【文章內(nèi)容簡介】 頭封閉一定質量的氣體，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論（即壓縮氣體，體積減小，壓強增大；反之，體積增大壓強減小）猜想引導學生猜想：我們猜想：在一般情況下，一定質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（從最簡單的定量關系做起）師：一定質量的氣體在發(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。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：研究對象是一定質量的氣體，用活塞封閉一定質量的氣體在注射器內(nèi)以獲取，實驗條件是氣體質量不變，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。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②學生描繪圖象（提示作P—V圖像）能否得出結論？總結提問：各小組是如何處理數(shù)據(jù)的，結論如何？（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?。◣煟┯嬎銠C擬合：把P—V圖象轉化為P—1/V圖象。我們看到一定質量的氣體，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）實驗結論：在誤差允許的范圍內(nèi)，一定質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@個結論，被稱為玻意耳定律。二、玻意耳定律內(nèi)容：一定質量的某種氣體，在溫度不變的條件下壓強P與體積V成反比。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）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果呢？（猜想—實驗驗證）學生：改變氣體的質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果。結論：不一樣。質量越大，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．課堂小結方法 ①研究多變量問題時用控制變量法②實驗探究方法：猜想——驗證——進一步猜想——再驗證——得到結論知識 玻意耳定律：一定質量的某種氣體，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。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。《簡諧運動的描述》理解振幅、周期和頻率的概念，知道全振動的含義。了解初相位和相位差的概念，理解相位的物理意義。了解簡諧運動位移方程中各量的物理意義，能依據(jù)振動方程描繪振動圖象。理解簡諧運動圖象的物理意義，會根據(jù)振動圖象判斷振幅、周期和頻率等。重點難點：對簡諧運動的振幅、周期、頻率、全振動等概念的理解，相位的物理意義。教學建議：本節(jié)課以彈簧振子為例，在觀察其振動過程中位移變化的周期性、振動快慢的特點時，引入描繪簡諧運動的物理量（振幅、周期和頻率），再通過單擺實驗引出相位的概念，最后對比前一節(jié)得出的圖象和數(shù)學表達式，進一步體會這些物理量的含義。本節(jié)要特別注意相位的概念。導入新課：你有喜歡的歌手嗎？我們常常在聽歌時會評價，歌手韓紅的音域寬廣，音色嘹亮圓潤。歌手王心凌的聲音甜美。歌手李宇春的音色沙啞，獨具個性……但同樣的歌曲由大多數(shù)普通人唱出來，卻常常顯得干巴且單調(diào)，為什么呢？這些是由音色決定的，而音色又與頻率等有關。描述簡諧運動的物理量（1）振幅振幅是振動物體離開平衡位置的①最大距離。振幅的②兩倍表示的是振動的物體運動范圍的大小。（2）全振動振子以相同的速度相繼通過同一位置所經(jīng)歷的過程稱為③全振動，這一過程是一個完整的振動過程，振動質點在這一振動過程中通過的路程等于④4倍的振幅。（3）周期和頻率做簡諧運動的物體，完成⑤全振動的時間，叫作振動的周期。單位時間內(nèi)完成⑥全振動的次數(shù)叫作振動的頻率。在國際單位制中，周期的單位是⑦秒，頻率的單位是⑧赫茲。用T表示周期，用f表示頻率，則周期和頻率的關系是⑨f=。（4）相位在物理學中，我們用不同的⑩相位來描述周期性運動在各個時刻所處的 不同狀態(tài)。簡諧運動的表達式（1）根據(jù)數(shù)學知識，xOy坐標系中正弦函數(shù)圖象的表達式為 y=Asin（ωx+φ）。（2）簡諧運動中的位移（x）與時間（t）關系的表達式為 x=Asin（ωt +φ），其中 A代表簡諧運動的振幅，ω叫作簡諧運動的“圓頻率”，ωt+φ代表相位。彈簧振子的運動范圍與振幅是什么關系？解答：彈簧振子的運動范圍是振幅的兩倍。周期與頻率是簡諧運動特有的概念嗎？解答：不是。描述任何周期性過程，都可以用這兩個概念。如果兩個振動存在相位差，它們振動步調(diào)是否相同？解答：不同。主題1：振幅問題：（1）同一面鼓，用較大的力敲鼓面和用較小的力敲鼓面，鼓面的振動有什么不同？聽上去感覺有什么不同？（2）根據(jù)（1）中問題思考振幅的物理意義是什么？解答：（1）用較大的力敲，鼓面的振動幅度較大，聽上去聲音大。反之，用較小的力敲，鼓面的振動幅度較小，聽上去聲音小。（2）振幅是描述振動強弱的物理量，振幅的大小對應著物體振動的強弱。知識鏈接：簡諧運動的振幅是物體離開平衡位置的最大距離，是標量，表示振動的強弱和能量，它不同于簡諧運動的位移。主題2：全振動、周期和頻率問題：（1）觀察課本“彈簧振子的簡諧運動”示意圖，振子從P0開始向左運動，怎樣才算完成了全振動？列出振子依次通過圖中所標的點。（2）閱讀課本，思考并回答下列問題：周期和頻率與計時起點（或位移起點）有關嗎？頻率越大，物體振動越快還是越慢？振子在一個周期內(nèi)通過的路程和位移分別是多少？（3）完成課本“做一做”，猜想彈簧振子的振動周期可能由哪些因素決定？假如我們能看清楚振子的整個運動過程，那么從什么位置開始計時才能更準確地測量振動的周期？為什么？解答：（1）振子從P0出發(fā)后依次通過O、M39。、O、P0、M、P0的過程，就是全振動。（2）周期和頻率與計時起點（或位移起點）無關。頻率越大，周期越小，表示物體振動得越快。振子在一個周期內(nèi)通過的路程是4倍的振幅，而在一個周期內(nèi)的位移是零。（3）影響彈簧振子周期的因素可能有振子的質量、彈簧的勁度系數(shù)等。從振子經(jīng)過平衡位置時開始計時能更準確地測量振動周期，