物理學科知識與教學能力(高級中學)參考答案及解析(一)~(五)(科目代碼：406)教師資格考試物理學科知識與教學能力(高級中學)標準預測試卷(一)參考答案及解析 (1)教師資格考試物理學科知識與教學能力(高級中學)標準預測試卷(二)參考答案及解析 教師資格考試物理學科知識與教學能力(高級中學)標準預測試卷(三)參考答案及解析 教師資格考試物理學科知識與教學能力(高級中學)標準預測試卷(四)參考答案及解析 教師資格考試物理學科知識與教學能力(高級中學)標準預測試卷(五)參考答案及解析 教師資格考試物理學科知識與教學能力(高級中學)標準預測試卷(一)參考答案及解析由圖甲知，波長λ=20m,則波速為而感應電流,而R=2πrr?,則通過圓環橫截面的電荷量,C項錯誤。在一個周錯誤。當小物塊從斜面底端沿斜面向上自由上滑時，小物塊做勻減速運動，根據牛頓第二定律有μmgcos30°+mgsin30°=ma?,解得a?=12.5m/s2,項錯誤。則小物塊沿斜面向上滑行的最大距離6.【答案】B。解析：從a到c過程中，氣體的體積變大，對外做功，故W>0。內能的增量△E=,根據Q=△E+W可知Q>0。(1)根據沖量的定義可知dl=Fdt=-kAcoswtdt,(2)正確解答：②在金屬桿進入磁場并撤去外力后，金屬桿的動能轉化為焦耳熱與摩擦生熱，由能量守恒定律得解得(3)教學片段：師：我們首先來分析一下導體棒的運動過程，導體棒在整個過程中的運動狀態是怎樣的?生：導體棒先做勻加速運動，進入磁場撤去拉力后，導體棒做加速度減小的減速直線運動。師：很好!導體棒在磁場中做切割磁感線運動產生了電動勢，那么圖中的哪部分相當于電源呢?生：在磁場中的導體棒部分。師：那么兩個電阻是怎樣連接的呢?師：非常好，所以我們做題的時候一定要仔細分析電路的串并聯，不要想當然。那么再重新計算一下吧。(1)若按圖9所示電路進行實驗，由于本實驗中被測金屬導線的電阻值較小，電流表內接會使電壓表的示數過大，使系統誤差變大。(2)若按圖10所示電路進行實驗，發生(a)的情況時，電路上的負載過少可能會燒壞電路；發生(b)的情況時，金屬導線的溫度會明顯升高，造成其電阻率在實驗過程中逐漸增大。(3)教學片段：師：同學們，今天我們來做“測定金屬的電阻率”的實驗。要計算金屬的電阻率，我們需要測量哪些數據呢?生：金屬導線的長度L和它的直徑d,計算出導線的橫截面積S,并用伏安法測出金屬導線的電阻值。師：金屬導線的長度l和它的直徑d,大家知道怎么測量嗎?生：長度用刻度尺進行測量，直徑用螺旋測微器測量，都要進行多次測量取平均值。師：大家要注意，測直徑的時候，要取多個位置測量。那我們現在開始動手進行金屬導線電阻值的測量吧。(學生進行實驗，教師全場巡視進行指導)師：大家基本都測完了，那我們一起來分析一下數據。老師有兩種方法分享給大家：第一種是用算出各次的測量值，再取平均值；第二種是用圖像(U-I圖線)的斜率來求出電阻值。當然了，用圖像法的時候我們應該注意什么?生：在描點時，要盡量使各點間的距離拉大一些，連線時要讓各點均勻分布在直線的兩側，個別明顯偏離較遠的點可以不予考慮。生：老師，為什么我的圖像是一條曲線?電阻值不能確認。(相同的聲音此起彼伏)師：圖像是曲線的同學，你們用手摸一下斷開電源的金屬導線。師：沒錯，這就是你們的圖像是曲線的原因。因為金屬導線的電阻率會隨著溫度的升高發生變化，所以在實驗中我們應該怎么做呢?生：不要長時間測量，要斷開電源給金屬導線降溫。師：沒錯，圖線是曲線的再做一次實驗，操作過程沒問題的，檢驗一下兩種方法的結果是否相符。(1)實驗設計意圖：如果偏振片Q與偏振片P的透振方向平行，則乙圖透射光的強度與甲圖一樣；如果兩個偏振片的透振方向垂直，則丙圖光屏為暗。以此說明，光是一種橫波。(2)教學方案：教師：我們已經從理論上知道了橫波和縱波的差別，那么,它們在傳播的過程中，會有什么不同現象呢?這里我們來做一個演示實驗。演示：(機械)橫波和縱波在穿過狹縫時的差別。教師啟發：光波既然是橫波，它的傳播是不是也應該具備機械波的這種特征?由于光的E振動并不是肉眼所能直接觀察的，所以我們需要借助相關儀器來完成類比實驗。偏振片介紹(透振方向)。教師演示自然光穿過兩塊偏振片。①自然光穿過一塊偏振片，轉動透振方向。②自然光穿過兩塊透振方向相互平行的偏振片。③自然光穿過兩塊透振方向相互垂直的偏振片。學生觀察。歸納：①項事實說明——光波可能是縱波；光波的E矢量可能在各個振動方向都是均衡的(和機械橫波有差別);②、③項事實說明——光波必然是橫波；自然光通過一塊偏振片后E矢量只沿某個振動方向(和機械橫波已經非常類似)。由概念和名詞得出——光雖然是橫波，但由于經過偏振片前后的橫波有一定差別，我們把偏振片前面的光叫作自然光，偏振片后面的叫作偏振光。形成偏振光的過程叫作起偏或偏振。(1)原子的核式結構模型：在原子的中心有一個很小的核，叫作原子核。原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉。(2)教學設計如下：原子的核式結構模型1.知道陰極射線及其本質，了解電子及其比荷，知道原子的核式結構模型及原子核的電荷分布。2.掌握電子的電荷量、原子的核式結構模型，能夠通過科學推理解決相關的問題。3.探究陰極射線的本質，理解α粒子散射實驗，揭示實驗本質，得出結論，體會科學家的探索方法，提高觀察與實驗的能力。4.通過學習體驗科學家探索科學的艱辛，堅持實事求是的科學態度，培養積極探索科學的興趣。1.教學重點(1)引導學生小組自主思考討論對α粒子散射實驗的結果分析，從而否定“棗糕模型”,得出原子的核式結構。(2)在教學中滲透物理學方法：模型方法、黑箱方法和微觀粒子碰撞方法。2.教學難點引導學生小組自主思考討論對α粒子散射實驗的結果分析，從而否定“棗糕模型”,得出原子的核式結構。教師：湯姆遜發現電子，根據原子呈電中性，提出了原子的“棗糕模型”。用動畫展示原子的“棗糕模并提問：湯姆遜提出的原子的“棗糕模型”是否正確呢?學生觀看動畫并思考問題。【設計意圖】全方位展示實驗過程，方便學生理解。1.α粒子散射實驗原理(1)原子的結構非常緊密，用一般的方法是無法探測它的內部結構的，要認識原子的結構，需要用高速粒子對它進行轟擊。而α粒子具有足夠的能量，可以接近原子中心。它還可以使熒光屏物質發光。如果α粒子與其他粒子發生相互作用，改變了運動方向，熒光屏就能夠顯示出它的方向變化。研究高速的α粒子穿過原子的散射情況是研究原子結構的有效手段。(2)教師指出：研究原子內部結構要用到的方法——黑箱法、微觀粒子碰撞方法等。2.α粒子散射實驗裝置α粒子散射實驗的裝置主要由放射源、金箔、熒光屏、望遠鏡和轉動圓盤幾部分組成。α粒子散射實驗在課堂上無法直接演示，需要借助多媒體系統。利用動畫向學生模擬實驗的裝置、過程和現象，使學生獲得直觀的切身體驗，留下深刻的印象。通過多媒體重點指出，熒光屏和望遠鏡能夠圍繞金箔在一個圓周上運動，從而可以觀察到穿透金箔后偏轉角度不同的α粒子，并且讓學生了解到這種觀察是非常艱苦細致的工作，所用的時間也相當長。實驗的觀察結果：入射的α粒子分為三部分。大部分沿原來的方向前進，少數發生了較大偏轉，極少數發生大角度偏轉。學生體會α粒子散射實驗中用到的科學方法；滲透科學精神的教育思想。【設計意圖】擴展學生的思維。1.投影出三個問題讓學生先自己思考，然后以四人小組討論。對于第一、二個問題，學生基本上能討論出結果，師生共同分析第三個問題，然后讓學生小組討論，進行邏輯推理得出原子的結構。第三個問題是用湯姆遜的“棗糕模型”能否解釋α粒子大角度散射?請同學們從以下三方面去考慮：(1)α粒子出現大角度散射有沒有可能是由電子碰撞后造成的?(2)按照“棗糕模型”,α粒子在原子附近或穿越原子內部后有沒有可能發生大角度偏轉?(3)你認為原子中的正電荷應如何分布，才有可能造成α粒子的大角度偏轉?為什么?2.教師小結對于問題(1)、(2),按照“棗糕模型”,有下列結論。(1)碰撞前、后，質量大的α粒子速度幾乎不變。只可能是電子的速度發生大的改變，因此不可能出現反彈的現象。即使是非對心碰撞，也不會有大角度散射。(2)α粒子在原子附近時，由于原子呈中性，與α粒子之間沒有或有很小的庫侖力的作用，正電荷在原子內部均勻地分布。α粒子穿過原子時，由于原子兩側正電荷對它的斥力有相當大一部分互相抵消，使α粒子偏轉的力不會很大，所以α粒子大角度散射說明“棗糕模型”不符合原子結構的實際情況。對于問題(3):先通過課件師生分析，然后小組討論，推理分析得到盧瑟福的原子核式結構核型。教師起引導和組織作用。實驗中發現極少數α粒子發生了大角度偏轉，甚至反彈回來，表明這些α粒子在原子中某個地方受到了質量、電量均比它本身大得多的物體的作用，可見原子中的正電荷、質量應都集中在一個中心上。(3)絕大多數α粒子不偏移→原子內部絕大部分是“空”的。(4)少數α粒子發生較大偏轉→原子內部有“核”存在。(5)極少數α粒子被彈回表明：①原子核作用力很大；②原子核質量很大，電量集中。【設計意圖】培養學生分析問題、解決問題及總結的能力；幫助學生回顧所學內容，增強記憶。1.實驗裝置2.實驗結果三、核式結構模型與“棗糕模型”原子的核式結構模型教師資格考試物理學科知識與教學能力(高級中學)標準預測試卷(二)參考答案及解析2.【答案】C。解析：上升的過程中，根據mgsin30°+μmgcos30°=mg可知，摩擦力大小μmgcos30°=上滑的最大路程s=2H;根據動能定理，合外力做功W=(mgsin30°+μmgcos30°)2H=2mgH,因此動能損失了2mgH,A、B兩項錯誤。機械能損失要看除重力以外的力做功。在物塊上升過程中，就是摩擦力做功，而摩擦力做的功W=μmgcos30°×2H=mgH,因此機械能損失了mgH,C項正確，D項錯誤。氫氣和1mol氧氣具有相同的分子數；氣體摩爾體積與溫度和壓強有關，而兩種氣體處于相同的狀態，且都是1mol,所以兩種氣體具有相同的體積。4.【答案】B。解析：當用F?拉物塊時，將F?正交分解，水平方向上F?cos60°=f,豎直方向上F?sin60°+N=mg,其中f=μN。由于物塊做勻速直線運動，故水平方向受力平衡，則有F?cos60°=μ(mg-F?sin60°)。同理可知，當用F?推物塊做勻速直線運動時，有F?cos30°=μ(mg+F?sin30°)。F?和F?大小相等，聯立解得μ=2-√3。電通量由對稱性可知，通過每個側面的電通量,則通過側面abed的電通有一束光線發生全反射。黃光的臨界角大于紫光的臨界角，所以OA為黃光。開始時a車在后面，t=5s時兩車的位置相同；5～10s內a車速度仍大于b車速度，故a車在前；10～15s時間內，b車的速度大于a車的速度，但由于開始時落在了a車的后面，故還將在a車的后面，C項錯誤。圖像與坐標軸圍成的面積表示位移，故t=15s時兩車第二次相遇，A、B兩項錯誤。t=5s時兩車第一次相遇，在5~10s的時間內，a車的速度大于b車的速度，兩車間距逐漸變大，在10～15s的時間內，b車的速度大于a車的速度，兩車間距逐漸變小，D項正確。8.【答案】C。解析：由質量數守恒和電荷數守恒知X是電子，A項錯誤。α衰變生成的是氦原子核，;是質子，B項錯誤。核聚變是質量較輕的核聚合成質量較大的核，C項正確。核裂變是質量較大的核分裂成質量(1)在圓環上任取一長度為dl的線元，它所帶的電荷量該線元在P點所激發的電場強度dE可寫為設dE與x軸之間的夾角為θ,因為圓環關于x軸對稱，故dE在垂直于x軸方向上的分量互相抵消。P點的電場強度是平行于Ox軸的分量的總和，即(2)線元在P點的電勢(1)如果一個系統不受外力，或者所受外力的矢量和為0,這個系統的總動量保持不變。這就是動量守恒(2)正確解答：解得m/s。(3)教學片段：生：因為只有頻率相同的光才能發生干涉。師：對，那老師如果把濾光片放在單縫與雙縫之間呢?我們來看一下。生：沒有發生明顯變化。師：由于濾光片會改變光程，對光也會有一定折射，會影響實驗的精準度，所以大家還是要把濾光片放在光源與單縫之間。師：現在老師把濾光片放回光源與單縫之間，順時針轉動單縫，同學們注意觀察。師：這是為什么呢?想想光的本質。生：因為光是橫波，當單縫和雙縫垂直時，雙縫沒有光能穿過。生：①放置單縫和雙縫時，必須使縫平行。②要保證光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒和光屏的相對位置及其中心在同一條軸線上。(1)這個實驗說明了做功可以改變物體的內能。(2)教學方案：教師：在初中我們已經學過功和能的一些知識，對功和能有了簡單的認識，并能定性地分析某些物理現象，前兩節我們較深入地探討了功的概念、功的計算，現在我們來進一步研究能的基本知識以及功和能的關系。①能的概念a.能的定義：一個物體能夠對外做功則這個物體就具有能。由學生舉出自然界中具有能量的物體的實例，如流動的河水、飛行的子彈、自由下落的重物、壓縮的彈簧、燃燒的焰火、高壓的氣體……b.物質的不同運動形式對應著不同的能。彈簧吊掛物體，一端固定在鐵架上，用力下拉物體，使彈簧伸長后釋放，物體將向上運動，彈簧對物體做功，說明形變的彈簧有能量，此能量叫作彈性勢能。點燃走馬燈的蠟燭后，燈的一部分旋轉起來，這個現象中，有什么能呢?能如何轉化?首先是蠟燭的化學能經燃燒釋放出來，加熱空氣，空氣分子運動加劇，轉化為空氣分子的內能，熱空氣上升又帶動走馬燈旋轉，空氣的部分內能又轉化為走馬燈的機械能。由此看來，自然界的能多種多樣，除上述的能以外，還有電能、光能、原子能、生物能……同時它們之間也可以互相轉化。c.各種不同形式的能量可以相互轉化，而且在轉化過程中守恒。觀看錄像，分析展示的各種現象中，能量存在和轉化情況。如早晨太陽出來，照耀樹林，太陽能經植物的光合作用轉化為生物能……傍晚，電燈亮了，電能轉化為熱能、光能等。在能的轉化中，能保持守恒。教師：在能的轉化過程中，與之緊密相關的物理量是什么呢?(是做功)②做功的過程做功的過程是能量轉化的過程。物體的能量發生變化，對外則表現為做了一定的功。a.做功使不同形式的能量發生轉化。在光滑水平面上，人拉重物使重物由靜止而運動，人對物體做功的過程中，人的生物能轉化為物體的動能。在水力發電廠中，水流沖擊水輪機，帶動水輪機轉動，從而帶動發電機轉動而做功，水流的機械能轉化為電能。火車前進做功，是先把燃料油和煤的化學能轉化為熱能，經內燃機或蒸汽機又把熱能轉化為火車的機械能……由此看來，能量互相轉化要伴隨著做功，但能量轉化的多少如何來計算和確定呢?b.功是能量轉化的量度。運動員將質量為15kg的杠鈴舉高2m,他做了300J的功，則有300J的生物能轉化為杠鈴的重力勢能。自然界中有各式各樣的力，如電磁力、分子力、核力……它們做功的計算方式各不相同，但有一點是相同的，即做了多少功就有多少能量由一種形式轉化為另一種形式。教師：功和能有著密切的聯系，但它們之間有什么區別呢?③功和能a.能是由物體運動狀態決定的物理量，即狀態量；而功則是和物體運動狀態變化過程有關的物理量，是過程量，兩者有著本質的區別。b.做功可以使物體具有的能量發生變化，而且物體能量變化是用做功的多少來量度。但功和能不能相互轉化。a.運用功和能的觀點，能量轉化規律是分析解決物理問題的重要方法和途徑之一，要充分理解、逐步深化。b.功是能量轉化過程中的關鍵物理量，在今后的學習中要深刻領會各種力做功的特點，熟練掌握各種功的計算，明確各種不同的功所涉及的有關能量的轉化。(1)楞次定律：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。(2)教學設計如下：楞次定律【教學目標】1.正確理解楞次定律的內容及其本質。掌握右手定則，并理解右手定則實際上是楞次定律的一種具體表現形式。2.通過對實驗現象的觀察、歸納、概括，得出影響感應電流方向的因素。掌握運用楞次定律和右手定則判斷感應電流方向的方法和步驟。3.經歷探究螺線管中感應電流方向的實驗，記錄4.參與實驗、多角度分析和逐步明確歸納感應電流方向的過程，領略楞次定律的表述因高度抽象和概括而表現出的簡潔美。【教學重難點】教學重點：①楞次定律的獲得及理解。②應用楞次定律判斷感應電流的方向。③利用右手定則判斷導體切割磁感線時感應電流的方向。④引導學生分析實驗數據，以感應電流的磁場作為“中介”來確定感應電流的方向。教學難點：楞次定律的理解及實際應用。【教學過程】設計意圖表與老師共同完成實驗，并回答強磁性球和鐵球是不是同時落地(對比實驗一中兩球同時落地；對比實驗二、三中兩球不是同時落地)學生產生疑問學生學習熱情立思考復習上節課關于“電磁感應現象產生1.注意觀察靈敏電流表指針是否偏對比實驗一：N極插入和N極抽出。對比實驗二：S極插入和S極抽出。場方向。果的分享。針對“感應電流的方向可能跟哪些因生對于所得到的表格進行分析。(1)根據上表所填寫的內容分析感應電流的磁場方向與原磁場的方向之(2)你能從線圈和條形磁鐵相對運動的角度來確定感應電流的方向嗎?教師應充分肯定學生的結論，并對出些因素有關",提出自己的究，并完成表格小組派代表展示自己小組實在的問題，彼此展開討論學生回答，學生補充，形成下阻礙引起感應電流的磁通量的變化。礙)原磁通量的變化。反抗(或阻礙)引起它的那個原因知識的基礎，而且新舊知識的聯系有利于學通過實驗吸引學生的注意力，讓學生從猜想程中(續表)設計意圖驗如圖所示。軟鐵環上繞有M、N兩個線圈，當M線圈電路中的開關斷開的瞬間，線圈N中的感應電流沿什么在練習中達到鞏固知定律本節課內容的理解。教師資格考試物理學科知識與教學能力(高級中學)標準預測試卷(三)參考答案及解析內能一節的實驗。半徑，由題干可知兩電子速度不同，故軌道半徑也不同。周期,則兩個電子運動周期相3.【答案】D。解析：由動能定理可知，物體分別沿兩條光滑軌道滑到Q點時的動能相等，則沿兩條光滑軌道到達Q點時物體的速度大小相等。動量為矢量，經過兩條軌道到Q點時物體的速度方向不同，故動量不相等。反，故A、B小球受到電場力大小相等，則A、B小球的帶電量大小也必然相等，C、D兩項錯誤。若A小球帶正電，則A小球受到向右的電場力，要想A小球豎直靜止，A小球必然受到向左的庫侖力，B小球帶正電，A項錯誤。若A小球帶負電，則A小球受到向左的電場力，要想A小球豎直靜止，A小球必然受到向右的庫侖力，B小球帶正電，受到向右的電場力和向左的庫侖力，可以保持豎直靜止，B項正確。間內物體向上做加速運動，加速度方向向上，物體處于超重狀態，A項錯誤。t?~t?時間內，物體向上做勻速運0～t?時間內物體向上做加速運動，動能增大，重力勢能也增大；t?~t?時間內物體向上做勻速運動，動能不變，重力勢能也增大，所以0～t?時間內物體的機械能一直增大，D項正確。璃中射出進入空氣時的速度變快。根據可知，該光的波長變長。A對B應有沿斜面向上的摩擦力；由牛頓第三定律可知，A受到B的摩擦力應沿斜面向下。對圓柱體、物體受力分析如下圖所示。心轉動慣量，心(2)繩子的張力為T=mg-ma=8×(9.8-5.06)N=37.9N。(1)光從真空射入某種介質發生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫作這種介質的絕對折射(2)正確解答：即r=30°,即C=45°,則∠FCO=45°,∠MOC=180°-∠FOC=180°-15°=故能從半圓柱表面上射出的光線限制在AC(弧)區域上，對應的角度為75°<φ<165°。(3)教學片段：(2)教學思路：節的課題——電荷。(互相排斥)(互相排斥)(互相吸引)(1)電場線不是實際存在的線，而是為了形象地描述電場而假想的線。這個實驗只是用來模擬電場線的分布。(2)教學片段：師：除了用數學公式描述電場外，如何形象地了解和描述電場中各點電場強度的大小和方向也很重要。法拉第采用了一個簡潔的方法來描述電場，那就是畫電場線。下面就讓我們通過一個簡單的實驗來模擬一下電場線。(老師做演示實驗，學生觀察實驗現象)師：同學們，通過這個實驗我們觀察到了什么現象?生1:頭發碎屑在蓖麻油里呈輻射狀。生2:頭發碎屑全部分布在電場線上，電場線是真實存在的。師：很棒!同學們能夠發現這么多現象。頭發碎屑在蓖麻油中以某一點為圓心呈輻射狀分布。這說明了什么呢?生：點電荷的電場線呈輻射狀分布。師：不錯，那么生2說“頭發碎屑全部分布在電場線上，電場線是真實存在的”是對的嗎?生：不對，電場線是法拉第為了形象地描述電場中各點電場強度的大小和方向而假想的線。師：不錯!通過這個實驗我們不能得出電場線是否真實存在，但我們要知道，電場線不是真實存在的線而是為了形象地描述電場而假想的線。這個實驗只是用來模擬電場線的分布。明白了嗎?(1)物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于物體所受重力的現象稱為超重現象。物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于物體所受重力的現象稱為失重現象。(2)教學設計如下：超重與失重1.建構超重和失重的物理觀念，了解超重和失重的原因，超重和失重與運動方向、加速度方向關系。2.學會對實際情景“建模”,用科學的方法解決實際問題。培養學生分析、思考、解決問題能力和交流、合作能力。3.經歷探究產生超重和失重現象原因的過程，學習科學探究的方法，進一步學會應用牛頓運動定律解決實際問題的方法。4.體驗學以致用的樂趣，感受物理與生活、社會與科學技術的相關性。1.教學重點認識超重與失重現象。2.教學難點超重與失重條件的判斷。教師展示一臺體重計并提問：體重計是用來測量什么的?生：體重計是用來測量體重的，也就是人的質量。教師請一位學生上來用體重計測量其體重，提出問題：體重計測體重的原理是什么?(教師強調靜止狀態)教師播放視頻：將體重計放到電梯里，隨著電梯運動，體重計示數發生了變化。提出問題：在這個過程中人的質量會不會發生改變?體重計的示數為什么會發生改變呢?教師板書：超重與失重。【設計意圖】用生活實例引入，激發學生興趣，也體現了從生活走向物理的理念。師：大家先對人和體重計進行受力分析，然后我們來回顧一下體重計的原理。生：人受到重力和體重計的支持力，體重計受到重力、人的壓力及地面的支持力。師：根據二力平衡的原理，人受到的重力mg等于體重計對人的支持力F(靜止或者勻速運動狀態)。根據牛頓第三定律，人對體重計的壓力F'和體重計對人的支持力F是一對作用力和反作用力。當人對體重計的壓力F'發生改變時，體重計對人的支持力F也會發生相應的改變，體重計的示數就發生了改變。這就是體重計的原理。教師板書：原理：體重計是通過測量物體對體重計的壓力來測量物體的重力。【設計意圖】在這一節會涉及很多受力分析問題，通過這個環節，讓學生對平衡力和相互作用力進行回顧，為接下來的實驗打好知識基礎。師：還有兩個概念需要大家了解一下——實重與視重。人在靜止時實際的重量即實重，體重計上顯示出【設計意圖】區分實重和視重，避免概念的混淆，為接下來的講授做準備。師：大家從字面上理解一下超重和失重的概念。剛剛在電梯運動過程中，人對體重計的壓力在電梯加速上升和減速下降的過程中大于人的重力，這是我們物理學中的什么現象?師：而人對體重計的壓力在電梯減速上升和加速下降的過程中小于人的重力，這是我們物理學中的什么現象?教師板書：超重：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于物體所受重力的現象。失重：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于物體所受重力的現象。師：下面我們來看一下超重、失重的條件判斷。請學生用手提著彈簧測力計的吊環向上、向下變速運動，并記錄其示數大小的變化。大家分析受力情況。(注意選取正方向，這里我們選支持力的方向，也就是向上的方向為正方向)教師板書：教師提問：1.超重和失重現象的產生和物體的速度有沒有關系呢?2.超重、失重是不是物體的重力改變了呢?【設計意圖】這兩個問題是學生學習過程中的易錯點，問題1通過提問討論以及教師分析，讓學生對于超重、失重的條件更加明確；問題2是讓學生知道超重、失重不會改變物體的實際重量。師生共同總結本節課知識點。作業：判斷下面各運動形式產生的現象是超重現象還是失重現象?①飛機的起飛階段②物體做自由落體運動③過山車由最低點加速上升階段④物體做豎直上拋運動⑤物體做平拋運動或者斜拋運動【設計意圖】將所學知識運用到生活中，加強理論與實際的聯系。超重與失重2.產生條件教師資格考試物理學科知識與教學能力(高級中學)標準預測試卷(四)參考答案及解析1,-μg=-2m/s2,解得m與在第4s內的斜率相同，為,故物體在第5s內的加速度as的大小為3m/s2,同理可知，v-t圖像在第1s內的斜率,故物體在第1s內的加速度a?的大小為1m/s2,方向沿正方向。所以物體第5s內的加速度大小大于第1s內的加速度大小，B項錯誤。根據動能定理可知，0～3s內合外力對物體所做的功,故該時間段合外力做功的平均功率W,C項正D項錯誤。物塊B也必然向下做加速直線運動，且兩者的加速度大小始終相等，對于物塊A有T=mAa,對于物塊B有mg-T=mga,由于mB=2mA=2m,聯立解得(2)正確解答：①設小球的質量為m,小球在A點的動能為E,由機械能守恒得設小球在B點的動能為E,同理有②若小球能沿軌道運動到C點，小球在C點所受軌道的正壓力N應滿足N≥0,設小球在C點速度大小為vc,由向心力公式有(3)教學片段：生：小球在C點所受軌道的正壓力N應滿足N≥0,設小球在C點速度大小為vc,由向心力公式有,所以vc應滿足,即由機械能守恒有,即vc=因此，小球恰好可以沿軌道運動到C點。(1)該教師沒有真正發揮教師的主導作用，沒有設計具有思考性的問題調動學生的積極性，而是直接把問題答案呈現給學生，教師這樣提出正功和負功不符合教學內容安排的科學性，沒有體現講授和發現知識相結合的教學理念。(2)教學片段：師：初中我們學過做功的兩個要素是什么?生：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上移動的距離。師：那么在高中，當一個物體受到力的作用，且在力的方向上移動了一段位移，這時我們就說這個力對物體做了功。生：為什么要引入位移這個概念呢?師：位移具有方向性，在初中學習功的概念時，強調物體運動方向和力的方向的一致性。如果力的方向與物體的運動方向不一致呢?相反呢?力對物體做不做功?若做了功，又做了多少功?怎樣計算這些功呢?本節課我們來繼續學習有關功的知識，在初中的基礎上進行擴展。生：所以要注意力的方向和物體運動方向不一致的情況。師：對，如果力的方向與物體的運動方向一致，應該如何計算這個力的功?生：按照功的定義可計算出功W=Fs。師：如果力的方向和物體的運動方向垂直呢?生：在力的方向上沒有發生位移，功為0。師：那么問題來了，如果力的方向和物體的運動方向成α角呢，應如何計算這個力的功呢?師：我們先來復習一下矢量的合成和分解，再考慮如何解決這個問題。師：很好，同學們思考一下，能把位移s分解到力的方向上得到同樣的結果嗎?同學們自己動手做一下。(1)重力勢能這節課是學生第一次定量地研究能量，它的學習將會對后來動能、機械能的學習產生影響，也是學生第一次通過功能關系來定義能量。這節課的學習可以讓學生明白功是能量轉化的量度以及它所表達的物理含義。(2)教學片段：師：觀察教材上這三幅圖，同學們先獨立推導這幾種情況下重力所做的功。生：利用功的表達式就可以求解。學生完成后教師提出問題。師：比較容易做的是哪一種情況?生：第一種和第二種。師：為什么這兩種容易求解呢?生：這兩種情況下，重力方向上的位移容易求解。師：那么這兩個問題的答案是什么呢?師：我們大膽猜想一下，第三個圖中重力所做的功和前兩個是否相等呢?師：我們來驗證一下我們的猜想，第三幅圖的困難在哪里?生：下落時所走的路徑是曲線。師：那么我們怎么解決這個難點呢?對于曲線我們可以怎么處理?師：是的，分成很多小段，就可以把它看成直線再求解，這樣是不是就簡單了，那么大家按這個方法求一下。(學生求解)師：大家的結果是怎樣的?師：因此我們可以看出，這三種情況下，重力做的功是相同的，這說明了什么問題呢?生：重力做功與路徑無關。(1)磁生電的條件是一部分導體做切割磁感線運動。感應電流產生的條件是穿過閉合回路的磁通量發生變化。(2)教學設計如下：電磁感應現象1.知道磁通量的概念、電磁感應現象及產生感應電流的條件，能解釋電磁感應的相關現象。2.理解磁通量的概念并會相關計算，理解產生感應電流的條件，能處理相關的問題。3.通過實驗探究產生感應電流的條件，學會歸納總結法。能與他人交流合作完成實驗。4.體會電磁技術應用對人類生活和社會發展帶來的影響，體驗人類對自然界的認識是不斷發展的，培養學科學、用科學的積極態度。教學重點：學生實驗探究的過程。教學難點：學生對實驗現象的分析總結——磁通量的變化。1.新課導入課件展示：科幻故事。科學家帶領科考隊員乘飛機環地球自西向東考察時，遇到了能源不足的問題，科學家巧妙地利用長導線和一個金屬球，借地球這個大磁場感應出了電能。【設計意圖】通過科幻故事，激發學生學習的探索欲望。2.新課講授課件回憶：奧斯特實驗(略)。教師適時引導并提出問題：奧斯特實驗說明電流的周圍存在磁場，即電流能產生磁場，請同學們利用逆向思維思考，既然電流能產生磁場，反過來又會如何?你有什么猜想?學生分組討論，提出猜想：用磁場能否獲得電流?教師繼續提問：自然界的事物都是相互聯系、相互作用的，電能產生磁，磁也應該能產生電。如何利用磁生電?學生思考如何利用磁生電。【設計意圖】激發學生的創造精神及鍛煉學生的科學思維。教師介紹法拉第最初的設想：把繞在磁鐵上的導線和電流表連接起來組成一個閉合的通路，結果發現指針沒有偏轉，不能產生電流，換用強的磁鐵或換用更靈敏的電流表，也沒有電流。究竟怎樣才能產生電流呢?讓我們一起動手實驗來試試吧!【設計意圖】提出問題，引起懸念。探究實驗一：磁能生電的條件學生分組進行探究實驗。要求：學生先設計實驗方案，再根據設計的方案做實驗，同時把操作方法、現象、得到的結論，填入自己設計的表格中。學生動手實驗，對有困難的實驗小組，教師可進行輔導，師生共同討論、分析，最后得出結論。實驗記錄：閉合電路的一部分導體放到磁場中不動閉合電路的一部分導體沿磁感線方向向上運動閉合電路的一部分導體沿磁感線方向向下運動閉合電路的一部分導體切割磁感線向左運動閉合電路的一部分導體切割磁感線向右運動閉合電路的一部分導體斜割磁感線運動整個閉合電路在磁場中運動整個閉合電路在磁場中不動學生得出實驗結論：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導叫作電磁感應。產生的電流叫作感應電流。【設計意圖】通過表格對比，進行直觀的歸納分析，得出結論。探究實驗二：感應電流的方向與哪些因素有關?學生猜想、討論后，分組進行實驗探究，然后交流實驗結果。實驗記錄：向左偏向右偏向右偏向左偏分析實驗現象，總結實驗結論：導體中的感應電流方向與導體的運動方向和磁感線方向有教師提出問題：在電磁感應現象中，獲得了電能，這電能是由什么轉化而來的?學生分析得出結論：電磁感應現象中機械能轉化為電能。【設計意圖】在探究性的物理活動中使學生獲得成功的愉悅，樂于參與物理學習活動。教師課件：電磁感應現象的小故事(略)。教師：我們今天研究了“磁生電”的方法，和當年法拉第等科學家的研究方法基本相同，也可以這么認為：我們重走了偉人走過的路。這說明科學研究并非一件很神秘的事情，只要我們方法正確，持之以恒，我們一定會成功。【設計意圖】聯系實際，滲透“學以致用”思想，培養學生知識遷移與分析的能力，體現從“物理走向生活”的新課程理念。上網查閱發電機的相關資料，寫一篇小論文。【設計意圖】把物理知識與生產實際結合起來，進一步激發學生的學習積極性，同時培養學生的民族自豪感和愛國主義精神。教師資格考試物理學科知識與教學能力(高級中學)標準預測試卷(五)參考答案及解析D項錯誤。流電電壓的最大值um=36√2V,周期,則電壓的瞬時值表達式u=比值變大，C項錯誤。電流表A的示數變大，則輸入電流變大，而輸入電壓不變，則輸入功率變大，D項正確。器壁的分子數比B狀態多，則氣體分子在單位時間內對器壁單位面積碰撞次數N>Ng,NA>Nc,D項設物體在這個過程中所受到的摩擦力為f,由f·s=3J知f=0.6N,代入數據解得a=6m/s2。②設物體上升的最大高度為S,根據能量守恒，則故物體返回斜面底端時的動能(3)教學片段：師：這道題讓我們求解加速度的大小，所以要先對物體進行受力分析，物體受到幾個力的作用呢?師：很好，那么怎么求出物體運動方向上的加速度呢?生：可以將它受的力在運動方向上進行分解，然后根據牛頓第二定律求解。師：這就是用牛頓第二定律解決問題的一般步驟，那么你列出的式子是什么呢?師：但是我們不知道摩擦力的大小，怎樣求解呢?生：可以由功能關系求出摩擦力的大小。生：物體克服摩擦力做功，這部分功轉化成了內能，所以機械能減小了。師：很好，那么動能也減小了，動能發生變化的原因是什么呢?生：物體克服重力和摩擦力做功，所以動能減小了。師：對，這些都是根據功能關系得到的，那么根據動能、機械能的減小我們能列出哪些方程求解呢?師：很好，那我們繼續按照這個思路能求出第二個問題嗎?生：可以。知道初動能，可以根據動能定理求末動能。師：對的，那么大家想一下，從斜面底端開始運動到最后再回到斜面底端時，物體動能是增大還是減小呢?原因是什么?師：整個往返過程重力做功嗎?師：很好，所以動能的減小量等于克服摩擦力所做的功，我們只要求出物體上升的最大距離，再根據動能定理就可以求出再次回到斜面底端的動能了。(1)在這個教學片段中，教師基本實現了新課程改革的教育觀，教學從“教師為中心”轉向“學習者為中心”,在教學過程中，更多地讓學生去思考和判斷力究竟是改變還是維持物體運動的原因。但仍存在以下問題與不足之處：雖然這個理論已經存在幾百年了，并且在教師和同學都給出了正確的答案后，學生甲仍然不理解，但是教師并沒有理睬，只是要求學生機械地記住。雖然學生乙給出了正確的答案，其實更多的是由于看書得出的，他的心中未必沒有疑問。因此在這一點上教師處理得不好，并沒有解決學生心中的疑問，長期這樣下去，會抹殺學生學習的積極性。(2)學生甲沒有認真分析運動及受力，憑自己的感覺進行分析，缺乏嚴謹的科學態度。學生乙完全依賴課本，缺乏科學探究精神。(3)教學思路：對于學生甲的疑問，其實已經激起了學生的疑惑，如果處理恰當的話，這對于接下來的教學是非常有利的。教師完全可以讓同學們在課下以小組為單位進行實驗驗證，而不是僅僅讓學生記住。教師可以解釋，雖然找不到絕對光滑的平面，我們可以通過近似光滑的條件或通過平衡摩擦力來用實驗驗證牛頓第一定律，然后通過實驗操作讓學生徹底理解。PPT展示兩個實例：例1:地球繞太陽的運動可近似看成圓周運動。地球受到什么力的作用?這個力可能沿什么方向(圖例2:光滑桌面上一個小球由于細線的牽引，繞桌面上的圖釘做勻速圓周運動。小球受到幾個力的作用?這幾個力的合力沿什么方向(圖5.6-2)?師：在例1中，地球受到什