高二物理教案
作為一無名無私奉獻的教育工作者,常常要寫一份優(yōu)秀的教案,編寫教案有利于我們準確把握教材的重點與難點,進而選擇恰當?shù)慕虒W方法。教案應該怎么寫呢?下面是小編為大家整理的高二物理教案,供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
高二物理教案1
教學目標
(一)知識目標
1、知道電流的產生原因和條件.
2、理解電流的概念和定義式,并能進行有關的計算
3、理解電阻的定義式,掌握并能熟練地用來解決有關的電路問題.知道導體的伏安特性.
。ǘ┠芰δ繕
1、通過電流與水流的類比,培養(yǎng)學生知識自我更新的能力.
2、掌握科學研究中的常用方法——控制變量方法,培養(yǎng)學生依據實驗,分析、歸納物理規(guī)律的能力.
。ㄈ┣楦心繕
通過電流產生的歷史材料的介紹,使學生了解知識規(guī)律的形成要經過漫長曲折的過程,培養(yǎng)他們學習上持之以恒的思想品質.
教學建議
1、關于電流的.知識,與初中比較有所充實和提高:
從場的觀點說明電流形成的條件,即導體兩端與電源兩極接通時,導體中有了電場,導體中的自由電荷在電場力的作用下,發(fā)生定向移動而形成電流.
知道正電荷在電場力作用下從電勢高處向電勢低處運動,所以電流的方向是從電勢高的一端流向電勢低的一端,即在電源外部的電路中,電流的方向是從電源的正極流向負極.
2、處理實驗數(shù)據時可以讓學生分析變量,通過計算法和圖象法來出來處理數(shù)據,加強學生對圖象的認識,進一步學會如何運用圖象來解題.有條件的學?梢圆捎谩胺纸M實驗—數(shù)據分析—得出結論”的思路以加強感性認識,有利于對本節(jié)重點——的理解
3、的講法與初中不同,是用比值定義電阻的,這種講法更科學,適合高中學生的特點.電阻的定義式變形后有些學生會產生歧義,認為電阻是由電壓和電流決定的,要注意引導解釋.
4、要求學生知道公式,從而知道電流的大小是由什么微觀量決定的.在本節(jié)的“思考與討論”中,希望學生能夠按照其中的設問自己推導出公式,以加深對電流的理解.如果學生自己推導有困難,希望教師加以引導.
5、對于導體的伏安特性是本節(jié)的難點,應該結合數(shù)學知識進行,并盡可能的多舉實例以加強對知識的深化.
高二物理教案2
1、牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止。
。1)運動是物體的一種屬性,物體的運動不需要力來維持。
(2)定律說明了任何物體都有慣性。
。3)不受力的物體是不存在的。牛頓第一定律不能用實驗直接驗證。但是建立在大量實驗現(xiàn)象的基礎之上,通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的。它告訴了人們研究物理問題的另一種新方法:通過觀察大量的實驗現(xiàn)象,利用人的邏輯思維,從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律。
(4)牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎,不能簡單地認為它是牛頓第二定律不受外力時的特例,牛頓第一定律定性地給出了力與運動的關系,牛頓第二定律定量地給出力與運動的關系。
2、慣性:物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的.性質。
。1)慣性是物體的固有屬性,即一切物體都有慣性,與物體的受力情況及運動狀態(tài)無關。因此說,人們只能“利用”慣性而不能“克服”慣性。
(2)質量是物體慣性大小的量度。
3、牛頓第二定律:物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表達式F?合?=ma
。1)牛頓第二定律定量揭示了力與運動的關系,即知道了力,可根據牛頓第二定律,分析出物體的運動規(guī)律;反過來,知道了運動,可根據牛頓第二定律研究其受力情況,為設計運動,控制運動提供了理論基礎。
。2)對牛頓第二定律的數(shù)學表達式F?合?=ma,F(xiàn)?合?是力,ma是力的作用效果,特別要注意不能把ma看作是力。
。3)牛頓第二定律揭示的是力的瞬間效果。即作用在物體上的力與它的效果是瞬時對應關系,力變加速度就變,力撤除加速度就為零,注意力的瞬間效果是加速度而不是速度。
。4)牛頓第二定律F?合?=ma,F(xiàn)合是矢量,ma也是矢量,且ma與F?合?的方向總是一致的。F合?可以進行合成與分解,ma也可以進行合成與分解。
4、牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上。
。1)牛頓第三運動定律指出了兩物體之間的作用是相互的,因而力總是成對出現(xiàn)的,它們總是同時產生,同時消失。
。2)作用力和反作用力總是同種性質的力。
。3)作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上,各產生其效果,不可疊加。
5、牛頓運動定律的適用范圍:宏觀低速的物體和在慣性系中。
6、超重和失重
(1)超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重。處于超重的物體對支持面的壓力F?N?(或對懸掛物的拉力)大于物體的重力mg,即F?N?=mg+ma.
。2)失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重。處于失重的物體對支持面的壓力FN(或對懸掛物的拉力)小于物體的重力mg.即FN=mg-ma.當a=g時F?N?=0,物體處于完全失重。
。3)對超重和失重的理解應當注意的問題
不管物體處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài),物體本身的重力并沒有改變,只是物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)不等于物體本身的重力。
超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關,只決定于加速度的方向!凹铀偕仙焙汀皽p速下降”都是超重;“加速下降”和“減速上升”都是失重。
在完全失重的狀態(tài)下,平常一切由重力產生的物理現(xiàn)象都會完全消失,如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產生壓強等。
7、處理連接題問題----通常是用整體法求加速度,用隔離法求力。
高二物理教案3
【教學目標】
知識與技能
1.知道曲線運動的方向,理解曲線運動的性質
2.知道曲線運動的條件,會確定軌跡彎曲方向與受力方向的關系過程與方法
1.體驗曲線運動與直線運動的區(qū)別
2.體驗曲線運動是變速運動及它的速度方向的變化
情感態(tài)度與價值觀
能領會曲線運動的奇妙與和諧,培養(yǎng)對科學的好奇心和求知欲
【教學重點】
1.什么是曲線運動
2.物體做曲線運動方向的判定3.物體做曲線運動的條件
【教學難點】
物體做曲線運動的條件
【教學課時】
1課時
【探究學習】
1、曲線運動:__________________________________________________________2、曲線運動速度的方向:
質點在某一點的速度,沿曲線在這一點的方向。3、曲線運動的條件:
。1)時,物體做曲線運動。(2)運動速度方向與加速度的方向共線時,運動軌跡是___________
。3)運動速度方向與加速度的方向不共線,且合力為定值,運動為_________運動。(4)運動速度方向與加速度的方向不共線,且合力不為定值,運動為___________運動。4、曲線運動的性質:
。1)曲線運動中運動的方向時刻_______(變、不變),質點在某一時刻(某一點)的速度方向是沿__________________________________________,并指向運動軌跡凹下的一側。
。2)曲線運動一定是________運動,一定具有_________。
【課堂實錄】
【引入新課】
生活中有很多運動情況,我們學習過各種直線運動,包括勻速直線運動,勻變速直線運動等,我們知道這幾種運動的共同特點是物體運動方向不變。下面我們就來欣賞幾組圖片中的物體有什么特點(展示圖片)
再看兩個演示
第一,自由釋放一只較小的粉筆頭
第二,平行拋出一只相同大小的.粉筆頭
兩只粉筆頭的運動情況有什么不同?學生交流討論。
結論:前者是直線運動,后者是曲線運動
在實際生活普遍發(fā)生的是曲線運動,那么什么是曲線運動?本節(jié)課我們就來學習這個問題。新課講解
一、曲線運動
1.定義:運動的軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。
2.舉出曲線運動在生活中的實例。
問題:曲線運動中速度的方向是時刻改變的,怎樣確定做曲線運動的物體在任意時刻速度的方向呢?
引出下一問題。
二、曲線運動速度的方向
看圖片:撐開帶有水滴的雨傘繞柄旋轉。
問題:水滴沿什么方向飛出?學生思考
結論:雨滴沿飛出時在那點的切線方向飛出。
如果球直線上的某處A點的瞬時速度,可在離A點不遠處取一B點,求AB點的平均速度來近似表示A點的瞬時速度,時間取得越短,這種近似越精確,如時間趨近于零,那么AB見的平均速度即為A點的瞬時速度。
結論:質點在某一點的速度方向,沿曲線在這一點的切線方向。三、物體做曲線運動的條件
實驗1:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在不受外力作用時將如何運動?學生實驗
結論:做勻速直線運動。
實驗2:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在運動方向的正前方或正后方放一條形
磁鐵,小球將如何運動?學生實驗
結論:小球講做加速直線運動或者減速直線運動。
實驗3:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在運動方向一側放一條形磁鐵,小球將
如何運動?學生實驗
結論:小球將改變軌跡而做曲線運動。
總結論:曲線運動的條件是,
當物體所受合力的方向跟物體
運動的方向不在同一條直線時,物體就做曲線運動。
四、曲線運動的性質
問題:曲線運動是勻速運動還是變速運動學生思考討論問題引導:
速度是(矢量、標量),所以只要速度方向變化,速度矢量就發(fā)生了,也就具有,因此曲線運動是。結論:曲線運動是變速運動。
【課堂訓練】
例題1、已知物體運動的初速度v的方向及受恒力的方向如圖所示,則圖中可能正確的運動
例題2、一個質點受到兩個互成銳角的F1和F2的作用,有靜止開始運動,若運動中保持力的方向不變,但F1突然增大到F1+F,則此質點以后做_______________________解析:
例題3、一個物體在光滑的水平面上以v做曲線運動,已知運動過程中只受一個恒力作用,
運動軌跡如圖所示,則,自M到N的過程速度大小的變化為________________________請做圖分析:
【課堂小結】
1.曲線運動是變速運動,及速度的有可能變化,速度的方向一定變化。
2.當物體所受合力的方向跟物體運動的方向不在同一條直線時,物體就做曲線運動,所
以物體的加速度方向也跟速度方向不在同一直線上。
【板書設計】
第一節(jié)拋體運動
1、曲線運動
定義:運動的軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。2、曲線運動速度的方向
質點在某一點的速度,沿曲線在這一點的切線方向3、曲線運動的條件
當物體所受合力的方向跟物體運動的方向不在同一條直線時,物體就做曲線運動。4、曲線運動的性質
曲線運動過程中,速度方向始終在變化,因此曲線運動是變速運動。
【訓練答案】
例1、B例2、勻變速曲線運動例3、自M到N速度變大(因為速度與力的夾角為銳角。
高二物理教案4
教學目的:
1.知道動量守恒定律的內容,掌握動量守恒定律成立的條件,并在具體問題中判斷動量是否守恒。
2.學會沿同一直線相互作用的兩個物體的動量守恒定律的推導。3.知道動量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一。
教學重點:
重點是動量守恒定律及其守恒條件的判定。
教學難點:
難點是動量守恒定律的理解。
教具:
1.氣墊導軌、光門和光電計時器,已稱量好質量的兩個滑塊(附有彈簧圈和尼龍拉扣)。
教學過程:
前面已經學習了動量定理,下面再來研究兩個發(fā)生相互作用的物體所組成的物體系統(tǒng),在不受外力的情況下,二者發(fā)生相互作用前后各自的動量發(fā)生什么變化,整個物體系統(tǒng)的動量又將如何?
1.從生活現(xiàn)象引入:兩個同學靜止在滑冰場上,總動量為0,用力推開后,總動量為多少?(接下來通過實驗建立模型分析)
2.實驗:
1)準備:在已調節(jié)水平的氣墊導軌上放置兩個質量相等的滑塊,用細線連在一起處于被壓縮狀態(tài)
2)解說實驗操作過程
3)實際操作
4)實驗結論:兩個物體在相互作用的過程中,它們的總動量是一樣的
3.理論推導總結出動量守恒定律并分析成立條件
1)推導:
碰撞之前總動量:P=P1+P2=m11+m22
碰撞之后總動量:P'=P1'+P2'=m11'+m22'
碰撞過程:F1t=m11'-m11
F2t=m22'-m22
由牛三定律有:F1t=-F2t
m11'-m11=-(m22'-m22)
整理:m11+m22=m11'+m22'
即:P=P'
2)引入概念:
1.系統(tǒng):相互作用的物體組成系統(tǒng)。
2.外力:外物對系統(tǒng)內物體的作用力
3.內力:系統(tǒng)內物體相互間的`作用力
分析得到上述兩球碰撞得出的結論的條件:
兩球碰撞時除了它們相互間的作用力(系統(tǒng)的內力)外,還受到各自的重力和支持力的作用,使它們彼此平衡。桌面與兩球間的滾動摩擦可以不計,所以說m1和m2系統(tǒng)不受外力,或說它們所受的合外力為零。
結論:相互作用的物體所組成的系統(tǒng),如果不受外力作用,或它們所受外力之和為零,則系統(tǒng)的總動量保持不變。這個結論叫做動量守恒定
4.動量守恒定律
1)內容:一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力的和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變
2)注意點:
、傺芯繉ο:系統(tǒng)(注意系統(tǒng)的選取)
、趨^(qū)別:a.外力的和:對系統(tǒng)或單個物體而言
b.合外力:對單個物體而言
③內力沖量只改變系統(tǒng)內物體的動量,不改變系統(tǒng)的總動量
、苁噶啃(即不僅對一維的情況成立,對二維的情況也成立,例如斜碰)
、萃恍(參考系的同一性,時刻的同一性)
、拮饔们昂螅饔眠^程中,系統(tǒng)的總動量均保持不變
5.分析動量守恒定律成立條件:
b)F合=0(嚴格條件)F內遠大于F外(近似條件)某方向上合力為0,在這個方向上成立
6.適用范圍(比牛頓定律具有更廣的適用范圍:微觀、高速)
7.小結
高二物理教案5
知識目標:
1、了解萬有引力定律得出的思路和過程。
2、理解萬有引力定律的含義并會推導萬有引力定律。
3、知道任何物體間都存在著萬有引力,且遵守相同的規(guī)律
能力目標:
1、培養(yǎng)學生研究問題時,抓住主要矛盾,簡化問題,建立理想模型的處理問題的能力。
2、訓練學生透過現(xiàn)象(行星的運動)看本質(受萬有引力的作用)的判斷、推理能力
德育目標:
1、通過牛頓在前人的基礎上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程,說明科學研究的長期性,連續(xù)性及艱巨性,滲透科學發(fā)現(xiàn)的方_育。
2、培養(yǎng)學生的猜想、歸納、聯(lián)想、直覺思維能力。
教學重難點
教學重點:
月——地檢驗的推倒過程
教學難點:
任何兩個物體間都存在萬有引力
教學過程
(一)引入:
太陽對行星的引力是行星做圓周運動的向心力,,這個力使行星不能飛離太陽;地面上的物體被拋出后總要落到地面上;是什么使得物體離不開地球呢?是否是由于地球對物體的引力造成的呢?
若真是這樣,物體離地面越遠,其受到地球的引力就應該越小,可是地面上的物體距地面很遠時受到地球的引力似乎沒有明顯減小。如果物體延伸到月球那里,物體也會像月球那樣圍繞地球運動。地球對月球的引力,地球對地面上的物體的引力,太陽對行星的引力,是同一種力。你是這樣認為的嗎?
(二)新課教學:
一.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程
(引導學生閱讀教材找出發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思路)
假想,理論推導,實驗檢驗
(1)牛頓對引力的思考
牛頓看到了蘋果落地發(fā)現(xiàn)了萬有引力,這只是一種傳說。但是,他對天體和地球的引力確實作過深入的思考。牛頓經過長期觀察研究,產生如下的假想:太陽、行星以及離我們很遠的恒星,不管彼此相距多遠,都是互相吸引著,其引力隨距離的增大而減小,地球和其他行星繞太陽轉,就是靠劂的引力維持。同樣,地球不僅吸引地面上和表面附近的物體,而且也可以吸引很遠的物體(如月亮),其引力也是隨距離的增大而減弱。牛頓進一步猜想,宇宙間任何物體間都存在吸引力,這些力具有相同的本質,遵循同樣的力學規(guī)律,其大小都與兩者間距離的平方成反比。
(2)牛頓對定律的推導
首先,要證明太陽的引力與距離平方成反比,牛頓憑著他對于數(shù)學和物理學證明的驚人創(chuàng)造才能,大膽地將自己從地面上物體運動中總結出來的運動定律,應用到天體的運動上,結合開普勒行星運動定律,從理論上推導出太陽對行星的引力F與距離r的平方成反比,還證明引力跟太陽質量M和行星質量m的乘積成正比,牛頓再研究了衛(wèi)星的運動,結論是:
它們間的引力也是與行星和衛(wèi)星質量的乘積成正比,與兩者距離的平方成反比。
(3)。牛頓對定律的檢驗
以上結論是否正確,還需經過實驗檢驗。牛頓根據觀測結果,憑借理想實驗巧妙地解決了這一難題。
牛頓設想,某物體在地球表面時,其重力加速度為g,若將它放到月球軌道上,讓它繞地球運動時,其向心加速度為a。如果物體在地球上受到的重力F1,和在月球軌道上運行時受到的作用力F2,都是來自地球的吸引力,其大小與距離的平方成反比,那么,a和g之間應有如下關系:
已知月心和地心的距離r月地是地球半徑r地的60倍,得。
從動力學角度得出的這一結果,與前面用運動學公式算出的數(shù)據完全一致,
牛頓證實了關于地球和物體間、各天體之間的引力都屬于同一種性質力,都遵循同樣的力學規(guī)律的假想是正確的。牛頓把這種引力規(guī)律做了合理的推廣,在1687年發(fā)表了萬有引力定律?梢杂孟卤韥肀磉_牛頓推證萬有引力定律的思路。
(引導學生根據問題看書,教師引導總結)
(1)什么是萬有引力?并舉出實例。
(2)萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律?其數(shù)學表達式如何?
(3)萬有引力定律的適用條件是什么?
二.萬有引力定律
1、內容:自然界中任何兩個物體都是互相吸引的,引力的大小跟這兩個物體的質量乘積成正比,跟它們的'距離的二次方成反比;引力的方向沿著二者的連線。
2.公式:
3.各物理量的含義及單位:
F為兩個物體間的引力,單位:N.
m1、m2分別表示兩個物體的質量,單位:kg
r為它們間的距離,單位:m
G為萬有引力常量:G=6.67×10-11N·m2/kg2,單位:N·m2/kg2.
4.萬有引力定律的理解
、偃f有引力F是因為相互作用的物體有質量而產生的引力,與初中學習的電荷間的引力、磁極間的引力不同。
強調說明:
A.萬有引力的普遍性.萬有引力不僅存在于星球間,任何客觀存在的有質量的物體間都存在這種相互吸引的力.
B.萬有引力的相互性.兩個物體相互作用的引力是一對相互作用的作用力與反作用力,它們大小相等,方向相反,分別作用在兩個物體上.
C.萬有引力的宏觀性.在通常情況下,萬有引力非常小,只有在質量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間,它的存在才有實際的物理意義.
D.萬有引力的獨立性.兩物體間的萬有引力只與它們本身的質量有關,而與所在空間的性質無關,也與周圍有無其他物體無關.
、趓為兩個物體間距離:
A、若物體可以視為質點,r是兩個質點間的距離。
B、若是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近,則應把r理解為它們的幾何中心的距離。
C、若物體不能視為質點,則可把每一個物體視為若干個質點的集合,然后按萬有引力定律求出各質點間的引力,再按矢量法求它們的合力。
、跥為萬有引力常量,在數(shù)值上等于質量都是1kg的兩物體相距1m時的相互作用的引力
隨堂練習:
1、探究:叫兩名學生上講臺做兩個游戲:一個是兩人靠攏后離開三次以上,二個是叫兩人設法跳起來停在空中看是否能做到。然后設問:既然自然界中任何兩個物體間都有萬有引力,那么在日常生活中,我們各自之間或人與物體之間,為什么都對這種作用沒有任何感覺呢?
具體計算:地面上兩個50kg的質點,相距1m遠時它們間的萬有引力多大?已知地球的質量約為6.0×1024kg,地球半徑為6.4×106m,則這個物體和地球之間的萬有引力又是多大?(F1=1.6675×10-7N,F(xiàn)2=493N)
(學生計算后回答)
本題點評:由此可見通常物體間的萬有引力極小,一般不易感覺到。而物體與天體間的萬有引力(如人與地球)就不能忽略了。
2、要使兩物體間萬有引力減小到原來的1/4,可采用的方法是()
A.使兩物體的質量各減少一半,距離保持不變
B.使兩物體間距離增至原來的2倍,質量不變
C.使其中一個物體質量減為原來的1/4,距離不變
D.使兩物體質量及它們之間的距離都減為原來的1/4
答案:ABC
3.設地球表面重力加速度為,物體在距離地心4R(R是地球的半徑)處,由于地球的作用而產生的加速度為g,則為()
A.1B1/9C.1/4D.1/16
提示:兩處的加速度各由何力而產生?滿足何規(guī)律?
答案:D
三.引力恒量的測定
牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,卻沒有給出引力恒量的數(shù)值。由于一般物體間的引力非常小,用實驗測定極其困難。直到一百多年之后,才由英國的卡文迪許用精巧的扭秤測出。
(1)用扭秤測定引力恒量的方法
卡文迪許解決問題的思路是:將不易觀察的微小變化量,轉化為容易觀察的顯著變化量,再根據顯著變化量與微小量的關系,算出微小變化量。
問:卡文迪許扭秤實驗中如何實現(xiàn)這一轉化?
測引力(極小)轉化為測引力矩,再轉化為測石英絲扭轉角度,最后轉化為光點在刻度尺上移動的距離(較大)。根據預先求出的石英絲扭轉力矩跟扭轉角度的關系,可以證明出扭轉力矩,進而求得引力,確定引力恒量的值。
卡文迪許在測定引力恒量的同時,也證明了萬有引力定律的正確性。
(四)、小結
本節(jié)課重點學習了萬有引力定律的內容、表達式、理解以及簡單的應用重點理解定律的普遍性、普適性,對萬有引力的性質有深層的認識
對萬有引力定律的理解應注意以下幾點:
(1)萬有引力的普遍性。它存在于宇宙中任何有質量的物體之間,不管它們之間是否還有其他作用力。
(2)萬有引力恒量的普適性。它是一個僅和m、r、F單位選擇有關,而與物體性質無關的恒量。
(3)兩物體間的引力,是一對作用力和反作用力。
(4)萬有力定律只適用于質點和質量分布均勻球體間的相互作用。
課后習題
課本71頁:2、3
板書
萬有引力定律
1、萬有引力定律的推導:
2、萬有引力定律
、賰热荩鹤匀唤缰腥魏蝺蓚物體都是相互吸引的,引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比。
②公式:
G是引力常量,r為它們間的距離
③各物理量的含義及單位:
、苋f有引力定律發(fā)現(xiàn)的重要意義:
3.引力恒量的測定
4.萬有引力定律的理解
、偃f有引力F是因為相互作用的物體有質量而產生的引力,與初中學習的電荷間的引力、磁極間的引力不同。
強調說明:
A.萬有引力的普遍性.萬有引力不僅存在于星球間,任何客觀存在的有質量的物體間都存在這種相互吸引的力.
B.萬有引力的相互性.兩個物體相互作用的引力是一對相互作用的作用力與反作用力,它們大小相等,方向相反,分別作用在兩個物體上.
C.萬有引力的宏觀性.在通常情況下,萬有引力非常小,只有在質量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間,它的存在才有實際的物理意義.
D.萬有引力的獨立性.兩物體間的萬有引力只與它們本身的質量有關,而與所在空間的性質無關,也與周圍有無其他物體無關.
、趓為兩個物體間距離:
A、若物體可以視為質點,r是兩個質點間的距離。
B、若是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近,則應把r理解為它們的幾何中心的距離。
C、若物體不能視為質點,則可把每一個物體視為若干個質點的集合,然后按萬有引力定律求出各質點間的引力,再按矢量法求它們的合力。
③G為萬有引力常量,在數(shù)值上等于質量都是1kg的兩物體相距1m時的相互作用的引力。
高二物理教案6
一、教學目標
1.知識目標:
(1)通過本節(jié)課的復習,進一步加深對電場概念的理解,使學生明確場的特點,描寫場的方法,并能在頭腦中建立起場的模型和圖象。
(2)加深理解場電荷、檢驗電荷的概念,深刻理解和掌握電場強度的概念。
(3)能夠運用點電荷的電場強度公式進行簡單運算。
(4)進一步理解和掌握電場的疊加原理,會計算簡單的點電荷組產生的電場。
2.能力目標:
能夠運用所學概念、公式進行簡單運算,形成一定的解題能力。
二、教學重點、難點
1.進一步深刻理解電場和電場強度的概念是本節(jié)課的重點。
2.熟練應用電場強度的概念、場的疊加原理解決有關問題是本節(jié)的難點。
三、教學方法:
講練結合,啟發(fā)式教學
四、教具:
幻燈片,上節(jié)課所用的課件
五、教學過程:
(一)復習提問
1.什么是電場?電場最基本的特性是什么?
2.用什么物理量來描述電場的強弱?是怎樣定義的?是矢量還是標量?
3.電場強度的方向是怎樣規(guī)定的?計算公式你知道有幾個?應用時需要注意什么?
4.什么是電場的疊加原理?
引導學生回答:
1.電場的概念:
(1)電場是存在于電荷周圍空間里的一種特殊物質。
只要有電荷存在,電荷周圍就存在著電場。
(2)電場的基本性質:電場對放在其中的電荷有力的作用。
(這種力叫電場力)
2.電場強度:
(1)用電場強度來描述。定義:物理學中把放入電場中某一點的檢驗電荷受到的電場力與它的電量的比值叫做這一點的電場強度。簡稱場強。
(2)定義式:
(適用于任何電場)
(3)E的方向:
E和力F一樣,也是矢量。我們規(guī)定電場中某點的場強方向與正電荷在該點所受電場力的方向相同,那么負電荷所受電場力的方向與電場強度方向相反。
(4)E的單位:在國際單位制中E的單位:牛/庫(N/C)
(5)E的物理意義:
①描述某點電場的強弱和方向,是描述電場力的性質的物理量,是矢量。
、谀滁c的場強E的大小和方向取決于電場,與檢驗電荷的正負、電量及受到的電場力F無關。
、壑荒苡脕砹慷入妶鰪娙,而不能決定電場強弱。
、転槎x式,適用于一切電場
3.點電荷電場的場強:
a、表達式:(此式為決定式,只適用于真空中點電荷的電場)
b、方向:若Q為正電荷,E的方向背離Q,若Q為負電荷,E的方向指向Q。
c、幾個點電荷同時存在的空間的電場疊加(場的疊加原理)
如果一個電場由n個點電荷共同激發(fā)時,那么電場中任一點的總場強將等于n個點電荷在該點各自產生場強的矢量和。
(應用平行四邊形法則)
4、電場力F:
(1)概念:電場力是電荷在電場中受到電場的作用力。
(2)關系:電荷在電場中某點所受到的電場力F由電荷所帶電量q與電場在該點的電場強度E兩因素決定。即:
、俅笮:F=qE(電場力的決定式,F和q、E都有關)
、诜较:正電荷受電場力方向與E相同,負電荷受電場力方向與E相反。
5、電場強度E和電場力F是兩個不同概念
注意點:
1、對象不同
2、決定因素不同
3、方向不一定相同
4、單位不同
(二)進行新課
1.作業(yè)講評
根據上節(jié)課學生作業(yè)中出現(xiàn)的問題進行適當評析。
2.例題精講
【例1】帶電小球A、C相距30cm,均帶正電.當一個帶有負電的小球B放在A、C間連線的直線上,且B、C相距20cm時,可使C恰受電場力平衡.A、B、C均可看成點電荷.
、貯、B所帶電量應滿足什么關系?
②如果要求A、B、C三球所受電場力同時平衡,它們的電量應滿足什么關系?
學生讀題、思考,找學生說出解決方法.
通過對此題的分析和求解,可以加深對場強概念和場強疊加的理解.學生一般從受力平衡的角度進行分析,利用庫侖定律求解.在學生解題的基礎上做以下分析.
分析與解:
①C處于平衡狀態(tài),實際上是要求C處在A、B形成的電場中的電場強度為零的地方.
既然C所在處的合場強為零,那么,C所帶電量的正或負、電量的多或少均對其平衡無影響.
、谠僖訟或B帶電小球為研究對象,利用上面的方法分析和解決.
答案:①qA∶qB=9∶4,②qA∶qB∶qC=9∶4∶36.
【例2】如圖所示,半經為r的硬橡膠圓環(huán)上帶有均勻分布的.正電荷,其單位長度上的帶電量為q,現(xiàn)截去環(huán)上一小段AB,AB長為(<<),則剩余部分在圓環(huán)中心處O點產生的場強多大?方向如何?
學生思考、討論,可以請學生談他們的認識與理解.
通過本題的求解,使學生加強對電場場強疊加的應用能力和加深對疊加的理解.
分析與解:
解法之一,利用圓環(huán)的對稱性,可以得出這樣的結果,即圓環(huán)上的任意一小段在圓心處所產生的電場場強,都與相對應的一小段產生的場強大小相等,方向相反,相互疊加后為零.由于AB段被截掉,所以,本來與AB相對稱的那一小段所產生的場強就成為了整個圓環(huán)產生的電場的合場強。因題目中有條件<<,所以這一小段可以當成點電荷,利用點電荷的場強公式可求出答案.
解法之二,將AB段看成是一小段帶正電和一小段帶負電的圓環(huán)疊放,這樣仍與題目的條件相符.而帶正電的小段將圓環(huán)補齊,整個帶電圓環(huán)在圓心處產生的電場的場強為零;帶負電的一小段在圓心處產生的場強可利用點電荷的場強公式求出,這就是題目所要求的答案.
答案:方向指向AB
練習:如圖所示,等邊三角形ABC的邊長為a,在它的頂點B、C上各有電量為Q(>0)的點電荷.試求三角形中心處場強E的大小和方向.
學生自己練習求解,以鞏固概念.
通過此題的求解,進一步鞏固對場強矢量性的認識和場強疊加理解.
3.課堂練習
(1)下列說法中正確的是
A.只要有電荷存在,電荷周圍就一定存在著電場。
B.電場是一種物質,它與其他物質一樣,是不依賴于我們的感覺而客觀存在的。
C.電荷間的相互作用是通過電場而產生的。
D.電場最基本的性質是對處在它里面的電荷有力的作用。
(2)下列說法中正確的是
A.電場強度反映了電場的力的性質,因此場中某點的場強與檢驗電荷在該點所受的電場力成正比。
B.場中某點的場強等于,但與檢驗電荷的受力及帶電量無關。
C.場中某點的場強方向即檢驗電荷在該點的受力方向。
D.公式和對于任何靜電場都是適用的
(3)下列說法中正確的是
A.場強的定義式中,F是放入電場中的電荷所受的力,q是放入電場中的電荷的電量。
B.場強的定義式中,F是放入電場中的電荷所受的力,q是產生電場的電荷的電量。
C.在庫侖定律的表達式中,是點電荷Q2產生的電場在Q1處的場強的大小。
D.無論定義式
中的q值如何變化,在電場中的同一點,F與q的比值始終不變。
(4)討論電場力與電場強度的區(qū)別。
物理量
比較內容電場力電場強度
區(qū)別物理意義電荷在電場中所受的力反映電場的力的屬性
決定因素由電荷和電場共同決定僅由電場自身決定
大小F=qEE=F/q
方向正電荷受力與E同向
負電荷受力與E同向規(guī)定E的方向為正電荷在該點的受力方向
單位NN/C或V/m
聯(lián)系F=qE(普遍適用)
(三)小結與反饋練習:
(1)不能說成E正比于F,或E正比于1/q。
(2)檢驗電荷q在周圍是否產生電場?該電場對電源電荷Q有無作用?若有,作用力大小為多大?該點的場強又為多大?
(3)在求電場強度時,不但要計算E的大小,還需強調E的方向。
(四)作業(yè)布置:
1.為了確定電場中P點的電場強度大小,用細絲線懸掛一個帶負電荷的小球去探測。當球在P點靜止后,測出懸線與豎直方向夾角為37°。已知P點場強方向在水平方向上,小球重力為4.0×10-3N。所帶電量為0.01C,取Sin37°=0.6,則P點的電場強度大小是多少?
2.真空中,A、B兩點上分別放置異種點電荷Q1、Q2,已知兩點電荷間引力為1N,Q1=1×10-5C,Q2=-1×10-6C。移開Q1,則Q2在A處產生的場強大小是___________N/C,方向是___________;若移開Q2,則Q1在B處產生的場強大小是____________N/C,方向是___________
3.在x軸上有兩個點電荷,一個帶正電Q1,一個帶負電-Q2,且Q1=2Q2.用E1和E2分別表示兩個電荷所產生的場強的大小,則在X軸上[]
A.E1=E2之點只有一處,該處合場強為0
B.E1=E2之點共有兩處:一處合場強為0,另一處合場強為2E2
C.E1=E2之點共有三處:其中兩處合場強為0,另一處合場強為2E2
D.E1=E2之點共有三處:其中一處合場強為0,另兩處合場強為2E2
說明:學習本節(jié)課需要注意的問題
1.場強是表示電場強弱的物理量,因而在引入電場強度的概念時,應該使學生了解什么是電場的強弱,同一個電荷在電場中的不同點受到的電場力的大小是不同的,所受電場力大的點,電場強。
2.應當使學生理解為什么可以用比值F/q來表示電場強度,知道這個比值與電荷q無關,是反映電場性質的物理量。
比值定義一個新的物理量是物理學中常用的方法,應結合學生前面學過的類似的定義方法,讓學生領會電場強度的定義
高二物理教案7
三維教學目標
1、知識與技能
(1)理解為什么電感對交變電流有阻礙作用;
(2)知道用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的大小,知道感抗與哪些因素有關;
(3)知道交變電流能通過電容器。知道為什么電容器對交變電流有阻礙作用;
(4)知道用容抗來表示電容對交變電流的阻礙作用的大小。知道容抗與哪些因素有關。
2、過程與方法
(1)培養(yǎng)學生獨立思考的思維習慣;
(2)培養(yǎng)學生用學過的知識去理解、分析新問題的習慣。
3、情感、態(tài)度與價值觀:培養(yǎng)學生有志于把所學的物理知識應用到實際中去的學習習慣。
教學重點:
電感、電容對交變電流的阻礙作用。感抗、容抗的物理意義。
教學難點:
感抗的概念及影響感抗大小的因素。容抗概念及影響容抗大小的因素。
教學方法:
實驗法、閱讀法、講解法。
教學手段:
雙刀雙擲開關、學生用低壓交直流電源、燈泡(6 V、0.3 A)、線圈(用變壓器的副線圈)、電容器(103 F、15 V與200 F、15 V)2個、兩個扼流圈、投影片、投影儀。
(一)引入新課
在直流電路中,影響電流跟電壓關系的只有電阻。在交變電流路中,影響電流跟電壓關系的,除了電阻外,還有電感和電容。電阻器、電感器、電容器是交變電流路中三種基本元件。這節(jié)課我們學習電感、電容對交變電流的影響。
(二)進行新課
1、電感對交變電流的阻礙作用
演示:電阻、電感對交、直流的影響。實驗電路如下圖甲、乙所示:
[來源: ]
演示甲圖,電鍵分別接到交、直流電源上,引導學生觀察兩次燈的亮度(燈的亮度相同。說明電阻對交流和直流的阻礙作用相同。)
演示乙圖,電鍵分別接到交、直流電源上,引導學生觀察兩次燈的亮度(電鍵接到直流上,亮度不變;接到交流上時,燈泡亮度變暗。說明線圈對直流電和交變電流的阻礙作用不同。)
線圈對直流電的阻礙作用只是電阻;而對交變電流的阻礙作用除了電阻之外,還有電感。
問題1:為什么會產生這種現(xiàn)象呢?
答:由電磁感應的知識可知,當線圈中通過交變電流時,產生自感電動勢,阻礙電流的變化。[來源: ]
問題2:電感對交變電流阻礙作用的大小,用感抗來表示。感抗的大小與哪些因素有關?請同學們閱讀教材后回答。
答:感抗決定于線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率。線圈的自感系數(shù)越大,自感作用就越大,感抗就越大;交變電流的頻率越高,電流變化越快,自感作用越大,感抗越大。
線圈在電子技術中有廣泛應用,有兩種扼流圈就是利用電感對交變電流的阻礙作用制成的。出示扼流圈,并介紹其構造和作用。
(1)低頻扼流圈
構造:線圈繞在閉合鐵芯上,匝數(shù)多,自感系數(shù)很大。
作用:對低頻交變電流有很大的阻礙作用。即通直流、阻交流。
(2)高頻扼流圈
構造:線圈繞在鐵氧體芯上,線圈匝數(shù)少,自感系數(shù)小。
作用:對低頻交變電流阻礙小,對高頻交變電流阻礙大。即通低頻、阻高頻。
2、交變電流能夠通過電容器
演示:電容對交、直流的影響。實驗電路如圖所示:
開關S分別接到直流電源和交變電流源上,觀察現(xiàn)象(接通直流電源,燈泡不亮;接通交變電流源,燈泡亮了說明了直流電不能夠通過電容器,交變電流能夠通過電容器。)
電容器的兩極板間是絕緣介質,為什么交變電流能夠通過呢?用CAI課件展示電容器接到交變電流源上,充、放電的動態(tài)過程。強調自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質,只是當電源電壓升高時電容器充電,電荷向電容器的極板上集聚,形成充電電流;當電源電壓降低時電容器放電,電荷從電容器的極板上放出,形成放電電流。電容器交替進行充電和放電,電路中就有了電流,表現(xiàn)為交流通過了電容器。
3、電容器對交變電流的.阻礙作用
演示:電容器對交變電流的影響:將剛才實驗電路中1000 F,15 V的電容器去掉,觀察燈泡的亮度,說明了什么道理?
答:燈泡的亮度變亮了。說明電容器對交變電流也有阻礙作用。(的確是這樣。物理上用容抗來表示電容器對交變電流阻礙作用的大小。)
問題2:容抗跟哪些因素有關呢?請同學們閱讀教材后回答。
答:容抗決定于電容器電容的大小和交變電流的頻率。電容越大,在同樣電壓下電容器容納電荷越多,因此充放電的電流越大,容抗就越小;交變電流的頻率越高,充放電進行得越快,充放電電流越大,容抗越小。即電容器的電容越大,交變電流頻率越高,容抗越小。
電容器具有通交流、隔直流通高頻、阻低頻的特點。
4、課堂總結、點評
本節(jié)課主要學習了以下幾個問題:
1、由于電感線圈中通過交變電流時產生自感電動勢,阻礙電流變化,對交變電流有阻礙作用。電感對交變電流阻礙作用大小用感抗來表示。線圈自感系數(shù)越大,交變電流的頻率越高,感抗越大,即線圈有通直流、阻交流或通低頻,阻高頻特征。
2、交變電流通過電容器過程,就是電容器充放電過程。由于電容器極板上積累電荷反抗自由電荷做定向移動,電容器對交變電流有阻礙作用。用容抗表示阻礙作用的大小。電容器的電容越大,交流的頻率越高,容抗越小。故電容器在電路中有通交流、隔直流或通高頻、阻低頻特征。
5、實例探究
電感對交變電流的影響
【例1】如圖所示電路中,L為電感線圈,R為燈泡,電流表內阻為零。電壓表內阻無限大,交流電源的電壓u=220 sin10t V。若保持電壓的有效值不變,只將電源頻率改為25Hz,下列說法中正確的是( )
1. 電流表示數(shù)增大 B.電壓表示數(shù)減小 C.燈泡變暗 D.燈泡變亮
電感和電容對交變電流的影響
例2、圖所示是電視機電源部分的濾波裝置,當輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后,能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電,試分析其工作原理及各電容和電感的作用。
6、鞏固練習
1、關于低頻扼流圈,下列說法正確的是
A.這種線圈的自感系數(shù)很小,對直流有很大的阻礙作用 B.這種線圈的自感系數(shù)很大,對低頻電流有很大的阻礙作用
C.這種線圈的自感系數(shù)很大,對高頻交流的阻礙作用比低頻交流的阻礙作用更大
D.這種線圈的自感系數(shù)很小,對高頻交流的阻礙作用很大而對低頻交流的阻礙作用很小
2、在圖所示電路中,u是有效值為200 V的交流電源,C是電容器,R是電阻。關于交流電壓表的示數(shù),下列說法正確的是 ( )
A.等于220 V B.大于220 V C.小于220 V D.等于零
3、在圖所示的電路中,a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流,又含低頻交流;L是一個25 mH的高頻扼流圈,C是一個100 pF的電容器,R是負載電阻,下列說法中正確的是 ( )
A.L的作用是通低頻,阻高頻 B.C的作用是通交流,隔直流
C.C的作用是通高頻,阻低頻 D.通過R的電流中,低頻電流所占的百分比遠遠大于高頻交流所占的百分比
高二物理教案8
一、預習目標
預習光的顏色是干什么排列的,以及什么事光的色散現(xiàn)象?
二、預習內容
1、光的顏色 色散:
(1)在雙縫干涉實驗中,由條紋間距x與光波的波長關系為________,可推知不同顏色的光,其_不同,光的顏色由光的________決定,當光發(fā)生折射時,光速發(fā)生變化,而顏色不變。
(2)色散現(xiàn)象是指:含有多種顏色的光被分解為________的現(xiàn)象。
(3)光譜:含有多種顏色的光被分解后各種色光按其_______的大小有序排列。
2、薄膜干涉中色散:以肥皂液膜獲得的干涉現(xiàn)象為例:
(1)相干光源是來自前后兩個表面的________,從而發(fā)生干涉現(xiàn)象。
(2)明暗條紋產生的位置特點:來自前后兩個面的反射光所經過的路程差不同,在某些位置,這兩列波疊加后相互加強,出現(xiàn)了________,反之則出現(xiàn)暗條紋。
3、折射時的色散
(1)一束光線射入棱鏡經_______折射后,出射光將向它的橫截面的_______向偏折。物理學中把角叫偏向角,表示光線的偏折程度。
(2)白光通過棱鏡發(fā)生折射時,_______的偏向角最小,________的偏向角最大,這說明透明物體對于波長不同的光的折射率不一樣,波長越小,折射率越_______ _。
(3)在同一種物質中,不同波長的光波傳播速度________,波長越短,波速越_______ _。
三、提出疑惑
同學們,通過你們的自主學習,你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點 疑惑內容
課內探究學案
(一)學習目標: 1、知道什么是色散現(xiàn)象
2、觀察薄膜干涉現(xiàn)象,知道薄膜干涉能產生色散,并能利用它來解釋生活中的相關現(xiàn)象
3、知道棱鏡折射能產生色散,認識對同一介質,不同顏色的光折射率不同
4. 本節(jié)的重點是薄膜干涉、白光通過三棱鏡的折射情況
(二)學習過程:
【導讀】仔細閱讀教材P56-58,完成學習目標
1、 回顧雙縫干涉圖樣,比較各種顏色的光產生的條紋間的.距離大小情況
2、 據雙縫間的距離公式x= ,分析出條紋間的距離與光波的波長關系,我們可以斷定,
3、 雙縫干涉圖樣中,白光的干涉圖樣是彩色的說明
4、 物理學中,我們把 叫做光的色散;含有多種顏色的光被分解后,各種色光 就是光譜
5、 什么是薄膜干涉?請舉出一實例
6、 薄膜干涉的原理:
7、 薄膜干涉的應用:
8、 一束白光通過三棱鏡后會在棱鏡的另一側出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
9、 總結本節(jié)課色散的種類:
(三)反思總結
(四)當堂檢測
1.光的顏色由____________決定。
2.一束日光穿過棱鏡,白光會分散成許多不同顏色的光,在屏上出現(xiàn)由________到________連續(xù)排列的七色彩光帶,稱為__________。這是由于棱鏡對各種色光的________程度不同而引起的。
3.一束單色光從空氣射入玻璃中,則其頻率____________,波長____________,傳播速度____________。(填變大、不變或變小)
4.一束白光經過玻璃制成的三棱鏡折射后發(fā)生色散。各種色光中,___________色光的偏折角最大,___________色光偏折角最小。這種現(xiàn)象說明玻璃對___________色光的折射率最大,對___________色光的折射率最小。
5.如圖所示,紅光和紫光分別從介質1和介質2中以相同的入射角射到介質和真空的界面,發(fā)生折射時的折射角也相同。設介質1和介質2的折射率分別為n1、n2,則 ( )
A.n1=n2 B.n1n2
C.n1
課后練習與提高
1.一束紅光和一束紫光以相同的入射角沿CO方向入射半圓形玻璃磚的下表面,之后沿OA,OB方向射出,如圖所示,則下列說法中正確的是 ( )
A.OA是紅光,穿過玻璃磚的時間較短
B.OB是紅光,穿過玻璃磚的時間較短
C.OA是紫光,穿過玻璃磚的時間較長
D.OB是紫光,穿過玻璃磚的時間較短
2.如圖所示,一束白光通過玻璃棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象,下列說法正確的是 ( )
A.紅光的偏折最大,紫光的偏折最小 B.紅光的偏折最小,紫光的偏折最大
C.玻璃對紅光的折射率比紫光大 D.玻璃中紫光的傳播速度比紅光大
3.如圖所示,一束紅光和一束藍光平行入射到三棱鏡上,經棱鏡折射后,交會在屏上同一點,若n1和n2分別表示三棱鏡對紅光和藍光的折射率,則有? ( )
A.n1
C.n1n2,a為紅光,b為藍光 D.n1n2,a為藍光,b為紅光
4.一細束紅光和一細束紫光分別以相同入射角由空氣射入水中,如圖標出了這兩種光的折射光線a和b,r1、r2分別表示a和b的折射角,以下說法正確的是 ( )
A.a為紅光折射光線,b為紫光折射光線
B.a為紫光折射光線,b為紅光折射光線
C.水對紫光與紅光的折射率n1與n2之比n1∶n2=sinr1∶sinr2
D.紫光與紅光在水中波速v1與v2之比v1∶v2=sinr1∶sinr2
5.如圖所示,一束復色可見光射到置于空氣中的平板玻璃上,穿過玻璃后從下表面射出,變?yōu)閍、b兩束平行單色光,則 ( )
A.玻璃對a光的折射率較大 B.a光在玻璃中傳播的速度較大
C.b光的頻率較大 D.b光的波長較長
6.一束復色光由空氣射向玻璃,發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光,其傳播方向如圖所示。設玻璃對a、b的折射率分別為na和nb,a、b在玻璃中的傳播速度分別為va和vb,則 ( )
A.nanb B.navb D.va
7.某同學為了研究光的色散,設計了如下實驗:在墻角放置一個盛水的容器,其中有一塊與水平面成45角放置的平面鏡M,如圖所示,一細束白光斜射向水面,經水折射向平面鏡,被平面鏡反射經水面折射后照在墻上,該同學可在墻上看到 ( )
A.上紫下紅的彩色光帶 B.上紅下紫的彩色光帶
C.外紅內紫的環(huán)狀光帶 D.一片白光
8.如圖所示,橫截面是直角三角形ABC的三棱鏡對紅光的折射率為n1,對紫光的折射率為n2。一束很細的白光由棱鏡的一個側面AB垂直射入,從另一個側面AC折射出來。已知棱鏡的頂角A=30,AC邊平行于光屏MN,且與光屏的距離為L,求在光屏上得到的可見光譜的寬度。
預習內容答案:x=(L/d) 波長 頻率 單色光 波長 反射光
亮條紋 兩次 _下方 紅色光 紫色光 小 不同 小
高二物理教案:光的顏色當堂檢測答案:
1、頻率 2、紅,紫,光的色散,折射 3、不變,變小,變小 4、紫,紅,紫,紅 5、B
課后練習與提高
1、A 2、B 3、B 4、BD 5、AD 6、AD 7、B 8、 -
高二物理教案9
一、教材分析
磁場的概念比較抽象,應對幾種常見的磁場使學生加以了解認識,學好本節(jié)內容對后面的磁場力的分析至關重要。
二、教學目標
(一)知識與技能
1.知道什么叫磁感線。
2.知道幾種常見的磁場(條形、蹄形,直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管)及磁感線分布的情況
3.會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。
4.知道安培分子電流假說,并能解釋有關現(xiàn)象
5.理解勻強磁場的概念,明確兩種情形的勻強磁場
6.理解磁通量的概念并能進行有關計算
(二)過程與方法
通過實驗和學生動手(運用安培定則)、類比的方法加深對本節(jié)基礎知識的認識。
(三)情感態(tài)度與價值觀
1.進一步培養(yǎng)學生的實驗觀察、分析的能力.
2.培養(yǎng)學生的空間想象能力.
三、教學重點難點
1.會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向.
2.正確理解磁通量的概念并能進行有關計算
四、學情分析
磁場概念比較抽象,學生對此難以理解,但前面已經學習過了電場,可采用類比的方法引導學生學習。
五、教學方法
實驗演示法,講授法
六、課前準備:
演示磁感線用的磁鐵及鐵屑,演示用幻燈片
七、課時安排:
1課時
八、教學過程:
(一)預習檢查、總結疑惑
(二)情景引入、展示目標
要點:磁感應強度B的大小和方向。
[啟發(fā)學生思考]電場可以用電場線形象地描述,磁場可以用什么來描述呢?
[學生答]磁場可以用磁感線形象地描述.----- 引入新課
(老師)類比電場線可以很好地描述電場強度的大小和方向,同樣,也可以用磁感線來描述磁感應強度的大小和方向
(三)合作探究、精講點播
【板書】1.磁感線
(1)磁感線的定義
在磁場中畫出一些曲線,使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度的方向一致,這樣的曲線叫做磁感線。
(2)特點:
A、磁感線是閉合曲線,磁鐵外部的磁感線是從北極出來,回到磁鐵的南極,內部是從南極到北極.
B、每條磁感線都是閉合曲線,任意兩條磁感線不相交。
C、磁感線上每一點的切線方向都表示該點的磁場方向。
D、磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小
【演示】用鐵屑模擬磁感線的形狀,加深對磁感線的認識。同時與電場線加以類比。
【注意】①磁場中并沒有磁感線客觀存在,而是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而假想的。
②區(qū)別電場線和磁感線的不同之處:電場線是不閉合的,而磁感線則是閉合曲線。
2.幾種常見的磁場
【演示】
、儆描F屑模擬磁感線的演示實驗,使學生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)各自的磁感線的分布情況(磁感線的走向及疏密分布)。
、谟猛队捌鹨徽故:條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)。
(1)條形、蹄形磁鐵,同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況
(2)電流的磁場與安培定則
①直線電流周圍的磁場
在引導學生分析歸納的基礎上得出
a直線電流周圍的磁感線:是一些以導線上各點為圓心的.同心圓,這些同心圓都在跟導線垂直的平面上.
b直線電流的方向和磁感線方向之間的關系可用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定:用右手握住導線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向.
、诃h(huán)形電流的磁場
a環(huán)形電流磁場的磁感線:是一些圍繞環(huán)形導線的閉合曲線,在環(huán)形導線的中心軸線上,磁感線和環(huán)形導線的平面垂直。
[教師引導學生得]
b環(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定:讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導線中心軸線上磁感線的方向.
、弁娐菥管的磁場.
a通電螺線管磁場的磁感線:和條形磁鐵外部的磁感線相似,一端相當于南極,一端相當于北極;內部的磁感線和螺線管的軸線平行,方向由南極指向北極,并和外部的磁感線連接,形成一些環(huán)繞電流的閉合曲線(圖5)
b通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關系,也可用安培定則來判定:用右手握住螺線管,讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致,則大拇指所指的方向就是螺線管的北極(螺線管內部磁感線的方向).
、垭娏鞔艌(和天然磁鐵相比)的特點:磁場的有無可由通斷電來控制;磁場的極性可以由電流方向變換;磁場的強弱可由電流的大小來控制。
【說明】由于后面的安培力、洛倫茲力、電磁感應與磁感應強度密切相關,幾種常見磁場的磁感線的分布是一個非;镜膬热,不掌握好,對后面的學習有很大影響。
3.安培分子電流假說
(1)安培分子電流假說
對分子電流,結合環(huán)形電流產生的磁場的知識及安培定則,以便學生更容易理解它的兩側相當于兩個磁極,這句話;并應強調這兩個磁極跟分子電流不可分割的聯(lián)系在一起,以便使他們了解磁極為什么不能以單獨的N極或S極存在的道理。
(2)安培假說能夠解釋的一些問題
可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機做好磁化和退磁的演示實驗,加深學生的印象。舉生活中的例子說明,比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。
【說明】假說,是用來說明某種現(xiàn)象但未經實踐證實的命題。在物理定律和理論的建立過程中,假說,常常起著很重要的作用,它是在一定的觀察、實驗的基礎上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實驗的啟發(fā)下,經過思維發(fā)展而產生出來的。
(3)磁現(xiàn)象的電本質:磁鐵和電流的磁場本質上都是運動電荷產生的.
4.勻強磁場
(1)勻強磁場:如果磁場的某一區(qū)域里,磁感應強度的大小和方向處處相同,這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場。勻強磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。
(2)兩種情形的勻強磁場:即距離很近的兩個異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場;相隔一定距離的兩個平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時,其中間區(qū)域的磁場P87圖3.3-7,圖3.3-8。
5.磁通量
(1)定義: 磁感應強度B與線圈面積S的乘積,叫穿過這個面的磁通量(是重要的基本概念)。
(2)表達式:=BS
【注意】①對于磁通量的計算要注意條件,即B是勻強磁場或可視為勻強磁場的磁感應強度,S是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。
②磁通量是標量,但有正、負之分,可舉特例說明。
(3)單位:韋伯,簡稱韋,符號Wb 1Wb = 1Tm2
(4)磁感應強度的另一種定義(磁通密度):即B =/S
上式表示磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量,并且用Wb/m2做單位(磁感應強度的另一種單位)。所以:1T = 1 Wb/m2 = 1N/Am
(三)小結:對本節(jié)各知識點做簡要的小結。
(四)反思總結、當堂檢測
1.如圖所示,放在通電螺線管內部中間處的小磁針,靜止時N極指向右.試判定電源的正負極.
解析:小磁針N極的指向即為該處的磁場方向,所以在螺線管內部磁感線方向由ab,根據安培定則可判定電流由c端流出,由d端流入,故c端為電源的正極,d端為負極.
注意:不要錯誤地認為螺線管b端吸引小磁針的N極,從而判定b端相當于條形磁鐵的南極,關鍵是要分清螺線管內、外部磁感線的分布.
2.如圖所示,當線圈中通以電流時,小磁針的北極指向讀者.學生確定電流方向.
答案:電流方向為逆時針方向.
(五)發(fā)導學案、布置作業(yè)
九、板書設計
磁感線:人為畫出,可形象描述磁場
幾種常見的磁場:安培定則:讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導線軸線上磁感線的方向。
勻強磁場:磁場中各處電場強度大小相等方向相同。其磁感線是一些間隔均勻的平行直線。
磁通量:B與S的乘積,單位是韋伯,也叫磁通密度。
十、教學反思
本節(jié)內容與本章第一節(jié)內容聯(lián)系較大可先復習第一節(jié)知識后進入新課的學習,并在學習過程中加入對應習題。注重演示如演示磁感線用的磁鐵及鐵屑,演示用幻燈片等使學生具有形象感。
高二物理教案10
第1節(jié)《劃時代的發(fā)現(xiàn)》
一、教材分析
《劃時代的發(fā)現(xiàn)》是人教版高中物理3-4第四章第一節(jié),本節(jié)是讓學生體會科學家的思考、研究時的迷失與最后成功,本節(jié)是過程與方法、情感、態(tài)度與價值觀教育的難得素材
二、教學目標
1.知識與技能
(1)知道奧斯特實驗、電磁感應現(xiàn)象,
(2)了解電生磁和磁生電的發(fā)現(xiàn)過程,
(3)知道電磁感應和感應電流的定義。
2.過程與方法
(1)通過閱讀使學生掌握自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉化的;
(2)通過學習了解科學家們在探究過程中的失敗和貢獻,從中學習科學探究的方法和思想。
(3)領悟科學探究中提出問題、觀察實驗、分析論證、歸納總結等要素在研究物理問題時的重要性
3.情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過學習閱讀培養(yǎng)學生正確的探究自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神;
(2)領會科學家對自然現(xiàn)象、自然規(guī)律的某些猜想在科學發(fā)現(xiàn)中的重要性。
(3)以科學家不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志激勵自己。
三、教學重點難點
重點:探索電磁感應現(xiàn)象的歷史背景;
難點:體會人類探究自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神
四、學情分析
我們的學生屬于平行分班,沒有實驗班,學生已有的知識和實驗水平有差距。本節(jié)課學生認識到探索電磁感應現(xiàn)象的歷史背景是關鍵。
五、教學方法
1.講授法:講授科學家的艱辛
2. 實驗法:學生自己體會奧斯特實驗
3.學案導學:見后面的學案。
4.新授課教學基本環(huán)節(jié):預習檢查、總結疑惑情境導入、展示目標合作探究、精講點撥反思總結、當堂檢測發(fā)導學案、布置預習
六、課前準備
1.學生的學習準備:預習劃時代的發(fā)現(xiàn),初步了解物理學史。分小組6臺奧斯特實驗裝置。
2.教師的教學準備:多媒體課件制作,課前預習學案,課內探究學案,課后延伸拓展學案。3.教學環(huán)境的設計和布置:分小組合作學習,分6個學習小組。
七、課時安排:1課時
八、教學過程
(一)預習檢查、總結疑惑
檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑,使教學具有了針對性。
(二)情景導入、展示目標。
(三)合作探究、精講點撥。
探究一:奧斯特夢圓電生磁------電流的磁效應
引導學生閱讀教材有關奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的內容。提出以下問題,引導學生思考并回答:
(1)是什么信念激勵奧斯特尋找電與磁的聯(lián)系的?在這之前,科學研究領域存在怎樣的歷史背景?
(2)奧斯特的研究是一帆風順的嗎?奧斯特面對失敗是怎樣做的?
(3)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的過程是怎樣的?用學過的知識如何解釋?
(4)電流磁效應的發(fā)現(xiàn)有何意義?談談自己的感受。
學生活動:結合思考題,認真閱讀教材,分成小組討論,發(fā)表自己的見解。
教師教學素材:
到18世紀末,人們開始思考不同自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系,例如:摩擦生熱表明了機械運動向熱運動轉化,而蒸汽機則實現(xiàn)了熱運動向機械運動的轉化,于是,一些獨具慧眼的哲學家如康德等提出了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉化的思想。由于受康德哲學與謝林等自然哲學家的哲學思想的影響,堅信自然力是可以相互轉化的,長期探索電與磁之間的聯(lián)系。1803年奧斯特指出:物理學將不再是關于運動、熱、空氣、光、電、磁以及我們所知道的各種現(xiàn)象的零散的羅列,我們將把整個宇宙納在一個體系中。在此思想的指導下,1820年4月奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流對磁針的作用,即電流的磁效應。同年7月21日奧斯特又以
《關于磁針上電沖突作用的實驗》為題發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。這篇短短的論文使歐洲物理學界產生了極大震動,導致了大批實驗成果的出現(xiàn),由此開辟了物理學的新領域──電磁學。1820年因電流磁效應這一杰出發(fā)現(xiàn)獲英國皇家學會科普利獎章。1829年起任哥本哈根工學院院長。
探究二:法拉第心系磁生電------電磁感應現(xiàn)象
引導學生閱讀教材有關法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應的內容。提出以下問題,引導學生思考并回答:
(1)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應引發(fā)了怎樣的哲學思考?法拉第持怎樣的觀點?
(2)法拉第的研究是一帆風順的嗎?法拉第面對失敗是怎樣做的?
(3)法拉第做了大量實驗都是以失敗告終,失敗的原因是什么?
(4)法拉第經歷了多次失敗后,終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象,他發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的具體的過程是怎樣的?之后他又做了大量的實驗都取得了成功,他認為成功的秘訣是什么?
(5)從法拉第探索電磁感應現(xiàn)象的歷程中,你學到了什么?談談自己的體會。
學生活動:結合思考題,認真閱讀教材,分成小組討論,發(fā)表自己的見解。
教師教學素材:
1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應,受到科學界的關注,促進了科學的發(fā)展。1821年英國《哲學年鑒》的主編約請戴維撰寫一篇文章,評述奧斯特發(fā)現(xiàn)以來電磁學實驗的理論發(fā)展概況。戴維把這一工作交給了法拉第。法拉第在收集資料的過程中,對電磁現(xiàn)象的研究產生了極大的熱情,并開始轉向電磁學的研究。他仔細地分析了電流的磁效應等現(xiàn)象,認為既然電流能產生磁,磁能否產生電呢?1822年他在日記中寫下了自己的思想:磁能轉化成電。
他在這方面進行了系統(tǒng)的研究。起初,他試圖用強磁鐵靠近閉合導線或用強電流使另一閉合導線中產生電流,做了大量的實驗,都失敗了。經過歷時十年的失敗、再試驗,直到1831年8月29日才取得成功。他接連又做了幾十個這類實驗。1831年11月24日的論文中,他把產生感應電流的情況概括成五類:變化著的電流;變化著的磁場;運動的恒定電流;運動的磁場;在磁場中運動的導體。他指出:感應電流與原電流的變化有關,而不是與原電流本身有關。他將這一現(xiàn)象與導體上的靜電感應類比,把它取名為電磁感應,產生的電流叫做感應電流。為了解釋電磁感應現(xiàn)象,法拉第曾提出過電張力的概念。后來在考慮了電磁感應的各種情況后,認為可以把感應電流的產生歸因于導體切割磁力線。在電磁感應現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)二十年后,直到1851年才得出了電磁感應定律。經過大量實驗后,他終于實現(xiàn)了磁生電的夙愿,宣告了電氣時代的到來。
作為19世紀偉大實驗物理學家的法拉第。他并不滿足于現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),還力求探索現(xiàn)象后面隱藏著的本質;他既十分重視實驗研究,又格外重視理論思維的作用。1832年3月12日他寫給皇家學會一封信,信封上寫有現(xiàn)在應當收藏在皇家學會檔案館里的一些新觀點。那時的法拉第已經孕育著電磁波的存在以及光是一種電磁振動的杰出思想,盡管還帶有一定的模糊性。為解釋電磁感應現(xiàn)象,他提出電致緊張態(tài)與磁力線等新概念,同時對當時盛行的超距作用說產生了強烈的懷疑:一個物體可以穿過真空超距地作用于另一個物體,不要任何一種東西的中間參與,就把作用和力從一個物體傳遞到另一個物體,這種說法對我來說,尤其荒謬。凡是在哲學方面有思考能力的人,決不會陷人這種謬論之中。他開始向長期盤踞在物理學陣地的超距說宣戰(zhàn)。與此同時,他還向另一種形而上學觀點──流體說進行挑戰(zhàn)。1833年,他總結了前人與自己的大量研究成果,證實當時所知摩擦電、伏打電、電磁感應電、溫差電和動物電等五種不同來源的電的同一性。他力圖解釋電流的本質,導致他研究電流通過酸、堿、鹽溶液,結果在1833~1834年發(fā)現(xiàn)電解定律,開創(chuàng)了電化學這一新的學科領域。他所創(chuàng)造的大量術語沿用至今。電解定律除本身的意義外,也是電的分立性的重要論據。
1837年他發(fā)現(xiàn)電介質對靜電過程的影響,提出了以近距鄰接作用為基礎的靜電感應理論。不久以后,他又發(fā)現(xiàn)了抗磁性。在這些研究工作的基礎上,他形成了電和磁作用通過中間介質、從一個物體傳到另一個物體的思想。于是,介質成了場的場所,場這個概念正是來源于法拉第。正如愛因斯坦所說,引入場的概念,是法拉第的最富有獨創(chuàng)性的思想,是牛頓以來最重要的發(fā)現(xiàn)。牛頓及其他學者的空間,被視作物體與電荷的容器;而法拉第的空間,是現(xiàn)象的容器,它參與了現(xiàn)象。所以說法拉第是電磁場學說的創(chuàng)始人。他的深邃的物理思想,強烈地吸引了年輕的麥克斯韋。麥克斯韋認為,法拉第的電磁場理論比當時流行的超距作用電動力學更為合理,他正是抱著用嚴格的物理語言來表述法拉第理論的決心闖入電磁學領域的。
法拉第堅信:物質的力借以表現(xiàn)出的各種形式,都有一個共同的起源,這一思想指導著法拉第探尋光與電磁之間的聯(lián)系。1822年,他曾使光沿電流方向通過電解波,試圖發(fā)現(xiàn)偏振面的變化,沒有成功。這種思想是如此強烈,執(zhí)著的追求使他終于在1845年發(fā)現(xiàn)強磁場使偏振光的偏振面發(fā)生旋轉。他的晚年,盡管健康狀況惡化,仍從事廣泛的研究。他曾分析研究電纜中電報信號遲滯的原因,研制照明燈與航標燈。他的成就來源于勤奮,他的主要著作《日記》由16041則匯編而成;《電學實驗研究》有3362節(jié)之多。
他生活簡樸,不尚華貴,以致有人到皇家學院實驗室作實驗時錯把他當作守門的老頭。1857年,皇家學會學術委員會一致決議聘請他擔任皇家學會會長。對這一榮譽職務他再三拒絕。他說:我是一個普通人。如果我接受皇家學會希望加在我身上的榮譽,那么我就不能保證自己的誠實和正直,連一年也保證不了。同樣的理由,他謝絕了皇家學院的院長職務。當英王室準備授予他爵士稱號時,他多次婉言謝絕說:法拉第出身平民,不想變成貴族。他的好友J.Tyndall對此作了很好的解釋:在他的眼中看去,宮廷的華麗,和布來屯(Brighton)高原上面的雷雨比較起來,算得什么;皇家的一切器具,和落日比較起來,又算得什么?其所以說雷雨和落日,是因為這些現(xiàn)象在他的心里,都可以挑起一種狂喜。在他這種人的心胸中,那些世俗的榮華快樂,當然沒有價值了。一方面可以得到十五萬鎊的財產,一方面是完全沒有報酬的學問,要在這兩者之間去選擇一種。他卻選定了第二種,遂窮困以終。這就是這位鐵匠的兒子、訂書匠學徒的鄭重選擇。1867年8月25日逝世,墓碑上照他的遺愿只刻有他的名字和出生年月。
后世的人們,選擇了法拉作為電容的國際單位,以紀念這位物理學大師。
科拉頓的失敗
1820年,奧斯特的磁效應發(fā)表后,在科學界引起極大反響,科學家想既然電能生磁,反過來磁也能生電?梢哉f,想實現(xiàn)磁生電是當時許多科學家的'愿望,例如,安培、科拉頓等人都曾為之努力過,但是都失敗了。在這個問題上,最遺憾的莫過于科拉頓。
1825年,科拉頓做了這樣一個實驗,他將一個磁鐵插入連有靈敏電流計的螺旋線圈,來觀察在線圈中是否有電流產生。但是在實驗時,科拉頓為了排除磁鐵移動時對靈敏電流計的影響,他通過很長的導線把接在螺旋線圈上的靈敏電流計放到另一間房里他想,反正產生的電流應該是穩(wěn)定的(當時科學界都認為利用磁場產生的電應該是穩(wěn)定的),插入磁鐵后,如果有電流,跑到另一間房里觀察也來得及就這樣,科拉頓開始了實驗。然而,無論他跑得多快,他看到的電流計指針都是指在0刻度的位置。
科拉頓失敗了?评D的這個失敗,是一個什么樣的失敗呢?后人有各種各樣的議論。
有人說這是一次成功的失敗。因為科拉頓的實驗裝置設計得完全正確,如果磁鐵磁性足夠強,導線電阻不大,電流計十分靈敏,那么在科拉頓將磁鐵插入螺旋線圈時,電流計的指針確實是擺動了的。也就是說,電磁感應的實驗是成功了,只不過科拉頓沒有看見,他跑得還是太慢,連電流計指針往回擺也沒看見,有人說,這是一次遺憾的失敗。因為科拉頓如果有個助手在另外那間房里,或者科拉頓就把電流計放在同一間房里看得見的地方,那么成功的桂冠肯定是屬于科拉頓的。
有人說,這是一次真正的失敗。因為科拉頓沒能轉變思想,沒有從穩(wěn)態(tài)的猜想轉變到暫態(tài)的考慮上來,所以他想不到請個助手幫一下忙、或者把電流計拿到同一間房里來。事實也正是如此,法拉第總結了別人和他自己以前失敗的教訓,他決定不再固守穩(wěn)態(tài)的猜想,終于在1831年8月,觀察到了電磁感應現(xiàn)象?评D只能留下永遠的遺憾。
例1:發(fā)電的基本原理是電磁感應。發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是(C)
A.安培 B.赫茲 C.法拉第 D.麥克斯韋
例2:發(fā)現(xiàn)電流磁效應現(xiàn)象的科學家是__奧斯特__,發(fā)現(xiàn)通電導線在磁場中受力規(guī)律的科學家是_安培_,發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是_法拉第_,發(fā)現(xiàn)電荷間相互作用力規(guī)律的的科學家是_庫侖_。
例3:下列現(xiàn)象中屬于電磁感應現(xiàn)象的是(B)
A.磁場對電流產生力的作用 B.變化的磁場使閉合電路中產生電流
C.插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化 D.電流周圍產生磁場
(四)反思總結,當堂檢測。
教師組織學生反思總結本節(jié)課的主要內容,并進行當堂檢測。
設計意圖:引導學生認識探索電磁感應現(xiàn)象的歷史背景并體會人類探究自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神。
(五)發(fā)導學案、布置預習。
在下一節(jié)課我們一起來學習探究電磁感應的條件。這節(jié)課后大家可以先預習這一部分,著重分析科學家是如何設計實驗,如何得出恰當?shù)慕Y論的。并完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。
設計意圖:布置下節(jié)課的預習作業(yè),并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓練。
九、板書設計
一、奧斯特夢圓電生磁------電流的磁效應
二、法拉第心系磁生電------電磁感應現(xiàn)象
十、教學反思
學生對于課外知識很感興趣,有些同學有一定的知識基礎,也能提出一些有建設性的問題,激發(fā)了他們學物理的興趣。通過這節(jié)課的學習我了解到,學生對物理學的發(fā)展非常感興趣,所以在以后的教學中我們應該多介紹一些這樣的知識,來豐富學生的知識面,擴寬學生的視野。
在后面的教學過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課,爭取設計的更科學,更有利于學生的學習,也希望大家提出寶貴意見,共同完善,共同進步!
高二物理教案11
教學目標
知識目標
(1)通過演示實驗認識加速度與質量和和合外力的定量關系;
。2)會用準確的文字敘述牛頓第二定律并掌握其數(shù)學表達式;
。3)通過加速度與質量和和合外力的定量關系,深刻理解力是產生加速度的原因這一規(guī)律;
。4)認識加速度方向與合外力方向間的矢量關系,認識加速度與和外力間的瞬時對應關系;
。5)能初步運用運動學和牛頓第二定律的知識解決有關動力學問題.
能力目標
通過演示實驗及數(shù)據處理,培養(yǎng)學生觀察、分析、歸納總結的能力;通過實際問題的處理,培養(yǎng)良好的書面表達能力.
情感目標
培養(yǎng)認真的科學態(tài)度,嚴謹、有序的思維習慣.
教學建議
教材分析
1、通過演示實驗,利用控制變量的方法研究力、質量和加速度三者間的關系:在質量不變的前題下,討論力和加速度的關系;在力不變的前題下,討論質量和加速度的關系.
2、利用實驗結論總結出牛頓第二定律:規(guī)定了合適的力的單位后,牛頓第二定律的表達式從比例式變?yōu)榈仁剑?/p>
3、進一步討論牛頓第二定律的確切含義:公式中的表示的是物體所受的合外力,而不是其中某一個或某幾個力;公式中的和均為矢量,且二者方向始終相同,所以牛頓第二定律具有矢量性;物體在某時刻的加速度由合外力決定,加速度將隨著合外力的變化而變化,這就是牛頓第二定律的瞬時性.
教法建議
1、要確保做好演示實驗,在實驗中要注意交代清楚兩件事:只有在砝碼質量遠遠小于小車質量的前題下,小車所受的拉力才近似地認為等于砝碼的重力(根據學生的實際情況決定是否證明);實驗中使用了替代法,即通過比較小車的位移來反映小車加速度的大小.
2、通過典型例題讓學生理解牛頓第二定律的確切含義.
3、讓學生利用學過的重力加速度和牛頓第二定律,讓學生重新認識出中所給公式.
教學設計示例
教學重點:牛頓第二定律
教學難點:對牛頓第二定律的理解
示例:
一、加速度、力和質量的關系
介紹研究方法(控制變量法):先研究在質量不變的前題下,討論力和加速度的關系;再研究在力不變的前題下,討論質量和加速度的關系.介紹實驗裝置及實驗條件的保證:在砝碼質量遠遠小于小車質量的條件下,小車所受的拉力才近似地認為等于砝碼的重力.介紹數(shù)據處理方法(替代法):根據公式可知,在相同時間內,物體產生加速度之比等于位移之比.
以上內容可根據學生情況,讓學生充分參與討論.本節(jié)書涉及到的演示實驗也可利用氣墊導軌和計算機,變?yōu)槎繉嶒灒?/p>
1、加速度和力的關系
做演示實驗并得出結論:小車質量相同時,小車產生的加速度與作用在小車上的力成正比,即,且方向與方向相同.
2、加速度和質量的關系
做演示實驗并得出結論:在相同的力F的作用下,小車產生的加速度與小車的質量成正比,即.
二、牛頓第二運動定律(加速度定律)
1、實驗結論:物體的加速度根作用力成正比,跟物體的質量成反比.加速度方向跟引起這個加速度的力的方向相同.即,或.
2、力的單位的規(guī)定:若規(guī)定:使質量為1kg的物體產生1m/s2加速度的力叫1N.則公式中的=1.(這一點學生不易理解)
3、牛頓第二定律:
物體的加速度根作用力成正比,跟物體的質量成反比.加速度方向跟引起這個加速度的力的方向相同.
數(shù)學表達式為:.或
4、對牛頓第二定律的理解:
。1)公式中的`是指物體所受的合外力.
舉例:物體在水平拉力作用下在水平面上加速運動,使物體產生加速度的合外力是物體
所受4個力的合力,即拉力和摩擦力的合力.(在桌面上推粉筆盒)
。2)矢量性:公式中的和均為矢量,且二者方向始終相同.由此在處理問題時,由合外力的方向可以確定加速度方向;反之,由加速度方向可以找到合外力的方向.
。3)瞬時性:物體在某時刻的加速度由合外力決定,加速度將隨著合外力的變化而變化.
舉例:靜止物體啟動時,速度為零,但合外力不為零,所以物體具有加速度.
汽車在平直馬路上行駛,其加速度由牽引力和摩擦力的合力提供;當剎車時,牽引力突然消失,則汽車此時的加速度僅由摩擦力提供.可以看出前后兩種情況合外力方向相反,對應車的加速度方向也相反.
。4)力和運動關系小結:
物體所受的合外力決定物體產生的加速度:
當物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相同——→物體做勻加速直線運動
當物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相反——→物體做勻減速直線運動
以上小結教師要帶著學生進行,同時可以讓學生考慮是否還有其它情況,應滿足什么條件.
探究活動
題目:驗證牛頓第二定律
組織:2-3人小組
方式:開放實驗室,學生實驗.
評價:鍛煉學生的實驗設計和操作能力.
高二物理教案12
教學目標
(一)知識與技能
1.知道兩種電荷及其相互作用.知道點電荷量的概念.
2.了解靜電現(xiàn)象及其產生原因;知道原子結構,掌握電荷守恒定律
3.知道什么是元電荷.
4.掌握庫侖定律,要求知道知道點電荷模型,知道靜電力常量,會用庫侖定律的公式進行有關的計算.
(二)過程與方法
2、通過對原子核式結構的學習使學生明確摩擦起電和感應起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的電荷分開.但對一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和不變。
3、類比質點理解點電荷,通過實驗探究庫侖定律并能靈活運用
。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價值觀
通過對本節(jié)的學習培養(yǎng)學生從微觀的角度認識物體帶電的本質,認識理想化是研究自然科學常用的方法,培養(yǎng)科學素養(yǎng),認識類比的方法在現(xiàn)實生活中有廣泛的應用
重點:電荷守恒定律,庫侖定律和庫侖力
難點:利用電荷守恒定律分析解決相關問題摩擦起電和感應起電的相關問題,庫侖定律的理解與應用。
教具:絲綢,玻璃棒,毛皮,硬橡膠棒,絕緣金屬球,靜電感應導體,通草球,多媒體課件
教學過程:
第1節(jié)電荷庫侖定律(第1課時)
。ㄒ唬┮胄抡n:
多媒體展示:閃電撕裂天空,雷霆震撼著大地。
師:在這驚心動魄的自然現(xiàn)象背后,蘊藏著許多物理原理,吸引了不少科學家進行探究。在科學史上,從最早發(fā)現(xiàn)電現(xiàn)象,到認識閃電本質,經歷了漫長的歲月,一些人還為此付出過慘痛的代價。下面請同學們認真閱讀果本第2頁“接引雷電下九天”這一節(jié),了解我們人類對閃電的研究歷史,并完成下述填空:
電閃雷鳴是自然界常見的現(xiàn)象,蒙昧時期的人們認為那是“天神之火”,是天神對罪惡的懲罰,直到1752年,偉大的科學家___________冒著生命危險在美國費城進行了著名的風箏實驗,把天電引了下來,發(fā)現(xiàn)天電和摩擦產生的電是一樣的,才使人類擺脫了對雷電現(xiàn)象的迷信。
師強調:以美國科學家的富蘭克林為代表的一些科學家冒著生命危險去捕捉閃電,證實了閃電與實驗室中的電是相同的。
雷電是怎樣形成的?(大氣中冷暖氣流上下急劇翻滾,相互摩擦,云層就會積聚電荷,當電荷積累到一定程度,瞬間發(fā)生大規(guī)模的放電,就產生了雷電)物體帶電是怎么回事?電荷有哪些特性?電荷間的相互作用遵從什么規(guī)律?人類應該怎樣利用這些規(guī)律?這些問題正是本章要探究并做出解答的。
師:本節(jié)課我們重點研究了解幾種靜電現(xiàn)象及其產生原因,電荷守恒定律
(二)新課教學
復習初中知識:
師:根據初中自然的學習,用摩擦的方法可使物體帶電,請舉例說明。
生:用摩擦的方法。如:用絲綢摩擦過的玻璃棒,玻璃棒帶正電;用毛皮摩擦過的硬橡膠棒,橡膠棒帶負電。
演示實驗1:先用玻璃棒、橡膠棒靠近碎紙屑,看有什么現(xiàn)象?然后用綢子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡膠棒,再靠近碎紙屑看有什么現(xiàn)象?讓學生分析兩次實驗現(xiàn)象的異同;并分析原因。
教師總結:摩擦過的物體性質有了變化,帶電了或者說帶了電荷。帶電后,能吸引輕小物體,而且?guī)щ娫蕉,吸引力就越大,能夠吸引輕小物體,我們說此時物體帶了電。而用摩擦的方法使物體帶電就叫做摩擦起電。
人類從很早就認識了摩擦起電的現(xiàn)象,例如公元1世紀,我國學者王充在《論衡》一書中就寫下了“頓牟掇芥”一語,指的是用玳琩的殼吸引輕小物體。
后來人們認識到摩擦后的物體所帶的電荷有兩種:用絲綢摩擦過的`玻璃棒的所帶的電荷是一種,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是另一種。同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
一、電荷:
1①把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷.②把用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負電荷.
2
3、電荷量:C
“做一做”驗電器與靜電計
為了判斷物體是否帶電以及所帶電荷的種類和多少,從18世紀起,人們經常使用一種叫驗電器的簡單裝置:玻璃瓶內有兩片金屬箔,用金屬絲掛在一條導體棒的下端,棒的上端通過瓶塞從瓶口伸出(圖甲)。如果把金屬箔換成指針,并用金屬做外殼,這樣的驗電器又叫靜電計(圖乙)
問:是否只有當帶電體與導體棒的上端直接接觸時,金屬箔片才開始張開?解釋看到的現(xiàn)象?
1、摩擦起電
摩擦起電的原因:不同物質的原子核束縛電子的能力不同.特別是離核較遠的電子受到的束縛較小。當兩個物體互相摩擦時,一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉移到另一個物體。實質:電子的轉移.結果:兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷.得到電子:帶負電;失去電子:帶正電問:摩擦起電有沒有創(chuàng)造了電荷?
生:沒有,摩擦起電是帶電粒子(如電子)從一個物體轉移到另一個物體。師:很多物質都會由于摩擦而帶電,是否還存在其它的使物體起電的方式?在學習新的起電方式之前,我們先來學習金屬導體模型。
金屬導體模型也是一個物理模型P3(動畫演示)
自由電子:脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動。
帶正電的離子:失去電子的原子,都在自己的平衡位置上振動而不移動。
2、感應起電
【演示】取一對用絕緣柱支持的導體A和B,使它們
彼此接觸。起初它們不帶電,帖在下部的金屬箔是閉合的。
①把帶正電荷的球C移近彼此接觸的異體A,B(參見
課本圖1.1-1).金屬箔有什么變化?
實驗現(xiàn)象:可以看到A,B上的金屬箔都張開了,表
示A,B都帶上了電荷.提出靜電感應概念:
。1)靜電感應:把電荷移近不帶電的導體,可以使導體帶電的現(xiàn)象。
規(guī)律:近端感應異種電荷,遠端感應同種電荷(2)利用靜電感應使物體帶電,叫做感應起電.
。3)提出問題:靜電感應的原因?
帶領學生分析物質的微觀分子結構,分析起電的本質原因:把帶電的球C移近金屬導體A和B時,由于同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷,遠離帶電體的一端帶同號電荷。如上面的這個演示實驗中,導體A和B帶上了等量的異種電荷.
【演示】
②如果先把C移走,金屬箔又有什么變化?實驗現(xiàn)象:A和B上的金屬箔就會閉合.
、廴绻劝袮和B分開,然后移開C,金屬箔又有什么變化?
實驗現(xiàn)象:可以看到金屬箔仍張開,表明A和B仍帶有電荷;
、苋绻僮孉和B接觸,金屬箔又有什么變化?
實驗現(xiàn)象:金屬箔就會閉合,表明他們就不再帶電.這說明A和B分開后所帶的是異種等量的電荷,重新接觸后等量異種電荷發(fā)生中和.
問:感應起電有沒有創(chuàng)造了電荷?
生:沒有。感應起電而是使物體中的正負電荷分開,是電荷從物體的一部分轉移到另一部分。感應起電也不是創(chuàng)造了電荷。
師:無論是哪種起電方式,其本質都是將正、負電荷分開,使電荷發(fā)生轉移,并不是創(chuàng)造電荷.
得出電荷守恒定律.三、電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個物體轉移到另一個物體,或者從物體的一部分轉移到另一部分.
師:電荷守恒定律是物理學中重要的基本定律之一。四、元電荷
師:迄今為止,科學家實驗發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是電子所帶的電荷量。質子、正電子所帶的電荷量與它相同,但符號相反。人們把這個最小的電荷量叫做元電荷。元電荷:電子所帶的電荷量,用e表示。e=1.60×10-19C注意:迄今為止,發(fā)現(xiàn)所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數(shù)倍。就是說,電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。
。ㄈ┬〗Y
高二物理教案13
本文題目:高二物理教案:互感與自感
課前預習學案
一、預習目標
1.知道什么是互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象。
2.知道自感現(xiàn)象的利與弊及對它們的利用和防止。
二、預習內容
(一)自感現(xiàn)象
1、自感電動勢總要阻礙導體中 ,當導體中的電流在增大時,自感電動勢與原電流方向 ,當導體中的電流在減小時,自感電動勢與電流方向 。注意:阻礙不是阻止,電流還是在變化的。
2、線圈的自感系數(shù)與線圈的 、 、 等因素有關。線圈越粗、越長、匝數(shù)越密,它的自感系數(shù)就越 。除此之外,線圈加入鐵芯后,其自感系數(shù)就會 。
3、自感系數(shù)的單位: ,有1mH = H,1H = H。
4、感電動勢的大。号c線圈中的電流強度的變化率成正比。★
(二)自感現(xiàn)象的應用
1、有利應用:a、日光燈的鎮(zhèn)流器;b、電磁波的發(fā)射。
2、有害避免:a、拉閘產生的電弧;b、雙線繞法制造精密電阻。
3、日光燈原理(學生閱讀課本)
(1)日光燈構造:
(2)日光燈工作原理:
(三)互感現(xiàn)象、互感器
1、互感現(xiàn)象現(xiàn)象應用了 原理。
2、互感器有 , 。
課內探究學案
一、學習目標
1.知道什么是互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象。
2.知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量,知道它的單位及其大小的決定因素。
3.知道自感現(xiàn)象的利與弊及對它們的利用和防止。
4.能夠通過電磁感應部分知識分析通電、斷電自感現(xiàn)象的原因及磁場的能量轉化問題。
二、學習過程
(一)復習舊課,引入新課
1、引起電磁感應現(xiàn)象的最重要的條件是什么?
2、楞次定律的內容是什么?
(二)新課學習
1、互感現(xiàn)象
問題1:在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導線連接,當一個線圈中的電流變化時,在另一個線圈中為什么會產生感應電動勢呢?
2、自感現(xiàn)象
問題2:當電路自身的電流發(fā)生變化時,會不會產生感應電動勢呢?
[實驗1]演示通電自感現(xiàn)象。
畫出電路圖(如圖所示),A1、A2是規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵S,調節(jié)變阻器R,使A1、A2亮度相同,再調節(jié)R1,使兩燈正常發(fā)光,然后斷開開關S。重新閉合S,觀察到什么現(xiàn)象?(實驗反復幾次)
現(xiàn)象:
問題3:為什么A1比A2亮得晚一些?試用所學知識(楞次定律)加以分析說明。
[實驗2]演示斷電自感。
畫出電路圖(如圖所示)接通電路,待燈泡A正常發(fā)光。然后斷開電路,觀察到什么現(xiàn)象?
現(xiàn)象:
問題4:為什么A燈不立刻熄滅?
3.自感系數(shù)
問題5:自感電動勢的大小決定于哪些因素呢?請同學們閱讀教材內容。然后用自己的語言加以概括,并回答有關問題。
問題6:自感電動勢的大小決定于哪些因素?
4.磁場的能量
問題7:在斷電自感的實驗中,為什么開關斷開后,燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間?甚至會比原來更亮?試從能量的'角度加以討論。
學生分組討論:
師生共同得出結論:
(三)實例探究
自感現(xiàn)象的分析與判斷
【例1】如圖所示,電路甲、乙中,電阻R和自感線圈L的電阻值都很小,接通S,使電路達到穩(wěn)定,燈泡D發(fā)光。則 ( )
A.在電路甲中,斷開S,D將逐漸變暗
B.在電路甲中,斷開S,D將先變得更亮,然后漸漸變暗
C.在電路乙中,斷開S,D將漸漸變暗
D.在電路乙中,斷開S,D將變得更亮,然后漸漸變暗
【例2】如圖所示,自感線圈的自感系數(shù)很大,電阻為零。電鍵K原來是合上的,在K斷開后,分析:
(1)若R1R2,燈泡的亮度怎樣變化?
(2)若R1
(四)反思總結:
(五)當堂檢測
1、無線電技術的發(fā)展,極大地方便了人們的生活.在無線電技術中常有這樣的要求:一個線圈中電流變化時對另一個線圈中的電流影響最小,如圖所示,兩個線圈安裝位置最符合該要求的是( )
A.① B.② C.③ D.④
2、如圖所示電路,線圈L電阻不計,則 ( )
A、S閉合瞬間,A板帶正電,B板帶負電
B、S保持閉合,A板帶正電,B板帶負電
C、S斷開瞬間,B板帶正電,A板帶負電
D、由于線圈電阻不計,電容被短路,上述三種情況電容器兩板都不帶電
3、在下圖電壓互感器的接線圖中,接線正確的是( )
高二物理教案:互感與自感答案:1.D 2.D 3.B
課后練習與提高
1.下列關于自感現(xiàn)象的說法中,正確的是 ( )
A.自感現(xiàn)象是由于導體本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象
B.線圈中自感電動勢的方向總與引起自感的原電流的方向相反
C.線圈中自感電動勢的大小與穿過線圈的磁通量變化的快慢有關
D.加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大
2.關于線圈的自感系數(shù),下面說法正確的是 ( )
A.線圈的自感系數(shù)越大,自感電動勢一定越大
B.線圈中電流等于零時,自感系數(shù)也等于零
C.線圈中電流變化越快,自感系數(shù)越大
D.線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無鐵芯決定
3.如圖所示,L為一個自感系數(shù)大的自感線圈,開關閉合后,小燈能正常發(fā)光,那么閉合開關和斷開開關的瞬間,能觀察到的現(xiàn)象分別是 ( )
A.小燈逐漸變亮,小燈立即熄滅
B.小燈立即亮,小燈立即熄滅
C.小燈逐漸變亮,小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅
D.小燈立即亮,小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅
4.如圖所示是一演示實驗的電路圖。圖中L是一帶鐵芯的線圈,A是一燈泡。起初,開關處于閉合狀態(tài),電路是接通的。現(xiàn)將開關斷開,則在開關斷開的瞬間,通過燈泡A的電流方向是從_____端經燈泡到_____端.這個實驗是用來演示_____現(xiàn)象的。
5.如圖所示的電路中,燈泡A1、A2的規(guī)格完全相同,自感線圈L的電阻可以忽略,下列說法中正確的是 ( )
A.當接通電路時,A2先亮,A1后亮,最后A2比A1亮
B.當接通電路時,A1和A2始終一樣亮
C.當斷開電路時,A1和A2都過一會兒熄滅
D.當斷開電路時,A2立即熄滅,A1過一會兒熄滅
6.如圖所示電路中,A1、A2是兩只相同的電流表,電感線
圈L的直流電阻與電阻R阻值相等.下面判斷正確的是 ( )
A.開關S接通的瞬間,電流表A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)
B.開關S接通的瞬間,電流表A1的讀數(shù)小于A2的讀數(shù)
C.開關S接通電路穩(wěn)定后再斷開的瞬間,電流表A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)
D.開關S接通電路穩(wěn)定后再斷開的瞬間,電流表A1數(shù)等于A2的讀數(shù)
7.如圖所示,L是電感足夠大的線圈,其直流電阻可忽略不計,D1和D2是兩個相同的燈泡,若將電鍵S閉合,等燈泡亮度穩(wěn)定后,再斷開電鍵S,則 ( )
A.電鍵S閉合時,燈泡D1、D2同時亮,然后D1會變暗直到不亮,D2更亮
B.電鍵S閉合時,燈泡D1很亮,D2逐漸變亮,最后一樣亮
C.電鍵S斷開時,燈泡D2隨之熄滅,而D1會亮一下后才熄滅
D.電鍵S斷開時,燈泡D1隨之熄滅,而D2會更亮后一下才熄滅
高二物理教案:互感與自感答案:1.ACD 2.D 3.A 4.b a 5.C 6.BD 7.AC
高二物理教案14
本節(jié)教材分析:
波的干涉是波的一種特殊的疊加現(xiàn)象,所以對波的疊加現(xiàn)象的理解是認識波的干涉現(xiàn)象的基礎。教材首先講了波的疊加現(xiàn)象,即兩列波相遇而發(fā)生疊加時,對某一質點而言,它每一時刻振動的總位移,都等于該時刻兩列波在該質點引起的位移的矢量和。
在學生理解波的疊加的基礎上,再進一步說明在特殊情況下,即當兩列波的頻率相同時,疊加的結果就會出現(xiàn)穩(wěn)定的特殊圖樣,即某些點兩列波引起的振動始終加強,某些點兩列波引起的振動始終減弱,并且加強點與減弱點相互間隔,這就是干涉現(xiàn)象。
由于對干涉現(xiàn)象的理解,需要一定的空間想象力圖,可借助圖片、計算機模擬,盡可能使學生形象、直觀地理解干涉現(xiàn)象。
教學目標:
1。知道波的疊加原理。
2。知道什么是波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣。
3。知道干涉現(xiàn)象也是波特有的現(xiàn)象。
教學重點:波的疊加原理和波的干涉現(xiàn)象。
教學難點:波的干涉中加強點和減弱點的位移和振幅的區(qū)別。
教學方法:實驗法、電教法、訓練法。
教學用具:實物投影儀、CAI課件、波的干涉實驗儀。
教學過程
一、引入
1。什么叫波的衍射?
2。產生明顯的衍射的條件是什么?
學生答:波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫做波的衍射。
只有縫、孔的寬度和障礙物的尺寸跟波長相差不多,或者比波長更小時,才能產生明顯的衍射現(xiàn)象。
教師:波的衍射研究的是一個波源發(fā)出波的情況,那么兩列或兩列以上的波在同一介質中傳播,又會發(fā)生什么情況呢?
二、新課教學
。ㄒ唬┎ǖ寞B加原理
[設問]把兩塊石子在不同的地方投入池塘的水中,就有兩列波在水面上傳播,兩列波相遇時,會不會像兩個小球相碰時那樣,都改變原來的運動狀態(tài)呢?
[演示]取一根長繩,兩位同學在這根水平長繩的兩端分別向上抖動一下,學生觀察現(xiàn)象。
[學生敘述現(xiàn)象]
現(xiàn)象一:抖動一下后,看到有兩個凸起狀態(tài)在繩上相向傳播。
現(xiàn)象二:兩列波相遇后,彼此穿過,繼續(xù)傳播,波的形狀和傳播的情形跟相遇前一樣。
[教師總結]兩列波相遇后,每列波都像相遇前一樣,保持各自原來的波形,繼續(xù)向前傳播,這是波的獨立傳播特性。
[多媒體模擬繩波相遇前和相遇后的波形]
[教師]剛才,通過實驗,我們知道了兩列波在相遇前后,它們都保持各自的運動狀態(tài),彼此都沒有受到影響,那么在兩列波相遇的區(qū)域里情況又如何呢?
[多媒體模擬繩波相遇區(qū)的情況]
[教師總結]在兩列波重疊的區(qū)域里,任何一個質點同時參與兩個振動,其振動位移等于這兩列波分別引起的位移的矢量和。當兩列波在同一直線上振動時,這兩種位移的矢量和簡化為代數(shù)和,這叫做波的疊加原理。
[強化訓練]兩列振動方向相同和振動方向相反的波疊加,振幅如何變化?振動加強還是減弱?
學生討論后得到:兩列振動方向相同的波疊加,振動加強,振幅增大;兩列振動方向相反的波疊加,振動減弱,振幅減小。
(二)波的干涉
[實物投影演示]把兩根金屬絲固定在同一個振動片上,當振動片振動時,兩根金屬絲周期性地觸動水面,形成兩個波源,觀察在兩列波相遇重疊的區(qū)域里出現(xiàn)的現(xiàn)象。
[教師說明]由于這兩列波是由同一個振動片引起的,所以這兩個波源的振動頻率和振動步調相同。
[學生敘述現(xiàn)象]在振動的水面上,出現(xiàn)了一條條從兩個波源中間伸展出來的相對平靜的區(qū)域和激烈振動的區(qū)域,這兩種區(qū)域在水面上的位置是固定的,而且相互隔開。
兩列頻率相同的水波相遇,會出現(xiàn)振動加強和振動減弱相互間隔的現(xiàn)象,形成穩(wěn)定的干涉圖樣。
干涉;頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的`振動加強、某些區(qū)域的振動減弱,并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔,這種現(xiàn)象叫波的干涉。
在干涉現(xiàn)象中形成的圖樣叫干涉圖樣。由于兩列波的頻率相同,振動加強處總是加強,振動減弱處總是減弱,所以出現(xiàn)了穩(wěn)定的干涉圖樣。
[用多媒體展示課本水波的干涉圖樣及波的干涉的示意圖]
[教師]為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
結合課本圖10—30進行分析:?
對于圖中的a點:?
設波源S1、S2在質點a引起的振幅分別為A1和A2,以圖中a點波峰與波峰相遇時刻計時,波源S1、S2分別引起a質點的振動圖象如圖甲、乙所示,當兩列波重疊后,質點a同時參與兩個振動,合振動圖象如圖丙所示:
從圖中可看出:對于a點,在t=0時是兩列波的波峰和波峰相遇,經過半個周期,就變成波谷和波谷相遇,也就是說:在a點,兩列波引起的振幅都等于兩列波的振幅之和,即a點始終是振動加強點。
說明的幾個問題:
1。從波源S1、S2發(fā)出的兩列波傳到振動加強的點a振動步調是一致的,引起質點a的振動方向是一致的,振幅為A1+A2。
2。振動加強的質點a并不是始終處于波峰或波谷,它仍然在平衡位置附近振動,只是振幅最大,等于兩列波的振幅之和。
3。振動加強的條件:波峰與波峰或波谷與波谷相遇點是振動加強點。加強點與兩個波源的距離差:△r=r2—r1=k (k=0,1,2,3)
那么,振動減弱的點又是如何形成的呢?
以波源S1、S2分別將波峰、波谷傳給減弱點b時刻開始計時,波源S1、S2分別引起質點b振動的圖象如圖甲、乙所示,當兩列波重疊后,質點a同時參與兩個振動,合振動圖象如圖丙所示:
在b點是兩列波的波峰和波谷相遇,經過半個周期,就變成波谷和波峰相遇,在這一點兩列波引起的合振動始終是減弱的,質點振動的振幅等于兩列波的振幅之差。?
說明的幾個問題:?
1。從波源S1、S2發(fā)出的兩列波傳到b點時引b的振動方向相反,振幅為|A1—A2|。
2。振動減弱的質點b并不是一定不振動,只是振幅最小,等于兩列波的振幅之差。
3。振動減弱的條件:波峰與波谷相遇點是振動加強點。減弱點與兩個波源的距離差:△r=r2—r1=(2k+1)/2 (k=0,1,2,3)
[強化訓練]
1。從一條弦線的兩端,各發(fā)生一如圖甲所示的橫脈沖,它們均沿弦線傳播,速度相等,傳播方向相反,在它們傳播的過程中,可能出現(xiàn)的脈沖波形是圖乙中的(ABD)
2。如上圖中s1和s2是兩個相干波源,以s1和s2為圓心的兩組同心圓弧分別表示在同一時刻兩列波的波峰和波谷,實線表示波峰,虛線表示波谷,a、b、c三點中,振動加強的點是 ,振動減弱的點是 ,再過 周期,振動加強的點是 ,振動減弱的點是 。
(三)產生波的干涉的條件
[對比投影演示實驗]
實驗一:在投影儀上放一個發(fā)波水槽,用同一振動片帶動兩個振針振動,觀察產生的現(xiàn)象。
實驗二:在投影儀上放一個發(fā)波水槽,用二個振針分別激起兩列水波,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。?
[學生敘述現(xiàn)象]
現(xiàn)象一:看到了穩(wěn)定的干涉圖樣(實驗一)
現(xiàn)象二:實驗二中,得到的干涉圖樣是不穩(wěn)定的。
產生干涉的條件:兩列波的頻率相同。
說明:
1。干涉現(xiàn)象中那些總是振動加強的點或振動減弱的點是建立在兩個波源產生的頻率相同的前提條件下。
2。如果兩列頻率不同的波相疊加,得到的圖樣是不穩(wěn)定的;而波的干涉是指波疊加中的一個特例,即產生穩(wěn)定的疊加圖樣。
3。聲波的干涉。
4。一切波都能發(fā)生干涉,干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象。
[強化訓練]
關于兩列波的穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,下列說法正確的是(BD)
A。任意兩列波都能產生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象
B。發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的兩列波,它們的頻率一定相同
C。在振動減弱的區(qū)域,各質點都處于波谷
D。在振動加強的區(qū)域,有時質點的位移等于零
兩列波疊加產生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象是有條件的,不是任意兩列波都能產生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的,兩列波疊加產生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的一個必要條件是兩列波的頻率相同,所以選項A是錯誤的而選項B是正確的;在振動減弱的區(qū)域里,只是兩列波引起質點的振動始終是減弱的,質點振動的振幅等于兩列波的振幅之差,如果兩列波的振幅相同,質點振動的振幅就等于零,也不可能各質點都處于波谷,所以選項C是錯誤的。在振動加強的區(qū)域里,兩列波引起質點的振動始終是加強的,質點振動的最激烈,振動的振幅等于兩列波的振幅之和,但這些點始終是振動著的,因而有時質點的位移等于零,所以選項D是正確的。所以本題應選B、D。
強調:不論是振動加強點還是振動減弱點,位移仍隨時間做周期性變化。
三、小結
1。什么是波的獨立性?什么是波的疊加原理?
2。什么是波的干涉?產生穩(wěn)定干涉的條件是什么?
四、板書設計
五、1。課本P18?第3題?2。課本 P18的做一做:觀察聲音的干涉現(xiàn)象。?
高二物理教案15
知識與技能:
1.理解點電荷的概念。
2.通過對演示實驗的觀察和思去向不明,概括出兩個點電荷之間的作用規(guī)律。掌握庫侖定律。
過程與方法:
1.觀察演示實驗,培養(yǎng)學生觀察、總結的能力。
2.通過點電荷模型的建立,了解理想模型方法,把復雜問題簡單化的途徑,知道從現(xiàn)實生活的情景中如何提取有效信息,達到忽略次要矛盾,抓住主要矛盾,直指問題核心的目標。
情景引入
為了測定水分子是極性分子還是非極性分子,可做如下實驗:在酸性滴定管中注入適當蒸餾水,打開活塞,讓水慢慢如線狀流下,把用絲綢摩擦過的玻璃棒接近水流,發(fā)現(xiàn)水流向靠近玻璃棒的方向偏轉,這證明水分子是極性分子,聰明的同學,根據上述素材,你想知道是如何證明水分子是極性分子嗎?
(同性相斥,異性相吸),帶正電的一端遠離玻璃棒。而水分子兩極的電荷量相等,這就使帶正電的玻璃棒對水分子顯負電的一端的引力大于對水分子顯正電的一端的斥力,因此水分子所受的合力指向玻璃棒,故水流向靠近玻璃棒方向偏轉.
問題探究
點電荷
走進生活
驗電器的上部是球形的金屬導體,中央金屬箔是指針式的形狀,電荷分布與帶電體的形狀有關,與萬有引力相似,帶電體間的相互作用力與帶電體的形狀和大小有關。為了研究的方便,在應用萬有引力定律時,我們引入了質點的概念,利用萬有引力定律就能求出兩質點間的萬有引力大小,如果帶電體也能等效成電荷全部集中在一個幾何點上,研究帶電體間的相互作用力也會變得相對簡單;仡檶W過的質點概念,你能建立起點電荷的概念嗎?
自主探究
1.點電荷
(1)點電荷是實際帶電體的一種理想化的模型。
(2)一個帶電體能否看作點電荷主要看其形狀和大小對所研究的問題影響大不大,如果屬于無關或次要因素時,或者說,它本身的.大小比起它到其他帶電體的距離小得多,即可把帶電體看作點電荷。
(3)對于帶電體能否被看作點電荷,一定要具體問題具體分析,即使對同一帶電體,在有些情況下可以看作質點,而在有些情況下又不能被看作質點.
2.理想化的模型到簡化,這是一種重要的科學研究方法。
1.對點電荷概念的解讀:
(1)點電荷是一個忽略大小和形狀的幾何點,電荷的全部質量全部集中在這個幾何點上。
(2)事實上,任何帶電體都有大小和形狀,真正的點電荷是不存在的,它是一個理想化模型。
(3)如果帶電體本身的幾何線度比起它們之間的距離小得多,帶電體的形狀、大小和電荷分布對帶電體之間的相互作用的影響可以忽略不計,在此情況下,我們可以把帶電體抽象成點電荷,可以理解為帶電的質點。
2.對點電荷的應用:
有一種特殊情況,均勻帶電的球體或均勻帶電的球面,帶電體本身的幾何線度可能并不比它們之間的距離小很多,但帶電體電荷分布具有對稱性,對外所表現(xiàn)的電特性跟一個等效于球心的點電荷的電特性相同,所以均勻帶電的球體或均勻帶電的球面都可以等效為一個球心處的點電荷,就是通常所說的帶電小球。
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