溶解度曲线专题教案(共11篇)
1.溶解度曲线专题教案 篇一
专题六:曲线运动
参考答案
题型1:运动的合成与分解
1.运动特点
曲线运动的速度:曲线运动中速度的方向是在曲线上某点的切线方向,是时刻改变的,具有加速度,因此曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动.
2.物体做曲线运动的条件
(1)从动力学角度看,如果物体所受合外力方向跟物体的速度方向不在同一条直线上,物体就做曲线运动.
(2)从运动学角度看,就是加速度方向与速度方向不在同一条直线上.经常研究的曲线运动有平抛运动和匀速圆周运动.
3.运动的合成与分解
已知分运动求合运动称为运动的合成;已知合运动求分运动称为运动的分解.两者互为逆运算.在对物体的实际运动进行分析时,可以根据实际效果分解,也可以采用正交分解.
4.遵循的法则
运动的合成与分解是指描述运动的各物理量,即位移、速度、加速度的合成与分解,由于它们都是矢量,故遵循平行四边形定则.
1.物体做曲线运动的受力特点
物体所受合外力与速度方向不在一条直线上,且指向轨迹的凹侧.
2.不同运动类型的分类分析
轨迹
分 类
条 件
直线运动
匀速直线运动
F合=0
匀变速直线运动
F合为恒力不等于零且与速度同线
非匀变速直线运动
F合为变力且与速度同线
曲线运动
匀变速曲线运动
F合≠0为恒力与速度不同线
非匀变速曲线运动
F合≠0为变力与速度不同线
3.合运动与分运动的关系
(1)等时性:合运动与分运动经历的时间相等,即合运动与分运动同时开始,同时结束.(2)独立性:物体在任何一个方向的运动,都按其本身规律进行,不会因为其他方向的运动是否存在而受影响.(如河水流速变化不影响渡河时间)
(3)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果.1.一小船在河中xOy平面内运动的轨迹如图所示,下列判断正确的是()
①.若小船在x方向始终匀速,则y方向先加速后减速
②.若小船在x方向始终匀速,则y方向先减速后加速
③.若小船在y方向始终匀速,则x方向先减速后加速
④.若小船在y方向始终匀速,则x方向先加速后减速
A.①③正确
B.②④正确
C.①④正确
D.②③正确
解析:小船运动轨迹上各点的切线方向为小船的合速度方向,若小船在x方向始终匀速,由合速度方向的变化可知,小船在y方向的速度先减小再增加.故①错误,②正确;若小船在y方向始终匀速,由合速度方向的变化可知,小船在x方向的速度先增加后减小,故③错误,③正确,选B.
答案:B
2.一快艇要从岸边某一不确定位置处到达河中离岸边100
m远的一浮标处,已知快艇在静水中的速度vx图象和流水的速度vy图象如图甲、乙所示,则()
A.快艇的运动轨迹为直线
B.快艇的运动轨迹为曲线
C.能找到某一位置使快艇最快到达浮标处的时间为20
s
D.快艇最快到达浮标处经过的位移为100
m
解析:艇沿河岸方向的匀速运动与垂直于河岸的匀加速运动的合运动是类平抛
性质的曲线运动.最快到达浮标处的方式是使垂直于河岸的速度vx保持图甲所
示的加速度a=0.5
m/s2的匀加速运动,则
at2=x,代入x=100
m有t=20
s.但实际位移为S=>100
m,D项错.
答案:BC
1.此类题应用矢量合成与分解的方法,因为速度是矢量,在合成和分解时,采
用矢量合成与分解的平行四边形定则.将艇的运动分解为沿河岸的匀速运动
和垂直于河岸的匀加速运动.
2.研究曲线运动的思维过程
(欲知)曲线运动规律
(只需研究)两分运动规律
(得知)线运动规律.
3.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度()
A.大小和方向均不变
B.大小不变,方向改变
C.大小改变,方向不变
D.大小和方向均改变
【解析】
设细线的长度为L,则经过时间t,橡皮在竖直方向上移动的距离为这说明橡皮的运动为匀速运动;又橡皮在水平方向上随铅笔做匀速运动,因此橡皮的合速度的大小和方向都不变,选项A正确.【答案】
A
4.5.如图所示,在河岸上用细绳拉船,为了使船匀速靠岸,拉绳的速度必须是()
A.加速拉
B.减速拉
C.匀速拉
D.先加速拉后减速拉
【解析】
设拉绳的速度为v,绳与水平方向的夹角为船的速度为将船的速度分解为沿绳方向和垂直绳方向的分速度,有cos船匀速靠岸过程不变增大,则v减小.【答案】
B
相互牵连的两物体的速度往往不相等,一般需根据速度分解确定两物体的速度关系.在分解速度时,要注意两点:①只有物体的实际运动才是合运动,如本题A向右运动,所以A向右的速度是合速度,也就是说供分解的合运动一定是物体的实际运动;②两物体沿绳或沿杆方向的速度(或分速度)相等.5.甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,河宽为H,河水流速为v0,划船速度均为v,出发时两船相距为H,甲、乙两船船头均与河岸成60°角,如图4-1-19所示,已知乙船恰好能垂直到达对岸A点,则下列判断正确的是()
A.甲、乙两船到达对岸的时间不同
B.v=v0
C.两船可能在未到达对岸前相遇
D.甲船也在A点靠岸
解析:渡河时间均为,乙能垂直于河岸渡河,对乙船,由vcos
60°=v0,可得v=2v0,甲船在该时间内沿
水流方向的位移为(vcos
60°+v0)=H刚好到A点.综上所述,A、B、C错误,D正确.
答案:
D
6.小船从A码头出发,沿垂直于河岸的方向渡河,若小河宽为d,小船渡河速度恒定,河水中各点水流速大小与各点到较近河岸边的距离成正比是各点到近岸的距离/2,k为常量),要使小船能够到达距A正对岸为S的B码头.则下列说法中正确的是()
A.小船渡河的速度
B.小船渡河的速度
C.小船渡河的时间为
D.小船渡河的时间为
【解析】
/2时,垂直河岸方向匀速运动水流方向可知水流方向匀加速运动,加速度a=/2时,水流方向匀减速运动,当船运动到河中间时,即d///2,选项A正确。
【答案】
A
7.如图所示,一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B,两球的质量均为m,两球半径忽略不计,杆AB的长度为l,现将杆AB竖直靠放在竖直墙上,轻轻振动小球B,使小球B在水平地面上由静止向右运动,求当A球沿墙下滑距离为时,A、B两球的速度v和.(不计一切摩擦)
【解析】
A、B两球的速度分解情况如图所示,由题意知30,由运动的合成与分解得
sincos
①(3分)
又A、B组成的系统机械能守恒,所以.②(3分)
由①②解得.(4分)
【答案】
题型2:平抛运动
1.定义:水平方向抛出的物体只在重力作用下的运动.
2.性质:平抛运动是加速度为g的匀加速曲线运动,其运动轨迹是抛物线.
3.平抛物体运动条件:(1)v0≠0,沿水平方向,(2)只受重力作用.
4.研究方法
运动的合成与分解.把平抛运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动.
5.运动规律
以抛出点为坐标原点,水平初速度v0方向为x轴正方向,竖直向下的方向为y轴
正方向,建立如图所示的坐标系,则平抛运动规律如下表.
水平方向
vx=v0 x=v0t.竖直方向
vy=gt
y=
.合运动
合速度:vt=
合位移:s=
合速度与水平方向的夹角tan
α=
合位移与水平方向的夹角tan
θ=
1.平抛运动的主要特点有哪些?
(1)平抛运动是匀变速曲线运动,故相等的时间内速度的变化量相等.由
Δv=gt,速度的变化必沿竖直方向,如图4-1-3所示.
(2)物体由一定高度做平抛运动,其运动时间由下落高度决定,与初速度无关,由公式y=
gt2,可得t=
;落地点距抛出点的水平距离x=v0t,由水平速度和下落时间共同决定.
(3)水平方向和竖直方向的两个分运动同时存在,互不影响,具有独立性.
2.平抛运动的两个重要推论
推论Ⅰ:做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处,设其末速度
方向与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为θ,则tan
α=2tan
θ.证明:如图所示,由平抛运动规律得:,所以tan
α=2tan
θ.推论Ⅱ:做平抛(或类平抛)运动的物体,任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点.
证明:如图4-1-5所示,设平抛物体的初速度为v0,从原点O到A点的时间为t,A点坐标为(x,y),B点坐标为(x′,0),则x=v0t,y=,v⊥=gt,又tan
α=,解得x′=
.即末状态速度方向的反向延长线与x轴的交点B必为此时水平位移的中点.
(1)平抛运动是匀变速运动,但其合速度大小v=
并不随时间均匀增加.
(2)速度矢量和位移矢量与水平方向的夹角关系为tan
α=2tan
θ,不能误认为
α=2θ.8.如图所示,从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球,落在斜面上某处Q点,小球落在斜面上的速度与斜面的夹角α,若把初速度变为2v0,则下列说法错误的是()
A.空中的运动时间变为原来的2倍
B.夹角α将变大
C.PQ间距一定大于原来间距的3倍
D.夹角α与初速度大小无关
解析:由tan
θ=
得t=,故A正确;
=,所以若v0加倍,PQ间距将为原来的4倍,C正确;设小球落到斜面上时与水平方向
夹角为β,则tan
β=
=2tan
θ,可见β与v0无关,因此α=β-θ也与初速
度无关,B错误,D正确.
答案:B
类平抛运动的求解方法
(1)常规分解法:将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向(即沿合力的方向)的匀加速直线运动,两分运动彼此独立,互不影响,且与合运动具有等时性.
(2)特殊分解法:对于有些问题,可以过抛出点建立适当的直角坐标系,将加速度分解为ax、ay,初速度v0分解为vx、vy,然后分别在x、y方向列方程求解.
9.如图所示,三个小球从同一高处的O点分别以水平初速度v1、v2、v3抛出,落在水平面上的位置分别是A、B、C,O′是O在水平面上的射影点,且O
′A∶AB∶BC=1∶3∶5.若不计空气阻力,则下列说法正确关系是()
A.v1∶v2∶v3=1∶3∶5
B.三个小球下落的时间相同
C.三个小球落地的速度相同
D.三个小球落地的动能相同
解析:本题考查平抛运动的规律.根据t=
可得,做平抛运动的物体在空中
运动的时间是由高度决定的,B项正确;根据平抛运动的速度公式
由于O
′A∶AB∶BC=1∶3∶5,所以O
′A∶O
′B∶O
′C=1∶4∶9,故v1∶v2∶v3=1∶4∶9,A项错误;落地
时的速度v=,由于三个小球高度相同,所以落地时它们的竖直分速度vy是
相等的,但是由于vx不相等,所以落地时的速度v不相等,C项错误;由于三小球
落地时的速度不相等,所以它们落地时动能也不相等,D项错误.
答案:B
10.一演员表演飞刀绝技,由O点先后抛出完全相同的三把飞刀,分别垂直打在竖直木板上M、N、P三点.假设不考虑飞刀的转动,并可将其看做质点,已知O、M、N、P四点距离水平地面高度分别为h、4h、3h、2h,以下说法正确的是()
A.三把刀在击中板时动能相同
B.三次飞行时间之比为1∶∶
C.三次初速度的竖直分量之比为3∶2∶1
D.设三次抛出飞刀的初速度与水平方向夹角分别为θ1、θ2、θ3,则有θ1>θ2>θ3
解析: 初速度为零的匀变速直线运动推论:(1)静止起通过连续相等位移所用时间之比t1∶t2∶t3∶…=1∶(-1)∶(-)∶…;(2)前h、前2h、前3h…所用的时间之比为1∶∶∶….对末速度为零的匀变速直线运动,可以相应的运用这些规律(从后往前用).三把刀在击中板时速度不等,动能不相同,选项A错误;飞刀击中M点所用的时间长一些,选项B错误;三次初速度竖直分量之比等于∶∶1,选项C错误.只有选项D正确.
答案: D
11.如图所示,在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球,经过时间ta恰好落在斜面底端P处;今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球,经过时间tb恰好落在斜面的中点处.若不计空气阻力,下列关系式正确的是()
①.va=vb
②.va=vb
③.ta=tb
④.ta=tb
A.①③正确
B.②④正确
C.①④正确
D.②③正确
解析:做平抛运动的物体运动时间由竖直方向的高度决定t=,a物体下落的高度是b的2倍,有ta=tb,④正确;水平方向的距离由高度和初速度决定S=v0,由题意得a的水平位移是b的2倍,可知va=vb,②正确.
12.如图1所示,斜面上有a、b、c、d四个点,ab=bc=cd.从a点正上方的O点以速度v水平抛出一个小球,它落在斜面上的b点.若小球从O点以速度2v水平抛出,不计空气阻力,则它落在斜面上的()
A.b与c之间某一点
B.c点
C.c与d之间某一点
D.d点
答案:A
13.如右图所示,在斜面上某处A以初速度v水平抛出一个石块,不计空气阻力,在确保石块能落到斜面上的前提下,则()
A.只增大v,会使石块在空中飞行的时间变短
B.只增大v,会使石块的落地点更接近A点
C.只将A点沿斜面上移,石块飞行时间变长
D.只将A点沿斜面上移,石块飞行时间不变
解析: 由平抛运动规律x=vt,h=gt2,tan
θ=,可得t=.显然石块飞行时间只与平抛初速度v、斜面倾角θ有关,与A点位置无关,选项C错误,D正确.只增大v会使石块在空中飞行的时间变长,选项A错误.石块的落地点距A点的距离L==,显然,只增大v会使落地点更远离A点,选项B错误.
答案: D
14.在同一水平直线上的两位置分别沿水平方向抛出两小球A和B,其运动轨迹如图所示,不计空气阻力.要使两球在空中相遇,则必须()
A.先抛出A球
B.先抛出B球
C.同时抛出两球
D.A球初速度小于B球初速度
【解析】
由题图知,两球在空中相遇时,下落高度相同,A球的水平位移较大,因而下落时间相同,A球初速度大于B球初速度,选项C正确.
【答案】
C
15.如图所示,从某高度水平抛出一小球,经过时间t到达地面时,速度与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是…()
A.小球水平抛出时的初速度大小为
B.小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为
C.若小球初速度增大,则平抛运动的时间变长
D.若小球初速度增大,则θ减小
【解析】
小球在竖直方向上做自由落体运动,落地时速度的竖直分量,水平分量(初速度),可见,增大,减小,选项A错D对;设位移方向与水平方向的夹角为α,则,选项C错误;根据可知,平抛运动时间与高度有关,与初速度无关,选项C错误.
【答案】
D
16.如图所示,相对的左、右两个斜面的倾角分别为53°和37°,在斜面顶端把两个小球以同样大小的初速度分别向左右两边水平抛出,小球均落在斜面上,若不计空气阻力,则两小球在空中的飞行时间之比为()
A.1∶1
B.4∶3
C.16∶9
D.9∶16
【解析】
设斜面倾角为θ,小球落在斜面上时水平位移和竖直位移之间有,得,代入题中数据得.
【答案】
C
17.如图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图.整个雪道由倾斜的助滑雪道AB和着陆雪道CD以及水平的起跳平台BC组成,AB与BC圆滑连接.运动员从助滑雪道AB上由静止开始下滑,到达C点后水平飞出,以后落到F点.E是运动轨迹上的某一点,在该点运动员的速度方向与轨道CD平行.设运动员从C到E与从E到F的运动时间分别为和,则它们的大小关系为()
A.一定大于
B.一定等于
C.一定小于
D.条件不足,无法确定
【解析】
因E点的速度方向与轨道CD平行,所以该点离CD距离最远,整个轨迹关于过E点垂直于CD的直线对称,有=.
【答案】
B
18.在广州亚运会上一位运动员进行射击比赛时,子弹水平射出后击中目标.当子弹在飞行过程中速度平行于射出点与目标的连线时,大小为v,不考虑空气阻力,已知射出点与目标的连线与水平面的夹角为θ,则在整个飞行过程中,子弹()
A.初速度
B.飞行时间
C.飞行的水平距离
D.飞行的竖直距离
【解析】
如图所示,将速度v沿水平和竖直方向分解得,初速度,选项错误;
此时的竖直分速度,飞行时间,
飞行的水平距离,
飞行的竖直距离,选项B、D错C对.
【答案】
C
19.如图所示,一小球从平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8
m,g=10
m/s2,sin
53°=0.8,cos
53°=0.6,则
(1)小球水平抛出的初速度v0是多大?
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少?
(3)若斜面顶端高H=20.8
m,则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端?
解析:(1)由题意可知:小球落到斜面上并沿斜面下滑,说明此时小球速度方向与斜面平行,否则小球会弹起,所以vy=v0tan
53°,v=2gh,则vy=4
m/s,v0=3
m/s.(2)由vy=gt1得t1=0.4
s,x=v0t1=3×0.4
m=1.2
m.(3)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度a=gsin
53°,初速度v=5
m/s.则
=vt2+at,解得t2=2
s.(或t2=-
s不合题意舍去)
所以t=t1+t2=2.4
s.答案:(1)3
m/s(2)1.2
m(3)2.4
s
20.如图所示,在距地面80
m高的水平面上做匀加速直线运动的飞机上每隔1
s依次放下M、N、P三物体,抛出点a、b与b、c间距分别为45
m和55
m,分别落在水平地面上的A、B、C处.求:
(1)飞机飞行的加速度;
(2)刚放下N物体时飞机的速度大小;
(3)N、P两物体落地点B、C间的距离.
解析:(1)飞机在水平方向上,由a经b到c做匀加速直线运动,由Δx=a0T2得,a0===10
m/s2.(2)因位置b对应a到c过程的中间时刻,故有
vb==50
m/s.(3)设物体落地时间为t,由h=gt2得:t=
=4
s
BC间的距离为:BC=bc+vct-vbt
又vc-vb=a0T
得:BC=bc+a0Tt=95
m.答案:(1)10
m/s2(2)50
m/s(3)95
m
21.如图所示,小球由静止开始沿光滑轨道滑下,接着水平抛出.小球抛出后落在斜面上.已知斜面的倾角为θ,斜面底端在抛出点正下方,斜面顶端与抛出点在同一水平面上,斜面长度为L,斜面上M、N两点将斜面长度等分为3段,小球可以看做质点,空气阻力不计.为使小球能落在M点以上,小球开始时释放的位置相对于抛出点的高度h应满足什么条件?
【解析】
小球沿轨道滑下,由动能定理得:
(3分)
小球离开桌面后做平抛运动:(1分)
(1分)
得:(1分)
为使小球落在M点以上,应满足:当时
2分)
故要使小球落在M点以上,则h满足的条件:
.(2分)
【答案】
2.溶解度曲线专题教案 篇二
在这个纵贯的教学体系中, 四年级既是对前三年积累的被动式、主动式节能设计策略进行融汇综合, 并学习利用专业软件对主要节能指标进行量化模拟分析, 以期通过数据交换与空间形态生成之间形成交互驱动, 也是将绿色空间环境设计向城市和住区尺度以及构造节点深度拓展的重要环节, 学生们在这一年中还有机会通过交叉学科的课题, 从建筑技术的专业角度加深对绿色建筑与可持续性城市环境的理解 (图1) 。
一、教学要求
根据建筑设计课的教学结构, 四年级的设计教学采用教授工作室制, 分为城市设计、公共建筑、住区与住宅、学科交叉四个平行的方向, 其中公共建筑是直接衔接前三年设计教学的最核心的类型方向。如果说前三年的设计教学是以空间为核心, 将复杂的建筑问题分解为若干专题的分析式教学, 那么四年级的公共建筑课题则是综合各类问题的整合式项目设计教学, 对其的要求是具有功能与环境的复杂性和设计问题的研究性, 并需具备一定的规模 (10 000 m2以上) ;在技术深度上要求综合体现结构和机电专业的知识要点, 并把设计深入到体现材料与构造内容的重点空间深化 (1:50) 与墙身细部大样 (1:20) 。
在此基础上, 绿色公共建筑设计专题的教学要求, 体现在以下三个方面。
1.性能导向设计 (Performance-driven Design)
建筑的空间形态与组织状态在根本上决定了建筑环境的质量与性能, 在强调低碳节能与可持续发展的今天, 相对于技术专业分别改进各自设备的努力, 建筑专业通过有效的空间组织、合理的体形和构造设计, 以空间本身的形态和组织状态来实现对室内外环境的性能化调节, 其效果更具有决定性。这就是在整个绿色建筑设计教程体系中具有核心意义的“空间调节” (space-conditioning) 理论, 是一种不耗能或少耗能的被动式建筑设计策略, 也是绿色建筑设计与教学实践的认识论基础。[1]
在四年级绿色公共建筑设计课题中, 首要的教学要求是学习和尝试应用建筑空间生成与环境能耗数值模拟分析交互驱动的性能化设计方法。
所谓“性能”, 具有多方面的含义, 在这里特指低碳环境与绿色建筑目标指向的环境物理性能。性能化设计, 是在低年级形成的定性认识和经验性策略的基础上, 引入环境和能耗性能数值计算的模拟分析软件, 例如用于建筑生态环境单项分析或综合分析的Ecotect软件, 用于能耗模拟分析的Energy Plus软件, 用于风环境、热岛效应和室内自然通风模拟分析的计算流体动力学CFD软件等, 改变单纯以经验判定为依据的“模糊经验型”和“试错型”方法, 提升建筑设计的科学化和定量化水平。在包括总平面布置、体形设计、空间形态组织、围护结构设计以及构件与构造设计的各个环节上, 学习和探索建筑空间生成与环境能耗数值模拟交互驱动的设计方法, 提高设计效率, 以科学的理性和清晰的逻辑驱动设计方案的性能优化, 并在性能目标前提下进行综合判定和科学决策。
以合理舒适度和低能耗为目标的性能化设计教学, 具体体现于适应性体形、低能耗空间、交互性表皮和性能化构造四个方法性环节。
2.环境资源综合 (Integrative Environmental Strategy)
建筑不是孤立的空间系统, 也不是抽象的审美对象, 它从来就是环境的组成部分。空间、形体、材料与构造应该归置到与环境的相对关系中去考量。四年级的设计课本身就通过城市设计和学科交叉等方向的课题, 拉宽学生对空间的认识, 进入到城市与自然系统的维度中。对于建筑环境和能耗的认识也应置于由建筑与外部环境共同构成的资源总体中去评价。
四年级绿色公共建筑设计课题强调整体环境中的综合资源可持续性 (integrative environmental sustainability) , 体现在两个方面的拓展。
首先, 观察和思考的对象从单纯的建筑物拓展到环境中的自然系统— 森林、水体、耕地、地形的起伏、阳光以及风向和风速等, 还包括基础设施, 如网格、道路、人流、物流和信息流, 以及市政系统等。设计的方法也从对静态、孤立、终端式的景象描绘转向在系统层叠和历时进程中, 对动态过程更具弹性和策略性的激发与控制。
其次, 空间设计与环境舒适度及能耗分析的交互驱动需拓展到一定范围的室外环境中, 风、光、热的分析计算, 不仅影响到总图的经营, 而且塑造着建筑的形体, 关系到内部空间的组织。由此, 回归到一个基本的认识, 即建筑设计是在有限的空间和资源总体中, 创造一个均衡的、具有整体性的、可持续的、美的环境。[2]
3.性能化细部 (Performative Detail)
绿色公共建筑设计的教学导向除了在外延上向外部环境、景观、自然系统、基础设施拓展外, 对于建筑自身, 则要求深入到典型局部的墙身、节点与构造研究, 在细部设计中贯彻提高舒适性、降低能耗的要求。
四年级的建筑设计教学对材料与建造技术提出明确的要求。与低年级围绕非物质的空间这一核心主题不同, 高年级的设计教学开始触及建筑的另一个平行驱动力—材料与建造, 并因此讨论物质及其所属资源系统的可持续性。学生们需将之前学习的关于材料、构造与设备系统的知识运用到项目设计中, 在材料组织中结合考虑低碳、节能与减少环境污染的要求, 鼓励选用木材、竹材、再生砖等更体现可持续性的材料。在细部节点与构造设计中, 实现高热工性能围护、可调节遮阳、选择性天然采光和自然通风、立体绿化等性能化构造, 使得绿色建筑的理念从1:2000 的总图贯彻至1:20的节点。
二、典型教案与教学记录
课程名称:南京某科技园区环境整合与物联网工程中心设计
教学时间:2010~2011年度, 2013~2014年度
指导教师:张彤
1.课题背景
能源与环境危机是当前人类面临的重大挑战, 作为占全社会能耗40%的建筑业, 其节能减排关系到人类社会整体可持续发展的进程。建筑环境的可持续发展是整个国家乃至全球可持续发展战略的重要组成部分, 也是自20世纪90年代以来建筑学科在国际范围内最具前沿性的重要发展方向之一。
低碳节能的绿色策略贯穿建筑全寿命周期的各个环节, 也涵盖建筑设计各个专业的工作。在建筑设计中可以通过合理的空间组织和构造设计, 以不耗能或少耗能的方式来实现对室内环境舒适度的调节、降低能耗, 称为建筑节能的被动式技术, 包括提高围护结构热工性能、形体遮阳、自然通风、天然采光、生态绿化等技术策略。空间与形体的选择设计在根本上决定了环境和建筑的生态质量与节能性能, 相对于工程师们改进设备的努力, 建筑师的工作是事半功倍的。
作为本课题设计对象的某科技园区位于城市边缘地带, 所处环境呈现出20 年来中国城市化过程形成的典型城市肌理, 异质杂呈, 支离破碎, 期待和记忆同样混乱 (图2) 。20 年的发展中, 该企业经历了目标的调整壮大、园区用地的蔓延扩展, 以及两期园区环境的跳跃式建设, 是中国不确定性城镇化的平行印证。对存量空间环境的修补、改造与整合是量化扩张后中国城市建设面临的主要任务, 在大刀阔斧的跃进之后, 建筑师应具备更为谨慎的技术态度和准确的技术能力, 织补断裂的空间环境, 发现和重建肌理结构, 连接历史的印记与未来的发展。
2.教学主题
(1) 绿色节能
贯彻“空间调节”的设计理念, 以被动式设计策略, 通过合理的空间组织和构造设计, 提高能源利用效率, 减少能耗。选择风、光、热、水任一环境物理因子, 学习应用相关技术软件进行空间物理环境及能耗的量化模拟分析, 学习和尝试应用建筑空间生成与环境能耗数值模拟交互驱动的性能化设计方法。
(2) 环境整合
在扩展的园区总用地中, 将一期现状建筑、二期与三期的规划建筑以及道路、绿地、水面、广场、高速公路声屏障、停车设施等环境设施融合成为一个有机的整体;倡导土地的复合利用和空间资源的高效开发;创造出具有明确空间特性和识别感的积极的外部空间环境;将基础设施与景观因素融合进空间规划中, 使园区成为融建筑、基础设施和景观为一体的高效、宜人的创新型科研环境。
3.项目场地
项目所在场地位属南京市马群科技园, 马群互通的东北象限, 是仙林新城“四区两园”结构的重要组成部分;场地地处钟山风景区的边缘地带, 又位于沪宁高速公路南京入口处的重要位置。
园区总用地面积102 796 m2, 其中现有建筑面积19 890 m2。高速公路周边的绿化防护对建设提出限制和要求, 详见航拍区位图与地形图 (图3, 图4) 。
4.设计任务书与规划要点
(1) 园区整体环境设计
总用地面积102 796 m2, 现有建筑面积19 890 m2, 规划建设物联网工程中心22 000 m2, 对外接待酒店3 000 m2, 职工公寓和生活服务设施6 000 m2, 机动车停车数400辆 (所有建筑面积均指地面以上部分) 。
(2) 物联网工程中心
功能与面积分配, 见表1。
(3) 规划要点
其一, 高速公路防护带要求:距离高速公路50 m范围内为禁止建设区;距离高速公路50~100 m范围内为谨慎建设区, 需考虑高速公路的绿化防护与隔声要求, 合理规划功能内容, 控制建设容量。
其二, 地面以上建筑退后沿北侧金马路、西侧仙林大道用地红线20 m。
其三, 地下室退后用地红线均不小于3 m。
其四, 容积率≤1.0, 建筑密度≤30%, 绿地率≥40%, 建筑高度不超过24 m。
其五, 整体园区范围配建机动车停车位数400辆。
5.成果要求
本案设计以组为单位完成设计, 每组两个学生。
要求完成的成果如下。
(1) 园区整体环境设计
园区整体环境模型, 1:500, 材料自定;
园区总平面图1:500, 要求标注场地环境、建筑形体的控制性平面尺寸与竖向标高;
总平面体形与空间环境分析图, 包括功能分区、形体与空间组织、道路交通结构、绿地与景观系统、消防安全疏散;
总平面绿色环境设计技术分析图, 即所选环境物理因子的设计分析 (室外风环境分析、光环境分析、绿地率与可渗水地面面积比分析等) ;
总平面技术经济指标。
(2) 物联网研究中心建筑设计
建筑设计说明与经济技术指标;
建筑设计模型, 1:300, 材料自定;
透视渲染图
各层平面图, 1:300, 要求编制轴号, 标注外包尺寸、柱网尺寸与楼面 (屋面) 标高;
4 个立面图, 1:300, 要求注明主要立面材料, 标注主要轴号、建筑形体的控制性平面尺寸与标高;
2 个以上剖面图, 1:300, 要求标注主要轴号, 标注标高与两道竖向尺寸, 及控制性平面尺寸;
典型外墙墙身剖面或构造节点设计, 1:20 / 1:10, 注明材料与做法, 标注轴号与标高, 标注柱网、构件与细部尺寸;
包括总平面分析图 ( 体量与方向) 、总平面分析图 ( 流线与出入口) 、分层轴测分析图 (功能) 、分层轴测分析图 (流线) 、被动式节能策略技术分析图 (体形组织、围护结构保温构造、表皮构造、形体遮阳、自然通风、天然采光、立体绿化等) 、消防分析图 (防火分区、疏散楼梯与消防控制室) 在内的设计分析图;其他表达设计内容的必要图件。
6.课程结构与教学组织
教案的设计任务包括该科技企业园区的整体环境设计与物联网工程中心建筑设计两个部分。作为绿色公共建筑设计的教学实验, 教案设施包含了贯通8 周的三条教学线索, 它们平行推进、相互交织、交互驱动, 形成整体的教学结构。
线索一, 是课程组织的讲课与评图。笔者作为主讲教师, 对应教学推进的内容, 分别在第一周、第二周和第六周做题为“空间调节—被动式节能设计策略”“绿色建筑设计与节能指标体系”以及“设计表达”的课堂讲授;在第四周和第八周周末则分别由年级和系组织公开评图, 由校外专家、本系其他年级教师和本年级相关方向其他课题教师组成答辩组审查作业。
线索二, 是四年级常规公共建筑体形环境设计教学的教程推进, 包括总图 (本课题中拓展为包含景观系统生成的整体环境设计) 、建筑单体、重点空间深化与墙身节点大样四个比例由大及小、内容逐级深入的进阶模块, 成果包括相应比例的模型和图纸, 设计深度达到初步设计技术要求, 局部深入到节点大样设计。
线索三, 即在绿色建筑教学中专门引入的性能与数值模拟分析内容。学生们需要学习运用必要的模拟分析软件, 如CFD、Ecotect、Energy Plus等, 在体形设计的相应阶段, 模拟分析空间环境的舒适性与能耗指标, 对前者进行修正。这一过程会反复几次, 在体形环境与数值模拟分析之间实现多次数据交互与形式修正, 在交互驱动中推进设计。这也是绿色公共建筑设计教程的核心链条 (图5) 。
如在2010 年秋季的课程教学中, 潘晖和林岩的作业《等高线》, 着重点是在南京夏热冬冷的气候条件下, 风对调适人体舒适度的重要作用, 及如何在建筑形体的设计和组织中创造良好舒适的风环境 (图6) 。他们首先根据紫金山东麓的地形构成, 以等高线为技术工具, 在大地形中生成由建筑和环境形态组成的园区微地形。在此基础上, 根据南京地区冬、夏两季的风速等高线和风压等高线, 反复调试园区建筑的形体组成和地形塑造, 以期在冬、夏两季获得较为舒适的室外风环境 (图7) 。
这样的教学内容明显比普通课题增加了工作量, 在8 周的教学周期中较难保证每位同学都能完整执行。我们在课程结构的若干环节中增设了拓展出口, 如在园区整体环境设计环节设置系统生成的景观设计拓展, 在细部节点与构造设计环节设置构造设计拓展, 在设计表达与分析评价环节设置评价体系研究与自评拓展。学生根据自己的能力特点, 可以在不同的拓展出口中深化设计, 对其他环节的深度要求可以略做放松。但是在拓展方向上, 仍然强调对实现环境资源高效利用、达到高舒适度低能耗环境目标的设计策略的学习和训练。
例如, 在2013年秋季的课程教学中, 孙柏和郑倩同学的作业《Flat Field》, 学习运用景观都市主义的技术策略, 在整体环境层面上, 向一个更具包容度和弹性的“景观”概念拓展 (图8) 。作业叠合了场地与周边区域诸多历史与现实信息, 试图建立一种综合反映历史印记、地理形态、资源与景观构成的扁平状的场域, 探究其复杂的肌理, 创造一种柔性、混杂、共生和互联的可持续性环境 (图9, 图10) 。
三、优秀作业
1.《等高线》, 2010 年秋季四年级建筑设计课程/ (绿色) 公共建筑方向 (设计:潘晖, 林岩;指导教师:张彤)
潘晖和林岩同学的作业以风环境为切入点, 探索空间形体、气候适应与节能降耗之间交互驱动的设计方法。作业首先从紫金山东麓的地形环境入手, 以等高线为操作工具, 塑造园区的“微地形”和建筑群形体, 进而运用CFD软件, 在风压等高线和风速等高线图中模拟冬、夏两季园区内风环境, 在多轮的数据交互中, 修正建筑形体与空间组织。不仅如此, “风的塑形”还深入建筑内部的空间组织以及幕墙的细部与构造设计。该作业较为完整地贯彻了绿色公共建筑设计的教案要求, 在教学组织的各个环节中, 取得了令人信服的成果 (图11) 。
2.《Pixel Topography》, 2010 年秋季四年级建筑设计课程/ (绿色) 公共建筑方向 (设计:江雯, 方怡闻;指导教师:张彤)
江雯和方怡闻同学的作业将园区及其周边环境视作由建筑、地形、道路、绿化、风、光、水及基础设施构成的整体性的景观“织毯”, 并以称为“像素”的微小单位组成网格, 操作其中的组成元素在关联中的衍变。设计引入CFD软件, 模拟其中的风环境, 并修正景观系统的构成。在建筑设计环节中, 依然秉承总图阶段消除建筑与环境二元区分的理念, 在统一的网格中, 以院落为单位, 组织生成室内外空间, 在与自然系统的交融中, 创造宜人的、可持续的科技研发环境 (图12) 。
参考文献
[1]张彤.空间调节——中国普天信息产业上海工业园智能生态科研楼的被动式节能建筑设计[J].生态城市与绿色建筑, 2010 (1) :82-93.
3.圆锥曲线专题强化 篇三
类型一新定义题
【例1】设x1,x2∈R,定义运算:x1x2=(x1+x2)2-(x1-x2)2.
(1) 若x≥0,常数p>0,求动点Px,xp2的轨迹C;
(2) 过动点M(a,0)且斜率为1的直线l与C交于不同的两点A,B,若|AB|≤2p,求实数a的取值范围.
分析首先要读懂题目中定义的新运算,在(2)中我们要用弦长公式求出AB的长度,再由|AB|≤2p构造不等式,求出实数a的取值范围。
解(1) 设P(x,y),则y=xp2=x+p22-x-p22=2px.
即y2=2px(y≥0).
(2) 直线l的方程为y=x-a,代入y2=2px,消去x得
y2-2py-2ap=0(y≥0).
设A(x1,y1),B(x2,y2),则Δ=(-2p)2+8ap>0,
y1+y2=2p>0,
y1y2=-2ap≥0.
解得-p2 ∴|AB|=(x1-x2)2+(y1-y2)2 =2(y1-y2)2 =8(p2+2ap)≤2p, 解得a≤-p4. 故所求a的取值范围为-p2,-p4. 总结:本题属于自定义新运算型的信息迁移创新试题,具有立意新、形式新、设问巧等特点,这些信息通常包括新的概念、新的定理、新的方法、新的公式、新的规则等等。解决这类问题要求学生对知识有迁移能力,根据新定义转化为传统思路去解决问题,具有一定的创新思维。 类型二开放题 【例2】已知F1,F2是椭圆x2a2+y2b2=1(a,b>0,且)的两个焦点,P是椭圆上的一点,且∠F1PF2=90°,则△F1PF2的面积是b2.请在题目的空缺处填入一个可能条件. 分析这是一道条件开放题,所缺条件一般是与a、b、c满足的某一关系式。因此解题中首先要对焦点在x还是y轴上进行分类讨论,然后分别求出△F1PF2的面积。 解首先确定坐标轴,假设焦点在y轴上, 由题意知,|PF1|+|PF2|=2b, |PF1|2+|PF2|2=4c2, ∴|PF1||PF2|=2(b2-c2). 从而S△F1PF2=b2-c2 故椭圆的焦点在x轴上,则有a>b>0, |PF1|+|PF2|=2a,① |PF1|2+|PF2|2=4c2② 又∵|PF1|2+|PF2|2≥12(|PF1|+|PF2|)2, ∴由①、②,得4c2≥12(2a)2,即a2≤2c2, 亦即a2≥2b2,∴a≥2b>0. 由此,空缺处可以填写满足a=2b>0的任一开放条件, 如a=2b>0,a>2b>0,a=3b>0等. 总结:解条件探索题的主要方法是:将需探索条件作为已知,结合题设等其他条件,列出满足结论的关系式,并由此找出满足结论的条件。 类型三存在探索题 【例3】在平面直角坐标系xOy中,已知圆心在第二象限、半径为22的圆C与直线y=x相切于坐标原点O.椭圆x2a2+y29=1与圆C的一个交点到椭圆两焦点的距离之和为10. (1) 求圆C的方程; (2) 试探究圆C上是否存在异于原点的点Q,使Q到椭圆右焦点F的距离等于线段OF的长.若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由. 分析本题考查待定系数法求圆的方程和第一定义法求椭圆方程,借助圆的参数方程根据题目中的假设得到关于变量cosθ的方程,从方程是否有解这一角度来解决此探索性问题。 解(1) 设圆C的圆心为(m,n), 则m=-n, n•2=22,解得m=-2, n=2, 所求的圆的方程为(x+2)2+(y-2)2=8. (2) 由已知可得2a=10,a=5, 椭圆的方程为x225+y29=1,右焦点为F(4,0); 假设存在Q点(-2+22cosθ,2+22sinθ)使|QF|=|OF|, (-2+22cosθ-4)2+(2+22sinθ)2=4, 整理得sinθ=3cosθ-22, 代入sin2θ+cos2θ=1得: 10cos2θ-122cosθ+7=0, cosθ=62±210<1, 当cosθ=22时,Q点(0,0)(舍去); 当cosθ=7210时,Q点45,125. 因此存在符合题意的Q点. 总结:本题是一道存在性问题,解决这类问题的方法为:①对这类问题,若能将所观察对象联系其几何背景进行数与形的转化,常能将复杂抽象的问题变得直观、具体,有利探明结论;②解析几何中的存在与否的问题常用Δ>0,或曲线方程本身的取值范围,或题意中变量的取值范围进行判断。 类型四动手操作题 【例4】如图,有一张长为8,宽为4的矩形纸片ABCD,按图示的方法进行折叠,使每次折叠后的点B都在AD边上,此时B记为B′(注:图中EF为折痕,点F也可落在边CD上),过B′作B′T平行于CD交EF于T,求点T的轨迹方程. 分析由折叠的过程可知,|BT|=|B′T|,B′T⊥AD,在根据抛物线的定义,T的轨迹是以点B为焦点,AD为准线的抛物线的一部分。 解如图,以边AB的中点O为原点,AB边所在的直线为y轴建立平面直角坐标系,则B(0,-2). 因为|BT|=|B′T|,B′T⊥AD,根据抛物线的定义,T的轨迹是以点B为焦点,AD为准线的的抛物线的一部分.设T(x,y),|AB|=4,即定点B到定直线AD的距离为4,所以抛物线的方程为x2=-8y. 在折叠的过程中,线段AB′的长度在区间[0,4]内变化,而x=AB′,所以0≤x≤4. 故点T的轨迹方程为x2=-8y(0≤x≤4). 总结:求轨迹方程的关键是把动点满足的可以量化的几何条件(体现该轨迹属性的几何量间的关系)用坐标表示,因而从题设条件中分析出这些条件成为解决问题的突破口。 牛刀小试 1. 已知平面上两点M(-5,0)和N(5,0),若直线上存在点P使|PM|-|PN|=6,则称该直线为“单曲型直线”,下列直线中是“单曲型直线”的是. ①y=x+1;②y=2;③y=43x;④y=2x+1. 2. 如图,椭圆的中心为原点O,离心率e=22,一条准线的方程为x=22. 设动点P满足:OP=OM+2ON,其中M、N是椭圆上的点,直线OM与ON的斜率之积为-12,当点F1、F2坐标分别为,使得|PF1|+|PF2|为定值. 3. 如图,在平面直角坐标系xOy中,已知点A为椭圆x29+2y29=1的右顶点,点D(1,0),点P,B在椭圆上,BP=DA. (1) 求直线BD的方程; (2) 求直线BD被过P,A,B三点的圆C截得的弦长; (3) 是否存在分别以PB,PA为弦的两个相外切的等圆?若存在,求出这两个圆的方程;若不存在,请说明理由. 4. 一张纸上画有直线l和直线外一定点A,且点A到l的距离为a,折叠纸片,使直线l上某一点A′恰好与点A重合.这样的每一种折法都留下一条折痕直线,则所有折痕直线上的点的集合为. 【参考答案】 1. ①②由题意可知满足|PM|-|PN|=6的P的轨迹是双曲线的右支,根据“单曲型直线”的定义可知,就是求哪条直线与双曲线的右支有交点.故选①②. 2. 由题意椭圆的标准方程为x24+y22=1, 设P(x,y),M(x1,y1),N(x2,y2), 则由OP=OM+2ON得 (x,y)=(x1,y1)+2(x2,y2) =(x1+2x2,y1+2y2), 即x=x1+2x2,y=y1+2y2. 因为点M,N在椭圆x2+2y2=4上, 所以x21+2y21=4,x22+2y22=4, 故x2+2y2=(x21+4x22+4x1x2)+2(y21+4y22+4y1y2) =(x21+2y21)+4(x22+2y22)+4(x1x2+2y1y2) =20+4(x1x2+2y1y2). 设kOM,kON分别为直线OM,ON的斜率,由题设条件知 kOM•kON=y1y2x1x2=-12, 因此x1x2+2y1y2=0, 所以x2+2y2=20. 所以P点是椭圆x2(25)2+y2(10)2=1上的点,设该椭圆的左、右焦点为F1,F2,则由椭圆的定义|PF1|+|PF2|为定值, 又因c=(25)2-(10)2=10, 因此两焦点的坐标为F1(-10,0),F2(10,0). 3. (1) 因为BP=DA,且A(3,0), 所以BP=DA=2,而B,P关于y轴对称, 所以点P的横坐标为1, 从而得P(1,2),B(-1,2). 所以直线BD的方程为x+y-1=0. (2) 线段BP的垂直平分线方程为x=0, 线段AP的垂直平分线方程为y=x-1, 所以圆C的圆心为(0,-1), 且圆C的半径为r=10. 又圆心C(0,-1)到直线BD的距离为d=2, 所以直线BD被圆C截得的弦长为 2r2-d2=42. (3) 假设存在这样的两个圆M与圆N,其中PB是圆M的弦,PA是圆N的弦,则点M一定在y轴上,点N一定在线段PA的垂直平分线y=x-1上,当圆M和圆N是两个相外切的等圆时,一定有P,M,N在一条直线上,且PM=PN. 设M(0,b),则N(2,4-b),根据N(2,4-b)在直线y=x-1上, 解得b=3. 所以M(0,3),N(2,1),PM=PN=2, 故存在这样的两个圆,且方程分别为 x2+(y-3)2=2,(x-2)2+(y-1)2=2. 4. 以A为焦点,直线l为准线的抛物线的外部(含边界). 白银区郝家川小学 周小娟 教学内容: 义务教育课程标准实验教材四年级上册第二单元第2课物质在水中是怎样溶解的 教学目标: 1、知识与技能:观察和描述高锰酸钾在水中的溶解过程,并想象食盐的溶解过程,加深对溶解现象的本质性理解。 2过程与方法:用先独立观察发现后小组交流的方式进行教学。 3、情感、态度与价值观:认识到细致的观察比较的重要性,发展学生探究科学的乐趣和能力。 教学重点: 对观察现象的描述和概括。教学难点; 观察比较不同物质在水中变化的异同,描述出溶解的特征。教具准备: 为每个小组准备四个装水的透明玻璃杯、1根筷子、高锰酸钾、1个药匙、20克食盐、20克面粉、30克沙。 教学过程: 一、谈话引人,激发兴趣 1、从上节课你们知道食盐在水中溶解了,生活中你们还知道什么东西在水中溶解?它们可能是怎样溶解到水中去的? 2、学生联系生活进行简单描述。 (设计意图:通过谈话让学生把生活中的现象引到课堂上来,以引起学生学习科学的兴趣,并让学生知道科学与生活是紧密联系的。) 3、你们现在是不是很想看一看物质在水中是怎样溶解的?(教师板题: 2、物质在水中是怎样溶解的) (设计意图:明确课题,激发学生的研究欲望) 二、观察实验,探究物质的溶解过程 1、各小组成员观察一下你们小组里,老师都为你们准备些什么物品? (设计意图:培养学生在实验前观察相关材料的习惯。) 2、出示高锰酸钾,学生进行观察。问:高锰酸钾是什么样子的?(根据学生的回答,教师介绍高锰酸钾的性质。) 3、需要使用高锰酸钾时应注意些什么?(结合学生回答,教师规范地演示取放高锰酸钾。) (设计意图:因为学生是初次接触化学物品,所以先让学生观察。有了初步认识后教师再进行介绍、演示,加深学生对高锰酸钾的认识,吸引注意力。) 4、学生实验: (1)各小组选一位成员用药匙取几颗高锰酸钾轻轻地放入一个水杯中,静静地观察高锰酸钾和水的变化。(2)用筷子轻轻地搅拌,观察高锰酸钾和水溶液的变化。(分别把观察结果填写在课本上溶解过程记录表上) 5、学生回忆交流:高锰酸钾在水中溶解了吗?是怎样溶解的?(提示学生借助记录表对观察到的细节进行描述) 教师相机板书:看不见颗粒 分布均匀 没有沉淀 (设计意图:通过实验观察描述搅拌前高锰酸钾是如何逐渐分散到水中的,搅拌后高锰酸钾和水有怎样的变化,使学生初步形成“溶解”的描述性概念。) 6、学生把食盐放入另一个水杯中静观一会儿,再用筷子轻轻搅拌进行观察。同时想象食盐在水中溶解时可能出现哪些变化? 7、学生描述食盐溶解时可能出现的变化。 8、小组交流:高锰酸钾与食盐在水中溶解有什么相同和不同? 9、学生汇报。 (设计意图:通过想象、比较、交流帮助学生把刚刚建立的认识进行迁移,加深溶解现象的本质性理解。) 三、比较分析出溶解的特征,掌握判断方法 1、学生实验:将面粉、沙分别放入剩下的两个水杯中静观一会儿,再用筷子轻轻搅拌观察它们在水中的变化。 2、学生汇报交流:面粉、沙在水中的变化分别是怎样的。 3、学生观察面粉、沙、食盐和高锰酸钾在水中的状态,并用铅笔填写课本上状态记录表。 4、小组合作交流:借助记录表比较面粉、沙、食盐和高锰酸钾在水中的变化有哪些相同和不同? 5、学生汇报。 6、全班交流讨论:物质是否在水里溶解了,能观察和区别了吗?怎样观察和区别呢? 7、学生汇报。 8、教师归纳出物质溶解的特征:物质在水中化成了肉眼看不见的微粒,均匀地分布在水中,且不能用过滤或沉降的方法分离出来。 教师板书:不能分离 (设计意图:让学生对不同物质在水中的变化进行客观、细致的比较分析,概括归纳出物质溶解的特征,使学生掌握判断物质是否溶解的方法,并能说出判断的依据。) 四、总结: 通过这节课的学习,我们知道科学就在我们身边,只要我们细心地去观察,你们也可以发现科学,也许将来你们就是一名科学家。 五、课外作业: 彭阳县第三幼儿园 马金凤 设计意图: 水对于孩子来说永远充满着神秘的色彩,在日常生活中也能常常看到孩子们把东西放到水里去,或是冲,或是洗,玩得不亦乐乎。因此根据幼儿的这一兴趣我选择了“有趣的溶解”这一科学活动。在本次活动中,我主要让幼儿自己动手并观察来获得溶解的知识,来得知生活中有些东西可以溶于水,有些不可以,以及溶解的速度与水的温度有关。活动目标: 1、感知、发现固体物质在水中溶解的作用。 2、喜欢自己动手做实验,感觉探索科学的乐趣。 3、愿意参加科学活动,并能表达自己的发现。活动重点: 让幼儿感知、发现固体物质在水中有溶解的作用。活动难点: 学习简单记录实验结果。活动准备: 1、容器、筷子、塑料杯、玻璃杯、勺子、盘子、泡泡水。 2、红糖、砂糖、鸡精、洗衣粉、豆子、大米。 3、记录卡、彩笔。活动过程: 一、导入激趣,初步感知溶解的现象。 1.直接出示砂糖,并认识砂糖。——师:(出示砂糖)孩子们,认识这个是什么吗?(砂糖)说说它是什么样子的。(白白的、细细的、小小的„„) 2.调动幼儿的生活经验,以游戏的形式感知溶解的现象。——师:砂糖宝宝要和小朋友们来捉迷藏,请你们把眼睛闭起来。然后猜猜砂糖宝宝会藏在哪里?(原来砂糖溶解到了水里了) ——教师总结这种融在水里的现象叫“溶解” 二、幼儿实验操作并观察记录。 1、出示实物,引导幼儿讨论。 ——师:看老师为小朋友们准备了什么?(大米、鸡精、洗衣粉、豆子)你们猜猜看那些宝宝会藏在水里看不见呢? 2、幼儿动手操作验证,教师指导。 ——小组之间相互配合,认真观察,并记录观察结果。可以溶于水的打对勾,不能溶于水的打叉。 3、展示记录卡,分享实验结果。 4、迁移生活经验。 ——在生活中小朋友有没有发现哪些东西可以溶解在水中,哪些不可以呢? 三、实验探索:怎样溶解的快? ——师:刚才小朋友在操作的时候,哪个宝宝藏的最慢啊?有没有办法让它藏的快一点? ——教师操作(两个玻璃杯分别倒入凉水和热水,再放入红糖轻轻搅拌),幼儿观察。 ——教师小结:水的温度越高,物体溶解的越快。 四、活动结束。 ——人们很聪明,利用物体溶解的原理,还制作了许多东西。老师现在手里拿的这是什么啊?(泡泡水) 1、喜欢探究溶解这一现象。 2、感知红糖能溶解于水,白砂不能溶于水。 3、养成自主探究实践的习惯。 活动准备: 人手两个一次性杯子;一个调羹;杯子里装有温开水;每组两碟白砂;两碟红糖。 活动过程: 一、谈话引入。 1、今天褚老师带来了一样东西,这是什么呀?是什么颜色的?(请幼儿猜测) 小结:这是一种糖,颜色有点红红的,黄黄的,它有一个好听的名字,叫红糖。我们跟红糖宝宝打个招呼吧。 2、(出示一杯水,一个调羹)我今天还带来了几样东西,一杯水,一个调羹,红糖宝宝想到水里面洗个澡澡。 提问:你们觉得红糖宝宝会发生什么事情呢?(幼儿想象) 褚老师给每位小朋友也准备了一杯水,一个调羹放在桌子中间,你们来试试,观察红糖宝宝发生了什么变化? 二、幼儿自主操作探究。 1、幼儿操作,教师巡回指导 教师帮助幼儿发现溶解现象,引导孩子仔细观察。 提问:你的红糖宝宝到水里面了吗?现在请用你的调羹轻轻的搅一搅,红糖宝宝怎么样了?水变成什么颜色?为什么红糖宝宝会不见了?它会去哪里呢? 2、幼儿讨论。 小朋友用调羹搅一搅之后,发现红糖宝宝越来越少了,最后不见了,那红糖宝宝去哪里了呢? 褚老师还有一个问题,请问我们平时喝的开水是什么味道的呢?那现在我们再来尝一尝是这杯红色的水什么味道?原来是甜的呀,为什么? 教师小结:原来调皮的红糖宝宝溶解到水里面去了,它和水宝宝做了好朋友,躲到水宝宝身体里了,跟我们玩捉迷藏呢。 三、第二次操作 1、今天褚老师还带来了另外一个宝宝,叫白砂宝宝,它也想到水里面洗个澡,我们再去试试看,看看白砂宝宝会不会也像红糖宝宝一样变的越来越少,也躲到水宝宝身体里去呢? 2、幼儿操作,教师指导。 提问:白砂宝宝在水里面怎么样了?我们用调羹使劲的搅一搅,有没有发生变化呀? 3、幼儿交流。 白砂宝宝有没有溶解?有没有躲到水里? 教师小结:原来白砂不能溶解在水中。 课后延伸: 我们日常生活中有许多的东西,有些能溶解,就像红糖宝宝一样,到水里面就会和水宝宝做好朋友,藏起来了。也有一些不能溶解,跟白砂宝宝一样,我今天也带来了一些东西,你们觉得哪些会溶解,哪些不会溶解呢? 1.探究物品的溶解速度与物品的颗粒大小及水的温度的关系。 2.发展幼儿的观察力、记录能力,体验探索的乐趣。 活动准备 1.水、透明的杯子、塑料瓶、小勺、筷子、记录表、笔若干。 2.绵白糖、白砂糖、方糖若干。 活动过程 1.引导幼儿回忆做过的溶解实验,引出新的探究问题。 教师出示一盆水,请幼儿说说自己知道的能溶解在水中的物品。 2.通过操作和对比观察,探究物体的溶解速度与物体颗粒大小的关系。 (1)出示绵白糖、白砂糖、方糖,请幼儿观察其不同点,猜猜哪种溶解的速度会快一些。 (2)请幼儿分组做实验验证。 请幼儿分为三人一组,用小勺取一平勺白糖和砂糖,再取一块方糖,同时把糖放入对应的三个杯中开始搅拌,看看谁杯子中的糖溶化完。 (3)交流、讨论实验结果,并记录。 小结:物体的溶解速度与它的颗粒大小有关。可溶于水的物品越是颗粒小的溶解得越快。 3.通过操作和对比观察,探究物体的溶解速度与水温的关系。 把全班幼儿分两组,一组拿冷水杯,一组拿温水杯。幼儿在老师的指令下,同时放进方糖,并一起轻轻地搅拌,看哪一杯水中的方糖溶解的速度快。 小结:水温越高,物体溶解的速度越快。 4.请幼儿思考,生活中还有哪些东西能够溶解在水里,激发幼儿进一步探究的兴趣,结束活动。 活动延伸: 《怎样加快溶解》教学设计 教学目的: 这一节课,意在指导学生运用对比实验的方法,探究影响物质溶 解速度的主要因素。并在此基础上,让学根据提出的问题——怎样加快食盐的溶解?经历“问题——假设——验证——证实”。教学过程:(实验过程) 师:我们已经知道白糖、盐等物体可以在水中溶解,你知道还有哪些物体可在水中溶解? 生:味精。 生:咖啡、板兰根冲剂。生:奶粉、冰糖。 师:(出示西瓜霜含片)你们看老师拿的是什么? 生:药片。生:西瓜霜含片 生:润喉片。 师:这是西瓜霜含片。它在水里会溶解吗?你的根据是什么? 生:会的,我吃过。 师:现在我们用含片来进行一场比赛。比一比,哪个小组先把它完全溶解在水中(出示盛有水的烧杯)? 师:大家先别急,我们进行比赛的规则是:可以采用各种方法,第一名产生后其余各小组即停止活动,并把实验材料交到讲台上。各组学生拿出放在实验桌内的:含片、一次性杯(代替烧杯)和筷子(代替玻棒)。这时有些组的学生发现教师准备了热水和冷水,就要了热水;有些组在加了冷水后再加了些热水。各组同学分别用能想到的办法来加快药片的溶解。师:各小组组长把实验器材拿上来。师:第一名的小组把你们的方法说一说。生:我们先加了热水,然后用筷子进行搅拌。生:我们还用筷子捣药片了。 师:其它小组的同学用了这些方法吗?有没有别的方法? 生:我们把药片碾碎了。生:这和捣药片的作用一样的。生:我们先加了冷水后又加了热水。 师:你们为什么要加热水、进行搅拌并碾碎药片? 生:这样快呀! 师:你们的意思是不是:加热水比加冷水快;进行搅拌比不搅拌快;碾碎药片比不碾碎要快。(分别在热水、搅拌、碾碎旁板书冷水、不搅拌、不碾碎。)生:是的。 师:大家都这样认为吗? 师:有什么根据吗?我的想法跟大家不太一样。 师:体育课中甲、乙两组同学进行接力赛,结果甲组获胜,我们是否可说甲组的每个同学跑得都比另一组的同学快?(学生进行思考,并和周围同学小声交流。) 师:我们班的周某、陈某、赵某、杨某组成甲队与俞某、王某、孙某、许某组成乙队进行接力比赛,结果甲队获胜,我们能说周某一定比俞某跑得快吗? 生:不一定。 师:各小组是把加热水、进行搅拌并碾碎药片这几种方法综合起来运用的,那这个比赛能说明每种方法都有加快含片溶解速度的作用吗? 师:那怎么验证加热水比冷水、搅拌比不搅拌、碾碎比不碾碎使药片溶解得快呢? 生:我们可以拿两片药片然后一片用热水溶解,一片用冷水溶解,看看它们谁溶解得快。师:对他的说法有补充吗? 师:我们要比较这两片含片是在热水中溶解得快还是在冷水中溶解得快,怎样比赛是比较公平的?(出示:什么条件相同?什么条件不同?)同学们可在小组内进行讨论。 (学生进行小组讨论,教师巡视各组了解讨论的结果并作一些点拨。)师:哪些条件相同,哪些条件不同? 生:学生总结。师板书:水量一样。生:都不碾碎和进行搅拌。生:我认为杯子最好也一样大。师:不同的条件是什么呢? 生:一杯加热水,一杯加冷水。 师:那一杯加两片,一杯加一片含片可以吗? 师:这是对比什么因素? 生:热水与冷水。 师:那么对比搅拌与不搅拌、碾碎与不碾碎的实验。 师:刚才大家很善于思考,对问题考虑得很全面。本来我们可以开始实验了,但老师准备的西瓜霜含片已经用完了,怎么办?我们可用别的物体来代替吗?比如食盐。 师:课堂内时间有限,各组就选择做其中的一个对比实验吧。 1、2两组做:冷水与热水; 3、4两组做搅拌与不搅拌;5、6、7三组做碾碎与不碾碎。把盐碾碎比较难,我们就一杯加粗盐、一杯加细盐吧。学生取出相应的实验材料(热水、精盐由教师提供)后进行对比实验,并完成相应的实验记录。 对比项目相同的条件不同的条件实验现象 冷水与热水 搅拌与不搅拌 碾碎与不碾碎 教师巡视中发现个别小组没有控制一些变量。 师:各小组把你们的实验结果说一说。做同一个实验的小组如果对别组的结果有不同意见请提出来。 师:以上这些加快溶解的方法是否也适合另外的物体呢?如糖块(师出示糖块)。生:可以的。 师:我们可以用什么方法加以验证? 生:思考。 师:有没有更简便的方法呢?不用筷子、一次性杯这些材料可以吗? 师剥一颗糖放入口中 师:大家都吃过糖吧!你有哪几种使糖块在嘴里溶解的办法? 生:生回答。 师:你们认为哪种方法时间最长?哪种最短? 师:出示“糖块溶解的时间记录表”我们来用各种方法吃一吃,并记录时间。糖块溶解的时间记录表 吃糖的方式吃糖的时间 含在嘴里不动 只用舌头搅拌 只用牙齿咬碎 又咬又搅拌 师:各组长来领糖,课后去完成这个实验,不过一定要想好了怎么做才可以吃糖。 各小组长从教师处领到糖。师:这节课你有什么收获? 结合游戏引导幼儿学画不同方向的曲线,体验美术活动的乐趣。 培养幼儿大胆作画及互相合作的能力。 活动准备: 彩带(人手一份),画笔若干,代表天空,陆地,海洋的画纸三张 活动与指导: (一)让彩带跳舞 与幼儿一起手持彩带,随音乐有节奏的舞动。在游戏中感受曲线。 引导幼儿跟着音乐边舞动彩带,边观察曲线。 引导幼儿自由舞动彩带,从不同方向感受不同形态的曲线。 (二)观察曲线 1,提问1)跳舞的彩带象什么?(小虫,蛇,水……) (2)它是怎样动的呢?请小朋友用食指画一下它是怎样动的好吗? 教师记下幼儿画出的彩带的样子。 (三)作画: 出示挂图,找一找画面上少什么?(气球少线绳,蝌蚪少尾巴,小鸡少虫吃) 分三组,自由绘画,巡回指导。 组合画,并点评。 (四)游戏: 模仿曲线。 反思与建议 首先在选材方面,非常适合小班幼儿,尤其是我班幼儿,活泼好动,喜欢发表自己的观点。而此活动正好投其所好,让幼儿在游戏中感受了曲线美。 同时让幼儿大胆表现自己的情感体验。这也正好符合了《大纲》中艺术领域的目标要求。其次,此活动给幼儿创造了宽松的环境,让幼儿充分发挥了其想象力,让其自由创造想象。 1、在实际操作过程中,观察、了解溶解的现象。 2、知道有些物质能在水中溶解,而有些物质不能在水中溶解。 重点难点 重点:在实际操作过程中,观察、了解溶解的现象。 难点:知道有些物质能在水中溶解,而有些物质不能在水中溶解。 活动准备 温水、水杯、小勺、搅拌棒、托盘、小碗、方糖、橘子粉、咖啡、扣子、石子、手工亮片、记录表、笔、大记录表 活动过程 1、“冰山一角”游戏导入,激发幼儿探索的兴趣。 师:今天,老师给小朋友们带来一个神秘礼物,请你们睁大眼睛,认真看,猜猜是什么! 师:对,是一杯水!不过,这可不是一杯普通的水哟!那是什么水呢?我请一个小朋友来尝一尝。(请幼儿尝一尝) 师:请你告诉大家是什么味道的啊? 师:有小朋友说,是糖化了,和水做朋友了,所以我们看不见它。是这样的吗?那我们把糖和水请出来,看看到底是怎么回事! 2、实际操作,观察、了解溶解的现象。 (1)教师示范操作过程,幼儿进行观察溶解的现象。教师边说边进行操作。 师:小朋友,注意看,有什么变化呀? 师:对,方糖放在水里不见了,去和水做朋友了,这种现象就叫做溶解。 (2)幼儿实验操作,完成记录表。 师:刚才,方糖和水做朋友了,在水里溶解了。那么,老师还为你们准备了很多东西,你们想不想自己去试一试,看看它们能不能在水里溶解? 师:实验之前你们要听清楚老师的要求。 首先,老师这里有一张记录表,记录表上面一行是我们要实验的物品,下面空格需要你们来完成。请你们按照记录表上的物品进行实验,看一看哪些物品能在水里溶解,在物品下面的空格里画√,哪些物品不能在水里溶解,在物品下面的空格里画×。实验完一样物品后记录一次,再去实验下一样物品。 那边是我们的操作区,每张桌子只能站4位小朋友,每一桌的实验物品都不一样。在实验的时候,每一个杯子里只能放一样物品。老师为每位小朋友都准备了魔法棒,但是要记得实验完成后,要把魔法棒放回到托盘上,带着你的记录表回到你的位置。 还有很重要的一点,我们是在做实验,所以实验的物品是不可以放在嘴里品尝的。 (3)师幼共同验证实验结果。 请小朋友说自己的实验结果,老师进行实验验证结果,并在大记录表上做记录。 师幼共同总结哪些物品能在水里溶解,哪些物品不能在水里溶解。 3、瓶子娃娃变魔术 师:刚才我们用魔法棒做了实验,那想不想跟老师一起变魔术?现在老师要用魔法棒把你们全部变成小小魔术师,跟着老师来变魔术吧。 师:老师这里有许多瓶子娃娃,可是他们都没有漂亮的衣服,很伤心,你们想不想给他变出漂亮的衣服呀?那你们要先像老师这样稳稳地拿好瓶子,跟着老师念咒语一起做。 师:原来颜料也能在水里溶解。其实在生活中有许多东西能在水里溶解,你们可以到科学区里去试一试。现在带着你漂亮的瓶子娃娃,我们一起去玩吧! 活动反思 本次活动设计完整,为幼儿提供丰富的、生活中常见的实验材料以及充分的时间,让幼儿在实际操作中了解溶解的现象。始终以游戏贯穿,调动每一位幼儿的积极性。 水是我们日常生活中不可缺少的,我们每天都离不开它,正因为水与我们生活的密切性,幼儿很早就接触并认识了它。然而水又有许多特性,比如:水的三态变化、水的冲击力、水的沉浮、水的溶解性等。幼儿天生就爱玩水,在玩水的过程中,发现了很多有趣而又新奇的现象,提出了很多关于水的问题。《幼儿园教育指导纲要(试行)》指出:引导幼儿对身边常见的事物和现象的特点、变化规律产生兴趣和探究的欲望,要尽量创造条件让幼儿实际参加探究活动,使他们感受科学探究的过程和方法,体验发现的乐趣。为满足孩子的好奇心和探索欲望,我设计的这一科学活动,意在通过活动,增强幼儿对科学的探索兴趣,知道水具有溶解性,通过引导幼儿积极参加小组讨论、探索等方式,培养幼儿合作学习的意识和能力,学会用多种方式表现、交流、分享探索的过程和结果。 活动目标: 1、幼儿在观察比较、探究的过程中,能了解物质的溶解现象并增强幼儿环保意识。 2、通过幼儿同伴之间对实验现象提出异议,培养幼儿交往合作的能力和科学探究的态度。 3、幼儿能大胆描述自己在实验中看到的现象,培养其他幼儿倾听的能力。 活动准备: 1、一组一份记录表、透明杯子若干、石头、油、方糖、果珍适量。小勺、筷子、小网各四个。 2、其他可溶解于水的物质,如:咖啡、奶粉、奶茶粉等。活动过程: 一、出示实验材料,激起幼儿活动兴趣。 师:今天我们要做一个非常有趣的实验,你们可以走到实验桌前看一看、闻一闻、说一说、摸一摸,看老师给你们准备了什么样的实验材料。(幼儿活动,教师指导) 师:请大家轻轻地回座位,谁愿意告诉我你都看到了什么材料?老师今天给你们准备了这四样实验材料,它们分别是:石头、果珍、冰糖和油。 二、幼儿进行猜想并学会记录,初次实验并观察实验现象。 1、引导幼儿围绕“把这些实验材料放到水中会怎么样?谁能取出来?谁不能取出来?”这个问题进行猜想和记录。 师:老师准备这四样实验材料,是想让小朋友们用它们来做个实验。我们要把这四样实验材料分别放在这四个杯子中,然后搅拌,充分地搅拌,再看一看,谁还能取出来,谁不能取出来。这里有很多可以利用的小工具,请小朋友用自己能看懂的方式记录下来。(教师发放表格) 师:好,请小朋友开动脑筋猜一猜吧。 2、对幼儿的猜想提出疑问,引导幼儿初次实验,观察实验现象。 师:我发现每个小组猜想的都不一样,我怎么才能知道谁猜对了?谁猜错了? 幼:试一试。 师:好,那我们就要来进行这个有趣的实验了。在做实验之前,我想请你们把这些材料分别放进杯子中进行充分地搅拌之后,先观察观察,看看有什么有趣的现象发生,然后,在你们的记录 三、交流各自的猜想,再次实验来验证猜想结果。 1、请幼儿交流一下自己的猜想,通过各自猜想的不同,激起幼儿用实验来验证的想法,从而培养幼儿的科学探究精神。 师:我请小朋友来说说你对这四样实验材料的猜想,到底谁能取出来?谁不能取出来? 2、幼儿再次实验验证猜想并进行交流。 师:现在我要请你们接着做实验,刚刚介绍了这里有许多小工具,有小勺、筷子、和小网,现在你们要用这些小工具,看看刚才放进水里的这些材料,哪些还能取出来,哪些取不出来,用同样的方式记录下来。(幼儿操作,教师指导。)表后面,把这种有趣的现象画出来。(观察完后,请幼儿讲自己看到的现象。) 四、针对幼儿提出的异议,请个别幼儿再次实验,充分理解溶解的概念。 师:做完的小朋友谁来讲一讲?你想讲四个中的哪一个实验结果?你猜想的结果和实验的结果是不是一样?(有异议的小朋友单独做试验,使幼儿意见达成统一) 教师小结:今天通过做试验,我们知道了不同的物质放进水中会有不同的现象发生。石头放进水中,沉下去了;油放进水中,浮起来了;果珍放进水中,使水改变了颜色;冰糖放进水中,最后看不见了。冰糖和果珍经过充分的搅拌后,利用各种小工具能不能取出来? 幼:不能。 师:对,而且它们还改变了水的颜色和味道。这种现象有个词表示,叫做“溶解”,果珍和冰糖“溶解”在水中了。石头和油,我们用工具还可以从水中取出来,它们不能溶解在水中。谁能告诉我,你在生活中,还见过那些东西可以溶解在水中? 幼1:白糖 幼2:咖啡 幼3:盐 幼4:醋 五、活动延伸 【溶解度曲线专题教案】推荐阅读: 物质溶解的科学教案08-29 小班科学公开课教案《有趣的溶解》11-14 幼儿园小班科学活动教案《有趣的溶解》08-05 溶解(中班科学)12-30 《溶解度》的教学设计11-23 《溶解实验》教学反思10-08 初中化学溶解评课稿范文11-10 难溶电解质的溶解平衡教学反思11-224.溶解教案 篇四
5.《有趣的溶解》教案 篇五
6.科学溶解教案 篇六
7.溶解的教案 篇七
8.怎样加快溶解教案3 篇八
9.《欢乐的曲线》教案设计 篇九
10.中班科学活动教案溶解 篇十
11.科学教案水的溶解 篇十一