的时间比运动员实际跑的时间长些,还是短些?相差多少?(空气中声速为340m/s)分析:运动员起跑是听发令枪响,如果计时员听到枪声再开始计时,由于声音从起点传到终点要经历一段时间,所以实际上是运动员已跑了一段距离,计时员才开始计时,显然记录的时间比运动员跑的时间短,相差的时间就是声音从起点传到终点的时间.解:t=s/v=100m/340m/s=0.294s.他记录的时间比运动员实际跑的时间短些,相差0.294s.我们是怎么听到声音的1.人耳的构造教师先引导学生自己阅读教材P35“科学世界——骨传导”,让学生回忆下生物课上学过的内容,再讲解.师:“风声、雨声、读书声,声声入耳”.可见,耳朵是一个帮助我们认识这个丰富多彩世界的重要感觉器官.下面我们就一起来学习人耳的构造.教师出示人耳的构造挂图(如图),并引导学生了解人耳的结构.教师鼓励学生试着描述人耳听到声音的基本过程:师:外界传来的声音引起鼓膜振动,这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经,听觉神经把信号传给大脑,这样人就听到了声音.生:那么耳聋是怎么回事?152 在声音传递给大脑的整个过程中,任何部分发生障碍(例如鼓膜、听小骨或听觉神经损坏),人都会失去听觉,导致耳聋.生:那样的话,我们将失去了获取信息的主要渠道,我们将生活在一个非常寂静的世界.师:在我们的周围,有很多人因为各种原因失去听觉,我们每一位健康的人应该关心、帮助残疾人,从现在起努力学好科学知识,以便帮助这些人恢复听觉.[板书]1.人耳的构造:人耳由耳郭、耳垂、外耳道、鼓膜、听小骨、半规管、前庭、耳蜗及听觉神经组成.2.人耳听到声音的过程简图:技课外链接:双耳效应人们听声音时,可以分辨出声音是由哪个方向传来的,从而大致确定声源的位置.人们之所能分辨声音的方向,是由于人们有两只耳朵的缘故.例如,在人们的右前方有一个声源,那么,由于右耳离声源较近,声音就首先传到右耳,然后才传到左耳,并且右耳听到的声音比左耳听到的声音稍微强些.如果声源发出的声音频率很高,传向左耳的声音有一部分会被人头反射回去,因而左耳就不容易听到这个声音.两只耳朵对声音的感觉的这种微小差别传到大脑,就使人们能够判断声音是来自右前方.这就是通常所说的“双耳效应”.进行新课2.骨传教师引导学生做教材P36“体验骨传导”的实验.师:请同学们将振动的音叉放在耳边,听音叉的声音.学生分组操作.(两个学生一组,轮换着听音叉的声音)师:在这种情况下,人是如何听到声音的?生:音叉的振动在空气中激起声波,声波由空气传入耳内,引起鼓膜的振动,这种振动经过听小骨及其他组织刺激听觉神经,听觉神经把信号传给大脑,这样人就听到了声音.师:用两个棉花将耳朵堵住,再听音叉的声音.生:听不到了.请同学们用棉花将自己的耳朵堵住,把振动的音叉的尾部先后抵在前额、耳后的骨头和牙齿上,看看能否听到音叉的声音?学生分组操作.(把音叉的尾部抵在前额、耳后的骨头上,能“听到”较弱的声音,把音叉放在牙齿上体验,能“听到”较强的声音.)师:这个实验说明了什么道理?生:骨能传声.师:声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经,引起听觉.物理学中把声音的这种传导方式叫骨传导.一些失去听觉的人可以利用骨传导来听声音.例如:音乐家贝多芬耳聋后,就是用牙咬住木棒的一端,另一端顶在钢琴上来听自己演奏的琴声,从而继续进行创作的.他的这种对音乐的执着和刚强的意志,真让我们健康人为之震撼.[板书]声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经,引起听觉,物理学中把声音的这种传导方式叫做骨传导.【例4】(多媒体展示)如图所示,将一把金属叉子拴在一根约1m长的线的中间,把线的两端分别缠绕在双手的食指上,缠绕多圈,插入耳朵.然后让叉子撞到坚硬的物体上,等它垂下把线拉直时,你就可以听到敲钟似的响声.通过撞击,金属叉子发声,声音主要通过传递到人耳.解析:声音是由发声体的振动产生的.由图可知听到叉子撞到坚硬物体上的敲钟似的响声不是由空气传来的,而是由固体传导来的,因为固体传声比气体传声好.答案:振动线和手指(固体)规律总结:通常人们感知自己的声音主要利用骨传导,而听外界的声音是利用空气传导.[课堂小结]这节课我们学习了声音的产生与传播.通过探究,我们知道一切正在发声的物体都在振动;振动停止,其发声也就停止.明白了声音是靠介质传播的,空气、液体、固体都是能传播声音的介质,由于真空中什么都没有,所以它不能传声.还知道声音在空气中(15℃152 )的传播速度为340m/s;声音的传播速度与介质的种类有关,还跟介质的温度有关等.最后我们还进一步了解了人耳的结构和骨传导.好,谢谢![教材习题解答]【教材P34“想想做做”】解:结论:桌子(固体)可以传声,固体的传声效果比空气好.【教材P36“练习与应用”】1.在桌子上撒一些碎纸屑,当用手敲桌子时,可以听到“咚咚”声,同时看到碎纸屑在跳动,这说明桌子振动发出声音.2.花样游泳运动员在水面以下能随着音乐做出舞蹈动作,说明在水面以下也能听到声音,即水是可以传播声音的介质.3.(1)声音在不同介质中的传播速度一般不同;(2)声音在同种介质中的传播速度与温度有关;(3)一般情况下,声音在固体中的传播速度比在液体中的大,在液体中的传播速度比在气体中的大.4.会听到一次或多次敲打的声音.具体能听到几次,与铁管的长度有关,与铁管中填充的物质有关,如空气、水等.(1)若铁管的长度不是很长,不论里面填充什么物质,都只会听到一次敲打的声音.(2)若铁管的长度足够长,且铁管内是空气,则会听到两次敲打的声音.因为铁中的声速大于空气中的声速,所以听到的第一次敲打声是由铁管传过来的,听到的第二次敲打声是由空气传过来的.(3)若铁管的长度足够长,且铁管内有水,则会听到三次敲打的声音.因为铁中的声速大于水中的声速,水中的声速又大于空气中的声速,所以听到的第一次敲打声是由铁管传过来的,听到的第二次敲打声是由水传过来的,听到的第三次敲打声是由空气传过来的.5.在室内讲话时,声音很快会被墙壁等障碍物反射回来,回声和原声混在一起,此时人们分辨不出原声和回声,但会觉得声音更响亮;在旷野里讲话时,周围没有高大的建筑物,声音传播出去后不能反射形成回声,我们听到的只是原声,因此在室内讲话比旷野里响亮.6.解:因声音在空气中的传播速度为340m/s,声音从山崖传到人耳的时间t=1.5s/2=0.75s,则该同学到山崖的距离s=vt=340m/s×0.75s=255m.【例5】中国海军第五批护航编队的护航舰艇上出现了一种神秘的声波武器——“金嗓子”,对索马里海盗构成了有效威慑,若要阻挡这一武器的袭击,可以用薄薄的一层()A.半导体网B.磁性物质网C.真空带D.金属物质网解析:真空不能传声,真空带可阻隔声音.答案:C[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第2节声音的特性【教学目标】1.了解声音的特性.知道声音的音调跟发声体的振动频率有关,知道声音的响度跟发声体的振幅有关.知道不同发声体发出声音的音色不同.2.通过实验,进一步了解和学习研究物理学问题的方法.3.通过研究现实世界中丰富多彩的发声现象,使学生更加热爱科学.152 【教学重点】音调、响度、音色的概念及其相关因素.【教具准备】钢尺(若干)、示波器、音叉、吉他、口琴、乒乓球(系有细绳)、铁支架、笛子、小提琴、录音磁带、录音机【教学难点】探究决定音调和响度的因素;超声波和次声波的概念;通过示波器的波形图比较声音的音调、响度、音色.【教学课时】1课时【课前预习】1.声音的高低称为音调.音调与物体振动的频率有关,物体振动得越快,发出的音调就越高;物体振动得越慢,发出的音调就越低.2.频率是指物体振动的次数与所用时间之比,它是用来描述物体振动的快慢,频率单位为Hz.大多数人能够听到声音的频率范围是从20Hz到20000Hz,把高于20000Hz的声叫超声波,把低于20Hz的声叫次声波.3.声音的强弱叫响度.物体的振幅越大,产生声音的响度越大.人听到声音是否响亮,除跟发声体发声时的振幅有关,还跟人距离发声体的远近有关.4.音色是指声音的特色、品质.不同发声体的音色是不同的,音色取决于发声体本身的材料、结构因素.我们能区分不同的人或物体发出的声音,就是因为它们的音色有差别.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可有针对性地挑选部分难题讲解).[新课导入]师:振动会发出声音,为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音,却能听到讨厌的蚊子声?为什么用力鼓掌比轻轻拍掌发出的声音大?为什么我们接电话时,能通过对方的声音,知道对方是谁?……要知道这些问题的答案,就需要研究声音的特性,声音的特性包括音调、响度、音色,这节课我们就一起来探究音调及其影响因素.音调和频率1.探究音调和频率的关系教师给学生分发几把钢尺,引导学生把钢尺紧压在桌面上,一端伸出桌边,然后拨动钢尺,使钢尺振动发声.师:下面请大家观察老师演示的实验,比较两种情况下钢尺发声时的振动情况和发声特点.演示1:教师使钢尺伸出桌面的长度短一些,并拨动钢尺.(钢尺振动较快)演示2:教师使钢尺伸出桌面的长度长一些,再次拨动.(注意要使钢尺两次振动的幅度大致相同,此时钢尺振动较慢)生:当钢尺伸出桌边的长度较短时,钢尺振动较快,发出的声音尖而细;当钢尺伸出桌边的长度较长时,钢尺振动较慢,发出的声音低而粗.师:同学们刚刚说的声音尖而细和低而粗就是指声音的音调.那么,音调的高低与什么因素有关呢?生:音调的高低与物体振动的快慢有关,刚才的实验中,钢尺振动得快,音调就高,振动得慢,音调就低.教师鼓励学生的回答,并进行总结和板书.[板书]声音的高低叫做音调,音调的高低与物体振动快慢有关.在物理学中用每秒内振动的次数——“频率”来描述振动的快慢.下面我们一起来学习频率.[板书]1.物体振动次数与所用时间之比叫作频率,频率的单位为赫兹,符号为Hz.2.音调的高低取决于发声体振动的频率,频率越大,音调越高;频率越小,音调越低.【例1】(多媒体展示)(安徽中考)许多男生在变声期后,说话时声带振动的频率比以前低,因而声音的会降低.解析:频率决定声音的音调,频率高则音调高,频率低则音调低.152 答案:音调2.观察声波的波形图教师向学生简单介绍示波器的作用,并向学生演示示波器的用法.生:示波器为什么可以显示声波的波形呢?示波器的构造复杂,工作原理要在高中物理的电场部分才学习,目前同学们的知识还不足以理解它.另外,我们也没有必要弄懂它,只要我们会正确使用就行了.下面让我们一起来完成两个实验.实验1:通过示波器观察两个频率不同的音叉发出声音的波形,比较不同频率的声音的波形有什么差别.实验2:通过示波器观察不同的男女学生发出声音的波形,比较男女学生声音的波形有什么不同.教师引导学生积极发言,并总结实验结论:结论1:两个频率不同的音叉发出声音的波形相似,但频率高的音叉的波形要密一些.结论2:男、女学生声音的波形不同,女同学的音调比男同学高,波形就密一些.[板书]观察波形图时,波形越密,说明音调越高;波形越稀,说明音调越低.特别提醒:(1)音调的高低是指声音的粗细,不是指声音的大小.例如:在音乐中,“1、2、3、4、5、6、7”的声音音调逐渐升高.(2)声音在介质中的传播速度与声音的振动频率无关,在同一介质中,频率不同的声音传播速度都相同.(3)振动频率的高低跟发声体的形状、尺寸和所用的材料有关.知识拓展:弦乐器音调的高低取决于弦的粗细、长短和松紧,弦越细、越短,音调越高;管乐器音调的高低取决于所含空气柱的长短,长空气柱的振动产生的音调低,短空气柱的振动产生的音调高;打击乐器音调的高低取决于击打的快慢,击打得快,音调高;击打得慢,音调低.超声波和次声波请同学们阅读教材P39内容,回答下面的思考题:(多媒体展示)思考题:(1)大多数人能够听到的频率范围是多少?(2)什么叫超声波?什么叫次声波?(3)生活中你对超声波、次声波了解多少?能说出它们的一些用处吗?学生阅读教材内容,并讨论上述问题.教师对学生的回答进行总结,并[板书][板书]1.人耳对声音的听觉有一定的频率范围,约为20Hz~20000Hz.2.超声波:人们把高于20000Hz的声叫超声波.3.次声波:人们把低于20Hz的声叫次声波.师:有趣的是很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官.例如蝙蝠在飞行中不断发出超声波的脉冲,依靠昆虫身体的反射波来发现食物.海豚也有完善的“声呐”系统,使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置.生:老师,现代的无线电定位器——雷达,就是仿照蝙蝠的超声波定位系统制造的吗?师:的确是这样,这门新学科叫仿生学.另外,有些动物对高频声波反应灵敏(如猫、狗、海豚),而有些动物对低频声波有很好的反应(如大象可以用人类听不到的“声音”进行交流,实际上大象的语言对人类来说就是一种次声波).请同学们课后通过查阅资料、访问网站等多种途径,了解超声波和次声波的应用,并在课后进行交流.【例2】在四川雅安大地震救援中,采用了音频生命探测仪(如图),它的多个探头接触废墟,收集到废墟下幸存者的微弱呼救声、呼吸声、心跳声等,探测仪将音频信号放大,救援人员就可以发现幸存者.下列说法错误的是()152 A.探测仪收集声音信号时利用了固体可以传声B.幸存者发出的声音与外界声音的音调、音色不同C.幸存者能听见探测仪发出的超声波D.白天噪声较大,探测仪更适合在安静的夜晚使用解析:超声波是频率高于20000Hz的声音,人耳对声音的听觉有一定的频率范围,振动频率低于20Hz的声音人耳听不见,频率高于20000Hz的声音人耳也听不见.所以若音频探测仪发出的是超声波,则人耳是无法听见的.答案:C方法归纳:特别提醒:(1)超声波和次声波也是由物体的振动产生的,只是振动频率不同.(2)超声波和次声波的传播也需要介质,在真空中不能传播.响度1.认识响度师:声音有音调的不同,也有强弱的不同.物理学中把声音的强弱叫作响度.响度也就是我们平常所说的声音的大小.[板书]物理学中,声音的强弱叫作响度.请同学们思考怎样才能使物体振动发出的声音更响.学生大胆地猜想:应该使物体振动的幅度大一些.同学们能设计一些切实可行的实验来证实你们的猜想吗?生1:轻敲鼓面,鼓皮振动的幅度小,声音弱,响度小;重敲鼓面,鼓皮振动的幅度大,声音强,响度大.生2:轻轻拨动小提琴的琴弦时,琴弦振动的幅度小,琴声弱,响度小;用力拨动小提琴的琴弦时,琴弦振动的幅度大,琴声强,响度大.2.实验探究响度跟振幅的关系师:同学们刚才的猜想和论证都具有一定的科学性,值得表扬.下面让我们利用准备的仪器进行探究活动,证实同学们上面的猜想.教师引导学生阅读材料P42“演示”,然后用多媒体展示课件“实验探究响度跟什么因素有关”,引导学生边思考边做实验.实验探究响度跟什么因素有关(多媒体课件)实验步骤:(1)用细线把乒乓球吊起来,使乒乓球静止在竖直位置,恰好跟音叉的一个叉股接触.轻敲音叉,观察乒乓球被弹开的幅度.(如图)(2)重敲音叉,使音叉发出响度更大的声音,观察乒乓球被弹开的幅度.(3)比较音叉发出不同响度的声音时,乒乓球被弹开的幅度有什么不同.实验分析:通过上面的探究活动,可以得出什么结论?学生分组进行实验.(教师可适时指导、点评)教师引导学生积极发言,并总结实验结论:结论1:音叉发出声音的响度小时,乒乓球被弹开的幅度小,音叉振动的幅度小;音叉发出声音的响度大时,乒乓球被弹开的幅度大,音叉振动的幅度大.结论2:通过上面的探究活动可知,响度跟发声体振动的幅度有关,物体振动的幅度越大,产生声音的响度越大.[板书]声音的响度一般与声源振动的幅度有关,振幅越大,响度越大;振幅越小,响度越小.课堂延伸:知识拓展:152 1.生活中常用的“大声喧哗”“引吭高歌”“震耳欲聋”等词语都是用来描述声音的响度.2.日常生活用语中的“高”“低”有时指音调,有时指响度,含义不是唯一的.例如:合唱时有人说“那么高的音我唱不上去”或者“那么低的音我唱不出来”,这里的“高”“低”指的是音调;而“引吭高歌”“低声细语”中的“高”“低”指的却是声音的响度.3.物理学中的用语要求清晰准确、含义唯一,不能产生歧义.所以在物理语言中,声音的“高”“低”只用来描述音调,而用声音的“大”“小”来描述声音的响度.4.减少声音的分散可以增大听到的声音的响度,医生用的听诊器就是利用这个道理制成的.生:振幅是决定响度的唯一因素吗?实际中,响度还跟听者与发声体的距离有关.距发声体越远,听到的声音越小,响度越小.(教师可以向学生简单介绍原因:因为声音在传播过程中,越到远处越分散.)[板书]响度还跟听者与发声体的距离有关,距发声体越远,响度越小.【例3】(多媒体展示)(多选)下列几项措施中,不能使声音的响度变大的是()A.使声源振动的频率变大B.使声源振动的振幅变大C.使声源离人耳更近些D.使声源振动的振幅变解析:声音的响度与声源的振幅有关,振幅越大,响度越大;振幅越小,响度越小.声音的响度与声源距离人耳的远近有关,声源离人耳越近时,响度越大;声源离人耳越远时,响度越小.答案:AD3.探究音调与响度是否有关教师用口琴先用力吹“1”,再轻轻吹“5”.引导学生比较它们音调的高低,响度的大小.生1:“1”的响度大.生2:“5”的响度小.生3:“1”的音调低.生4:“5”的音调高.[教师总结]通过上面的实验,我们可以发现:音调和响度是声音的两个不同的特性.响度大的声音,音调不一定高;音调高的声音,响度也不一定大.在同一首歌曲中,音调低的“1”可以唱得比音调高的“5”更响.[板书]音调和响度是声音的两个不同特性.响度大不一定音调高;音调高不一定响度大.音色1.音色教师让后排的两位同学朗读教材P40~P41“音色”中的内容,前排的同学不看后排,仔细辨别刚才是哪两位同学在朗读.(前面同学很快分辨出是谁的声音)教师提出问题:我们是怎样分辨出不同声音的?仅仅根据音调和响度行吗?学生交流讨论后回答:他们说话音质不同.我们能听出他们的声音不是依靠音调和响度的.同学们回答得很好,这里的音质其实就是物理学中的音色.不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也就不同.规律总结:一般地,区分不同人、不同乐器的声音,是根据其音色来判断的;用敲击法鉴别碗是否有裂纹,铁路工人用铁锤敲击铁轨判断是否有螺丝松动,这些例子都是根据声音的音色不同来作出判断的.【例4】(多媒体展示)“闻其声知其人”意思是说只要听到熟人讲话的声音,即使没有看到讲话的人也知道谁在讲话,这是根据声音的的特性来判断的.A.音调不同B.响度不同152 C.音色不同D.频率不同解析:我们可以合唱同一首歌曲,说明不同的人可以发出同一音调.当然,不同的人发声时,也都有正常的响度,可见音调和响度不是特色,也就是说,我们不能根据音调和响度来判断是谁在讲话,但是不同的人讲话时的音色是不同的,这就是特色,我们可以根据音色来辨别发声者是谁.答案:C2.波形图中的音调、响度、音色教师引导学生阅读教材P41“演示”,观察图2.3-5中的3个波形图(如图甲、乙、丙所示),比较它们的波形有何异同.教师也可以将话筒接在示波器的输入端,用不同的乐器(音叉、钢琴、长笛)对着话筒发出相同音调的声音,然后引导学生比较各波形有何异同.学生交流讨论后积极发言.(教师适时点评)[教师总结]从甲、乙、丙三图可知音调相同的不同乐器发出的波形总体上的疏密程度是相同的,因此频率相同;波的振幅相同,响度相同;但是波的形状不同,即音色不同.[板书]示波器中的波形图可以反映出声音的三个特性,如波形的疏密,可以反映声音的音调;波形的振幅(离开平衡位置的最大距离),反映了声音的响度;波形的形状,可以反映声音的音色.教师用多媒体播放课件“音调、响度、音色三者的比较”,并讲解.音调、响度、音色三者的比较(多媒体课件)[课堂小结]通过今天的学习,我们了解了声音的音调,知道了音调取决于发声体振动的频率,了解了人能听到的发声的频率范围,以及超声波和次声波的知识.我们还学习了声音的另外两个重要的特性——响度和音色,通过实验探究我们知道响度与振幅有关,还跟听者与发声体的距离有关,也知道音色与发声体的材料、结构有关.我们从波形图中进一步体会了音调、响度、音色之间的区别和联系.最后我们学习了乐音和乐器,知道了乐器的种类和发声原理.这节课就学到这.好,谢谢![教材习题解答]【教材P43“练习与应用”】1.这种昆虫的翅振动的频率f=700Hz/2=350Hz.由于人的听觉频率范围是20~20000Hz,故人耳能够听到这种声音.2.“女高音”的“高”指音调高,“男低音”的“低”指音调低,“引吭高歌”的“高”指响度大,“低声细语”的“低”指响度小.3.可以根据声音的音色来区分曲笛和二胡.两者相同之处:波形总体上的疏密程度是相同的.两者不同之处:波的形状不同.4.如二胡,它是靠弦的振动来发出声音的,我们可以通过拉动不同长度、粗细、松紧的弦来改变音调,通过改变拉弦的力度来改变响度.5.取长短不同的铜制空心管,将它们悬挂在木架上,敲击它们,选出其中能够发出“1,2,3,4,5,6,7,i”的声音的铜管,便可组成一件简单的乐器.[教材习题解答]【例5】某同学在探究音调和响度与什么因素有关时,做了以下实验:如图所示,用硬纸片在钢锯齿上滑动,滑动速度越大,硬纸片振动得越,发出声音的音调越,这说明音调是由决定的.解析:用硬纸片在钢锯齿上滑动,滑动速度越大,硬纸片振动得越快,振动频率越大,音调越高,说明音调是由频率决定的.答案:快高频率【例6】有经验的铁路维修工人只需要用一个铁锤敲打铁轨就可以判断铁轨是否有故障,这是因为工人听到的声音的哪个要素不同()A.音色152 B.音调C.响度D.三个要素都有特别提醒:P43T5方法一中,敲击装水瓶子时,是瓶和水振动发声,水量越多,振动得越慢,音调越低;而向瓶子中吹气时,是瓶内空气柱振动发声,水量越多,瓶内空气柱越短,振动越快,音调越高.解析:工人用锤子敲打铁轨,利用了声音靠介质传播的原理.如果铁轨不与地面相连或螺丝松动或有裂缝,那么声音的音调和音色会发生变化,但工人对声音的变化更注重音色方面.答案:A[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第3节声的利用【教学目标】1.了解声的有关知识和应用.2.通过学习声在现代技术中的应用,体会科学、技术与社会的联系.【教学重点】现代技术中与声有关的知识应用.【教具准备】录像资源(超声、次声、声音在现代科技中的应用)、多媒体、蜡烛、火柴、饮料瓶.【教学难点】区分声与信息和声与能量.【教学课时】1课时【课前预习】1.声不仅可以传递信息,而且可以传递能量.2.蝙蝠在飞行时会发出超声波,这些声波碰到障碍物会反射回来,根据回声到来的方位和时间就可以确定目标的位置.蝙蝠采用的方法叫回声定位.3.根据回声定位的原理,科学家发明了声呐.利用声呐系统,人们可以探知海洋的深度,绘出水下数千米处的地形图.捕鱼时利用声呐可获得水中鱼群的信息.4.声波可以用来除去人体内的结石,利用了声具有能量.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可有针对性地挑选部分难题讲解).[新课导入]海啸是一种破坏性极大的自然灾害,现在人们已经掌握了利用水声的方法进行预报的技术.当海底地震产生海啸的巨浪时,水下也会随之产生很大的声音.在海水中声音传播的速度是1500米/秒,这个速度要比波浪前进的速度快得多.人们在海岸边设有海啸预报站,通过置于海中的水听器(一种能接受声波的装置)收到传来的声音,再核对地震台和海上船只送来的情报,就可以在海啸到来之前数小时通知沿岸居民和海上船只,使他们及早避开以减少损失.好,下面这节课我们就进一步学习声的利用.声与信息152 生活中,我们时时刻刻都在利用声音传递信息.我们彼此之间的谈话,教师在课堂上的讲课声,同学们在课下的交流声等不都是在传递信息吗?请同学们再举例说说有关利用声音传递信息的例子.学生举例回答,教师给予鼓励和指导.请同学们再举例说说哪些是我们能听到的声音,哪些是我们不能听到的声音.生1:我们能听到的声音:①人类的交流声;②汽车的鸣笛声;③心脏的跳动声;生2:我们听不到的声音:①某些动物的交谈声(如大象);②地震、海啸前出现的一些次声波我们也听不到.[板书]声音可以传递信息:(1)直接发出声音的利用:①人类的交谈声;②汽车的鸣笛声等.(2)反射回来声音的利用:①蝙蝠的回声定位;②利用声呐探测海深;③B超;④超声波探伤仪.【例1】(多媒体展示)由以下事例可得出一个共同的结论是.①蝙蝠可以利用超声波来探测飞行中的障碍物和发现昆虫;②渔民利用声呐发现鱼群;③医生用听诊器给病人检查病情;④科学考察船利用声呐探测海洋.解析:蝙蝠利用超声波获取有无障碍物和昆虫的位置等信息;渔民利用声呐获取鱼群信息;医生通过听诊器获得病人内脏的信息;科学考察船利用声呐获取海底信息.这些都表明声可以传递信息.答案:声可以传递信息声与能量教师向学生演示两个实验,引导学生思考这是利用了声音的什么性质.实验1:去掉可乐瓶的瓶底,给开口处蒙上橡皮膜扎紧,对着火焰敲橡皮膜,由于膜的振动,压缩空气.靠空气的挤压,可将烛焰吹灭.实验2:在扬声器前放一支点燃的蜡烛,打开喇叭,使音量大一些,可以看见摇曳的火焰.生:这两个实验说明了声音具有能量.[板书]声音可以传递能量:(1)用超声波清洗精密器件;(2)利用超声波动手术;(3)药液雾化器;(4)超声波切割加工【例2】下列有关超声波利用的说法中正确的是()A.因为超声波遇到物体会反射回来,所以可以利用超声波清洗眼镜B.因为超声波可以使水产生剧烈振荡,所以可以利用超声波进行探测C.因为超声波在人体内不同组织的交界面上会反射,所以可以利用“B超”诊断病情D.因为人感觉不到超声波,所以可以利用超声波击碎人体内的结石解析:因为超声波可以使水产生剧烈振荡,所以可以利用超声波清洗眼镜,故A错误;因为超声波遇到物体会反射回来,所以可以利用超声波进行探测,故B错误;因为超声波具有能量,所以可以利用其击碎人体内的结石,故D错误;C正确.答案:C特别提醒:声和声音的区别:声包括声音、超声波、次声波;声音指人类能听到的声.知识拓展:次声武器由于次声波传播的路程远,穿透能力强,当次声波的频率低到一定程度时可以致人死亡,所以在科技发达的今天,次声波可以被作为武器.课外拓展:两个发声频率相同的物体,彼此相隔不远时,如果其中一个物体也能跟着发声,这种现象就叫共鸣.[课堂小结]这节课从声的另一种分类角度出发,分别分析了它们的作用:①声波可以传递信息;②152 声波能够传递能量.然后又进一步学习了超声波和次声波在生活中的应用.好,谢谢![教材习题解答]【教材P44“问题”】解:蝙蝠利用超声波寻找食物;大象利用次声波寻找伙伴;海豚利用超声波分辨事物.【教材P48“练习与应用”】解:由于从发射声波到收到回波的时间为4s,则声音从海面传到海底经历的时间t=4s/2=2s,故此处海水深度s=vt=1500m/s×2s=3000m.解:(1)(2)(3)是利用声传递信息;(4)是利用声传递能量.解:超声波加湿器用超声波把水打成水雾喷出,从而增加室内湿度,利用声传递能量.略.5.解:已知汽车行驶速度v=54km/h=15m/s,音符频率f=392Hz,则所对应的相邻凹槽之间的距离L=v/f=15m/s/392Hz=0.038m.[教材习题解答]【例3】下列事例中,属于利用声传递信息的是;利用声传递能量的是.①人们在挑选瓷器时,总要轻轻地敲击几下瓷器,以判断瓷器是否有裂纹;②医生用B超获取病人体内器官的情况;③医生用超声波给人们洁牙;④外科医生用超声波除去人体内的结石.方法技巧:利用声波获取信息和利用声波获得能量是完全不同的两种物理现象.利用声波获得信息是利用声波了解物体的某些特征;利用声波获得能量是指物体获得能量后,物体产生的一系列的改变.两种现象有明显区别,如“雷声”震耳欲聋说明雷声具有能量,而听到了“雷声”预示着将要下雨,这是雷声传播信息.任何声音的传播都伴随着能量的传递,解答这类题型时,要注意它强调的是什么.解析:凡是声音能引起其他物体变化的,则声音传递的是能量;声音未能引起物体变化,而人们可以根据所听到的声音作出判断的,则声音传递的是信息.答案:①②③④[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第4节噪声的危害和控制【教学目标】1.了解噪声的来源.2.知道噪声的危害和控制噪声的途径.3.通过体验和观察,了解防治噪声的思路.4.通过学习,增强环境保护的意识,具有保护自己、关心他人的意识.【教学重点】知道噪声的来源及其危害.【教具准备】闹钟、纸盒、耳罩、泡沫塑料、示波器、铁钉、玻璃、录像带、录像机、电视等.【教学难点】知道减弱噪声的途径.【教学课时】1课时【课前预习】1.从环保角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生152 干扰的声音,都属于噪声.2.人们以分贝(dB)为单位来表示声音强弱的等级,0dB是人刚能听到的最微弱的声音,长期生活在90dB以上的噪声环境中,会产生神经衰弱、头疼等疾病.3.控制噪声从三方面入手,即防止噪声产生,阻断噪声传播,防止噪声进入耳朵.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]大自然中的声音多种多样.优美的乐音令人心情舒畅,而杂乱的声音——噪声刺耳难听,让人感到心烦意乱.噪声问题伴随着现代化大工业的发展而逐渐突出.近年来,噪声已列为国际公害,它严重地污染着环境,危害着人们的身心健康.噪声污染已与水污染、空气污染、固体废弃物污染一起,成为当代社会的四大污染.关于噪声,同学们想了解哪些问题呢?生1:噪声从哪里来?生2:噪声的波形有什么特点?生3:什么样的声音是噪声?生4:噪声有什么危害?生5:用什么办法可以减弱噪声?同学们有很浓厚的求知欲,这很好.这节课我们就学习与噪声有关的一些知识.[进行新课]噪声的来源、等级和危害1.噪声的来源请同学们阅读教材P49“噪声的来源”,分组讨论并回答下面的思考题:(多媒体展示)思考题:(1)从物理学的角度看,什么是噪声?用什么实验可以验证你的说法?(2)从环境保护的角度看,什么是噪声?(3)城市噪声的主要来源有哪些?(4)你能举出生活中噪声的实例吗?学生带着问题有目的地阅读,并分组讨论.教师巡回指导,鼓励学生联系生活、生产实际来回答.学生回答:(教师可以引导学生讨论后回答,并进行补充讲解)(1)从物理学的角度,噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音.(2)从环境保护的角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声,因此,优美动听的音乐有时也会变为噪声.(3)城市噪声的来源是非常多的,大致可分成四类:交通运输噪声、工业噪声、施工噪声、社会生活噪声.(4)举例:①交通运输噪声:各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转声等.②工业噪声:纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声等.③施工噪声:筑路、盖楼时发出的噪声等.④社会生活噪声:家庭噪声,娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声等.同学们回答得很好,针对思考题(1)中提到从物理学的角度看,噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音,我们就一起做个实验来证实一下.教师引导学生利用示波器观察泡沫塑料块刮玻璃时产生的噪声的波形,并与乐音声音的波形作比较.学生仔细观察后回答:泡沫塑料块刮玻璃时产生的噪声的波形没有规则,乐音声音的波形有规则.152 教师鼓励学生的回答,并进行总结和板书.[板书]噪声及噪声的来源:1.从物理学的角度看,噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音.从环境保护的角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音都属于噪声.2.噪声的来源包括:(1)交通运输噪声;(2)工业噪声;(3)施工噪声;(4)社会生活噪声.知识拓展:【例1】(多媒体展示)从物理学角度看,噪声和乐音的主要区别是()A.噪声的响度大,乐音的响度B.乐音是乐器发出的声音,噪声是机器发出的声音C.乐音的音调低,噪声的音调高D.乐音是发声体有规则振动发出的声音,噪声是发声体无规则振动发出的声音解析:乐音和噪声都是由发声体振动产生的,从物理学角度看,乐音是发声体有规则振动发出的声音,噪声是发声体无规则振动发出的声音,与它们的音调、响度无关.乐音不仅是乐器发出的声音,其他物体发出的声音也可以是乐音,噪声也不仅是机器发出的声音,一些爆炸等都能发出噪声.答案:D2.噪声强弱的等级和噪声的危害教师播放以下声音,引导学生感受:(多媒体播放)(1)自习课上,教室里很安静,不小心学习用具掉到地上发出的声音.(2)来自建筑工地上搅拌机的隆隆声.(3)生活区里汽车、摩托车发动机发出的声音.(4)家里电冰箱起动时的声音.(5)小商贩的叫卖声.(6)在家里穿着高跟鞋走动时发出的声音.(7)生活区里人们的吵、闹、哭、笑声.(8)邻居电视机过大的声音.(9)数学课上有人偷听音乐的声音.声音有强有弱,声音的强弱通常以分贝(符号是dB)为单位来表示.请同学们观看视频“一些声音的分贝数和人们相应的感觉”或阅读教材P43“小资料”中的内容,然后回答下面的问题:思考题:噪声的危害表现在哪些方面?学生回答:(教师指导并补充)噪声的危害表现在以下几个方面:①心理影响:使人烦躁、精力不集中,妨碍睡眠和休息.②生理影响:使人耳聋、头痛、消化不良、视觉模糊等,严重的神志不清、休克或死亡.③高强度的噪声能够损坏建筑物.例如:喷气式飞机产生的噪声能够将附近建筑物的窗户玻璃震碎,噪声导致工作设备“疲劳”以至断裂等.[板书]噪声的等级和噪声的危害:(1)人们以分贝(dB)为单位来表示声音的强弱.(2)0dB是人刚能听到的最微弱声音;30~40dB是较为理想的安静环境;70dB以上会干扰谈话,影响工作效率;长期生活在90dB以上的噪声环境中,听力会受到严重影响并产生神经衰弱、头痛、高血压等疾病.【例2】(多媒体展示)如图所示的是某市区竖立在马路旁边的噪声监测装置,由装置上显示的分贝数可知此处的噪声().A.使人失去听力B.妨碍人们的工作和学C.妨碍人们的休息和睡眠D.所造就的环境较理想,较安静解析:监测装置上显示的噪声分贝数是68dB,低于保证人们工作和学习的70dB的噪声标准,但高于较为理想的安静环境的上限50dB的噪声标准.答案:C小组问题探讨:一点声音也没有的世界,是不是最理想的环境?152 声音对人的健康是至关重要的,但不能一点声音也没有,若周围没有丝毫声音,人会感到恐慌、孤立无援.知识拓展噪声并不是一无是处,随着现代科学技术的发展,人们也能利用噪声造福人类:噪声除草:科学家根据不同植物对不同噪声的敏感程度不同制造出噪声除草器,其发出的噪声使杂草的种子提前萌发,这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草.噪声除尘:美国科研人员研制出一种功率为2kW的除尘器,它能发出频率为2000Hz、声强为160dB的噪声,这种装置可以用于烟囱除尘,控制高温、高压、高腐蚀环境中的尘粒和大气污染.此外还利用噪声发电、噪声制冷、噪声克敌等先进技术为人类服务.控制噪声噪声会严重影响人们的工作和生活.因此,控制噪声十分重要.请同学们阅读教材P51“噪声的控制”,并回答下面的思考题:(多媒体展示)思考题:(1)声音从产生到引起听觉的三个阶段是什么?(2)控制噪声的三种途径是什么?(3)请同学们设计一个简单的实验来证实控制噪声的三种途径.(4)教材P51图2.4-2中控制噪声的措施分别属于哪一种?学生回答:(讨论、交流后积极发言,教师指导、补充)(1)声音从产生到引起听觉有这样三个阶段:①声源的振动产生声音.②空气等介质传播声音.③振动经人耳引起听觉.(2)控制噪声的三种途径是①防止噪声产生(在声源处减弱).②阻断噪声传播(在传播过程中减弱).③防止噪声入耳朵(在人耳处减弱).(3)我们可以设计这样的实验,实验可用闹钟做声源.①将正在发声的闹钟用泡沫塑料垫起(在声源处减弱噪声).②将正在发声的闹钟放置于空纸盒中(在传播过程中减弱).③用棉花塞住耳朵(在人耳处减弱).(4)①摩托车的消声器采用了在声源处减弱噪声.②北京动物园的“隔音蛟龙”采用了在传播过程中减弱噪声.③工厂用的防噪声耳罩采用了在人耳处减弱噪声.[板书]控制噪声(1)防止噪声产生(在声源处减弱):①改造声源结构,减小噪声强度;②在声源处加防护罩;③在内燃机排气管上加装消声器等.(2)阻断噪声传播(在传播过程中减弱):①用隔音或吸音材料把声源与外界隔离起来;②在城里植树、修隔音墙等.(3)防止噪声进入耳朵(在人耳处减弱):①塞上防噪声耳塞;②在耳孔中塞一小团棉花;③用手捂住耳朵.【例3】(多媒体展示)小华是本班物理学习小组的组长,本组几名同学经常在小华家一块儿学习.但小华的邻居家经常播放歌曲,而且音量较大,影响了同学们的学习.为了解决这一问题,小组的几名同学各抒己见.小红:请邻居把音乐关小一些.小刚:把门窗都关紧好一些.小敏:用棉球将双耳塞住.你认为谁的办法好呢?你还有什么更好的建议吗?解析:152 减弱噪声的方法有三种:(1)在声源处减弱;(2)在传播途径中减弱;(3)在人耳处减弱.在控制噪声时,可以从三个方面着手.至于在具体操作时应采取哪种方法,则要按具体情况灵活处理.答案:小红的建议是从声源处减弱噪声的;小刚的建议是从传播途径中减弱噪声的;小敏的建议是从人耳处减弱噪声的.他们三人的方法都可以减弱噪声,小红的建议最好,但需与邻居协商才能达到目的.规律总结:凹凸不平的表面以及疏松多孔的物质能使声音在其中多次反射而减弱.[课堂小结]这节课从声音的分类角度得出乐音与噪声的有关知识.主要分析了噪声的来源、噪声的等级和危害、控制噪声的方法等内容.愿同学们能将所学的知识运用到实际生活当中,学以致用.这节课就学到这,谢谢![教材习题解答]【教材P50“想想议议”】解:上课听老师讲课时,周围同学的讲话声、隔壁教室同学们上音乐课的歌唱声、学校附近马路上的车辆声等,这些声音都会影响我们学习,都属于噪声.【教材P51“想想议议”】实例:(1)防止噪声产生:①市区禁止鸣笛;②给噪声大的机器加装消声装置等.(2)阻断噪声的传播:①在马路与居民楼之间装上隔音板;②让居民区与工业区分离等.(3)防止噪声进入人耳:给在噪声强度大的环境中工作的人员戴上防噪声耳塞、耳罩等.【教材P52“练习与应用”】1.解:家周围的噪声:邻居家的音响放出较大的音乐声,街道上车辆的鸣笛声及行人的嘈杂声等.控制措施是安装双层玻璃窗、拉紧窗帘等.2.解:有变化在噪声过大的环境里,心跳会加快,脉搏也会变得更快、更乱.3.解:老师讲话声音大一些,可以使我们在噪声中听到讲课声,故(1)有效且合理;戴上防噪声耳罩后虽然能防止噪声进入耳朵,但老师讲课的声音也会听不到,故(2)有效但不合理,在教室周围植树,可以阻断噪声传播,故(3)有效且合理;教室内安装噪声监测装置只能显示噪声的强度,无法减弱噪声,故(4)无效.4.解:这些措施都是在阻断噪声传播.5.解:应该选用吸音或隔音效果好的材料,如吸音海绵、泡沫塑料等.它们都具有能阻断噪声传播的特点.[教材习题解答]【例4】小明想比较几种材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能,除了待检测的材料外,还可利用的器材有:音叉、机械闹钟、鞋盒.在本实验中适合做声源的是.(1)小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料.他设想了以下两种实验方案,你认为最佳的是.A.让人站在距鞋盒一定距离处,比较所听见声音的响度B.让人一边听声音,一边向后退,直至听不见声音为止,比较此处鞋盒的距离(2)通过实验得到的现象如下表所示,则待测材料隔音性能由好到差的顺序为.解析:音叉和机械闹钟都能发声,但发声的音叉其振动易受隔声材料影响,故声源宜用闹钟;两种实验方案中最佳的是B,因为A方案在响度相差不大时,不易区分开.答案:机械闹钟B泡沫、衣服、锡箔纸[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】152 第5节跨学科实践:制作隔音房间模型【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可有针对性地挑选部分难题讲解).[新课导入]当我们在家中弹奏乐器、听歌、打电话或观看电视节目时,有可能会打扰需要休息的家人和邻居.请大家想想,有什么办法解决这个问题?学生1:将声音降低.学生2:关上门窗.学生3:将家中一个房间改造为隔音房间.改造隔音房间这个方案不错,现在很多场所也采用了这种方案,效果也挺好.在方案实施前,我们可以通过制作模型来高效、经济地测试方案的可行性.这节课,我们根据以上思路,结合所学的相关知识,制作一个隔音房间的简易模型,并测试它的隔音性能.[进行新课]【项目提出】制作一个隔音房间的简易模型,并测试它的隔音性能.【项目分析】制作模型之前,我们需要考虑下面的问题.生活中哪些常见的物品能够充当“房间”?为房间隔音的材料需要满足哪些要求?可以选用哪些材料?声音是如何传播到房间外的?隔音的材料应放在房间的哪些位置以及如何放置?怎样测试模型房间的隔音性能?学生结合教材内容,讨论上述问题.教师对学生的回答进行总结,并[板书][板书]1.可以用包装盒或鞋盒等常见物品充当“房间”.2.为房间阻隔声音的材料要能隔开噪声,或能利用自身材料、结构吸收声能而减弱噪声.可以选用的材料有泡沫塑料、报纸、棉花等.3.声音会通过空气和房间的固体结构传播到房间外,故阻隔声音的材料应放在房间的房门、窗户、墙壁、地板和天花板处.4.可通过手机或者计算机中的软件测量隔音处理前后发声体发出声音的强弱,比较前后的变化来评估模型的隔音性能.还可以利用人刚听不到声音时与声源的距离来比较.【项目实施】1.查阅资料,了解不同材料的隔音性能以及它们的特点,从常见材料中选取合适的材料.在注意隔音性能的同时,要尽量减小材料的厚度,最大限度地保证“房间”的空间.用包装盒或鞋盒充当“房间”,在盒内的相应区域安装选取的隔音材料,制作隔音房间模型.然后,将一只闹钟放入其中模拟房间中发声的乐器或电视机.再利用相关软件或仪器测量隔音处理前后闹钟铃声的强弱.(选择的声源应能长时间发出固定响度的声音)测试时,通过手机或者计算机中的软件等先测量未作隔音处理时闹钟铃声的强弱,再测量经过隔音处理后闹钟铃声的强弱.通过比较前后的变化来评估模型的隔音性能.【展示交流】(1)从隔音性能,空间占用率,材料是否易得、安全和环保等方面对模型进行评价.(2)总结经验并改进模型,例如注意填补房门和窗户的缝隙.(3)如果有了真正的隔音房间,为了不打扰他人,也为了自己听力的健康,在使用时还要注意音量不要开得太大.【教学后记】152 本章复习和总结【教学目标】1.知道声音是如何产生的,知道声音的传播需要介质,知道声音在不同介质中传播速度不同.2.知道人耳的结构和骨传导,知道人耳是如何听到声音的.3.知道回声测距的原理.4.知道声音的三个特性及其决定因素,知道超声波和次声波.5.知道声的利用:声音可以传递信息、声音可以传递能量.6.知道噪声的危害和控制.【教学方法】1.运用比较法:区别音调、音色和响度,区别乐音和噪声;区别超声波和次声波.2.运用归纳法:归纳控制噪声的途径、归纳超声波和次声波的应用.3.运用转换法:探究声的产生时,可以借助一些道具扩大实验现象.4.分组讨论交流等.【教具准备】实物投影仪、多媒体.【教学课时】1课时【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[课堂小结]声音的产生与传播【例1】如图所示,扬声器播放音乐时,放在纸盆上的小纸片会不断地跳动.这个实验是用来探究()A.声音产生的原因B.声音传播的条件C.音调是否与频率有关D.乐音与噪声的区别解析:扬声器播放音乐时,纸盆上的小纸片不断地跳动,说明发声时纸盆在振动,间接地说明声音是由物体振动产生的,故选项A正确.答案:A【例2】婴儿从呱呱坠地的那时起,就无时无刻不与声打交道.下列关于声的说法,错误的是()A.我们能听到远处的雷声,说明空气可以传声B.人在岸上大声说话也能惊动水中的鱼,说明水能传声C.将耳朵贴在长钢管的一端,让他人在另一端敲击一下,你会听到两次敲击声,其中最先听到的声音是通过空气传来的D.宇航员在太空中不能直接对话,说明真空不能传声解析:敲击长钢管时,能听到两次声音,这是由于声音在钢管和空气中的传播速度不同,声音在钢管中的传播速度大于声音在空气中的传播速度,所以先听到的声音是由钢管传过去的,C错,A,B,D的说法均正确.答案:C规律总结:1.声音是由物体的振动产生的,但有时物体振动,人不一定能听到声音,人耳要听到声音必须同时具备三个条件:(1)发声体的振动频率在20Hz~20000Hz之间;(2)声源与人耳之间有传声的介质;(3)有正常的听觉系统.152 2.声音在不同介质中的传播速度不同,一般情况下,在固体中传声最快,在液体中次之,在气体中最慢,在真空在不能传声.在同种介质中声音的传播速度还与温度有关,温度越高,声速越快.【例3】某测量员是这样利用回声测距离的,他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪,经过1s第一次听到回声,又经过0.5s再次听到回声,回声测距是利用了声波的.已知声速为340m/s,则两峭壁间的距离为m.解析:听到的两次回声分别是从两侧的峭壁反射回来的.根据听到回声的时间分别计算出测量员到较近峭壁的距离为s1=vt1/2=340m/s×1s/2=170m,测量员到较远峭壁的距离为s2=v(t1+t2)/2=[340m/s×(1s+0.5s)]/2=255m,则两峭壁之间的距离s=s1+s2=170m+255m=425m.答案:反射425声音的特性——音调、响度和音色【例4】如下图,是用示波器显示的不同乐器发出不同声波的波形图,其中频率最大的是()解析:物体单位时间内振动的次数叫频率,振动波形越密集说明其振动频率越大,所以本题应选B.答案:B【例5】用一组相同的瓶子盛上不等量的水就可以组成一个“乐器”,通过向瓶子内吹气就可以演奏出优美动听的乐曲.被吹的瓶子发出的音符与瓶中空气柱长度的对应关系(1)由图可知音调的高低与空气柱长度的对应关系是(2)往热水瓶或杯子里倒水,有经验的人不用看,就可以根据声音判断水是否倒满了,这是因为.解析:向瓶子内吹气时瓶中空气柱振动发声,第一个瓶内水量较少,瓶中空气柱最长,故振动频率最慢、音调最低,随着瓶内水柱的升高,空气柱的长度越来越短,空气柱振动的频率增大,音调升高;当往暖瓶中装水时,我们听到的声音并不是装入的水发出的,而是水面上方残留在暖水瓶中的空气柱振动发出的,所以当水越多时,空气柱越短,发出声音的音调就越高.答案:(1)空气柱的长度越短,音调越高(或空气柱的长度越长,音调越低)(2)水快倒满时发出声音的音调较高.规律总结:1.音调高的响度不一定大,响度大的音调不一定高.在声音的传播过程中,音调、音色一般不变,响度会随着传播距离的改变而发生变化.2.声的利用主要体现在两个方面:一是传递信息,如利用音色鉴别物质、利用声速测量距离(回声测距)、B超等;二是传递能量,如用超声波清洗钟表等精密的机械.声的利用【例6】下列现象表明声可以传递能量的是()A.利用B超对孕妇做常规检查B.渔民利用声呐探测鱼群C.蝙蝠利用超声波探测昆虫的位置和速度D.人突然暴露在150dB的噪声环境中,鼓膜会破裂出血解析:重点分析能量的概念,具有能量的物体就具有做功的本领.在备选答案中,要判断哪一个事例表现声波传递能量,就必须分析哪一个事例中突出声波产生了能量.显然,D项中要使人耳鼓膜破裂需要具大的能量,这种能量来源于噪声的声波.其余的三项均只能表明声能传递信息.故本题正确答案是D.答案:D【例7】很多同学有过疑问“声音具有能量吗?它具有的能量与声音的响度和频率是不是有关呢?”152 某同学对其中两个问题进行探究,实验装置如图所示:A为一个圆筒,它的一端用剪成圆片的挺直的纸(纸的中间剪一圆孔)粘牢,另一端用塑料薄膜包住并绷紧,用橡皮筋扎牢.B为一只点燃的蜡烛.完成表中的内容.为保证每次实验声音的频率相同,你的做法是.解析:在探究声音是否具有能量时,可拍动塑料膜,观察烛焰是否摆动,若烛焰发生摆动,则说明声音具有能量;要探究“声音的能量与响度是否有关”,要控制声音的频率不变、声源到烛焰的距离不变,轻拍和重拍塑料膜,观察烛焰摆动幅度是否改变,若发生改变则说明声音的能量与响度有关.答案:拍一次或每次拍的快慢相同噪声的危害和控制【例8】夏天,教室外蝉的叫声影响了同学们的学习,蝉能发声是由其腹部下方一层薄薄的发音膜引起的.老师把教室的门窗关起来,大家听到的声音明显减小,这是在声音过程中减弱噪声.解析:声音是由物体的振动产生的;减弱噪声的途径主要有:在声源处减弱,在传播过程中减弱,在人耳处减弱.关闭窗户,阻断了蝉声的传播,属于在传播过程中减弱噪声.答案:振动传播【例9】贵阳市政府为创建全国文明城市,采取一系列的措施,如为改善环境,增大了城市绿化面积;为减少交通事故,开展“文明过马路”活动;为,禁止汽车在城区内鸣笛.解析:禁止鸣笛是阻止声音的产生,以减小声音对居民的干扰,减弱噪声.答案:减弱噪声[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.规律总结:噪声已成为现代社会四大污染之一,可以从声源处、传播过程中和人耳处三个方面控制噪声.[教材习题解答]【教材P56“复习与提高”】1.在鼓面上撒些碎纸屑,敲击鼓面,发现碎纸屑会跳起,说明鼓面在振动.2.簧片的长度不同,振动的频率不同,发出声音的音调不同.3.人的声带结构不同,所发出声音的音色不同,声纹锁只能识别主人的口令,说明声纹锁主要是依据声音的音色来识别主人身份的.4.超声导盲手杖会发射超声波,当超声波遇到障碍物时会反射回来,手杖接收到反射回来的声波,经过处理后计算出人与障碍物的距离,该距离小于设定值时发出警报声;如果警报声变得尖锐,说明其频率变高.5.(1)不正确;因为物体振动发声的频率可能不在人的听觉频率范围内,或者声音传到人耳处时的响度可能不足以引起人的听觉.(2)不正确;赫兹是频率的单位.(3)不正确;次声波的频率很低,不在人的听觉频率范围内,所以人耳听不到.(4)正确.超声波碎石利用了声波能传递能量.6.一位同学轻声说话,远处的同学就能听到清晰的说话声,说明声音可以通过棉线传播,即固体可以传声.7.保证睡眠充足、增加营养、经常做耳部保健操、避免去嘈杂环境、避免长时间戴耳机等.9.略.【教学后记】152 第三章物态变化本章讲述的物态变化,是在小学科学课中学过的蒸发、沸腾、水的三态变化基础上进一步学习物态变化的规律和特点.而物质在物态变化的过程中总要吸热或放热,即如果没有“吸热”或“放热”过程,就不会发生物态变化,因此本章知识又是以后学习“能及其转化”的基础,同时本章知识与化学课中的物质内容息息相关.因此,学好本章知识对于以后学习和理解本学科和其他学科的知识有很大帮助.本章共有4节:1.第1节“温度”,讲述温度和生活环境中常见的温度值,以及温度计的使用.2.第2节“熔化和凝固”,介绍了物态变化中的熔化和凝固,晶体和非晶体,熔化吸热和凝固放热.3.第3节“汽化和液化”,介绍了物态变化中的汽化和液化,汽化中的两种方式——蒸发和沸腾,液化的两种方法——压缩体积和降温,以及汽化吸热、液化放热.4.第4节“升华和凝华”,介绍了升华和凝华,升华吸热、凝华放热,水循环中的物态变化.5.第5节“跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题”,介绍了厨房中的一些常见的物态变化问题.本章教学注重从日常生活中最常见的物理现象入手,使学生感觉到物理知识就在我们的身边,引起学生共鸣.本章内容涉及大量的物理实验,这些实验大多以科学探究的形式出现,为学生创造能力的发展提供了广阔的空间,使学生初步认识思考和分析物理问题的方法,特别是认识实验在物理研究中的重要作用.【教学目标】1.在物理观念方面:理解温度的概念,了解生活环境中常见的温度值,理解熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华的过程及其吸放热情况,能用物态变化的知识解释自然界中的水循环,理解物态变化在生活中的应用.2.在科学思维方面:知道气态、固态和液态是物质存在的三种形态,知道物质的固态、液态和气态之间是可以相互转化的;知道晶体和非晶体的区别,了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义;知道什么是汽化、液化,理解液化是汽化的逆过程,了解沸腾现象,知道什么是沸点,知道蒸发可以制冷.知道升华和凝华的概念,能分析生活中的升华和凝华现象.3.在科学探究方面:能完成“用温度计测量水的温度”“研究物体熔化时温度的变化规律”“探究水在沸腾前后温度变化的特点”等实验;能基于实验,提出与物态变化有关的问题;能收集证据,能通过绘制图像得出结论;能完成实验报告.4.在科学态度与责任方面:能认识生活中的物态变化现象,对科学有求知欲,乐于探索其中的物理规律;通过探索认识自然界中水循环的过程,体会到自然界的美妙与和谐.【教学重点】摄氏温度的规定与温度计的正确使用;熔化、凝固的现象和规律;晶体和非晶体的不同温度特点;汽化、液化现象;蒸发和沸腾;升华和凝华现象.【教学难点】正确使用温度计;蒸发、沸腾的相同点与不同点;影响蒸发快慢的三个因素;碘的升华和凝华实验.【课时建议】本章共有5节,建议……………….8课时.第1节温度………………………….1课时第2节熔化和凝固………………….2课时第3节汽化和液化………………….2课时第4节升华和凝华………………….1课时第5节跨学科实践:探索厨房中的物态变化问题…….…………1课时152 本章复习和总结……………………..1课时【教学方法】1.实验探究法:学习本章知识,应多联系生活实际现象,积极动手进行探究实验,通过对实例的分析和对实验的探究,领悟物态变化的概念和特征.2.图像法:本章中用温度—时间图像表示物态变化中熔化、凝固、沸腾的特点和规律,涉及的图像有晶体和非晶体的熔化和凝固图像、水的沸腾图像.第1节温度【教学目标】1.知道温度及摄氏温度的规定.2.通过观察和实验,了解温度计的结构及工作原理.3.会用常见温度计测量温度.4.知道一些生活环境中常见的温度值,尝试对环境温度问题发表自己的见解.【教学重点】摄氏温度的规定与温度计的结构及工作原理.【教具准备】多媒体、烧杯、冷水、热水、温度计、体温计、寒暑表.【教学难点】正确使用温度计.【教学课时】1课时【课前预习】1.物体的冷热程度叫温度,要准确地判断和测量温度要用温度计.家庭和实验室常用的温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的.2.温度计上的符号℃表示的是摄氏温度.在标准大气压下冰水混合物的温度是0摄氏度,沸水的温度是100摄氏度,0℃和100℃之间分成100个等份,每一等份代表1℃.3.使用温度计时,首先要弄清它的量程,然后看清它的分度值.4.体温计用于测量人体的温度,可以离开人体读数,而其他常用温度计不能离开被测物体读数.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一章内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可有针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.新[新课导入]教师用多媒体播放一段有关春、夏、秋、冬季节中水物态变化的影片,引导学生观赏,并思考以下问题:(1)你知道水有几种状态吗?(2)这些状态如何转化?(3)状态变化受什么因素影响?学生回答:(1)水有三种状态:固态、液态、气态.(2)这些状态可以相互转化.(3)状态变化受温度影响.同学们回答得很对,温度是表示物体冷热程度的物理量,那么我们如何去判断温度的高低呢?用什么测量仪器去测量温度呢?学完本课,你就会明白了.[进行新课]温度和摄氏温度1.温度及其测量工具我们知道温度是表示物体冷热程度的物理量,热的物体温度高,冷的物体温度低,人们有时凭感觉判断物体的冷热,这种感觉真的可靠吗?下面我们来做个实验(参见教材P58实验),用我们皮肤的感觉来判断温度的高低.实验过程:三只烧杯中分别装有热水、温水和冷水,一位同学将左手食指伸入热水中,右手食指伸入冷水中,停留一段时间后,将两个食指同时放入温水中,体会两个手指对“温水”152 的感觉.(教师可选择多名同学上台进行实验体会,其余同学认真观察,比较两个手指的感觉,思考这个实验说明了什么.)[教师总结]这个实验说明凭感觉判断物体的温度高低是不可靠的,要准确地判断就必须进行测量,要进行测量就要选择科学的测量工具——温度计.[板书]物体的冷热程度叫作温度,温度用符号t表示,温度计是测量物体温度的仪器.2.自制温度计教师引导学生根据教材P59“想想做做”来自制温度计,并思考以下问题:(用多媒体展示)思考题:(1)自制的温度计是根据什么原理来测量温度的?(2)为什么要用小瓶?为什么要用细管?(3)这个仪器有什么缺点?如何改正?(4)怎样用自制温度计测量温度?学生回答:(教师及时点评及补充)(1)自制的温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的.(2)使用小瓶是为了在装少量水的情况下,而水的深度较大,以便淹没细管下端,同时少量的水也可以使瓶中水热胀冷缩现象更明显,以便观察,使用细管也是为了使细管中水柱位置变化更明显,以便观察.(3)这个仪器的缺点是只能比较温度的大小,而不能准确测出温度值,改正方法是在细管上校对刻度,并标出相应的刻度值.(4)用它测量热水温度时,将它放入热水中,细管中水柱液面上的刻度值,即是热水相应的温度.3.观察常用温度计的结构教师向学生展示三种常用温度计:实验室用温度计、体温计和寒暑表.引导学生观察并说出温度计的结构.易错提示:温度只有“高低之分”,没有“有无之别”,物体较热,我们就说它的温度高;物体较冷,我们就说它的温度低.小组问题讨论:玻璃泡的作用是什么?玻璃管内径为什么很细?[进行新课]生1:温度计由玻璃外壳、玻璃泡、细玻璃管、刻度及符号组成.生2:玻璃泡和细玻璃管相通.生3:温度计上有个符号℃,它是温度的单位.生4:体温计的玻璃泡上有一段细而弯的缩口.教师鼓励学生的回答,并进行总结和板书.[板书]1.家庭和实验室里常用的温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的.2.温度计内常用的液体有酒精(乙醇)、煤油、水银等.4.摄氏温度刚刚同学们提到的温度计上的符号℃表示的是摄氏温度,那摄氏温度是如何规定的呢?下面我们一起来学习.教师用多媒体播放课件“摄氏温度”,并进行讲解.摄氏温度(多媒体课件)把在标准大气压下冰水混合物的温度定为0摄氏度,沸水的温度定为100摄氏度,分别用0℃和100℃表示;0℃和100℃之间分成100个等份,每个等份代表1℃,低于0℃用负数表示.例如,人的正常体温是“37℃”左右(口腔温度),读做“37摄氏度”;黑龙江漠河市2023年1月的最低气温是-53℃”,读做“负53摄氏度”或“零下53摄氏度”.注意:摄氏温度的读法中容易出现错误,如“37℃”读成“摄氏37度”或者读成“37度”,这都是错误的.因为“℃”表示的就是“摄氏度”,所以读时不能把“摄氏度”拆散来读.152 教师引导学生查阅资料,使学生对自然界中常见的温度值有一定的了解.[板书]摄氏温度用字母℃表示,标准大气压下冰水混合物的温度定为0℃,沸水的温度定为100℃.【例1】(多媒体展示)有两杯水,里面都有没熔化的冰块,一杯在阳光下,一杯在阴凉处,则()A.在阳光下的水温度高B.在阴凉处的水的温度高C.两杯水的温度一样高D.两杯水温度的高低无法进行比较解析:标准大气压下冰水混合物的温度是0℃,两杯水中都有没熔化的冰块,不论冰多一些还是水多一些,不论环境温度是高是低,两杯水的温度都是0℃.答案:C规律总结:(1)液体温度计结构特点及制作原理(2)根据测温环境的不同,温度计的测温物质一般也不相同,如实验室用温度计一般选用煤油或水银为测温物质,在寒冷的北方所用温度计选酒精为测温物质,而体温计一般使用水银做测温物质.特别提醒:不论冰多还是水多,只要是能长时间放置的冰水混合物,其温度就是0℃;只有在标准大气压下,沸水的温度才是100℃.实验室用温度计的正确使用1.温度计的量程和分度值教师引导学生观察实验室用温度计、体温计和寒暑表的测量范围和分度值,并思考以下问题(多媒体展示).思考题:(1)如果所测的温度过高或过低,超出了温度计所能测量的最高温度或最低温度,会出现什么后果?(2)观察寒暑表、体温计和实验室用的温度计,它们所能测量的最高温度、最低温度和分度值各是多少?为什么要这样设计它们的量程和分度值?学生分小组讨论后,积极发言,教师点评并总结.[教师总结](1)如果所测的物体温度过高,超出了温度计的量程,将测不出温度,且温度计里的液体可能将温度计胀破;如果所测的物体温度过低,低于温度计的最低温度,将测不出温度.(2)①寒暑表所测量的最高温度是50℃,最低温度是-30℃,分度值是1℃,主要是根据我国大多数地区的常年温度范围确定的;②体温计所测量的最高温度是42℃,最低温度是35℃,分度值是0.1℃,是根据人体温度的变化范围确定的.③实验室用的温度计所测量的最高温度为110℃,最低温度为-20℃,分度值是1℃,是根据实验中需要测量的范围确定的.[板书]使用温度计测量前要先观察温度计的零刻度、量程和分度值.【例2】(多媒体展示)如图,甲、乙所示为两支温度计液柱处的放大部分,则这两支温度计的分度值分别是、,指示的示数分别为、.解析:甲图的示数从“10”到“20”之间均匀划分为10小格,则该温度计每小格表示(20℃-10℃)÷10=1℃,即分度值为1℃.乙图中的刻度从“10”到“20”之间均匀划分为5小格,则该温度计每小格表示的温度值为(20℃-10℃)÷5=2℃,即分度值为2℃.观察甲图,其刻度值从下往上在增大,可判断零刻度在图示刻度的下方,示数为零上温度.液柱在10℃以上6小格处,每小格表示1℃,即10℃以上6℃,所以读数为16℃.观察乙图的刻度值,数值从上到下在增大,可判断零刻度在图示刻度的上方,示数为零下温度.液柱在-10℃以下4小格处,每小格表示2℃,即液柱在-10℃以下8℃,读数应为-18℃.答案:1℃2℃16℃-18℃152 2.实验室用温度计的使用及读数教师用多媒体播放课件“判断温度计的使用对错”,引导学生观察并根据自己的推测判断.判断温度计的使用对错(多媒体课件)规律总结:目前我们使用的温度计大多数是液体温度计.根据所充液体的不同,液体温度计分为水银温度计、酒精温度计、甲苯温度计和煤油温度计等多种.液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的,是靠其中液体的热胀冷缩来感觉温度变化的.也就是说,液体温度计中的工作物质一定要保持液态.规律总结:(1)读取温度计示数时,视线要与液柱内的液面相平,仰视时读数会偏小,俯视时读数会偏大.(2)判断零上与零下:沿液柱上升方向,数字变大的即为零上,沿液柱上升方向数字变小的即为零下;读数时均沿数字由小到大的方向读取.学生分小组讨论,教师引导学生说出错误的原因.生1:图①错误是把温度计玻璃泡置于容器底部.生2:图②错误是把温度计玻璃泡置于容器侧壁.生3:图③错误是温度计玻璃泡没有全部浸没在液体中.生4:生5:图⑤错误是读数时温度计离开了被测液体.生6:图⑥正确.生7:图⑦中间一个是正确的,上下两个是错误的,因为读温度计示数时眼睛没有平视.教师鼓励学生的回答,然后总结并板书“温度计的使用规则”.图④正确.[板书]温度计的使用规则1.温度计玻璃泡要全部浸入被测的液体中,但不能碰到容器底或容器壁.2.温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍微等一会儿,待温度计的示数稳定后再读数.3.读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线与温度计中液柱的液面相平.教师引导学生分小组用实验室用温度计测量凉水、温水、热水的温度,测量前先用手感觉并估测温度,然后将实验数据填入下表.学生分组进行实验,教师巡回指导,注意引导学生比较估测的温度值与实际测量的温度值有什么不同.(通过这个实验活动不但练习了温度计的使用,而且进一步说明了要准确知道物体的温度,凭感觉是不可靠的,必须使用温度计测量)体温计1.体温计的结构和使用之前有同学发现体温计的液柱上有个狭道,这个狭道是做什么的呢?下面请同学们仔细观察体温计和实验室用温度计,然后回答以下问题:(多媒体展示)思考题:(1)体温计与实验室用温度计的构造有什么不同?体温计的构造有什么特点?(2)体温计可以离开人体读温度,实验室用温度计却不可以,为什么呢?为什么使用体温计前要先甩一甩?学生分组讨论后积极回答,教师进行点评并总结.[教师总结](1)体温计里面的细玻璃管,比实验室用的温度计更细,而且在玻璃泡和直玻璃管之间有狭道.玻璃管非常细,这样当玻璃泡内的水银有微小的膨胀,玻璃管内的水银柱都会有明显变化,因而更精确.体温计的刻度范围为35℃~42℃,分度值为0.1℃.(2)①测体温时,玻璃泡内的水银随着温度升高,发生膨胀,通过狭道挤到直管,而体温计可以离开人体读数是因为当体温计离开人体时,水银变冷收缩,狭道处的水银断开,直管内的水银不能自动退回到玻璃管内,所以它表示的是人体的温度.②使用体温计前要先甩一甩是因为水银柱在狭道处断开后不能自动退回到玻璃泡中,重新使用体温计时,必须拿着体温计用力往下甩,让水银再回到玻璃泡里,这样才能使用,否则测量出的温度值不准确(注意其他温度计不允许甩,也不可以离开被测物体读数).152 [板书]1.体温计的测量范围是35℃~42℃,分度值是0.1℃,体温计的玻璃管上有狭道,因此可以离开人体读数.2.使用体温计前要将水银柱甩下去,再进行测量,否则读数不准,注意其他温度计不允许甩,也不可以离开被测物读数.2.实验室用温度计、体温计、寒暑表的区别我们知道常用的温度计有实验室用温度计、体温计、寒暑表,那么这三种温度计在构造和使用上有什么区别呢?学生分组讨论后积极发言.教师用多媒体播放课件“实验室用温度计、体温计、寒暑表的区别”,并进行总结实验室用温度计、体温计、寒暑表的区别(多媒体课件)【例3】(多媒体展示)一支体温计使用前没有将水银柱甩下去,用它先后两次测量甲、乙两人的体温,体温计的示数分别是38℃和39℃,则下列判断正确的是()A.甲的体温是38℃,乙的体温是39℃B.甲的体温低于38℃,乙的体温是39℃C.甲的体温不高于38℃,乙的体温是39℃D.因为体温计使用前没有向下甩,所以甲、乙两人的体温无法确定解析:体温计盛水银的玻璃泡上方有狭道,测体温时,水银受热膨胀能通过狭道上升到玻璃管里.读数时,体温计离开人体,水银变冷收缩,来不及退回到玻璃泡中就在狭道处断开,仍保持原来的示数,所以,如果体温计示数为38℃,则用它测38℃及以下的温度时示数都是38℃,用它测38℃以上温度时,示数与被测温度相同.答案:C特别提醒:用没有甩过的体温计测体温时,若被测体温低于原始示数,则所测结果仍为原始示数;若被测体温高于原始示数,对测量结果没有影响.特别提醒:在使用体温计测体温时,体温计自身“只升不降”.[小结]这节课,我们学习了温度和温度计的有关知识,知道了温度和摄氏温度的规定,认识了常用的温度计——实验室用温度计、体温计和寒暑表,通过实验掌握了用温度计测量温度的方法.在日常生活和生产中,经常涉及温度,希望大家能够将今天所学的知识巩固好.[教材习题解答]【教材P59“想想做做”】解:自制的温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的.为了用自制温度计测量温度,应先在细管上标上刻度,如放入冰水混合物(0℃)中,细管上标上相应刻度0℃,再放入沸水(100℃)中,标上相应刻度100℃,在0~100℃之间,分成均匀的100份,标上相应的刻度值,这样自制温度计就做成了.用它测量热水温度时,将它完全浸入热水中,细管中水柱的位置,即是热水相应的温度.[教材习题解答]【教材P62“练习与应用”】1.左边温度计对温度的反应更灵敏.因为一定体积的同种液体在升高一定温度时,膨胀的体积是一定的,内径越细的吸管,液柱变化越明显,其对温度的反应更灵敏.2.图甲示数:-5℃;图乙示数:9℃;图丙示数:12℃.3.提示:此题是一道实际操作题.可先测出一天当中不同时刻教室内的温度,然后描绘出温度—时间变化曲线,最后比较晴天和阴天的温度变化,得出规律.4.双金属片温度计的感温元件通常是由两种不同膨胀系数、彼此又牢固结合的金属制成.感温元件一端固定,另一端连接指针轴.当被测物体温度变化时,两种金属由于膨胀系数不同,会使双金属片的弯曲程度发生变化,通过指针轴带动指针偏转,直接显示温度值.若升高相同的温度时铜片的膨胀程度比铁片的大,则当温度升高时双金属片会向铁片一侧弯曲,温度降低时会向铜片一侧弯曲.一般指针右偏表示温度升高,因此令铜片在左,铁片在右,设计草图152 5.能以这个温度为零度来规定一种表示温度的方法,即热力学温度.热力学温度用T表示,单位是开尔文,简称开,符号是K.摄氏温度的0℃是热力学温度的273.15K,所以热力学温度T和摄氏温度t的关系是T=t+273.15K.6.(1)使用前,给尖端金属部分消毒.(2)打开体温计开关后,待上次测量的数值消失再开始测量.(3)测量体温时,要等待示数稳定后再读数.(4)测量完成后,及时关闭电源.[教材习题解答]【例4】一支刻度均匀但读数不准的温度计,它在冰水混合物中的读数是4℃,在沸水中的读数是96℃,则用这支温度计测得烧杯中水的温度是29℃(如图所示),则这杯水的实际温度是℃.解析:方法一:温度计在冰水混合物中的温度为4℃,而在沸水中的温度是96℃(标准大气压下),此温度计在4℃和96℃之间等分了(96-4)份,用这个温度计与标准温度计对照,可以算出该温度计的1等份相当于100℃/(96-4).而这支不准的温度计示数是29℃时,它与4℃之间是(29-4)等份,则准确温度的数值为100℃/(96-4)×(29-4)=27.2℃.技巧总结:对于不准确温度计,计算温度时,关键是抓住温度计的刻度是均匀的,温度计内细管内径不变,温度计中液柱长度变化与温度变化成正比.答方法二:由于温度计温度与液柱长度成正比,所以,(96-4)/(29-4)=(100-0)/(t-0),从而t=27.2℃.这种方法在解题中用得较多.方法三:设实际温度为t时,温度计的示数为t′,温度计每1等份表示温度为k,依题意可得温度计的示数t′与实际温度t的关系式为:t=kt+b①当t=0时,t′=4;当t=100时,t′=96,代入①式得方程组:4=0k+b96=100k+b解方程组得k=0.92,b=4再将k、b代入①得t′=0.92t+4②将t′=29代入②式得29=0.92t+4,解得t=27.2℃.答案:27.2[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第2节熔化和凝固第1课时熔化和凝固【教学目标】1.能区别物质的气态、液态和固态的三种形态,知道物质的固态和液态之间是可以转化的.2.知道熔化曲线和凝固曲线的物理含义,并知道晶体和非晶体的区别.【教学重点】通过实验探究熔化、凝固的规律.【教具准备】学生实验,六人一组.每组配备熔化实验仪器:酒精灯、铁架台、石棉网、温度计两支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、实验报告等.【教学难点】1.对熔化、凝固的理解及晶体与非晶体性质的理解.152 2.晶体、非晶体熔化与凝固图像的区别.【课前预习】1.物质存在的三种状态:固态、液态、气态.2.物质由固态变成液态的过程叫熔化,物质由液态变成固态的过程叫凝固,熔化要吸热,凝固要放热,晶体熔化时的温度叫熔点,液体凝固形成晶体时的温度叫凝固点.3.固态物质分晶体和非晶体两大类,它们之间的区别是晶体有熔点,非晶体没有确定的熔点.晶体中分子排列是有规则的,非晶体中分子排列是杂乱无章的.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]教师播放冰、雪、雨、霜的图片,以及烧杯中的水烧开后越来越少的图片,引导学生思考以下题目.思考题:(1)刚才播放的冰、雪、霜是什么物态?(2)雨水是什么物态?(3)水蒸气是什么物态?学生回答:(1)冰、雪、霜是固态.(2)雨水是液态.(3)水蒸气是气态.物质的聚集状态叫做物态,物态通常有三种:固态、液态和气态,物质的三种状态之间可以相互转化,下面我们就一起来学习固态和液态之间的相互转化.[进行新课]熔化和凝固春天来了,湖面上的冰化成水;固态的铁、铝等金属块在高温下变成了液态等,这些都是物质由固态变成液态的现象.你见过哪些物质由液态变成固态的现象?生:冬天到了,气温下降,湖面上的水结成冰;工厂的铸造车间里,工人将铁水浇在模子里,冷却后,铁水变成了固态的铸件等,这些都是物质由液态变成固态的现象.我们把物质由固态变成液态的过程叫做熔化.物质由液态变成固态的过程叫做凝固.刚才我们提到的冰化成水是熔化,水结成冰是凝固.铁、铝等金属块在高温下变成液态是熔化,铁水铸成工件是凝固.熔化和凝固是固态和液态之间相互变化的两个过程,这两个过程的初、末状态相反,它们是互逆的两个过程.[板书]1.物质各种状态间的变化叫作物态变化.物质以什么状态存在跟物质的温度有关.2.熔化:物质由固态变成液态的过程.3.凝固:物质由液态变成固态的过程.4.熔化和凝固是相反的两个过程.【例1】(多媒体展示)在横线上填上相关的物质状态.(选填“固”、“液”或“气”)(1)用铁水铸造成铁锅:态变成态.(2)钢锭变为钢水:态变成态.(3)衣柜中的樟脑丸变小了:态变成态.答案:(1)液固(2)固液(3)固气【例2】(多媒体展示)夏天,久放在冰箱里的西瓜会变得很硬,甚至刀都切不动,则西瓜在冰箱中发生的物态变化是()A.熔化B.溶化C.凝固D.融化解析:西瓜虽是固体,但里面含的汁液是液体,液体在低温状态下变成了固体,所以是凝固现象.答案:C规律总结:152 (1)熔化、溶化和融化三者并不是同一个概念,不可以混淆.熔化是指物质从固态变成液态的过程,如冰吸热转变成水;溶化是指固态物质在液体中分散开来,最后变成液态的现象,如糖在水中溶化;融化是冰、雪等变成水.(2)判断物质的物态变化不能只看最终形成的物质状态,而必须分析变成这种状态的初始状态是什么.熔化的初态是固态,末态是液态;凝固的初态是液态,末态是固态.研究固体熔化时温度的变化规律(1)提出问题:物质熔化时需要什么条件?不同物质在由固态变成液态的过程中,温度的变化规律相同吗?(2)猜想与假设:熔化过程中一定要加热,所以物质一定要吸收热量,这时温度可能是不断上升的.(3)制定计划与设计实验:①实验器材:铁架台、酒精灯、温度计、陶土网、烧杯、试管、计时器、海波、石蜡、水等.②进行实验:a.四个同学为一组,选出一名同学作为组长,负责本组探究性学习,教师课前要对组长进行指导,交代实验中可能会遇到的一些问题和注意事项,确保实验能顺利进行。每一组分成两个小组,分别探究两种不同固体的熔化.b.组装实验装置:选择一些不同的物质进行实验研究,例如海波(硫代硫酸钠)和石蜡.如图所示,将海波放入内有温度计的试管中,再把试管放入盛水的烧杯中.点燃酒精灯,经过一段时间后海波就会慢慢熔化.c.第1小组探究海波熔化时温度的变化规律,要求从40℃开始计时,每隔1min读取一次温度值并观察物质状态,把数据填入记录表一,并在坐标纸上描出对应的点.d.第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律,要求从50℃开始计时,每隔1min读取一次温度值并观察物质状态,把数据填入记录表二,并在坐标纸上描出对应的点.海波和石蜡熔化时温度随时间变化情况记录表时间/min01234…海波的温度/℃石蜡的温度/℃③实验要求:要求学生做好观察记录.④观察:a.海波及石蜡加热时,温度计的示数变化;b.不同温度下它们的状态;c.熔化时它们的状态及温度.⑤记录:做好实验中的数据记录.【教师提问】请同学们根据海波和石蜡加热过程中温度随时间变化的情况,并结合自己做的实验分析一下,海波和石蜡熔化过程有什么异同点?从中可以找出什么规律?【教师引导学生总结】相同点:1.从固态变成了液态.2.在熔化过程中都需要吸热.知识拓展:酒精灯的使用方法和注意事项:(1)酒精灯要用点火工具点燃,严禁用一盏酒精灯点燃另一盏酒精灯.(2)使用时要用酒精灯的外焰加热.(3)用完酒精灯必须用灯帽盖灭,不能用嘴吹灭.特别提醒:此实验成功的关键是保证海波受热均匀,注意采取以下措施:(1)试管应选择较细的,从而增大固体的受热面积.(2)固体粉末不宜过多,只要固体全部熔化后仍能浸没温度计玻璃泡即可.(3)温度计的玻璃泡要与被测固体充分接触,不要接触试管壁和底.(4)实验中用水浴法加热,保证固体受热均匀,延长熔化时间,便于观察熔化的特点.[进行新课]不同点:152 1.海波达到一定的熔化温度开始熔化,熔化时温度保持不变.处于固液共存状态.2.石蜡没有固定的熔化温度,熔化时温度不断上升.没有固液共存状态.【过渡语】现在我们再通过熔化曲线图来分析一下海波和石蜡的熔化过程又有什么规律呢?【教师PPT展示】海波和石蜡的熔化曲线图甲 海波乙 石蜡【教师提问】请同学们观看图片后思考:(1)AB段对应的时间内物质是什么状态?温度怎样变化?(2)在曲线上的哪一点海波开始熔化?(3)在BC段对应的时间内,物质是什么状态?温度是否变化?这段时间内是否对它加热?(4)在CD段对应的时间内物质是什么状态?温度如何变化?【教师引导学生回答】AB段——海波是固态,随着加热时间的增加,海波吸热,温度升高.BC段——海波是固液共存状态,随着加热时间的增加,海波吸热,但温度保持不变.CD段——海波是液态,随着加热时间的增加,海波吸热,温度升高.再根据石蜡熔化图像的特征(如图乙),通过分析知道,随着加热时间的增加,石蜡由固态慢慢地变软、变稠、变稀为液态,整个过程一直吸热,温度一直升高,没有一个温度保持不变的过程.知识点3熔点和凝固点同学们通过实验知道有的固体在熔化过程中虽然吸热,但温度保持不变,如海波、萘等;有的固体在熔化过程中,只要不断地吸热,温度就不断上升,没有固定的熔化温度,如蜂蜡、松香、沥青、玻璃等,这两类熔化温度变化不同的物质,我们可以用晶体和非晶体来区别.【教师PPT展示】生活中的一些常见的晶体和非晶体.晶体和非晶体(1)有确定的熔化温度的一类固体叫晶体,如各种金属、冰、海波等;另一类没有确定的熔化温度的固体叫非晶体,如松香、沥青、玻璃等.(2)晶体熔化时的温度叫熔点;非晶体没有确定的熔点.规律总结:碘、冰、食盐、石英、海波、萘、各种金属等是晶体,而橡胶、玻璃、石蜡、松香、沥青等是非晶体.【教师PPT展示】一些晶体的熔点(标准大气压下)凝固【教师提问】海波和石蜡的凝固过程又有什么规律呢?请同学们观看图片后思考:海波的凝固图像石蜡的凝固图像【教师引导学生总结】凝固可以看做是熔化的逆过程,因此我们可以总结出凝固的规律:1.凝固放热.2.晶体凝固时有确定的温度;非晶体凝固时没有确定的温度.3.凝固点:液体凝固成晶体时的温度.同一种物质的凝固点=熔点.教师引导学生阅读教材P67“小资料——一些晶体的熔点”,并读一种物质的熔点加以解释:如钨的熔点是3410℃,说明钨在熔化时温度保持在3410℃不变.教师引导学生做下列思考题:(多媒体展示)思考题:(1)萘在70℃是态.(2)铁、铜、铝在常温下是态.(3)水银在-40℃时是态.(4)酒精在-100℃时是态.学生回答:(1)固(2)固(3)固(4)液152 【例3】(多媒体展示)在一个标准大气压下,固态水银的熔点为-39℃,固态酒精的熔点为-117℃.在我国北方的寒冷地区,要使用酒精温度计,而不用水银温度计,是由于()A.固态酒精比固态水银的熔点高B.固态水银比固态酒精的熔点高C.液态水银比液态酒精的凝固点高D.液态水银比液态酒精的凝固点低解析:同一种物质的凝固点跟它的熔点相同.固态水银的熔点为-39℃,液态水银的凝固点也为-39℃;同理,液态酒精的凝固点也是-117℃.在我国北方的寒冷地区,冬天气温常常要达到-40℃以下,水银在这个温度下就要凝固,所以在我国北方的寒冷地区,不宜使用水银温度计.酒精温度计管中的酒精,凝固点是-117℃,在较低的温度下还能保持液态,所以在我国北方的寒冷地区,使用较多的是酒精温度计,选项C正确.答案:C小组问题探讨:(1)能否用铝锅熔化铁?(2)冰在0℃时是什么状态?[课堂小结]这节课,我们学习了物态变化的“熔化和凝固”,知道了熔化和凝固现象的有关知识.同学们还成功地完成了晶体和非晶体熔化实验,探究出了晶体和非晶体熔化时的温度变化规律,掌握了科学探究的方法,为今后的成才之路奠定了良好的基础.这节课就到这,谢谢![教材习题解答]【教材P67“想想议议”】解:对照图甲,EF段表示温度逐渐降低,晶体放热,物质处于液态;FG段表示温度不变,是晶体放热的凝固过程,物质处于固液共存态;GH段表示温度继续降低,此时物质放热,处于固态.2.解:由于温度计的工作原理是利用液体热胀冷缩的性质.而水银的凝固点为-39℃,所以当气温达到-58℃时,水银早已凝固,不能用来测量.我们所选的液体温度计中的液体凝固点应低于-58℃,此时它不会凝固,才可以正常工作,我们知道酒精的凝固点较低,为-117℃,故可以使用酒精温度计.【教材P68“练习与应用”】1.解:有可能错过晶体熔化过程中温度不变的过程,无法看出晶体、非晶体之间的差异.2.解:该物质在熔化过程中温度保持不变,有固定的熔化温度,是晶体.它的熔点是80℃.从晶体开始熔化到所有晶体完全熔化持续时间约15min.3.解:该物质的熔点和凝固点都是114℃;该物质在熔化过程中吸热,温度保持不变;在凝固过程中放热,温度保持不变.思想方法:探究固体熔化时温度的变化规律实验用到了图像法,利用图象处理数据具有直观、形象、简捷和概括力强等优点.[教材习题解答]【例4】(多选)萘的熔点是80.5℃,则萘在80.5℃时的状态可能是()固态B.液态C.固液共存D.固态、液态、气态共存解析:固态的萘吸热温度升高,当温度达到80.5℃,而还没有开始熔化时为固态;熔化了一部分时温度是80.5℃,为固液共存态;刚刚全部熔化时是80.5℃,为液态.答案:ABC[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】152 第2课时熔化和凝固的条件及其应用【教学目标】1.通过探究实验,知道物质的熔点、凝固点,了解熔化和凝固变化过程中的吸热和放热现象.2.能运用熔化和凝固的知识说明自然界和生活中的有关现象.【教学重点】熔化、凝固的条件.【教具准备】多媒体课件.【教学难点】熔化和凝固的应用.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]上节课我们学习了熔化和凝固的规律、晶体和非晶体,下面我们就一起来学习熔化和凝固的条件以及它们有哪些应用.[进行新课]熔化吸热凝固放热现在请大家结合熔化和凝固的实验听一段海波的自白,并回答问题.海波的自白:我叫海波,我的熔点和凝固点都是48℃.现在我的体温恰好是48℃,请你们告诉我,我是应该熔化,还是应该凝固呢?只要你们说得对,我就照你们说的办.学生讨论:48℃既是海波的熔点也是它的凝固点,此时海波是熔化还是凝固,关键要看海波是吸热还是放热.固态海波在温度到达熔点时,吸热则熔化.液态海波在这一温度时,放热则凝固.所以熔化时吸热,凝固时放热.知识拓展:吸热或放热,通常称为“热传递”,热量总是自发地从高温物体向低温物体.发生热传递的条件是两个物体之间存在温度差,没有温度差,也就没有吸热放热现象,也没有物态变化.[进行新课][板书]1.晶体的熔化条件是:①温度达到熔点;②能够继续吸热.晶体熔化的特点:晶体熔化过程中吸收热量但温度保持不变.2.液体凝固为晶体的条件:①温度达到凝固点;②能够继续放热.液体凝固为晶体的特点:液体凝固为晶体时要放出热量但温度保持不变.3.非晶体在熔化或凝固过程中也吸热或放热,但是温度改变.[教师总结]同学们不仅要掌握知识,而且还要会利用所学的知识来解决一些实际问题,解释一些常见的现象.比如:利用这节课的知识同学们应该能够解释北方的冬季较冷,为了妥善地保存蔬菜,多在菜窖里放几桶水,可以利用水结冰时放出热量,使窖内温度不致太低.现在,人们研制出一种聚乙烯材料,在15℃~40℃的范围内熔化或凝固,而熔化或凝固时,温度保持不变.所以,人们将这种材料制成颗粒状,掺在水泥中制成储热地板或墙壁,天气热时颗粒熔化,天气冷时又凝固成颗粒,能调节室内的温度.[课堂小结]这节课,我们学习了熔化吸热、凝固放热及其应用的有关知识.这节课就到这,谢谢![教材习题解答]【教材P68“练习与应用”】4.解:利用熔化吸热的例子:把海产品放在冰上保鲜.利用凝固放热的例子:北方的冬天,在菜窖里放几桶水,利用水凝固时放热来保存蔬菜.5.猜想:加入酒精后,水的凝固点降低了.应用:可以用作防冻液.[教材习题解答]【例1】-5℃的冰投入0℃的水中,假设不与外界发生热交换,足够长时间后冰水混合物温度是0℃,则冰的质量一定是()152 A.增加了B.减少了C.不变D无法确定解析:-5℃的冰投入0℃的水中,冰从水中吸热,温度升高,足够长时间后冰水混合物温度是0℃,所以-5℃的冰温度升至0℃,由于不能继续吸热,所以冰未熔化.而冰在吸热的过程中,0℃的水达到凝固点,且能继续放热,所以会有部分水结成冰,故冰的质量一定是增加了,A正确.答案:A知识拓展:掺入杂质后,晶体的熔点和凝固点会降低.如冬天汽车的水箱中加入少许酒精,可降低水的凝固点,防止水凝固;在冰冻的路面上撒盐可降低冰的熔点,加快其熔化.[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第3节汽化和液化第1课时汽化【教学目标】1.知道物质的液态和气态之间是可以转化的,了解汽化和液化.2.能通过实验观察水的沸腾现象,知道物质的沸点,了解沸腾过程中的吸、放热现象.3.能区分沸腾和蒸发.4.能运用汽化知识说明自然界和生活中的有关现象.【教学重点】蒸发、沸腾的特点及影响蒸发快慢的因素.【教具准备】杯、水、温度计、酒精灯.【教学难点】蒸发、沸腾的区别.【教学课时】1课时【课前预习】1.汽化:物质从液态变成气态的过程.汽化吸热,包括蒸发和沸腾两种方式.2.沸腾的规律:(1)液体沸腾时要继续吸热,但温度保持不变.(2)大量气泡不断上升,变大,到液面破裂开来.(3)液体沸腾时的温度叫沸点,不同的液体,沸点不同,且沸点随气压的增大而增大.3.蒸发的规律:(1)液体在蒸发过程中要吸热,致使液体和它依附的物体温度降低.(2)只在液体表面发生,而且缓慢(填“剧烈”或“缓慢”)进行.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节所学内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可有针对性地挑选部分难题讲解).[新课导入]请同学们思考这个问题:晒在太阳下的衣服会变干,衣服上的水跑哪里去了?学生回答:水变成了水蒸气飘散到了空中.不错,同学们回答得很好.教师总结,并引入课题:水变成水蒸气是汽化现象,今天我们就一起来学习汽化.[进行新课]汽化现象152 教师演示实验:在透明塑料袋中滴入几滴酒精,将塑料袋像拧麻花一样拧紧,尽量把塑料袋中空气排尽,然后再把口用线或橡皮筋扎紧.将塑料袋沉入开水中.引导学生观察塑料袋的变化(塑料袋鼓了起来,酒精消失了).教师将鼓起来的塑料袋拿出来凉一会儿,引导学生再次观察塑料袋的变化(塑料袋变瘪了,有小液滴产生).通过这个实验活动,学生感到很神奇,体会到物理探究活动的快乐.教师鼓励学生说出对这个实验的猜想和分析.生1:滴进的酒精是液体,放入热水中变成了气体,所以看不见了.生2:擦在皮肤上或放在盘子里的酒精,慢慢变干了,我们也没看见气态的酒精,所以气态酒精无色、透明的,是看不见的.生3:最后塑料袋里出现的小液滴是酒精,因为水没进去.教师总结学生的猜想和分析,引入汽化和液化的概念.[板书]1.汽化:物质从液态变成气态叫作汽化,汽化的两种方式是蒸发和沸腾.2.液化:物质从气态变成液态叫作液化.沸腾1.设计实验探究水沸腾时温度变化的特点我们每天要喝开水,开水是指沸腾后的水.现在回忆一下烧水时的有关情况,然后思考下列问题.(多媒体展示)思考题:(1)水烧开需要哪些条件?(2)水在沸腾时有什么特征?(3)水沸腾后如果继续加热,温度会不会越来越高?(4)水沸腾后会冒出白气,这些白气是水蒸气吗?(5)最后水烧干了,水去哪里了?上面的思考题,同学们先不着急回答,大家先制定探究水的沸腾现象的实验方案,通过实验观察,得出结论.学生分组设计实验方案.教师帮助学生完善实验设计方案.学生在教师的引导下分组完成实验,并得出结论.2.沸点教师提问:为什么水沸腾前内部形成的气泡在上升过程中会逐渐变小呢?学生分组讨论并表示疑惑.(估计学生暂时无法给出答案,但教师提问的目的在于让学生加深沸腾前后气泡变化情况的印象)[教师总结]开始给冷水加热时,由于水中溶有空气,在器壁上生成气泡,气泡中含有空气和水蒸气,继续加热后,气泡受热膨胀,当气泡大到一定程度,由于浮力,气泡脱离器壁开始上升,气泡上升后温度降低,气泡内的大部分水蒸气要液化成水,气泡外边压强大于气泡内气体压强,气泡变小.这里涉及压强和浮力的知识,我们以后将会学到.知识拓展:1.缩短实验(或加热)时间的方法:(1)尽量提高水的初温;(2)适当减少水的质量;(3)在烧杯上加盖;(4)加大酒精灯火焰.2.水沸腾前升温特点是先升温快后升温慢,原因是(1)水温越高,蒸发吸热越快,导致后来升温变慢;(2)水温越高,与外界的温差越大、散热越快,也导致后来升温变慢.[进行新课]现在请同学们根据观察进行分析总结,找出实验规律.生1:水沸腾时温度不变,说明水沸腾是在一定温度下发生.生2:气泡上升,变大,上升到水面破裂开来,说明水沸腾是在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象.生3:撤掉酒精灯水不沸腾,说明液体在沸腾过程中需要吸热.生4:各种液体沸腾时都有确定的温度.教师鼓励学生回答,同时引出沸点的概念并进行总结和板书.[板书]1.沸腾是在一定温度下,在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象.152 2.各种液体沸腾时都有确定的温度,这个温度叫作沸点.3.液体沸腾的条件:(1)达到一定的温度;(2)继续吸热.(二者缺一不可)教师引导学生将自己的实验数据记录在教材P71的表格中,并根据实验数据在图3.3-3中描点,画出水沸腾时温度变化图像,然后阅读教材P72“小资料——一些液体的沸点(标准大气压)”.教师提问:请同学们思考“小资料”中的液体沸点为什么要标注“标准大气压”.生:难道大气压不同,同种液体的沸点不同?[教师总结]液体沸点与大气压有关,以后要学.像我们用的高压锅,锅内气压高于标准大气压,所以高压锅内水的沸点也高于100℃.而高原的气压低于标准大气压,所以高原上水的沸点低于100℃.要记住标准大气压下酒精的沸点是78℃,水银的沸点是357℃.[板书]同一种物质的沸点是可以变化的,沸点与气压有关,气压越高,沸点越高;气压越低,沸点越低.教师引导学生做教材P73“想想做做——纸锅烧水”的实验.我们现在用桌子上那张光滑的厚纸,做成小纸锅,纸锅里装些水,放在火上加热.注意不要让火苗烧到水面以上,注意观察纸锅是否燃烧.学生独立操作实验,教师巡回指导.生:真神奇!给纸锅加热一会儿,水沸腾了,而纸锅居然不会燃烧.请同学们说说这是为什么呢?生:水的沸点是100℃(标准大气压下),纸的着火点是183℃,水沸腾过程中温度保持在100℃不变,只要水不烧干,与水接触的纸的温度也将保持在100℃,从而达不到纸的着火点,因此纸锅不会燃烧.【例1】(多媒体展示)如图所示是水的沸腾图像,下列对此图像的理解正确的是()A.水在AB段沸腾,吸收热量,温度升高B.水在AB段沸腾,吸收热量,温度不变C.水在BC段沸腾,吸收热量,温度升高D.水在BC段沸腾,吸收热量,温度不变解析:水在沸腾时要吸热,但温度保持在沸点不变.根据记录的温度数据所作的图像可知,对应的沸腾图线是一段水平线.就本题而言,对应的是BC段.水在这一段的温度保持100℃不变,但会继续吸热以维持沸腾.故本题正确答案是D.答案:D特别提醒:各种液体都有沸点,与熔化、凝固不同,只有晶体有熔点和凝固点,而非晶体没有.[进行新课]蒸发1.蒸发湿衣服无论是在温度高的夏天,还是在温度低的秋天,都能变干,这说明什么?为什么晾衣服要把衣服展开并放在通风处?生1:这是由于水汽化,变成了气体.生2:这种汽化现象在任何温度下都能发生,且汽化现象很缓慢.生3:这种汽化现象只在液体表面发生,且与液体表面流动的气流快慢有关.液体表面流动的气流越快,这种汽化现象越快.教师鼓励学生的回答,同时引入蒸发的概念,并进行总结和板书.[板书]蒸发是一种在任何温度下,只在液体表面发生的缓慢的汽化现象.2.影响蒸发快慢的因素、蒸发致冷教师引导学生做教材P73“想想做做”的“实验1”,体验蒸发致冷的作用.152 请同学们将酒精滴在手背上,擦在手背上,或用手扇,有什么感觉?生1:滴上、擦上酒精的地方有清凉的感觉,用手扇时会感到更凉.生2:这说明蒸发过程需要吸热,蒸发有致冷作用.生3:滴在手背上的酒精,比擦在手背上的酒精蒸发得慢.这说明液体蒸发快慢与液体表面积有关,液体表面积越大,蒸发越快.生4:用手扇酒精蒸发更快,说明蒸发快慢与空气流动快慢有关,空气流动越快,蒸发越快.同学们回答得非常好,影响蒸发快慢的有三个因素,并且蒸发有致冷作用.[板书]1.影响蒸发快慢的因素:(1)液体的温度越高蒸发越快.(2)液体表面积越大蒸发越快.(3)液体表面上的空气流动越快蒸发越快.2.液体在蒸发过程中吸热,有致冷作用.请同学做教材P73“想想做做”的“实验2”:把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上,用扇子扇,温度计读数会有变化吗?生1:如果温度计上不涂酒精,用扇子扇,温度计读数不变.生2:把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上,用扇子扇,温度计读数先下降后上升.生3:这是因为液体在蒸发过程中要吸热使周围和它接触的物体温度降低,所以温度计示数先下降后上升.教师引导学生阅读教材P74第一、二自然段,解释这些现象.学生相互讨论,教师启发引导.生1:游泳后刚从水中出来,人身体上有水,皮肤上的水分蒸发,水在蒸发过程中需要吸热,就要从人的皮肤吸收热量,使体温下降,所以感觉特别冷.生2:天热时,由于狗没有汗腺,不能靠出汗散热,只得伸长舌头,大口喘气,靠加快呼吸来散热.3.蒸发和沸腾的区别和联系教师用多媒体播放课件“液体的蒸发和沸腾的比较”,并讲解.知识拓展:液体蒸发的快慢还与下列因素有关.(1)液体的种类,在相同的条件下,不同液体蒸发的快慢不同.例如,酒精比水蒸发得快.(2)周围空气的湿度,周围空气的湿度越大,液体蒸发得越慢.如夏天下雨前,人往往感到特别闷热,就是因为空气湿度大,人身上的汗液难以蒸发所致.[进行新课]液体的蒸发和沸腾的比较(多媒体课件)【例2】(多媒体展示)关于蒸发的下列说法中,正确的是()A.在0℃时,水不会蒸发B.液体内部的汽化现象叫蒸发C.没有表面的液体不会蒸发D.晶体也能发生蒸发现象解析:蒸发是液体在任何温度下都能发生的汽化现象.在0℃时,液体也会发生蒸发现象,故A选项是错误的;蒸发只能发生在液体表面,因此没有表面的液体就不可能发生蒸发现象,故B选项错误,C选项正确;晶体是固体,不可能发生蒸发现象,故D选项是错误的.答案:C[课堂小结]本节课我们学习了汽化的相关知识,知道汽化有两种形式:蒸发和沸腾.这节课就学到这,谢谢![教材习题解答]【教材P70“问题”】152 解:放入开水中后,会看到塑料袋马上鼓起来;从开水中拿出塑料袋,过一会儿,塑料袋又瘪了.因为将塑料袋放入开水中后,液态酒精吸热,迅速蒸发为气态,体积增大,使塑料袋膨胀;把塑料袋从开水中拿出后,气态酒精遇冷又变为液态,体积减小,塑料袋又变瘪了.【教材P73“想想做做”】能用纸做的锅在火上把水烧开.水的沸点是100℃(在标准大气压下),而纸的着火点为183℃.当水沸腾时,需要从外界不断吸收热量,使与水接触的纸的温度始终保持在100℃,从而达不到纸的着火点,因此,纸锅不会燃烧.【教材P76“练习与应用”】2.解:改用文火使药液保持沸腾时,药液的温度不会降低,因为液体沸腾过程中,温度保持不变.3.解:此方法是利用蒸发吸热原理保存食物.通风的地方空气流动速度较快,能够促进薄毛巾或纱布袋中的水分蒸发,水蒸发时从饭菜周围空气中吸收热量,使空气温度降低,从而使饭菜保持较低的温度,不容易因气温过高而很快变质.5.解:坎儿井是通过降低水的温度和减慢水面空气流速来减少水的蒸发的.[教材习题解答]【例3】(四川内江中考)无论是严冬还是酷暑,在使用冷暖空调的窗户玻璃表面,有时都会出现小水珠,那么关于这种现象的说法中正确的是()A.夏天,小水珠附着在玻璃的内表面,冬天,小水珠附着在玻璃的外表面B.夏天,小水珠附着在玻璃的外表面,冬天,小水珠附着在玻璃的内表面C.无论冬夏,小水珠都是出现在玻璃的内表面D.无论冬夏,小水珠都是出现在玻璃的外表面解析:夏天,开空调的室内温度低于外部温度,外部的水蒸气遇到温度较低的玻璃时放热而液化,即小水珠附着在玻璃的外表面;而冬天,开空调的室内温度高于外部温度,车内的水蒸气遇到温度较低的玻璃时放热而液化,即小水珠附着在玻璃的内表面.答案:B[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第2课时液化【教学目标】1.知道什么是液化.2.能运用液化知识说明自然界和生活中的有关现象.尝试解释生产生活中的汽化和液化现象,有初步的分析概括能力.有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.关注科学技术对社会发展、自然环境及人类生活的影响,有保护环境和可持续发展的意识.【教学重点】气体液化的两种方式.【教具准备】多媒体课件.【教学难点】汽化和液化现象的应用.【教学课时】1课时【课前预习】液化:(1)物质从气态变为液态的现象叫液化.(2)使气体液化的方法有降低温度和压缩体积.(3)使气体液化的好处是使体积减小便于贮存和运输,气体液化过程中需要放出热量.【教学过程】152 [巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]请同学们思考这个问题:冬天,戴眼镜的同学从室外到温暖的室内,眼镜会变模糊,这是为什么?学生回答:眼镜变模糊是因为眼镜上蒙上了水汽.不错,同学们回答得很好.教师总结,并引入课题:水变成水蒸气是汽化现象,水蒸气变成水是液化现象,今天我们就一起来学习液化.[进行新课]汽化和液化现象及应用我们先来了解一下蒸锅使用时里面发生的汽化和液化现象.蒸锅中的水烧开后大量地汽化成水蒸气,水蒸气遇到温度较低的蒸格、装食物的餐具、食物和锅盖就会液化,并放出大量的热.对蒸锅不断加热,开水就不停地变成水蒸气,水蒸气再液化放热,食物就弄熟了.我们再来了解一下电冰箱的构造和原理.[进行新课]冰箱中热的“搬运工”是一种既容易汽化又容易液化的物质(制冷剂).液态的制冷剂经过很细的毛细管进入冰箱冷冻室的管子汽化、吸热,使冰箱内温度降低.然后汽化的蒸气被压缩机压入冷凝器,在这里液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出.制冷剂这样循环流动,冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度.气体液化的两种方式所有气体在温度降到足够低时都可以液化,这是液化的一种途径.在一定的温度下,压缩体积也可以使气体液化,这是液化的第二种途径.我们家中用的液化石油气,就是在常温下用压缩体积的办法使石油气变成液体后装入钢瓶的.还有我国“长征三号”运载火箭的第三级的燃料,用氢作燃料,用氧作助燃剂,这些装在火箭里的氢和氧都是以液体状态存在的.既然液化是汽化的逆过程,那它是吸热还是放热?能举例子解释吗?生:液化过程要放热.例子:100℃水蒸气的烫伤比100℃开水烫伤更严重,因为100℃水蒸气液化时要放热,这样烫伤更严重.教师总结学生的回答,并板书.[板书]气体液化的两种方式:(1)降低温度;(2)压缩体积.【例1】(多媒体展示)下列说法正确的是()A.雾是漂浮在空气中的水蒸气B.露是大量小冰晶吸热熔化成的大量小水珠C.所有气体在温度降到足够低时都能液化D.用压缩体积的办法可以使所有气体液化解析:雾是空气中的水蒸气液化成的小水珠,而不是水蒸气;露也是由空气中的水蒸气液化而成的,而不是小冰晶熔化而成的;所有气体在温度降到足够低时都能液化,单纯用压缩体积的方法并不能使所有的气体液化,有些气体必须采用降低温度和压缩体积相结合的方法才能使它们液化.答案:C汽化吸热、液化放热前面我们看到,把塑料袋从热水中拿出,凉一会儿,塑料袋变瘪,并且有酒精液滴产生,这过程说明了什么?大家思考,并相互讨论.生1:液化是汽化的逆过程.生2:温度降到足够低时,酒精才被液化.152 [板书]汽化过程要吸热,液化过程要放热.易错提示:“白气”是水蒸气遇冷液化后形成的小水珠,水蒸气是气体,人眼是无法直接观察到的.“白气”的来源有两种情况:一是高温物体呼出水蒸气遇冷液化形成的;二是空气中的水蒸气遇冷液化.[课堂小结]本节课我们学习了液化和汽化的相关知识,知道气体液化的两种形式——降低温度和压缩体积,知道汽化过程要吸热,液化过程要放热.希望大家能把这节课所学的知识运用到日常生活中,解释日常生活中有关的热现象.这节课就学到这.[教材习题解答]【教材P76“练习与应用”】1.解:绿叶上的露珠是水蒸气液化形成的;露珠消失是因为露珠汽化为水蒸气.4.解:不能.因为从冰箱中取出的一瓶水温度较低,周围空气中的水蒸气因遇冷液化成小水珠附着在瓶壁的表面.擦去这层水,又有新的水蒸气遇到温度较低的瓶壁而发生液化,所以用毛巾一时擦不干.[教材习题解答]【例2】(四川内江中考)无论是严冬还是酷暑,在使用冷暖空调的窗户玻璃表面,有时都会出现小水珠,那么关于这种现象的说法中正确的是()A.夏天,小水珠附着在玻璃的内表面,冬天,小水珠附着在玻璃的外表面B.夏天,小水珠附着在玻璃的外表面,冬天,小水珠附着在玻璃的内表面C.无论冬夏,小水珠都是出现在玻璃的内表面D.无论冬夏,小水珠都是出现在玻璃的外表面解析:夏天,开空调的室内温度低于外部温度,外部的水蒸气遇到温度较低的玻璃时放热而液化,即小水珠附着在玻璃的外表面;而冬天,开空调的室内温度高于外部温度,车内的水蒸气遇到温度较低的玻璃时放热而液化,即小水珠附着在玻璃的内表面.答案:B[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第4节升华和凝华【教学目标】1.通过观察碘的升华与凝华实验,了解物质的固态和气态之间是可以直接转化的.2.知道升华和凝华,了解升华要吸热、凝华要放热.3.能运用升华和凝华知识说明自然界和生活中的有关现象.4.能运用物态变化知识,说明自然界中的水循环现象.了解我国和当地的水资源状况,有节约用水和保护环境的意识.【教学重点】通过碘的升华和凝华实验培养学生的观察和实验能力.通过对日常生活中实例的解释,培养学生用物理知识解决实际问题的能力.【教具准备】试管、铁架台、陶土网、酒精灯、碘、樟脑片、水循环挂图、热水等【教学难点】理解大自然中水循环时的物态变化过程,及吸、放热情况,能正确说出云、冰、霜、雪等的形成过程.【教学课时】1课时152 【课前预习】1.升华:物质从固态直接变成气态的过程.升华过程要吸热.2.凝华:物质从气态直接变成固态的过程.凝华过程要放热.3.实验中的升华与凝华:给密闭烧瓶中的碘加热,过一会儿固态碘直接升华变成紫色的碘蒸气,停止加热后,直接凝华变成固态碘,附着在烧瓶内壁上.4.自然界中的升华与凝华:雪、霜、冰花、雾凇的形成属于凝华,冬季的冰雕逐渐变小属于升华.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]我们知道冰块吸热后熔化成水,再继续吸热就变成水蒸气,这是生活中常见的现象,那么物质吸热后能不能从固态直接变为气态呢?请同学们积极思考并发言.生:应该可以吧,比如固态空气清新剂过一段时间后变小了,甚至消失了.这就是固态的空气清新剂直接变成了气态,并飘散到空气中去了.同学们说得很正确,固态物质是可以直接变成气态的,那么气态物质是否也可以直接变成固态呢?请大家举例说明.生:气态物质也可以直接变成固态,比如深秋和初春时出现的霜就是水蒸气直接变成了固体小冰晶.同学们真棒!那么今天我们就一起来学习固态和气态之间的相互转化——升华和凝华.[进行新课]升华、凝华1.升华教师向学生演示“人造雪景”实验,激发学生学习物理的兴趣.演示实验(人造雪景):在一个烧瓶内放入少许樟脑丸粉末,然后加热,樟脑丸消失,再将一枯树枝放入烧瓶内,这时便可以看到气态的樟脑丸在枯树枝上变成雪花状.学生仔细观察后,提出疑问:这个实验真神奇,樟脑丸粉末是如何跑到枯树枝上的?同学们问得很好,这个实验涉及了两个物态变化,首先是固态的樟脑丸粉末在受热后,直接由固态变成了气态,这个过程就是升华,然后是气态的樟脑丸遇到冷的枯树枝又凝结成了固态樟脑丸,这个过程叫做凝华,我们一会儿再学.[板书]1.升华:物质由固态直接变成气态的过程.2.识别升华现象时要抓住“两个状态,一个关键词”:初状态(固态)、末状态(气态)、关键词[直接(不经历液态)]请同学们注意,并不是所有物质都能发生升华现象,它仅限于某些物质在一定条件下才能发生,下面请同学们举例说明生活中你见过的升华现象.生1:冬天,放在外面的结冰的衣服,过一段时间后衣服干了(冰没有熔化).在衣服干了的过程中,衣服上的冰直接变成了水蒸气.生2:用久了的灯泡会变暗,仔细观察发现钨丝变细了.钨丝变细的原因是钨丝由固态直接变成了钨蒸气.【例1】(多媒体展示)下列现象中,不属于升华现象的是()A.放在口袋里的樟脑丸变小了B.路边的“雪人”没有融化却越变越小,最后消失不见了C.霜的形成D.碘放在火上烤一烤,产生紫色的气体解析:本题的关键是辨别升华现象.升华现象就是物质直接由固态变成气态,樟脑丸、雪、碘都是固态,后来都变成气体,故选项A、B、D都是升华现象.霜是空气中的水蒸气遇冷放热凝华而成,不属于升华现象.答案:C152 2.凝华教师引导学生做教材P77“问题”的实验:在封闭的玻璃容器中放入少量碘颗粒,先向容器浇热水,发现碘颗粒消失了,产生了紫色蒸气;然后向容器浇凉水,紫色蒸气消失,碘蒸气变成了碘颗粒.规律总结:(1)在升华、凝华这两种物态变化中并不存在液态这一环节.(2)升华、凝华的形成及其进行的快慢与温度、物质自身的性质有关,如室内的水蒸气只有遇到寒冷的窗玻璃等物体才会凝华,白炽灯中的灯丝是由金属钨制成的,只有在高温下钨才会升华,使灯丝变细.(3)初中阶段涉及升华、凝华的现象不多,主要是碘、冰、樟脑片、干冰这几种物质的升华;霜、雪、雾凇、冰花、冰晶等物质的形成过程是凝华.[进行新课]请同学们试着分析这个实验的过程.生1:向容器浇热水时,碘颗粒不见了,试管内看到有紫色蒸气产生,这说明固态碘受热升华成碘蒸气.生2:向容器浇凉水时,紫色碘蒸气消失了,试管壁上有黑色固体产生,这说明气态碘蒸气遇冷变成了固态碘.同学们分析得很对,固态物质直接变成气态物质是升华现象,它的逆过程气态物质直接变成固态物质是凝华现象.[板书]1.凝华:物质由气态直接变为固态的过程.2.识别凝华现象时要抓住“两个状态,一个关键词”:初状态(气态)、末状态(固态)、关键词[直接(不经历液态)]并不是所有物质都能发生凝华现象,它也仅限于某些物质在一定条件下才能发生.下面请同学们举例说明生活中你见过的凝华现象.生1:冬天寒冷的早晨,室外物体上常常挂着一层霜,霜是空气中的水蒸气直接凝华而成的小冰粒.生2:寒冷的冬天,早晨玻璃上出现冰花,这是室内的水蒸气遇到冷玻璃,凝华成固态冰,形成冰花.【例2】(多媒体展示)在我国北方的冬季,常见的几种物态变化现象中,属于凝华现象的是()A.室外结冰的衣服变干B.房间窗玻璃的内表面出现冰花C.湖面结了厚厚的一层冰D.正在跑步的人嘴中呼出“白气”解析:A项中结冰的衣服变干的过程中,固态的冰变成水蒸气,属升华;B项中窗玻璃的内表面出现冰花的过程中,室内的空气中的水蒸气遇到冷的玻璃,直接变成冰晶(冰花),属凝华;C项中湖面的冰晶是由水冻成的,属凝固;D项中的“白气”是水蒸气液化而成的.由此可见,本题选B.答案:B升华吸热、凝华放热1.升华吸热、凝华放热我们知道汽化和液化互为相反过程,熔化和凝固互为相反过程,升华和凝华互为相反过程.已知一个过程为吸(放)热过程,则它的逆过程一定为放(吸)热过程.下面请同学们试着来分析升华和凝华的吸放热情况.生1:我们在做碘的升华和凝华实验时,向装有固态碘的封闭玻璃容器浇热水后,出现了固态碘升华成碘蒸气的现象.在这个过程中热水对碘加热了,因此碘的升华过程是吸热过程.152 生2:向装有固态碘的封闭玻璃容器浇凉水后,出现了碘蒸气凝华成固态碘的现象.在这个过程中,碘蒸气遇冷放出了热量,因此碘的凝华过程是放热过程.教师鼓励学生的发言,并进行总结和板书.[板书]升华和凝华互为逆过程.物质升华时吸收热量,凝华时放出热量.2.物质的“三态六变”过程教师用多媒体播放课件“物质的‘三态六变’过程”,并讲解.小组问题探讨:为什么会有“霜前冷,雪后寒”的说法?水循环中的物态变化教师引导学生阅读教材P79“科学·技术·社会·环境——水资源”,让学生用水的三态变化解释自然界的一些水循环现象,同时了解我国水资源的紧张状况,认识水对于人类的重要作用,从而产生强烈的环保意识和节水意识.[板书]我们要养成节约用水的好习惯.请同学们课后查找“水资源”的相关资料,并思考和讨论四个问题:①水为何珍贵?②水能为人类做些什么?③破坏水资源会给人类带来哪些危害?④我们应该采取哪些措施节约用水?【例3】(多媒体展示)阴天,气温约为-15°C,雪刚停,在新疆罗布泊沙漠的沙丘上覆盖着5cm~10cm厚的积雪,然而过了约20分钟雪不见了,脚下却是干爽的沙地.这一现象令在场的科考队员很惊讶.请你用所学过的知识回答下面的问题:(1)请针对雪不见了提出你的看法.(2)简单解释你提出的看法.解析:根据题知,原来沙丘上覆盖着5cm~10cm厚的雪,20分钟后消失了,可能是雪熔化成水后渗入沙中;也可能是雪熔化成水再蒸发;还可能是雪直接升华为水蒸气.在这些可能中有没有发生熔化现象?答案是否定的,因为不满足雪熔化成水的条件——气温约为-15°C,远远低于雪的熔点.“脚下却是干爽的沙地”也说明雪并没有熔化成水.升华是固态直接变为气态的现象.冰雪在很冷的气温下是会发生升华现象的.尤其是在空气干燥而气温又低的沙漠地区,且升华现象是不留痕迹地悄然发生,只是这种现象平时不易看到,过程进行的时间较长,现象不明显而已.答案:(1)雪发生了升华现象,由固态的雪直接变成了气态的水蒸气.(2)当时的气温低(-15°C)说明没有雪熔化的气温条件,“脚下干爽”说明没有留下水迹,所以不可能是雪熔化后渗入到沙中,而雪是可以由固态直接变为气态消失的,所以只可能是发生了升华现象.知识拓展:(1)我们可以把物质的三态分为低能态(固态)、中能态(液态)、高能态(气态),如图所示,当物质由低能态向高能态变化时要吸热,反之则要放热,从图中可知,吸热的过程有:熔化、汽化、升华;放热的过程有凝固、液化、凝华.(2)在判断物质发生的物态变化时,对物态的“称呼”日常化用语导致我们判断错误.如“烟、粉”一般由固体小颗粒组成,为固态.“雾、热气、汗”一般由小液滴组成,为液态.教板[课堂小结]这节课我们学习了升华和凝华的概念,并通过实验知道了升华要吸热,凝华要放热,我们还进一步学习了水循环中的物态变化,知道了云、雾、雨、露、霜、雪、雹等的成因及它们和人类生活的关系,这节课我们就学到这,谢谢![教材习题解答]【教材P77“问题”】解:在封闭的玻璃容器中放入少量碘颗粒,先向容器浇热水,发现碘颗粒消失了,产生了紫色蒸气;然后向容器浇凉水,紫色蒸气消失,碘蒸气变成了碘颗粒.【教材P78“想想议议”】解:如图,其中汽化与液化互逆;凝固与熔化互逆;凝华与升华互逆.【教材P80“练习与应用”】1.解:通过查阅资料可知:标准大气压下碘的熔点为114℃,酒精灯火焰温度为400~500℃152 .热水温度低于碘的熔点,碘在热水中不可能发生熔化,因此可以确定碘蒸气是碘升华形成的;酒精灯火焰温度高于碘的熔点,如果用酒精灯直接加热,碘蒸气的有可能是碘先熔化后汽化形成的.[教材习题解答]2.解:放在衣碘柜里的樟脑片的熔点为179℃,室温下无法熔化再汽化;北方寒冷的冬天气温低于0℃,衣服上的冰也无法熔化再汽化,所以樟脑片不见了和结冰的衣服慢慢变干都是物体由固态直接变为气态的升华现象.3.解:二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度,就会形成白色的、像雪一样的固体,这是凝华过程;干冰在常温下不经熔化就会直接变成气体,这是升华过程;水蒸气遇冷凝结成水滴或小冰晶,这是液化或凝华过程.4.解:易拉罐下部和底部的白霜是空气中的水蒸气凝华形成的.霜的形成需要两个基本条件:一是空气中有足够的水蒸气,二是有0℃以下的物体.5.现象:①刷牙时不关水龙头;②洗澡涂肥皂时不关水龙头;③洗车时让水随便流等.建议:①洗手尽量用盆接水洗,然后用盆里的水浇花或冲厕所;②随手关水龙头;③发现校内水管有漏水现象时,马上向有关部门反映;④洗澡时应间断放水淋浴,搓洗时应及时关水.(本题答案不唯一,合理即可)[教材习题解答]【例4】在舞台上喷撒干冰(固态二氧化碳)可以形成白雾,这种白雾是()A.空气中的水蒸气液化形成的小水珠B.二氧化碳气体液化形成的小液滴C.干冰升华形成的二氧化碳气体D.干冰熔化形成的小液滴解析:喷撒干冰形成白雾的原理:干冰升华吸热使周围空气的温度降低,舞台上方空气中的水蒸气降温后液化成小水珠形成“白雾”,这就是我们看到的“烟雾缭绕”的舞台效果,故选A.答案:A[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.1.升华和凝华现象是学生学习中容易忽略的两种物态变化.尽管升华和凝华现象并不罕见,但却不易被学生注意,他们总认为固态和气态之间的变化必须经过液态阶段,因此教学中应对其足够重视,以切实帮助学生澄清模糊的认识.2.在教学中从升华和凝华的现象出发,让学生在观察实验的基础上,感知什么是升华,什么是凝华,在实验中用对碘加热来揭示固体升华是需要吸热的,其逆过程凝华则可通过分析推断其需要放热,由于升华、凝华现象不是学习重点,不必过多讲解实验设计.3.因为碘蒸气有毒,用碘做升华、凝华实验时必须把它封闭起来,以免影响学生健康.4.对于教材P79“科学·技术·社会·环境”,着重引导学生理解水循环中的物态变化情况,进而引出水资源的保护、开发和利用的话题,引导学生关注生活、关注社会,培养其社会责任感,从而在实际生活中养成节约用水的良好习惯.【教学后记】跨学科实践:探索厨房中的物态变化问课堂互动探究【教学过程】[巩固复习]152 教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]厨房不仅是加工食材的场所,也是日常生活中充满物态变化的“实验室”.烹饪过程涉及各种物态变化,例如,水的沸腾、食用油从液态到气态的蒸发、冰冻水饺中的冰在热水中的熔化等.这些变化不仅是烹饪过程中的自然现象,也是我们掌握烹饪技巧、提高烹饪效率、提升食物品质的关键.我们可以从物理学的视角观察、分析这些现象,了解食材烹饪中的问题,并提出改进的建议.这节课我们就来探索下厨房中的物态变化问吧![进行新课]知识点探索厨房中的物态变化问【项目分析】我们可以先观察厨房中都有哪些现象与物态变化有关,再分析这些现象中的物理问题.具体任务如下.1.观察厨房中的物态变化,分析这些物态变化对烹饪的影响.2.从物理学的视角,对烹饪过程中发现的一些问题提出改进建议或总结认识体会.3.实施改进建议,描述实施后的情况,并评估其效果.【项目实施】1.观察厨房中的物态变化,描述这些物态变化发生的条件、过程与结果.分析物态变化的有关规律或相关参数对烹饪的影响.例如,由于食用油和水的沸点差异就会形成炸、煮和蒸等不同的烹饪方式.2.用表格的形式记录在厨房中观察到的现象和相应的物态变化.厨房中的现象涉及的物态变化3.从物理学的视角找出这些现象对烹饪过程的影响,对烹饪中可能存在的问题提出具体的改进建议.进一步说明这些建议是怎样优化烹饪过程或解决安全隐患的,并解释这些建议的科学依据.还可以撰写一篇观察报告,从物理学的视角分析物态变化规律在烹饪过程中所起的作用,总结认识体会.[进行新课]厨房中常见的物态变化问题有:煮饺子过程中的物态变化问题、油炸春卷过程中的物态变化问题和蒸包子过程中的物态变化问题等.1.煮饺子过程中的物态变化以煮饺子为例,从上表中我们知道,煮饺子时会观察到水的汽化和液化现象.要煮熟饺子,是需要一定时间的.虽然加大火力可以加快水的沸腾,但是水沸腾后仍然大火加热并不会使饺子更快煮熟.这是因为水在沸腾后温度保持不变,继续使用大火力只会加速水的汽化,浪费水和燃料.改进建议和注意事项①改进建议:在水沸腾后,应将大火改为小火.②注意事项:在水沸腾后,若要揭开锅盖须注意避开水蒸气,以免烫伤.2.油炸春卷过程中的物态变化①现象和相应的物态变化②改进建议和注意事项a.改进建议:可将洗净的干燥筷子插入油锅来预估油温.可根据筷子周围的气泡情况判断油温,气泡多就证明油温高.b.注意事项:炸制前,春卷表皮的水分不能过多,以免被溅出的热油烫伤.因为食用油的沸点比水的沸点高,过多的水分会迅速沸腾使热油溅出.安全提示:(1)在家中实验前,请确保你处于安全的操作环境中,并能正确使用各种厨具,家中还应有成年人在场,操作时须注意避免烫伤!(2)由于水蒸气变成同温度的热水时要放出大量的热,所以锅中冒出的水蒸气造成的烫伤要比热水烫伤更严重.[进行新课]3.蒸包子过程中的物态变化①现象和相应的物态变化②152 改进建议和注意事项a.改进建议:包子蒸熟后不要急于揭开锅盖.以免包子突然遇冷收缩而塌陷.b.注意事项:直接用手拿刚出锅的包子前可将手用水打湿.利用水汽化吸热,避免手被烫伤.动手实践同学们可以选择一个改进建议,在家人的帮助下,在厨房中进行实际操作,检验效果.操作时要记录实施过程中的观察结果和有关数据,包括必要的调整措施和遇到的问题.分析实施改进建议后的结果,并与初始情况进行比较,看看改进建议是够有效.展示交流整理汇总自己的发现、所学到的知识以及提出的改进建议,用幻灯片、海报或视频记录等形式汇报.也可以通过辩论、角色扮演、烹饪比赛等形式交流,并互相评价,共同提高.【教学后记】本章复习和总结【教学目标】1.知道温度的概念,知道摄氏温度单位是如何规定的.2.知道温度计的原理、构造,会正确使用温度计测量温度.3.知道气态、液态和固态是物质存在的三种形态.4.知道熔化现象和凝固现象,知道熔化过程吸热,凝固过程放热.5.了解晶体和非晶体的区别.6.知道汽化现象和液化现象,知道汽化现象的两种形式——蒸发和沸腾,知道汽化过程吸热、液化过程放热.7.知道什么叫升华、什么叫凝华,能够解释常见的升华、凝华现象,知道升华过程吸热,凝华过程放热.【教学方法】1.归纳法:总结本章知识点之间的内在联系.2.讲练结合法:通过典型习题的讲解,帮助学生加深理解知识的内涵,熟悉解题方法与技巧.【教具准备】多媒体课件.【教学课时】1课时【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[课堂小结]温度和温度计【例1】图中温度计甲的示数为,读作;温度计乙的示数为,读作.解析:图中温度计上标有字母“℃”,表示这个温度计所测出的温度单位是“℃”.一大格代表1℃,一个大格分为5个小格,每个小格代表0.2℃.温度计甲上面的数字大,下面的数字小,液柱的表面在0刻度的上方,位于2个大格加2个小格处,故温度计的示数为2.4℃,读作2.4摄氏度;温度计乙上面的数字小,下面的数字大,液柱的表面在0刻度的下方,位于1个大格加4个小格处,故温度计的示数为-1.8℃,读作零下1.8摄氏度(或负1.8摄氏度).答案:2.4℃2.4摄氏度-1.8℃零下1.8摄氏度(或负1.8摄氏度)规律总结:1.温度计的使用:152 (1)使用前:观察量程和分度值.被测液体温度不能超过温度计的量程.要弄清楚一个小格代表的值.(2)使用时:会选、会放、会读、会记.(3)读数时,一定要看清温度是“零上”还是“零下”,即要看清液面所处刻度上面的数字大(零上),还是下面的数字大(零下).2.晶体熔化的条件:温度达到熔点;继续吸热;晶体凝固的条件:温度达到凝固点;继续放热.[课堂小结]熔化和凝固【例2】如图甲所示,是探究冰和蜡的熔化过程的实验装置.器材有:冰,蜡,热水瓶,试管,烧杯,铁架台(带铁夹),搅拌棒,停表,温度计,水.(1)图乙是(选填“冰”或“蜡”)的温度随时间变化的图像.图丙所示温度计显示的是蜡某时刻的温度,它的示数是℃.(2)在冰和蜡熔化过程中,如果将试管从烧杯中拿出来,冰和蜡停止熔化.将试管放回烧杯后,冰和蜡又继续熔化.说明固体熔化时需要(选填“吸收”或“放出”)热量.解析:图乙的熔化图像中有一段吸收热量而温度保持不变的过程,是晶体的熔化过程,所以是冰,蜡是非晶体;温度计的示数为52℃;固体熔化过程中要吸收热量.答案:(1)冰52(2)吸收汽化和液化【例3】在《吉尼斯世界纪录大全》中,记述了一个创造了赤着脚在650℃的燃烧着的一堆长木炭上步行了约7.5米的世界之最“纪录”.他创下了这个奇迹,下面说法正确的是()A.这个表演者一定是脚下事先抹上了一种高级绝热防护剂B.这个表演者一定是跳跃式地走过去的,这样做接触时间短,炭火来不及灼伤脚C.这个表演者一定是用汗脚踩在炭火上一步步轻松地走过去的D.这个表演者一定是轻轻地踮着脚走过去的,这样做接触面积小,即使灼伤也不厉害解析:本题综合汽化和热学有关知识(如热的不良导体等)来进行发散思维.当赤着的脚踩上炭火时,灼热的炭火使脚底的汗水迅速汽化,立即在脚底下形成一个很薄的蒸气层.由于气体是热的不良导体,在一段短暂的时间内,对脚板将起到绝热防护作用,行走中脚上流出的汗水部分地补偿了汽化所需的水分.如果脚底下还沾上了一层炭灰(未汽化完的汗水成为调和剂),将使表演者能多走上几步.这里关键是表演者要有足够的汗水和不让保护层失效,所以只能是轻轻地一步一步走.因为跳跃、踮着脚走均不能提供足够的汗水,且容易使脚陷进炭火,从而使保护层失效.答案:C【例4】夏天,在开空调的房间的玻璃窗上会有水滴,则水滴在玻璃的()A.内侧B.外侧C.内侧和外侧都有D.无法确定水滴在哪侧解析:夏天,开空调的房间内的温度应比室外低,窗玻璃的温度也应比室外空气温度低,则室外空气中的水蒸气遇到冷玻璃会放热而液化成小水滴,故小水滴应在玻璃的外侧.答案:B[课堂小结]蒸发和沸腾【例5】如图所示,用浸透酒精的湿方巾擦拭扎紧的气球,然后摆动气球或给气球扇风,会观察到气球的体积明显缩小.请用相关的物理知识对此现象作出解释.解析:用酒精擦拭气球,然后摆动气球或给气球扇风,增大了酒精上方空气流动的速度,加快了酒精的蒸发,而蒸发吸热,使气球内气体的温度降低,体积缩小.答案:增大酒精上方空气流动的速度,加快酒精的蒸发.蒸发吸热温度降低,使气球内气体体积减小.【例6】在“观察水的沸腾”的实验中:(1)本实验目的是:观察水沸腾时的现象和水沸腾时的;(2)如图甲所示是实验的装置图,在安装、调整实验器材时,正确、合理的顺序是:先调整固定的位置,再调整固定的位置(选填“A”或“B”);152 (3)如图乙所示是实验过程中某一时刻的温度,此时的水温是℃;(4)如图丙所示是三位同学作出的水的沸腾图像,其中正确的是图.解析:本实验的目的是观察水沸腾时的现象和水沸腾时的温度.用酒精灯加热要用酒精灯的外焰,因此在安装和调整实验器材时,要先调整好陶土网的高度,再调整温度计的高度.水沸腾时温度不变,反映在图像上是与横轴平行的图线(保持沸点温度不变).答案:(1)温度(2)BA(3)85(4)C升华和凝华【例7】阅读下面的短文,回答问题:地球上,水的三种状态在不断地相互转化.水的物态变化,形成了海洋、陆地、大气间的水循环.地球上水的储量虽然很多,但是淡水资源非常紧张,仅占全球总水量的百分之二点七,在干旱地区可通过人工降雨的方法向天取水,其中一种人工降雨的方法是把干冰(固态二氧化碳)播撒到冷云中,使其周围环境温度降低,空气中的水蒸气迅速凝结成小水滴或小冰晶,导致降雨.水是生命之源,人类一直重视水资源的利用和保护,建造水库是重要措施之一.(1)自然界中水的一个循环包含的物态变化有.(2)请根据“干冰降雨”的过程提出一个物理问题并回答.问题:?简答:.规律总结:(1)影响蒸发快慢的因素:液体的温度,液体的温度越高,蒸发越快;液体的表面积,液体的表面积越大,蒸发越快;液体的表面空气流动的快慢,液体表面的空气流动越快,蒸发越快.(2)液体沸腾时的特点:吸热温度保持不变.[课堂小结]解析:海洋、陆地上的水受热蒸发(汽化),上升到高空中,遇到高空中的冷空气液化成小水滴或凝华成小冰晶形成云,云中的小水滴聚集变大,下落时冰晶熔化,落到地面成为雨.人工降雨是利用干冰的升华吸热,使其周围环境温度降低,空气中的水蒸气迅速凝结成小水滴或小冰晶,导致降雨.答案:(1)汽化、液化、凝华、熔化(2)“干冰降雨”的过程中发生了什么变化,这种变化吸热还是放热干冰升华吸热六种物态变化间的联系[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.[教材习题解答]【教材P85“复习与提高”】1.固态材料在高温下吸热熔化成液态材料,液态材料放热凝固成固体.2.不同意;冰从空气中吸热而熔化.3.第一种保存食物的方法是利用冰熔化时吸热;第二种保存食物的方法是利用水凝固时放热.4.5.(1)水在沸腾时,烧杯底部产生大量气泡,在上升过程中逐渐变大,故其大小变化情况如图甲所示.(2)6min时的数据是错误的;水从3min时开始沸腾,吸收热量但温度保持不变,故6min时的数据是错误的.水的沸点是98℃.6.相同点:都是由水蒸气液化形成的小水滴.不同点:前者是水汽化产生的水蒸气液化而成的;后者是冰激凌周围空气中的水蒸气液化而成的.7.甲、乙两纸杯壁杯有小水珠,小水珠是由水蒸气液化形成的.【教学后记】152 第四章光现象本章涉及的是光学基础知识.内容包括:光的直线传播、光的传播速度、光的反射定律、平面镜成像的特点、光的折射、光的色散以及看不见的光等.本章共有5节:1.第1节“光的直线传播”,介绍了光源的概念及其分类,光在真空中的传播速度;知道光沿直线传播的条件,掌握光沿直线传播的现象及应用;知道光线表示光的传播径迹,知道光在不同介质中传播速度不同.2.第2节“光的反射”,通过实验探究出光反射时的规律;认识到物体表面能反射光,区别镜面反射与漫反射;会利用光的反射解释生活中的现象,明白反射现象中光路的可逆性.3.第3节“平面镜成像”,通过实验探究出平面镜成像的特点,认识到平面镜所成的像是虚像,理解平面镜成像原理,会画平面镜成像的光路图,掌握生活中的平面镜成像特点,简单地了解凸面镜和凹面镜及其应用.4.第4节“光的折射”,通过实验探究出光折射时的规律,理解光发生折射的条件,认识生活中的折射现象,利用光的折射规律解决简单的物理问题.5.第5节“光的色散”,认识光的色散现象,知道色光的三原色,会利用光的色散解释生活中的常见现象;认识太阳的可见光谱,了解紫外线、红外线的概念和特性,以及红外线与紫外线在生活中的应用.本章教材的设计强调学生是学习的主人,突出培养学生的探究性学习能力.强调初中物理学习的基础性(如基本概念、基本规律和基础实验的教学),这对学生提升科学素质大有帮助,也是初中物理教学要注意的重点.本章特别强调实验在教学中的地位,让学生在观察和实验中体会、感悟实验方法对物理学习的重要性.光学知识渗透在社会生活各个方面,要求学生要密切联系社会生活的实际来参与学习光现象的知识.1.在物理观念方面:能通过实验,了解光的反射定律、平面镜成像的特点、光的折射特点及色散;能运用相关物理概念和规律,解释常见的光现象..2.在科学思维方面:知道光线、平行光是物理模型,能运用这些模型分析常见的光现象;能解决简单的光学问题;有引用证据的意识;能提出自己的观点.3.在科学探究方面:能完成“探究光的反射定律”“探究平面镜成像的特点”等实验;能发现与光现象有关的问题;能通过实验收集证据,有安全意识;能分析数据,得出结论;能完成实验报告.4.在科学态度与责任方面:能认识光的利用给人类带来的光明与便捷,具有探究光现象的兴趣和严谨认真、实事求是的科学态度;能关心我国古代光学取得的成就和现代光学技术的应用.【教学重点】光的直线传播,光的反射、折射规律,平面镜成像的特点.【教学难点】理解光路的可逆性,平面镜成像实验的探究,折射引起的错觉.【课时建议】本章共有5节,建议8课时.第1节光的直线传播…………….1课时第2节光的反射………………….2课时第3节平面镜成像……………….1课时第4节光的折射………………….1课时第5节光的色散………………….1课时本章复习和总结1课时152 【教学方法】1.实验探究法:本章学习的方法主要是实验探究法,从生活中的现象入手,通过实验,分析的得出规律,在实验探究过程中通过现象看本质,归纳总结找方法.2.理想模型法:为了形象地描述光的传播情况,人们引入了“光线”这一模型,用光路图描述光传播时遵循的基本规律,使对光现象的描述及其规律的研究形象化、简单化.3.比较法:通过对光的直线传播、光的反射、光的折射的对比,红外线和紫外线作用的对比,了解知识之间的联系和区别,使知识条理化、系统化.第1节光的直线传播【教学目标】1.能识别光源,知道光源大致分为天然光源和人造光源两类.2.了解光的直线传播,能列举光的直线传播在生活中的应用.3.知道光在真空中的传播速度.4.通过观察光在空气中和水中传播的实验现象,了解实验是研究物理问题的重要方法.5.通过探究性学习活动,使学生获得成功的愉悦,乐于学习物理.【教学重点】光的直线传播、光的传播速度.【教具准备】演示用:激光演示器、盛有水的水槽、牛奶(或红墨水)、蚊香、火柴、玻璃杯、白炽灯、皮球、三球仪、空的易拉罐、半透明的塑料膜、蜡烛、多媒体课件.学生用:白炽台灯、带有小孔的硬纸板.【教学难点】用光的直线传播来解释简单的光现象.【教学课时】1课时【课前预习】1.能够发光的物体叫光源,光源分为天然光源和人造光源.2.用一条带箭头的直线表示一束光传播的径迹和方向,这样的直线叫光线.光在同种均匀介质中沿直线传播.3.在空气中,光速比声速要大.4.光在真空中的速度用c表示,大小取3×108m/s,在其他介质中的速度都比真空中的小.光在水中的速度约为3/4c,光在玻璃中的速度约为2/3c.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一章内容,并讲解学生所做的习题(教师可有针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]课前利用课间休息,滚动播放一组与光现象紧密联系的优美图片和视频:影、倒影、水面下的物体、霞光万道、晨曦中穿透树林的道道阳光、白光通过三棱镜的色散、彩色的肥皂泡、北极光、日晕、日幻……最后将画面停在“节日夜空中的多彩的激光”,直指本课的主题.让学生欣赏绚丽多彩的光现象的同时认识到大自然中有许多光沿直线传播的例子,在轻松愉悦的环境中进入这节课的学习.在生活中有很多奇妙的现象:如打雷时,雷声和闪电在同时同地发生,但为什么我们总是先看到闪电后听到雷声?人的影子为什么早晚长中午短呢?在开凿大山隧道时,工程师们用什么办法才能使掘进机沿直线前进呢?神话中传说王母娘娘拆散了牛郎和织女的幸福家庭,他们化作天上的两颗星,只能在每年农历七月初七渡过银河相会一次,他们能否每年相会一次呢?大家想知道上述问题的答案吗?生:(异口同声地回答)想.教师紧接着进入新课教学.[进行新课]光源152 生活、生产中哪些物体可以发光?生1:太阳、电灯、蜡烛.生2:手电筒、火把、油灯.生3:霓虹灯、钠灯、汞灯、氖灯、萤火虫.我们把所有这些能够发光的物体都叫做光源.太阳和蜡烛都是光源,它们有何不同呢?生:太阳是天然光源,蜡烛是人造光源.[板书]光源定义:能够发光的物体都叫作光源.分类:光源可分为天然光源、人造光源.教师介绍人造光源的发展和应用,使学生意识到人造光源的前景十分广阔.【例1】(多媒体展示)下列物体属于光源的是()A.反射阳光的平面镜B.月亮C.放电影时所看到的银幕D.收看电视时看到的电视机屏幕解析:能够发光的物体叫光源.平面镜、月亮只是反射太阳光,不是自己发光;放电影时看到的也是银幕的反射光,不是银幕自己发光,所以它们都不是光源.只有电视机的屏幕,是电子枪发射的电子打到荧光屏上,使屏上的荧光物质发光,所以电视机屏幕是光源.答案:D特别提醒:1.光源强调的是“自身”发光的物体,而不是反射光,如月亮的光是反射的太阳光,月亮本身并不发光,所以不是光源.2.人眼看到物体时物体发出或反射的光进入人的眼睛,而不是人眼发出光.[进行新课]光的直线传播1.光的直线传播光在介质中是如何传播的?生:我猜测,光在介质中是沿直线传播的.这位同学的猜测是否正确呢?下面我们用实验来检验一下.演示1:在暗室里,将一束光射到有烟雾的空玻璃杯中,观察光在空气中的传播路径.演示2:在暗室里,将一束光射到有少许牛奶的水中,观察光在水中的传播路径.刚才在演示实验中,大家看到什么现象?生1:光在空气中沿直线传播.生2:光在水中沿直线传播.注意:①光在水中沿直线传播,学生的感性认识较少,一定要演示给学生看看.②演示实验可用激光器演示,也可用长手电筒演示(玻璃上用带有1~2毫米宽缝隙的厚牛皮纸或硬纸片挡住).演示时,为了能看到光路,可以把几支蚊香同时点燃,在空气中形成烟雾,可在水中滴少许牛奶或红墨水.[板书]光沿直线传播的条件:在同种、均匀介质中.[教师总结]光在同一介质中沿直线传播是有条件的,如果介质不均匀,光的传播方向也会发生偏折.例如地球周围的大气就是不均匀的,离地面越高,空气越稀薄,从大气层外射到地面的光线就会发生弯曲.早晨,当太阳还在地平线以下时,我们就看见了它,就是因为不均匀的大气使光线变弯了.因此应该说,光在同一种均匀介质中才是沿直线传播的.为了使学生亲身感受光的直线传播,激发学生学习物理的兴趣,可让学生自己做一个实验.152 学生实验:讲桌上放置点亮的白炽台灯,每个学生两只手各拿一块带有小孔的硬纸板,让眼睛穿过小孔观察光源.启发学生分析:只有当眼睛、两个小孔和光源恰好在一条直线上的时候,眼睛才能看见从光源发出的光.利用上面的演示实验和学生实验,使学生认识到光在同种均匀介质中沿直线传播.由于光是沿直线传播的,在这里可以向学生交待“光线”这个物理学名词.人们为了形象地表示光的直线传播,物理学中引入光线的概念.[板书]用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹和方向,这样的直线叫作光线.2.光沿直线传播的应用教师指导学生看教材P90图4.1-5,同时启发学生举出光沿直线传播的应用举例.生1:激光准直.生2:排直队要向前看齐.思想方法:光是真实存在的,光线是为了研究光的传播情况而假想的线,是一种为表示光的传播情况而建立的理想模型,不是实际存在的线.这种研究问题的方法叫作“理想模型法”.[进行新课]生3:打靶瞄准.光沿直线传播的事例很多,可见学习物理知识是有用的,大家一定要学好这门课程.下面我们用光的直线传播解释一些简单的光现象.(1)影子的形成.演示3:用白炽灯对着墙,把皮球放在灯和墙之间.现象:墙上出现球的影子.教师启发学生用光的直线传播的知识解释影子的形成.(学生积极发言)甲师生共同活动得:影的形成:光在传播过程中,遇到不透明的物体,由于光是沿直线传播的,所以在不透光的物体后面,光照射不到,形成了黑暗的部分就是影.(如图甲所示)(2)日食、月食的成因.演示4:用三球仪演示日食、月食的形成.教师启发学生用光的直线传播解释日食、月食的成因.师生共同观察讨论总结得:乙日食的成因:当月球运行到太阳和地球中间时,并且三球在一条直线上,太阳光沿直线传播过程中,被不透明的月球挡住,月球的黑影落在地球上,就形成了日食.在地球上的不同地区,会出现不同情况的日食.(如图乙所示)丙月食的成因:当地球运行到太阳和月球中间时,太阳光被不透明的地球挡住,地球的影落在月球上,就形成了月食.月食情况与日食类似.(如图丙所示)说明:演示时,若无三球仪可用挂图或投影片,还可播放动画教学片.(3)小孔成像.演示5:在一个空罐的底部中央打一个孔,再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上,将小孔对着烛焰.(如教材P90“想想做做”)现象:可以看到烛焰在薄膜上呈现的像.教师启发学生用光的直线传播解释小孔成像的形成原因.丁师生共同观察讨论总结得:152 小孔成像的形成原因:烛焰上部的光线,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了下部;下部的光线,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了上部,就形成了知识拓展:(1)像的大小跟物体到小孔的距离和光屏到小孔的距离有关.当物体到小孔的距离大于光屏到小孔的距离时,成缩小的像;当物体到小孔的距离小于光屏到小孔的距离时,成放大的像;当物体到小孔的距离等于光屏到小孔的距离时,成等大的像.(2)正确区别影和像的不同:小孔成像和影子的形成都是由光的直线传播造成的,但二者却存在明显的不同:小孔所成的像是光实际照射到的区域,“像”的形状和物体一样;“影”是光实际照射不到的区域,“影”的形状不一定和物体一样.特别提醒:小孔成像时,像与物体形状相同,与孔的形状无关.[进行新课]小孔成像.(如图丁所示)[教师总结]小孔成像的原理是光的直线传播,条件是孔径必须很小,像的特点是成倒立的实像.小孔所成的像的形状与物体的外部轮廓相似,像的大小取决于物、孔与屏三者之间的距离.【例2】(多媒体展示)晴天,树阴下的地面上出现的圆形光斑是()A.太阳的实像B.太阳的影子C.太阳的虚像D.树叶的影子解析:树叶间的空缝形成“小孔”,树阴里的光斑也就是我们所学的“小孔成像”现象,作为太阳的像,这个光斑也像太阳一样是圆的.这个光斑是太阳光射到地面上会聚形成的,所以是实像,C不对;这个光斑处有太阳光射到,自然也就不能叫影子了,B、D不对.答案:A【例3】(多媒体展示)大伟在课外用如图所示的装置做小孔成像实验,如果易拉罐底部的小孔是三角形,则他在半透明纸上看到的是()A.三角形光斑B.圆形光斑C.蜡烛的正立像D.蜡烛的倒立像解析:根据小孔成像的特点,蜡烛发出的光线无论通过什么形状的小孔,都在半透明纸上成倒立的实像,故D正确.答案:D光的传播速度雷声和闪电在同时同地发生,但我们总是先看到闪电后听到雷声,这说明什么问题?生:这表明光的传播速度比声音的传播速度快.大家回忆一下,声音在空气中(15℃)的传播速度是多大?生:340m/s.大家已知道声音在各种介质中的传播速度,那么光的传播速度是多大呢?教师用多媒体播放课件“光的传播速度”,并讲解.光的传播速度(多媒体课件)光在真空中的传播速度约为c=3×108m/s,这是目前为止,我们知道的宇宙间最快的速度.光在空气中的速度比真空中略小,我们近似认为其等于真空中光速,为3×108m/s;光在水中的速度约为真空中光速的3/4;光在玻璃中的速度约为真空中光速的2/3.注意:光的传播不需要介质,能在真空中传播,而声音传播需要介质,不能在真空中传播.[板书]1.光在真空中的传播速度是3×108m/s.2.光在其他各种介质中的速度都比在真空中的小.3.光在空气中的速度可近似认为是3×108m/s.教师指导学生阅读教材P91“科学世界——我们看到古老的光”,感受宇宙的浩渺和光的神奇,并请学生试着计算牛郎星和织女星的实际距离.152 解:牛郎星和织女星的距离:s=9.5×1012km×16=1.5×1014km.知识拓展:(1)天文学上把光在一年里传播的距离叫光年.光年是距离单位,而不是时间单位.1光年=365×24×60×60s×3.0×105km/s=9.5×1012km.(2)光速比声速大得多,一般来说,通过的介质的密度越小,光速越大,而声速越小.[课堂小结]通过这节课的学习,我们知道光在同种均匀介质中是沿直线传播的,知道了光沿直线传播的应用:影子的形成、小孔成像、日食、月食的形成等.我们进一步探究了光的传播速度,知道真空中光的传播速度最快,是3×108m/s,我们可以利用光速来求星球之间的距离.好,这节课就学到这,谢谢![教材习题解答]【教材P90“想想做做”】解:(1)孔离烛焰的距离大于孔离薄膜的距离时,像缩小,孔离烛焰的距离小于孔离薄膜的距离时,像放大.小孔成像成的是倒立的实像,像的形状与烛焰一样,像的大小与像距与物距的大小关系决定的.(2)光穿过小孔后仍沿直线传播.光的传播路径如图丙所示.【教材P92“练习与应用”】1.因为光是沿直线传播的,且光不能穿过不透明物体,所以光射到不透明物体上后,在这个物体的后方就会有一个光照射不到的区域,这就是影子.2.解:如图所示,井底之蛙只能看到两线所夹范围内的物体.3.解:激光准直、射击瞄准时“三点成一线”、日食和月食现象及手影等.4.解:太阳到地球的距离:s=vt=3×108m/s×8×60s=1.44×1011m=1.44×108km.这辆赛车跑完这段路程需要的时间t′=s/v′=1.44×108km/500km/h=2.88×105h.答5.光在玻璃中的传播速度约为2c/3,光在水中的传播速度约为3c/4,光在空气中的传播速度约为c,故c空气>c水>c玻璃.由此猜想光在固体、液体、气体中传播速度的大小关系为c气>c液>c固.[教材习题解答]【例4】如图所示,小孔前有一物体AB,请画出AB经过小孔成像的光路图,并在光屏MN上标出AB所成的像.解析:小孔成像的原理是光的直线传播,根据其原理分别作出A、B的像点,连接像点即可得到物体AB的像A′B′.答案:[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第2节光的反射【教学目标】1.了解光的反射现象,知道人之所以能看见不发光的物体的原因.2.通过实验探究了解光反射的规律,了解法线、入射角和反射角的含义.3.通过实验了解反射现象中光路的可逆性.152 4.通过身边的事例和实验现象,能区分什么是镜面反射,什么是漫反射.【教学重点】用探究法研究光的反射定律.镜面反射和漫反射.【教具准备】演示用:激光笔、刻度尺、手电筒、水、盆、光的反射演示装置图、平面镜、多媒体课件.学生用:手电筒(玻璃上有1~2mm缝隙的黑纸)、白纸、小平面镜、大头针、量角器、钢笔、图钉、刻度尺、透明胶条.【教学难点】从实验结果归纳出光的反射定律.【教学课时】1课时【课前预习】1.光线从一种介质到达另一种介质的界面是返回原介质,叫作光的反射.2.如图所示,一束光射到镜面上发生光的反射,请根据图回答下列问题:(1)入射光线是AO,反射光线是OB,法线是ON;(2)入射角是∠2,反射角是∠3,若∠1=30°,则反射角等于60°.3.平行光照射到镜面上发生反射后,反射光线仍然平行的反射现象叫镜面反射.4.凹凸不平的表面会把一束平行光向着四面八方反射的现象叫漫反射,漫反射遵循(填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]我们能看见发光的物体是因为物体发出的光沿直线传播进入我们的眼睛,而不发光的物体也能被我们看见,大家知道这是什么原因吗?这节课我们就一起来学习光的反射现象和定律.[进行新课]光的反射现象我们为什么能看见日光灯、烛焰?生:日光灯、蜡烛是光源,我们能看见光源是因为光源发出的光射入我们的眼睛.在漆黑的夜晚,我们看不到屋子里的桌子、电视,怎样才能看到呢?生:打开灯就能看到屋子里的东西.为什么打开灯就能看见屋子里的东西呢?生:(不知道其中的原因)……所有的物体表面都能反射光,我们能看到不发光的物体,就是因为它们反射的光射入了眼睛.下面我们一起来做个有趣的实验.演示实验1:在桌面上放一盆水,用强光的手电筒照射到水面上.实验现象:可以看到墙壁上有明亮的光斑.[板书]光射到任何物体表面都能发生反射.人眼能够看见不发光物体的原因:物体反射的光进入了人的眼睛.光的反射定律光路的可逆性1.光反射中的物理名词在讲光的反射规律之前,让我们先弄清几个光反射中的名词.演示实验2:让激光笔发出的一束光线射在平面镜上,引导学生观察一点、两角、三线.教师在黑板上画出反射图.射点(O):入射光线与反射面的接触点.射光线(AO):从光源投射到反射面的光线.反射光线(OB):入射光线射到反射面上后,被反射面反射后的光线.法线(ON):通过入射点且垂直于反射面的直线.射角(i):入射光线与法线的夹角.152 反射角(r):反射光线与法线的夹角.知识拓展:1.射到物体表面的光,并不是全部被反射回去,只有部分被反射,还有一部分被吸收.2.我们看见物体的亮与暗是由反射到我们眼睛的光的多少决定的.反射到眼睛的光越多,物体看起来越亮,反之则越暗.2.实验探究光反射时的规律和光路的可逆性(1)提出问题:光在反射时遵循什么规律?也就是说,反射光线沿什么方向射出?(2)设计实验和进行实验:我们用演示实验和学生实验研究光的反射,其中选择对光反射能力强的平面镜做反射面,用白色硬纸板和白纸显示光束传播的路径.实验步骤:①按图甲所示,先使E、F成为同一平面,使入射光线沿纸板射向镜面上的O点,引导学生观察从镜面反射出的光线的方向.甲乙丙②改变入射光线的方向,让学生观察反射光线的方向怎样改变.③按图乙那样,把纸片F向前折或向后折,让学生观察是否能看到反射光线.④让学生两人一组做实验,研究反射角和入射角的关系,可采取如图丙所示的实验装置.步骤如下:a.将一张16K的白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上,在白纸中间画出直线ON作为法线;在ON的一侧画几条角度不同的直线AO、A1O、A2O.b.让从手电筒前面纸缝中射出的光分别沿AO、A1O、A2O射向镜面,观察反射光线.c.分别在每条反射光线的位置上用大头针扎一个孔B、B1、B2,用刻度尺画出直线分别将OB、OB1、OB2连接起来.d.再用量角器量出入射角(i)和反射角(r)的大小,并记录大小进行比较.e.使光线分别沿BO、B1O、B2O射向镜面,观察每条反射光线的方向.(3)分析和论证:上述步骤①和②可看到E和F在一个平面内时有反射光线,且反射光线随着入射光线的改变而改变.按步骤③把纸片F向前折或向后折,学生将观察不到反射光线.从步骤④的a~d可看出反射角等于入射角.从步骤④的e可看出反射时光路是可逆的.师生共同分析总结出光的反射定律.[板书]光的反射定律:①三线共面:反射光线、入射光线和法线在同一平面内;②两线分居:反射光线和入射光线分别位于法线两侧;③两角相等:反射角等于入射角.④在反射现象中,光路可逆.【例1】(多媒体展示)已知反射光线与入射光线成100°夹角,请画出镜面的位置.解析:法线既是反射面的垂线,又是反射光线和入射光线的角平分线,掌握法线的这种双重作用,作图就容易了.特别提醒:理解光的反射定律应注意以下四点:①入射光线与反射光线间是因果关系,故光的反射定律中的“反射角等于入射角”不能说成“入射角等于反射角”.②当入射光线垂直于反射面入射时,入射角为0°,反射角也为0°.③反射角等于入射角,但由于反射角由入射角来决定,所以反射角随入射角的变化而变化.152 ④在反射现象中,光路是可逆的.入射光线沿原来反射光线的相反方向射到反射面上时,反射光线将沿原来入射光线的相反方向射出.[进行新课]答案:(1)根据已知条件作图甲.(2)画出反射光线与入射光线的夹角的平分线,即法线ON,如图乙所示.根据法线与反射面成垂直,画出镜面,如图丙所示.甲乙丙[进行新课]镜面反射和漫反射光射到任何物体的表面都能发生反射,不同的表面对光的反射是不一样的.下面我们一起来做两个实验.演示实验1:让平行光射向平面镜.现象:看到经平面镜反射后的光线仍是平行的,而且在反射光线的方向上的光是很强的,其他方向无反射光.这种光滑镜面的反射叫镜面反射.演示实验2:让平行光射向毛玻璃片.现象:入射光线是平行的,但经毛玻璃反射后的光线不是平行的,而是射向各个方向.我们把这种反射叫漫反射.漫反射能使我们从各个方向看到物体.教师用多媒体展示课件“镜面反射和漫反射”,并讲解.镜面反射和漫反射(多媒体课件)教师引导学生讨论教材P96“想想议议”.[教师总结]为了保护同学的眼睛,改变这种现状的建议是用不易反光的材料制造黑板.光的反射及其应用光的反射最普遍的应用就是使我们能看到物体.我们之所以能看到物体,是因为这些物体能反射光(非光源物体).生活中光的反射现象还有很多,如黑板反光、水中倒影等.光的反射在科技和生活中的应用很广泛,如①自行车尾灯:晚上汽车的灯光不论从哪个方向射向自行车尾灯,光线都会反向射回;②红宝石激光器使很强的激光多次反射形成激光束;③人造卫星利用光的反射在太空中感知地面的矿藏和森林,估计农作物的产量;④光纤利用光的反射现象传递信息等.利用光的反射给人们带来很多方便,但某些时候光的反射也会产生负面影响,如光污染.光污染主要是由于阳光射到玻璃表面发生了镜面反射.玻璃外墙将射向玻璃表面的光线反射回来,射到周围房间内或行人的眼睛中,对他人造成干扰或伤害.[小结]本课时学习的重点是用探究法研究光的反射定律,以及镜面反射和漫反射的区别与联系,学习时应通过实验总结出规律,在运用规律解决问题时,应注意抓住规律的关键所在.[教材习题解答]【教材P96“想想议议”】解:光路如右图.建议:用不易反光的材料制造黑板.【教材P97“练习与应用”】1.解:如果光与镜面成30°角射在平面镜上则入射角为60°,故反射角是60°,反射光线、入射角、反射角如图甲所示.如果光垂直射到平面镜上,反射光将按原路返回,如图乙所示.2.解:如图所示:[教材习题解答]3.解:152 4.解:光射到水面上发生的是镜面反射,射到地面上发生的是漫反射.因此,迎着月光走,水面上由于发生镜面反射而进入人眼的光明显多于地面上由于漫反射而进入人眼的光.因此,迎着月光走,水面较亮.同理,背着月光走,水面上由于发生镜面反射,没有光进入人眼;而地面上由于发生漫反射,有一部分光能够进入人眼.因此,背着月光走,地面较亮.5.解:因为光速约为3×108m/s,反射回来的时间t=2.56s,则地球到月球的距离s=vt=×3×108m/s×2.56s=3.84×108m=3.84×105km.[教材习题解答]【例2】一束光线垂直射到水平放置的平面镜上,若入射光线的方向不改变,把平面镜转动10°,则反射光线与入射光线的夹角将改变()A.0°B.10°C.20°D.180°解析:根据题意画出光路图(如图所示),MM′为水平放置的平面镜,AO为入射光线,ON为法线,则此时的入射角为0°;当把平面镜沿着顺时针方向转动10°,即转到PP′位置时,法线也随着转动10°,即转到ON′的位置,此时入射角为10°,反射光线为OB,反射角变为10°,反射光线与入射光线的夹角将为20°.如果平面镜转动的方向是逆时针方向,结论相同.答案:C【例3】如图所示,晚上在桌面上铺一张白纸,把一块小平面镜铺放在白纸上(镜面朝上),让手电筒的光正对着白纸和平面镜照射,从侧面看上去()A.镜子比较亮,它发生了镜面反射B.镜子比较暗,它发生了漫反射C.白纸比较亮,它发生了漫反射D.白纸比较暗,它发生了镜面反射解析:镜子表面光滑,光线垂直入射到镜面时,发生的是镜面反射,光线均按原方向反射回去,所以在侧面看不到反射光,镜面比较暗.白纸表面粗糙,光射在白纸的上面发生漫反射,反射光朝各个方向射出,所以在侧面能看到部分反射光,即白纸比较亮.答案:C规律总结:射光线不动,平面镜旋转角度为α,则入射角改变角度为α,反射角改变角度为α,入射角与反射光线的夹角改变角度为2α.[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第3节平面镜成像【教学目标】1.能描述平面镜成像的特点2.通过实验,探究并了解平面镜成像的特点.3.能通过对平面镜、凸面镜和凹面镜的应用的了解,领略物理现象的美妙与和谐,获得“发现”的喜悦,感受科学技术对人类生活的影响.【教学重点】1.平面镜成像的特点及应用.2.凸面镜和凹面镜的光学性质.【教具准备】演示用:152 平面镜(大小形状各不同)、凹面镜、凸面镜、激光演示器、口径相同的平面镜和凸面镜、多媒体课件.学生用:玻璃板、相同的蜡烛两支、火柴、夹子两个、8开白纸一张、图钉、透明胶条、小平面镜.【教学难点】1.虚像的概念.2.凸面镜和凹面镜的应用.【教学课时】1课时【课前预习】1.平面镜是指反射面是平面的镜子,平面镜能成像是利用了光的反射定律.平面镜可以改变光的传播方向.2.平面镜成像的特点:成的是正立的虚像,像的大小与物体的大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,像与物体的连线与镜面垂直,即物与像相对于镜面对称.3.凸面镜和凹面镜工作时遵循光的反射定律.4.将一束平行光照在凸面镜上,使平行光束发散;照在凹面镜上,使平行光束会聚.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]教师拿几个生活中常用的镜子让学生观察,引导学生说出镜子的特点.生1:这些镜子的表面都是平的.生2:用这些镜子可以照出人的“面孔”和各种各样的“物体”,镜子里的“面孔”、“物体”叫作像.镜中的像与原物体的形状一样.这种表面水平的镜子叫作平面镜.下面请同学们观察自己在平面镜中的像,并思考以下问题.(多媒体展示)思考题:(1)当你改变与平面镜间的距离时,像怎样变化?(2)像的大小与物体的大小有怎样的关系?(3)像的大小与平面镜的大小有关系吗?学生思考,但有的无法回答.(这些问题,并不要求学生立即回答,目的是为了引起学生学习的兴趣).要想知道上面这些思考题的答案,我们就一起来学习“平面镜成像”的知识.[进行新课]平面镜成像的特点1.向学生示范并说明实验探究活动的目的和过程.实验目的:(1)研究物体在平面镜中所成的像和物体有什么关系.(2)研究像到镜面的距离与物体到镜面的距离有什么关系.实验过程:(边示范边讲解)(1)像下图那样,将一张8开的白纸用图钉或透明胶条固定在水平桌面上,用两个夹子夹住一玻璃板,竖立在白纸上.探究平面镜成像的装置(2)把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像.(3)另拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动,使它与前面蜡烛的像重合(左右移动,直到从不同位置看上去它们都重合在一起),这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置.改变玻璃前蜡烛的位置,把实验再做两次,每次都记下两支蜡烛的位置.(4)在白纸上画出玻璃板的位置,移开玻璃板,用刻度尺画直线把每次实验中两支蜡烛的位置连接起来,量出两支蜡烛到玻璃板的距离,记录下来并比较它们的大小,再用量角器测量看它们是否与镜面垂直.(5)把测量结果填写到下表中.152 小组问题讨论:实验中使用的玻璃板能否用平面镜替代?不能,实验中用透明薄玻璃板,一是为了便于确定像的位置;二是可以排除玻璃板前后两个反射面形成重像的干扰.思想方法:在做平面镜成像的实验时,采用了替代法,实验过程中应注意的问题:(1)在做探究平面镜成像特点的实验时,玻璃板与桌面一定要垂直;(2)用于与像重合的物体一定要与原物体完全相同;(3)测量物、像到玻璃板的距离时,一定要注意与替代玻璃板位置的线垂直.[进行新课]2.学生分组实验.把教材P99图4.3-2的演示实验再改为学生实验,学生通过动手实验,自己进行分析总结,既有利于平面镜知识的学习,也有利于实验能力的培养.3.在实验基础上得出成像特点.教师提问:(1)平面镜中的像与物体大小是否相等?怎么知道的?(2)像到镜面的距离与物体到镜面的距离是否相等?怎么知道的?学生回答:(1)平面镜中的像与物体大小相等.因为无论蜡烛到玻璃板的距离是远还是近,一支蜡烛与另一支蜡烛的像总是重合的.(2)像和物体到镜面的距离相等,因为两支蜡烛到玻璃板的距离相等.师生共同分析得出平面镜的成像特点.[板书]平面镜成像的特点:(1)物体在平面镜中成的是正立的虚像;(2)像和物体的大小相等;(3)像和物体到镜面的距离相等;(4)像和物体的连线与镜面垂直.【例1】(多媒体展示)身高1.6m的人站在穿衣镜前,离镜0.5m,他在镜中的像多高?像离镜多远?当他后退0.5m时,像高和像到镜面的距离怎样变化?解析:平面镜成像的大小与物体的大小相等,与镜面的大小或物体离镜面的距离无关.答案:(1)像高1.6m,像离镜0.5m.(2)人后退0.5m时,像高不变,像到镜面的距离增加0.5m.平面镜成虚像的原理对于平面镜的像是靠光的反射形成的,学生并不了解,教师可先给学生设疑:我们能看见物体,是因为有光射入眼睛,我们也能看到物体在平面镜里的成像,成像的光是从哪里来的呢?然后利用教材P100图4.3-3分析平面镜成虚像的原因,边板书边讲授,进行解疑,这样既巩固了反射定律,又培养了学生研究新问题的能力.具体做法可按下面步骤进行:1.教师在黑板上画出平面镜,先给出一个发光点S,然后向学生提问:(1)点S能发出多少条光线,方向如何?(2)射到平面镜上的光线有多少条?学生回答:(1)点S能向四面八方发出无数条光线.(2)射到平面镜的光线有无数条.2.教师让学生选出一条入射光线,并画出它的反射光线,再选出另一条入射光线,并画出它的反射光线.3.教师提出启发问题:这两条反射光线沿传播方向能否相交?如果人的眼睛正处于这两条光线传播的路径上,会觉得这两条光线是从哪里发出的?并在图上画出一只眼睛.师生共同分析得:(1)这两条反射光线不能相交.(2)当眼睛正处于反射光线的路径上时,根据光沿直线传播的经验,眼睛会觉得反射光线好像是从它们的反向延长线在镜后的交点S′处发出的.小组问题探讨:152 我们知道平面镜成的是正立等大的虚像,可岸边的树木和房屋等在水中的像看上去都是倒立的,这是为什么呢?①平静的水面可看做一个平面镜,它可以成虚像.②对物体上的每一点来说,它在水中所成的像点都与物点到水面的距离相等.③由于树木和房屋上的各点与水面距离不同,越接近水面的点,所成的像也距水面越近,所以各点组成的像从水面上看就是倒立的了.特别提醒:1.平面镜成像的大小与物体的大小相等,与平面镜大小、物体到平面镜的距离、平面镜放置的位置等均无关,我们在平面镜中看到物体“近大远小”是因为视角发生变化.2.无论镜子多小,都能使物体形成一个完整的与物体等大的像.规律总结:平面镜成像作图方法一:反射定律法(即根据光的反射定律作出光的传播路线)[进行新课]教师边讲边把这两条反射光线用虚线向镜后延长,得交点S′.4.教师指导学生看教材P100图4.3-3,随即指出:(1)S′是S发出的光线经平面镜反射后反射光线延长线的交点.但镜子后面实际上并没有这个发出光线的点,所以S′叫虚像.(2)物体上的每个点在镜子里都有一个像点,所有的像点就组成整个物体的虚像.虚像不是实际光线会聚而成的.[板书]平面镜所成的像是反射光线反向延长线的交点,因此是虚像.【例2】(山东泰安中考)如图所示,A、B是镜前一点光源S发出的光线经平面镜M反射后的两条反射光线,请在图中标出点光源S和像点S′的位置,并完成反射光路图.解析:根据反射光线反向延长线过像点,将两条反射光线分别反向延长交于一点,该点就是光源的像点S′,再根据平面镜成像的特点——像与物关于平面镜对称,作出光源S的位置,将光源S分别与两个反射点连接作出入射光线,并标注箭头.答案:平面镜的应用同学们想一下哪些地方用到平面镜?生1:练功房里,演员用它来观察自己的姿势和动作.生2:牙科医生用小平面镜来观察患者的病牙.生3:古人用磨光的铜面作为镜子.同学们回答得好,你们所说的例子都是利用平面镜成像,下面我们再来研究平面镜改变光路的事例.教师画一个潜望镜示意图(如图甲所示).如图甲那样在筒子的上下拐角处各安装一块平面镜,两块平面镜互相平行,都跟水平方向成45°,这样就做成最简单的潜望镜.潜水艇上的潜望镜(如图乙所示)原理与之相同,它们都是利用平面镜来改变光路.当潜水艇下潜后,艇内的船员便可通过潜望镜来观察水面情况.甲潜望镜乙潜水艇上的潜望镜教师总结并板书平面镜的应用.[板书]平面镜的应用:(1)成像;(2)改变光路.步骤如下:如图1,①从发光点S引出两条光线,射到平面镜上;②作两条入射光线的法线;③根据光的反射定律,作两条入射光线的反射光线;④作反射光线的反向延长线,交点S′即为发光点S的像点.方法二:对称法(即根据平面镜成像规律作图)步骤如下:如图2,①过S点作镜面的垂线(像与物的连线垂直于镜面所在直线);②取S′点,让S′到镜面的距离等于S到镜面的距离(像到镜面的距离与物到镜面的距离相等);③152 画出像点S′(像与物体大小相等).特别提醒:被凸面镜和凹面镜反射的所有光线都遵循光的反射定律.[进行新课]凸面镜和凹面镜学生自主学习教材P101“科学世界”,教师再分析归纳.(1)凸面镜的性质及作用①凸面镜的性质:演示实验1:用激光器平行射向凸面镜.现象:平行光线经凸面镜后变得发散.师生共同分析得出结论:平行光线经凸面镜后发散.教师让学生手拿一个凸面镜,观察自己的像.像是放大的还是缩小的?生:凸面镜所成的像是缩小的.演示实验2:如图所示,用两张黑纸各剪去一个等大的圆孔,分别粘在凸面镜和平面镜上.把凸面镜和平面镜放在离学生距离相等的位置上,让学生向两个镜中观察,比较从两个镜中看到的范围哪个大,哪个小?生:口径相同的凸面镜视野比平面镜的大.②凸面镜的应用:汽车上的观后镜、马路拐弯处的镜子以及香港汇丰银行大楼上的月光镜都是凸面镜,其目的是扩大视野.(2)凹面镜的性质及作用:①凹面镜的性质:我们知道反射时光路是可逆的,平行光经凹面镜后能会聚在焦点上,那么,如果把光源放在凹面镜的焦点上,光源发出的光经凹面镜后是否平行射出呢?生:我们猜想光应该是会平行射出的.我们不能靠猜测来下结论,我们还是用实验验证一下.演示实验3:把光源放在凹面镜的焦点上.现象:光源发出的光经凹面镜后成平行光.师生共同分析得出结论:如果把光源放在凹面镜的焦点上,光源发出的光经凹面镜后将成为平行光.②凹面镜的应用:a.根据凹面镜会聚光的性质,可以制作太阳灶、太阳炉,天文学家们用凹面镜制作大型反射式望远镜,还有耳鼻喉科医生用凹面镜会聚光观察耳道情况等.[进行新课]b.根据从焦点射向凹面镜的光线,反射后成平行光的性质,手电筒、汽车头灯、军事上的探照灯等用凹面镜作反射面,其作用就是使放在焦点附近的灯泡发出的光向同一方向近似平行地射击,使光束集中,亮度大,照射的距离远.[课堂小结]平面镜是一个非常重要的光学元件,在生活中的应用也很广,这部分光学知识为将来的学习打下了基础.几何光学的学习要突出几何作图,同学们应严格按照规范化的作图格式进行训练,紧紧抓住平面镜成像特点进行思考.平面镜无处不在,无处不有,给我们的生活增添了许多美丽的风景.[教材习题解答]【教材P102“练习与应用”】152 1.解:玻璃板既能透光又能反光,能看到前面物体在后面成的像,也能看到后面的物体,便于找到像的位置.2.解:小芳站在穿衣镜前1m处时,镜中的像与她相距2m;若她远离平面镜0.5m,则镜中的像与她相距3m;镜中像的大小不会改变.5.解:视力表在镜中的像与被测者相距2.7m+2.7m-0.4m=5m.采用这种方法可以在较小的房间内检查视力,节省空间.解:水平射出.光路图[教材习题解答]【例3】如图是探究平面镜成像特点的实验装置.(1)实验中选择两根完全一样的蜡烛A和B是为了比较像与的大小.(2)点燃竖直放置在水平面上的蜡烛A,小红同学在桌面上无论怎样移动玻璃板后面的蜡烛B,都无法与蜡烛A的像完全重合,请你推断其原因是.解析:取两根完全相同的蜡烛,将蜡烛A点燃放在玻璃板的一侧,将未点燃的蜡烛B在玻璃板的另一侧来回移动,直到观察到未点燃的蜡烛也好像被点燃了,此时蜡烛B的位置就是蜡烛A的像的位置,因为蜡烛B与蜡烛A等大,所以比较蜡烛B与像的大小即可判断物与像的大小关系.由于小红同学是在桌面上移动蜡烛,因此当玻璃板与桌面不垂直时,其像要高于桌面或低于桌面,此时无论如何移动蜡烛B,也找不到蜡烛B与像重合的位置.答案:(1)物(2)玻璃板与桌面不垂直【例4】汽车驾驶室外的观后镜常用凸面镜,而不用同样大的平面镜,主要是为了()使观察到的范围更大些B.使观察到的像更清晰C.使观察到的物体更大些D.使观察到的距离更远些解析:用光的反射定律作图可知,同样大小的凸面镜与平面镜相比,凸面镜观察到的范围更大些,因此,常用凸面镜做汽车驾驶室外的观后镜,主要是为了使观察到的范围更大些.答案:A[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.规律方法:凸面镜对光线有发散作用,它的利用一般是为了扩大观察视野;凹面镜对光线有会聚作用,它的利用一般是为了聚光,使观察点更明亮或温度更高.【教学后记】第4节光的折射【教学目标】1.通过光束从空气射入水(或玻璃)中的实验,了解光的折射现象及其特点.2.知道光在发生折射时,光路是可逆的.3.能够利用所学知识解释生活中的折射现象.【教学重点】1.探究光折射时的特点的实验和光的折射规律.2.光的折射作图.【教具准备】演示用:激光光源、光的折射演示装置、水槽、三角尺、多媒体课件.学生用:玻璃杯、碗、筷子、茶杯、硬币、适量的水.152 【教学难点】1.总结归纳光的折射规律.2.解释简单的折射现象.【教学课时】1课时【课前预习】1.光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫光的折射.2.在折射现象中,入射光线与法线的夹角叫入射角,折射光线与法线的夹角叫折射角,折射光线与入射光线位于不同介质中.3.光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线偏折,即折射角小于入射角.4.光线垂直两介质界面入射时,入射角等于0°,折射角等于0°,即光的传播方向不变.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]我们平时会发现,把筷子放进装满水的杯子时,筷子好像在水面折断了.这到底是什么缘故呢?今天我们学习光的折射后就可以解释这种奇怪的现象了.[进行新课]光的折射现象我们已经学习了光的直线传播现象、反射现象,以及光在反射时所遵循的规律——光的反射定律.这些现象都是光在同种均匀介质中传播的现象.那么光从一种介质斜射入另一种介质时又将如何传播呢?生1:传播方向不改变,仍沿直线传播.生2:传播方向要发生改变.光从空气斜射入水中,如果改变方向,是向界面偏折呢?还是向法线偏折?生1:向界面偏折.生2:向法线偏折.上面问题的回答谁对谁错呢?下面我们用实验来验证一下.教师利用演示实验让学生观察光的折射现象.实验装置如图所示,其中圆形白色屏E(可用2cm厚木板刷上白油漆制成)边缘标有均匀刻度,中间开有长方形口,恰好将长方形玻璃容器放进去,容器中装适量的水,并在水中插有可转动的白色屏F(树脂板或塑料板),白色屏E和F可显示光束传播的路径.白色屏E周围上有一可移动的激光光源S(可用激光棒).演示1:使E、F在同一平面上,让光从空气斜射向水面.现象:光从空气斜射入水中,在空气中发生反射,同时在水面处改变方向进入水中,并向法线偏折.师生共同分析得出结论.[板书]光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫光的折射.光的折射规律1.有关折射的几个专用名词教师把刚才的光的折射现象在黑板上画出它的光路图.从图中介绍,什么是折射光线和折射角.为了防止学生把折射光线与界面的夹角误认为折射角,所以,要特别指出,折射角是折射光线与法线的夹角.知识拓展:1.当光从一种透明介质斜射入另一种透明介质中时,在两种介质的分界面上,光线的传播方向一般要发生改变.其中一部分光发生反射,同时还有一部分光进入另一种介质中发生折射.152 2.折射是在光从一种透明介质斜射入另一种透明介质的分界面处发生的.因为光是在两种介质中传播的,所以传播的速度各不相同.2.光的折射规律演示2:使E、F在同一平面上,让光从空气斜射向水面,改变入射角,再做两次.演示过程要让学生观察两点:①光从空气射入水中,入折角和折射角哪个大?②随着入射角的增大(减小)折射角将如何改变?现象:①光从空气斜射入水中,折射角小于入射角.②折射角随着入射角的增大(减小)而增大(减小).演示3:把白色屏F分别向前、向后折(使E、F不在同一平面上),让光以某一角度射向水面.大家能否看到水中的光线?生:看不见.师生共同分析得出结论:①折射光线、入射光线、法线位于同一平面内.②折射光线、入射光线位于法线的两侧.演示4:让光垂直射向水面.大家观察一下进入水中的光线沿什么方向前进?生:光沿直线传播,传播方向不变.师生共同分析得出结论:当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变.当光线垂直射向介质表面时,入射角和折射角各是多少度?生:当光线垂直射向介质表面时,入射角为0°,折射角也为0°.如果让光线逆着折射光线的方向从水或其他介质射入空气中,光线是否沿原入射光线射出呢?演示5:①先让光由空气射入水中,记下入射光线、入射点、折射光线的位置.②再让光线逆着折射光线方向射入,观察光线是否逆着原入射光线方向射出.教师演示,学生观察后师生共同分析得出结论:在折射时光路是可逆的.[板书]光的折射规律:(1)三线共面:折射光线、入射光线和法线在同一平面内.(2)两线分居:折射光线和入射光线分居法线的两侧,且位于不同的两种介质中.(3)两角关系:①光从空气斜射入水或玻璃等透明物质中时,折射光线向法线方向偏折,即折射角小于入射角;②光从水或玻璃等透明物质斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,即折射角大于入射角;③折射角随入射角的改变而改变:入射角增大时,折射角也增大,入射角减小时,折射角也减小;④光线垂直射入界面时,传播方向不变,入射角为零度,折射角为零度,反射角也为零度.(4)在折射现象中,光路是可逆的.方法技巧:口诀记忆“光的折射规律”:三线共面,法线居中,气大他小(即空气中的角度大于其他介质中的角度).知识拓展:从以下四点理解光的折射规律(1)弄清概念.弄清入射点、入射角、折射角、入射光线、折射光线、法线的含义,特别是法线,它既是界面的垂线,又是作图时画入射角和折射角的参照标准.(2)折射角随入射角的增大而增大,但不成正比,叙述时应先说折射角后说入射角.(3)无论光是从空气斜射入水中或其他介质中,还是光从水或其他介质斜射入空气中,在空气中的角总是大于在水或是其他介质(真空除外)中的角.152 (4)折射光路是可逆的.折射现象中,光线的传播方向颠倒时,光传播的路径是不变的(沿原路返回).易错提示:注意当光垂直入射到另一种介质中时,传播方向不变,即折射角和入射角都是0°[进行新课]【例1】(多媒体展示)下列各光路图能反映光从玻璃斜射入空气中的是()解析:按照光的折射规律判断.当光从空气中斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,由此可判断A项错误、D项正确.当光线从玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角,由此判断B项错误、C项正确,而本题是光从玻璃斜射入空气中,故正确答案是C.答案:C光的折射作图1.盛了水的碗,看上去好像变浅了.(池水变浅)教师引导学生分析:如图所示,从碗底S点发出的光线,由水进入空气时,在水面上会发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′发出来的.S′就是S的虚像,S′比S离水面的距离近.所以,人看上去盛水的碗底好像变浅了.2.放在杯底刚好看不见的硬币,加上水又会看得见.(硬币升高)教师引导分析:在未加水之前的硬币S点,射入人眼的这部分光,被杯的边沿挡住如图甲所示,射向其他方向的光线,也没有射进人的眼睛,所以,人眼看不见硬币.当水加到一定程度时,S点从水射入空气时,在水面发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼.如图乙所示,人可以看见硬币,其实,人看到的只是硬币的虚像.【例2】(多媒体展示)如图1所示,一激光灯从点S发出的一束射向水面的光,在界面发生反射和折射,折射光线经过P点,请你在图中作出入射光线及其相应的反射光线和折射光线.图1解析:作图时,先连接点S和点P,交水面于A点(虚线),再从P点向水面作垂线,垂足是B,根据光从空气射入水中时光的折射规律(折射角小于入射角)知,入射角O在A点和B点之间的某一处,接下来在A点和B点之间的水面上选一个恰当的入射点O(O点的选取略),作出入射光线和折射光线,使得入射角大于折射角,即符合光从空气进入水中的折射规律.作反射光线有两种方法,一种是作出S知识拓展:光的折射作图两注意:一是要明确光的传播方向,即光是由空气斜射入其他介质还是由其他介质斜射入空气;二是记住光的折射规律的核心点,即无论是光由空气斜射入其他介质还是由其他介质斜射入空气中,空气中的角总是大角.[进行新课]点关于水面的对称点S′,连接S′O并延长,延长线即是反射光线;另一种方法是根据光的反射定律作图.答案:如图2所示.或图2折射规律的应用结合教材P105图4.4-5,讨论有经验的渔夫是如何用鱼叉叉鱼的?教师评价、补充:有经验的渔夫只有瞄准鱼的下方才能叉到鱼的.【例3】(多媒体展示)如图所示的漫画说明了一个什么问题?解析:由于光的折射,当水底的光线由水中射入空气,在水和空气的交界面发生折射,游泳者逆着折射光线看到的是水底的虚像,比实际的水底浅,从而发生溺水事故.152 答案:漫画说明了游泳者所看到的水底实际上是水底发生折射所成的虚像.由于虚像比实际水底向上发生了侧移,游泳者看到水的深度比水的实际深度要浅,因此游泳者看到的水并不太深,导致误判从而发生溺水事故.四、课堂小结这一节课我们首先认识了光的折射现象,光从一种介质斜射向另一种介质时,其传播方向一般会发生变化,这种现象就叫光的折射.然后我们通过实验小结出了光的折射规律.我们认识的光的折射现象都要遵守光的折射规律,在光的折射中,同光的反射一样,光路也是可逆的.其实光的折射现象在我们的生活中有很多,要多观察并会用光的折射规律作出合理的解释.希望各位同学努力学习,改造自然,将我们生活的环境变得更加美丽!【教材P103“问题”】解:向碗中加水后,根据光的折射规律,光由水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,所以进入人眼睛的光线向下弯折,但人总感觉光是沿直线传播的,所以在进入人眼的折射光线的反向延长线上人会看到硬币的虚像,这个虚像的位置比硬币的实际位置高,因此向碗中加水后,能看到硬币的虚像.【教材P106“练习与应用”】解:图丙[解析]由光的折射规律知,当光从空气斜射入玻璃中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角,同时入射光线和折射光线应位于法线两侧,故图丙符合题意.2.解:[解析]当光斜射入玻璃砖时,经过两次折射,出射光线方向不变,但产生一定距离的侧移,即出射光线和入射光线.3.解:“云在水中飘”是光的反射现象,“鱼在云上游”是鱼通过水的折射所形成的虚像和云在水面下的虚像同时出现所形成的现象.4.解:光斑向右移动.[解析]光路图光从空气斜射入水中时,在水面会发生折射,折射角小于入射角,折射光线为OB.当逐渐往杯中加水时,某时刻入射点O移到右侧上方O′点处,画出此时的折射光线O′B′,由图可知光斑向右移动.5.解:由于折射现象中光路是可逆的,当激光从空气斜射入水中时,在水面处也会发生折射,且折射光线靠近法线偏折,所以要照亮小石子,必须将激光对准看到的小石子.故同学乙能照亮小石子,6.向上弯折.水中的筷子反射的光斜射入空气中时,在水面处发生折射,即折射光线远离法线,人眼逆着折射光看到筷子的虚像在筷子的上方,所以看到水中的筷子是向上弯折的.[教材习题解答]【例4】小宇利用如图所示装置将一束光由水中斜射到空气中,来探究“光的折射规律”.(1)为了更清晰地观察水中的光路,可以采用的办法是.实验中,(填“能”或“不能”)看见反射光线.(2)实验的折射光路如图所示,可以判定折射角(填“大于”“小于”或“等于”)入射角.增大入射角时,折射角(填“增大”或“减小”).解析:(1)通过向水中加入墨水(或牛奶等),能看到光传播的清晰路径.在界面处发生折射时,必定也发射反射,故能看到反射光线.(2)光由水斜射入空气中时,入射角小于折射角,入射角增大时,折射角也增大.答案:(1)向水中加墨水(或牛奶等)能(2)大于增大【例5】将一平面镜斜放在装有水的水槽中,有一束光线垂直射向水面,如图甲所示,请画出这束光线在水中传播最后射出水面的光路图.解析:当光垂直射到水面上时,传播方向不变.射到平面镜上时,光的传播遵循光的反射定律.当光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角.答案:如图乙所示.[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】152 第5节光的色散【教学目标】1.通过观察生活中的一些现象,知道太阳光是由色光组成.2.通过实验了解太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光组成的.3.知道色光的三原色,不同色光混合的现象.4.了解可见光谱,以及红外线与紫外线的应用.【教学重点】光的色散现象、光的三原色.【教具准备】三棱镜、白纸、放大镜、透明胶片、手电筒、多媒体课件.【教学难点】光的色散演示实验、光的三原色的混合实验.【教学课时】1课时【课前预习】1.太阳光通过棱镜后,被分解成各种颜色的光.如果用白屏来承接,在白屏上形成一条颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带.2.红、绿、蓝叫作色光的三原色,电视的彩色画面就是由三原色混合而成的.3.光谱是指光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺序排列,太阳的能量主要以光的形式辐射到地球.4.在可见光谱红端以外的部分,有一种人眼看不见的光叫红外线,电视机遥控器是通过发出不同的红外线脉冲对电视机进行控制的.5.任何物体都能辐射红外线,温度越高,辐射本领越强.6.在可见光谱紫端以外,看不见的光叫紫外线,适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D,紫外线能使荧光物质发光.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]你见过“雨后彩虹”吗?谈谈你的“发现”或提出你最感兴趣的问题.生1:彩虹是七色的,很美,但我不知道它是怎样形成的?生2:彩虹为什么会消失呢?大家提出的问题很好,等我们学习了“光的色散”后就明白了.[进行新课]光的色散教师给学生演示实验1,引导学生观察.实验1:用一块三棱镜对着太阳光(或投影仪的光),用白纸在另一侧作光屏.现象:太阳光可以被分解成各种颜色的光,色光的顺序依次:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.这种现象称为光的色散,它说明白光是由各种色光混合而成的.教师讲述牛顿发现光的色散的故事.[板书]太阳光是白光,它通过三棱镜后,被“分解”成各种颜色的光,这种现象叫光的色散.【例1】(多媒体展示)观察下图,请归纳你发现的现象:(1);(2).解析:本题属于观察探究,观察点是三棱镜和光屏,探究点是太阳光的色散现象.152 答案:(1)太阳光是由七色光组成,光屏从上到下分别呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(2)三棱镜的作用是将太阳光(复合光)分散成七色光(单色光)色光的混合教师向学生演示实验2,引导学生观察.实验2:用手中的放大镜,观察彩色电视画面上的各色光条,可以发现,电视屏幕上显现出的丰富多彩的颜色,都是由红、绿、蓝三种色光合成的.(此实验也可以安排课前学生在家中完成)人们发现,红、绿、蓝三色光混合能产生各种色光,因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色.[板书][进行新课]色光的三原色:红、绿、蓝.实验3:教师引导学生分别用红、绿、蓝三种颜色的透明胶片挡在三只手电筒前面,观察它们射出的光在白墙或白纸上重叠部分A的颜色.(如图)生:通过实验,可以发现重叠部分A是白色的,即三原色光可以合成白光.注意:教学中,教师不应让学生死记三原色光合成的结果,而应让学生在探究中去认识几种单色光合成的效果,在实验中获得感性认识.【例2】(多媒体展示)在打开的彩色电视机的屏幕上点上几个小水滴,它们是什么颜色?为什么?解析:小水滴的作用相当于三棱镜,这是解题的突破口.答案:看小水滴的颜色是红、绿、蓝三色相间合成的,彩色电视机的画面色彩仅是这三色按不同比例混合而形成的.小水滴起到三棱镜的作用,能将这三种色光色散出来.看不见的光1.光谱白光是单色光还是复色光?生:白光是复色光.白光通过三棱镜后在光屏上形成一条彩带,自上而下分别是什么颜色的光?生:三棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种不同颜色的光.把这七种色光按顺序排列起来,就是光谱.此外,在可见光谱红端之外的是红外线,可见光谱紫端之外是紫外线,这两种都是人眼看不见的光.[板书]三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光,它们按照一定的顺序排列,叫作太阳的可见光谱.2.红外线教师请学生阅读教材P109有关红外线的内容.红外线有哪些特性?生:红外线的主要特性是它的“热效应”,一切物体都在不停地发射红外线.红外线有哪些应用?生1:物体在温度升高时,它辐射的红外线会大大增强.人体生病时,局部皮肤的温度异常,如果在照相机里装上对红外线敏感的胶片,给皮肤拍照并与健康人的照片对比,有助于对疾病做出判断.生2:夜间人的体温比野外草木、岩石的温度高,人辐射的红外线比它们强,人们根据这个原理制成了红外线夜视仪.生3:红外线还可用来进行遥控.如电视机遥控器的前端有一个发光二极管,按下不同的键时,可以发出不同的红外线脉冲,以实现对电视机的遥控.生4:利用红外线遥感技术可以在飞机或卫星上勘测地热、寻找水源、估计农作物的长势和收成等.课外拓展:红外线红外线位于红光外,它的频率范围1012Hz~152 5×1014Hz.一切物体都在不停地辐射红外线.物体的温度越高,辐射出的红外线越多.物体在辐射红外线的同时,也在吸收红外线.红外线的主要特性是热作用强,各种物体吸收了红外线后温度升高.因此人们利用红外线来加热物品.工业上用红外线烘干汽车表面的喷漆,家庭用红外线烤箱烤食品,浴室用的浴室暖灯用红外线来取暖.医疗上利用红外线来理疗.由于红外线穿透云雾的能力比较强,利用灵敏的红外线探测器吸收物体发出的红外线,再利用电子仪器对吸收的信号进行处理,可以显示出物体的形状和特征,这就是红外遥感.利用红外遥感技术可以对地球勘测,寻找水源,监视森林水灾,估测大面积农作物的长势和收成,预测风暴和寒潮,在军事上也有重要的应用.[进行新课]生5:利用红外线的热作用,可以加热物体、烘干油漆和谷物、进行医疗等.如市场上烤制鸡鸭等肉类食品的“远红外烤箱”.[板书]1.红外线的特性:(1)红外线的热作用很强.(2)红外线穿透云雾的能力很强.(3)红外线还可以遥控.2.红外线的应用:(1)利用红外线加热物体.(2)红外线遥感.(3)红外线遥控.【例3】(多媒体展示)全自动感应水龙头如图所示,它是利用进行自动控制水流的.解析:一切物体都在不停地辐射红外线,物体的温度越高,辐射出的红外线越多.人体的温度较高,而且人体发出的红外线在某一范围内,人手靠近水龙头时,人手发出的红外线被传感器接收,从而利用电子线路打开放水开关.答案:人体发出的红外线3.紫外线教师请学生阅读教材P109~110有关紫外线的内容.在可见光谱的紫端以外,也有一种看不见的光,叫紫外线.那么紫外线有何特性呢?生1:紫外线的化学作用强.生2:紫外线具有荧光效应.生3:紫外线能杀菌.紫外线有哪些应用呢?生1:紫外线能促使人体合成维生素D,这种维生素有助于人体对钙的吸收,所以儿童常晒太阳能预防缺钙引起的佝偻病.但是过高的紫外线会使皮肤粗糙,甚至诱发皮肤癌.生2:紫外线有荧光作用,有些物质受到紫外线照射时能够发出可见光.日光灯管的管壁上涂的就是一种荧光物质.大额钞票上也有用荧光物质印刷的文字,用紫外线照射则会发出可见光,这是一种防伪措施.生3:紫外线能杀死多种细菌,所以医院和食品店常用紫外线消毒.生4:紫外线很容易使照相底片感光.[教师总结](1)紫外线的频率范围是7.5×1014Hz~5×1016Hz,在光谱上位于可见光紫光之外,人眼看不见.知识拓展:1.英国天文学家赫歇尔在1800年研究光谱中各种色光的热效应时,把温度计移到光谱的红光区域的外侧,结果温度升得很快,这说明那里有看不见的射线射到温度计上,于是发现了红外线.2.德国化学家里特1801年在光谱的紫光区域外侧放置了一张照相底片,结果底片感光了,于是紫外线被发现了.(2)不要误认为紫外线是紫色的或蓝色的,紫外线是看不见的“不可见光”.某些物体发出的紫外线看起来是淡蓝色的,那是因为除了紫外线外,它们还发出少量蓝光和紫光.152 (3)地球上的天然紫外线来自太阳光.地球周围的大气层阻挡了大量的紫外线进入地球表面,才使地球上的生物获得生存的条件.为了保护人类生存家园.我们应有环保的意识,承担起环保的责任和义务.[板书]1.紫外线的特性:(1)紫外线的化学作用很强.(2)紫外线的生理作用很强.(3)紫外线具有荧光作用.2.紫外线的应用:(1)医用消毒.(2)防伪措施.(3)生理作用.教师归纳总结“红外线和紫外线的对比”,用多媒体展示.[课堂小结]光学是有用的,它的知识渗透在社会生活的各个方面:交通信号灯用红、黄、绿三种颜色;光学知识与电子技术相结合诞生了彩色电视机;红外线、紫外线在生活中应用十分广泛.希望同学们能用我们所学的光学知识去观察和分析我们这个五彩缤纷的世界.[教材习题解答]【教材P108“想想做做”】解:这是利用平面镜和水使白光色散的一个方案,把由白光分解出的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带反射到白墙或白纸上,很醒目.当然,分解太阳光的方法很多,学生也可采用其他方法,加深对白光的理解.【教材P110“练习与应用”】1.解:如瀑布和喷水池上面常见到彩虹,用喷雾器向空中喷雾可见到彩虹等.2.解:红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大.3.解:随意改变三种色光的亮度会显示不同的颜色,日常生活中我们看到的各种色彩一般都是由色光混合得来的.色光的混合使人们的生活更加丰富多彩.4.解:人眼看不见紫外线,所以这种淡紫色的光不是紫外线.5.解:红外线的应用:烤箱、浴室取暖灯、遥控器等.紫外线的应用:紫外线杀菌、利用它的荧光效应鉴别钞票的真伪等.[教材习题解答]【例4】白纸上印有黑字,我们看得很清楚,这是因为().A.自然光照到书上,白纸黑字分别反射白光和黑光进入眼睛B.自然光照到书上,白纸反射白光进入眼睛,黑字不反射光C.白纸和黑字发出光线进入眼睛D.黑字比白纸反射光的本领强解析:白色物体反射所有色光,而黑色物体吸收所有色光,没有光进入人眼,所以人眼感觉不到光.答案:B[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】152 本章复习和总结【教学目标】1.知道光沿直线传播的条件及光速.2.理解光的反射定律.3.知道平面镜成像特点及应用.4.知道光的折射定律.5.了解色散现象,知道色光的三原色.6.了解红外线、紫外线的特性及应用.【教学方法】1.归纳法:通过对本章知识的归纳总结,体会知识内容之间的联系,进而系统复习本章知识.2.引导分析法:通过引导学生对典型事例的分析,帮助学生进一步理解物理概念、规律,锻炼学生分析问题、解决问题的能力.3.讲述结合法:通过典型习题的讲练,帮助学生加深理解知识的内涵,熟悉解题方法与技巧.【教具准备】多媒体课件.【教学课时】1课时【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[课堂小结]光的直线传播【例1】(多选)如图所示是用针孔照相机给蜡烛照相,以下说法正确的是()A.要想使像大一些,可移动底片离针孔近一些B.要想使像明亮些,可移动底片离针孔近一些C.针孔离蜡烛越近,像越暗D.针孔离蜡烛越近,像越解析:本题是考查对小孔成像的理解.针孔照相机是利用小孔成像的原理制作的.小孔成像是由于光的直线传播形成的.物体通过小孔成像,像的形状与物体相同,上下颠倒,左右互换.当物体到针孔距离一定时,光屏(底片)越远,像越大;光屏越近,像越小.当光屏(底片)到针孔距离一定时,物体越远,像越小;物体越近,像越大.小孔所成的像,像越小越明亮.根据以上规律,选项A、D是错误的,选项B、C是正确的.答案:BC规律总结:在分析各种光现象时,要抓住关键问题——介质:光在同种均匀介质中沿直线传播,光路不变,现象有影子、日食、月食、小孔成像;在不同介质或不均匀介质中发生的光路变化的现象为光的折射;在同一种均匀介质中,光路发生变化的现象为光的反射.[课堂小结]光的反射【例2】由发光点S所发出的两条光线经平面镜反射后形成的光路如图甲所示,请完成光路图并确定发光点S的位置.解析:本题有两种解法.方法一:利用光的反射规律分别作出两条反射光线的入射光线,两条入射光线的交点即为发光点S.(如图乙)甲乙丙方法二:反向延长两条反射光线,交于镜后一点S′,则S′就是镜前发光点S在镜中的虚像,再利用平面镜成像特点(物、像关于镜面对称)作出发光点S.(如图丙)答案:如图乙、丙所示,两图均对.152 【例3】(湖北武汉中考)为了探究光反射时的规律,某同学将一个平面镜放在水平桌面上,在把纸板ENF放置在平面镜上,如图甲所示.(1)使一束光贴着纸板EON沿某一角度入射到O点,在纸板FON上没有观察到反射光,原因可能是.(2)正确操作实验,并在纸板上记录每次光的径迹,如图乙所示.取下纸板,接下来进行的操作是,将数据记录在表格中,并比较.(3)纸板ENF是用两块纸板连接而成的,这样做的目的是.解析:(1)当纸板FON与纸板EON不在同一平面内时,在纸板FON上不会观察到反射光;当纸板放置没有和平面镜垂直时,被平面镜反射的光和入射光都在与平面镜垂直的平面内,因此,在纸板FON上也不会观察到反射光.(2)探究平面反射时的规律,一是要探究反射光和入射光是否在同一平面内,二是要探究反射角和入射角的大小关系,所以记录每次光的径迹后,应用量角器测量每组光线与法线的夹角,即用量角器测量入射角和反射角的大小,分析得到其大小关系.(3)纸板ENF是用纸板EON与纸板FON连接而成的,纸板FON可以绕ON前后转动,只有纸板EON与纸板FON在同一平面内时,才能在纸板FON上观察到反射光,这样便于探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内.规律总结:光现象作图:(1)作图依据:①光的反射定律:反射角等于入射角,法线是反射光线与入射光线夹角的角平分线,法线与镜面垂直.②平面镜成像的特点:像与物关于镜面对称,镜面是像与物连线的垂直平分线.(2)作图注意事项:镜前的物体入射光线、反射光线、折射光线等实际光线画成实线,镜后的像、反射光线的反向延长线、法线及其他辅助线画成虚线.解题技巧:要解决此类探究实验题,要熟练掌握光的反射定律的内容:(1)反射光线、入射光线和法线在同一平面内这个结论.(2)反射角等于入射角.[课堂小结]答案:(1)纸板没有与平面镜垂直(或纸板EON与FON不在同一平面内)用量角器测量入射角和反射角反射角和入射角的大(3)便于探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内平面镜成像【例4】何唐同学从平面镜中看到街对面的大型电子钟的显示的时刻如图所示,那么要是回头直接看钟,它显示的时刻应为()A.20:15B.21:05C.21:15D.20:05解析:本题是运用平面镜成像特点解决实际问题.根据平面镜的成像规律,结合生活实际进行分析比较容易找到答案.你站在平面镜前抬起右手,观察镜中的像,抬起的是左手.根据人和像的位置关系我们知道,物体在平面镜中的像跟物体的关系是:上下正立(不颠倒),左右颠倒.本题中的“0”应在“:”右边,故选项A、C都不对;“1”应在“:”的左边,故选项D也不对.正确答案应为选项B.解答此类题型时,还有一个更简单的方法:手握试卷,保持上下不变,将纸翻过来,对着光,从反面看到的就是答案.请记住,答案在反面!答案:B【例5】如图甲所示为同学们制作的潜望镜的结构示意图,通过这样的潜望镜看到物体AB的像是()A.倒立、等大的虚像B.正立、等大的虚像C.倒立、放大的实像D.正立、缩小的实像甲乙解析:人眼在潜望镜中看见物体AB的像的原理图如图乙所示,图中物体AB上的光线先射到平面镜M1上反射成像,利用物、像对称作出虚像A′B′,由平面镜M1反射到平面镜M2上,再反射到人眼中,此时在平面镜M2成像的物体应是A′B′152 ,因为平面镜M1反射的光线可认为是从A′B′处发出的,利用物、像对称性,作出A′B′在M2中所成的像A″B″,这就是人通过M2观察到的物体AB的像.此像应是正立、等大的虚像,且此虚像在水平方向上到人的距离比物体到人的水平距离要大.答案:B[课堂小结]光的折射【例6】在水深1m的湖面上空,一只画眉鸟停在岸边柳树距水面5m高的树杈上婉转地唱歌;在距岸边2m的水中,一条红色的小鲤鱼悠然地游动.静观湖面,“小鲤鱼”、“画眉鸟”和“柳树”浑然一体,好一幅如诗如画的美景!关于上述情景,下列阐述错误的是()A.水中的“画眉鸟”是树上的画眉鸟通过水面反射形成的一个虚像B.水中的“画眉鸟”距离水面1mC.站在岸边看见的“小鲤鱼”到水面的距离肯定小于1mD.我们看到水中的“画眉鸟”和“小鲤鱼”都是虚像解析:水中的“画眉鸟”是光的反射现象(平面镜成像),由平面镜成像特点知,该像是画眉鸟的虚像,由于画眉鸟到镜面(水面)的距离为5m,水中“画眉鸟”(像)到镜面的距离也为5m,故选项A说法正确,B说法错误;看到水中的“小鲤鱼”是光的折射形成的虚像,它在实际小鲤鱼的上方,因湖水深为1m,则所看到的“小鲤鱼”到水面的距离必定小于1m,故选项C、D说法均正确.答案:B【例7】如图甲所示,潜水员眼睛在水下A点处,B点有条小鱼,C点有只小鸟,请作出潜水员观察鱼,鸟的光路图.甲乙解析:光在同种均匀介质中沿直线传播,所以潜水员在水中观察B点的鱼时的光路就是直线BA;在观察空中的小鸟时,小鸟C点的光线在由空气经过水面进入水中时要发生折射,光由空气斜射入水中时折射角小于入射角,所以进入潜水员眼睛的折射光线OA相对于入射光线CO向法线一侧偏折.答案:如图乙所示.光的色散【例8】下列说法中正确的是()A.白色光是单色光B.色光的三原色是指红光、黄光、蓝光C.白光是七色光中的一种D.任何颜色的光都可以用红、绿、蓝三种色光复合而成解析:白光是由七种单色光混合而成的复色光,故A、C错;色光的三原色是指能按比例混合成各种色光的三种色光,它们是红光、绿光、蓝光,故B错,D正确.答案:D[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.[教材习题解答]【教材P111“复习与提高”】1.解:充分搅拌盐水后,光在盐水中沿直线传播.因为经充分搅拌后盐水变成均匀介质,光在同种均匀介质中沿直线传播.2.解:利用了光在同种均匀介质中沿直线传播;夏至到冬至,正午太阳高度逐渐减小,表影的长度也会逐渐变长,故夏至的表影更短.3.解:内页选用比较粗糙的纸张,其表面不光滑,能够发生漫反射,使光进入人眼,人能从各个角度看到书本内容.4.解:他看到的风景是正立的,[教材习题解答]152 5.解:如图所示,AC、CB分别为入射光线和反射光线,则∠ACB的角平分线是法线CC′,易得△CC′A≌△CC′B,故C′为AB的中点.已知D′B=80cm,D′A=40cm,则AB=D′B-D′A=80cm-40cm=40cm,AC′=C′B=1/2AB=1/2×40cm=20cm,则DC=D′C′=D′A+AC′=40cm+20cm=60cm.故当C到桌面的高度为60cm时,就可以证明平面镜反射时反射角等于入射角.9.不正确.因为折射现象中光路是可逆的,当光从玻璃砖斜射入空气中时,折射角大于入射角.实验步骤:①实验装置如下图,使光从玻璃砖射到空气中,入射角为30°,画出折射光线的径迹,用量角器测出折射角.答②让入射角分别为20°、40°,重复上述实验.将测得的数据填入表格.③分析数据,得出结论:光从玻璃砖斜射入空气中时,折射角大于入射角.【教学后记】第五章透镜及其应用本章讲述透镜的初步知识和透镜在日常生活中的应用.内容包括:透镜、生活中的透镜、凸透镜成像的规律、眼睛和眼镜、显微镜和望远镜.本章共有5节:1.第1节“透镜”,讲述了凸透镜和凹透镜,透镜对光的作用,透镜的焦点、焦距;2.第2节“生活中的透镜”,介绍了生活中的透镜:照相机、投影仪、放大镜,并简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征;3.第3节“凸透镜成像的规律”,探究了凸透镜成倒立缩小实像、倒立放大实像、正立放大虚像的规律;4.第4节“眼睛和眼镜”,介绍了眼睛的结构,近视眼、远视眼的成因及其矫正;5.第5节“跨学科实践:制作望远镜”,介绍了望远镜的结构和成像特点,简单讲述了制作望远镜的过程.本章教学以各种透镜及其应用为学习对象,培养学生对科学的兴趣.本章只介绍了凹透镜最基本的常识,把凸透镜基本知识、凸透镜成像的规律以及应用作为教学的主要线索.为了加深学生对知识的理解、提高学生的学习兴趣,本章教学要尽量从日常生活现象引入.为了加强实践和探究活动,教学时要把科学探究作为教学的重要形式,突出学生的探究活动,注重将传统教学和科学探究相融合.教学中要注意开阔学生的视野,扩大学生的知识面,使学生更好地理解透镜.【教学目标】1.在物理观念方面:知道凸透镜与凹透镜,知道凸透镜成像的规律,能运用这些规律解释身边的相关现象,说明相关的技术应用.2.在科学思维方面:知道薄透镜忽略了透镜的厚度;能根据透镜特点及成像规律等,分析简单的光学问题;能利用证据说出自己的观点.3.在科学探究方面:能完成“探究凸透镜成像的规律”等实验;能提出与透镜成像有关的问题;能收集证据,能得出结论,并作出解释.4.从科学态度与责任方面:能认识物理实验的重要性,具有严谨认真的科学态度,具有保护视力的意识;能体会物理学对科技发展的重要作用.【教学重点】透镜及其对光的作用,凸透镜成像的规律,凸透镜在生活、生产、科学研究中的应用.【教学难点】152 凸透镜成像规律的探究,眼睛看远近物体时睫状体和晶状体的变化情况,近视眼、远视眼的成因及其矫正.本章共有5节,建议7课时.第1节透镜…………………………….1课时第2节生活中的透镜………………….1课时第3节凸透镜成像的规律……………..2课时第1课时探究凸透镜成像的规律第2课时凸透镜成像规律的综合应用第4节眼睛和眼镜……………………….1课时第5节跨学科实践:制作望远镜………………….1课时本章复习和总结………………………….1课时【教学方法】1.比较法:学习透镜时,通过观察透镜的外形,找出凸透镜、凹透镜的不同点.学习眼睛和眼镜时,通过了解眼睛的结构,弄清人的视物原理,然后将近视眼、远视眼和正常眼比较,进而才能有效地采取矫正方法.2.实验探究法:用实验探究方法探究凸透镜成像规律.第1节透镜【教学目标】1.认识凸透镜和凹透镜,了解透镜的焦点、焦距.2.了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用.3.能保持对自然的好奇心,初步领略自然现象的美好与和谐.【教学重点】凸透镜和凹透镜对光的作用;测量凸透镜的焦距的方法.【教具准备】透镜一组、光具座、光源、老花眼镜、近视眼镜、饮料瓶(无色透明、表面没有波纹、去底去瓶口上部)、香、火柴、激光演示器、手电筒、多媒体课件.【教学难点】理解会聚、发散.【教学课时】1课时【课前预习】1.透镜分为凸透镜和凹透镜.边缘薄、中间厚的透镜为凸透镜;边缘厚、中间薄的透镜为凹透镜.2.透镜上通过两个球面球心的直线叫主光轴,每个透镜主光轴上有一个特殊的点,叫透镜的光心,凡是通过透镜光心的光线其传播方向不变.3.实验表明凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用.4.凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上一点,这个点叫凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离叫焦距,凸透镜有实(填“虚”或“实”)焦点,凹透镜有虚(填“虚”或“实”)焦点.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一章内容,并讲解学生所做的习题(教师可有针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]同学们都见过放大镜,利用放大镜我们可以看清用肉眼看不清的小字;有些同学的视力不好,配上合适的眼镜就可以看清本来看不清的物体;假日外出旅游,用照相机可以把美丽的自然风光留为永恒的记忆;上课时,老师可以把教学内容事先绘制在胶片上,然后用投影仪打在屏幕上,方便了课堂教学;医院化验室的医生,在显微镜下可以看见血液中的各种细胞;科学家们利用巨大的天文望远镜来观察宇宙,接收来自宇宙的信息,通过对这些信息的分析,人们对宇宙越来越了解.前面所说的放大镜的镜片,眼镜的镜片,照相机、投影机、显微镜、望远镜等仪器的镜头,都是由透镜组成的.今天,我们就来研究透镜,请同学们说说想了解有关透镜的哪些问题呢?152 生1:什么叫透镜?生2:近视眼镜和远视眼镜的镜片一样吗?若不一样,它们由什么透镜组成?生3:透镜对光有什么作用?看来同学们对透镜有很浓厚的兴趣,下面我们就一起来学习有关透镜的知识.[进行新课]凸透镜和凹透镜1.透镜的种类教师出示一组透镜,引导学生认真观察它们的结构(不可用手摸),然后说说它们有什么不同,可以如何进行分类.学生观察、比较、讨论后,积极发言.生1:透镜都是透明的,它们的表面是球面的一部分.生2:透镜可以分成两类,一类是两面往外凸,也就是中间厚、边缘薄.另一类是两面往里凹,也就是中间薄、边缘厚.教师鼓励学生的回答,并进行总结和板书.[教师总结](1)透镜是一种折射镜,是用玻璃、石英等透明物质磨制而成的,它的表面是球面的一部分.光通过透镜经两次折射后改变光路,透镜遵守光的折射规律.(2)透镜都具有一定的厚度,其厚度直接影响对光的作用,透镜可以分成两类:凸透镜和凹透镜.[板书]透镜的分类:中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜;中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜.教师展示一个老花眼镜和近视眼镜,请几名同学上讲台通过观察和触摸的方式,对它们进行分类.生1:我发现近视眼镜中间薄、边缘厚,它应该是凹透镜.生2:我发现老花眼镜中间厚、边缘薄,它应该是凸透镜.教师鼓励学生的回答,并引导学生给例1中的透镜进行分类,加深学生的理解.【例1】(多媒体展示)如图所示的六块透镜中,属于凸透镜的有,属于凹透镜的有(用字母表示).解析:中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜,这样的透镜有B、E、F三块;中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜,这样的透镜有A、C、D三块.答案:B、E、FA、C、D知识拓展:一般透镜的两个表面中至少一个表面是球面的一部分.如果透镜的厚度远小于球面的半径,这种透镜叫作薄透镜.[进行新课]2.透镜的主光轴和光心教师用多媒体播放透镜的结构图(如下图),引导学生观察透镜的主光轴和光心.研究透镜时常用到两个科学术语:主光轴和光心.如图所示,通过两个球面球心的直线叫做主光轴,简称主轴.主轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫做透镜的光心.可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心.[板书]1.主光轴:通过两个球面球心的直线叫作主光轴.2.光心:主光轴上经过透镜中心的点叫作透镜的光心.透镜对光的作用同学们现在从透镜盒中拿出一个凸透镜,正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,来回移动,观察有什么变化?生:有亮点产生.请同学们说说这个亮点是怎样形成的.生1:“亮点”很亮说明它进入我们眼睛中的太阳光较多.生2:亮点的形成是因为太阳光通过凸透镜都会聚到亮点上了.152 同学们分析得很对.现在,让我们调整凸透镜到纸的距离,使纸上的光斑变得最小、最亮.测量这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离,记录下来.换另一个凸透镜,重做上面的实验.再换一个凹透镜,重做上面的实验,纸上能够得到很小、很亮的光斑吗?这说明了什么?生1:说明了凸透镜能使太阳光会聚成亮点.生2:用凹透镜无论如何移动,都得不到很小、很亮的光斑,因此凹透镜不能使太阳光会聚.同学们回答得非常好,这些现象说明凸透镜和凹透镜对光线有不同的作用.[板书]凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用.焦点和焦距下面我们再一起学习关于透镜的两个重要科学术语——焦点和焦距,它们决定了透镜对光的折射能力.教师用多媒体播放视频“凸透镜的焦点和焦距”和“凹透镜的焦点和焦距”,并讲解.【例2】(多媒体展示)某同学让凸透镜正对着太阳光,用光屏在透镜的另一侧观察太阳光通过凸透镜后的现象,如图所示,移动光屏使光斑最小、最亮,此时光斑离凸透镜10cm.据此,我们可以确定此透镜的焦距为()A.5cmB.10cmC.15cmD.20cm解析:阳光可看做平行光,通过凸透镜的太阳光在光屏上会聚的那个亮点是此凸透镜的焦点所在的位置,它到凸透镜的距离就是此凸透镜的焦距,所以题中凸透镜的焦距为10cm.答案:B特别提醒:凸透镜对光有会聚作用,是指光通过凸透镜后,折射光线的传播方向比原入射光线的传播方向更偏向主光轴.凹透镜对光有发散作用,是指光通过凹透镜后,折射光线的传播方向比原入射光线的传播方向更偏离主光轴.知识拓展:凸透镜焦距的长短反映了凸透镜对光会聚作用的强弱,焦距越短,表明会聚作用越强.凹透镜焦距的长短反映了凹透镜对光线发散作用的强弱,焦距越短,表明发散作用越强.[进行新课]透镜中的三条特殊光线在透镜中有三条特殊的光线分别是①平行于主光轴的光线;②通过焦点(或反向延长线通过焦点)的光线;③通过光心的光线.这三条光线通过透镜后的折射情况是怎样的呢?下面我们就一起来探究它们.教师用多媒体播放课件“透镜中的三条特殊光线”,并讲解.透镜中的三条特殊光线(多媒体课件)[课堂小结]这节课我们学习的重点是知道凸透镜、凹透镜对光线的作用,及凸透镜、凹透镜的焦点、焦距.掌握三条特殊光线作图,理解会聚和发散.学习时应做好实验,认真观察现象,并注意运用已学过的光路可逆性原理来完成有关的光路图.规律总结:凸透镜,平行入射,通过焦点;通过焦点,平行射出.凹透镜,平行入射,折射光线的反向延长线通过焦点;对着另一侧焦点入射,平行射出.两种透镜,经过光心,方向不变.[教材习题解答]【教材P114“问题”】解:这些仪器共同的主要光学元件是凸透镜.凸透镜对光有会聚作用.【教材P116“想想做做”】解:把一张白纸放在凸透镜一侧,正对太阳光,让太阳光照射在凸透镜上,改变透镜与纸的距离.当白纸上出现最小、最亮的光斑后,用刻度尺测出光斑到凸透镜的距离即为此凸透镜的焦距.不同的凸透镜焦距不同.【教材P117“练习与应用”】1.解:152 2.解:图甲正确.平行于主光轴的光通过凸透镜后,折射光通过焦点,故图甲正确;过焦点的光通过凸透镜后,折射光平行于主光轴,故图乙错误;光通过凹透镜后和原光线相比应发散些,图丙和图丁中光通过凹透镜后和原光线相比都要聚拢些,故图丙、丁错误.3.解:从图中可以看出,光经图甲虚线框内透镜后比原来发散了,故图甲虚线框内应为凹透镜,光经图乙虚线框内透镜后比原来聚拢了,故乙虚线框内应为凸透镜.4.解:甲透镜使光偏折得更显著些.[教材习题解答]5.解:把小灯泡放在凸透镜的焦点上,小灯泡发出的光通过凸透镜后就可以变成平行光,这利用了光路可逆的特点.6.解:瓶装水相当于一个凸透镜,凸透镜能会聚阳光,使车内易燃物品燃烧起火.在森林中游玩时,我们应该将没有喝完的瓶装水带走.[教材习题解答]【例3】(江苏盐城中考)将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为l.若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距()A.一定小于lB.一定等于lC.一定大于lD.可能小于l,也可能大于l解析:由于光斑到凸透镜的距离为l时,纸上呈现一个并非最小的光斑,所以凸透镜的焦距f≠l;凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,说明凸透镜的焦点在凸透镜和纸之间,因此f一定小于l,故A选项正确.答案:A[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第2节生活中的透镜【教学目标】1.了解透镜在日常生活中的应用,知道凸透镜在三种常见仪器上所成像的不同,能初步区分照相机、投影仪、放大镜的成像特点.2.经历制作简易模型照相机的过程,获得成功的愉悦,并初步了解照相机的成像原理.3.能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征.4.养成乐于探索自然现象和用所学知识解释现象的习惯,初步形成将科学技术应用于实际的意识.【教学重点】照相机、投影仪、放大镜的成像特点.【教具准备】照相机、放大镜、硬纸板、凸透镜、半透明塑料薄膜或蜡纸、毛玻璃、幻灯机、投影仪、多媒体课件.【教学难点】实像和虚像的主要特征.【教学课时】1课时【课前预习】1.照相机镜头相当于一个凸透镜,来自物体(人或景物)上每一点的光经过胶片照相机的镜头后都在胶片上会聚成一点,所有会聚的点形成物体的像.照相机胶片上的像是倒立、缩小152 的实像.2.投影仪的镜头是一个凸透镜,投影仪上形成物体倒立、放大的实像,要想得到正立的像,幻灯片应倒插,该装置上的平面镜的作用是改变光的传播方向.3.放大镜是一个凸透镜,放大镜中看到物体正立、放大的虚像.4.实像是来自物体的光通过凸透镜后实际光线会聚而成的像.来自物体的光通过凸透镜射出后会聚而成的像是实像,它和物体分别位于凸透镜的两侧;凸透镜成虚像时,通过凸透镜出射的光没有会聚,只是人眼逆着出射光的方向看去,感到光是从虚像的位置发出的,虚像与物体位于凸透镜的同侧.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]照相机可以帮助人们留住精彩的瞬间;投影仪能让我们在课堂上看到不方便直接看到的图象;放大镜可以将较小的、眼睛不易辨清的物体放大.我们的生活中有许多地方离不开凸透镜制成的神奇的眼睛,下面我们就一起来探究“生活中的透镜”.[进行新课]照相机教师出示照相机实物,引导学生观察照相机的构造,然后思考下列问题:(用多媒体展示)思考题:(1)照相机前面的镜头是什么透镜?(2)照相机的构造是什么样的?(3)为什么同样的照相机能照出全景和非全景的像?(4)有时拍出的像很白,有时拍出的像很暗,这是怎么回事?(5)我很想知道照相机为什么能照像?(6)物体的像是怎样成像在胶片上的?学生回答:(讨论、交流后积极发言)(1)照相机前面的镜头是凸透镜.(2)照相机由镜头、暗箱、调焦环、光圈环、胶片等组成.(3)照相机通过调节物距和像距从而得到全景和非全景的象.(4)光线强拍出的像发白,光线弱拍出的像较暗.(5)光经过照相机镜头后会聚在胶片上,形成一个像,这个像冲洗出来就是照片.(6)因为胶片上涂着一层对光敏感的物质,通过镜头的光在胶片上曝光后发生化学变化,物体的像就被记录在胶片上.看来大家对照相机的学习很感兴趣,在课前的准备也很充分,下面我们一起来动手制作一个“模型照相机”.学生们兴趣很浓,相互讨论,并根据教材P119“想想做做”制定了两个方案.方案一:用两个粗细相近的长方形纸筒,使一个纸筒刚好能套入另一个,并能前后滑动.在大的纸筒前面固定一个凸透镜,在小的纸筒前面,固定一个半透明塑料薄膜作为屏幕,把纸筒有屏幕的一端朝里,套入较大的圆筒,就制成了模型照相机.方案二:用硬纸板圈成两个直径大小相近的,长约15cm的圆纸筒,使一个纸筒刚好能够套入另一个,在直径较大的纸筒前面,固定一个凸透镜,在直径较小的纸筒前面,固定一个屏幕.把较小的圆筒有屏幕的一端朝里,套入较大的圆筒内,这样模型照相机就做成了.这两个方案都很好,也可行.现在我们按照方案制作好照相机后,对准某个人或物体,拉动纸筒改变透镜和屏幕之间的距离,说说能观察到什么?生:看到一个缩小的、倒立的清晰的像.大家做的很认真,观察的也很仔细,现在看投影.教师用多媒体播放课件“照相机”,并进行讲解.152 照相机(多媒体课件)(1)照相时,物体离照相机镜头越远,物体在胶卷上所成的像越小,像的距离(底片或胶片到镜头的距离)越近,暗箱越短.(2)照相机的特点:知识拓展:照相机的调焦环、光圈环、快门的作用:①调焦环是调节镜头前伸和后缩,改变胶片到镜头的距离,使胶片上呈现清晰的像.②光圈环是控制镜头的通光面积.③快门是控制镜头的通光时间.④光圈环和快门共同配合,控制镜头的通光量,使底片上达到合适的感光强度.小组问题探讨:照相机成的是倒立、缩小的像,那么为什么我们平时看到照相机成的像是正立的?为了取景方便,经过相机内部器材把镜头第一次成的倒立的像变成正立的,因此切记照相机所成的像是倒立、缩小的像.[进行新课]①物体离照相机镜头的距离要大于胶片到照相机镜头的距离.②拍近处的景物时,应使镜头往前伸,使镜头离胶片远一些;拍远处的景物时,应使镜头往后缩,使镜头离胶片近一些.③胶片上的像与物体相比是上下倒立、左右颠倒的.④像和物体分别在镜头的两侧.⑤像一定比物体小.[板书]照相机的镜头相当于一个凸透镜,来自物体(人或景物)上每一点的光经过胶片照相机的镜头后都在胶片上会聚成一点,所有会聚的点形成一个倒立、缩小的像.【例1】(多媒体展示)如图所示,照相机的镜头相当于一个,胶片相当于,来自物体的光经过镜头会聚在胶片上形成一个(填“倒立”或“正立”)、(填“放大”或“缩小”)的像.答案:凸透镜光屏倒立缩投影仪教学中常用到投影仪,现在观察它的结构,想想使用它有什么优点?学生分组观察,教师指导学生看教材P119图5.2-4“投影仪成像”,介绍结构.生:投影仪由灯泡、投影片、镜头、平面镜、屏幕等组成.教师演示投影仪的使用过程:把投影仪上的平面镜(反光镜)取下,投影片放到载物台上(正放),调节镜头,在天花板上就能得到投影片上图案的像,再把反光镜安上,把图案打到屏幕上.仔细观察,得出结论,并说出使用投影仪的优点.生1:天花板上得到一个倒立、放大的像.生2:平面镜的作用是使像反射到屏幕上.生3:投影仪能把文字直接书写在透明胶片上,使用方便.教师鼓励学生的回答,然后出示一个幻灯机,引导学生观察它的结构和使用过程,并说说它的特点.生1:幻灯机由镜头、画片框、聚光镜、光源和反光镜、机箱等构成.生2:幻灯机的镜头相当于一个凸透镜.生3:反光镜是凹面镜.生4:光源发出的光经反光镜和聚光镜作用后集中射向幻灯片.生5:幻灯片倒插,在屏幕上才有正立、放大的像.生6:幻灯机能成倒立、放大的像.生7:幻灯机成的像与投影仪一致,都是倒立、放大的像.生8:幻灯机有专用幻灯片.投影仪和幻灯机都能成倒立、放大的像,但投影仪能放映大画面的幻灯片,也可以投射直接书写在透明胶片上的文字,或实物,使用更方便.教师用多媒体播放课件“投影仪”,并讲解.152 投影仪(多媒体课件)投影仪成倒立、放大的实像,像到镜头的距离总大于投影片到镜头的距离.规律总结:幻灯机和投影仪的原理基本相同,但结构不同.幻灯机把要显示的幻灯片经过镜头直接射到屏幕上;而投影仪是把水平放置的投影片,经镜头射向平面镜,再由平面镜反射到屏幕上.幻灯机在屏幕上得到的是倒立、放大的像,因此为了使得到的像是“正立”的,幻灯片应上下颠倒放置.小组问题探讨:放大镜成的像总是放大的吗?[进行新课]在实际操作投影仪的过程中,我们可以注意到要使像放得更大,应使镜头离投影片更近,同时投影仪离屏幕更远些.[板书]投影仪(幻灯机)上的镜头是一个凸透镜,能成倒立、放大的像.放大镜我们桌子上放有一个放大镜(展示给学生看),放大镜是凸透镜,也是常用的光学仪器之一.现在用它看书上的字,然后回答放大镜成像的特点.生1:放大镜能使书上的字放大,字是正立的.因此放大镜能成正立、放大的像.生2:放大镜成像和照相机、投影仪不同,放大镜成像是正立的,投影仪和照相机成像是倒立的.生3:刚开始移动放大镜,离书越远,字越大,到了一定距离以后,字变模糊.生4:伸直胳膊拿着放大镜看外面的景物是倒立和缩小的.生5:放大镜成的像与物在凸透镜同一侧.生6:放大镜成的像不能承接到屏幕上.教师鼓励学生的回答,然后用多媒体播放课件“放大镜”,并讲解.放大镜(多媒体课件)(1)放大镜实质上是一个凸透镜,焦距一般较大.把放大镜放在物体跟眼睛之间,适当调整距离,可以看到物体正立、放大的像.(2)从放大镜的探究使用可以获得以下信息:①放大镜成的是正立、放大的虚像.②放大镜起放大作用时,被观察物体要离它很近.③物体和所成的像在透镜的同侧,不能在另一侧或同一侧用光屏承接.④放大镜离物体越近成的像越小,离物体越远成的像越大,但距离大到一定程度时,就起不到放大镜的作用了.[板书]放大镜是凸透镜,能成正立、放大的像.【例2】(多媒体展示)如图所示,是用放大镜观察一只蚂蚁时的情形,由图可知,通过放大镜看到的蚂蚁的像是由光的(填“反射”或“折射”)形成的.所成的像是(填“倒立”或“正立”)、(填“放大”或“缩小”)的像.解析:从蚂蚁身上反射出的光先通过放大镜的玻璃,再由玻璃射到空气中,发生了两次折射.所以我们看到的像是光折射形成的,蚂蚁的像相对于原蚂蚁倒、正没有改变,只是像变大了,所以成像的特点是正立、放大.答案:折射正立放大实像和虚像同学们,我们上一章学习过平面镜成像,它所成的像是实像还是虚像?生:虚像.因为我们用平面镜照镜子时,所成的像没有实际光线会聚,那是虚像.那么凸透镜成的像又是怎样的呢?请同学们设计一个实验,看谁能证实凸透镜成像的虚实.教师引导学生演示他们设计的凸透镜成像的实验(提示:用成像是否可以用光屏承接来判断像的虚实).通过实验,点燃的蜡烛在离透镜较远的时候,在另一侧的光屏上能接收到蜡烛的像,说明了什么?152 [进行新课]生:说明了有实际的光线通过透镜后会聚成像.照相机、投影仪、放大镜哪个成的像是实像?为什么?生:照相机、投影仪成的像是实像,因为它们成的像可以用光屏承接,是实际光线会聚的像.放大镜成的虚像如何观察?生:凸透镜成的虚像和物体在凸透镜的同侧,眼睛在光屏的这一侧,透过凸透镜去看.教师用多媒体播放课件“实像和虚像的区别”,并讲解.实像和虚像的区别(多媒体课件)(1)实像是由来自物体的光会聚而成的;虚像不是由来自物体的光会聚而成的,而是由实际光线的反向延长线相交而成.(2)实像既能显示在光屏上,又可以用眼睛看到;虚像不能显示在光屏上,但能用眼睛看到.(3)实像总是倒立的,虚像总是正立的.[板书]1.实像是由实际光线会聚而成的,可以用光屏承接.虚像是光线的反向延长线的交点组成的,用光屏承接不到,但用眼睛可以直接看到.2.光的反射所成的像都是虚像.小孔成像是实像.凸透镜成实像时,物体和实像分别位于凸透镜的两侧;成虚像时,物体和虚像位于凸透镜的同侧.【例3】(多媒体展示)下列几种情况成实像的是()A.从平面镜中看到的像B.从河水中看到的游鱼C.从幻灯机屏幕上看到的火车D.从放大镜中看到的报纸上正立放大的字解析:A、B、D中虽然像形成的原因不同,但像都不能用光屏承接,都不是实际光线会聚而成的,因此是虚像;C是用光屏(屏幕)承接的,是实际光线会聚而成的,因此是实像.答案:C[课堂小结]同学们,通过今天的课我们学习了透镜在生活中的应用,了解了照相机、投影仪和放大镜的工作原理和成像特点,最后我们学习了凸透镜成实像和虚像的主要特征.好!这节课我们就学到这里,谢谢!知识拓展:(1)凸透镜所成的实像:照相机和投影仪所成的像,是光通过凸透镜射出后会聚在那里形成的,如果把感光胶片放在那里,便能记录下所成的像,这种像叫实像.既然实像是来自物体的光通过凸透镜后会聚而成的,所以物体和实像分别位于凸透镜的两侧.(2)凸透镜所成的虚像:平面镜所成的像是虚像,放大镜所成的像也是虚像,凸透镜成虚像时,来自物体的光通过凸透镜后没有会聚,只是人眼逆着光出射的方向看去,感到光是从虚像的位置发出的,所以物体和虚像位于凸透镜的同侧.(3)成像示意图:[教材习题解答]【教材P119“想想做做”】解:尽管模型照相机的结构简单,却能够通过操作和观察,学习照相机的基本原理,体验操作照相机的过程等等.把模型照相机对准某个人或物体,拉动纸筒改变透镜和屏幕之间的距离,就能够使物体在屏幕上形成一个清晰的像.通过观察,可以知道,照相机所成的像是倒立、缩小的实像.【教材P121“练习与应用”】1.解:树在照相机的胶片上成倒立、缩小的实像.2.解:相同点:都成倒立的实像;不同点:照相机所成的像是缩小的,投影仪所成的像是放大的.3.解:通过凸透镜看到正立、放大的虚像;像与物在凸透镜的同侧.4.解:减小物体与凸透镜之间的距离,同时拉动纸筒增大凸透镜和薄膜间的距离,就可以让像变大.152 5.解:小孔成像中所成的像是实像;海市蜃楼中所成的像是虚像.[教材习题解答]【例4】鲁老师在用投影仪放映幻灯片时,屏幕上出现正常画面,这时有一个小虫正好落在凸透镜的镜片上,此时对画面影响为()A.几乎无影响B.画面上有只小虫C.画面变得模糊D.画面上有小虫但不清晰解析:小虫落在凸透镜镜片上,实质上是将凸透镜的一小部分遮住了,而屏幕上的画面是投影片经凸透镜所成的像,小虫对幻灯片没有影响,只不过遮住了一部分光线,使得画面稍微暗一些,且小虫很小,几乎察觉不出,小虫在透镜上,根本不会在屏幕上出现,故A正确.答案:A[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.易错提示:此题易受“影”的形成的影响而错选B,其实无论是镜上有“小虫”,还是镜头遮盖“部分”都只会挡住部分光线,不影响画面的大小,只改变像的亮度.【教学后记】第3节凸透镜成像的规律第1课时探究凸透镜成像的规律【教学目标】1.通过实验探究并知道凸透镜成像的规律.2.通过探究活动,体验科学探究的过程和基本研究方法.【教学重点】对凸透镜成像规律的理解和认识.【教具准备】凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺、多媒体课件.【教学难点】指导学生在探究过程中,建立起实验与物理模型之间的必然联系.【教学课时】1课时【课前预习】1.物距是指物体到透镜的距离,用u表示;像距是指像到透镜的距离,用v表示.2.当凸透镜成像时:(1)u>2f,成倒立、缩小的实像,此时像距v的范围为f<v<2f;(2)当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,此时像距v的范围为v>2f;(3)当u<f时,成正立、放大的虚像.3.凸透镜成的实像有缩小、等大、放大三种,而虚像只有放大的.实像与物体在透镜的两侧,虚像与物体在透镜的同侧.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]152 通过上节课的学习,我们知道照相机、投影仪里面都有凸透镜,放大镜本身就是凸透镜,并且照相机能使景物在相片上成倒立的像,所成的像比物体小;投影仪能把小的胶片上的画面放大到屏幕上,供大家观看,这就说明所成的像比物体大,是倒立的;放大镜能把微小的物体放大,使我们看清楚它们,所成的像是正立、放大的.你们想进一步了解它们吗?想了解什么?生1:凸透镜在什么条件下成正立的像,什么情况下成倒立的像?生2:什么情况下成放大的像,什么情况下成缩小的像?生3:什么情况下用光屏能承接到像,什么情况下在光屏上不成像?生4:什么条件下像与物在凸透镜两侧,什么条件下在凸透镜同侧?同学们提出这么多问题,说明同学们认真思考了,这样非常好.现在,我们就根据上节学的知识大胆猜测,通过实验和探究活动来解决.[进行新课]探究凸透镜成像规律的实验教师引导学生根据上一节所学知识探究凸透镜成像规律.生1:照相时物体到凸透镜的距离比投影仪上胶片到凸透镜的距离大,这说明像是放大还是缩小的与物体到凸透镜的距离有关.生2:照相时底片到凸透镜的距离比投影仪的屏幕到凸透镜的距离小,这说明像是放大还是缩小的与像到凸透镜的距离有关.生3:照相机中镜头的凸透镜比投影仪镜头小,这说明像是放大还是缩小的与凸透镜的大小有关.生4:照相机和投影仪的物体和像在凸透镜的两侧,放大镜的像与物体在同侧.这说明成倒立还是正立的像和物体在同侧还是两侧有关.生5:放大镜要看清物体,离物体的距离一般要比照相机、投影仪中凸透镜离物体的距离小,这说明物体成正立、倒立的像与物体到凸透镜的距离有关.同学们猜想得很好.现在逐一讨论看看有没有哪个能排除掉.生:像是放大还是缩小与凸透镜的大小有关,可以排除.因为有的放大镜直径比照相机镜头直径小,也能成放大的像,有的摄影师拿的大焦距的镜头比投影仪的镜头大,成的像还是缩小的,所以可以排除掉.这个同学说得很好,我们鼓掌表示鼓励.现在我们设计实验来验证上面的猜想是否正确.学生分组讨论,制定实验方案,教师巡回指导.现在我们桌子上有光具座(上面的滑座可以插蜡烛、光屏、透镜,能来回移动,从刻度尺上能观察出它们之间的距离关系)、蜡烛(作物体用)、光屏(白色的硬纸板作屏)、凸透镜(焦距在10~20cm之间),我们先测出凸透镜的焦距.生1:让凸透镜在阳光下来回移动,找到最小、最亮的点,用刻度尺量出亮点与凸透镜光心之间的距离,这就是凸透镜的焦距.生2:也可以让凸透镜离灯光5m以外,找亮点,测定出凸透镜的焦距.教师引导学生动手测出凸透镜的焦距,并设计实验方案:①把透镜放在光具座标尺中央,从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置.特别提醒:在移动光屏寻找最清晰的像时要注意——要将光屏移过那个位置,发现像又逐渐模糊后,再往回移动,可重复两次,直到感觉像最清晰为止.因为如果不移过那个位置,就无法判断下一个位置像是不是会更清晰.知识拓展:随着实验的进行,蜡烛不断燃烧会使烛焰的像越来越靠近光屏的上端,这时的调节方法有三种:(1)将光屏向上移动;(2)将蜡烛向上移动;(3)将凸透镜向下移动.[进行新课]②点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度.(注意:此操作的目的是使烛焰通过凸透镜所得的像呈现在光屏中央,便于观察与比较像与物体的关系)③152 把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在光屏上成一个清晰的像,观察像的大小、正倒,测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离.把数据记录成表.④继续把蜡烛向凸透镜靠近,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在光屏上成一个清晰的像,观察像的变化是放大还是缩小,是正立还是倒立,测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离,将数据记录成表.⑤当蜡烛移到一定位置上时,光屏上不能成像,用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像,把蜡烛与凸透镜的距离、像与凸透镜的距离,像的大小,像的正倒,填入表格.值得注意的是在同一个物距范围内要取两组以上的物距探究凸透镜成像的规律,此操作的目的是为了排除偶然因素,使实验结论更具有一般性.学生们认真做实验,教师巡视并进行指导,实验结束,教师组织讨论、提问、进行总结.生1:当把蜡烛放在2倍焦距以外的位置,像在凸透镜的另一侧,成倒立、缩小的像.像与凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间.(如图甲)生2:当把蜡烛放在2倍焦距的位置,像在凸透镜的另一侧,像的大小与物体大小相等,是倒立的,像与凸透镜的距离也等于2倍焦距.(如图乙)生3:当把蜡烛放在1倍焦距和2倍焦距之间的位置时,像在凸透镜的另一侧,成倒立、放大的像,像与凸透镜的距离大于2倍焦距.(如图丙)生4:当把蜡烛放在1倍焦距的位置时,光屏不成像.生5:当把蜡烛放在1倍焦距之内,光屏上不成像,像与蜡烛在凸透镜同侧,成正立、放大的像.(如图丁)生6:当把蜡烛放在大于凸透镜焦距的位置时,物体成倒立的像.当物体从较远处向透镜靠近时像逐渐变大,像到透镜的距离也逐渐变大.生7:当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成正立、放大的像.这个像光屏上得不到.进课凸透镜成像的规律同学们总结得非常好.物体与凸透镜的距离叫物距,用u表示,像与凸透镜的距离叫像距,用v表示.[板书]凸透镜成像的规律:1.当u>2f时,成倒立、缩小的实像;2.当2f>u>f时,成倒立、放大的实像;3.当u<f时,成正立、放大的虚像.教师用多媒体播放课件“探究凸透镜成像的规律”,并进行讲解:探究凸透镜成像的规律(多媒体课件)(1)凸透镜成像规律可以总结如下表所示:(2)凸透镜成像规律的巧记方法:一焦分虚实,二焦分大小.实像异侧倒,物近像远像变大,虚像同侧正,物远像远像变大.根据上面探究所得的资料进行分析,凸透镜成放大的实像时,物距跟像距相比,哪个比较大?成缩小的实像时,物距跟像距相比,哪个比较大?由此你还可以得出什么结论?生1:凸透镜成放大实像时,像距比物距大.生2:凸透镜成缩小实像时,物距比像距大.生3:当物距大于像距时,凸透镜成缩小的实像;当物距小于像距时,凸透镜成放大的实像.同学们分析得很好,我们又从另一个角度:物距与像距的关系分析了凸透镜成像的条件.[板书]1.当u>v时,成倒立、缩小的实像;2.当u<v时,成倒立、放大的实像.课堂延展:分析探究凸透镜成像规律的实验中出现的状况(1)分析光屏上不能得到烛焰像的原因在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,有时不能在光屏上得到烛焰的像,是什么原因?学生认真思考,并积极发言,提出各种猜想.[教师总结]光屏上不能得到烛焰像的原因大致有4种:152 ①若烛焰中心、透镜中心、光屏中心不在同一高度上,像会呈现在光屏的上或下方.②若2f>u>f,但很靠近1倍焦距时,成的像很大,像距也很大,光屏移动的距离不够,可能承接不到像.知识拓展:1.“一焦分虚实,二焦分大小”这句话的意思是在凸透镜成像规律中,主光轴上有两个分界点,第一个是焦点,第二个是2倍焦距点.以焦点为界,物在焦点外成实像,物在焦点以内成虚像.以2倍焦距点为界,物在2倍焦距以外成缩小的像,在2倍焦距点以内(焦点到2倍焦距点间)成放大的实像.2.“物近像远像变大,物远像近像变小”这句话的意思是在凸透镜成实像时,随着物距减小,所成像变大,像距也跟着变大.反之,随着物距增大,所成像变小,像距也跟着变小.3.在凸透镜成实像时,当物在2倍焦距外,成像在焦点到2倍焦距之间;当物在焦点至2倍焦距之间,成像在2倍焦距以外.规律总结:不管成实像还是虚像,成放大的像时必定像距大于物距,成缩小像时必定像距小于物距.[进行新课]③若u<f,烛焰成虚像时,只能透过透镜用眼睛直接观察,光屏上不能承接到像.④若u=f,烛焰在焦点发出的光经凸透镜折射成平行光,不成像,在光屏上也不可能承接到像.探究不完整凸透镜的成像情况探究名称:探究不完整凸透镜的成像情况.提出问题:凸透镜不完整时,成像情况怎么样?猜想与假设:可能只能得到部分像,也可能得到仍完整的像,但亮度减弱.制定计划与设计实验:选一焦距为10~20cm的凸透镜,研究蜡烛成的像,用一块白色的硬纸板作屏,承接烛焰的像,把蜡烛放在离凸透镜距离适当的位置上,调整光屏到凸透镜的距离,使蜡烛焰在屏上成一个清晰的像;然后用一纸板挡住凸透镜的一部分(模拟不完整的凸透镜),观察像的情况.进行实验:(1)把蜡烛放在离凸透镜二倍焦距的位置上,调整光屏到凸透镜的距离为二倍焦距,使烛焰在屏上成一个清晰的像;(2)用一纸板挡住凸透镜的上半部,观察屏上成像的情况;(3)反复遮住与不遮,对比观察两种情况下的成像情况.分析论证:看到的现象是:凸透镜不完整时,仍得到完整的像,但亮度减弱.本实验中,用纸板遮住凸透镜的一部分,被遮住的部分便没有光线通过,相当于将凸透镜打去一半,其效果是一样的.因此得出的结论比较有说服力.得出结论:当凸透镜不完整时,仍能成完整的像,所成的像亮度减弱不如原来的清晰.[课堂小结]同学们,今天这节课我们通过实验探究了凸透镜在不同条件下成像的规律以及凸透镜成像规律的实验中出现的状况.这节课的知识还需要大家多联系实际理解运用.好,这节课就学到这,谢谢![教材习题解答]【教材P124“想想议议”】解:在照相机中,凸透镜成倒立、缩小的实像,像的位置在1倍焦距到2倍焦距之间;物距是大于像距的.在投影仪中,凸透镜成倒立、放大的实像,像的位置在2倍焦距以外;物距是小于像距的.【教材P124“练习与应用”】解:透镜乙应该放在透镜甲的右侧.用透镜甲实验,在光屏上得到缩小的实像,则u>2f甲=40cm,f甲<v<2f甲,即20cm<v<40cm;不改变发光体和光屏的位,换用透镜乙实验,仍在光屏上得到缩小的实像,物距u′>2f乙=20cm,f乙<v′<2f乙,即10cm<v′<20cm.比较可知,更换透镜后像距变小,则透镜乙应该放在透镜甲的右侧.152 答5.解:(1)将光源的高度与其在光屏上所成的像的高度进行比较,判断实像是放大的还是缩小的.(2)当物距等于像距时,物距为焦距的2倍,由表可知2f=20.0cm,f=10.0cm.(3)光源位置应在焦距之内,即物距在0~10.0cm的范围内.6.解:没有指尖的像,也没有指尖的影子.虽然手指指尖遮挡了凸透镜的一部分,但是折射光线仍可以到达光屏上,只是此时所成的像会暗一点.[教材习题解答]【例】某物理实验小组用蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上研究凸透镜成像规律.(1)如果凸透镜焦距为10cm,当透镜到蜡烛的距离为15cm时,移动光屏,在光屏上得到倒立的的实像.(2)当光屏上出现烛焰清晰的像时,如果用遮光板挡住透镜的上半部分,我们观察光屏时,将会在光屏上看到()A.烛焰像的下半部分B.烛焰像的上半部分C.烛焰完整的像,像的亮度变暗D.烛焰完整的像,像的亮度不变解析:(1)根据凸透镜成像的规律,当物体位于凸透镜的1倍焦距之外,2倍焦距之内时,物体通过凸透镜成一个倒立、放大的实像;(2)当用遮光板挡住透镜的上半部分时,蜡烛烛焰发出的光仍有一部分通过凸透镜的下半部分成像.但由于通过凸透镜的光减少,所以成的像亮度变暗.答案:(1)放大(2)C[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第2课时凸透镜成像规律的综合应用【教学目标】体会实验探究活动在认识事物过程中的重要意义,建立生活与物理知识的联系.乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理.【教学重点】发现探究凸透镜成像规律的实验中出现的问题,并能进行正确地分析,想出解决的方法.【教具准备】凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺、照相机、投影仪、放大镜、多媒体课件.【教学难点】掌握凸透镜成像规律在生活中的综合应用.【教学课时】1课时【课前预习】凸透镜成像的规律如图所示,完成填空.1.凸透镜所成的实像都是倒立的,且与物体位于凸透镜的两侧,能(填“能”或“不能”)用光屏承接;虚像都是正立的,与物体位于凸透镜的同侧,不能(填“能”或“不能”)用光屏承接.(A、B为二倍焦距处)2.一倍焦距是成像虚实的分界点,当物距大于凸透镜的一倍焦距时,物体成实像,当物距小于凸透镜的一倍焦距时,物体成虚像.3.二倍焦距是成放大与缩小的实像的分界点,当物距大于凸透镜的二倍焦距时,物体成缩小的实像,当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,物体成放大的实像.4.凸透镜成实像时,当物体从较远处向凸透镜靠近时(物距变小),像到透镜的距离(像距)逐渐变大,像也逐渐变大.【教学过程】152 [巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]通过上一课时的学习,我们知道了凸透镜成倒立缩小的实像、成倒立放大的实像、成正立放大的虚像的条件.我们还进一步学习了照相机、投影仪、放大镜的工作原理,这节课我们将学习凸透镜成像的光路图,探究凸透镜成像规律在生活中的具体应用,并试着做一些关于凸透镜成像的综合性题目,下面我们一起来学习吧![进行新课]判断凸透镜成像时像的变化在第1节“透镜”中我们学习了透镜的光路图.下面我们将进一步利用光路图去分析透镜成像的原理,首先请同学们回忆一下透镜光路图的特点.生:凸透镜对光有会聚作用,来自物体的无数条光线通过凸透镜会聚成像.凸透镜有三条特殊光线,一条是平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后,通过焦点;另一条是经过凸透镜光心的光线,传播方向保持不变;最后一条是从焦点射出的光线,经凸透镜后平行于主光轴射出.同学们说得很好,下面我们再一起分析凸透镜成像时的光路图.教师用多媒体播放课件“凸透镜成像的5种光路图”,并讲解.凸透镜成像的5种光路图(多媒体课件)(1)当物体在2倍焦距以外时,成像光路图如图甲(A、B为二倍焦距处,后同)所示,成倒立、缩小的实像.(可应用于照相机)(2)当物体在2倍焦距时,成像光路图如图乙所示,成倒立、等大的实像.(可应用于确定焦距)(3)当物体在1倍焦距和2倍焦距之间时,成像光路图如图丙所示,成倒立、放大的实像.(可应用于投影仪)(4)当物体在焦点时,光路图如图丁所示,不成像.(5)当物体在1倍焦距以内时,成像光路图如图戊所示,折射光线不能在透镜后会聚成实像,只能是折射光线的反向延长线相交于一点,人眼透过凸透镜能看到正立、放大的虚像.(可应用于放大镜)注意:①由于凸透镜所成的像是通过凸透镜将来自物体的光线会聚形成的,所以凸透镜的大小不会影响透镜能否成像.②像点是所有折射光线会聚而成的,也就是所有折射光线都要过像点.【例1】(多媒体展示)如图所示,处于主光轴上的物体AB经凸透镜后在光屏上成像为A′B′,请你根据图中所给的条件画出凸透镜,并确定焦点F的位置.知识拓展:凹透镜的成像规律如图所示,是将物体放在距离凹透镜的不同位置时的成像光路图,由此光路图可清楚地看出:无论物体放在距离凹透镜的什么位置,均能成正立、缩小的虚像,且距离凹透镜越近,所成的像越大.(A、B为二倍焦距处)[进行新课]解析:连接BB′.交主光轴于O,则O点即为透镜的光心;过O点作出凸透镜,如图所示;过B作平行于主光轴的光线,与透镜相交,连接交点与B′点,与主光轴的交点为F,则F即为透镜右侧焦点;过B′点作折射光线平行于主光轴,交透镜于另一个点,连接交点与B点,交主光轴于F,则F即为透镜左侧焦点;将图中的所有光线标上箭头,光路图即完成.答案:凸透镜成像规律的综合应用1.照相机、投影仪、放大镜中凸透镜成像规律的具体应用我们的照相机、投影仪、放大镜都是根据凸透镜成像规律成像的,能说出它们的原理吗?生1:照相机的原理是物体到凸透镜的距离大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像.152 生2:投影仪的原理是物体到凸透镜的距离在2倍焦距和1倍焦距之间时,成倒立、放大的实像.生3:放大镜的原理是物体到凸透镜的距离小于焦距时,成正立、放大的虚像.我们从前面课程中知道照相机的镜头相当于凸透镜,胶卷相当于光屏,机壳相当于暗室.我们今天又知道,被拍照的景物到镜头的距离远远大于焦距才能在胶卷上得到倒立、缩小的实像.那么照相机中的调焦环、光圈、快门,它们有什么用处?(上节课已简单介绍,这节课要求学生查阅资料后详细分析)生1:照相机中调焦环能调节镜头到胶片的距离,拍摄近的景物时,镜头往前伸,离胶片远一些;拍摄远的景物时,镜头往后缩,离胶片近一些,调焦环上刻着数字,表示拍摄的景物到镜头的距离。生2:光圈是用来控制进入镜头的光的面积,光圈可以开大或缩小,光圈环上刻有光圈数.生3:快门是用来控制曝光时间的,曝光时间可以从快门上的数字知道.生4:现代的照相机可以根据光的强弱来自动调节光圈和快门,得到曝光适度的相片,还能自动测量景物到相机的距离,进行自动调焦.这样高度自动化的相机用起来很方便,即使缺乏摄影经验的人也能照出清晰的相片.所以人们戏称为“傻瓜相机”.同学们讲得很好.看来在下面做了不少工作,我很高兴,那么投影仪的构造呢?看挂图,根据你们收集的资料说出它的构造及作用.生1:投影仪的构造主要有:镜头(相当于一个凸透镜)、投影片(相当于物体)、屏幕(相当于光屏)、聚光镜、光源和反光镜等部分.生2:光源是用来照亮投影片的.生3:聚光镜是由两块螺纹透镜组成,这两块螺纹透镜是用来增大聚光面积,增加投影片的亮度.生4:反光镜是平面镜,作用是把射向投影片的光反射到屏幕上.同学们回答得非常好.现在我们又学习了凸透镜成像规律,那么凸透镜的成像规律在照相机、投影仪、放大镜中有哪些应用呢?[进行新课]教师向学生展示照相机、投影仪、放大镜,然后请三位同学利用凸透镜成像规律分析:①如何让焦距不变的照相机得到更大的实像?②如何让投影仪得到更大的实像?③如何让放大镜得到更大的虚像(提示:虽然在“生活中的透镜”中有简单介绍照相机、投影仪、放大镜的使用方法,但当时这些操作都只是让学生记住或者是从生活经验中知道,并没有结合理论知识去理解,而本次提问探究的目的是要求学生在学习了凸透镜成像规律的基础上,利用物距、像距、焦距之间的关系去解释为什么要这样操作,利用了什么原理,因此这些问题不仅帮助学生进一步理解了凸透镜成像规律,并检验了他们理论联系生活的实践能力.)学生积极思考并鼓励作答的三位同学说出答案.生1:照相机中的凸透镜成实像是利用了u>2f,f<v<2f,若要想得到更大的实像,就要利用“物近像远像变大,物远像近像变小”,即在凸透镜成实像时,随着物距减小,所成像变大,像距也跟着变大;反之随着物距增大,所成像变小,像距也跟着变小.因此我们要让照相机镜头靠近被照物体(缩小物距),同时加大镜头到底片的距离(增大像距).生2:投影仪中的凸透镜成实像是利用了f<u<2f,v>2f,若要得到更大的实像,利用“物近像远像变大,物远相近像变小”的原理,就要让投影仪的凸透镜靠近投影片(缩小物距),同时加大镜头到屏幕的距离(增大像距).生3:放大镜中的凸透镜成虚像是利用了u<f,若要想得到更大的虚像,就要让放大镜远离物体(增大物距),同时物体的像也会远离放大镜(像距增大),但距离不能大于焦距,若物距大于焦距,则起不到放大镜的作用了.教师鼓励学生的回答.并另请三名学生上台进行实际操作演示,以加深印象.【例2】(多媒体展示)小丽组在探究凸透镜成像的规律时,使用的透镜焦距为10cm,他们把蜡烛和凸透镜分别放在如图所示位置,然后调节光屏至合适的位置,则显示出一个倒立、(选填“放大”或“缩小”)的像,像的位置在60cm刻度处的侧(选填“左”或“右”152 ).在照相机和投影仪中,成像情况与此类似的是.解析:从题装置图可以看出,蜡烛距凸透镜的距离是30cm>2f,因此蜡烛在光屏上所成的像是一个倒立、缩小的实像,此时像距应大于1倍焦距小于2倍焦距,即在60cm刻度线的左侧,照相机的成像原理与此类似.答案:缩小左照相机2.凸透镜成像规律的综合应用凸透镜成像规律历来是中考考查的重点,尤其是凸透镜成像规律的实验探究及其生活中的综合应用.要求学生熟练解答,凸显学生综合运用知识、分析问题,解决问题的能力.下面我们就一起来进行相关练习.【例3】(上海中考)在“验证凸透镜成像规律”实验中,某小组同学利用焦距为10厘米的凸透镜、高为3厘米的发光体、光屏和光具座进行实验,将测得的物距u,像距v以及所成像的高L像分别记录在下表中.在验证得到凸透镜成实像的初步规律后,为了进一步研究,他们进行适量的运算,将结果分别记录在下表的后两列中.[进行新课](1)根据实验1~6的数据,分析比较像距v随物距u的变化情况及相关条件,可得出的初步结论是:凸透镜成像时,.(2)根据实验1~6的数据,分析比较像高L像与v/u的变化情况及相关条件,可得出的初步结论是:凸透镜成实像时,.(3)该小组同学继续利用表中的数据及相关条件,分析、归纳得出结论.①根据实验1~3的数据,分析比较物距变化量Δu与像距变化量Δv的大小关系及成像情况,可得出的初步结论是.②根据实验1~6的数据,分析物距u变化时,L像、u+v的变化情况,可得出的初步结论是解析:从表中数据可以看出,物距在不断减小,像距却不断增大,故可得出结论:凸透镜成实像时,像距随物距的减小而增大;(2)从表中的数据看出,像距小于物距,则像高小于物高;像距大于物距,则像高大于物高,进而根据数据进行定量分析,可发现物高与像高的比值等于物距与像距的比值;(3)①根据实验1~3的数据,分析比较物距变化量Δu与像距变化量Δv的大小关系及成像情况可以看出,物距始终大于二倍焦距,且物距从60.0厘米到30.0厘米,变化量较大,而像距从12.0厘米到15.0厘米,变化量较小,故可得出的初步结论是:当物距大于二倍焦距时,物距变化量Δu大于像距变化量Δv;②根据实验1~6的数据,分析比较物距u变化时,L像、(u+v)的变化情况,可得出的初步结论是:当物体成实像时,物距越小,像越大,像距与物距的和(u+v)先变小后变大.答案:(1)像距v随物距u的减小而增大(2)同一发光体,物高与像高的比值等于物距与像距的比值(3)①当凸透镜成缩小实像时,Δu大于Δv②当凸透镜成实像时,物距u减小,像高L像增大,u+v先变小后变大[课堂小结]大家这节课的收获确实不少,我们共同学习了透镜成像的光路分析,并巩固学习了凸透镜成像规律的综合应用.请同学们在课后通过上网查阅资料了解更多关于凸透镜的应用.好,这节课就学到这里,谢谢![教材习题解答]【教材P124“练习与应用”】1.解:照相机利用了物距大于2倍焦距时,物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像的规律.投影仪利用了物距小于2倍焦距、大于焦距时,物体通过凸透镜成倒立、放大的实像的规律.放大镜利用了物距小于焦距时,物体通过凸透镜成正立、放大的虚像的规律.2.解:装水的玻璃瓶相当于一个柱面凸透镜,当把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时,透过玻璃瓶会看到笔逐渐变长,到某一位置时,笔尖突然改变方向.3.解:应该让放大镜离邮票远一点.7.解:应向远离天安门的方向移动,以增大物距,使所成的像变小,这样就可以拍摄到天安门城楼的全景.152 [教材习题解答]【例4】(山东泰安中考)在“探究凸透镜成像的规律”时,当烛焰离透镜13cm时成放大的实像,当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像,则这个透镜的焦距可能是()A.4cmB.6cmC.7cmD.12cm解析:根据凸透镜成像的规律:当烛焰离透镜13cm时,成放大的实像,则烛焰在一倍焦距和二倍焦距之间,而f<13cm<2f,所以6.5cm<f<13cm;当烛焰离透镜8cm时成放大的虚像,则烛焰在一倍焦距以内,即f>8cm,综上所述8cm<f<13cm,故D选项正确.答案:D[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第4节眼睛和眼镜【教学目标】1.了解眼睛的构造,知道眼睛是怎样看见物体的.2.通过了解晶状体的调节过程,知道人眼观察远处和近处物体都能看清楚的原因.3.通过分析近视和远视形成的原因,了解眼睛是怎样矫正视力的.知道用眼常识,并形成爱护眼睛的意识.4.体会科学技术与日常生活密切的联系,有将科学技术应用于日常生活的意识.【教学重点】眼镜是怎样看清物体的,近视和远视的成因及矫正.【教具准备】挂图、眼睛模型、球、书、石块、冰块、盐水杯、多媒体课件.【教学难点】近视和远视的成因【教学课时】1课时【课前预习】1.眼球好像一架照相机.晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像.眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状.当睫状体收缩时晶状体变厚,对光的偏折能力变大.2.近视眼只能看清近处的物体,远视眼看不清近处的物体.3.近视眼镜的镜片为凹透镜,利用该镜对光的发散作用;远视眼镜的镜片为凸透镜,利用该镜对光的会聚作用.4.透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小.焦距越短,折光本领越大.把透镜焦距的倒数叫透镜焦度,平时说的眼镜片的度数等于透镜焦度×100的值.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]眼睛是心灵的窗口.人脑的信息有80%以上是通过人的双眼获得的.人的眼睛就是一个凸透镜,然而随着人们生活节奏的加快和工作、学习压力的增大,近视眼患者越来越多.人眼为什么能感知外界的光和影?人眼又为什么会出现近视和远视现象呢?学完本课,你就会知道了.[进行新课]152 眼睛及其构造教师引导学生看教材P126图5.4-1“眼球主要的结构”,让学生通过挂图讲述眼睛的结构(教师可适当提示).生1:眼睛的主要部分是眼球,眼球近似球体.此外,还有一些附属结构.生2:眼球由角膜、晶状体、瞳孔、虹膜、睫状体、玻璃体、视网膜、视神经等组成.生3:晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜.生4:外界物体反射来的光线,经过角膜,由瞳孔进入眼球内部,再经过晶状体、玻璃体的折射作用,会聚在视网膜上,形成物体的像.生5:视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,我们就看到了物体.同学们回答得很好,下面请大家思考以下题目.(多媒体展示)思考题:(1)眼睛的睫毛、眼皮不属于眼球的构造,属于什么?(2)眼睛睫状体起什么作用?(3)眼睛中瞳孔起什么作用?(4)视网膜起什么作用?(5)既然晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,那么物体能成什么样的像?学生回答:(教师可适当提示,引导学生回答)(1)睫毛和眼皮是眼睛的附属结构,它们可以保护眼睛.(2)眼睛的睫状体的作用是调节晶状体的形状,当睫状体放松时,晶状体比较薄,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼球可以看清远处的物体;当睫状体收缩时,晶状体变厚,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体.(3)眼睛瞳孔的作用能改变大小以控制进入眼睛的光线量,若在一个阳光普照的室外环境下,由于我们的眼睛不用太多光线来观看物体,瞳孔会自动收缩;相反,在漆黑的环境下,由于我们需要更多的光线来看物体,瞳孔便会自动扩张,瞳孔好像照相机的光圈.(4)眼睛中视网膜的作用是把物体成的像的光能转变为神经冲动,再经过通往大脑的神经把神经冲动传入中枢神经系统,到达大脑皮层的视觉中枢,产生视觉,视网膜好像照相机的底片.(5)光线由物体射入眼球,经过角膜和晶状体(相当于凸透镜)的折射,然后到达视网膜形成像,眼睛成的像是个倒立、缩小的实像.大家回答得非常好,说明在课外准备得很充分.我们的眼睛就是这样工作的:光线由我们所观看的物体发出,经过瞳孔(好像照相机的光圈)再由角膜及晶状体的折射(好像照相机的镜头),再会聚在视网膜上(好像照相机的底片)成倒立、缩小的实像.规律总结:正常眼睛的远点在无限远,近点在大约10cm处.正常眼睛观察近处物体时,最清晰而又不疲劳的距离大约25cm,也叫明视距离.而近视眼的明视距离要小于25cm.小组问题讨论:既然眼镜视物与凸透镜有许多类似的地方,为什么在视网膜上成的是倒立、缩小的实像而我们实际看到的却是正立的呢?人眼看物体时,在视网膜上成的是倒立缩小的实像,这个像经过大脑加工处理后就成了我们实际看到的正立的实际物体.[进行新课]近视眼及其矫正我们的眼睛实在了不起,我们不需要像摄影师那样,要考虑到环境的光暗或物体的距离,我们的眼睛会自动作出调节,只要眼睛各部分运作正常,每一次我们均可“摄”取一张美丽动人的“相片”.但是有些人患了近视眼后,单靠自身眼睛的调节已不能使像成在视网膜上,那么近视眼是如何形成的呢?学生认真思考并积极发言,教师进行提示引导.[教师总结]152 近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体.近视眼的晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处某点的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一个点而是一个模糊的光斑了,所以近视眼看不清远处的物体.那么怎么矫正近视眼呢?大家观看教材P127图5.4-3后再回答.生:近视眼可戴近视眼镜矫正.近视眼镜是凹透镜,使来自远处入射的平行光线经过凹透镜发散后再射入眼睛,就能使远处物体的光会聚在视网膜上.教师鼓励学生的回答,然后引导学生回答以下思考题.(用多媒体展示)思考题:(1)青少年近视的常见原因有那些?(2)什么是假性近视?什么是真性近视?(3)怎么预防近视眼?学生回答:(1)青少年近视的原因一般认为主要有两个方面,一是遗传因素,二是环境因素.其中环境因素是形成学生近视眼的主要因素.(2)儿童、青少年眼睛中的晶状体弹性强,睫状体的调节能力大,但是如果看书写字的姿势不正确,书本放得离眼太近,或采光、照明条件不好,或持续用眼的时间过长,都会使睫状体内的肌肉持续收缩.晶状体凸度增大,久而久之,一旦看远方物体时,睫状体内的肌肉就不能放松.变凸的晶状体也不能恢复到正常状态,这样就造成了假性近视.发生假性近视以后,如仍不注意采取有效的防治措施,就会造成变凸的晶状体不能恢复正常,就会变成真性近视.(3)预防近视要做到:①读书、写字姿势要正确,眼与书的距离约33cm.②看书约一小时后休息或远眺几分钟.③不要在直射强光下看书.④不在光暗的地方看书.⑤不躺卧着看书.⑥不在走路时看书.[板书]近视眼及其矫正:近视眼的晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,来自远处某点的光会聚在视网膜前,用凹透镜矫正.[进行新课]远视眼及其矫正在我们身边,我们可以发现除了近视眼患者,还存在一批远视眼患者.那么远视眼是如何形成的呢?学生认真思考并积极发言,教师进行提示引导.[教师总结]远视眼只能看清远处的物体,看不清近处的物体.形成远视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了,在视网膜上形成一个模糊的光斑,所以,看不清近处的物体.那么怎么矫正远视眼呢?大家观看教材P128图5.4-4后再回答.生:远视眼可戴远视眼镜矫正.远视眼镜是凸透镜,是利用凸透镜能使光线会聚的特点,在眼睛前放一个凸透镜,就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上.思考题:(1)老花眼是怎么形成的?(2)眼镜的度数是怎么来的?学生回答:(1)老花眼产生的原因是由于老年人的晶状体弹性变差,调节能力减弱的缘故,是生理性变化引起的,看远物不需要晶状体的调节,但在看近物时,需要配戴凸透镜.(2)透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小.焦距越短,折光本领越大.通常把透镜焦距的倒数叫作透镜焦度.用Φ表示,即Φ=1/f.[教师总结]如果远视很严重,所戴老花镜(凸透镜)的折光本领应该大一些,透镜焦度就要大一些,平时说的眼镜片的度数,就是镜片的透镜焦度乘100的值.例如:100度远视镜片的透镜焦度是1m-1,它的焦距是1m.152 凸透镜(远视镜片)的度数是正数,凹透镜(近视镜片)的度数是负数.[板书]远视眼及其矫正:远视眼的晶状体太薄折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,来自近处某点的光还没会聚成一点就到达视网膜了,用凸透镜矫正.[课堂小结]今天我们学习了神奇而高级的照相机——眼睛,也学习了近视眼、远视眼的成因及矫正.我们为自己有一双明亮的眼睛而自豪.如何科学用眼,对于青少年来说是非常重要的,这就要求我们平时要养成科学用眼的好习惯.谢谢!思想方法:凸透镜和凹透镜的光学性质对比,凸透镜成放大与缩小实像的对比,近视眼与远视眼的成因及矫正对比,望远镜与显微镜的构成的对比.答教材P129【“练习与应用”】1.解:看近处物体时,凸透镜焦距变小;看远处物体时,凸透镜焦距变大.图中模拟的是近视眼看远处物体的成像情况,应用凹透镜矫正.矫正时应看远处的物体.2.解:(1)模拟远视眼,他应向靠近凸透镜的方向移动光屏.(2)需要在发光物体和凸透镜之间放置一个凸透镜才能使光屏上再次出现清晰的像.3.解:小明的爷爷看报纸时要戴上眼镜,说明他看不清近处的物体,这是由于晶状体太薄,折光能力太弱,来自近处物体的光所成的像在视网膜后,由于老花镜(凸透镜)对光有会聚作用,所以小明爷爷戴的是老花镜.4.解:读书写字时离课本太近,过度使用眼睛,眼睛得不到足够的休息等习惯会导致近视.做眼保健操,保持良好的用眼习惯等可以预防近视.[教材习题解答]【例】(山东烟台中考)在模拟近视眼的实验中,将蜡烛放在离凸透镜较远的位置,如图所示,给凸透镜“戴”上近视眼镜,此时光屏上能成一清晰的像;若“取”下近视眼镜,为使光屏上的像清晰,在保持烛焰和透镜位置不变的条件下,应该将光屏()A.远离透镜B.靠近透镜C.靠近透镜和远离透镜都可以D保持在原来的位置解析:近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,如果“取”下近视眼镜,相当于将入射光线会聚一些,成的像会靠近透镜,所以应将光屏靠近透镜,故B选项正确.答案:B[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第5节跨学科实践:制作望远镜课堂互动探究【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]PPT展示各种望远镜图片.在探索宇宙的过程中,人类离不开什么观测仪器呢?对,那就是望远镜.152 仰望灿烂的星空,借助望远镜可以将遥远的星空拉近一些.为什么望远镜可以帮助人看得更远呢?今天这堂课我们就研究望远镜的光学原理,并制作简易望远镜.[进行新课]知识点1了解望远镜的基本原理1.望远镜教师播放PPT,学生查阅相关资料.总结:望远镜有不同的类型,其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的.靠近眼睛的叫作目镜,靠近被观察物体的的叫作物镜.物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大.【学生实验】取两个焦距不同的放大镜,一只手握一个放大镜,焦距短的放在眼前作为目镜,焦距长的作为物镜.远离眼睛,通过两个透镜看前面的物体,调整两个放大镜间的距离,你会发现什么现象呢?【现象分析】利用距离物体较近的凸透镜使远处的物体成缩小的实像,这个实像再经过距离眼睛较近的凸透镜放大,就能看清楚较远处的物体了.【教师提问】这就是自制简易望远镜了.你能总结望远镜的结构及成像特点吗?【教师总结】拓展延伸[进行新课]【教师PPT展示】成像光路图,并播放视频总结望远镜的相关知识.视角与望远镜的放大倍率【教师提问】细心的同学可能会有疑问:物体距离物镜很远,它的像却离物镜很近,根据前面探究的结果,这样所成的像是缩小的,为什么使用望远镜观察物体时会感到物体被放大了呢?【点拨】原来,我们能不能看清一个物体,它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要.视角的大小不仅和物体本身的大小有关,还和物体到眼睛的距离有关.望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角就可以变得很大.【教师PPT展示】影响视角的因素:物体大小与物体远近.记忆口诀:距定物大视角大,物定距大视角小.【教师板书】1.视角的定义:从物体从物体两端向人眼所引的两条直线的夹角.2.视角的影响因素:视角的大小与物体本身的大小和物体到眼睛的距离有关.物体越大,物体距离眼睛越近,视角越大.3.开普勒望远镜的放大倍率:分析表明,开普勒望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比.深度理被观察的物体通过望远镜,第一次成倒立、缩小的实像,“倒立”是相对于物体而言的;第二次成正立、放大的虚像,“正立”是相对于第一次所成的像而言的.所以人眼通过望远镜看到的是物体倒立的像.深度理使用望远镜时感觉物体被放大的原因我们感觉到物体的大小取决于被观察的物体对眼睛所成的视角的大小.望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角就可以变得很大,所以感觉物体被放大了.[进行新课]拓展显微镜显微镜的构造152 物镜的作用相当于投影仪的镜头,被观察的物体经物镜成一个倒立、放大的实像,该像落在目镜焦点以内;目镜的作用相当于一个放大镜,把物镜所成的实像再次放大.两次放大后,我们就可以看清肉眼看不见的微小物体,知识点2设计与制作简易望远镜【项目提出】科学家利用巨大的天文望远镜接收到来自遥远星系的信息.通过分析这些信息,人们对宇宙了解得越来越深入了.根据透镜成像的知识,同学们也可以自己制作一个如图所示的望远镜.【项目分析】要自己制作望远镜,同学们需要完成以下任务.1.了解望远镜的基本原理.2.设计一个望远镜,能够用它观察校园内远处的物体.3.根据你的设计方案,选用合适的器材,制作一个望远镜.【项目实施】设计简易望远镜自制的望远镜可以采用单片的凸透镜作为目镜和物镜.(1)确定望远镜的放大倍率:为了让成像质量好一些,其放大倍率不宜过大,取放大倍率为2~3倍即可.[进行新课]选择物镜和目镜:望远镜的物镜和目镜可以选择老人阅读用放大镜的镜片,也可以使用老花镜的镜片,还可以直接购买凸透镜.利用本章所学知识测量凸透镜的焦距,并根据放大倍率的要求,选择适当焦距的凸透镜分别作为物镜和目镜.在选择两块凸透镜时,除了需要满足焦距的要求,物镜的直径还要比目镜的直径大一些.测量凸透镜的直径,以便制作直径合适的镜筒.应选择焦距较长、直径较大的凸透镜作为物镜,焦距较短、直径较小的凸透镜作为目镜.设计镜筒:在用望远镜对不同远近的物体进行观察时,需要调节两块凸透镜间的距离.如图所示,镜筒可以设计成两段,让物镜的镜筒较目镜的镜筒粗一些,这样套在一起,便于在使用时调节.观察最远处的物体时,两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和;观察较近处的物体时,两块凸透镜间的距离要稍大一些.2.制作及调试望远镜(1)制作:根据所选凸透镜的焦距和直径制作镜筒.例如,可以选用焦距约为20cm,直径约为5cm的物镜;焦距约为10cm,直径约为4cm的目镜.同学们可以想一想:对于上图所示的制作方案,你有没有办法减小望远镜两个镜筒间的缝隙?另外,还应注意每段镜筒的长度需合适,以便留出前后调节的空间.根据凸透镜的焦距、直径等数据,以及对镜筒长度的要求,我们可以利用现成的圆筒状物品(如装羽毛球的筒),也可以通过截取适当尺寸的长方形纸板(如瓦楞纸板或其他材料),并把它卷起来制成镜筒.(2)试用与调整:把目镜镜筒插入物镜镜筒内,把目镜放到眼前,通过望远镜观察远处的物体.在观察时要通过对镜筒长度的调节,改变物镜与目镜间的距离,直到在望远镜中看到远处物体清晰的像为止.【展示交流】同学们向其他同学展示自己的成果,介绍你的制作方案,分享你的收获.例如,在制作望远镜的过程中,你发现了哪些问题?你是如何改进的?还要倾听其他同学的讲解,看看对你有什么启发.同学之间相互评价,比一比谁的望远镜更完善.使用望远镜看到正立的像的方法152 (1)使用两个相互垂直的平面反射装置把所成的像先上下颠倒一次,再左右颠倒一次.(2)物镜使用凸透镜,目镜使用凹透镜.方法指减小望远两个镜筒间的缝隙的方法:(1)截取适当尺寸的长方形纸板,在目镜镜筒上进行缠绕以填充缝隙;(2)选用的两个凸透镜的直径不要相差过大注意:观察最远处的物体时,两块凸透镜间的距离约等于两块凸透镜的焦距之和;观察教近处的物体时,两块凸透镜间的距离要稍大一些.【教学后记】本章复习和总结【教学目标】1.了解凸透镜和凹透镜,以及透镜的焦点和焦距.2.了解生活中的透镜:照相机、投影仪、放大镜、显微镜和望远镜.3.理解凸透镜成像的规律.4.了解眼睛成像原理,以及近视眼、远视眼的成因和矫正.【教学方法】1.观察法:观察生活中的透镜以及眼睛的构造和各部分的作用.2.实验法:会使用光具座等进行凸透镜成像的实验.【教具准备】多媒体课件.【教学课时】1课时【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可有针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的理解.[进行新课]透镜【例1】一条光线与凸透镜主光轴夹角为60°,斜向上入射到放在主光轴上方的平面镜上,如图甲所示,入射光线与镜面夹角为30°,请完成经平面镜反射后的光路,并标明光射向平面镜时的反射角的度数.解析:首先根据光的反射定律,作出反射光线,由于反射角等于入射角,所以反射角等于60°;则可得射入凸透镜的光线与主光轴平行,根据光的折射规律,折射后的光线经过焦点F.答案:如图乙所示.【例2】请在图中画出入射光线或折射光线.解析:透镜作图的三条特殊光线:①过光心的光线经透镜后不改变方向;②平行于主光轴的光线经透镜后过焦点;③过焦点的光线经透镜后平行于主光轴.答案:规律总结:凸透镜:中间厚、边缘薄,对光有会聚作用.凹透镜:中间薄、边缘厚,对光有发散作用.[进行新课]152 【例3】请在如图甲、乙所示的虚线框内分别画一个适当的光学器件,使它满足图中改变光路的要求.解析:图甲中,将入射光线延长便知,光线通过透镜后被发散了,故框中应是凹透镜.图乙中,双箭头的入射光线通过透镜被折射到下方去了,而单箭头的入射光线通过透镜被折射到上方去了,显然,图乙中应是一个凸透镜,并且凸透镜的焦点在虚线框内.答案:凸透镜成像规律【例4】如图所示,当光屏、蜡烛、凸透镜的位置如图所示时,恰能在光屏上得到一清晰的像,由此判断,凸透镜的焦距().A.一定大于20cmB.一定小于8cmC.一定在10cm到20cm之间D.一定在8cm到10cm之间解析:光屏上能得到的像是实像,由图知像距v=16cm,小于物距u=20cm,显然是个缩小的实像,而凸透镜成缩小实像的条件是物体到透镜的距离大于2倍焦距,即u>2f,则f<10cm.而成缩小的实像时,像距在大于焦距、小于2倍焦距的范围内,即f<v<2f,则f>8cm,故8cm<f<10cm.答案:D【例5】(多选)某同学在探究凸透镜成像的规律时,在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像(如图所示),为使光屏上清晰的像变大些,下列调节方法可行的是()A.将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜B.将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜C.将透镜适当靠近蜡烛D.将透镜适当靠近光屏规律总结:凸透镜成像规律(1)不论成实像还是虚像,成放大的像时必定像距大于物距,成缩小的像时必定像距小于物距.(2)u=f是成虚像和实像的分界点,当物距大于透镜的一倍焦距时,物体成实像,当物距小于透镜的一倍焦距时,物体成虚像.(3)u=2f是成像大小的分界点,当物距大于透镜的二倍焦距时,物体成缩小的像,当物距小于透镜的二倍焦距时,物体成放大的像.(4)凸透镜所成的实像都是倒立的,虚像是正立的.(5)成实像时,当物体从较远处向透镜靠近时(物距变小),像到透镜的距离(像距)逐渐变大,像也逐渐变大.解析:根据凸透镜成像规律可知,要使光屏上的像变大,应减小物距,增大像距,B,C选项正确.答案:BC透镜的应用【例6】在农村放映电影,试镜头时,发现屏上的影像小了一点,应当怎样调整放映机()A.放映机离屏远一些,胶片离镜头远一些B.放映机离屏远一些,胶片离镜头近一些C.放映机离屏近一些,胶片离镜头远一些D.放映机离屏近一些,胶片离镜头近一些解析:这是一道凸透镜的应用题,电影放映机镜头(凸透镜)的焦距是不变的,根据凸透镜成像规律,胶片距透镜焦点的距离越近,屏上成的像越大,同时,屏离透镜越远.凸透镜成像,物体越靠近焦点,成的像越大,此时像离凸透镜越远(实像、虚像都有这个规律).反过来,物体离凸透镜越远,成的实像越小,像越靠近焦点.答案:B152 【例7】用照相机拍摄水池底部的物体时,若保持照相机的位置不变,比较池中有水和无水两种情况(假设两种情况下,人眼看到的物体等大),则有水时().A.暗箱应略短一些,得到的像会略大些B.暗箱应略短一些,得到的像会略小些C.暗箱应略长一些,得到的像会略大些D.暗箱应略长一些,得到的像会略小些解析:池底的物体在有水与无水两种情况下,相对于照相机镜头的距离是不同的;由于光的折射作用,池中有水时相当于物距减小了.根据照相机成像原理,当物距减小时,像距变大,要在胶片上得到物体清晰的像,应将暗箱适当拉长一些,同时,胶片上的像将比原来的像略大一些.正确选项为C.答案:C眼睛及视力矫正【例8】如图所示,把一副近视眼镜放在凸透镜前,移动光屏,使光屏上得到了一个清晰的像,若取下眼镜,则光屏上的像变模糊了,此时,要想得到清晰的像,则光屏应向移动,如果此时在凸透镜前再放一副远视眼镜,要想得到清晰的像,则光屏应向移动.解析:此题实际考查的是近视眼和远视眼的成因及矫正方法.近视眼的成因之一是晶状体太厚,来自远处某点的光会聚在视网膜前,到达视网膜上的是一个模糊的光斑.可以利用凹透镜能使光线发散的特点来矫正.远视眼是由于来自近处某点的光还没有会聚到一点就到达视网膜了.我们可以利用凸透镜能使光线会聚的特点来矫正.答案:凸透镜凸透镜透镜的应用(1)照相机:利用u>2f时,按凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作.(2)投影仪:利用f<u<2f时,按凸透镜成倒立、放大实像的原理工作.(3)放大镜:利用u<f时,按凸透镜成正立、放大虚像的原理工作.(4)眼睛:晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成一个倒立、缩小的实像;眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状,从而改变晶状体的焦距来看清远近物体.患近视,像成在视网膜前,应佩戴对光线有发散作用的凹透镜来矫正;患远视,像成在视网膜后,应佩戴对光线有会聚作用的凸透镜来矫正.(5)显微镜:载物片上装载的被观察的物体通过物镜成一个放大的实像,该实像刚好处于目镜焦点以内,通过目镜成一个放大的虚像.(6)望远镜:物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成缩小的实像,目镜相当于一个放大镜,把实像进行放大.【例9】老花镜的“度数”等于它的焦距的倒数乘100.请设计一个粗测老花镜度数的最简单方法.要求写出所用器材、操作步骤和计算公式.解析:在解答本题时,可先不用管“度数”的概念是什么,应首先测出镜片的焦距.答案:(1)晴天把镜片放在阳光下,使光线与镜片垂直;(2)调整镜片与地面的距离,使地面上的光点(或光斑)最小、最清楚;(3)以米为单位用刻度尺测量镜面到地面上光点的距离,用f表示;(4)根据计算公式:镜片度数=100/f.[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.[教材习题解答]教材P136【“复习与提高”】1.近视眼镜镜片是凹透镜,对光有发散的作用,故其后面的区域比眼镜周围暗.2.为使景物在薄膜上成缩小的像,应使薄膜和镜头间的距离在1倍焦距到2倍焦距之间,即10cm到10cm之间.如果想让景物的像变大,那么应使镜头靠近景物,同时薄膜远离镜头.[教材习题解答]3.(1)这样做的目的是使像呈现在光屏中央.152 (2)这个像比原来的像大.当他把凸透镜移动到光具座34cm刻度位置时,又呈现一个清晰的像,此时物距小于像距,成倒立、放大的实像,光屏上原来呈现的是倒立、缩小的像,故这个像比原来的像大.(3)这个判断正确.当物距u=40cm,像距v=24cm时,光屏上呈现一个倒立、缩小的像,则焦距f满足关系u=40cm>2f,f<v=24cm<2f,解得12cm<f<20cm,故这个判断正确.4.由表中数据可知,当物距u=30cm时,像高等于物高,根据凸透镜成像规律可知,此时u=2f,故该凸透镜的焦距f=15cm.由表中数据可知,当物距u>45cm即u>3f时,实像高度将小于光源高度的一半.5.(1)阴天时可以用远处灯泡发出的光代替太阳光测焦距.(2)航拍摄像机所拍的像为倒立、缩小的实像,感光元件到镜头的距离是像距,因航拍时物距远大于焦距,则像距无限接近焦距,即感光元件到镜头的距离约为50mm.6.7.放大镜和玻璃板上的水滴都相当于凸透镜,水滴的作用是使物体成一个放大的实像,相当于显微镜的物镜;放大镜的作用是使实像放大,相当于显微镜的目镜.因此,调节放大镜和水滴间的距离,使其成为显微镜,就可看清玻璃板下的微小物体.8.略.【教学后记】第六章质量与密度本章是八年级上册的重点章,也是难点章.本章涉及“质量”和“密度”这两个重要物理量.通过讲述质量和天平的使用方法,以及密度概念的引入和测量,使学生对物质及其属性有进一步定量的认识.本章共有4节:1.第1节“质量”,考虑到初中学生的年龄特点,因此用“物体中所含物质的多少”引入质量概念,并且直接给出了质量单位及其换算关系.通过“小资料”栏目列举一些物体质量的大小,使学生对物体质量有具体的认识.关于质量的测量,课本介绍了托盘天平的使用方法.2.第2节“密度”,首先让学生体会到体积相同的不同物质(木块、铝块、铁块)的质量不等,表明物质在这方面的性质上存在差异.然后让学生进行“同种物质的质量和体积关系”的探究.利用探究结果:同种物质的质量与体积成正比,且单位体积的同种物质的质量是一个定值,不同物质单位体积的质量不同.因此,可用单位体积的质量来表征物质的这种特点.从而引出密度的概念及其单位,让学生了解密度与温度的联系.3.第3节“测量液体和固体的密度”,让学生学习使用天平、量筒测量物体的质量和体积,最后用ρ=m/V计算出物质的密度.4.第4节“密度的应用”,了解密度知识的实际应用,运用密度知识解释一些自然现象,以及学会用密度知识去解决一些实际问题.【教学目标】1.在物理观念方面:能认识质量的含义,理解密度;运用密度知识解释生产生活中的相关现象,解决与密度有关的实际问题.2.在科学思维方面:能通过密度概念的建构,体会用物理量之比建构物理概念的意义;能运用密度知识,对一些说法进行质疑,并能基于证据发表自己的见解.152 3.在科学探究方面:能完成“用托盘天平测量物体的质量”“探究物质的质量与体积的关系”“测量盐水的密度”“测量小石块的密度”等实验;会用相关器材进行测量,得到测量结果.4.在科学态度与责任方面:能感受物质世界的多样性与统一性,能在探究物质密度的过程中保持对物质世界的好奇,体验应用密度等知识解决实际问题的喜悦.【教学重点】天平、量筒的使用,密度概念的引入,密度公式的应用及其物质密度的测量.【教学难点】质量、密度的理解,密度的测量与计算,以及运用密度知识解决一些实际问题.本章共有4节,建议5课时.第1节质量………………………………………..1课时第2密度…………………………………………1课时第3节测量液体和固体的密度……………………1课时第4节密度的应用……………………………1课时本章复习和总结…………………………………….1课时【教学方法】1.控制变量法:在研究质量和体积的关系时,我们采用了控制变量法,利用同种物质,来研究质量与体积的关系;在体积相同时,可以探究不同物质的质量与体积的比值关系.2.实验探究法:通过实验探究来理解密度是物质的一种特性,从而能利用密度的概念来解释生活现象,应用密度公式计算,解决问题.第1节质量【教学目标】1.通过分析一些实例了解质量的初步概念,知道质量的单位及其换算.2.通过实际操作,掌握天平的使用方法,学会用天平测量固体和液体的质量.3.通过观察、实验,认识质量是不随物体的形状、物态、空间位置而变化的物理量.4.通过使用天平的技能训练,培养学生严谨的科学态度与协作精神.【教学重点】1.质量概念的理解;质量是物体的一个基本属性,它不随物体的形状、所处的空间位置、物态的变化而变化.2.知道实验室测量物体质量的工具——天平,会正确地称量物体质量.【教具准备】练习本1个、矿泉水1瓶、金属块1个、水槽、玻璃杯、水、胶头滴管、托盘天平(带砝码)、杆秤、多媒体课件.【教学难点】1.能正确理解质量、物质、物体之间的区别和联系.2.对天平的结构有一个具体的认识,会正确使用托盘天平.3.用一些特殊方法测量物体质量.【教学课时】1课时【课前预习】1.物体所含物质的多少叫作质量,它与物体的形状、物态和所处的空间位置无关.2.1t=1000kg,1kg=1000g,1g=1000mg.3.实验室测量质量的仪器是天平,日常生活中测量质量的仪器有杆秤、台秤等.4.质量很小(小于天平的感量)的物体可以利用累积法进行测量.5.用天平先称出空烧杯的质量为m1,再称出烧杯和水的总质量为m2,则烧杯中水的质量为m2-m1.6.在使用天平之前要注意以下几条要求:被测物体不能超过天平的称量;要用镊子加减砝码,不能用手接触砝码,不能把砝码弄湿、弄脏;潮湿的物体或化学药品不能直接放到天平的托盘上.【教学过程】152 [巩固复习]教师引导学生复习上一章内容,并讲解学生所做的习题(教师可有针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]我们知道组成物体的物质是有多有少的,也就是说物体中所含物质质量的多少不同.谁来说一说下面甲、乙两人所说的“质量”的含义是否相同?甲:这袋米的质量是多少?乙:这种米的质量如何?生:甲说的质量是指这袋米所含米这种物质的量有多少;乙说的质量是指这种米是否有杂质、是否变质等.同学们以上的分析都很好.在物理学中,把物体所含物质的多少叫作质量.这就是今天我们要学习的内容.[进行新课]质量1.质量的概念请同学们结合日常的观察,再举些身边的事例来说明对质量这个物理量的理解.生1:课桌和凳子都是由木头组成的,它们所含有的木头的多少不一样.生2:书和练习本都是由纸组成的,它们所含有的纸的多少不一样.同学们说得很好.由此可见,大家认识了质量这个物理量是表示物体所含物质的多少.[板书]物体所含物质的多少叫作质量,用字母m表示.2.质量是物体的一种属性同学们,请大家认真观察下面的实验(老师演示实验):①出示课本,把书卷成筒状;②把书由讲台拿到教室后面;③出示装满水的矿泉水1瓶.请学生回答下列问题:(1)上述情况下,书的形状改变了,它的质量是否改变?(2)书的位置改变了,它的质量是否改变?(3)假如把书带到月球上,它的质量是否改变?(4)当这瓶水放入冰箱里面冻成冰时,它的物态改变了,它的质量是否改变?学生观察、交流、分析、讨论,然后回答:没有改变.老师鼓励学生积极发言,并得出结论.[板书]质量是物体的一种基本属性,它不随物体形状、位置、温度、物态的变化而变化.简称“四不变”.注意:质量是“物体”的属性,不是“物质”的属性,别混淆.老师接着举例进一步帮助学生理解(也可以让学生自己举例说明):①橡皮泥捏成不同的小人,尽管橡皮泥的形状发生了变化,但橡皮泥的质量没变;知识拓展:物体与物质的区别:物体有一定的形状,占据一定的空间,是有体积和质量的实物;物质是构成物体的材料.[进行新课]②我们将从超市里买的商品带回家,虽然位置变了,但商品所含物质的多少没变,所以物体的质量不随位置的变化而改变.③随“天宫一号”进入太空的摄像机等设备回到地面后,设备的位置变化了但其质量没变.④冰块受热熔化成了水,水又变成水蒸气,整个过程中温度和物态发生了变化但其质量没变.3.质量的单位152 一杯水我们喝了一口后,杯中水的质量减少了,那到底减少了多少呢?如何准确表示水的质量呢?因此,我们必须知道质量的单位.不同的国家质量的单位不同,如我国过去一直用的质量的单位有斤、两、钱,现在用的单位:千克(公斤)、克、毫克、吨;英、美国用磅、盎司.国际上为了便于交流、合作,统一了质量的国际单位为:千克,符号是kg.[板书]质量的单位:千克,符号是kg.比千克小的单位有克(g)、毫克(mg),比千克大的单位有吨(t).它们之间的换算关系:1t=103kg,1kg=103g,1g=103mg.1千克和1克到底多大?我们平时说一个鸡蛋大约是50克,一个苹果大约是100克,一立方水约为1吨.请大家阅读教材P140《小资料》,感性认识“吨”、“千克”、“克”的大小,然后说说你们各自的体重是多少?学生积极举手踊跃回答.【例1】(贵州黔西南州中考)一张课桌质量约为()A.800gB.8kgC.0.08tD.8000mg解析:对生活中常见物体质量的估测是我们应具备的能力之一.一个苹果的质量约150g,一位中学生体重约50kg,而课桌质量在两者之间,观察各选项,只有B符合.答案:B质量的测量我们到商店、超市去买米、水果之类的东西时,售货员用什么工具称量货物的质量?生:电子秤.同学们再想一想,除了电子秤可以测量质量外,我们还见到哪些测量质量的工具?生(踊跃回答):测体重用磅秤;到菜场买菜看到用杆秤;称量汽车的质量用地中衡……同学们回答正确,说明你们平时关心生活、热爱生活,大家就应该这样善于观察.其实,在我们实验室里测量质量的工具是天平,包括托盘天平和物理天平(也叫学生天平)两种.杆秤是我国古代劳动人民发明的,已经应用了许多年了,希望同学们今后能发明出更便于使用、更精确的测量质量的仪器,其实在实验室中,我们一般用托盘天平称质量.[板书]1.常用的测量工具:电子称、台秤、案秤、杆秤等.2.实验室用的测量工具:托盘天平、学生天平(物理天平).课外链接:1盎司=28.35g1磅=0.4536kg1斤=500克=10两[进行新课]1.托盘天平的构造教师拿起托盘天平实物,逐一介绍天平各个部件的构造和作用.教师可以进一步提问,让大家思考为何天平要这样设计,有何作用.(学生讨论、交流并发表看法).[板书]托盘天平的构造:底座、托盘(两个)、横梁、标尺、游码、平衡螺母、指针、分度盘及相配套的砝码.2.托盘天平的使用老师提出下列问题,并引导学生思考:(多媒体展示)思考题:(1)如何利用天平测量固体的质量?(2)如何利用天平测量液体的质量?(3)如何利用天平称取一定质量的固体和液体?下面我们就来探究上面这些问题.各小组准备好天平和砝码、被称物体(被称物体质量不宜过大,也不宜过小).首先,请同学们认真观察老师的操作,仔细琢磨老师的讲解,然后进行规范操作.托盘天平是比较精密的测量仪器,我们必须严格按照它的使用方法正确进行操作,否则会测量不出正确的结果,甚至损毁天平.下面我们一起学习托盘天平的使用方法.152 教师引导学生独立完成调节天平的实验.教师巡视指导,并提出下列思考题:(用多媒体展示)思考题:(1)将游码移到标尺上的“0”刻度线上时,是游码左边还是右边与“0”刻度线对齐?(2)横梁平衡的标志是什么?(3)若横梁左边高右边低,应将右边的平衡螺母向哪边调?如果是右边高左边低,又该如何调?学生回答:(教师适时点评)(1)游码的左边对齐“0”刻度线.(2)横梁平衡的标志是指针指在分度盘的中线处.(3)左端高时,平衡螺母向左移动;右端高时,平衡螺母向右移动.大家从实践中,获得的经验非常好,可以总结:调节天平平衡时,哪端高就将平衡螺母往哪端调.(便于学生记住)请同学们思考为什么加砝码时,要按从大到小的顺序添加?(教师可将“从大到小”和“从小到大”的两种加砝码情况演示给学生看,并让学生观察哪种容易,便于较快进行测量)生讨论后得出结论:按从大到小的顺序加砝码更加便于测量.3.托盘天平的读数教师引导学生仔细观察托盘天平的刻度线和砝码,然后思考下列问题:(用多媒体展示)思考题:(1)砝码盒里有多少种不同质量的砝码?(2)天平标尺上一小格相当于多大质量的砝码,标尺上最右端表示多少克?(3)读数时,是以游码左边还是右边所对应的刻度线为准?(4)读数时,是先读大砝码还是小砝码?(5)物体的质量如何计算?学生回答:(讨论、交流后积极发言)(1)砝码盒里一般有4种砝码(50g,20g,10g,5g)(答案不唯一,合理即可)特别提醒:(1)向盘中加减砝码时要用镊子,不能用手拿;(2)不能把砝码弄湿,弄脏;(3)潮湿的东西或化学药品不能直接放到天平的托盘里.特别提醒:由于把液体从烧杯中倒出时杯壁有液体残留,所以应先测空杯的质量,后测烧杯和液体的总质量.规律总结:由于液体不能直接放在托盘内,因此要借助容器测量,测量的一般步骤为:①把天平放在水平台上,把游码拨到标尺左端零刻度线处;②调节横梁右端的平衡螺母,使横梁平衡;③将空杯放在左盘,称量出空杯的质量为m1;④把液体倒入空杯内,再一次称出空杯和液体的总质量为m2;⑤则液体的质量为m2-m1.[进行新课](2)标尺上每个小格代表0.2g(答案不唯一,合理即可)(3)读数时,以游码左边对应的刻度线为准.(4)先读大的砝码,后读小的砝码.(5)被测物体的质量等于右盘中全部砝码的质量之和加上游码所对应的刻度值,即m物=m砝+m游.质量的特殊测量1.累积法测质量若你手中有叠薄纸,要测出其中一张的质量.你会怎么办呢?生1:先称出一块铁的质量,再称出一块铁和一张纸的总质量,然后用总质量减去这块铁的质量.生2:取出10张薄纸称出总质量,然后除以张数10,就可以得到一张纸的质量.152 生3:取出较多张数的纸(如100张),称出总质量,然后除以所取纸的张数,就得到一张纸的质量.[教师总结]当物体质量太小,小于天平的感量时,不能准确测出物体的质量.应采取累积法(测多算少)取同样的物体若干,直到天平能测出其总质量为止,然后用总质量除以数量.2.质量测量技巧的应用如图所示,测量自己所在地区在地图上的面积,但发现自己所在的地区的地图形状不规则.你会怎么处理?生:将地图上的A地区大小不变地描在一块硬纸板的左边,在右边画上一个边长为B的正方形.用剪刀分别将A和正方形剪下,分别用天平测量它们的质量mA、mB.测出正方形的边长,根据SA/SB=mA/mB,即可求出A的面积SA=SBmA/mB.[教师总结]硬纸板的质地是均匀的,纸板A和B的面积之比等于质量之比,这样就可以求出A的面积了,其实生活中还有很多质量测量的应用,大家平时在生活中要留心发现.天平使用中常出现的错误和问首先,请大家回忆一下,前面我们在第三章学习温度计的使用中有哪些注意事项,接下来我们可以试着去推知托盘天平的注意事项.生(踊跃回答):①每个天平都有自己的“量程”,也就是它所能称的最大质量,被测物体的质量不能超过天平的量程.②向盘中加减砝码时,要用镊子,不能用手接触砝码,不能把砝码弄湿、弄脏.③潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的盘中.教师可以就学生上述3个回答,进行提问:为什么要这样做?如果不按照这个要求会有什么问题?学生思考、讨论,教师可以参与,必要时进行引导.生1:如果被测物体的质量超过了天平的量程,则测不出结果,还可能把天平损坏.小组问题探讨:回忆使用天平的一般步骤,若物体的质量超过它的量程,是不是就测不出来了呢?若能又该怎么测呢?[进行新课]生2:用手直接接触砝码,会把砝码弄湿、弄脏.生3:在盘中放潮湿的物品和化学药品,容易使砝码生锈和腐蚀天平,会造成测量结果不准确.同学们分析得很正确!请大家务必记住并在以后的操作中遵循上面的注意事项.[板书]天平使用中常出现的错误和问题:①被称量物的质量超过天平的量程;②用手拿取砝码;③腐蚀物直接放在托盘上;④托盘里左码右物造成称量错误;⑤称量过程中再次调节平衡螺母来使天平平衡;⑥称量过程中移动天平的位置.请大家思考,如何用天平称量一定质量的水?如称取22.5g的水.生讨论、交流后发表看法:先称量出容器的质量m1,然后称量出容器和水的总质量m2,二者之差即为水的质量m=m2-m1.思路很正确,但是如何才能做到两者之差刚好是所需要的水的质量呢?生:先称量出容器的质量m1,要称取的水与容器的总质量就为m1+22.5g,那么在称量总质量前,不妨在右盘中加入20g砝码一个,游码移到标尺上2.5g刻度值处,然后在左盘容器中逐渐加水至天平横梁恢复平衡为止.老师将这个称量22.5g水的实验演示给学生看,提醒学生当天平接近平衡时,改用胶头滴管进行吸取或添加少量的水.学生分组进行“称量固体质量”、“称量液体质量”、“称量一定质量的固体”、“152 称量一定质量的液体”的实验,老师巡视指导,在巡视时,教师注意指导学生正确地操作并试着让学生自己解决在操作中出现的错误和问题.课堂小结大家这节课的收获确实不少,我们共同学习了质量的概念和表示质量大小的单位及质量的测量工具,我们知道质量是物理学中一个重要的概念,是属性量,它不随物体形状、位置和物态(温度)的改变而改变.我们还知道了用天平怎样测量物体质量并会解决测量中常出现的故障问题,了解了巧妙地利用天平进行间接测量的方法.相信在大家的努力下,不久的将来会有更高级、更精密的测量物体质量的仪器产生.好,谢谢!方法总结:用天平称物体质量后的常规读法,是用砝码的质量与游码的示数相加,但有时在测量过程中,误将物体砝码位置放反,或游码未回零等情况,我们也可以用巧妙的方法读取物体的正确质量数值.具体方法如下:(1)对于左物右码、游码归零这种情况:m物=m砝+m游;(2)对于左物右码、游码未归零(原来示数为m0)这种情况:m物=m砝+m游-m0;(3)对于右物左码、游码归零这种情况:m物=m砝-m游.[教材习题解答]【教材P140“想想议议”】解:质量是物体的一个基本性质,它不随物体的形状、所处的空间位置、物态的改变而改变.因此钢锭被轧成钢板、冰块熔化成水、把“冰墩墩”从地面带到空间站,它们的质量都不会改变.【教材P143“练习与应用”】解:没有改变.物体的质量不随它的位置而改变.解:碎冰质量为100g,碎冰熔化成水后质量为100g.物体的质量不随它的形状和物态而改变.解:称量前指针偏右,则应将游码移到零刻度线处.若指针仍偏右,则向左调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中央;若指针偏左,则向右调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中央.解:由图可知,烧杯的质量m杯=50g+20g+5g+4g=79g,烧杯中水的质量m水=m总-m杯=179.2g-79g=100.2g.5.解:(1)用调好的天平测出20枚回形针的质量m1;(2)1枚回形针的质量为m1/20;(3)用天平测出这盒回形针(不含盒)的质量m2;(4)这盒回形针的数量为20m2/m1.[教材习题解答]【例2】在“用托盘天平称物体的质量”的实验中,下列操作错误的是()A.使用天平时,应将天平放在水平桌面上B.调节横梁平衡时,应先将游码移至横梁标尺左端“0”刻度线上C.称量时右盘应放置待称量的物体,左盘放置砝码D.观察到指针在正中刻度线或在做左右幅度相等的摆动,可以认为天平横梁已平衡解析:称量物体时,要将物体放在左盘里,用镊子在右盘里加减砝码,需要时移动游码,故C错误.答案:C【例3】在用托盘天平测量质量的实验中,如果使用了沾有油污的砝码,则()A.测量值比真实值偏大B.测量值比真实值偏C.测量结果仍然很准确D.测量结果偏大偏小是不能确定的解析:砝码沾满了油污,砝码本身的质量会变大,而物体的质量经过这样的砝码测出来会仍按砝码所示的质量读数,物体的测量值会比真实值偏小.答案:B小组问题探讨:若称量时,砝码有磨损,此时测量值与真实值相比是怎样的关系呢?[布置作业]152 教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第2节密度【教学目标】1.探究同种物质的质量与体积的关系,体会利用比值不变反映的数量关系来定义物理量的方法.2.知道密度的定义、单位和公式,理解密度的物理意义.3.会查密度表.4.能联系实际运用密度公式进行有关计算,会计算不能直接测量的物体的质量或不能直接测量的物体的体积.【教学重点】1.通过实验探究,学会用比值的方法定义密度的概念.2.理解密度的概念、公式.【教具准备】教师:多媒体课件、铜丝、铁丝、铝丝、一杯水、一杯酒精、颜色相同的铁块和塑料块.学生:托盘天平和砝码、相同体积的铜块、铁块和铝块、不同体积的铜块、铁块、铝块和肥皂块、大注射器等.【教学难点】探究同种物质质量与体积成正比的关系,理解密度是物质的一种属性.【教学课时】1课时【课前预习】1.同种物质的质量与体积成正比,不同物质的质量和体积的比值一般不同.2.某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫作这种物质的密度,它的定义公式为ρ=m/V.3.密度的单位是由质量单位和体积单位复合而成的,有kg/m3,g/cm3,它们的换算关系为1g/cm3=1×103kg/m3.4.密度是物质本身的一种属性,它不随该物质的质量和体积而改变.5.一定质量的水凝固成冰时,密度变小,体积变大,所以冬天自来水管保护不好会胀裂.6.水在4℃时密度最大,温度高于或低于该温度,水的密度都会变小,【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]教师向学生展示铜丝、铁丝、铝丝、一杯水、一杯酒精(出示后放在讲桌上),并提问:①这里有铜丝、铁丝、铝丝、一杯水和一杯酒精,你能把它们分辨出来吗?②请你说说你是怎么分辨的.学生交流讨论后,积极发言:要分辨物质,就要知道物质所具有的一些特性,如颜色、气味、软硬等,就是物质的不同特性.依据这几种特性,利用我们的眼、鼻、手等感觉器官,就能将上面五种物质分辨出来.教师再出示颜色相同的铁块和塑料块,引导学生思考如何区别它们.152 学生思考:从颜色、气味、味道、硬度等都不好区分,能不能利用一种更好的判定方法来区分这两种物质呢?教师趁机引入新课:好,我们今天就介绍一种新的区分物质的方法——密度.[进行新课]探究物体的质量与体积的关系1.探究相同体积的不同物质质量与体积的关系我这里有颜色、体积相同的铁块和塑料块,如果能比较它们的质量大小,是不是可以判断出哪一个是铁块,哪一个是塑料块?生思考、交流:①用手掂量一下就可以区分开;②用天平称量(也可以拿出一个已调节好的托盘天平,分别把两物块放在两盘中,下沉的那端是铁块.)回答正确.下面就请几位同学上台来帮忙鉴定下.(教师出示一台天平,指导学生演示操作.)由此可见,相同体积的不同物质其质量不同也是物质的一种特性,我们可以用来鉴别物质.下面请同学们利用桌上的器材(其中铜块、铁块、铝块的体积都是10cm3),研究一下相同体积的不同物质其质量是否相同.学生实验结束后,教师选取几个小组,并让其成员根据所测数据得出结论.[板书]相同体积的不同物质质量一般不同,不同物质的质量与体积的比值一般不同.2.探究同种物质质量与体积的关系.教师用多媒体播放课件“探究同种物质质量与体积的关系”,并讲解.探究同种物质质量与体积的关系(多媒体课件)(1)提出问题:同种物质的质量和体积之间会有什么样的关系呢?(2)猜想与假设:学生甲:体积相同的同种物质,其质量是相等.学生乙:物体的体积越大,质量越大.(针对学生提出的假设,教师要鼓励学生设计实验来进行探究验证.)(3)制定计划与设计实验:①从以上的猜想出发,取铜、铁、铝、肥皂等几组物体中的一组作为研究对象,每组物体的体积不同.用天平测出它们的质量,用刻度尺测出它们的边长后计算出它们的体积,列出表来,然后以体积V为横坐标,以质量m为纵坐标,在方格纸上描点,再把这些点连起来,做出图像,并分别计算每个物体质量与体积的比值.(在实验前,要弄清实验过程中应该考虑的问题,如分工要明确,要严格按照测量仪器的使用规则操作,读数时要认真、细心,以及如何记录实验数据等.)②实验方案:学生通过小组实验测量不同体积(圆柱体)铁块的质量,记录数据,作出图像,分析质量与对应体积比值的特征.(4)进行实验与收集证据:全班同学分成若干小组,选取不同的研究对象进行实验,分工合作共同收集证据.(以小组为单位,不同小组选取不同的物质进行测量.)学生实验结束后,教师选取几个小组的数据投影展示,并让其小组成员根据所测数据得出结论,并分析质量与对应体积比值的特征.[板书]同种物质的质量与它的体积成正比,质量与体积的比值相同.【例1】(多媒体展示)小华和他的同伴为了研究物质的某种属性,他们找来大小不同的蜡块和大小不同的干松木做实验,实验得到如下数据:(1)请你用图像把这两种物质的质量随体积变化的情况表示出来(如图甲所示),并对照图像分析.甲乙(2)由蜡块(或干松木)的图像可以看出:.(3)由蜡块和干松木的图像可以看出:.解析:(1)利用描点法作图,即取一个体积对应一个质量表示一个点,然后连接两点即为该物质的图像;152 (2)由图像可看出是一条直线,说明同种物质的质量与体积成正比;(3)不同物质,直线的倾斜程度不同,即表明质量与体积的比值不等;答案:(1)如图乙所示(2)同种物质质量与体积成正比(3)不同物质,质量与体积的比值不等特别提醒:探究时,各物块最好是立方体,这样便于测量体积,各物体的体积之间最好是整倍数关系,以便使其质量和体积之间的正比关系更直观.[进行新课]密度的概念和密度的单位1.密度的概念和密度的单位在以上实验探究和分析的基础上,教师进一步指出:质量和体积的比值表示单位体积的质量.同种物质的单位体积的质量是相同的;不同物质的单位体积的质量一[板书]密度的概念:某种物质组成的物体的质量与它的体积之比,用符号ρ表示.密度的定义式:密度=质量体积(ρ=m/V).公式中各个符号的意义及单位:ρ——密度——千克每立方米(kg/m3),m——质量——千克(kg),V——体积——立方米(m3)请大家阅读教材P148“小资料”,看看有什么规律.生1:一般来说,不同物质的密度不同.生2:通常,固体的密度大,液体的密度次大,气体的最小.生3:在液体中,水银的密度最大.2.密度是物质的一种属性物质的密度由物质的种类(本身特性)决定.同一种类物质m和V的比值不变,即ρ值相同,不同种类物质的ρ值一般不同.密度是物质的一种属性,它与物体的质量多少、体积的多少无关.不能简单地说,物质的密度ρ跟物体的质量m成正比,跟体积V成反比.同学们对物理知识的学习,尤其是一些物理公式,一定不要死记硬背,要学会运用数学方法研究物理问题.从教材密度表中可以看出,通常情况下,水的密度为1×103kg/m3,表示的物理意义是什么?生:它表示1m3的水质量为1×103kg.[板书]1.密度是物质的一种属性,它与物体质量、体积、形状无关.2.水的密度为1×103kg/m3,表示1m3的水质量为1×103kg.【例2】(多媒体展示)下列说法正确的是()A.一块砖切成体积相等的两块后,砖的密度变为原来的一半B.铁的密度比铝的密度大,表示铁的质量大于铝的质量C.铜的密度是8.9×103kg/m3,表示1m3铜的质量为8.9×103kgD.密度不同的两个物体,其质量一定不同解析:A选项中,当砖块被一分为二后,密度不变.B选项中,密度大的,质量不一定大,比如金戒指密度大,但不如一桶水的质量大.D选项中,1kg棉花和1kg铁,密度不同,但质量相同.答案:C教师引导学生思考:为什么课本中物体的密度,要附上常温常压状态下?(学生思考并讨论).[教师总结]我们在前面“物态变化”章节的学习中,知道了大多数物体具有热胀冷缩的性质,即当温度(物质状态)变化了,体积要发生变化,而物体的质量是不变的,因此质量与体积的比值就变了,即密度变化了.当气压变化了,体积也会发生变化,尤其是气体变化更明显.所以在说物体的密度时,要附上一定的温度和压强.(若无具体说明,一般默认是常温常压下.)易错提示:很多同学认为质量单位kg比g大,体积单位m3比cm3大,则由质量和体积单位复合而成的密度单位kg/cm3一定比g/cm3大,这是完全错误的.我们来进行单位换算:1g/cm3=1g÷1cm3=1×10-3kg÷1×10-6m3=103kg/m3,所以g/cm3比kg/m3单位大.152 特别提醒:密度是物质一种特性,对于确定的某种物质,它的密度不随质量、体积、形状、运动状态的改变而改变,但受温度、物态的影响.[进行新课]密度的计算对于密度公式ρ=m/V,要从以下几个方面理解:(用多媒体展示)对密度公式ρ=mV的理解(多媒体课件)注意:在利用密度公式进行计算时,各物理量的单位一定要统一,密度单位有两种表示方式:【例3】(多媒体展示)小明利用天平和量杯测量某种液体的密度,得到的数据如下表,根据数据绘出的图像如图所示,则量杯的质量与液体的密度是()A.20g,1.0×103kg/m3B.60g,0.8×103kg/m3C.60g,1.0×103kg/m3D.20g,0.8×103kg/m3解析:从表格中的数据可以看出,量杯中每增加20g的液体,液体的体积都是增大20cm3,根据密度的计算式可得此液体的密度为ρ=20g/(20cm3)=1g/cm3=1.0×103kg/m3,所以当液体的体积为20cm3时,液体的质量为20g.通过差量法可得量杯的质量为m=40g-20g=20g.故正确答案为A.答案:A规律总结:利用公式ρ=m/V进行计算时应注意事项:①ρ、m、V关系的同一性:ρ、m、V是针对同一个物体的三个物理量.②ρ、m、V单位的统一性:m用kg做单位,V用m3做单位,ρ的单位是kg/m3;m用g做单位,V用cm3做单位时,ρ的单位时g/cm3.③ρ的不变性:在温度、状态等不变时,ρ的大小固定不变,ρ是物质的一种特性,它不随质量和体积的改变而改变.特别提醒:(1)在计算过程中,要有必要的文字叙述和公式,不能只写计算过程;(2)如果单位不一致,必须要统一,可以就密度单位来处理体积或质量的单位.(3)计算的结果必须由数值和单位一起组成.[进行新课]密度与温度1.气体的密度与温度我们在前面学习密度的知识时,密度表中介绍物质的密度都要附上温度这个条件.这是为什么呢?是不是物质的密度与温度有关呢?下面我们来进行实验探究.请大家注意观察并思考.实验一:在室温下,吹鼓两个气球,分别把它们放在冰箱的冷藏室和炉火附近,过一会儿,你会发现什么现象?实验二:动手做个纸风车,如果把风车放在点燃的酒精灯附近,发现风车能转动起来.你知道是什么推动了风车转动吗?生1:实验一中,发现放在冰箱冷藏室的气球体积变小,而放在炉火附近的气球体积变大.说明温度降低,体积变小,气球中气体的密度变大;反之,温度升高,体积变大,气球中气体的密度变小.生2:实验二中,空气因受热膨胀,密度变小而上升.热空气上升后,上面的冷空气就从四面八方流过来,形成了风.风推动纸风车转动.回答正确,现在大家都知道了风的形成是由于空气受热膨胀,气体密度变小而上升.热空气上升后,温度低的冷空气从四面八方流过来从而形成了风.人们利用风力来取水、灌溉、磨面、推动帆船等,近代大规模利用风力来发电.下面给大家播放一段龙卷风的视频,进一步探究风的形成过程.[板书]1.气体受热膨胀,体积变大,根据密度ρ=m/V,质量m一定,体积V变大,则密度ρ变小.152 2.温度能够改变气体的密度,气体的热胀冷缩现象比较显著,它的密度受温度的影响也最大.【例4】(多媒体展示)一天,小明看到煤气公司价格牌上的价格:冬季55元/瓶,夏季51元/瓶.他寻思着为什么夏季价格低?他回家后查找了资料得知:煤气在冬季的密度是0.88×103kg/m3,在夏季的密度是0.8×103kg/m3,煤气瓶容积是0.015m3.通过计算,他发现夏季的煤气价格比冬季价格(选填“高”或“低”).若两季节价格一样,夏季应标价为元/瓶;如果按质量计价,煤气价格应是元/kg.解析:冬季,每瓶煤气的质量为m冬=ρ冬·V=0.88×103kg/m3×0.015m3=13.2kg,煤气价格为55元/13.2kg=4.17元/kg.夏季,每瓶煤气的质量为m夏=ρ夏·V=0.8×103kg/m3×0.015m3=12kg,煤气价格为51元/12kg=4.25元/kg.由此可知,夏季价格比冬季价格高.若两季价格一样,夏季应标价为4.17元/kg×12kg/瓶=50.04元/瓶.答案:高50.044.17规律总结:通常情况下,一般物质都遵循“热胀冷缩”的规律,而一般固体、液体的热胀冷缩不像气体那样明显,因而密度受温度的影响比较小.[进行新课]2.水的反常膨胀下面我们再看一个奇怪的现象:在我国北方,冬天对自来水管的保护十分重要.如果保护不好,使水管内的水结冰,不仅影响正常的生活用水,有时还会把水管冻裂,造成送水设备的损坏.请大家思考,为什么自来水管会被冻裂?师引导学生分析:从密度公式ρ=m/V知,体积V=m/ρ.不妨取质量1kg的水来计算,则水的体积V=m/ρ水=1/1.0×103m3=1.0×10-3m3.当水结成冰后,体积为V=m/ρ冰=10.9×103m3=1.1×10-3m3,可见,水结成冰后,体积变大了.由此可知,水不简单地遵守一般物质遵循的“热胀冷缩”的规律.事实表明,4℃的水密度最大.温度高于4℃时,随温度的升高,水的密度越来越小;温度低于4℃时,随温度的降低,水的密度也越来越小.水凝固成冰时,体积变大,密度变小.人们把水的这个特性叫做水的反常膨胀.(水的密度随温度变化的图像如图所示)[板书]通常情况下,一般物质都遵循“热胀冷缩”的规律,但水除外,水具有反常膨胀.4℃时水的密度最大.同学们现在明白了为什么冬天水管会被冻裂了.生:由于水结冰时体积变大,而铁管在温度降低时,体积缩小,因此,铁管就会被胀破.[课堂小结]大家通过这节课的学习,我们共同学习了密度的概念和密度的单位,知道密度是物质的一种属性.会利用密度的公式进行计算.同时,我们还知道密度与温度有关,对于大多数物质(水除外)来说,温度升高时,体积变大,密度变小.因为水具有反常膨胀现象,在4℃时水的密度最大.总之,密度与我们的生产、生活密切相关.好,谢谢大家![教材习题解答]【教材P148“练习与应用”】1.解:该物质的m-V图像是一条过原点的倾斜直线,即同种物质的质量与体积成正比.2.解:金属锇的质量m=225.9g,体积V=10cm3,其密度ρ=m/V=225.9g/10cm3=22.59g/cm3=22.59×103kg/m3.ρ中子星/ρ=2×1018kg/m3/22.59×103kg/m3=8.85×1013.3.解:澡盆的容积V=abc=1.2m×0.5m×0.3m=0.18m3,根据ρ=m/V可得,澡盆最多能装水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.18m3=180kg.4.解:教室大约长8m,宽6m,高3m,则教室的容积V=abc=8m×6m×3m=144m3,由ρ152 =m/V可得,教室里空气的质量m=ρ空气V=1.29kg/m3×144m3=185.76kg.5.人体的密度和水的密度差不多,则人体的密度约为1.0×103kg/m3.先用秤称出自己的质量m,再由V=m/ρ,求出自己身体的体积.6.冰块的密度不会发生变化;将冰制作成冰雕,冰的物态没有发生变化,故冰块的密度不会发生变化.7.不正确;密度是物质本身的一种特性,与物质的种类、状态等有关,与质量、体积无关.[教材习题解答]【例5】某同学在探究“物体的质量跟体积的关系”的实验中:下表是这位同学记录的实验内容和实验数据,请你根据表格中记录的内容和数据,进行分析比较:[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.[教材习题解答]①铁和铝两种不同物质的相同点是.②不同点是.③为什么说密度是物质的一种特征?(2)回忆我们在做这个实验时,为什么要选取多种物质,且对每种物质都要收集多组数据?若对每种物质仅收集一组数据是否可以?为什么?解析:从实验数据可以看出,同样物质的质量与体积成正比,质量与体积的比值是一个定值,不同的物质此比值不同,这说明此比值反映了物质的一个特性,物理学上通常用密度来表示物质的这种特性.为了探究密度是物质的特性,应选择多种物质做实验,这样才能说明密度是物质的一种特性,与物质的种类有关,同一种物质应进行多次测量,才能寻找规律,得出普遍的结论.答案:(1)①它们的质量与体积的比值都是恒定的(或它们的质量与体积成正比)②它们的质量与体积的比值不同③同种物质的质量与体积的比值是恒定的,不同物质的质量与体积的比值不同,这说明质量与体积的比值即密度反映了物质的特性.(2)这样得出的结论才具有普遍性;不行;收集一组数据找不出质量与体积的关系.【例6】体积为0.5m3的钢瓶内装有密度为6kg/m3的氧气,某次电焊中用去了其中1/3,则钢瓶内剩余氧气的质量为kg,剩余氧气的密度为kg/m3.解析:钢瓶内氧气质量m=ρV=6kg/m3×0.5m3=3kg,用去其中1/3后,剩余氧气质量m剩余=(1-1/3)m=2kg,但剩余氧气体积不变,仍为0.5m3,故剩余氧气密度ρ剩=m剩V=2kg/0.5m3=4kg/m3.答案:24特别提醒:气体无固定的形状和体积,只要容器内存在气体,它就会充满整个容器,即不管用去多少,其体积总等于该容器的容积.【教学后记】第3节测量液体和固体的密度【教学目标】1.会用量筒测量液体的体积、固体的体积,并利用天平和量筒测量不同形状固体和液体的密度,体会等量替换的方法.2.会利用物理公式间接地测定某个物理量,进一步巩固密度的概念.152 3.在测量固体和液体密度的过程中,熟悉天平、量筒的使用技能,规范实验操作步骤,培养严谨的科学态度.【教学重点】1.学会用天平和量筒测固体和液体的密度.2.使学生通过实验能对密度的物理意义加深理解.【教具准备】天平、量筒、盐水、铁块、塑料块、水、烧杯、细线、牙签(或细铁丝、大头针)、多媒体课件.【教学难点】1.用量筒测量不规则固体体积的方法.2.利用变式实验测物质的密度.【教学课时】1课时【课前预习】1.量筒(或量杯)(1)作用:用来测定液体的体积,也可以利用排水法间接测定小固体的体积.(2)使用:使用前应看清量筒的量程及分度值,读数时,视线应与筒内液体的凸形液面顶部(如水银面)或凹形液面底部(如水面)相平.2.测量物质密度的原理是ρ=m/V,需测定的物理量分别是质量和体积,所需要的最主要的测量仪器是天平和量筒.3.测液体的密度时,要先用天平称出烧杯和被测液体的总质量m1,将烧杯中被测液体倒入量筒中一部分,测出体积V,再用天平称出剩余液体和烧杯的质量m2,则液体密度ρ=(m1-m2)/V,这种测量方法称之为差值法,目的是减小实验误差.4.漂浮物密度的测量以下是小明为测量蜡块密度而设计的实验:(1)用托盘天平测出蜡块的质量m.(2)往量筒中倒入适量的水,记下量筒中水的示数为V1.(3)将蜡块轻轻地放入水中,用细铁丝将蜡块按入水面下,记下量筒的示数为V2.(4)蜡块的密度ρ=m/(V2-V1).【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]同学们,我们知道物体质量可以用天平测量,那体积如何测量呢?师展示长方体的铁块和不规则的塑料块、一些水,启发学生深入思考问题.生1:铁块可用刻度尺测量出它的长、宽、高,然后三者相乘即可计算出它的体积.生2:水的体积可以用有刻度的容器量取,如有刻度的水壶、药瓶量取.同学们回答得很好,测量规则固体的体积可以用刻度尺测量,但如果是液体的体积和像这个不规则塑料块的体积又该如何测量呢?这就是今天这次课我们要讨论的内容.[进行新课]量筒和量杯的使用方法1.量筒和量杯的使用方法教师展示一个量筒(或量杯),告诉学生用这个量筒(或量杯)就可以测量水和塑料块的体积,然后引导学生观察量筒(或量杯)的结构.生:量筒(或量杯)上有单位毫升(mL)、刻度值.教师提醒:1mL=1cm3.不同量筒(或量杯)的最小刻度值可能不同,大家在使用之前,先要看清楚,以免读数时弄错了.教师用多媒体播放课件“量筒和量杯的使用方法”量筒和量杯的使用方法(多媒体课件)152 量筒和量杯是用来测液体体积的工具.量筒或量杯的壁上均有刻度,相邻的两条刻度线之间的距离为分度值,表示量筒或量杯的精确程度.通常情况下,还标有100mL、200mL或500mL等字样,这些字样均表示量筒或量杯的最大量程,即最多能测量的体积是多少毫升.在使用量筒测液体体积时,无论液面下凹还是上凸,测量者读数时其视线都应与凹面的底部或凸面的顶部在同一水平线上.好,下面请大家思考,如何用量筒量取体积为50mL的水.请几位同学上台给大家演示.学生上台操作演示,教师和学生评判.教师及时指出存在的问题,并纠正.同时用多媒体课件演示正确和错误的读法让学生判断.读数时,视线必须与液面的凹液面相平齐(注:如果是凸液面,则视线与凸液面相平齐).下面请同学们思考乙、丙图错在哪里?会对测量结果有何影响?教师请三位学生演示乙、丙两种操作,并引导学生分析,然后作出总结:乙图读数导致测量结果偏大,丙图读数导致测量结果偏小.小组问题探讨:若是量取特定体积的液体时,仰视、俯视又会造成怎样的读数偏差呢?[进行新课][板书]1.量筒水平放置在实验台上,弄清量筒的最小刻度和最大量程.2.读数时,视线应与液面凹面(或凸面)相平齐.【例1】(多媒体展示)现有甲、乙两种不同规格的量筒,如图所示甲的分度值是mL,乙的分度值是mL,若要量取35mL的水,应该选取量筒.解析:由图可知甲的分度值为2mL,乙的分度值为1mL,若要量取35mL的水,应该选取乙量筒.答案:21乙2.如何用量筒测量固体的体积既然量筒可以测量出液体的体积,那么不妨由乌鸦喝水想到利用固体排开液体的方法间接测量出排开液体的体积便知道固体的体积.下面请大家思考如何利用量筒测量出这个不规则小固体(塑料块)的体积.学生思考和讨论.教师用多媒体播放课件“如何用量筒测量固体的体积”.如何用量筒测量固体的体积(多媒体课件)利用量筒或量杯测量不规则小固体(塑料块)的体积(排水法):①用烧杯将适量的水倒入量筒内,正确读出水的体积V1;(如图甲)②将待测小固体用细线拴住,轻轻地浸没于量筒内的水中;③正确读出水面上升后的总体积V2;(如图乙)④计算被测小固体的体积:V=V2-V1.注意:①取水要适量,使塑料块放入后既能完全没入,同时又不会超出刻度线之上;②为了便于操作,用细线系住塑料块轻轻地放入量筒中,以防水溅出或砸坏量筒;③所测固体既不吸水又不溶于水(如海绵、软木块、蔗糖块等不能用排水法测量体积),更不能与水发生化学反应(如金属钠).用天平和量筒测量物体的密度测量盐水(或未知液体)的密度(多媒体课件)(1)实验原理:ρ=m/V;(2)实验器材:天平、量筒、烧杯、盐水;(3)实验方案:设计方案(一):[进行新课]①用天平测出空烧杯的质量m1;②把盐水倒入量筒,测出盐水的体积V;③把量筒中的盐水倒入烧杯,测出烧杯和盐水的总质量m2.152 则盐水密度的表达式ρ=(m2-m1)/V.设计方案(二):①用天平测出空烧杯的质量m1;②把盐水倒入烧杯,测出烧杯和盐水的总质量m2;③把烧杯中的盐水倒入量筒,测出盐水的体积V.则盐水密度的表达式ρ=(m2-m1)/V.设计方案(三):①用天平测出盐水和烧杯的总质量m1;②把盐水倒入量筒,测出盐水的体积V;③测出烧杯和剩余盐水的总质量m2.则盐水密度的表达式ρ=(m1-m2)/V.教师引导学生就上述方案进行评估.教师参与讨论,适时点评.生1:方案(一)、(二)中,由于有一部分盐水沾在量筒[方案(二)沾在烧杯]内壁上,这样,尽管我们操作规范、读数准确、计算无误.但测量的盐水的质量偏小,因此,得到的数据还是有误差,导致计算的结果偏小.生2:方案(三)相比于方案(一)、(二)更合理,因为尽管少量的盐水沾在烧杯内壁上,但不会影响量筒中盐水质量的测量.因此,测量的结果更准确.记录数据填入表格1中.(用多媒体展示)【例2】(多媒体展示)(实验分析题)在“用天平和量筒测量矿泉水密度”的实验中,小明的实验步骤如下:(1)调好天平,测出空烧杯质量m1;(2)在量筒中倒入适量矿泉水,读出矿泉水的体积V;(3)将量筒中矿泉水全部倒入烧杯中,测出矿泉水和烧杯总质量m2.则矿泉水密度的表达式ρ矿泉水=.以上操作由于无法将矿泉水从量筒中倒尽,测出的矿泉水密度误差较大.经过思考,小明在仍用步骤(1)、(2)的基础上,只对步骤(3)进行了改进,提高了测量结果的准确性,改进后步骤(3)分为两步,请你写出改进内容:;解析:本题考查对实验信息的分析能力和对实验误差的处理方法.任何实验的完成都可能有多种方法,可实验总是有误差的,要减小实验误差,就要找到实验操作的最佳方案.题目中测量的是矿泉水的密度,将量筒中的矿泉水倒出的过程中,量筒壁上会沾上矿泉水,误差较大.解决这一问题的方法是将量筒中的矿泉水倒出一部分,这样测得的体积会更准确.答案:(m2-m1)V将量筒中部分矿泉水倒入烧杯中,测出矿泉水和烧杯的总质量m2读出量筒中剩余矿泉水的体积V′下面请大家阅读教材P150“科学世界”.[进行新课]学生交流、讨论、发表看法.教师可让学生谈谈从中有什么感受,这样有利于培养学生实事求是的科学探究精神.最后,请同学在课后思考下面两个问题:(1)冬天,下雪了,小明看到屋顶上的积雪,他想测量雪的密度,请你帮助他一起完成测量.(2)给你一个托盘天平,一个墨水瓶和足量的水,如何测出牛奶的密度?写出实验步骤,并写出牛奶的计算表达式.漂浮物密度的测量上节课我们学习了用天平和量筒测量固体和液体的密度,但对于漂浮于水面和易溶于水或其他特殊的物质我们该如何测量呢?生思考、讨论、交流.下表是漂浮物密度(即不能沉入水底)的特殊测量法“沉坠法”:那如果塑料块较大,不能放入量筒又该如何测量呢?生思考、讨论、交流.152 可以借助一个大容器,先将大容器装满水(水齐瓶口),放入固体,用另一个容器承接溢出的水,然后用量筒测量出水的体积即为固体的体积.这种特殊测量法叫做“溢水法”.测量形状不规则塑料块(不吸水)的密度(多媒体课件)(1)实验原理:ρ=m/V;(2)实验器材:天平、量筒、细线、水、塑料块;(3)实验方案:设计方案(一):①用天平测出塑料块的质量m;②向量筒中加入适量的水,并测出水的体积V1;③用细线系住塑料块,并轻放入量筒水中,测出塑料块和水的总体积V2;④则塑料块的密度表达式ρ=m/(V2-V1).设计方案(二):①向量筒中加入适量的水,并测出水的体积V1;②用细线系住塑料块,并轻放入量筒中,测出塑料块和水的总体积V2;③提起塑料块,用天平测出塑料块的质量m;④则塑料块的密度表达式ρ=m/(V2-V1).特别提醒:采用“溢水法”测密度,一般适用于测量体积较大的物体(不能直接放入量筒内),此时需要借助溢水杯间接测量其体积,从而计算其密度.由于烧杯内不免有水残留,故测量的物体体积会偏小,导致测量出的密度偏大.[进行新课]学生就上述方案进行评估,教师参与讨论,适时点评.生:方案(一)合理,方案(二)不合理.因为方案(二)中提起塑料块时,由于塑料块上沾有水,这样不仅测量塑料块的质量偏大,而且不便于直接放在天平托盘上测量(会腐蚀托盘),这样测量有误差,导致计算的结果偏大.请同学将记录数据填入表2中.(用多媒体展示)【例3】(多媒体展示)下面是高兴同学设计的采用“压入法”测一块不吸水的泡沫塑料块的体积的实验方案:A.将泡沫塑料块轻放入水中,读出水面的示数V1B.在量筒内注入适量的水,读出水面的示数V2C.用小针将泡沫塑料块压入水中恰好浸没,读出水面的示数V3(1)你认为以上实验步骤是多余的,合理的实验顺序为(填字母代号).(2)上面实验方案C步骤中要求:“用小针将泡沫塑料块压入水中恰好浸没.”下列关于这一要求的说法中,正确的是()A.此步可改为:用手指将泡沫塑料块压入水中B.此步应改为:用长铁丝将泡沫塑料块压入量筒底部C.小针有体积,小针浸入水的体积不能过大解析:根据测量形状不规则塑料块(不吸水)的密度的步骤来分析,答题.答案:(1)ABC(2)C易溶物密度的测量如果固体溶于水或吸水,又该如何呢?生1:用其他的液体,如油代替水,测量排开油的体积.生2:可以用面粉、沙子之类小颗粒物品,测量排开面粉、沙子的体积.[教师总结]同学们分析得很好.①对于在水中会溶解的固体(如糖、盐等),我们还可以用薄薄的塑料膜将其紧紧包住后浸没水中;而同学们刚才所提到的“用其他液体代替水”,实际是采用了“饱和溶液法”(此处无需多讲解,学生了解即可),但实验过程不能太长,否则会导致误差过大.②有些固体会吸水,则应在表面做防水处理后再测量(例如涂上防水材料等),而同学们刚才所提到的“用面粉、沙子代替水”,实际是采用了“等效替代法”152 .总之具体问题还得具体分析,以找出解决的办法.【例4】某小组测量一种易溶于水的形状不规则的固体小颗粒物质的密度,测量的部分方法和结果(1)将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺的处,然后调节,使天平平衡.接着,用天平测量适量小颗粒的质量.当天平重新平衡时,砝码质量和游码位置如图所示,则称量的颗粒质量是g.[进行新课](2)因颗粒易溶于水,小组同学采用图示的方法测量体积,所称量的颗粒的体积是cm3.(3)该物质的密度是g/cm3.解析:(1)天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度线处,然后调节平衡螺母,使天平平衡.称量颗粒的质量=100g+20g+20g+5g+2.6g=147.6g.(2)由图2可知,细铁砂的体积为100cm3,所以颗粒的体积为160mL-100mL=60mL=60cm3.(3)该物质密度ρ=m/V=147.6g/60cm3=2.46g/cm3.答案:(1)零刻度线平衡螺母147.6(2)60(3)2.46等效替代法测密度到目前为止,测量物质的密度首先得测出其质量和体积,前面我们已经学了针对不同物质,其体积的测量方法.同学们现在思考一个问题,若没有量筒(杯),我们该怎么去测体积呢?生思考,讨论、交流.好!接下来我们通过一道例题来学习下.【例5】张磊同学想通过实验测出他家中酱油的密度,但他没有量筒和烧杯,只有天平、带有盖子的玻璃瓶和适量的水,请你与他一起来完成实验.(水的密度用ρ水来表示)(1)将天平放在水平桌面上,并将游码移到称量标尺的处,再调节平衡螺母使天平平衡.(2)在测量空玻璃瓶的质量时,实验操作如图所示,张雷操作的错误之处是:.改正错误后,他又一次进行了如下操作:①测出空玻璃瓶的质量m;②测出玻璃瓶装满酱油后的总质量m1;③倒出瓶中的酱油,将玻璃瓶清洗干净后,装满水,并将瓶外部擦干,测出玻璃瓶装满水后的总质量m2;(3)根据所测得的数据,可知酱油密度的表达式为:ρ酱油=.解析:(1)使用天平测量物体的质量前,要将天平放在水平桌面上,将游码移到标尺左端的零刻度线处,调节平衡螺母使天平平衡.(2)张磊操作的错误之处是:称量物体质量时,移动平衡螺母.(3)已知空瓶的质量和装满酱油后的总质量,则酱油的质量:m酱油=m1-m,由ρ=m/V得,瓶的容积:V=(m2-m)/ρ水,则酱油密度技巧点拨:正常情况下,测量物体或液体质量用天平,测量体积用量筒.如果测量液体密度时缺少量筒,可以借助一个瓶子及水来完成体积的测量,装满水后间接测出水的质量,可以根据ρ=m/V计算出水的体积,即瓶子的容积,在灌满另一种液体后,液体体积就知道了,再测量出液体质量,就可以根据密度公式V=m/ρ计算出液体密度了.小组问题探讨:若只给出以下器材:水、滴管、无砝码的天平、大小相同的量筒,怎样去测酱油的密度?[进行新课]表达式:ρ酱油=(m1-m)/(m2-m)·ρ水.答案:零刻度线(2)称量物体质量时,调节平衡螺母(3)(m1-m)/(m2-m)·ρ水.[课堂小结]大家通过这节课的学习,我们理解并动手操作了密度的测量,知道测量密度的原理:ρ152 =m/V,用天平测出物体的质量,用量筒测出物体的体积,当然如果是规则物体的体积还可以用刻度尺测量.实验中关键是设法测量物体的体积,同时为了减小误差,考虑实验方法的合理性很重要,尽量做到使测量值与真实值接近为好.总之,密度的测量是初中物理中的重要实验,是考试的重要内容之一,请大家加强练习,熟悉固体、液体密度的测量方法.好,谢谢大家![教材习题解答]【教材P151“练习与应用”】1.解:乙正确.甲俯视读数,会使读数偏大;丙仰视读数,会使读数偏小.应选择规格是“100mL1mL”的量筒.两种量筒都可以一次测量出液体体积,但规格是“100mL1mL”的量筒的分度值更小,测量结果更准确.2.解:V=2.5L=2.5dm3=2.5×10-3m3,ρ水=1×103kg/m3,ρ油=0.9×103kg/m3.因为装满时质量最大,所以V水=V油=V,所装水的最大质量m水=ρ水V水=1×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg,所装植物油的最大质量m油=ρ油V油=0.9×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.25kg.3.解:该铜制工艺品的质量m=89g,体积V=20cm3,其密度ρ工=m/V=89g/20cm3=4.45g/cm3,铜的密度ρ铜=8.9g/cm3,ρ铜>ρ工,故这个工艺品是中空的.4.解:由图可知金属块的质量m=5g+10g+20g+4g=39g.量筒中水的体积为25cm3,放入金属块后的总体积为30cm3,则金属块的体积V=30cm3-25cm3=5cm3,该金属块的密度ρ=m/V=39g/5cm3=7.8g/cm3=7.8×103kg/m3.5.解:倒入量筒中牛奶的质量m=m1-m2=270.0g-238.5g=31.5g,倒入量筒中牛奶的体积V=30mL=30cm3,则牛奶的密度ρ=m/V=31.5g/30cm3=1.05g/cm3=1.05×103kg/m3.[教材习题解答]【例6】(山西中考)小明妈妈为家里自酿了很多红葡萄酒,小明想知道自酿葡萄酒的密度.于是和学习小组的同学们一起利用天平、量筒进行测量.它们的操作如下:(1)将天平放在上,游码拨至标尺左端处,并调节天平平衡.(2)用天平测量空烧杯的质量,如图甲是小明测量过程中的情景,他的错误是.纠正错误后,测得空烧杯的质量是41.6g.(3)取适量的葡萄酒倒入烧杯中,用天平测葡萄酒和烧杯的总质量,天平平衡时,右盘中砝码及游码的位置如图乙所示,其总质量为g.(4)将烧杯中的葡萄酒全部倒入量筒中(如图丙所示),则量筒中葡萄酒的体积是cm3,根据测量数据计算出葡萄酒的密度是g/cm3.(5)分析上述方法,测出葡萄酒的密度会偏(选填“大”或“小”).解析:(5)将烧杯中的葡萄酒全部倒入量筒中时,烧杯上总要残留少量的葡萄酒,所以倒入量筒中的葡萄酒的体积实际上是偏小的,由密度公式ρ=m/V可知用此方法测出的葡萄酒的密度会偏大.答案:(1)水平台零刻度线(2)称量时调节平衡螺母(3)81.6(4)401(4)大【例7】德化盛产陶瓷,小李同学想测量一块不规则瓷片的密度.(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度线处,然后调节使天平平衡.(2)用调节好的天平测量瓷片的质量,所用砝码的质量和游码的位置如图一所示,则瓷片的质量为g.(3)他发现瓷片放不进量筒,改用如图二所示的方法测瓷片的体积:A.往烧杯中加入适量的水,把瓷片浸没,在水面到达的位置做标记,然后取出瓷片;B.先往量筒装入40mL的水,然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒里剩余水的体积如图乙所示,则瓷片的体积为cm3.(4)用密度公式计算出瓷片的密度ρ=g/cm3.(5)根据以上步骤,你认为小李同学测出的瓷片密度值(选填“偏大”或“偏小”).解析:(1)天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度线处,然后调节平衡螺母,使天平平衡.(2)瓷片的质量是m=20g+10g+2g=32g.(3)由图乙可知,量筒中液体的体积为26mL,所以瓷片的体积为V=40mL-26mL=14mL=14cm3.(4)瓷片的密度ρ=m/V=32g/14cm3=2.29g/cm3.(5)量筒壁附着水,使水的测量体积偏大,密度测量值偏小.答案:(1)平衡螺母(2)32(3)14(4)2.29(5)偏[布置作业]152 教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】第4节密度的应用【教学目标】1.知道密度对生产和生活的重要作用,能解释生活中与密度有关的一些物理现象.2.通过分析实例,理解密度是物质的一种性质,并能运用密度知识鉴别物质.3.通过学习密度知识的应用,认识到物理理论在解决实际问题中的重要作用.【教学重点】1.利用密度求质量、求体积.2.运用密度鉴别物质.【教具准备】多媒体PPT【教学难点】会计算不能直接测量的物体的质量或不能直接测量的体积.【教学课时】1课时【课前预习】1.公式ρ=m/V的应用表现在:(2)求质量:对于不方便称量的物体,根据物质的密度和测得的体积求出物体的质量.(3)求体积:对于不方便测体积的物体,根据质量和密度可求出其体积.2.不同物质的密度一般不同,所以通过密度可以选择材料和鉴别物质.但要准确地鉴别物质,通常需要多种方法并用.鉴别物质:求出密度,对照密度表,查出物质的种类.【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.[新课导入]密度在我们的社会生活中有重要的价值,具有广泛的应用.下面请大家欣赏一段视频.(盐水选种视频)从录像中大家知道了农民伯伯是如何选出优良种子的.可见,密度知识与我们的生活有着密切的联系,请大家回忆,我们生活中还利用密度知识做了些什么?学生发言,教师适时点评,给予鼓励.好,下面我们就开始讨论密度与社会生活的关系.[进行新课]密度公式的综合应用1.利用密度公式间接求质量或体积密度跟我们的生活密切相关,我们知道了密度的计算公式ρ=mV,那大家思考下:在这个公式中有三个物理量ρ、m、V,从数学的角度考虑,任意知道两个物理量,就可以计算出第三个物理量.那利用这个公式除了求密度之外还可以有什么用处呢?学生讨论后得出结论:还可以用来计算不便于直接测量的物体质量或体积.[板书]密度公式的应用:①利用公式m=ρV,求质量m;②利用公式V=m/ρ,求体积V.大家回答正确.下面我们就来看几个例题.152 【例1】教师用多媒体展示教材P152例题,引导学生认真思考并积极发言,教师讲解、总结、评价.点评:这道题告诉我们,当一个物体的质量不便于直接测量时,可以借助测量体积V,根据密度表查出该物质的密度,运用密度公式ρ=m/V变形为m=ρV来计算.【例2】(多媒体展示)一个质量为0.25kg的玻璃瓶,盛满水时称得质量是1.5kg,则这个玻璃瓶的容积是__m3.它最多能装___kg的酒精(酒精的密度ρ=0.8×103kg/m3).解析:水的质量m=m总-m瓶=1.5kg-0.25kg=1.25kg,根据ρ=mV,可求出水的体积V=mρ=1.25kg/1×103kg/m3=1.25×10-3m3,水的体积即为瓶的容积,则m酒=ρ酒V=0.8×103kg/m3×1.25×10-3m3=1kg.答案:1.25×10-312.利用密度公式巧测厚度或长度下面我们接着学习利用密度公式巧测物体厚度或长度的方法:(1)对于密度和厚度相同的甲、乙两个物体来说,它们的面积比等于质量比.推导过程为:S甲∶S乙=V甲/h甲∶V乙/h乙=m甲/(ρ甲h甲)∶m乙/(ρ乙h乙),由于甲、乙两物体密度和厚度相同,则ρ甲h甲=ρ乙h乙,则S甲∶S乙=m甲∶m乙,这一点常常被用来巧测面积.(2)对于密度和横截面积相同的甲、乙两段金属丝来说,它们的长度比等于质量比.推导过程为:l甲∶l乙=V甲/S甲∶V/乙S乙=m甲/(ρ甲S甲)∶m乙/(ρ乙S乙),由于甲、乙两物体密度和横截面积相同,则ρ甲S甲=ρ乙S乙,则l甲∶l乙=m甲∶m乙,这一点常常被用来巧测长度.[进行新课]【例3】(多媒体展示)有一捆质量为8.9kg,横截面积为2×10-5m2粗细均匀的金属丝.小红想知道这捆金属丝的长度,她选了一条同规格、同材料的短金属丝来间接测量这捆金属丝的长度,经测量得知短金属丝的长为1m,质量为0.178kg.求:(1)这捆金属丝的总长L;(2)此金属丝的密度ρ.解析:(1)根据题意可采用比例法求金属丝的总长.因为同种物质密度一定,质量与体积成正比;又因为这捆金属丝与选取的金属丝规格相同,即横截面积相同,所以它们的质量与它们的长度成正比;(2)根据第(1)问中求出的总长和横截面积可以算出这捆金属丝的体积,然后用质量除以体积算出密度.答案:金属丝的总长度:L=m总/m×1m=8.9kg/0.178kg×1m=50m;金属丝的总体积:V=SL=2×10-5m2×50m=1×10-3m3;金属丝的密度:ρ=m总/V=8.9kg/(1×10-3m3)=8.9×103kg/m3.密度与物质鉴别密度是物质的一种特性,人们可以根据密度来鉴别物质.日常生活中,我们看到很多玩具商品,表面的颜色与金子的颜色相同,它们真的是金子做的吗?你如何鉴别呢?好,下面首先来看一道例题.【例4】教师用多媒体展示教材P153例题:体育锻炼用的一个实心“铅球”的质量是4kg,经测量知道它的体积是0.57dm3,这个铅球是用铅制造的吗?请2位同学在黑板上演算,其他同学在下面计算,提醒学生注意书写格式的规范.然后教师点评.从前面密度表,我们知道一般不同物质的密度是不同的,但也有部分不同物质的密度是相同的,如酒精和煤油都是液体,它们的密度相同;冰和蜡都是固体,它们的密度相同,因此,为了准确地判断是哪种物质,除了利用密度外,当然还要结合物体的颜色、气味、透明度、是否燃烧、硬度等物理性质从多方面进行综合分析判断,这样才能得出准确的结论.[板书]密度是物质的一个重要属性,可以鉴别物质,但要准确地鉴别物质,常常要多种方法并用.请同学们思考:当物体为空心时,由物体的质量和体积计算出来的密度比密度表上标明的密度要小,这是怎么回事?152 学生分析,讨论,[教师总结]这时求出的密度是物体的平均密度,而密度表上标明的密度是指物体在实心状况下的密度.接下来请大家阅读教材P155“科学·技术·社会·环境——材料与社会发展”.教师介绍材料科学的发展,并要求同学们课后查阅资料,进行交流、讨论.人类发展的过程:石器时代—青铜时代—铁器时代—新技术革命时代.材料、能源、信息是现代文明的重要支柱.在新材料的开发过程中,材料的密度是科学家研究的核心问题之一.拓展:分布不均匀的物质,可用质量与体积之比表示物体的平均密度:ρ平均=m/V.[进行新课]密度在社会生活中的应用密度是物质的基本特征之一,每一种物质都有自己的密度,密度在社会生活中的应用有:(多媒体展示)(1)勘探队员在野外勘探时,通过对样品密度等信息的采集,可以确定矿藏的种类及其经济价值.(2)在麦场上,人们利用风力来扬场,分拣饱满的麦粒与瘪粒、草屑等.(3)在商业中鉴别牛奶浓度、酒的浓度.(4)在农业生产中配制盐水选种等等都用到密度的知识.(5)除此之外,密度知识还在工业生产中也得到了广泛的应用,人们要根据不同的需求来选择合适的材料.汽车、飞机以及航天器的设计师们,根据不同的需求,对制造材料的密度及其性能选取不同的技术要求:交通工具、航空器材中,常采用高强度、低密度的合金材料、玻璃钢等复合材料.在产品包装中,常采用密度小的泡沫塑料作填充物,防震、便于运输、价格低廉.归纳起来,密度的应用体现在两个方面:鉴别物质和选材.[板书]密度在社会生活中的应用:(1)鉴别物质.(2)在制造业和包装运输中选择合适的材料.【例5】(多媒体展示)下列说法中,正确的是()A.特技表演看到很高大的物体倒塌砸在演员的身上,演员却丝毫无损没有受伤,这说明这些倒塌的物体是用密度小的材料制成的B.包装物品时用泡沫,主要是因为泡沫硬度小,容易弯曲变形C.铝合金用来制作门窗是因为铝材料的硬度小、耐腐蚀D.密度是物体的基本属性,利用密度可以鉴别物体解析:在拍特技电影时搭建的高大建筑物往往用密度小的材料制成,这样便于减轻重量,倒塌下来不会砸伤演员;泡沫塑料的密度小,同等体积的情况下质量小,运输方便;铝合金作为门窗的材料主要是利用铝的密度小,相同体积的情况下质量小;密度是物质的基本属性,而不是物体的基本属性,利用密度可以鉴别物质,而不是鉴别物体.答案:A[课堂小结]通过这节课的学习,我们能运用密度知识计算物体的密度(并根据密度表鉴别物质),能对特殊物体的体积或质量进行计算,我们还学习了利用密度巧测物体长度或厚度的方法.我们进一步理解了密度是物质的一种属性,它与社会生活密切相关,可以利用密度知识选择材料、选择种子、鉴别物质确定物质的经济价值等等.总之,密度与我们的生产、生活密切相关.好,谢谢大家![教材习题解答]【教材P156“练习与应用”】1.解:根据ρ=m/V可得400m3的沙子的质量m=ρV=1.6×103kg/m3×400m3=6.4×152 105kg=640t,需要运载的车数n=m/m0=640t/4t=160(车).2.解:由ρ=m/V可得,铜线的体积V=m/ρ=89kg/8.9×103kg/m3=0.01m3,这捆铜线的长度L=V/S=0.01m3/25×10-6m2=400m.3.解:能.方法:先用天平测出铝箔的质量m,再用刻度尺测出它的长a和宽b,查密度表找到铝的密度ρ铝,然后依据d=m/ρ铝ab计算出铝箔的厚度.4.解:由表中数据可知,铝箔的长度a=8m,宽度b=30cm=0.3m,厚度c=0.015mm=1.5×10-5m,铝箔的体积V=abc=8m×0.3m×1.5×10-5m=3.6×10-5m3.铝箔的质量m=ρ铝V=2.7×103kg/m3×3.6×10-5m3=9.72×10-2kg=97.2g<98g,所以它的质量与标称不一致.5.解:铁牛的体积V铁牛=m铁牛/ρ铁牛=72×103kg/7.9×103kg/m3=9.11m3,V石膏=V铁牛/10000=9.11×10-4m3,则m石膏=ρ石膏V石膏=1.35×103kg/m3×9.11×10-4m3=1.23kg.[教材习题解答]【例6】一个空心的铜球,其质量为178g,体积为30cm3.(1)判断该球是空心的还是实心的,写出相应的判断过程.(2)求这个铜球的空心部分体积.(3)小华同学在此球的空心部分注满某种液体后,总质量为314g,求所注的液体密度.(ρ铜=8.9×103kg/m3)解析:(1)先求出铜球中铜这种物质的体积,再与铜球的体积比较;(2)铜球的空心部分体积=铜球的体积-铜球中铜的体积;(3)先求出所注液体的质量,而液体的体积与铜球空心部分体积相等,最后由ρ=m/V计算所注液体密度.答案:(1)根据ρ=m/V可得:铜球中铜的体积V铜=m/ρ铜=178g÷8.9g/cm3=20cm3,V铜<V球,故铜球是空心的.(2)空心部分的体积:V空心=V球-V铜=30cm3-20cm3=10cm3.(3)液体的质量:m液=m总-m球=314g-178g=136g,液体的体积:V液=V空心=10cm3,所注的液体密度:ρ液=m液/V液=136g/10cm3=13.6g/cm3=13.6×103kg/m3.[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.【教学后记】本章复习和总结【教学目标】1.知道质量的初步概念及其单位和换算.2.会用天平测固体和液体的质量.3.掌握密度的概念、公式和单位,能灵活运用密度知识解决简单的问题.会查密度表,记住水的密度.4.会使用量筒测固体和液体的体积,会利用天平和量筒测固体和液体的密度.【教学方法】1.观察法:观察天平和量筒的构造及其作用,观察天平和量筒的量程和分度值.2.实验法:会正确使用天平和量筒进行简单实验.【教具准备】多媒体课件.【教学课时】1课时152 【教学过程】[巩固复习]教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可有针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的理解.[课堂小结]质量【例1】小丽同学将托盘天平放在水平桌面上,游码移到标尺的零刻线处,发现天平的指针指在甲图所示位置,若要使天平平衡,应将向(填“左”或“右”)移动.图乙是一次正确测量的情景(天平下方为游码标尺的放大图),则物体的质量是g.用这架天平测量某一金属块的质量时,估计金属块的质量在150g左右.试加砝码时,用镊子夹取100g、50g砝码各1个放入右盘中,若指针左偏.小丽同学接下去应进行的操作是:.解析:调节天平横梁平衡的方法是左偏右调,右偏左调,从题图中看出指针向右偏,则平衡螺母向左调;根据天平的读数规则,物体的质量为50g+10g+3.4g=63.4g;称量物体时,指针指向左侧,表示左物重些,因此应向右移动游码到适当位置,直到天平平衡.答案:平衡螺母左63.4向右移动游码到适当位置,直到天平平衡.规律总结:1.天平的使用:(1)看:观察天平的称量和分度值;(2)放:把天平放在水平台上,将游码拨到标尺左端的零刻度线处;(3)调:调节横梁两端的平衡螺母,使指针指在分度盘中央;(4)测:把物体放在左盘,砝码放在右盘,用镊子向右盘加减砝码,最后调节游码使横梁重新平衡;(5)读:右盘中砝码的质量加上游码所对应的刻度值,就是被测物体的质量.2.量筒的使用:(1)看:观察量筒的量程和分度值;(2)放:将量筒放在水平台上;(3)读:量筒里的液面是凹形的,读数时,视线要和凹面的底部相平;量筒里的液面是凸形的,读数时,视线要和凸面的顶部相平.3.测量液体的密度:(1)原理:ρ=m/V;(2)器材:天平、烧杯、量筒、被测液体;(3)方法:①用天平测得液体和烧杯的总质量m1;②把烧杯中的液体倒入量筒中一部分,读出量筒内液体的体积V;③用天平测得烧杯和杯中剩余液体的质量m2;④液体的密度ρ=(m1-m2)/V.[课堂小结]密度及其测量【例2】用天平和量筒测量酱油的密度.(1)用天平测得烧杯和酱油的总质量m总为140g.图(a)显示的是将烧杯中一部分酱油倒入量筒后,烧杯和剩余酱油的总质量m,则m=g;(2)图(b)显示的是从烧杯中倒入量筒内的酱油的体积V,则V=cm3;(3)酱油的密度ρ=g/cm3.解析:烧杯和剩余酱油的总质量为100g+5g+1.4g=106.4g,则倒入量筒内的酱油的质量m=140g-106.4g=33.6g;由量筒可以读出从烧杯中倒入量筒内的酱油的体积V=30mL=30cm3,酱油的密度ρ=m/V=33.6g/30cm3=1.12g/cm3.答案:(1)106.4(2)30(3)1.12密度的应用【例3】某仓库有一捆铁丝,其质量为7.9kg,测得直径为1mm.问这捆铁丝有多长?(ρ铁=7.9×103kg/m3)分析:铁丝的长度可用刻度尺量,但是一捆铁丝,用刻度尺量很不方便,利用密度公式间接求出就方便了.解:根据ρ=m/V得V=m/ρ=7.9kg÷7.9×103kg/m3=1×10-3m3.又因为铁丝可视为圆柱体,可由公式V=πr2L得:L=V/πr2=1×10-3m3/3.14×(0.5×10-3m)2=1.3×103m.【例4】(湖北黄冈中考)水是一种资源,也是一种能源.古代劳动人民巧妙地利用水来开山采石:冬季,在白天给石头打一个洞,再往洞里灌满水并封实,待晚上降温,水结冰后石头就裂开了(冰的密度比水小).下列有关说法正确的是()152 A.石头裂开后密度减B.石头裂开后密度增大C.该方法利用水结冰后质量变大,体积增大而使石头裂开D.该方法利用水结冰后质量不变,体积增大而使石头裂开解析:无论有没有裂开,同一块石头的密度是相同的,故石头裂开后密度不变,A和B选项错误;水结成冰后,质量不变,密度变小,由公式V=m/ρ可知体积变大,从而将石头胀裂,C选项错误,D选项正确.答案:D测固体密度:(1)原理:ρ=m/V;(2)器材:天平、量筒、水、细针(适用于密度小于水密度的固体);(3)方法:①用天平测得物体质量m;②把适量水倒入量筒,记下体积V1;③放入物体,并用细针把物体压没于水中,记下体积V2,得物体体积V=V2-V1;④密度ρ=m/(V2-V1).或(2)器材:天平、量筒、水、细线(适用于密度大于水密度的固体);(3)方法:①用天平测得物体质量m;②把适量水倒入量筒,记下体积V1;③用细线拴住物体放入水中浸没,记下体积V2;④密度ρ=m/(V2-V1).[布置作业]教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.[教材习题解答]【教材P157“复习与提高”】1.解:2.解:这些月球样品的质量在月球和地球上没有变化,合1.731kg.两图线都是一条过原点的倾斜直线,即同种物质的质量与体积成正比.3.解:二氧化碳气体(0℃,标准大气压)的密度ρ气=1.98kg/m3,干冰的密度ρ干=1.56×103kg/m3,则V气/V干冰=,故干冰升华为二氧化碳气体后,体积变为原来的788倍.4.解:水的体积V水=100mL=100cm3,其质量m水=ρ水V水=1g/cm3×100cm3=100g,空瓶质量m空=m总-m水=119.6g-100g=19.6g.100mL消毒液的质量m消=m总′-m空=105.1g-19.6g=85.5g,消毒液的密度ρ消=m消/V消=85.5g/100cm3=0.855g/cm3,酒精密度ρ酒=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3<ρ消,可能是消毒液里还含有其他成分.6.解:图中两条直线不重合的原因是两组同学所用的盐水密度不相同.由图可知,两图线都是一条过原点的倾斜直线,即同种物质的质量与体积成正比.7.解:该铝条的体积V=abc=8cm×0.5cm×0.25×10-1=0.1cm3,ρ铝=2.7×103kg/m3=2.7g/cm3,一根该铝条的质量m铝=ρ铝V=2.7g/cm3×0.1cm3=0.27g,则1kg铝可以制成铝条的个数n=m总/m铝=1×103g/0.27g=3703(个).8.解:由题意可知,钢管内径D’=D-2d,钢管体积V=V外-V内=,则钢管的质量m=ρV=ρπld(D-d).9.由题意知,倒入瓶中绿豆的质量m绿豆=m3-m4,倒入瓶中绿豆的体积瓶口或瓶口附近的横截面积较小,体积发生变化时可以比在横截面积较大的位置观察得更明显一些,加绿豆操作时误差更小,质量测量值更准确.【教学后记】152

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所属: 初中 - 物理
发布时间:2025-06-08 12:40:02 页数:153
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文章作者:鹿哥教育

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