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文档简介
2024年高中物理教学设计
高中物理教学设计篇1
教学目标:
1、知识与技能
(1)解释速度的概念,能够概括速度的定义、公式、符号、单位和物理意义。
(2)解释平均速度、瞬时速度的定义并学会辨析。
(3)能够说出速率的概念并辨认速度与速率。
2、过程与方法
(1)在概念转变的教学过程中形成全面、正确的关于速度的概念。
(2)通过平均速度引出瞬时速度的过程,锻炼使用极限思维。
(3)通过对平均速度与瞬时速度、速度与速率的区别和分辨,学会运用辨析的方法。
3、情感态度与价值观
(1)对速度全面正确地解释来积极培育自身科学严谨的态度。
(2)积极将自己的观点及见解与老师、同学进行交流。
(3)通过本节课的学习尝试体会物理学中蕴含的对立统一。
课型:
新授课
课时:
第一课时
学情分析:
一般而言,高一学生在经历了初中阶段的学习后,思维能力得到了较好的发展,抽象逻辑思
维逐渐取代形象思维占据土要地位、学生的一般特征土要表现为以下几个方面:
(1)学生能够按照探究性学习的过程利用假设思维进行学习;
(2)学生在学习过程中自我调控能力得到了进一步加强,学习过程更加具有目的性;
(3)在某种程度下学生思维不再是"抱残守缺",而是较为容易接受新事物;
(4)学生学习动机由兴趣支撑逐渐转变为由意志支撑,学习的目的性更加明确;
(5)学生之间的交流对于学生学习具有一定的影响、
关于“速度”的学习学生在初中阶段科学学科中所接受的定义是单位时间内通过的路程、
这与高中对于"速度"的定义截然不同,学生虽然通过初中阶段的学习具备了一定的基础,但这
个基础里大部分仍然是迷思概念、如何将初中阶段所接受到的关于"速度"的迷思概念转变为科
学概念,达到一个新的认知平衡是本节课的一条主线、同时也应该认识到学生在初中阶段的学习
以及前面关于"位移"、’路程"的学习为本节课奠定了一个很好的基础。
本节课可能存在的问题有两个,一是学生根据初中阶段的学习积累对于"速度”难以产生正
确、客观的认识其中所存在的迷思概念需要在教学过程中进行转变二是学生对于“平均速度"、
“瞬时速度"两个概念可能会有所混淆,教师应该利用课堂呈现的问题情境引导学生进行有效区
分。
教学重点:
速度的概念,由平均速度通过极限的思维方法引出瞬时速度。
教学难点:
对瞬时速度的理解,怎样由平均速度弓I出瞬时速度.
教学方法:
问题情境引入、探测已有概念、产生认知冲突、解构迷思概念和建构科学概念、形成新的认
知平衡。
教学过程:
引入:速度的二段式测验3道题,情境引入,激发学生产生冲突。
(一)速度
"速度”的引入:运动会上,要匕瞰哪位运动员跑得快,可以用什么方法?通过相同的位移
比较时间的长短。若运动的时间是相等的,我们可以根据位移的大小来比较。如果运动的位移、
所用的时间都不一样,又如何匕瞰呢?
在物理学中,我们引入速度这个物理量来描述物体运动的快慢。
1、定义:位移△又与发生这个位移所用时间At的比值(比值定义法).
描述物体运动快慢的物理量。
2、国际单位:m/s或ms-1,其他单位:km/h等
3、速度是矢量,方向与运动方向相同。
在匀速直线运动中,速度保持不变。如果物体做变速直线运动,速度的大小不断改变,根据
求得的则表示物体在仅时间内的平均快慢程度,称为平均速度。
(二)平均速度和瞬时速度
1、平均速度
⑴公式:
⑵平均速度是矢量,方向即位移的方向。
对于变速直线运动,各段的平均速度一般并不相同,求平均速度必须指明"哪段时间"或
"哪段位移”.
⑶求平均速度必须指明"哪段时间"或"哪段位移"。
过渡:平均速度只能粗略的描述物体运动的快慢,为了精确地描述做变速直线运动的物体运
动的快慢,我们可以将时间似取得非常小,接近于零,这是求得的速度值就应该是物体在这一
瞬时的速度,称为瞬时速度。
作业:
必做:pl8—1、2、3、4
选做:新新学案第一章第三节
高中物理教学设计篇2
教学目标
知识目标
了解超导体以及超导体在现代科学技术中的应用、
能力目标
通过超导体知识的学习,扩展知识面、
情感目标
知道超导体在现代以及未来科技中的重要性,学习科学家的坚韧精神。
教学建议
教材分析
教材从介绍昂尼斯发现水银超导现象的物理学史知识入手,讲述超导体的一般概念,基础知
识、进一步讲解超导的优点、缺点和目前科学家面临的问题。
教法建议
本节的教学要注重科技的联系,避免孤立的学习,要注意联系实际。
可以提出问题学生自主学习,学生根据提出的问题,可以利用教材和教师提供的一些资料进
行学习。
也可以教师提出课题,学生查阅资料,从收集资料、信息的过程中学习,提高收集信息和处
理信息的能力。
教学设计方案
方法1、学生阅读教材,教师提供一些关于超导体的材料,教师提出一些问题,学生阅读时
思考,例如:什么是超导体现象?采用超导体有什么经济效益?
方法2、对于基础较好的班级,可以采用实验探究和信息学习的方法、实例如下
实验探究:可以组织学生小组,图书馆、互联网查阅有关超导体方面的资料,小组讨论,总
结超导体的优点、缺点以及讨论超导体的未来发展方向。
1、超导体概念超导现象
2、超导体的优缺点
3、我国的超导体的研究
探究活动
超导现象的历史
个人或学习小组
制订子课题;制订查阅和查找方式;收集相关的材料;分析材料并得出一些结论;评估;交
流与合作。
1、尝试总结超导体的发展现况。
2、讨论超导体的未来发展趋势。
1、图书馆、互联网杳找资料。
2、交流,发现共性和差异。
高中物理教学设计篇3
一、教学目标
知识与技能:
1、初步了解做功与能量变化的关系。
2、知道做功的两个要素,理解功的概念,正确应用功的公式计算。
3、知道功是标量,正确理解正功和负功的本质含义。
4、知道总功的两种计算方法。过程与方法:
1、通过推导功的公式,让学生体会由特殊到一般,再由一般到特殊的研究方法,培养学生
的逻辑推理能力和科学论证能力。
2、通过求解分力做功、总功和变力做功等问题,让学生在熟练掌握公式的同时,初步接受
“微元法”处理问题的思想。
情感、态度与价值观:
1、通过分析日常生活中的物理现象,让学生体会物理与生活、生产、科技的密切联系,激
发学生的学习兴趣。
2、工作、学习都要讲效率,"正功""负功”可以促使学生的勤奋向上思想意识,合作式
学习可以培养学生善于发表见解的意识和与他人交流的愿叟。
二、教学重点、难点
重点:明确引入功的物理定义,掌握功的概念和功的计算公式。
难点:
1、理解功的公式的使用条件,体会处理变力功的思想方法。
2、理解正功与负功的含义,体会功是标量。
三、课前准备
ppt课件、小钢球、纸巾
四、教学过程
(-)情境导入
在上课之前我请同学们和我一起完成一个小实验,有请两位同学。教师将小钢球放在纸巾上,
小钢球静止。教师将小钢球举高,请同学们观察小钢球落下后纸巾有无损坏。
通过这个实验,同学们受到什么启发?
被举高的物理具有穿过纸张的能力,也就是具有了能昼。
实际上人们在研究能量的过程中往往涉及到做功,这节课我们来看第七章第二节功。
(二)功的定义
1、功的两个要素
在刚才的例子当中,同学们说我将小球举高了,我对小球做了功,你是怎么知道的?因为我
对小球有力,并且向上移动了一段距离。那么,在生活当U你还能不能举出做功的例子?
对学生所举例子进行分析,都有两点值得注意,一个是存在力的作用,还有就是一定要发生
一段位移。显然这是做功不可缺少的两个因素。那么有力有位移,这个力就一定对物体做功吗?
显然不是,而应该在力的方向上存在位移。那么我们就得到了做功的两个要素:力和力方向上的
位移。
2、功的定义式刚才的这些例子当中,都存在做功过程,那么究竟力对物体做了多少功?你
能不能计算出来?实际上在初中我们已经知道了,当力和位移同方向时功的计算」展示ppt),
一个质量为m的物体,受到力F的作用并向前移动了s,这个力对物体做的功W=Fs。如果情
况变化一下,力F与s不在一条直线上,你会不会求这个力所做的功呢?请同学们尝试着回答。
方法有两个,一是分解力二是分解位移。无论哪种方法彳导到的结果都是一样的
,W=Fscosao
有了这个公式,我请同学们帮我计算一个问题。我现在用100N的力水平踢一个足球,踢了一
脚之后足球水平向前滚动了50m,求我对球做的功等于多少?请同学们回答。
显然这个情况不能用这个公式计算,要想脚对球一直存在作用力,那你这个脚得跟着球向前
走50m。所以应用公式要注意:(1)F、s要对应,即在s中要一直都有力的作用
再请同学们观察这个表达式,你还注意到了什么?弓1出cosa有正有负,那么功是标量还是
矢量?是标量那功的正负表示什么呢?实际功的正负既不表示方向,也不表示大小。如果力对物
体做了正功,表示这个力是个动力,如果是负功则是阻力。(换句话说,如果力做了正功,那表
示有能量转移到这个物体上来,反之做了负功就表示有能量从这个物体中转移出去。)
那在我们的例子当中,这些力是什么样的力?细心观察你会发现都是恒力,这个公式仅适用
于恒力做功,变力做功不能用它。当然如果在过程中物体受到阶段性变化的力,每个阶段都是恒
力,那自然我们可以将过程分段处理,每一段又都变成恒力了,最后再把各个阶段所做的功代数
求和即可。
(三)合力的功
如果在某一个过程中物体受到多个力的作用,那么这些力的合力做了多少功又怎么求呢?请
同学们回答。方法有两个:
1、先求各个力的功,再取代数和。
2、先求合力,再求合力所做的功。比如,光滑水平面上有一个物体受到水平面内相互垂直
的两个力,物体发生5m的位移,求各个力做的功、合力所做的功?
(四)几种可以转化成恒力的变力做功问题
这是我们这节课介绍的有关恒力做功的计算方法实际上除了刚才所说的阶段性的变力可以
转化成恒力来计算做功,还有两种情况我们也可以处理。当力与速度始终同向,而速度方向不断
变化时,你会不会计算这个力所做的功呢?引导学生学会月微分的方法处理。
另外如果力方向不变,大小随位移线性变化,我们也可以处理。比如一个弹簧处于原长放在
光滑的水平面上,一端固定。用一个力缓慢地拉物体,那么这个力做了多少功呢?在学习匀变速
直线运动时,如果初速度是零,末速度是V,它和速度是v/2的匀速直线运动是等效的,我们就
用这个平均速度替换掉了这个变化的速度。现在你能不能受到这个例子的启发?我们也可以用一
个平均的力替换掉这个变化的力,我们说这是方向不变,大小随位移线性变化的力,它的平均值
刚好我们会求,那么这个例子中拉力和弹簧的弹力所做的功就等于kx/2与x的乘积。
五、课堂小结
这节课我们从特殊的情况入手,得到了f情况下恒力做功的定义式,知道了合力做功的计
算方法以及几种能够转变成恒力的变力做功的计算方法初步体会到了做功与能量变化之间的关
系。在接下来的学习中我们会进一步的探讨两者之间的关系。
六、板书设计
7.2功
一功的定义
二合力的功
1功的两个要素
1先求各个力的功,再取代数和力和力方向上的位移
高中物理教学设计篇4
教学目标:
1、理解什么是自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
2、知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大
小不同。
3、掌握自由落体运动的规律。
教学重点
掌握自由落体运动的规律
教学难点
通过实验得出自由落体运动的规律
教学方法
实验现象+合力推理+实验验证
教学用具
用薄纸糊一纸袋、两小钢球、抽气机、牛顿管、有关知识的投影片
课时安排
1课时
教学步骤
一、导入新课
1、复习:什么是匀变速直线运动,其速度公式、位移公式分别是什么?
2、导入:同学们,我们通常有这样的生活经验:重的物体匕维的物体落得快,物体下落的
速度到底与物体的质量有没有关系呢?我们这节课就来研究这个问题。
二、新课教学
演示实验:让一个纸袋与小钢球同时自由下落,可看到什么现象?
学生:钢球落得快.
老师:对,这就是我们的生活经验,这也是公元前希腊的哲学家亚里斯多德的观点。这个观
点使人们在错误的结论下走的XX多年。同学们听说过伽利略的两个铁球同时落地的故事吗?伽
利略做过大量的由静止下落的实验,并且还用归谬法、数学图利都证明了亚里斯多德的观点是错
误的。同学下去看课后阅读材料,伽利略为了证明亚里斯多德观点的错误,他就拿了一个质量是
另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上,使两铁球同时下落,结果两铁球几乎同时落地。
且再看实验:把刚才的纸袋揉成团,和小钢球由静止同时下落,同学再观察:
学生:几乎同时落地。
师:同一个纸袋,为什么形状不一样,其下落时间就不一样呢?
学生:这是因为空气的阻力的影响。把纸袋揉成团,所受空气的阻力要比纸袋所受空号的阻
力小得多,所以与小钢球几乎同时落地。
老师:如果真的把质量、形状不同的物体放在真空中,从同一高度自由下落,和伽利略的结
论一样吗?
演示:把事先抽成真空(空气相当稀薄)的牛顿管拿出来,让牛顿管中的硬币、鸡毛、纸片、
粉笔头从静止一起下落。
学生:同时落下。
演示:把小钢球装进纸袋,与另一个小钢球同时下落。
现象:同时落地。
老师:这就是自由落体运动。同学们根据这些过程、结论,给其下一个定义。
学生回答:
在真空中物体只受重力,或者在空气中,物体所受空气阻力很小,和物体重力相比可忽略的
条件下,物体从静止竖直下落。
1、自由落体运动
板书:自由落体运动:物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。
2、自由落体运动的加速度
距我们三百多年前的伽利略经过大量的实验、严密的数学推理、得出:自由落是初速度为零
的匀加速直线运动。
高中物理教学设计篇5
教材分析
本节重点讲述了人造卫星的发射原理推导了第一宇宙速度,并介绍了第二、第三宇宙速度。
人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个非常重要实例,是人类征服自然的见证,体现了
知识的力量,是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。教材不但介绍了人造卫星中一些基
本理论,更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。学生通过行星的运动一节已经知
道了行星的运动规律,因此在分析人造卫星的运动学特点,和动力学特点可采取类比的方法,近
而进一步理解应用万有引力定律分析天体运动的方法。因此,本节课是"万有引力定律与航天"
中的重点内容,是学生进一步学习、研究、探索天体物理问题的理论基础。另外,学生通过对人
类在宇宙航行领域中的伟大成就及我国在航天领域成就的了解增强学生的民族自信心和自豪感。
学情分析
学生已掌握了运动的合成与分解、牛顿运动定律、圆周运动等章节的理论。并在本章之前学
习了天体的运动,和万有弓力定律的知识,能运用万有引力定律揭示一些天体运动的特点。学生
可以类比行星运动的特点原理自己分析人造卫星的规律。另外学生也可以利用前面的知识和对宇
宙奥秘的好奇心来探索人造卫星的发射及宇宙速度。学生可以通过联想上一章所学的对平抛物体
的运动的处理方法来探究牛顿的思考,以地心为参考系平抛出去的物体从空间运动效果上可分解
为指向地心的自由落体运动和绕地心的匀速圆周运动。而这两个分运动都是变速度运动,它们都
需要一个指向他小的力来维持它们各自的运动状态.因此万有引力就有要改变两个运动状态的效
果,即要既要产生自由落体加速度又要产生向加速度。当万有引力只能提供向心力时,自由落体
加速度就变成零,这样平抛出去的物体就落不下来了,从而得到第一宇宙速度。取艮据圆周运动
和机械运动的知识可知道速度再大一些会做椭圆运动或摆脱地球对它的约束。这样,人们就可以
到更远的地方去探索宇宙的奥秘了……
教学目标
知识与技能
1.了解人造卫星的有关知识
2.分析人造卫星的运动规律
3.掌握三个宇宙速度的物理意义,
4.会推导第一宇宙速度;
5.简单了解航天发展史;
6.能用所学知识求解卫星基本问题。
过程与方法
1.培养学生观察数据分析数据的能力;
2.培养学生科学推理.探索能力;
3.培养学生在处理实际问题时,如何构建物理模型的能力;
4.学习科学的思维方法培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。
情感态度与价值观
介绍世界及我国航天事业的发展现状,激发学习科学,热爱科学的激情,增强民族自信心和
自豪感。
教学重点:
卫星运行的动力学特点规律,第一宇宙速度的推导.
教学难点:
1.卫星的运行速度与发射速度的区别;
2.第一宇宙速度是卫星发射的最小速度,是卫星运行的最大速度
教学过程
新课引入
教师:仰望星空,浩瀚的宇宙苍穹给人以无限遐想,千百年来,人类一直向往能插上翅膀飞
出地球,去探索宇宙的奥秘,李白的"俱怀逸兴壮思飞,欲上青天揽明月”是怎样的一种豪情?
到今天这一梦想实现了吗?
学生:实现了。(激起学生兴趣)
教师:世界上第一颗人造卫星的发射,揭开了人类探索宇宙的新篇章。
提问(1):
1.世界上第一颗人造卫星是哪一年由哪一国家发射的?
2.我国哪一年发射了自己的人造卫星?
3.迄今我国共发射了多少颗人造卫星?
教师:从1970年4月24日东方红一号的成功发射,到2007年10月24日嫦娥T发射
我国发射人造卫星和其他探测器60多个,他们分别在通信,气象,探测,导航等多个领域
发挥着重要作用。
引入新课。
一、人造卫星规律的探究
教师:现在我们地球上空有这么多卫星,他们运行的速度一样吗?他们是怎样被发射升空的
今天我们就通过的学习来解决这一问题。
教师:这是我国目前发射的部分卫星的运行规律的数据,
提问观察数据思考:
1.不同卫星的其运行轨道相同吗?
2.不同的卫星运行时有什么规律?
3.你能试着用你学过的知识解释为什么有这样的规律吗?
卫星名称卫星质量(kg)轨道近地点(km)轨道远地点(km)运行周期(h)
返回型遥感卫星21002053151.48
东方红2号甲通信卫星441357863586323.9
东方红2号试验通信卫星461354693578223.76
返回型遥感卫星21001754001.5
风云1号A7509009011.7
巴达尔1502109921.57
大气1号8739001.712
学生:
1.观察数据,发现规律。
2.合作交流,类比行星运动特点分析人造卫星的运行特点。
3.试着从力和运动的角度分析问题。
教师引导学生发现。
人造卫星运行特点运动学特点:(板书)
1.轨迹:椭圆有的近似为圆
2.人造卫星的半径不司,其运行的周期也不同,而且半径越大,其周期越大。
3.类比行星运动分析原因,卫星围绕地球作匀速圆周运动,需要向心力。
地球和卫星之间的弓I力提供向心力.
4.学生自己应用前面万有引力知识分析
卫星与地球间的万有引力提供了向心力(板书)
(1)由得,
■.r越大,v越小.
(2)由得,
•.r越大,越小.
(3)由得,
・•.r越大,T越大
教师小结:卫星绕地运转轨道半径越大,速度越小、角速度越小、周期越大;(板书)
演示课件:几颗不同轨道卫星同时绕地运行动画,从而直观判断以上变化关系
二、应用知识解决问题
教师:学习了卫星的相关知识,我判断一下下列几种轨道哪一种是可能的为什么?
思考问题1:
下图中,有三颗人造地球卫星围绕地球运动,它们运行的轨道
可能是,不可能是.
学生:分组讨论阐述观点
教师:结合学生讨论引导学生从动力学角度解决问题。
卫星近似做匀速圆周运动,需要向心力,且向心力时刻指向圆心。所以地球与卫星之间指向
地^的万有引力提供向心力,所以卫星作圆周运动的圆心应该是地心。
思考问题2:
如图所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,
1.试比较三颗卫星的残速度、角速度、加速度、周期,万有引力的关系.
2.如果c的速度增加,能否与同轨道的b相撞。
三、卫星发射原理
教师:过渡:不同的轨道的卫星其速度不同,那人类是怎样将卫星发送到指定轨道上的呢?
介绍牛顿的卫星设想(FLASH)
教师引导:我们抛一物体怎样才能抛的远?
讨论:依据平抛运动学生知道:速度越大,越远,那速度足够大,又有什么现象?
学生探讨:统一结论:不落回地球。
教师总结:这时由于有引力在,卫星想落回地面,但有一定的速度又落不回地面就形成了卫
星?
思考:物体需要多大的发射速度,才能刚好贴着地面转?
学生讨论
教师点拨:这时(r=R)
学生
得出第一宇宙速度7.9km/s
四、宇宙速度
1.第一宇宙速度7.9km/s
定义:人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度。
思考:发射什么样的卫星最容易?
统一结论:高轨道发射卫星比低轨道发射卫星困难,原因是高轨道发射卫星时火箭要克服地
球对它的引力做更多的功。
以第一宇宙速度发射卫星时其刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动如果卫星的速度小于
第一宇宙速度,卫星将落到地面而不能绕地球运转:
进入半径越大的轨道,所需要的发射V越大。
思考:这与刚才得出的半径越大的轨道,所需要的运行i索度V越小矛盾吗?
讨论:
人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念。
(1)发射速度
所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度,并且一旦发射后就再无能
量补充,被发射物仅依靠巨己的初动能克服地球引力上升一定的高度,进入运动轨道。要发射一
颗人造地球卫星发射速度不能小于第一宇宙速度。若发射速度等于第一宇宙速度卫星只能"贴
着"地面近地运行。如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行,就必须使发射速度大于第一
宇宙速度。
(2)运行速度:是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。当卫星"贴
着"地面运行时,运行速度等于第一宇宙速度。根据可知,人造卫星距地面越高(即轨道半径
r越大),运行速度越小。实际上,由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径,所以卫星的实际
运行速度一定小于发射速度。
(板书)运行速度指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度
发射速度指被发射物体离开地面时的水平初速度
类比得出:
(板书)2.第二宇宙速度(脱离速度):
①意义:使卫星挣脱地球的引力束缚,成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。
②如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s,则它的运行轨道相对于太阳将
是椭圆,太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点.
(板书)3.第三宇宙速度(逃逸速度):
①意义:使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。
②如果人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太阳的公转方向发射时,就可以摆脱地球和太
阳引力的束缚而邀游太空了。
这个速度目前能做到吗?教师介绍以第三速度发射的探测器,先驱者一号。
教师小结:只有你想不到的,没有你做不到的。
随着科学技术的发展,我们探测太空的脚步会越走越快,越走越远。也许有一天我们也能到
其它星球旅游定居。
但是今天我们就必须掌握一些必备知识。也就是我们这节课的重点。
分层练习:
C类
1.关于第一宇宙速度,下面说法:①它是人造卫星绕地球飞行的最小速度;②它是发射人
造卫星进入近地圆轨道的最小速度;③它是人造卫星绕地球飞行的最大速度;④它是发射人造卫
星进入近地圆轨道的最大速度。以上说法中正确的有()
A.①②B.②③C.①④D.③④
B类
2.对于绕地球做匀速1]周运动的人造地球卫星,下列说法正确的是()
A.人造地球卫星的实斥绕行速率一定大于7.9km/s
B.从卫星上释放的物体将作平抛运动
C.在卫星上可以用天平称物体的质量
D.我国第一颗人造出求卫星(周期是6.84x103s)离地面高度比地球同步卫星离地面高
度小
A类
3.三颗人造地球卫星A、B、C在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动,且绕
行方向相同,已知RA<RB<RC0若在某一时刻,它们正好运行到同一条直线上,如图所示。
那么再经过卫星A的四分之一周期时,卫星A、B、C的位置可能是()
高中物理教学设计篇6
一、教材分析
本节内容是在上一节安培力的基础上,进一步形成的新的知识点。重在让学生理解什么是洛
伦兹力、并掌握洛伦兹力的方向判断和大小的计算。它也是导卖学习《带电粒子在匀强磁场中运
动》的知识基础。
本课教材在提出洛伦兹力的概念后,重在引导学生由安培力的方向和大小得出洛伦兹力的方
向和大小,这种通过实验结合理论探究洛伦兹力的方向,再由安培力表达式推导出洛伦兹力的表
达式的过程是培养学生逻辑思维能力的好机会,一定要让学生都参与进来。
二、学情分析
知识基础:学生已经学习了《磁场对通电导线的作用力》一节,知道如何判断安培力的方向
以及如何计算安培力的大小。但对于安培力产生的原因,却还不甚清楚。
技能基础:学生已经具备一定的逻辑推理分析能力,因此本节课可以引导学生思考安培力的
产生原因,激发学生的求知欲,引入探究式学习。
三、教学目标
(一)知识与技能
1、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向.
2、知道洛伦兹力大小的推理过程.
工掌握垂直进入磁场方向的带电粒子,受到洛伦兹力大小的计算.
4、了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.
5、了解电视显像管的工作原理
(二)过程与方法
通过观察,形成洛伦兹力的概念,同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观),借助洛
伦兹力与安培力的关系,猜想并验证洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断;通过思考与讨论,
推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsineo最后了解洛伦兹力的一个应用一电视显像管中的磁
偏转。
(三)情感态度与价值观
进一步学会观察、分析、推理,培养科学思维和研究方法。认真体会科学研究最基本的思维
方法:"推理一假设一实验验证"。
四、教学重点与难点
重点:
1利用左手定则会判断洛伦兹力的方向.
2.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子,受到洛伦兹力大小的计算.
这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动),是本章的重点
难点:
1.洛伦兹力对带电粒子不做功.
2.洛伦兹力方向的判断.
五、教学资源
电子射线管、高压电源、磁铁、多媒体课件
六、教学设计思路
根据对本节教材内容的分析,结合学情和相关教学资源,本节课以"情景问题猜想实验验证
理论推导应用巩固"的思路进行谀计。
课前通过观看“极光美景"视频,引出本节主题。然后借助"阴极射线管"演示实验指出磁
场对运动电荷有力的作用,并激发学生学习的兴趣。课中借助安培力的方向,让学生通过猜想加
验证的方式学习并掌握洛论兹力方向的判定方法,并进一步得出安培力与洛伦兹力的内在关系;
借助安培力大小的计算公式,引导学生推导得出洛伦兹力大小的计算公式。最后通过练习加深对
洛伦兹力的理解,并回答引入部分提出的问题。
教学过程中,以演示实验调动学生兴趣,引导学生观察、分析实验现象,围绕难点"洛伦兹
力的方向"的理解,通过情景转换,老师引领、学生动手,同学互动,师生互动的方式,让学生
感受,体验知识的生成过程。
七、教学过程:
(一)引入
视频欣赏:天文现象一极光
提问:为什么极光只出现在南北两极呢?
引导:解开此谜题的钥匙就是,磁场对运动电荷的作月规律。
[演示实验]观察磁场阴极射线在磁场中的偏转
[教师]说明电子射线管的原理:
说明阴极射线是灯丝加热放出电子,电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流,轰
击到长条形的荧光屏上激发出荧光,可以显示电子束的运动轨迹,磁铁是用来在阴极射线周围产
生磁场的,还应明确磁场的方向。
提示:
1、没有磁场时,接通高压电源可以观察到什么现象。
2、光束实质上圄十么?
3、若在电子束的路径上加磁场,可以观察到什么现象?
4、改变磁场的方向,通过观查从而判断运动的电子在各个方向磁场中的受力方向。
[实验结果]在没有外磁场时,电子束沿直线运动,蹬形磁铁靠近电子射线管,发现电子束
运动轨迹发生了弯曲。
[学生分析得出结论]磁场对运动电荷有力的作用.——引出新课
(二)新课讲解
1、物理学中把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。(展示洛伦兹介绍资料)
2、提问:如何探究洛仑兹力呢?
引导学生思考:
1)、电流怎么形成的?
2)、磁场对电流的作用、磁场对运动电荷的作用,两者间有何关联?
进一步引导学生分析:通电导线在磁场中为什么会受力?得出安培力与洛伦兹力的关系。
可以根据磁场对电流有作用力而对未通电的导线没有作用力,引导学生提出猜想:磁场对电
流作用力的实质是磁场对运动电荷作用力的积累效果。即,安培力是洛伦兹力的宏观表现。
3、提问:既然安培力是洛伦兹力的宏观表现,那么,你们觉得可以如何探究洛伦兹力呢?
回答:借助对安培力的认识,探究洛伦兹力。
(1)提问:具体怎么探究呢,比如方向?
回答:左手定则
学生说明猜想理由:
1如图,判定安培力方向.(上图甲中安培力方向为垂直电流方向向上,乙图安培力方向为
垂直电流方向向下)
②.电流方向和电荷运动方向的关系.(电流方向和正电荷运动方向相同,和负电荷运动方向
相反)
③.F安的方向和洛伦兹力方向关系.(F安的方向和正电荷所受的洛伦兹力的方向相同,和
负电荷所受的洛伦兹力的方向相反.)
④.电荷运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向的关系.(学生分析总结)
实验验证猜想:(回顾阴极射线管实验)猜想正确!
洛伦兹力方向的判断——左手定则
伸开左手,使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿
入手心,若四指指向正电荷运动的方向,那么拇指所受的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向;
若四指指向是电荷运动的反方向,那么拇指所指的正方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向.
:正电荷运动方向应与左手四指指向一致,负电荷运动方向则应与左手四指指向相反(先确
定负电荷形成电流的方向,再用左手定则判定)。
[投影出示练习题]试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向,或带电粒子的电性、或带点
粒子的运动方向。
[学生解答]
最后,通过”思考与讨论",说明由洛伦兹力所引起的带电粒子运动的方向总是与洛伦兹力
的方向相垂直的,所以它对运动的带电粒子总是不做功的。
(2)、洛伦兹力的大小
现在我们来研究一下洛伦兹力的大小.通过下面的命题引导学生—回答。
设有一段长度为L的通电导线,横截面积为S,导线每单位体积中含有的自由电荷数为n,
每个自由电荷的电量为q,定向移动的平均速率为v,将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强
度为B的磁场中,求:
(1)电流强度L
(2)通电导线所受的安培力。
(3)这段导线内的自由电荷数。
(4)每个电荷所受的洛伦兹力。
得出洛伦兹力的计算公式:当粒子运动方向与磁感应强度垂直时():
问题:若带电粒子不垂直射入磁场,粒子受到的洛伦兹力又如何呢?
引导学生进行分析:可将磁场分解(类比安培力公式得出方式)得出结论
当粒子运动方向与磁感应强度方向成9时(vllB)F=qvBsin0
上两式各量的单位:F为牛(N),q为库伦(C)/为米/秒(m/s),B为特斯拉(T)
4、课堂练习
1、电子的速率v=3xl06m/s,垂直射入B=0.10T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多
X?(4.8xlO-14N)
2、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管,若不计重力,则()
A.带电粒子速度大小改变
B.带电粒子速度方向改变
C.带电粒子速度大4环变
D.带电粒子速度方向不变
(答案:CD)
3、电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法正确的是()
A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同
B.如果把+q改为-q,且速度反向,大小不变,则洛伦兹力的大小方向不变
C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直
D-粒子的速度一定变化
(答案:B)
4、来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进
入地球周围的空间时,将()
A,竖直向下沿直线射向地面
B.相对于预定地面向东偏转
C.相对于预定点稍向西偏转
D.相对于预定点稍向北偏转
(答案:B)通过本题进一步引导学生作图分析:为什么极光只出现在地球的两极?(与课
前引入相呼应)
5、.电视显像管的工作原理
(1)原理:应用电子束磁偏转的道理
(2)构造:由电子枪(阴极)、偏转线圈、荧光屏等组成(介绍各部分的作用)
在条件允许的情况下,可以让学生观察显像管的实物,认清偏转线圈的位置、形状,然后运
用安培定则和左手定则说明从电子枪射出的电子束是怎样在洛伦兹力的作用下发生偏转的。
再通过"思考与讨论",让学生弄清相关问题。进而介绍电视技术中的扫描现象。
最后让学生回忆"示波管的原理",通过对比看看二者的差异。
(三)对本节内容做简要小结
(四)作业布置
(1)复习本节内容
(2)完成"问题与练习"
八、板书设计第5节《磁场对运动电荷的作用力》
一.洛伦兹力
1、洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力
安培力是洛伦兹力的宏观表现
2、洛伦兹力的方向:左手定则
F±vF±B
3、洛伦兹力大小:F洛二qVBsinS
VJ_BF洛二qVB
VIIBF洛=0
4、特点:洛伦兹力只攻变力的方向,不改变力的大小,洛伦兹力对运动电荷不做功
二.电视显像管的工作原理
L原理
2构造
九、教学反思
本节课利用极光这一神奇的自然现象,通过阴极射线在磁场中的偏转演示实验来引入新课,
新奇的实验现象极大地吸引了学生的兴趣,明显的实验现象使学生很容易总结出磁场对运动电荷
有力的作用。通过电荷的定向运动形成电流,推导出伦兹力与安培力的关系(微观与宏观),由此
可以借助安培力来探究洛伦兹力的大〃厢方向。最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管
中的磁偏转,这种与生活联系紧密的物理知识,能激发学生对物理学科的热爱,培养学生利用所
学物理知识解释生活中的现象,体现从物理走向生活的教学理念。
通过课堂练习反馈发现本课难点在于如何让学生发挥空间想象能力判断洛伦兹力的方向。
需要在课后加强练习。
高中物理教学设计篇7
教学目标
知识目标了解超导体以及超导体在现代科学技术中的应用.
能力目标通过超导体知识的学习,扩展知识面.
情感目标知道超导体在现代以及未来科技中的重要性,学习科学家的坚韧精神.
教学建议
教材分析教材从介绍帚尼斯发现水银超导现象的物理学史知识入手,讲述超导体的一般概
念,基础知识.
进一步讲解超导的优点、缺点和目前科学家面临的问题.
教法建议本节的教学要注重科技的联系,避免孤立的学习,要注意联系实际.
可以提出问题学生自主学习,学生根据提出的问题,可以利用教材和教师提供的一些资料进
行学习.
也可以教师提出课题,学生直阅资料,从收集资料、信息的过程中学习,提高收集信息和处
理信息的能力.
教学设计方案
方法1、学生阅读教材,教师提供一些关于超导体的材料,教师提出一些问题,学生阅读时
思考,例如:什么是超导体现象?采用超导体有什么经济效益?
方法2、对于基础较好的班级,可以采用实验探究和信息学习的方法.实例如下
实验探究:可以组织学生小组,图书馆、互联网直阅有关超导体方面的资料,小组讨论,总
结超导体的优点、缺点以及讨论超导体的未来发展方向.
1.超导体概念超导现象
2.超导体的优缺点
3.我国的超导体的研究
探究活动
超导现象的历史
个人或学习小组
制订子课题;制订查阅和查找方式;收集相关的材料;分析材料并得出一些结论;评估;
交流与合作.
1、尝试总、结超导体的发展现况.
2、讨论超导体的未来发展趋势.
1、图书馆、互联网查找资料.
2、交流,发现共性和差异.
高中物理教学设计篇8
教学目标
(-)知识与技能
1、掌握楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流方向。
2、培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。
3、能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向
4、掌握右手定则,并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
(二)过程与方法
1、通过实践活动,观察得到的实验现象,再通过分析论证,归纳总结得出结论。
2、通过应用楞次定律判断感应电流的方向,培养学生应用物理规律解决实际问题的能力.
(三)情感、态度与价值观
在本节课的学习中,同学们直接参与物理规律的发现过程,的佥了一次自然规律发现过程中
的乐趣和美的享受,并在头脑中进一步强化"实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观
点。
教学重点
1、楞次定律的获得及理解。
2、应用楞次定律判断感应电流的方向。
3、利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
教学难点
楞次定律的理解及实际应用。
教学方法
发现法,讲练结合法
教学用具:
干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。
教学过程
(-)引入新课
教师:[演示]按下图将磁铁从线圈中插入和拔出,引导学生观察现象,提出:
①为什么在线圈内有电流?
②插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?为什么?
③怎样才能判断感应电流的方向呢?
本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。
(二)进行新课
1、楞次定律
教师:让我们一起进行下面的实验。(利用CAI课件,屏幕上打出实验内容)
[实验目的]研究感应电流方向的判定规律。
[实验步骤]
(1)按右图连接电路,闭合开关,记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向
的关系。(如电流从左接线柱流入,指针向右偏还是向左偏?)
(2)记下线圈绕向,将线圈和灵敏电流计构成通路。
(3)把条形磁铁N极(或S极)向下插入线圈中,并从线圈中拔出,每次记下电流表中指
针偏转方向,然后根据步骤(1)结论,判定出感应电流方向,从而可确定感应电流的磁场方向。
根据实验结果,填表:
磁铁运动情况N极下插N极上拔S极下插S极上拔磁铁产生磁场方向线圈磁通量变化感应
电流磁场方向
教师:N极向下插入线圈中,磁铁在线圈中产生的磁场方向如何?
教师:再把该磁铁从线圈中拔出时,磁铁在线圈中产生的磁场方向如何?
教师:S极向下插入线圈中,情况怎样呢?
教师:再把S极从线圈中拔出时,情况如何?
教师:通过上面的实验,同学们发现了什么?
教师:刚才几位同学的说法都正确。物理学家楞次概括了各种实验结果,在1834年提出了
感应电流方向的判定方法,这就是楞次定律。投影打出楞次定律的内容。
[投影]
感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就
是楞次定律.
(师生共同活动:理解楞次定律的内涵)
(1)"阻碍"并不是"阻止",一字之差,相去甚远。要知道原磁场是主动的,感应电流
的磁场是被动的,原磁通仍要发生变化,感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。
(2)楞次定律判断感应电流的方向具有普遍意义。
教师楞次定律符合能量守恒。从上面的实验可以发现感应电流在闭合电路中要消耗能量,
在磁体靠近(或远离)线圈过程中,都要克服电磁力做功,克服电磁力做功的过程就是将其他形
式的能转化为电能的过程。
楞次定律也符合唯物辩证法。唯物辩证法认为:"矛盾是事物发展的动力"。电磁感应中,
矛盾双方即条形磁铁的磁场(B原)和感应电流的磁场(B感),两者都处于同一线圈中,且感
应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化,形成既相互排斥又相互依赖的矛盾,在回路中对立统一,
正是"阻碍”的形成产生了电磁感应现象。
2、楞次定律的应用
教师:[投影]应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤:
(1)明确原磁场的方向。
(2)明确穿过闭合电珞的磁通量是增加还是减少。
(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。
(4)利用安培定则确定感应电流的方向。
教师:下面让我们通过对例题的分析,熟悉应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤,同
时加深对楞次定律的理解。
高中物理教学设计篇9
本节是人教版高中物理必修第三册第十二章的内容,属于《普通高中物理课程标准(2017年
版2020年修订)》课程内容必修课程"电路及其应用"主题之下。第十二章《电能能量守恒
定律》主要研究的是电路中的能量转化,利用能量守恒定律推导出闭合电路的规律进而认识自然
界的能源,提升保护能源的意识,关注可持续发展。课程标准针对本单元的学习内容提出了三方
面的要求:
(1)知识层面。要求理解电功、电功率和电动势的概念和物理意义;掌握电源电动势与路
端电压和内电压的关系;理解能量守恒定律,知道节约能量的必要性。
(2)能力方面。能用能量守恒的观点理解、解释物理现象;具有解决实际问题的能力。
(3)实验探究方面。能通过实验现象的观察和对实验现象的解释,理解焦耳定律和电动势
的概念及物理意义;能^用闭合电路欧姆定律设计"测量电源电动势和内阻”的实验方案.
本节要学习的闭合电路的欧姆定律是整个高中电学部分最重要的物理规律之一,是部分电路
欧姆定律的延伸和完善,是分析实际电路和复杂电路的基础。教材通过分析闭合电路中的功能关
系和能量守恒定律推导出闭合电路的欧姆定律,在处理教材时需要解决以下几个问题:
1.闭合电路中的电势是如何变化的,内外电路的电压有什么规律?这需要通过探究实验和
理论推导寻找更多直观的证据来从多个视角寻找规律,并理解电动势的物理意义。
2.作为研究物理问题的重要思想方法,从能量的观点分析问题时有什么优势?应该如何分
析?在教学过程中要注意让学生体会从不同观点分析问题的区别,感受用能量观点分析问题的方
法。
综合以上分析,本节课的学习主题确定为:熟悉而陌生的电池。
主题名称:熟悉而陌生的电池
作为高二的学生,通过高一的学习,学生已经具有运动与相互作用双念,对功能关系和能量
概念已经有了一些理解,具有能量转化与守恒的观念。通过前三章的学习,学生已建立了"场"
的观念,熟悉电路的基本特征,为自由电荷在电路中的运动分析和能量分析做好了准备。但是研
究闭合电路的电势问题需要建立恒定电场模型,分析自由电荷在全电路内的运动和静电力做功情
况,这对学生来说是较大的挑战。同时受初中物理中关于电源输出电压不变的影响,很多学生认
为闭合电路中路端电压是不变的,没有电动势的概念和对电路全局分析的意识。
本节课要努力创设能发学生探究欲望的问题情境,引导学生进行科学探究,逐步将视角从
局部电路过渡到全电路,在解决问题的过程中运用能量观点理解闭合电路中电势变化的相关规律,
最终发现闭合电路的欧姆定律。在探究实验中培养学生实验设计、分析论证、反思评估等能力。
同时还要紧密联系生活、科技进步,充分利用多种教学资源,引导学生关注科学技术社会的关
系,培养学生解决实际问题的能力。
通过探究实验理解闭合电路欧姆定律,掌握电源电动势与路端电压和内电压的关系,并能用
做功和能量守恒的观点解释。(A3、B2)
通过实验现象的观察和对实验现象的解释,经历"比较-概括-抽象"的思维过程,逐步理解
电动势的概念和物理含义,知道电源电动势和内阻是标志电源性能的重要参数。(A2、B3)
通过对比实验的观察和分析,经历提出问题、收集信息、实验验证、对比分析、归纳总结等
科学探究过程,找寻闭合电路内外电压的规律并提高解决实际问题的能力。(B3、C2)
通过实际问题的分析讨论,逐步发现问题本质,认识到科学技术社会的密切联系。通过探
究过程中一个个小问题的解决,体会研究科学问题时严谨认真、实事求是的必、要性。(C3、D2)
(说明:A、B、C、D是学科核心素养的四个维度的编码,分别对应物理观念、科学思维、
科学探究、科学态度与责任。数字1、2、3、4对应每个维度的水平层次等级。)
重点:探究闭合电路的欧姆定律难点:电动势概念的理解
教学环境:
智慧教育云平台(微云服务器1台、教师平板1台、学生平板20台),PPT演示文稿。
教具:
1个小灯泡(电压1.5v),干电池一节,镁片、石墨片、苹果、自制闭合电路欧姆定律教
师演示仪,可变内阻化学电池一个,笔记本电脑1台,变阻箱一个,DIS数据采集器,
DIS电压传感器(2个),导线若干,自制非静电力类比演示仪…
学具:
自制闭合电路欧姆定律探究仪(4组),可变内阻化学电池4个,变阻箱(4个),笔记
本电脑(4台),导线若干。
"循环递进式探究"教学法:设置问题串,通过对比、实验(分组)、建模开展教学。以情
景导入,任务驱动,问题嵌入,活动贯穿,促进深度学习,实现教学进阶。
智慧课堂"云互动":基于智慧课堂全程跟踪探究活动,即时推送学习任务,对学生当堂
建模、实验探究大数据收集、反思研讨过程在线及时处理反馈,发布个性化的批注讲解,确保探
究活动的针对性。
项目化学习策略:将问题前置,以结果为导向,学生在一段时间内通过对连续的、真实的、
有挑战的问题进行持续探究,达到核心知识的再建构和思维迁移。
1课时
情境问题:
户外探险爰好者在户外经常会遇到意想不到的困难。一位户外探险爰好者在一次夜间探险的
途中迷路了,手机也没电了,他想利用手电筒发出求救信号,可是手电筒也没电了,他的身边只
有以下几件物品(图1),他能点亮小灯泡发出求救信号吗?
智慧课堂平台互投票功能,收集学生的选择,进行大数据分析。(如图2)
(-)初次尝试,发现问题
任务一:分析懵境问题,实验验证猜想
问题:水果电池能让小灯泡亮起来吗?
活动①:试一试——尝试利用水果电池点亮小灯泡
实验器材:小灯泡(额定电压1.5V)、电池盒、导线、两节新干电池,一节旧干电池,数
字电压表。对比演示实验:
用一节干电池(电动势1.5V),给小灯泡(额定电压1.5V)供电。
将水果和石墨片、镁片制作的水果电池替换干电池,给小灯泡(额定电压L5V)供电。先
测量开路电压(1.97V)。
现象:水果电池供电的小灯泡不亮!电池两端的电压从开路时的1.97V左右降到了0!
评价1:对水果电池能否让灯泡亮起来提出自己的观点。
智慧课堂平台的同屏展示功能利用智慧云平台的展台功能实现同屏展示实验操作过程。(如
图3)
问题:电池两端减少的电压去哪了?
基于核心素养的设计意图:以生活情境引入,拉近物理课堂和生活的距离,激发学生的好奇
心和探索欲望,对比演示实验大大出乎学生们的预料,形成了认知冲突,为引出本节课的主题
"熟悉而陌生的电池”做好了
铺垫。学生可能会想到失去的电压留在了内部,使接下来的学习内容顺利地围绕学习需求开
展。
(二)实验探究,寻找线索
任务二:测量内外电压,寻找变化规律
活动②:探一探一探索电池内部的奥秘
仔细观察:
展示1:将水果电池和解剖过的干电池展示给学生观察,介绍正负电极和电解质,如图4。
发现:电池内部存在电阻一内阻(r)展示
2:铅蓄电池,介绍结构。
演示:用DIS数字电
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