[信息技术2.0微能力]:中学八年级物理下(第七章)力的平衡-中小学作业设计大赛获奖优秀作品-《义务教育物理课程标准(2022年版)》.pdf
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1、目目录录作业设计方案作业设计方案1物理八年级第二学期沪科版力与运动团自然单元重组单元科学探究:牛顿第一定律第七章第一节力的合成第七章第二节力的平衡第七章第三节本章内容在 义务教育物理课程标准(2022 年版)中属于初中物理一 级主题中的“运动和相互作用”下的四个二级主题之一。课程内容包括较多的 物理概念和规律,与生活生产密切相关。教学时应注意联系学生的生活实际,采用多样化的教学方式,发挥实验在物理教学中的重要作用,让学生经历对知2识的探究过程,发展学生探究问题和解决问题的能力,培养学生的科学态度和科学精神。(1)理解牛顿第一定律的内容,知道力不是维持物体运动的原因,而是改变物 体运动状态的原因
2、;(2)理解惯性是物体本身固有的一种属性,知道惯性的大小与物体的质量有关;(3)知道合力的概念,掌握同一条直线上二力的合成方法;(4)知道什么是二力平衡及二力平衡条件,知道物体在平衡力作用下保持匀速 直线运动状态或静止状态;(5)会运用二力平衡条件对物体进行受力分析,进一步理解力是物体运动状态变化的原因。(1)通过实验探究和科学推理,理解牛顿第一定律;(2)通过实验探究,获知同一条直线上同方向和反方向上二力合成情况;(3)实验探究二力平衡的条件。(1)了解伽利略在探究与物体惯性有关问题时采用的思想实验,体会科学推理在科学研究中的作用;(2)在经历牛顿第一定律的实验探究和科学推理过程中,a.发展
3、学生的分析、归纳论证的能力,能对收集的信息进行简单的比较,能 进行简单的因果推理;b.表述信息的能力,能初步描述实验数据或有关信息,书面或口头表述牛顿第一定律;c.认识分析论证在科学探究中是必不可少的环节。(3)掌握等效替代的科学思维方法,具有初步的分析概括能力;(4)能够运用已知的科学规律去解释二力平衡的条件;(5)能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象,通过对惯性利弊的分析讨论,认识事物的两面性。(1)通过了解亚里士多德、伽利略和牛顿等科学前辈对“运动与力的关系”不懈的探究历程,领略伽利略“理想实验”的科学魅力,感悟科学道路的艰辛曲折;(2)能运用惯性,解释当汽车急刹车、转弯时,车内
4、可能发生的现象,讨论 安全带、安全气囊和头枕等保护措施的必要性,感悟生命的宝贵,体会遵守交 通法规的重要性;(3)通过对本章实验探究活动的参与养成实事求是、尊重自然规律的科学态度,不迷信权威,并认识到交流与合作的重要性,有主动与他人合作的精神。(1)查阅资料,了解我国高速列车的运行速度,以及铁路交通的发展进程;(2)查阅资料,了解中国空间站在太空中飞行的速度大小,了解卫星发射中是 如何利用惯性的;(3)快速拉动桌布时,塑料杯不会运动。杯子原来处于静止状态,当猛地将桌 布拉走,由于杯子具有惯性,还要保持原来的静止状态不变,所以不随桌布一3起被拉下。(4)了解我国“两弹一星”的成就,体会科技作为国
5、家发展战略支撑的重大意义,树立科技自立自强的信念;知道赵忠尧、钱学森、邓稼先等科学家的杰 出贡献和爱国情怀,发扬勇攀科技高峰的精神。本章是在上一章学习了力的相关基础知识,认识了三种常见的力-弹力、重力和摩擦力之后,讲述力与运动的关系,是力学的重点章节之一。它既是学 生建立对力与运动关系正确认识的关键,亦是本教材后续章节学习研究压力压强、浮力及机械等内容的知识储备和铺垫,是进一步学习运动学和动力学的基础。本章共设教学内容三节。第一节“科学探究:牛顿第一定律”。本节通过亚里士多德观点与伽利略理想实验的矛盾冲突,使用科学探究的方法认识牛顿第一定律以及惯性的概念,进而讨论利用惯性及防止惯性危害的方法;
6、第二节“力的合成”。本节使用合力来描述多个力的作用效果,在认识合力与分力这两个相互关联的概念的基础上,探究同一直线上二力合成的规律,自此开始为学生们引入“力与运动”的科学思想;第三节“力的平衡”。本节着重阐明二力平衡以及二力平衡条件,把实际情况下的合外力为零与理想状态中的物体不受外力联系起来,从而将全章统一于“力与运动”的关系之中。4本章主要学习力与运动的关系,教材编排是从知识的逻辑展开的,从物体不受力时会处于怎样的运动状态过渡到受力时会处于怎样的运动状态。整章以知识的发生为主线,以科学家的不懈努力为暗线。由推小车情境引入辨析亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因探究摩擦阻力对物体运动的影响
7、伽利略的观点:理想实验牛顿的观点:一切物体在不受力时总保持静止或匀速直线运动状态牛顿第一定律惯性力是改变物体运动状态的原因力与运动的关系探究二力平衡的条件讨论非平衡力下物体运动状态的改变,加深力是改变物体运动状态的原因的理解。八年级的学生正处在青少年时期,具有强烈的好奇心,较强的观察能力,独立自主意识、自我评价能力提高、自尊心逐渐增强。通过前面的物理学习,已经具备一定的实验探究能力以及多种物理研究方法。思维上从无意识和机械 性记忆转化为有意识和理解性记忆,从习惯性思维转向抽象性思维。初步了解 矛盾对立统一的辩证思维规律,正处于逻辑思维能力发展的最佳时期。但是也 存在自控力不强、意志不坚定,容易
8、受情绪影响和支配等特点。所以在作业设 计中,应充分考虑了该阶段学生的特点,作业设计形式新颖,设计内容贴近生 活,利用任务情境激发他们的学习兴趣,注意从物理情境引导学生进行理性思 考和分析。因此,我们的课前作业设计以活动和对相关生活现象引起关注和思 考为主,在课后作业中还设置了实践性作业,给学有余力的学生进一步提升的 空间。学生通过前面的学习对运动和力的相关知识有了一定的认识。但学生在生活中对力与运动的关系的关系可能有一些错误的认识,例如:“认为物体运动方向的改变,不属于运动状态的改变”,“认为力是维持物体运动的”,等一 些错误的认识。如何突破学生们头脑中错误的前概念,建立正确的科学概念将 是本
9、章学习的重点同时也是难点。是作业设计中重点关注突出的内容。八年级下学期这一阶段学生对物理的学习差异表现逐渐变得明显,这种差异不仅仅表现在学生的学习能力上,更表现在学习兴趣与学习态度上。不同层次的学生可能对于物理学习的实际需求也是迥异的。所以在作业设计中,我们有意识地进行了分层设计,既关注了基础知识的练习,也对能力型作业进行了认真思考。课堂作业和课后作业部分结合教学内容,难度由低到高,充分考虑 学生的能力需求。1.了解伽利略的理想实验,知道伽利略理想实验的思路、方法及意义,体会 亚里士多德与伽利略的思想冲突;2.经历实验过程,学会用分析与论证的方法探究出牛顿第一定律,并会用自己的语言予以表述;5
10、3.理解惯性是物体本身固有的一种属性,知道物体惯性的大小与质量有关,认 识惯性现象,了解利用惯性及防止惯性危害的方法;4.认识力的作用效果,知道合力和分力是从力的作用效果来下定义的;5.理解合力的概念,知道合力与分力是从力的作用效果上来定义的,通过实验 探究,知道同一直线上同方向与反方向两种情况下力的合成方法;6.知道什么是二力平衡;7.通过实验探究,理解二力平衡条件及物体在平衡力作用下的运动状态;8.在科学探究中,使学生经历置疑、假设、实验和数据收集的过程,培养和提 高学生分析和论证的能力。作业是课堂教学活动的必要补充。教师通过作业的设计与实施,检测学生的学习效果,及时发现教学中存在的问题及
11、原因,为改进物理教学提供依据。学生通过学科作业的完成与反馈,在巩固物理知识和基本技能的同时,养成科 学思维习惯,形成物理观念(本章涉及运动观念、相互作用观念),能用其解 释自然现象和解决实际问题,并能用这些观念描述自然界的图景。养成科学思 维习惯,能够正确理解和应用科学思维方法,从定性和定量两个方面进行科学 推理、找出规律、形成结论。大胆质疑,发展科学创造力,提高分析问题和解 决问题的能力,发展物理课程核心素养。本章作业设计力求贴近生活,联系生活,注重物理知识与生活的联系,突 出对生活中物体受非平衡力作用的运动状态及力的合成与分解情况的研究,加 深对牛顿第一定律的理解,正确认识力与运动的关系,
12、即力不是维持运动的原 因,而是改变物体运动状态的原因。认识物体都有惯性,即一切物体都有保持 原有运动状态不变的性质。认识惯性与生活联系紧密,人们有时可以利用惯性,有时应注意防止惯性给人们带来危害。本节作业设计还注重体现实验的设计过 程和思想,突出对实验现象的观察和理解,体现探究方法,能利用生活中常见 物品设计相关探究实验,并掌握对生活中相关现象的分析说明。本章作业设计还注重体现知识之间、前后章节之间的联系。本章重点要解 决的问题是力与运动的关系问题,本章学习了物体在不受力作用时和受平衡力 作用时的运动状态。在完成整章学习之后,应联系前一章节力中关于力的 定义及力的作用效果的相关知识,拓展分析物
13、体受力不平衡时的状态。另外,在前一章力的教学中,在重力大小的测量和探究摩擦力大小与哪些因素有 关的实验设计中已经有对二力平衡知识的应用,在本章学习之后,应引导学生 对以上两个实验的原理加以分析。在我们的作业设计中对以上两点应予以体现,加深学生对力与运动关系的认识与理解。本章作业设计包括课前作业、课堂作业和课后作业,课前作业是为引导学生课前预习,关注、思考将要学习的知识内容而设置的,在此基础上的课堂教 学目的性会更强。课堂作业的设置一方面是为了在教学的过程中及时了解学生 对所学知识的掌握情况,体现作业的时效性;另一方面设计合适的课堂作业,可以引发学生进行小组讨论、合作解决学习过程中遇到的问题。课
14、后作业的设 计不仅可以用来检验学习效果,更是促进学生对知识的拓展应用,从教师角度 还是后续教学策略调整和改进的参考。6题型分填空题、选择题、实验题、简答题和计算题。题目来源由教师自编 和改编。内容上力求突出基础性、应用性和综合性,关注初中学生的认知规律,注意增强作业的趣味性和有效性,培养学生的语言表达、逻辑思维、交流评估 等能力,体现物理学科特点,引导学生在实践中形成观念、发展思维、养成科 学态度、增强责任。重视学生的个体差异,注意作业设计的层次性(分别分为知 道、理解、应用等层次)。充分考虑学生已有的物理及相关学科的知识结构基 础,精准把握作业难度,控制作业的数量、难度和各层次作业的比例。坚
15、决摒 弃机械、无效性作业,积极响应“双减”政策,从作业的设计入手,落实作业 减负,促进学生全面发展。作业设计从教学实际出发,最终也须回归教学实际接受检验。团队在设计时基于对教学内容的整合、提炼,更力求突出强调设计的创新性。当前教师对 于教学内容、作业的选择,学生的学习和检测则往往依凭固有资料,缺乏针对 性和选择性,教师主动设计作业的情况缺失。所以,从大背景上看,作业设计 也传达出我们对于教学统一的理解和追求。71.知道人类认识“力和运动的关系”的发展过程。了解亚里士多德与伽利略的思想冲突;知道伽利略的理想实验和方法;2.通过实验分析、科学推理,了解阻力对物体运动的影响;3.理解牛顿第一定律的内
16、容并能用牛顿第一定律解释实例;4.知道力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因;5.知道什么是惯性,认识一切物体在任何运动状态下都有惯性;6.知道惯性大小与只与物体的质量有关;7.能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。001活动作业3分钟将橡皮擦放在玩具小车上。观察并描述以下几种情况中橡皮的运动情况。(1)静止的小车突然向前运动时,橡皮擦;(2)运动的小车突然停止运动时,橡皮擦;(3)沿直线运动的小车突然转弯时,橡皮擦。(1)向后倾倒(2)向前倾倒(3)向转弯的反方向倾倒1.能积极参与,通过亲自实践,准确描述实验现象优秀良好合格2.学生对生活中一些常见现象的探索的兴趣度优秀
17、良好合格3.能主动思索有意义问题的答案优秀良好合格本题通过简单实际情境的创设,引发学生对物体维持它原先运动状态的性质的问题探索。较易团中等较难应用改编团原创8002练习作业2 分钟沿草地踢出去的足球,会继续前进,但速度逐渐减小,最终停 下来,古希腊的亚里士多德早就注意到了类似现象,并认为要维持 物体的运动,就必须给它,不受力而能够 一直运动的物体是的。17 世纪,伽利略通过理想 实验,经过科学推理,发现亚里士多德的观点是错误的,提出了 一种 新 观 点:运 动物 体 如 果 不 受 其 他 力 的 作 用,将会 继续。通过了解亚里士多德与伽利略的思想冲突,请提出一个有价值的问题?施加一定的力
18、不存在的 保持同样的速度沿直线“永恒”运动下去运动的物体如果不受其他物体的作用,会一直运动下去吗?乐于思考,具有探索自然奥秘的好奇心和求知欲;优秀良好合格能独立思考,对相关力现象提出自己的见解;优秀良好合格通过了解亚里士多德与伽利略的思想冲突,归纳出有意义的探究问题。优秀良好合格了解人类认识“力和运动的关系”的发展过程团较易中等较难应用改编团原创003实践作业5分钟在学习牛顿第一定律前,为了探究阻力对物体运动的影响,请你和同组同学完成如图所示的实验。让小车从斜面滑下,逐渐减小水平面的粗糙程度,测量小车在水平面上的运动距离,并推测,当小 车与水平面间没有摩擦力时,小车的运动状况。(1)为了探究不
19、同阻力对小车的运动速度改变的影响情况,应使小车在平面开始运动的初速度相同,在实验中用什么方法使小车在进入平面时的初速度相同?;(2)实验表明:表面越光滑,小车运动的距离越,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越;(3)进而推理得出:假如小车受到的阻力为零,小车将9(1)让同一小车从同一斜面、同一高度由静止开始滚下。(2)长,慢。(3)以恒定不变的速度永远运动下去。能积极参与并通过亲自实践收集信息;优秀良好合格能分析、处理信息,得出结论;优秀良好合格语言的组织和表达能力。优秀良好合格通过自己实践,探究阻力对物体运动的影响,在实验事实基础之 上,进行科学地逻辑推理,归纳出运动的小车在运动的水平方向
20、上 没有受到外力作用时的运动规律。团较易中等较难应用团改编原创004实践作业5分钟做一做:(1)将一光滑硬纸片(或塑料片)放在小口瓶(或牛奶瓶)的瓶口,上面再放两枚硬币。用力将硬纸片向前弹出,硬币是否落入瓶中?解释你所观察到的现象。(2)猜想:质量大的物体惯性大还是小?反之如何?举两个实例证明你的猜想。(3)将两只小桶分别用绳吊起,其中一只是空的,另一只装满食盐。用手轻推桶,哪一只较难摆动起来?当它们摆动后,用手轻挡桶,哪一只较容易停下来?根据观察到的现象判断,哪一只桶的惯性大,初步判断惯性与质量之间的关系。(1)会 纸片由于受到手施加的力而改变了原来的静止状态,被弹出去。在纸片被快速弹走的过
21、程中,硬币受到的纸片施加的摩擦力 的作用效果可以忽略。硬币由于有惯性,在水平方向上将保持原来 的静止状态,又因为重力作用下而落在了瓶中。(2)质量越大,惯性就越大。如,要使正在行驶的火车停止运动,就远不如自行车 刹车那么容易;超级游轮的发动机停止工作后,它还要继续行数千 米才能停下。反之,质量越小,惯性越小。如,战斗机、鱼雷、快 艇的质量比较小,它们能灵活地改变航向或很快地加速、减速,以 适应战斗的需要。(3)装满盐的桶较难摆动起来 空桶较易停下来 装满盐的桶惯性大初步判断:物体质量越大(小),惯性就越大(小)能积极参与并通过亲自实践收集信息;优秀良好合格能分析、处理信息,得出结论;优秀良好合
22、格能书面或口头表述自己的观点。优秀良好合格1能将所学物理知识与实际情境联系起来,能从物理学视角观察周围事物,解释有关现象。通过实践,认识物体在任何运动状态下都有 惯性,知道惯性与物体的质量有关。较易团中等较难应用团改编原创6题8 分钟1.根据实验事实和一定的理论推理,揭示自然规律是研究物理的重要方法。如图所示是伽利略著名的理想斜面实验,其实验设想的步骤如下:减小第二个斜面的倾角,小球在该斜面上仍然要达到原来的高度;有两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;如果没有摩擦,那么小球将上升到原来释放时的高度;继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球将沿水平面做匀速直
23、线运动。上述理想实验的设想步骤按正确的顺序排列是(填序号)。在上述设想步骤中,有的属于可靠事实,有的则是理想化的推论。其中,是事实,是推论。2.牛顿第一定律指出了一切物体都有惯性,它还揭示了力与运动的关系,下面关于这一关系的描述正确的是()A.力是产生运动的原因B.力是改变物体运动状态的原因C.力是维持物体运动状态的原因D.以上说法都不对3.在太空中飞行的“神州十三号”宇宙飞船,如果它受到的一切外力突然消失,那么宇宙飞船将()A立即静止B减速飞行C加速飞行D匀速飞行14.关于惯性,下列说法中正确的是()A 运动员百米冲刺后,不能立即停下来,这是因为运动员惯性 大于阻力B物体在静止时不容易被推动
24、,所以物体在静止时比在运动时惯性大C物体受力作用时才有惯性D惯性不是“力”,而是物体固有的一种属性5.下列现象不能用惯性知识解释的是()A运动员跳远时往往要助跑B撞击锤柄锤头套紧C熟透了的桃子会从树上掉下来D关闭了发动机的汽车会向前滑行6.周一,小荟同学背着装满教科书的书包以 1.2m/s 的速度从家走向学校。周末,她背着空书包以 5m/s 的速度,从家骑自行车前往新华书店。问上述情境中,背着书包的小荟,走路时的惯性与骑车时的惯性相比是(选填“大”“小”“相等”)1.(1)(2)2.B3.D4.D5.C6.大能将所学知识与实际情境联系起来;优秀良好合格能从物理学视角观察周围事物、解决简单的实际
25、问题;优秀良好合格初步形成力与运动关系、惯性的物理观念。优秀良好合格通过 6 道基础题,巩固基础知识,加深对力与运动关系、惯性概念 的理解。知道伽利略的理想实验和方法,理解牛顿第一定律的内容 并能用牛顿第一定律解释实例。知道惯性大小与只与物体的质量有关,用惯性知识解释有关现象。团较易团中等较难团引用团改编团原创6题15 分钟1.在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体,让小车自斜面顶端同1一高度、从静止开始滑下,小车在不同表面运动的距离见下表,根 据探究的数据,我们可以反驳下列说法中的哪一个()表面情况毛巾棉布木板小车运动的距离(m)0.270.420.79A摩擦力越小,小车的速度减小得越慢B小车受
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