空气炮探究设计

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时间:2018-10-20

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1、初中物理课外探究实验课——神奇的空气炮刘欣(西安市西电中学陕西710077)一、教学思路通过学生日常生活中喜爱的卡通形象——哆啦A梦引入新课,通过演示实验将动画片中的空气炮展现在学生眼前,让学生感受空气炮的神奇威力。在创设出的真实情景中,引导学生探究影响空气炮威力因素及其作用机理,并做出相应的假设猜想。随后,学生通过亲自动手制作空气炮,利用控制变量的实验探究方法对这一问题进行探究。本课程将实验探究与教师讲授结合,让学生掌握空气炮作用机理同时了解其在生活中的运用。在课堂中,学生亲自动手,实验探究培养学生科学思维;教师寓教于乐,科学设计激发学

2、生学习兴趣。二、教学目的1.知识与技能:感受空气炮威力,了解其作用机理,掌握波在运动中传递能量。2.方法与途径:课上指导学生制作空气炮,并通过实验探究影响空气炮威力因素,课下鼓励学生利用实验结论,制作威力更大的空气炮。3.情感与评价:举例说明空气炮在实际生活中的应用培养学生热爱科学,体验物理之美的情感。4.现代教育技术:视频演示与实验演示相结合,为学生营造丰富的物理学期情境。三、教学分析:1.教学内容分析本节讲述空气具有能量及其应用。让学生了解空气能量的来源是冲击波向前运动传递能量,为以后讲机械波及动能方面打下基础。重点是“空气炮的制作运

3、用”,难点“认识空气能量大小及影响其大小的因素”2.学生情况分析通过平时观看的动画作品,大多数学生对空气炮有较为直观的认识,但其深层原理学生并不了解,这样便于将讲授内容与学生原有经验结合。3.教学方式通过学生喜爱的卡通形象引入新课,激发学生学习兴趣;利用演示实验创建物理情景,帮助学生了解物理现象;采用科学探究的方式,引导学生探究影响空气炮威力的因素;建立理论联系生活的观念,拓展学生生活视野。四、教学准备课前收集国内外视频,查找论文研究实验原理,结合学生学龄特点在教学中插入动画片断,实验器材选自生活,已获得可重复利用,降低学生动手成本,满足

4、课堂要求同时,利于课下开展。五、教学过程课堂引入(5分钟左右)视频:播放动画片《哆啦A梦》片断(如图1所示),主人公大雄多次使用了哆啦A梦给他的威力巨大的武器——空气炮。图1师:同学们,哆啦A梦这个角色相信大都很熟悉,它总是能从口袋里变出各种各样神奇的宝贝帮助它的主人度过难关。那么刚才视频中我们看到大雄拿的是什么东西啊?生:哆啦A梦空气炮。(与学生日常生活紧密联系,学生能轻松回答出问题)师:很好,看来同学们对这个动画片都很了解。那么那个同学能给大家说一说,这个空气炮有什么作用?生:主人公在遇到危险时,将空气炮套在手臂上,它能在远距离发射出

5、威力巨大的空气炮弹,击倒对方。师:这位同学描述地非常好,不知道大家心里有没有这样的疑惑,平时看不见摸不到的空气,真的会有这么大威力么?是动画片在异想天开还是其中有我们不知道的奥妙呢?今天,老师将动画中的空气炮带到了教室里,让我们一起去探究神奇的空气炮。演示实验(10分钟左右)从讲台下拿出准备好的大型空气炮,给同学展示。图2师:这个是老师给大家带来的空气炮。虽然它外形上与动画片中有些差异,但是它也能像动画片中的空气炮一样,产生巨大威力。口说无凭,接下来我将进行三组演示实验,让大家切实感受空气炮的威力(如图3)。1、大型空气炮灭蜡烛将10根燃

6、烧的蜡烛以10厘米为间隔依次排开(如图3所示),将大纸箱放置在蜡烛延长线上,距离第一根蜡烛大约1米位置处,纸箱的圆形开口对准蜡烛最高点。实验开始前,请同学们在纸箱位置吹蜡烛,观察吹灭的蜡烛根数。然后进行实验,用力击打纸箱,一排蜡烛应声熄灭。前后对比,让学生体验到空气炮产生的巨大威力。图32、空气炮“吹倒”易拉罐将6个易拉罐叠落成三角形桥(如图4所示),利用相同的纸箱对准易拉罐发出空气炮弹,纸箱与易拉罐之间的距离让学生自定。实验过程中,让距离不断增加,观察纸箱发出的空气炮弹是否能够击倒易拉罐,不断创造并打破更远纪录,直到易拉罐不受空气炮弹冲

7、击作用,记录最远距离并请同学在相同距离上尝试用吹灭易拉罐。前后对比,让学生体验到空气炮射程也十分远。图43、烟雾效果让空气炮弹“露出真容”提出疑问,空气炮的炮弹形状是什么样的?让同学们作出假设,并进行实验验证。利用发烟片往纸箱中填充烟雾,再次击打纸箱,使空气炮弹从前端小口发射出去,同时用慢速摄影设备记录整个过程,反复观察,得出空气炮的炮弹形状为圆环型(如图5所示)。最后让学生上台亲自进行实验,得出相同结论,并与之前假设做对比,探究炮弹形状产生的原因。图54.原理:当我们击打容器(空气炮炮身)时,容器内的空气受到挤压被瞬间压缩,空气就从容器

8、前端小口发射出去。被压缩的气体形成膨胀冲击波(空气炮弹),产生巨大能量。实验中,炮弹的形状之所以呈圆环状,是由于从小孔出去的空气,流动速度的比小孔周围的空气快,根据伯努利定律,中间的气体压强就

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