自行车车轮匀速圆周运动加速度运动时最低点速度能为0吗

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一般自行车轮的直径约为0.7m,当自行车以5m/s的速度匀速行驶时,车轮边缘的质点相对于车轮的轴做匀速圆周运动,试求车轮边缘质点的向心加速度,若小轮自行车以相同的速度匀速行驶时,车轮边缘质点的向心加速度是大些还是小些我用5方/(0.不对说一下理由,还有正确的思路题目说的是直径,我算出来等于70多,觉得太大了
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向心加速度是v^2/R,半径不用除以2,关于后面一问小轮的,相同的速度说明线速度相同,即v相同,而R减小了,所以向心加速度会大些.
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《匀速圆周运动》课件4(26张PPT)(粤教版必修2)
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《匀速圆周运动》课件4(26张PPT)(粤教版必修2)
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& 学年高一物理必修二教学案:2.1《匀速圆周运动》2(粤教版)
学年高一物理必修二教学案:2.1《匀速圆周运动》2(粤教版)
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资料概述与简介
【课题、课时】 《匀速圆周运动》(1课时)
【教学内容分析】
1.课程标准对本节的要求
知道怎样的运动是圆周运动,并会准确描述匀速圆周运动。
2.教材的地位和作用
匀速圆周运动选自粤教版必修2第二章第一节。它是在学生充分掌握抛体运动后,接触到的又一个较为复杂的曲线运动。匀速圆周运动是圆周运动中最简单的运动模型,也是高中物理教学中非常重要的一个物理模型,本节主要向学生介绍匀速圆周运动的几个基本概念及其关系,为后继的圆周运动规律、天体运动以及带点粒子在磁场中运动的学习打好基础。
3.教材的编写思路
本节从日常生活中常见的圆周运动入手,让学生认识圆周运动及特点,结合具体的生活实例,介绍描述匀速圆周运动快慢的物理量,并探究这些物理量之间的关系。
4.教材的特点
本节注意从日常观察现象引入课题,重视在已有知识上学习新知识,重视圆周运动与日常生活的联系,也重视通过学生自主合作学习和独立思考探究各物理量之间的关系。
5.教材处理
在教学中注意从日常观察的现象入手引入课题,丰富学生感性认识,使学生认识到圆周运动在生活中有广泛的应用。在引入描述匀速圆周运动的物理量时,需做好与直线运动的对比分析,这样有助于克服学生学习本节的难点。在角速度概念的教学中,先通过各种实例的分析,使学生认识到仅用线速度描述匀速圆周运动的快慢不能反映匀速圆周运动的整体特长,在此基础上,引入角速度,是学生容易理解和接受线速度与角速度、周期的关系以及它们之间的区别。在教学过程中教师还要做好讨论与交流环节的有效组织。
【教学对象分析】
1.学生的知识基础
学生已经学过受力分析、匀变速直线运动等知识。具备对直线运动进行描述。但在曲线运动方面没有进行系统的学习,仅有的认识是建立在对日常生活的观察方面。教学中需充分利用学生的已有的知识经验,使学生积极主动地参与教学过程。
2.学生的认知特点
对一些简单的直线运动如匀速直线运动,匀变速直线运动有过系统的学习,能准确、详细描述这些运动,但对匀速圆周运动知识的认识仅处在感性认识层面,没有进行系统的梳理。可以将直线的描述迁移到对圆周运动这种曲线运动中来,两者对比学习中能很好激发学生的思维,并校正学生的认识上的误区,加深对彼此的理解。结合学生的认知规律与学生喜欢观看动画的习惯,可以将学生喜欢的经典电影与生活娱乐中的圆周运动情景以动画形式呈现,更好开展课堂教学。
【教学目标】
1.知识与技能
2.过程与方法
(1)联系日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例,找出共同特征。
(2)联系日常生活中常见的现象,通过课堂演示实验的观察,引导学生归纳、总结描述物理做圆周运动快慢的方法,进而引出描述物理做圆周运动快慢的物理量线速度、角速度、周期等。
(3)探究线速度与周期之间的关系,结合,导出。
3.情感、态度与价值观
(1)经历观察、分析总结及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
(2)通过亲身感悟,是学生获得对描述圆周运动快慢物理量以及它们的相互关系的感性认识。
【教学重点】
(1)理解匀速圆周运动、线速度、角速度、周期的概念;
(2)掌握它们之间的联系。
【教学难点】
(1)理解匀速圆周运动是变速运动并知道线速度方向;
(2)线速度、角速度、周期之间的联系。
【教学策略设计】
本节课在教学的指导思想上,始终坚持“教师为主导,学生为主体”的原则,通过教师创设问题情境和有效的设问引导,让学生亲历物理知识的构建过程。
在教学方法和手段上,综合应用动手实验、观察与分析、实验与理论相结合,通过讨论等多种方法,并辅以多媒体等手段,把教学过程设计成以圆周运动的概念为切入点,以观察实验和已有知识为基础,以问题为主线的师生对话交流的过程。
在学法指导上,让学生尝试自己观察思考、描述实验现象,分析概括,得出结论;使学生在获取知识过程中,领会物理学的研究方法,受到科学思维方法训练以及协作精神、探索精神等情感态度价值观教育。
【教学用具】
1.多媒体课件
【教学过程
情景2:观察课室电风扇的转动情况。
情景3:用课件展示天体的运动情况。
请问这些物体的运动有什么共同点?
这些物体的运动轨迹都是圆。
归纳小结:
我们把这种物体的运动轨迹为圆的运动称为圆周运动。
请问同学们还知道哪些圆周运动呢,请举例说明?
过山车、自行车、直升飞机螺旋桨等
创设情景:
请关注挂钟“勤奋”的指针是怎样运动?
创设情景:
风扇叶片又做怎样的运动?
展示课件:
美丽的地球围绕火红太阳做什么运动?
提出问题,引导学生去寻找共性
鼓励学生,简单小结
鼓励学生,畅所欲言,列举身边圆周运动的事例。
参与课堂观察思考
参与课堂观察思考
参与课堂观察思考
积极回答大胆总结
积极回答列举事例
从身边事例引入课题,激发学生关注生活,提高物理学习的兴趣。
引导学生善于观察,学会对比分析,寻找共性和培养归纳、总结能力。
激发学生关注生活,善于观察。
【匀速圆周运动的定义】
刚才同学们提到过山车,请问过山车在最高点和最低点处速度的大小是否一样大?秒针在最高点与最低点处速度的大小又怎样呢?
过山车最高、最低两处速度大小不同,而秒针在任何一处的速度大小都相同。
教师小结:
像秒针这种圆周运动我们称为匀速圆周运动,而过山车这种圆周运动为非匀速圆周运动。
引入匀速圆周运动的定义:
质点沿圆周运动,如果在相当的时间内通过的圆弧长度相等,那么这种运动就叫做匀速圆周运动。
匀速圆周运动是曲线运动,如何来描述它的快慢呢?直线运动又是怎么描述它的快慢的?请同学们以最熟悉的自行车轮胎上某点的运动进行分析?
学生回答4:
①:可以比较轮胎某点在一段时间内通过的圆弧长短;
②:可以比较轮胎某点在一段时间内半径转过的角度大小;
③:可以比较轮胎某点转过一圈所用时间的多少;
④:还可以比较轮胎某点在一段时间内转过的圈数。 对比提问:
对比两种圆周运动,引导学生去发现它们的不同点。
认真介绍:
抓住定义,逐字逐句理解。
激发学生思考,鼓励大胆表达,同时类比直线运动的描述情况提出想法。
感性认识匀速圆周运动与非匀速圆周运动。
理性理解匀速圆周运动
畅所欲言,结合自己的理解,发表观点,提出方案。
通过两种常见的圆周运动简单对比,寻常不同点,得到匀速圆周运动与非匀速圆周运动的感性认识,再通过理性的思考、分析更加清晰知道这两种圆周运动。
通过直线运动的描述特点转入曲线运动的描述,培养学生的迁移能力,也培养学生的创新的能力,提出可行性方案。
【描述匀速圆周运动快慢的物理量】
【线速度】
线速度定义:
质点经过的圆弧长度s与所用时间t的比值。
速度是矢量,运动的线速度的方向如何?(通过观察砂轮切割时沿切线方向飞出的火星判断。)1.(双选)下列说法正确的是(  )
A.线速度的大小等于位移与时间的比值
B.线速度的大小等于弧长与时间的比值
C.线速度的方向沿半径方向
D.线速度的方向垂直于半径方向
解析:选BD.由线速度的定义可知选项B正确;线速度的方向沿圆周上某点的切线方向,与半径方向垂直,故选项D正确.
例题2.(单选)关于物体做匀速圆周运动的速度,下列说法中正确的是 (  )
A.速度的大小和方向都不变
B.速度的大小和方向都改变
C.速度的大小改变,方向不变
D.速度的大小不变,方向改变
解析:选D.线速度是矢量,方向沿圆周上某点的切线方向,不同位置的切线方向不同,方向时刻改变,但单位时间通过的弧长相同,速率不变,故选项D正确.
【角速度】
角速度定义:
质点做匀速圆周运动时,质点所在半径转过的角度跟所用时间t的比值。
单位:rad/s(弧度/秒)
例题3.(双选)关于挂钟的秒针、分针表述正确的有(  )
A.秒针的角速度是 rad/s
B.秒针的角速度是rad/s
C.分针的角速度是rad/h
D.分针的角速度是rad/h
解析:选BD.以秒针转一周分析角速度为 rad/s,同理一分针转一周分析角速度为 rad/h,故选项BD正确.
周期的定义:
匀速圆周运动的物体运动运动一周所用的时间。
单位:s(秒)
转速的定义:
匀速圆周运动的物体,单位时间内转过的圈数。
单位:r/s(转/秒) 结合课本内容,参考学生提供的方案,对线速度内容学习。
展示课件:
引导学生观察砂轮切割时沿切线方向有火星飞出。
提出问题:
“匀速圆周运动是变速运动吗”?
在辨析理解后进行总结
展示两道课堂练习,反馈教学。
结合课本内容,对角速度内容学习。同时引导学生区分角度值与弧度制。
就地取材,分别计算分针和秒针的角速度
结合课本内容,参考学生提供的方案,对周期和转速进行教学。
理解文字表达和公式表达
关注课件展示,砂轮切割火星
积极思考,结合自己的理解敢于回答。
认真思考,积极回答,给出解析。
理解文字表达和公式表达,理解弧度制。
根据角速度的定义,计算分针和秒针的角速度
判断时针、秒针、分针的周期
线速度的方向是学习的难点,借助图片能非常直观有效获知线速度方向在沿圆周运动的切线方向。不同位置的切线方向不同,说明匀速圆周运动是变速运动。
两个例题起到巩固教学,加深理解的目的和反馈教学的目的。
加深理解周期与转速的含义。
明确物理意义和单位。
【讨论与交流】
线速度、角速度、周期之间的关系:
设某一物体沿半径为r的圆做圆周运动,用表示线速度,表示角速度,T表示周期,以物体转动一周分析有:
①线速度与周期的关系:
②角速度与周期的关系:
③线速度与角速度的关系:
例题4.做匀速圆周运动的物体,10s 内沿半径为20m的圆周运动的弧长为100m,求:
①线速度 ②角速度 ③周期T
解:①据线速度的定义式可得m/s
课堂小结:
启发学生在一个周期范围内推导,引导学生利用定义推导。
个人独立思考后将推导过程在小组中展示,然后小组总结
学生独立解答然后将解答过程在黑板中写出。
在学习了线速度、角速度、周期之后,让学生自主探究,发现它们的联系,培养学生的探究能力与合作精神,深化教学效果。
巩固教学,及时反馈学生的理解与学习情况。
【拓展与提高】
两个重要的关系:
一、传动装置线速度大小的关系
①皮带传动--线速度大小相等
②齿轮传动--线速度大小相等
通过学生观察、分析得出结论:
同一传动各轮边缘上线速度大小相同
二、同一轴心上各点的角速度关系
通过学生观察、分析得出结论:
同一轴心上各点的角速度相同
例题5.对自行车的轮胎边沿上任意一点A与大小齿轮上任意两点C、B描述:
①A、B两点的
②B、C两点的
线速度 相同;
③B、C比A的线速度
④A、B比C的角速度
先对皮带传动上取两任意点的线速度的大小分析。紧扣皮带是一个整体,具有“牵一发而动全身”的特点。随后对齿轮传动类比分析。
给出物理模型,以实际问题巩固以上结论。
观察自行车的传动装置,判断、分析皮带传动上取两任意点的线速度的大小。
同理对齿轮传动分析。
结合同轴心角速度相等,同传动线速度大小相等,分析判断。
皮带传动和齿轮传动是生活中非常典型的两种圆周运动。在此一并分析,启发学生关注传动装置的传动特点,其线速度大小相等。为后期学习打好基础。
对自行车的车轮与齿轮的运动特点分析,判断其角速度、线速度大小关系,巩固提高。
【板书设计】
1.圆周运动:轨迹是圆周的运动
2.匀速圆周运动:在任意相等的时间内通过的圆弧长度相等的运动
3.描述匀速圆周运动快慢的物理量
① 线速度:
单位:m/s(米/秒) 方向:圆周该点的切线方向
② 角速度:
单位:rad/s(弧度/秒)
③ 周期T:匀速圆周运动的物体运动运动一周所用的时间。单位:s(秒)
④转速n:速圆周运动的物体,单位时间内转过的圈数。
单位:秒(s)
4.线速度、角速度、周期的关系:
①线速度与周期的关系:
②角速度与周期的关系:
③线速度与角速度的关系:
5.两个重要关系:
①同一传动各轮边缘上线速度大小相同;
②同一轴心上各点的角速度相同。
【学案设计】
匀速圆周运动教学案
一、学习目标
1.理解什么是线速度、角速度和周期
2.知道什么是匀速圆周运动
3.理解线速度、角速度、周期之间的关系
二、学习重点
1.理解线速度、角速度和周期
2.线速度、角速度、周期之间的关系
三、学习难点
1.对匀速圆周运动是变速运动的理解
2.线速度、角速度、周期之间的关系式
四、自主学习
1.什么是圆周运动:
2.什么是匀速圆周运动:
3.线速度:①物理意义:描述质点
4.角速度:①物理意义:
5.周期和频率:①定义:
6.线速度与角速度的关系:
7.转速:①定义:
五、问题讨论
1.有人说,匀速圆周运动是线速度不变的运动,也是角速度和周期不变的运动,这种说法正确吗?为什么?
2.设某一物体沿半径为r的圆做圆周运动,用表示线速度,表示角速度,T表示周期,以物体转动一周分析有:
一定时,ω与r成
一定时,v与r成
一定时,v与ω成
3.小明在广州,小红在北京,能否比较他们所在地的角速度与线速度的大小?为什么?
【教学反思】
匀速圆周运动是曲线运动中两个最经典模型之一,也为为后期的天体运动的学习以及带点粒子在磁场中的运动打好基础,每年的高考题目中独有圆周运动的知识,非常重要的一节内容。
曲线运动在以前很少接触,即使接触也是一些感性的认识,描述运动的快慢也仅仅学了用速度描述直线运动的快慢,所以在对匀速圆周运动的线速度的理解上有极大的困难,学生的矢量思维还没有形成,仅从大小上进行判断,忽视方向。所以通过许多动画的演示以及相关图片的展示来解析相对复杂的方向的问题,起到很好的效果。
在空间认识上学生还是有所欠缺,物理模型的构建也不是很强,在讲课时需再次借助动画展示,化解难度,解决了许多实际问题,如传送装置、地球自转问题的探究。
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4.圆周运动  高中物理 & & & 人教2003课标版
&&&&教学活动
活动1【讲授】采用高效课堂教学模式,既有利于化解难点,也有利于充分发挥学生的主体作用,使课堂气氛更加活跃。让学生在
教学步骤:
为了达成上述教学目标,充分发挥学生的主体作用,最大限度地激发学生学习的主动性和自觉性,对一些主要教学环节,有以下构想:
一、导入新课
(1)上节课我们学习了曲线运动中的平抛运动——轨迹线是抛物线,此类运动充分体现了运动的分解和独立性原理。同学们在日常生活中还有一种很常见曲线运动那就是我们本节课要研究的--- 圆周运动。
(2)物体的运动轨迹是圆周,这样的运动是很常见的,同学们能举几个例子吗?(例:转动的电风扇上各点的运动,地球绕太阳的运动等)见课件
(3)今天我们就来学习最简单的圆周运动匀速圆周运动
二、新课教学
1、匀速圆周运动
(1)用通过放课件让学生感知各种圆周运动的模型。(在相等的时间里通过相等的弧长;在相等的时间里通过的弧长不相等)
(2)并出示定义:质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度相同
这种运动就叫匀速圆周运动。
2、描述匀速圆周运动快慢的物理量
(1)线速度
a:分析:物体在做匀速圆周运动时,运动的时间t增大几倍,通过的弧长也增大几倍,所以对于某一匀速圆周运动而言,s与t的比值越大,物体运动得越快。
1)线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。
2)线速度是矢量,它既有大小,也有方向。
3)线速度的大小
4)线速度的方向 在圆周各点的切线方向上
5)讨论:匀速圆周运动的线速度是不变的吗?
6)学生展示,通过点评得到初步结论。
7)质疑:有学生提出各自不同的理解 各组展开讨论后有老师总结得到:匀速圆周运动是一种非匀速运动,因为线速度的方向在时刻改变。
(2)角速度
a:学生阅读课文有关内容
b:出示阅读思考题
1)角速度是表示&&&&& &的物理量
2)角速度等于&&&&& &和&&&&& 的比值
3)角速度的单位是&&&&&
c:说明:对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度 是恒定的
d:强调角速度单位的写法rad/s
(3)周期、频率和转速
a:学生阅读课文有关内容
b:出示阅读思考题:
1)&&&&& &叫周期,&&&&& &叫频率;&&&&& &叫转速
2)它们分别用什么字母表示?
3)它们的单位分别是什么?
C:阅读结束后,学生自己展示自己的见解后教师做点评及总结
(4)线速度、角速度、周期之间的关系
a:过渡:既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量,那么他们之间有什么样的关系呢?
b:用出示思考题
一物体做半径为r的匀速圆周运动
1)它运动一周所用的时间叫 &&&&&&&&& &&&,用T表示。它在周期T内转过的弧长为&&&&& &,由此可知它的线速度为 &&&&&&&。&&&&&&&&&&&&&& &&  
2)一个周期T内转过的角度为&&&&& &,物体的角速度为&&&&&  。
c:通过思考题总结得到:
1)当v一定时, 与r成反比
2)当 一定时及v与r成正比
3)当r一定时,v与 成正比
例一:钟表问题
1.在匀速圆周运动中,保持不变的物理量是(&&&&& )
 A.线速度 B.速率 C.角速度D.周期
2、如果钟表的指针都做匀速圆周运动,钟表上分针的周期和角速度各多大?分针与秒针的角速度之比为多少?
3、钟表秒针、分针、时针的周期之比为多少?
角速度之比为多少?
例二:追及类问题
&例三: 传动装置 &&&&&&&&&见课件
分组讨论课堂展示:(知2求任1)
1、做匀速圆周运动的飞机,运动半径为4000m,线速度为80m/s,则周期为______s,角速度为______rad/s.
2、自行车匀速行驶中,车轮绕轴转动的转速为120r/min,车轮的直径为0.70m.求自行车行驶速度的大小?
3、A、B两质点分别做匀速圆周运动,若在相等的时间内,它们通过的弧长之比SA∶SB=3∶2,而通过的圆心角之比θA∶θB=2∶3,则它们的周期之比,角速度之比,线速度之比,轨道半径之比各为多少?
课后思考探究: 下节课各小组展示
地球自转问题、等时问题&& 见课件
三、课后分组探究
  利用网络资源探究“神州飞船”,各组先在网络上查找资料,为了降低学生上网查询的难度,我准备利用校园网设计一个专题栏目,把网上有关神州飞船的资料集中到这个专题网页中,让学生在有限的时间里获得更充分的信息,然后由各组选派代表展示各自的研究成果,学生在这样的活动中锻炼了口头语言表达能力,提高自己的信息素养和科学素养,养成敏锐的获取信息的能力和追求证据的科学态度,这正是我们物理教育所致力追求的。
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教学步骤:
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一、导入新课
(1)上节课我们学习了曲线运动中的平抛运动——轨迹线是抛物线,此类运动充分体现了运动的分解和独立性原理。同学们在日常生活中还有一种很常见曲线运动那就是我们本节课要研究的--- 圆周运动。
(2)物体的运动轨迹是圆周,这样的运动是很常见的,同学们能举几个例子吗?(例:转动的电风扇上各点的运动,地球绕太阳的运动等)见课件
(3)今天我们就来学习最简单的圆周运动匀速圆周运动
二、新课教学
1、匀速圆周运动
(1)用通过放课件让学生感知各种圆周运动的模型。(在相等的时间里通过相等的弧长;在相等的时间里通过的弧长不相等)
(2)并出示定义:质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度相同
这种运动就叫匀速圆周运动。
2、描述匀速圆周运动快慢的物理量
(1)线速度
a:分析:物体在做匀速圆周运动时,运动的时间t增大几倍,通过的弧长也增大几倍,所以对于某一匀速圆周运动而言,s与t的比值越大,物体运动得越快。
1)线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。
2)线速度是矢量,它既有大小,也有方向。
3)线速度的大小
4)线速度的方向 在圆周各点的切线方向上
5)讨论:匀速圆周运动的线速度是不变的吗?
6)学生展示,通过点评得到初步结论。
7)质疑:有学生提出各自不同的理解 各组展开讨论后有老师总结得到:匀速圆周运动是一种非匀速运动,因为线速度的方向在时刻改变。
(2)角速度
a:学生阅读课文有关内容
b:出示阅读思考题
1)角速度是表示&&&&& &的物理量
2)角速度等于&&&&& &和&&&&& 的比值
3)角速度的单位是&&&&&
c:说明:对某一确定的匀速圆周运动而言,角速度 是恒定的
d:强调角速度单位的写法rad/s
(3)周期、频率和转速
a:学生阅读课文有关内容
b:出示阅读思考题:
1)&&&&& &叫周期,&&&&& &叫频率;&&&&& &叫转速
2)它们分别用什么字母表示?
3)它们的单位分别是什么?
C:阅读结束后,学生自己展示自己的见解后教师做点评及总结
(4)线速度、角速度、周期之间的关系
a:过渡:既然线速度、角速度、周期都是用来描述匀速圆周运动快慢的物理量,那么他们之间有什么样的关系呢?
b:用出示思考题
一物体做半径为r的匀速圆周运动
1)它运动一周所用的时间叫 &&&&&&&&& &&&,用T表示。它在周期T内转过的弧长为&&&&& &,由此可知它的线速度为 &&&&&&&。&&&&&&&&&&&&&& &&  
2)一个周期T内转过的角度为&&&&& &,物体的角速度为&&&&&  。
c:通过思考题总结得到:
1)当v一定时, 与r成反比
2)当 一定时及v与r成正比
3)当r一定时,v与 成正比
例一:钟表问题
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 A.线速度 B.速率 C.角速度D.周期
2、如果钟表的指针都做匀速圆周运动,钟表上分针的周期和角速度各多大?分针与秒针的角速度之比为多少?
3、钟表秒针、分针、时针的周期之比为多少?
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地球自转问题、等时问题&& 见课件
三、课后分组探究
  利用网络资源探究“神州飞船”,各组先在网络上查找资料,为了降低学生上网查询的难度,我准备利用校园网设计一个专题栏目,把网上有关神州飞船的资料集中到这个专题网页中,让学生在有限的时间里获得更充分的信息,然后由各组选派代表展示各自的研究成果,学生在这样的活动中锻炼了口头语言表达能力,提高自己的信息素养和科学素养,养成敏锐的获取信息的能力和追求证据的科学态度,这正是我们物理教育所致力追求的。
精品导学案
中小学教师帮

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