教學目標：
知識與技能：
使學生借助已有知識：理解滑輪的原理,知道滑輪的作用。
過程與方法：
由問題的提出、猜測、經(jīng)過實驗探究,使學生親身經(jīng)歷物理問題的研究過程。
情感、態(tài)度與價值觀：
體驗科學探究的樂趣,學習科學的探究方法,從而領悟科學的思想和精神,培養(yǎng)抽象思維和論證問題的能力。通過對實驗數(shù)據(jù)的收集,培養(yǎng)嚴肅認真的操作態(tài)度及科學分析實驗數(shù)據(jù)的能力。
教學重點：定滑輪、動滑輪的作用。
教學器材：定滑輪、繩子、鉤碼、彈簧測力計
分組實驗器具：動滑輪、繩子、鉤碼、彈簧測力計、鐵架臺、刻度板
教學方法：采用實驗探究、討論歸納的方法。
教學過程：
一、復習提問
1．杠桿有哪三種？各有什么特點？舉例說明。
2．剪鐵用的剪刀和鑷子是省力杠桿還是費力杠桿？
教師出示實物并進行演示，并畫出這兩個杠桿的示意圖。要求學生正確畫出它們的力臂，講清道理，說明結(jié)論。
剪鐵用剪刀和鑷子兩杠桿示意圖如圖所示。
二、新課引入
教師先舉一個滑輪的實例，再要求學生舉滑輪的例子，根據(jù)使用時滑輪的不同情況進行分類（即按定滑輪和動滑輪分類）。
提問它們的特點是什么，由此給出定義：滑輪是一個周邊有槽、并可以繞軸轉(zhuǎn)動的輪子。
教師給出滑輪的分類。
滑輪有兩種：定滑輪和動滑輪。使用時滑輪的位置固定不變的叫做定滑輪，使用時滑輪的位置跟被拉動的物體一起運動的叫做動滑輪。
再舉些滑輪實例，可連接錄像。
1、定滑輪
觀察定滑輪。定滑輪工作時，它的軸固定不動。
舉例：如旗桿頂部的裝置為定滑輪。
(2)提問：使用定滑輪有什么特點？演示實驗：
�、俜Q量鉤碼的重力；
�、谘菔救鐖D所示的實驗，勻速拉動彈簧測力計，物體上升，拉力的方向改變，但彈簧測力計的示數(shù)不變，特點是G＝F。使用定滑輪吊起物體時，可以改變力的作用方向，達到操作方便的目的。
提問：使用定滑輪不能省力，那么能否省距離？能否省功？
按照下圖進行演示。使學生清楚地看到：“動力作用點移動的距離s與物體上升高度h相等，使用定滑輪不能省力，也不能省距離�！庇纱说贸鍪褂枚ɑ啿荒苁」Α�
2、動滑輪
(1)教師邊講邊演示動滑輪提升重物。
要求學生討論分析，此時提起重物使用的滑輪與剛才演示實驗使用的定滑輪有何不同點？
教師在學生討論后小結(jié)：動滑輪工作時，軸和重物一起移動。另外用力方向也不同，用定滑輪時拉力方向是向下的，使用動滑輪提升重物時拉力的方向是向上的。
(2)提問：使用動滑輪有什么好處？動滑輪中繩的拉力和做功情況怎樣？(3)組織學生實驗，按課本實驗探究，參照下圖進行實驗。
由于研究定滑輪時教師已演示過實驗，學生可以自己設計出實驗步驟。
說明：重物用2個鉤碼表示，有利于分析數(shù)據(jù)。用彈簧秤測出鉤碼重。讀取彈簧秤的示數(shù)時，跨過動滑輪的兩條繩要豎直、平行。
學生實驗，教師巡回指導。學生實驗完畢后，教師請幾組學生分別將自己的一組數(shù)據(jù)填到教材中的表格中，分析學生數(shù)據(jù)。
(4)總結(jié)：
使用動滑輪提升鉤碼，彈簧秤的示數(shù)約是鉤碼重的二分之一。
兩根繩子吊著重物和滑輪，這兩根繩子的力之和約等于鉤碼的重力，符合平衡力的原理。
動力作用點移動的距離ｓ是物體上升高度H的2倍。
使用動滑輪不能省功。
說明：在提升鉤碼的過程中也把動滑輪提升起來了，當鉤碼重遠大于動滑輪重時，動滑輪才可忽略不計，從而得出使用動滑輪可以省一半力的結(jié)論。
三、課堂小結(jié)：認識定滑輪、動滑輪。
四、實踐活動建議：“發(fā)展空間”中的“我的設計”。
五、板書
第二節(jié)滑輪
一、定滑輪
1．滑輪的位置固定不變。
2．不省力,可以改變力的方向。
3．使用定滑輪不省功。
二、動滑輪
1．滑輪的位置跟被拉動的物體一起運動。
2．可以省一半力,但不能改變用力方向。
3．使用動滑輪工作，不省功。
【課題】人教版《普通高中課程標準實驗教科書物理（選修3-1）》第一章第二節(jié)《庫侖定律》
【課時】1學時
【三維目標】
知識與技能：
1.知道點電荷的概念，理解并掌握庫侖定律的含義及其表達式；
2.會用庫侖定律進行有關的計算；
3.知道庫侖扭稱的原理。
過程與方法：
1.通過學習庫侖定律得出的過程，體驗從猜想到驗證、從定性到定量的科學探究過程，學會通過間接手段測量微小力的方法；
2.通過探究活動培養(yǎng)學生觀察現(xiàn)象、分析結(jié)果及結(jié)合數(shù)學知識解決物理問題的研究方法。
情感、態(tài)度和價值觀：
1.通過對點電荷的研究，讓學生感受物理學研究中建立理想模型的重要意義；
2.通過靜電力和萬有引力的類比，讓學生體會到自然規(guī)律有其統(tǒng)一性和多樣性。
【教學重點】
1.建立庫侖定律的過程；
2.庫侖定律的應用。
【教學難點】
庫侖定律的實驗驗證過程。
【教學方法】
實驗探究法、交流討論法。
【教學過程和內(nèi)容】
<引入新課>同學們，通過前面的學習，我們知道“同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”，這讓我們對電荷間作用力的方向有了一定的認識。我們把電荷間的作用力叫做靜電力，那么靜電力的大小滿足什么規(guī)律呢？讓我們一起進入本章第二節(jié)《庫侖定律》的學習。
<庫侖定律的發(fā)現(xiàn)>
活動一：思考與猜想
同學們，電荷間的作用力是通過帶電體間的相互作用來表現(xiàn)的，
因此，我們應該研究帶電體間的相互作用�？墒牵钪袔щ婓w的大小和形狀是多種多樣的，這就給我們尋找靜電力的規(guī)律帶來了麻煩。
早在300多年以前，偉大的牛頓在研究萬有引力的同時，就曾對帶電紙片的運動進行研究，可是由于帶電紙片太不規(guī)則，牛頓對靜電力的研究并未成功。
(問題1)大家對研究對象的選擇有什么好的建議嗎？
在靜電學的研究中，我們經(jīng)常使用的帶電體是球體。
(問題2)帶電體間的作用力（靜電力）的大小與哪些因素有關呢？
請學生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗大膽猜想。
<定性探究>電荷間的作用力與影響因素的關系
實驗表明：電荷間的作用力F隨電荷量q的增大而增大；隨距離r的增大而減小。
�。ㄌ崾荆┪覀兊难芯康竭@里是否可以結(jié)束了？為什么？
這只是定性研究，應該進一步深入得到更準確的定量關系。
（問題3）靜電力F與r，q之間可能存在什么樣的定量關系？
你覺得哪種可能更大？為什么？（引導學生與萬有引力類比）
活動二:設計與驗證
<實驗方法>
�。▎栴}4）研究F與r、q的定量關系應該采用什么方法？
控制變量法——（1）保持q不變，驗證F與r2的反比關系；
�。�2）保持r不變，驗證F與q的正比關系。
<實驗可行性討論>.
困難一：F的測量（在這里F是一個很小的力，不能用彈簧測力計直接測量，你有什么辦法可以實現(xiàn)對F大小的間接測量嗎？）
困難二:q的測量（我們現(xiàn)在并不知道準確測定帶電小球所帶的電量的方法，要研究F與q的定量關系，你有什么好的想法嗎？）
�。ㄋ季S啟發(fā)）有這樣一個事實：兩個相同的金屬小球，一個帶電、一個不帶電，互相接觸后，它們對相隔同樣距離的第三個帶電小球的作用力相等。
——這說明了什么？（說明球接觸后等分了電荷）
�。ㄗ穯枺┈F(xiàn)在，你有什么想法了嗎？
<實驗具體操作>定量驗證
實驗結(jié)論：兩個點電荷間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比。
<得出庫侖定律>同學們，我們一起用了大約20分鐘得到的這個結(jié)論，其實在物理學發(fā)展，數(shù)位偉大的科學家用了近30年的時間得到的并以法國物理學家?guī)靵龅拿謥砻膸靵龆伞?/p>
啟示一:類比猜想的價值
讀過牛頓著作的人都可能推想到：凡是表現(xiàn)這種特性的相互作用都應服從平方反比定律。這似乎用類比推理的方法就可以得到電荷間作用力的規(guī)律。正是這樣的類比，讓電磁學少走了許多彎路，形成了嚴密的定量規(guī)律。馬克•吐溫曾說“科學真是迷人，根據(jù)零星的事實，增添一點猜想，竟能贏得那么多的收獲!”。科學家以廣博的知識和深刻的洞察力為基礎進行的猜想，才是有創(chuàng)造力的思維活動。
然而，英國物理史學家丹皮爾也說“自然如不能被目證那就不能被征服！”
啟示二：實驗的精妙
1785年庫侖在前人工作的基礎上，用自己設計的扭稱精確驗證得到了庫侖定律。（庫侖扭稱實驗的介紹：這個實驗的設計相當巧妙。把微小力放大為力矩，將直接測量轉(zhuǎn)換為間接測量，從而得到靜電力的作用規(guī)律——庫侖定律。）
<講解庫侖定律>
1．內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。
2．數(shù)學表達式：
�。ㄕf明），叫做靜電力常量。
3．適用條件：（1）真空中(一般情況下，在空氣中也近似適用)；
�。�2）靜止的；（3）點電荷。
�。◤娬{(diào)）庫侖定律的公式與萬有引力的公式在形式上盡管很相似，但仍是性質(zhì)不同的兩種力。我們來看下面的題目：
<達標訓練>
例題1：(通過定量計算，讓學生明確對于微觀帶電粒子，因為靜電力遠遠大于萬有引力，所以我們往往忽略萬有引力。)
（過渡）兩個點電荷的靜電力我們會求解了，可如果存在三個電荷呢？
�。ǔ星皢⒑螅﹥蓚�點電荷之間的作用力不因第三個點電荷的存在而有所改變。因此，多個點電荷對同一個點電荷的作用力等于各點電荷單獨對這個點電荷的作用力的矢量和。
例題2：(多個點電荷對同一點電荷作用力的疊加問題。一方面鞏固庫侖定律，另一方面，也為下一節(jié)電場強度的疊加做鋪墊。)
（拓展說明）庫侖定律是電磁學的基本定律之一。雖然給出的是點電荷間的靜電力，但是任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的。所以，如果知道了帶電體的電荷分布，就可以根據(jù)庫侖定律和平行四邊形定則求出帶電體間靜電力的大小和方向了。而這正是庫侖定律的普遍意義。
<本堂小結(jié)>（略）
<課外拓展>
1.課本第8頁的“科學漫步”欄目，介紹的是靜電力的應用。你還能了解更多的應用嗎？
2.萬有引力與庫侖定律有相似的數(shù)學表達式，這似乎在預示著自然界的和諧統(tǒng)一。課后請同學查閱資料，了解自然界中的“四種基本相互作用”及統(tǒng)一場理論。
教學內(nèi)容：人教版的普通高中課程標準實驗教科書選修3-3教材第八章氣體第一節(jié)氣體的等溫變化。
教學設計特點：突出物理規(guī)律形成的感性基礎和理性探索的有機結(jié)合；通過問題驅(qū)動達成教目標的有效實現(xiàn)；重視物理從生活中來終回到生活中去。
1．教學目標
1.1知識與技能
�。�1）知道什么是等溫變化；
�。�2）掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式；知道定律的適用條件。
�。�3）理解等溫變化的P—V圖象與P—1/V圖象的含義，增強運用圖象表達物理規(guī)律的能力；
1.2過程與方法
帶領學生經(jīng)歷探究等溫變化規(guī)律的全過程,體驗控制變量法以及實驗中采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的方法。
1.3情感、態(tài)度與價值觀
讓學生切身感受物理現(xiàn)象，注重物理表象的形成；用心感悟科學探索的基本思路，形成求實創(chuàng)新的科學作風。
2.教學難點和重點
重點:讓學生經(jīng)歷探索未知規(guī)律的過程，掌握一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時壓強與體積的關系，理解p-V圖象的物理意義。
難點:學生實驗方案的設計；數(shù)據(jù)處理。
3.教具：
塑料管,乒乓球、熱水，氣球、透明玻璃缸、抽氣機，u型管,注射器,壓力計。
4.設計思路
學生在初中時就已經(jīng)有了固體、液體和氣體的概念，生活中也有熱脹冷縮的概念，但對于氣體的三個狀態(tài)參量之間有什么樣的關系是不清楚的。新課程理念要求我們，課堂應該以學生為主體，強調(diào)學生的自主學習、合作學習，著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力和實證精神。這節(jié)課首先通過做簡單的演示實驗，讓學生明白氣體的質(zhì)量、溫度、體積和壓強這幾個物理量之間存在著密切的聯(lián)系；然后與學生一道討論實驗方案，確定實驗要點，接著師生一道實驗操作，數(shù)據(jù)的處理，得出實驗結(jié)論并深入討論，后簡單應用等溫變化規(guī)律解決實際問題。
5．教學流程：（略）
6．教學過程
6.l課題引入
演示實驗：變形的乒乓球在熱水里恢復原狀
乒乓球里封閉了一定質(zhì)量的氣體，當它的溫度升高，氣體的壓強就隨著增大，同時體積增大而恢復原狀。由此知道氣體的溫度、體積、壓強之間有相互制約的關系。本章我們研究氣體各狀態(tài)參量之間的關系。
對于氣體來說，壓強、體積、溫度與質(zhì)量之間存在著一定的關系。高中階段通常就用壓強、體積、溫度描述氣體的狀態(tài)，叫做氣體的三個狀態(tài)參量。對于一定質(zhì)量的氣體當它的三個狀態(tài)參量都不變時，我們就說氣體處于某一確定的狀態(tài)；當一個狀態(tài)參量發(fā)生變化時，就會引起其他狀態(tài)參量發(fā)生變化，我們就說氣體發(fā)生了狀態(tài)變化。這一章我們的主要任務就是研究氣體狀態(tài)變化的規(guī)律。
出示課題：第八章氣體
師問：同時研究三個及三個以上物理量的關系，我們要用什么方法呢？請舉例說明。
生：控制變量法
比如要研究壓強與體積之間的關系，需要保持質(zhì)量和溫度不變，再如要研究氣體壓強與溫度之間的關系，需要保持質(zhì)量和體積不變。
師：我們這節(jié)課首先研究氣體的壓強和體積的變化關系。
我們把溫度和質(zhì)量不變時氣體的壓強隨體積的變化關系叫做等溫變化。出示本節(jié)課題：
第一節(jié)氣體的等溫變化
6.2新課進行
一、實驗探究
1.學生體驗壓強與體積的關系得出定性結(jié)論
全體同學體驗:每個同學用力在口腔中摒住一口氣，然后用手去壓臉頰，你會怎么樣,思考為什么？
小組體驗：每桌同學用一只小的注射器體驗：一個同學用手指頭封閉一定質(zhì)量的氣體，另一個同學緩慢壓縮氣體，體積減小時第一個同學的手指有什么感覺，說明什么呢？反之當我們拉動活塞增大氣體體積時，手指有什么感覺，說明什么呢？要求學生體驗并說出自己的感覺和結(jié)論（即壓縮氣體，體積減小，壓強增大；反之，體積增大壓強減�。�
2.猜想
引導學生猜想：我們猜想：在一般情況下,一定質(zhì)量的氣體當溫度不變時,氣體的壓強和體積之間可能有什么定量關系呢?
學生:壓強與體積成反比例關系（從簡單的定量關系做起）
師:一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時壓強與體積是否是成反比例的關系,需要我們進一步研究.這節(jié)課我們用實驗探究這一課題。
3.實驗驗證：
(1)實驗設計：
首先，要求學生完整的復述我們的實驗目的:探究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變情況下壓強與體積之間的定量關系.
要求學生根據(jù)放在桌上的器材，思考試驗方案，并思考以下幾個問題：
問題1：本實驗的研究對象是什么？如何取一定質(zhì)量的氣體？實驗條件是什么？如何實現(xiàn)這一條件?
學生討論回答：研究對象是一定質(zhì)量的氣體，用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體在注射器內(nèi)以獲取，實驗條件是氣體質(zhì)量不變，氣體溫度不變；活塞加油增加密閉性，推拉活塞改變體積和壓強；不用手握注射器；緩慢推拉活塞，穩(wěn)定后再讀數(shù)。
（或者有其他的實驗方案）
問題2：數(shù)據(jù)收集本實驗中應該要收集哪些數(shù)據(jù)?用什么方法測量？
學生：要收集氣體的不同壓強和體積，用氣壓計可以測量壓強，注射器上面的讀數(shù)可以得到體積。
問題3：數(shù)據(jù)處理怎樣處理上述數(shù)據(jù)才能得到等溫條件下壓強與體積之間的正確關系呢？（學生討論并回答）
學生：常用數(shù)據(jù)處理辦法有計算法，圖象法等。
老師：能不能說得更具體一點呢？
學生：就是先把V和P乘起來，看看各組的乘積是否相等（或者近似相等），從而得到結(jié)論；圖像法就是以V為橫坐標，P為縱坐標，在用描點作圖法，把得到的數(shù)據(jù)作到坐標系中，再連線，看圖像的特點，從而得到兩者的定量關系。
再讓一個學生把我們剛才分析得到的比較好的實驗方法再復述，然后師生互助完成實驗。
2、實驗過程：
師生共同完成實驗：老師推、拉活塞，一名學生讀取數(shù)據(jù)，另一名學生設計記錄表格并記錄數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理：①簡單計算找壓強和體積之間的關系
�、趯W生描繪圖象（提示作P-V圖像）能否得出結(jié)論？
總結(jié)提問：各小組是如何處理數(shù)據(jù)的，結(jié)論如何？（實物投影展示）
問題4：若P—V圖象為雙曲線的一支，則能說明P與V成反比。但能否確定我們做出就一定是是雙曲線的一支呢？（還是猜測）我們怎樣進一步P和V之間的關系呢？
教師：有一種思想叫做轉(zhuǎn)化的思想。若P—V圖象為一雙曲線，那么P—1/V圖象是什么樣子？（過原點的一條直線）那我們就再作一條P—1/V圖象看看吧！
（師）計算機擬合：把P—V圖象轉(zhuǎn)化為P—1/V圖象。我們看到一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，P—1/V圖象是一條（幾乎）過原點的直線，表明壓強與體積成反比。
(三)實驗結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的條件下壓強與體積成反比。（學生敘述）
師：大家看到我們作出來的這條直線，還不是很準確,大家可以分析在實驗過程中有哪些地方可能引起實驗誤差？
學生討論分析產(chǎn)生誤差的原因.
早在17世紀，英國科學家玻意耳和法國科學家馬略特分別通過更嚴謹?shù)膶嶒炑芯康贸隽诉@個結(jié)論，被稱為玻意耳定律。
二、玻意耳定律
1、內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的條件下壓強P與體積V成反比。
2、公式：PV=C（常量）或P1V1=P2V2（其中P1V1和P2V2分別為氣體在兩個狀態(tài)下的壓強和體積）
3、圖象：P—1/V圖象：過原點的直線——等溫線
P—V圖象：雙曲線的一支——等溫線
三、拓展思考
問題5：在同一溫度下，取不同質(zhì)量的同種氣體為研究對象，PV乘積C一樣嗎？即對不同的氣體，C是一個普適常量嗎？（學生思考不能求解或回答不一樣）
師問：怎樣才能得到正確的結(jié)果呢？（猜想—實驗驗證）
學生：改變氣體的質(zhì)量用同樣的方法重新測量，測量數(shù)據(jù)記錄在同一表格中，通過簡單的計算就能得到結(jié)果。
結(jié)論：不一樣。質(zhì)量越大，PV乘積越大。P—V圖象離坐標軸越遠，P—1/V圖象斜率越大。
問題6：取相同質(zhì)量的同種氣體，在不同溫度下，作出的P—V圖象是否一樣？（學生猜想——驗證）
結(jié)論：不一樣。溫度較高時，PV乘積較大，P—V圖象離坐標軸越遠，P—1/V圖象斜率較大。
四、玻意耳定律的應用之定性解釋：
問題一：氣球漲大視頻。學生分析。
問題二：小實驗。裝水的瓶子下有小洞，當蓋子打開時水會噴出，然后合上蓋子則水就不會持續(xù)地流出了。
解釋：蓋子打開時，小孔上方的壓強始終大于外面的壓強，所以水會噴出，當蓋子蓋上時，水的上方被封閉了一定質(zhì)量的氣體，當有水流出后，瓶中空氣的體積變大，根據(jù)波意耳定律壓強變小，當孔上方壓強小于外部大氣壓時，水就流不出去了。
五．課堂小結(jié)
1.方法①研究多變量問題時用控制變量法
�、趯嶒炋骄糠椒ǎ翰孪搿炞C——進一步猜想——再驗證——得到結(jié)論
2.知識玻意耳定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的條件下壓強P與體積V成反比。
六．教學后記：
1．課堂上讓學生從自身體驗開始，充分參與科學探究的全過程，熟悉科學探究未知世界的一般流程，并堅持滲透實事求是和精益求精的科學精神。
2．教學中對應用數(shù)學方法處理物理數(shù)據(jù)，從而得出簡潔的物理學規(guī)律的過程，讓學生多練習多體驗，以使學生真正掌握，并且多給時間讓學生從圖像中找出規(guī)律，以提高學生認識圖像與應用圖像分析問題的能力。
3．教學中學生參與小實驗及視頻材料能很好地吸引學生的注意力，提高教學的有效性。
4.物理來源于社會生活實踐，反之也能解釋自然界及生活和生產(chǎn)中的相關現(xiàn)象,有效杜絕物理和生活相脫節(jié)的現(xiàn)象發(fā)生.也有利于學生正確物理觀的形成。
