苏科版八年级物理教案上册思维导图

(1) 通过对滚摆实验的分析，理解动能和重力势能的相互转化。

(2) 通过引导学生举例并解释一些有关动能和重力势能、弹性势能相互转化的简单物理现象，理解动能和势能可以相互转化。

(1) 培养学生运用能的转化知识分析有关物理现象的转化。

(2) 培养学生从能量观点分析问题的意识。

通过阅读"科学世界"人造地球卫星，结合我国航天事业的发展，对学生进行爱国主义教育。

手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量?为什么?

学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量?(此时既有重力势能，又有动能)继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化?(重力势能减少，动能增加)

在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。

实验1：滚摆实验。

图14.5-1，出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。

引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时，摆轮在点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少;摆轮旋转着下降;而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转动最快，动能;其高度最低，重力势能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。

仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。

"想想做做"用铁锁做单摆。

此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右点和最低点的位置。分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在点前后运动方向不同，分析摆球运动到点时的速度为零，作为这一难点的突破口。

综述实验，说明动能和重力势能是可以相互转化的。

实验2：弹性势能和动能的相互转化。

演示能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。

自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观，例如：物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线(抛物线)运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢?(板画足球轨迹，依图分析)首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加;在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在点时不再上升，说明它向上不能再运动。所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小;在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能;在下降阶段重力势能转化为动能。

人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球有时近、有时远。(出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图)现以我国发射的第一颗人造卫星为例，它离地球最近时(此处叫近地点)离地面439公里，离地球最远时(此处叫远地点)离地面高度是2384公里，它绕地球一周的时间是114分钟。它在近地点时，速度，动能;此时离地面最近，重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，重力势能增大，动能向重力势能转化。直到远地点时，动能最小，重力势能。卫星由远地点向近地点运行时，重力势能向动能转化。在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。

参看图1，水平地抛出一个物体，由于地球的吸引，它会落回地面，但是抛出的物体速度越快，它飞行的距离越远。人抛物体，抛出的距离不过几十米，但汽枪子弹能飞行几百米，步枪子弹能飞行几千米，而炮弹能飞行几十公里。我们可以设想，物体的速度足够大时，它就能永远不落回地面，围绕地球旋转。这个速度大约是8公里/秒。如果速度再大些，物体绕地球运行的轨道就由圆形变为椭圆形。人造卫星就是根据这个道理发射的。

复习提问：

1.磁场对电流的作用(板书)

1.当通电直导线垂直磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力，F=BIL;当通电直导线平行磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力为零。

2.当通电直导线在磁场中，导线与磁场方向间的夹角为θ时，通电导线受到磁场的安培力F=ILBsinθ。

3.磁场对通电直导线的安培力的方向，用左手定则来判断。(其内容在书中p.226)

1.了解人类对电现象的认识过程，体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。

2.了解元电荷的大小，了解电荷守恒定律，知道摩擦起电和感应起电的实质不是创造电荷，而是电荷的转移。

3.理解库仑定律的含义和表达式，知道静电常量。了解库仑定律的适用条件，学习用库仑定律解决简单的问题。

4.渗透理想化思想，培养由实际问题进行简化抽象思维建立物理模型的能力。

1.教师通过实验法、问题教学法启发学生理解抽象的电荷知识。

2.通过认识科学家在了解自然的过程中常用的科学方法，培养学生善用类比方法、理想化方法、实验方法等物理学习方法。

1.通过阅读材料，展示物理学发展中充满睿智和灵气的科学思维，弘扬前辈物理学家探寻真理的坚强意志和科学精神。

2.通过对比天电和地电、以及定性和定量、神学和科学对电现象的认识，使学生了解人类对电荷的认识过程，培养学生探索大自然的兴趣。

3.通过对库仑定律探究过程的讨论，使学生掌握科学的探究方法，激发学生对科学的热情。

1.对库仑定律的理解。

1.对电荷这一抽象概念的理解;

2.对库仑定律发现过程的探讨。

1.讲清库仑定律及适用条件，说明库仑力符合力的特征，遵守牛顿第三定律。

2.为定性演示库仑定律，应使带电小球表面光滑，防止尖端放电，支架应选绝缘性能好的，空气要干燥。

3.说清K的单位由公式中各量单位确定，其数值则由实验确定。

(多媒体展示电磁学的发展史)

古代人已经发现了有关静电现象，主要是梳头或者是羊毛、丝、棉类的衣物摩擦有闪光及声音;古希腊人发现琥珀可以吸引轻小物体。

英国的吉尔伯特(1544—1603)是最早系统地研究电磁现象的科学家。他发现琥珀和磁铁都能够吸引物体，不过性质不同，经过研究，他发现许多其他物体经过摩擦后也都能够吸引其他小物体。引入(electric)(琥珀体)还发明了可供实验用的验电器。

德国的奥托·格里克(1602—1686)，马德堡市市长，1654年曾用自己发明的抽气机做了马德堡半球实验;1660年发明了第一台可产生大量电荷的摩擦起电机。有了这样的机器，因而做成了各种各样的电火花实验;还有让人身体带电的实验;这使得18世纪40年代的德国整个社会都对电现象感兴趣，许多人购买了摩擦起电机做实验作为娱乐，同时也大大普及了电学知识。电学知识在整个欧洲各国都普及起来。

法国电学家诺莱特在巴黎圣母院前进行，他请700个修道士手拉手地排起来，让排头的手拿莱顿瓶放电时，发现700个修道士同时跳了起来，显示了电的强大威力。

富兰克林的风筝实验，证明了雷电是一种放电现象，在此基础上，发明了避雷针。

1.接引雷电下九天──富兰克林发明避雷针的故事

了解人造卫星的发射与运行原理，知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.

了解人造卫星的运行原理，认识万有引力定律对科学发展所起的作用，培养学生科学服务于人类的意识.

学习科学的思维方法，发展思维的独立性，提高发散思维能力、分析推理能力和语言表达能力.

在主动学习、合作探究的过程中，体验愉悦的学习氛围，在探究中不断获得美的感受不断进步.

学习科学，热爱科学，增强民族自信心和自豪感.

教学建议

教材分析

本节教材首先让学生在上课前准备大量的资料并进行阅读，如：第谷在1572年时发现在仙后座中有一颗很亮的新星，从此连续十几个月观察这颗星从明亮到消失的过程，并用仪器定位确证是恒星(后称第谷星，是银河系一颗超新星)，打破了历来"恒星不变"的学说.伽利略开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学.为-以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识而奋斗了一生，因此被誉为"近代科学之父".开普勒幼年时期的不幸，通过自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作.这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发现的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神.

教法建议

具体授课中教师可以用故事的形式讲述.也可通过放资料片和图片的形式讲述.也可大胆的让学生进行发言.

在讲授"日心说"和"地心说"时，先不要否定"地心说"，让学生了解托勒密巧妙的解释，同时让学生明白哥白尼的理论-了统治人类长达一千余年的地球是宇宙中心的"地心说"理论，为宣传和捍卫这一学说，意大利的思想家布鲁诺惨遭烧死，伽利略也为此受到残酷迫害.不必给结论，让学生自行得出结论.

典型例题

关于开普勒的三大定律

例1月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多少高度，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在无空中不动一样.

分析：月球和人造地球卫星都在环绕地球运动，根据开普勒第三定律，它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的.

分析：由卫星线速度公式可以判断出，因而选项A是错误的.

由卫星运行周期公式，可以判断出，故选项B是正确的.

卫星的向心加速度是万有引力作用于卫星上产生的，由，可知，因而选项C是错误的.

若使卫星C速率增大，则必然会导致卫星C偏离原轨道，它不可能追上卫星B，故D也是错误的.

解：本题正确选项为B。

点评：由于人造地球卫星在轨道上运行时，所需要的向心力是由万有引力提供的，若由于某种原因，使卫星的速度增大。则所需要的向心力也必然会增加，而万有引力在轨道不变的时候，是不可能增加的，这样卫星由于所需要的向心力大于外界所提供的向心力而会作离心运动。

探究活动

1、观察月亮的运动现象.

2、观察日出现象.

1.一颗在圆形轨道上运行的人造地球卫星，轨道半径为r，它的线速度大小为v，问:当卫星的轨道半径增大到2r时，它的线速度是多大？重力变为原来的多少倍？

2.天文台测得一颗卫星沿半径为R的圆形轨道绕某行星转动，周期为T，求卫星的向心加速度和行星的质量．