物理校本课程教案

物理校本课程目录第一章、力学篇1.从不倒翁搬不倒说起2.不倒卡通娃制作3.桥梁种类4.桥梁模型的制作比赛5.摩擦力知识6.哪一种鞋底的防滑性能好7.登天利器—火箭8.水火箭的制作9.小结第二章、热学篇1.浮力的利用—飞艇和潜艇2.沉浮子的制作3.浮力天平4.自己举起自己5.热能的利用——地热6.纸“锅”烧水7.蜡烛上的蛇形风车8.孔明灯制作的方法9.总结1.从不倒翁搬不倒说起书桌上放着一个不倒翁，浑圆的身体，一张笑咪的脸，书读累了，你会去逗它一下，把它推倒了，可它马上又笑嘻嘻地站起来，好倔强的脾气。不倒翁告诉我们一个非常有用的物理知识，就是物体怎样才能平衡。放在地上的凳子，摆在桌面上的台灯都处于静止状态，在物理学上就叫做平衡，但是同学们是否注意到，同样是处于平衡状态的物体：一本书竖在桌子上，轻轻地用手一推，啪地一声便倒在桌子上，而不倒翁推倒了却一下又能站起来。这就是说，平衡里也有不同：一件东西立在那儿，轻轻地推一下，它晃了几晃又重新立稳，这种平衡叫稳定平衡；如果轻轻地一碰就倒，叫做不稳定平衡，不倒翁是稳定平衡，立在桌面上的书本、铅笔等是不稳定平衡。不倒翁不倒的秘密在于它肚子底下的那个大泥坨，使不倒翁和桌子之间有一个很大的支持面，泥坨还使它的重心降得很低，所以特别稳定，倒了还能自己再站起来，站立在桌面上的书则不同，它的支持面非常狭窄，重心又很高，所以一碰就倒，因此，看一个物体稳定和不稳定有两个条件：一个条件是支持物体的面积的大小，还有一个条件是物体重心的高低。走钢丝的杂技节目很惊险，是由于观众总害怕演员摔下来。杂技演员始终处于一个不稳定的情况下，演员必须不断小心地调整自己身体的姿势，保持身体的平衡，顺利地通过钢丝。有一种看上去更加惊险的摩托车走钢丝，摩托车不仅在钢丝上行驶，而且车身的下面还挂着一个沉重的车厢，坐在车厢的演员还做出多种高难度动作，看上支使人觉得更加惊险，其实这个节目倒十分安全，因为挂在下面的车厢使整体的重心下降到钢丝绳的下面，反而成为一种十分稳定的平衡。悬挂是一种最稳定的平衡。过去汽车大赛的时候，由于赛车车速太快，常常发生车翻人亡的悲惨事故，如今设计出一种新型的低悬挂型赛车，车轱辘很高，车厢很低，使汽车整个重心落在车轴的下面，等于把车身挂在了车轴的下面，所以把这种赛车弄翻很不容易。你也许没有看到过悬挂在空中的火车，如果有这种为车你敢乘坐吗？目前许多国家下在发展这种火车，它的名字叫单轨列车。它只有一条架在空中的铁轨，车厢挂在下面，实际上它比双轨火车还要安全。单轨列车是一个曾经在沙漠工作过的法国工程师拉尔廷纽为了解决沙土经常掩埋沙漠中的铁轨而设计出来的。据说他受到沙漠之舟--骆驼背上分佳在两侧的货物的启发，想到可以将车厢横跨在铁轨的两边，使重心低于铁轨，这样列车就不会翻倒，铁轨也不会被沙土掩盖，列车还可以跨过河流、沼泽地区，又不占农田，从空中通过，因此这个设计受到了人们的欢迎。2不倒卡通娃制作材料：乒乓球二只、弹球一只、毛线、彩色纸、白胶。制法：1.将一只乒乓球煮烫2分钟，待球体膨胀后取出，在球上开一孔，将弹球放入乒乓球内。再将两只乒乓球在开孔处粘在一起。(图1)2.把毛线梳散粘于头部，可随意梳理成喜爱的发型。用彩色纸剪成眼、嘴及服饰贴于相应位置。(图2)制作评价自我评价：同学评价：教师评价：民谚俗语中的物理知识欣赏在日常生活中，我们经常会接触到一些民谚、俗语，这些民谚、俗语蕴含着丰富的物理知识，我们平时如果注意分析、了解一些民谚、俗语，就可以在实际生活中深化知识，活化知识，这对培养我们分析问题、解决问题的能力是大有帮助的。1、小小称砣压千斤——根据杠杆平衡原理，如果动力臂是阻力臂的几分之一，则动力就是阻力的几倍。如果称砣的力臂很大，那么一两拨千斤是完全可能的。2、破镜不能重圆——当分子间的距离较大时（大于几百埃），分子间的引力很小，几乎为零，所以破镜很难重圆。3、摘不着的是镜中月捞不着的是水中花——平面镜成的像为虚像。4、人心齐，泰山移——如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力的大小之和。5、麻绳提豆腐--提不起来——在压力一定时，如果受力面积小，则压强就大。3桥梁种类（1）梁式桥梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力（恒载和活载）的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，故与同样跨径的其它结构体系相比，梁内产生的弯矩最大，通常需用抗弯能力强的材料（钢、木、钢筋混凝土等）来建造。梁式桥还可分为：钢桁梁桥、T型梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥和连续钢构桥等。其样板图如下图所示：图一钢桁梁桥图二连续式梁桥图三悬臂梁桥梁式桥的横截面种类较多，常见的有以下（如下图所示）：图五梁式桥的截面a）实心板梁；b）矮肋板梁；c）和d）空心板梁；e）T形梁；f）带马蹄形T形梁；g）多室箱形梁；h）大挑臂箱形梁；i）带横肋的箱梁；j）具有金属腹板的组合箱梁；k）具有钢管混凝土下弦的三角形箱梁（或桁架）（2）拱式桥拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力。同时，这种水平推力将显著抵消荷载所引起在拱圈(或拱肋)内的弯矩作用。因此，与同跨径的梁相比，拱的弯矩和变形要小得多。鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常就可用抗压能力强的圬工材料(如砖、石、混凝土)和钢筋混凝土等来建造。拱桥的跨越能力很大，外形也较美观，在条件许可的情况下，修建拱桥往往是经济合理的。拱桥种类繁多，常见的有：圬工拱桥、箱型拱桥、双曲拱桥、钢架拱桥、桁架拱桥、肋拱桥、桁式组合拱桥和斜腿钢架拱桥等。根据拱桥的不同承载方式，还可分为：上承式桥梁、下承式桥梁、中承式桥梁。如下图所示：图六上承式拱桥桥梁图七下承式拱桥桥梁图八中承式拱桥桥梁（3）悬索桥传统的悬索桥(也称吊桥)均用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构。在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，通常就需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚碇结构。悬索桥也是具有水平反力(拉力)的结构。现代的悬索桥上，广泛采用高强度的钢丝成股编制的钢缆，以充分发挥其优异的抗拉性能，因此结构自重较轻，就能以较小的建筑高度跨越其它任何桥型无与伦比的特大跨度。悬索桥的另一特点是：成卷的钢缆易于运输，结构的组成构件较轻，便于无支架悬吊拼装。我国在西南山岭地区和在遭受山洪泥石冲击等威胁的山区河流上，以及对于大跨径桥梁，当修建其他桥梁有困难的情况下，往往采用吊桥。悬索桥的样式图见下图所示：图九单跨式悬索桥悬索桥的有点是自重轻，结构的刚度差，在车辆动荷载和风荷载作用下，桥有较大的变形和振动。可以说，整个吊桥的发展历史，是和变形与振动斗争的历电．亦即是争取刚度的历史。（4）斜拉桥斜拉桥由斜索、塔柱和主梁所组成。用高强钢材制成的斜索将主粱多点吊起，并将主梁的恒载和车辆荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。这样，跨度软人的主梁就象一根多点弹性支承(吊起)的连续梁一样工作，从而可使主梁尺寸大大减小，结构自重显著减轻，既节省了结构材料，又大幅度地增大桥梁的跨越能力。此外，与悬索桥相比，斜拉桥的结构刚度大，即在荷载作用下的结构变形小得多，且其抵抗风振的能力也比悬索桥好，这也是在斜拉桥可能达到大跨度情况下使悬索桥逊色的重要因素。斜索在立面上也可布置成不同型式。各种索形在构造上和力学上各有特点，在外形美观上也各具特色。常用的索形布置为竖琴形(图十)和扇形(图十一)两种。另一种是斜索集中锚固在塔顶的辐射形布置(图十二)，因其塔顶锚固结构复杂而较少采用。图十竖琴形斜拉桥图十一扇形斜拉桥图十二放射形斜拉桥（5）组合体系桥梁根据结构的受力特点，由几种不同体系的结构组合而成的桥梁称为组合体系桥。图十三为梁和拱的组合体系，其中梁和拱都是主要的承重结构，两者相互配合共同受力。4桥梁模型的制作比赛一、作品要求1、模型制作材料自备，制作模型的材质提倡使用废弃物和环保材料，但必须保证桥梁刚度，以便搬运、安装和保存。2、桥梁模型（实物）：模型制作主要以美学为主兼顾结构，构造合理，整桥模型（既桥梁的完整度，包括桥体，桥墩等完整的模型）可以采用悬索桥、斜拉桥、梁桥、拱桥等，也可以由参赛选手自我创新设计桥梁。3、作品要有创造性，贴近实际，结构合理，制作精巧。4、作品由各小组参赛队自行命名。二、评分标准1、桥梁造型美观独特，有新意30分；2、结构合理性30分；3、模型制作细致，连接紧固20分。4、模型的选材20分（环保材料有适当的加分）；制作评价自我评价：同学评价：教师评价：6、真金不怕火来炼，真理不怕争辩——从金的熔点来看，虽不是最高的，但也有1068℃，而一般火焰的温度为800℃左右，由于火焰的温度小于金的熔点，所以金不能熔化。7、月晕而风，础润而雨——大风来临时，高空中气温迅速下降，水蒸气凝结成小水滴，这些小水滴相当于许多三棱镜，月光通过这些三棱镜发生色散，形成彩色的月晕，故有月晕而风之说。础润即地面反潮，大雨来临之前，空气湿度较大，地面温度较低，靠近地面的水汽遇冷凝聚为小水珠，另外，地面含有的盐分容易吸附潮湿的水汽，故地面反潮预示大雨将至。8、长啸一声，山鸣谷应——人在崇山峻岭中长啸一声，声音通过多次反射，可以形成洪亮的回音，经久不息，似乎山在狂呼，谷在回音。9、但闻其声，不见其人——波在传播的过程中，当障碍物的尺寸小于波长时，可以发生明显的衍射。一般围墙的高度为几米，声波的波长比围墙的高度要大，所以，它能绕地高墙，使墙外的人听到；而光波的波长较短（10-6米左右），远小于高墙尺寸，所以人身上发出的光线不能衍射到墙外，墙外的人就无法看到墙内人。10、开水不响，响水不开——水沸腾之前，由于对流，水内气泡一边上升，一边上下振动，大部分气泡在水内压力下破裂，其破裂声和振动声又与容器产生共鸣，所以声音很大。水沸腾后，上下等温，气泡体积增大，在浮力作用下一直升到水面才破裂开来，因而响声比较小。5摩擦力知识1.人靠什么走路在平坦的马路上，谁都可以迈开大步向前走。一个健康的人，走路并不是什么难事，因而也没有想过人是靠什么走路的。听了这个问题，有的人会觉得好笑。人只要有气力，抬腿，迈步，不就可以往前走了吗？而事实上，问题并不那么简单。请你试一个动作：挺直身体，背贴着墙站在地上。把一只脚抬起来，向前迈步，只要身体不离开墙壁，这只脚是跨不出去的。如果抬起来的脚向前迈出去一步，那末，回头一望，身体已经离开墙壁。这说明，身体向前移动了。人身体向前移动的时候，一定依靠了一种外力。或者说，是这种力推着人前进的。如果这种外力比较小，走路就会遇到困难，比如，在光滑的冰面上，人们就不敢迈大步，而只能小心翼翼地挪动双脚。现在，请你回答，后脚蹬了一下地。从物理的角度来分析，那是人体给了地面一个向后的力，与此同时，地面也给了人体一个向前的力。正是这个力把人体向前推了一下。脚蹬地面，这是作用力；地面给人体一个向前的力，这是反作用力。这个反作用力表现为摩擦力。在一般情况下，作用力和反作用力正好相等，因此，我们走路并不觉得困难。可是，人在冰面上走，冰面过于光滑，给人的摩擦力要小得多。这样，如果你仍然像在地面上走路那样使劲，向后蹬的力与摩擦力不平衡，后脚要向后滑，人就会跌跤。2、自行车上的摩擦知识。①自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹摩擦力的大小跟两个因素有关：压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大，摩擦力越大；接触面越粗糙，摩擦力越大。自行车外胎有凸凹不平的花纹，这是通过增大自行车与地面间的粗糙程度，来增大摩擦力的，其目的是为了防止自行车打滑。②自行车为什么能前进？当我们骑在自行车上时，由于人和自行车对地面有压力，轮胎和地面之间不光滑，因此自行车与路面之间有摩擦，不过，要问自行车为何能前进？这还是依靠后轮与地面之间的摩擦而产生的，这个摩擦力的方向是向前的。那前轮的摩擦力是干什么的？阻碍车的运动！其方向与自行车前进方向相反。正是这两个力大小相等，方向相反，所以自行车作匀速运动。不过，当人们在地上推自行车前进时，前轮和后轮的摩擦力方向都向后。那谁和这两个力平衡呢？脚对地面的摩擦力向前！③刹车以后，自行车为何能停止？刹车时，刹皮与车圈间的摩擦力，会阻碍后轮的转动。手