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2013中考物理备考:案例分析“自行车与物理”

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2012-10-16 17:32

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中考物理

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  暑假过后,新初三生们迎来了初中最重要的一年——初三。为方便2013年中考考生及家长查询相关信息,出国留学网中考频道特别搜集汇总了中考物理知识点以供参考:

  在初三物理总复习时,考虑到自行车是教材中多次出现过的物理知识应用的典型事例,笔者专门安排了一节复习课“自行车与物理”。

  设计初衷是通过学生观察、讨论,促进对知识的理解和运用,体会物理与生活的联系,进一步提高学生乐于探究生活中物理现象的兴趣。可是,在实际教学中,学生对该题的讨论进程及结果,大大超出笔者的预料。

  上课时,先在讲桌上放一辆自行车。为调动学生讨论的积极性,采用竞赛的形式。将学生分成四人一组,要求学生围绕课题讨论,提出尽可能多的问题,并做出解答,不能解答的,可以留到全班讨论,时间约15分钟。然后,让各个小组在全班交流,提出或解答问题最多的组为优胜。

  交流时,学生非常积极,争先恐后地想表明自己的观点。老师把学生提出的问题分类写在黑板上,解答不完善的由其他组补充,相同的问题避免重复。最后学生大致提出并弄清楚了下面几个方面的问题:

  一、力学知识

  1.摩擦方面

  (1)自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车块处均刻有一些花纹,并且使用摩擦大的材料,增大摩擦力。

  (2)车轴处经常上一些润滑油,以减小接触面粗糙程度,来减小摩擦力。

  (3)所有车轴处均有滚珠,变滑动摩擦为滚动摩擦,来减小摩擦。

  (4)刹车时,用力捏紧车闸,以增大刹车块与车圈之间的压力,从而增大摩擦力。

  (5)紧蹬自行车前进时,后轮受到的摩擦力方向向前,是自行车前进的动力,前轮受到的摩擦力方向向后,是自行车前进的阻力;自行车靠惯性前进时,前后轮受到的摩擦力方向均向后,这两个力均是自行车前进的阻力。

  2.简单机械

  (1)自行车刹车手闸是一个省力杠杆,车后坐的载物夹也是杠杆。脚踏和中轴大齿轮组成一个省力轮轴,后轮上小齿轮和后轮组成一个费力轮轴。车把和前叉也构成省力轮轴。

  (2)自行车上坡走S形路线,相当于增加了斜面的长,可以省力,使上坡更容易。

  3.运动方面

  (1)自行车的速度约为(3-5)m/s。

  (2)以树木为参照物,自行车是运动的;以树木为参照物,自行车是向后退的。

  4.压强方面

  (1)一般情况下,充足气的自行车前、后轮胎着地总面积大约为S=100cm2,当一普通的成年人骑自行车前进时,自行车对地面的压力大约为F=(600N+250N)=850N,可以计算出自行车对地面的压强约为8.5×104Pa。

  (2)自行车的车座较宽大,可以增大人与车座的接触面积,减小对人的压强,人骑座时感到舒服。

  (3) 在车轴拧螺母处要加一个垫圈,来增大受力面积,以减小压强。

  (4)自行车的脚踏板做得扁而平,来增大受力面积,以减小它对脚的压强。

  (5)自行车的内胎要充够足量的气体,在气体的体积、温度一定时,气体的质量越大,压强越大。

  5.惯性方面

  (1)当人骑自行车前进时,停止蹬自行车后,自行车仍然前进,是由于它具有惯性。

  (2)当人骑自行车前进时,若紧急刹车,一般情况下要先捏紧后刹车,然后再捏紧前刹车,或者前后一起捏紧,这样做是为了防止人由于惯性而向前飞出去。

  6.能量转化方面

  (1)当人骑自行车下坡时,速度越来越快,是由于下坡时人和自行车的重力势能转化为人和自行车的动能。

  (2)当人骑自行车上坡之前要紧蹬几下,目的是增大速度,来增大人和自行车的动能,这样上坡时动能转化为重力势能,能上得更高一些。

  (3)自行车的车支架上挂有一个弹簧,在它弹起时,弹簧的弹性势能转化为动能,车支架自动弹起。

  (4)自行车在不平的路面骑行时,车坐下被压缩的弹簧产生弹力,弹簧的弹性势能转化为动能,弹簧起到减震作用。

  二、声学知识

  (1)自行车的金属车铃发声是由于铃盖在不停的振动。

  (2)自行车有些部位零件松动时,骑行时引起振动发生。

  三、热学知识

  (1)在夏天自行车轮胎内的气体不能充得太足,是为了防止自行车爆胎,因为对于质量、体积一定的气体,当温度越高,压强越大,当压强达到一定程度时,若超过了轮胎的承受能力,就会发生爆胎的情况。

  (2)用打气筒给自行车车胎打气时,不一会儿气筒壁就会热起来,是因为打气筒的活塞压缩气体做功,气体内能增加,气体内能传给筒壁,使筒壁温度升高。同时打气过程也是克服活塞和筒壁摩擦力做功过程,也使筒壁内能增加,温度升高。

  四、光学知识

  (1)自行车的后面都装有一个反光镜,它是由许多角反射器组成的。当有光线从任意角度射向尾灯时,它都能把光“反向射回”。在夜间,当汽车灯光照到它前方的自行车尾灯上,无论入射方向如何,反射光都能反射到汽车上,其光强远大于一般的漫反射光,就如发光的红灯,能引起汽车司机的注意。

  (2)自行车铃的金属盖是凸面镜,能成正立、缩小的虚象。

  学生能提出并圆满解决这么多问题,出乎我的预料。除此之外,学生还提出了一些其他与自行车有关的问题:

  自行车为什么骑行时不倒,特别是拐弯时偏向地面也不倒,但静止时没有支撑就要倒?挡泥板为什么能挡泥?气门芯有什么作用?辐条有什么作用?脚蹬和后轮的转速一样吗?变速自行车是怎样变速的?由于课堂时间有限,也有些知识是学生还未学过的,因此我布置学生下去自己查资料,把学生的兴趣延伸到课外。并要求学生把课堂讨论内容归纳整理,写成小论文。

  这个案例给我留下深深的思考:

  (1)教学理念决定教学行为。这堂课的指导思想来源于新课程所倡导的“面向全体学生;从生活走向物理,从物理走向社会;注重科学探究,提倡学习方式多样化”的理念。我在进行这节课的教学设计时,紧紧围绕“提高学生物理科学素养”这一核心目标,在教学过程中始终注意面向全体学生、有意识地引导学生发现问题、提出问题,并尝试运用已有经验和知识解决问题。培养学生在解决问题中获取新知识、信息交流能力与合作学习的能力。

  (2)学生有巨大的学习潜能。通过这节课的教学,使我认识到教师只要运用科学的教学方法,给学生创造自主学习的机会,鼓励学生对问题进行讨论、甚至争论,就让学生的潜能在思维碰撞的过程中产生出智慧的火花。从这节课看,学生的讨论激烈、细致、深入,涉及到的知识面非常广,大大地充实了教学内容。

  (3)教学相长。学生是教师学习的宝贵资源,也许学生的专业知识不如教师,但学生那里有许多值得教师学习的东西,特别不能低估学生的群体效应。如学生的讨论、争论,他们互相启发,提出了许多有新意的见解,让教师从中受到许多启发,课堂上学生思维活跃、敢想敢说的特点,给老师留下深刻的印象。

  今后在教学工作中,还要不断地探索,彻底改变落后的教学观念,将新课程理念真正落到实处。

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