高二物理教案通用15篇
作為一名教職工,有必要進行細致的教案準備工作,教案有助于順利而有效地開展教學活動。教案應該怎么寫呢?下面是小編幫大家整理的高二物理教案,歡迎大家分享。
高二物理教案1
學習目標:
1、知道是狀態(tài)參量,什么是平衡態(tài)
2、理解熱平衡的概念及熱平衡定律,體會生活中的熱平衡現(xiàn)象。了解熱力學溫度的應用
3、理解溫度的意義
4、知道常見溫度計的構造,會使用常見的溫度計
5、掌握溫度的定義,知道什么是溫標、熱力學溫標,以及熱力學溫度的表示。理解攝氏溫度與熱力學溫度的轉換關系。
重點難點: 熱平衡定律又叫熱力學第零定律是本節(jié)的重點
學習方法: 自主學習,合作完成、教師點撥
學習過程:
【導讀與導思】仔細反復研讀教材初步掌握本節(jié)內(nèi)容,完成下列任務
1、狀態(tài)參量:在研究系統(tǒng)的各種性質(包括幾何性質、力學性質、熱學性質、電磁性質等等)時需要用到一些物理量,例如,用體積描述它的幾何性質,用壓強描述力學性質,用溫度描述熱學性質,等等。這些 ,叫做系統(tǒng)的狀態(tài)參量。
2、平衡態(tài)與非平衡態(tài) (可以舉例說明什么是平衡態(tài)與非平衡態(tài))
【補充說明】
①在外界影響下,系統(tǒng)也可以處于一種宏觀性質不隨時間變化的狀態(tài),但這不是平衡態(tài)。比如:一根長鐵絲,一端插入1000C的沸水中,另一端放在00C恒溫源中,經(jīng)過足夠長時間,溫度隨鐵絲有一定的分布,而且不隨時間變化,這種狀態(tài)不是平衡態(tài),只是一種穩(wěn)定狀態(tài),因為存在外界的影響,當撤去外界影響,系統(tǒng)各部分的狀態(tài)參量就會變化。
、跓崃W系統(tǒng)的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡,組成系統(tǒng)的分子仍在做無規(guī)則運動,只是分子運動的平均效果不隨時間變化,表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質不隨時間變化。而力學中的平衡是指物體的運動狀態(tài)處于靜止或勻速直線運動
、燮胶鈶B(tài)是一種理想情況,因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的.。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時,由于漲落,仍可能發(fā)生偏離平衡狀態(tài)的微小變化。
3、兩個系統(tǒng)達到了熱平衡是指
【說明】熱平衡概念不僅適用于相互作用的系統(tǒng),也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。因此可以說,只要兩個系統(tǒng)在接觸時他們的狀態(tài)不發(fā)生變化,我們就說這兩個系統(tǒng)原來是
4、熱平衡定律又叫 ,其內(nèi)容表述為:
5、溫度的概念:
6、決定一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量是 ;一切達到熱平衡的物體都具有相同的 。實驗室常用溫度計的原理是:
例如:在一個絕熱的系統(tǒng)中,有一塊燒燙的鐵塊,還有一些較冷的沙土。使兩者接觸,鐵塊會慢慢變冷,沙土會慢慢變熱,后來她們變得一樣“熱”了,就不再變了。這種“冷熱程度相同”就是他們的“共同性質”。這個“共同性質”的物理量即為 。
7、溫度計與溫標:用來測溫的儀器, 第一個制造了溫度計后,溫度就不再是一個主觀感覺,而形成了一個客觀的物理量。到目前,形形色色的溫度計已經(jīng)應用在各種場合。如果要想定量地描述溫度,就必須有一套方法,這套方法就是 。也就是說,為了表示出溫度的數(shù)值,對溫度零點、分度方法所做的規(guī)定,就是溫標。
【補充說明】生活中常見的溫標有攝氏溫標、華氏溫標等。不同的溫標都包含三個要素:第一,選擇某種具有測溫屬性的測溫物質;第二,了解測溫物質隨溫度變化的函數(shù)關系;第三,確定溫度零點和分度方法。
8、熱力學溫標表示的溫度叫做 ,它是國際單位制中七個基本物理量之一,用符號
表示,單位是 ,符號是 。攝氏溫度與熱力學溫度的關系是
【典例1】關于熱力學溫標的正確說法是( )
A、熱力學溫標是一種更為科學的溫標.
B、熱力學溫標的零度為—273.150C。叫絕對零度.
C、氣體溫度趨近于絕對零度時期體積為零
D、在絕對零度附近氣體已經(jīng)液化.
【導練1】以下說法正確的是( )
A、絕對零度永遠達不到. B、現(xiàn)代技術可以達到絕對零度
C、物體的絕對零度是—273K D、物體的絕對零度是—273.150C.
【典例2】關于熱力學溫度下列說法正確的是( )
A、-330C=240.15K.B、溫度變化10C,也就是溫度變化1K.
C、攝氏溫度與熱力學溫度都可能取負值D、溫度由t0C升至2t0C,對應的熱力學溫度升高了273.15K+t
【導練2】關于熱力學溫標和攝氏溫標,下列說法正確的是( )
A、熱力學溫標中每1K與攝氏溫標中每10C大小相等.
B、熱力學溫標中升高1K大于攝氏溫度升高10C
C、熱力學溫標中升高1K等于攝氏溫度升高10C.
D、某物體攝氏溫度100C,即熱力學溫度10K
【典例3】“在測定某金屬塊的比熱容時,先把質量已知的金屬塊放在沸水中加熱,經(jīng)過一段時間后把它迅速放進質量、溫度均已知的水中,并用溫度計測量水的溫度,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)就可以計算出金屬塊的比熱容”。以上敘述中,哪個地方涉及了“平衡態(tài)”和“熱平衡”的概念
【點撥】金屬塊在沸水中加熱一段時間后,二者就達到了“熱平衡”,此時的沸水和金屬塊就處于“平衡態(tài)”;將金屬塊放入質量、溫度已知的水之前,金屬塊和水處于各自的“平衡態(tài)”,當放入金屬塊后水溫不再上升時,金屬塊和水均處于“熱平衡”,此時溫度計的讀數(shù)就是水和金屬塊的共同溫度。
高二物理教案2
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(chǎn)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(chǎn)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
(一)波的疊加原理
[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。
。ǘ┎ǖ母缮
[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(jīng)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(jīng)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 。
。ㄈ┊a(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象是有條件的,不是任意兩列波都能產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的,兩列波疊加產(chǎn)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(chǎn)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3
教學過程
復習引入
1.內(nèi)能:物體內(nèi)所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能.
2.動能:由于分子在不停地做著無規(guī)則熱運動而具有的動能.它與物體的溫度有關(溫度是分子平均動能的標志).
3.勢能:分子間存在相互作用力,分子間具有由它們的相對位置決定的勢能,這就是分子勢能.它和物體的體積有關.
4.內(nèi)能:與物體的溫度和體積有關.
根據(jù)討論結果,小結:通常情況下,對固體或液體,由于體積變化不明顯,主要是通過溫度的變化來判斷內(nèi)能是否改變.
新課教學
1.提出問題2.問題討論
問:如何改變物體的內(nèi)能呢?(可以改變物體的溫度或體積.)
問:物體內(nèi)能的變化可以通過什么表現(xiàn)出來呢?或者說怎樣判斷一個物體(如一杯水、一塊鐵塊)的內(nèi)能是否改變呢?
把準備好的鋼絲拿出來,想辦法讓你手中的鋼絲的內(nèi)能增加。
2.尋找解決問題的辦法
討論:有的想到"摩擦",有的想到"折",有的想到"敲打",有的想到用"鋼鋸鋸",有的想到"燒",有的想到"曬",有的想到"烤",有的想到"燙"、"冰"等等.一邊想辦法,一邊體驗內(nèi)能是不是已經(jīng)增加了.(把"摩擦"、"折"、"敲打"、"鋸"寫在一起,把"燒"、"曬"、"烤"、"燙"、"凍"或者"冰"寫在一起.
3.知識的提練
問:比較一下,本質上有什么相同或不同點.(閱讀課本38~39頁倒數(shù)第四段.)剛才所想到的辦法,它們之間有何不同?能不能把這些辦法分分類?
答:可以分為做功和熱傳遞兩類。其中,"摩擦"、"折"、"敲打"、"鋸"是屬于做功,"燒"、"曬"、"烤"、"燙"、"冰"屬于熱傳遞.
演示課本38頁的實驗.(慢慢地壓縮看能不能使棉花燃燒起來.)
問:剛才兩次實驗,為什么會出現(xiàn)結果的不同?
答:動作快,時間短,氣體沒有來得及與外界進行熱交換,其溫度會突然升高,至乙醚的著火點,它便燃燒起來.而動作慢時,時間較長,氣體與外界有較長的時間進行熱交換,它的溫度就不會升高太多,達不到乙醚的著火點,則不燃燒.
閱讀課本39頁實驗,分析氣體對外做功的'情況.
問:同學們還能不能從生活中找出一些通過做功改變物體內(nèi)能的例子呢?
答:柴油機工作中的壓縮沖程;給自行車打氣時,氣筒壁會發(fā)熱;鋸木頭,鋸條會很燙;冬天,手冷時,兩手互相搓一搓;古人鉆木取火等等.
再來體驗一下,熱傳遞改變內(nèi)能的情況.給大家一段細鐵棒和酒精燈,演示.
學生上臺做實驗.把用熱傳遞改變內(nèi)能的方法和體會告訴其他同學.
引導學生從生活中再找出一些通過熱傳遞改變內(nèi)能的例子.
板書:改變物體內(nèi)能的物理過程有兩種:做功和熱傳遞.
4.新知識的深入探討
內(nèi)能改變的量度
師:如何量度物體內(nèi)能的改變多少呢?請大家?guī)е鴨栴}閱讀課本39頁5、6兩段,然后歸納出來.
高二物理教案4
知識與技能
1、理解磁通量和磁通密度的意義
2、能判斷磁通的變化情況
過程與方法
1、能過親自動手、觀察實驗,理解"無論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生"的道理
2、知道在電磁感應現(xiàn)象中能量守恒定律依然適用
3、會利用"產(chǎn)生條件"判定感應電流能否產(chǎn)生
情感態(tài)度與價值觀
4、培養(yǎng)學生動手觀察實驗的能力,分析問題,解決問題的能力
5、培養(yǎng)學生實事求是的科學精神、堅持不懈地探究新理論的精神
使學生認識"從個性中發(fā)現(xiàn)共性,再從共性中理解個性,從現(xiàn)象認識本質以及事物有普遍聯(lián)系的辨證唯物主義觀點
教學重點
如何判斷磁通量有無變化
教學難點及難點突破
通過能量守恒、能量轉化之間的關系理解磁能量的概念
教學方法
邊實驗邊講解
教學用具
演示用的電流表,蹄形磁鐵、條形磁鐵、鐵架臺、線圈、螺線管、渭動變阻器、電鍵、電源、導線
教學過程
教師活動預設學生活動預計課堂情況隨筆
引入:在漫長的人類歷史長河中,隨著科學技術的發(fā)展進步,重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明相繼問世,極大地解放了生產(chǎn)力,推動了人類社會的發(fā)展,尤其是我們剛剛跨過的20世紀,更是科學技術飛速發(fā)展的時期,經(jīng)濟建議離不開能源,最好的能源就是電能,人類的生產(chǎn)生少,經(jīng)濟建設各方面都離不開電能,飲水思源,我們不能忘記為人類利用電能做出卓越貢獻的科學家電法拉第
法拉第在奧斯特于1820年發(fā)現(xiàn)電流的磁效應后,開始投入到磁生電的探索中,經(jīng)過十處堅持不懈地努力,1831年終于發(fā)現(xiàn)了磁生電的規(guī)律,開辟了人類的電氣化時代
本節(jié)我們學習電磁感應現(xiàn)象的基本知識
回顧已有知識:
描述磁場大小和方向的物理量是什么?
一個磁感應強度為B的勻強磁場放置,則穿過這個面的磁感線的條數(shù)就是確定的.我們把B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量.
(1)定義:面積為S,垂直勻強磁場B放置,則B與S的乘積,叫做穿過這個面的磁通量,用Ф表示.
(2)公式:Ф=B·S
(3)單位:韋伯(Wb)1Wb=1T·1m2=1V·s
(4)物理意義:磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù).對于同一個平面,當它跟磁場方向垂直時,磁場越強,穿過它的磁感線條數(shù)越多,磁通量就越大.當它跟磁場方向平行時,沒有磁感線穿過它,則磁通量為零.
注意:當平面跟磁場方向不垂直時,穿過該平面的磁通量等于B與它在磁場垂直方向上的投影面積的乘積.即Ф=B·Ssinθ,(θ為平面與磁場方向之間的夾角)(如圖所示)
引導:觀察電磁感應現(xiàn)象,分析產(chǎn)生感電流的條件
過渡:閉合電路的一部分導體切割磁感線時,穿過電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化.如果導體和磁場不發(fā)生相對運動,而讓穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化,會不會在電路中產(chǎn)生電流呢?
在觀察實驗現(xiàn)象的基礎上,引導學生分析上述現(xiàn)象的物理過程:因為電流所激發(fā)的磁場的磁感應強度B總是正比于電流強度I,即B∝I.電路的閉合或斷開控制了電流從無到有或從有到無的變化;變阻器是通過改變電阻來改變電流的大小的,電流的變化必將引起閉合電路磁場的變化,穿過閉合電路的磁感線條數(shù)的變化--磁通量發(fā)生變化,閉合電路中產(chǎn)生電流.課前預習
復習初中的中切割磁感線知識,搜集法拉第的生平資料
同學回答:磁感應強度
實驗1:
導體不動;
導體向上、向下運動;
導體向左或向右運動.
引導學生觀察實驗并進行概括.
歸納:閉合電路的一部分導體做切割磁感線的運動時,電路中就有電流產(chǎn)生.
用計算機模擬"切割磁感線"的運動.(看課件產(chǎn)生條件部分)
理解"導體做切割磁感線運動"的'含義:切割磁感線的運動,就是導體運動速度的方向和磁感線方向不平行.
問:導體不動,磁場動,會不會在電路中產(chǎn)生電流呢?
實驗2:
用計算機模擬"條形磁鐵插入、拔出螺線管.(看課件產(chǎn)生條件部分)
注意:條形磁鐵插入、拔出時,彎曲的磁感線被切割,電路中有感應電流.
引導學生觀察實驗并進行概括:無論是導體運動,還是磁場運動,只要導體和磁場之間發(fā)生切割磁感線的相對運動,閉合電路中就有電流產(chǎn)生.
教師活動預設學生活動預計課堂情況隨筆
用計算機模擬電路中S斷開、閉合,滑動變阻器滑動時,穿過閉合電路磁場變化情況:(看課件產(chǎn)生條件部分)
不論是導體做切割磁感線的運動,還是磁場發(fā)生變化,實質上都是引起穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.
3.電磁感應現(xiàn)象中能量的轉化
師生一起分析:電磁感應的本質是其他形式的能量和電能的轉化過程。
(三)課堂小結
產(chǎn)生感應電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.這里關鍵要注意"閉合"與"變化"兩詞.就是說在閉合電路中有磁通量穿過但不變化,即使磁場很強,磁通量很大,也不會產(chǎn)生感應電流.當然電路不閉合,電流也不可能產(chǎn)生.
(四)布置作業(yè)
1.閱讀194頁閱讀材料.
2.將練習一(1)、(2)做在作業(yè)上.
3.課下完成其他題目.
綜上所述,總結出:
1.不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生.這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應,產(chǎn)生的電流叫感應電流.
2.產(chǎn)生感應電流的條件.
(1)電路必須閉合;
(2)磁通量發(fā)生變化.
引導學生分析磁通量發(fā)生變化的因素:
由Ф=B·Ssinθ可知:當
①磁感應強度B發(fā)生變化;
、诰圈的面積S發(fā)生變化;
③磁感應強度B與面積S之間的夾角θ發(fā)生變化.這三種情況都可以引起磁通量發(fā)生變化.
舉例
(1)閉合電路的一部分導體切割磁感線:
(2)磁場不變,閉合電路的面積變化:
(3)線圈面積不變,線圈在不均勻磁場中運動;
(4)線圈面積不變,磁場不斷變化:
結論:不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應,產(chǎn)生的電流叫做感應電流。
作業(yè)情況反饋
學生對整個線圈在勻強中運動時是否有感應電流的判斷題目出錯率比較高,說明學生對感應電流的產(chǎn)生條件____磁通量變化,還不十分理解.
教育教學反思及后記
磁通量部分原想讓同學通過自學掌握磁通量的概念,而講解重點放在磁通量變化大,可是二(4)班的學生課堂自學習慣不好,所以對整個課堂的教學影響較大,有幾個關鍵點還沒完全講透,就到了下課時間了。
高二物理教案5
教學目標
(一)知識目標
1、知道電流的產(chǎn)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(jù)實驗,分析、歸納物理規(guī)律的.能力.
。ㄈ┣楦心繕
通過電流產(chǎn)生的歷史材料的介紹,使學生了解知識規(guī)律的形成要經(jīng)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(jù)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(jù),加強學生對圖象的認識,進一步學會如何運用圖象來解題.有條件的學校可以采用“分組實驗—數(shù)據(jù)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(chǎn)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(chǎn)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:
、倜枋瞿滁c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(chǎn)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(jù)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:
、貱處于平衡狀態(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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)生的電場場強,都與相對應的一小段產(chǎn)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(chǎn)生的場強就成為了整個圓環(huán)產(chǎn)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(chǎn)生的電場的場強為零;帶負電的一小段在圓心處產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)生的場強大小是___________N/C,方向是___________;若移開Q2,則Q1在B處產(chǎn)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(chǎn)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
一、教學任務分析
電磁感應現(xiàn)象是在初中學過的電磁現(xiàn)象和高中學過的電場、磁場的基礎上,進一步學習電與磁的關系,也為后面學習電磁波打下基礎。
以實驗創(chuàng)設情景,通過對問題的討論,引入學習電磁感應現(xiàn)象,通過學生實驗探究,找出產(chǎn)生感應電流的條件。用現(xiàn)代技術手段“DIS實驗”來測定微弱的地磁場磁通量變化產(chǎn)生的感應電流,使學生感受現(xiàn)代技術的重要作用。
通過“歷史回眸”,介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的過程,領略科學家的獻身精神,懂得學習、繼承、創(chuàng)新是科學發(fā)展的動力。
在探究感應電流產(chǎn)生的條件時,使學生感受猜想、假設、實驗、比較、歸納等科學方法,經(jīng)歷提出問題→猜想假設→設計方案→實驗驗證的科學探究過程;在學習法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的過程時,體驗科學家在探究真理過程中的獻身精神。
二、教學目標
1.知識與技能
。1)知道電磁感應現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件。
。2)理解產(chǎn)生感應電流的條件。
。3)學會用感應電流產(chǎn)生的條件解釋簡單的實際問題。
2.過程與方法
通過有關電磁感應的探究實驗,感受猜想、假設、實驗、比較、歸納等科學方法在得出感應電流產(chǎn)生的條件中的重要作用。
3.情感、態(tài)度價值觀
。1)通過觀察和動手操作實驗,體驗樂于科學探究的情感。
(2)通過介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的過程,領略科學家在探究真理過程中的獻身精神。
三、教學重點與難點
重點和難點:感應電流的產(chǎn)生條件。
四、教學資源
1、器材
。1)演示實驗:
①電源、導線、小磁針、投影儀。
、10米左右長的電線、導線、小磁針、投影儀。
(2)學生實驗:
、贄l形磁鐵、靈敏電流計、線圈。
、陟`敏電流計、原線圈、副線圈、電鍵、滑動變阻器、導線若干。
、跠IS實驗:微電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器、環(huán)形實驗線圈。
2、課件:電磁感應現(xiàn)象flash課件。
五、教學設計思路
本設計內(nèi)容包括三個方面:一是電磁感應現(xiàn)象;二是產(chǎn)生感應電流的條件;三是應用感應電流產(chǎn)生的條件解釋簡單的實際問題。
本設計的基本思路是:以實驗創(chuàng)設情景,激發(fā)學生的好奇心。通過對問題的討論,引入學習電磁感應現(xiàn)象和感應電流的概念。通過學生探究實驗,得出產(chǎn)生感應電流的條件。通過“歷史回眸”、“大家談”,介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的過程,領略科學家在探究真理過程中的獻身精神。
本設計要突出的重點和要突破難點是:感應電流的產(chǎn)生條件。方法是:以實驗和分析為基礎,根據(jù)學生在初中和前階段學習時已經(jīng)掌握的知識,應用實驗和動畫演示對實驗進行分析,理解產(chǎn)生感應電流的條件,從而突出重點,并突破難點。
本設計強調問題討論、交流討論、實驗研究、教師指導等多種教學策略的應用,重視概念、規(guī)律的形成過程以及伴隨這一過程的科學方法的教育。通過學生主動參與,培養(yǎng)其分析推理、比較判斷、歸納概括的能力,使之感受猜想、假設、實驗、比較、歸納等科學方法的重要作用;感悟科學家的探究精神,提高學習的興趣。
完成本設計的內(nèi)容約需1課時。
六、教學流程
1、教學流程圖
2、流程圖說明
情景 演示實驗1 奧斯特實驗。
演示實驗2 搖繩發(fā)電
問題:為什么導線中有電流產(chǎn)生?
活動I 自主活動 學生實驗1
設問:如何使閉合線圈中產(chǎn)生感應電流?
活動II 學生實驗2 探究感應電流產(chǎn)生的`條件。
活動III 歷史回眸 法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的過程。
課件演示 電磁感應現(xiàn)象。
活動Ⅳ DIS學生實驗 微弱磁通量變化時的感應電流。
大家談
3、教學主要環(huán)節(jié) 本設計可分為三個主要的教學環(huán)節(jié)。
第一環(huán)節(jié),通過實驗觀察與討論,得出電磁感應現(xiàn)象與感應電流。
第二環(huán)節(jié),通過學生探究實驗,得出感應電流產(chǎn)生的條件;通過 “歷史回眸”、“大家談”,了解法拉第的研究過程,領略科學家的探究精神。
第三環(huán)節(jié),通過DIS實驗,了解電磁感應現(xiàn)象在實際生活中的應用。
七、教案示例
。ㄒ唬┣榫耙:
1、觀察演示實驗,提出問題
1820年,丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)通電直導線能使小磁針發(fā)生偏轉,從而揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系。
演示實驗1 奧斯特實驗。
那么,磁能生電嗎?
演示實驗2 搖繩發(fā)電
把一根長10米左右的電線與一導線的兩端連接起來,形成一閉合回路,兩個學生迅速搖動電線,另一學生將導線放到小磁針上方,觀察小磁針是否偏轉。
問題1:為什么導線中有電流產(chǎn)生?
2、導入新課
我們可以用這節(jié)課學習的知識來回答上面的問題。
。ǘ╇姶鸥袘F(xiàn)象
自奧斯特發(fā)現(xiàn)電能生磁之后,歷史上許多科學家都在研究“磁生電”這個課題。
介紹瑞士物理學家科拉頓的研究。
自主活動:如何使閉合線圈中產(chǎn)生電流?
學生實驗1:把條形磁鐵放在線圈中,將靈敏電流計、線圈連成閉合回路,觀察靈敏電流計指針是否偏轉。
1、電磁感應現(xiàn)象
閉合回路中產(chǎn)生感應電流的現(xiàn)象,叫電磁感應現(xiàn)象。
2、感應電流
由電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的電流,叫感應電流。
介紹英國物理學家、化學家法拉第的研究。
問題2:法拉第發(fā)現(xiàn)的使磁場產(chǎn)生電流的條件究竟是什么?
(三)產(chǎn)生感應電流的條件
學生實驗2:探究感應電流產(chǎn)生的條件。
根據(jù)所給的器材:靈敏電流計、原線圈、副線圈、電鍵、滑動變阻器、導線等,設計實驗方案,使線圈中產(chǎn)生感應電流。
小組交流方案,師生共同討論產(chǎn)生感應電流的原因。
感應電流產(chǎn)生的條件:閉合回路、磁通量發(fā)生變化。
播放flash課件,進一步理解感應電流產(chǎn)生的條件。
介紹“歷史回眸”欄目中法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的過程。
。ㄋ模⿷
討論、解釋:
1、書上的示例
2、搖繩發(fā)電的原理。
DIS學生實驗:微弱磁通量變化時的感應電流。
大家談
。ㄎ澹┛偨Y(略)
(六)作業(yè)布置(略)
高二物理教案8
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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)阻為零。電壓表內(nèi)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9
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(jīng)過長期觀察研究,產(chǎn)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(jīng)過實驗檢驗。牛頓根據(jù)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(jù)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(jù)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jù)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(jù)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(nèi)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
①內(nèi)容:自然界中任何兩個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
①萬有引力F是因為相互作用的物體有質量而產(chǎn)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10
、耪n題:高二物理:第一章靜電場
、剖谡n教師:黎亭
、钦n時:2小時
⑷學生現(xiàn)狀分析:現(xiàn)物理水平為60分左右,屬于中下水平。補課安排:復習講解高二知識,抓基礎知識為切入點,后繼強化。
(5)教學內(nèi)容
高二物理上冊第一章第一節(jié)與第二節(jié)
第一節(jié)電荷及其守恒定律
本節(jié)從物質微觀結構的角度認識物體帶電的本質,使物體帶電的方法。給學生滲透看問題要透過現(xiàn)象看本質的思想。摩擦起電、兩種電荷的相互作用、電荷量的概念初中已接觸,電荷守恒定律對學生而言不難接受,在此從原子結構的基礎上做本質上分析,使學生體會對物理螺旋式學習的過程。本節(jié)關鍵是做好實驗,從微觀分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。有了使物體帶電的理解,電荷守恒定律便水到渠成,進一步鞏固高中的守恒思想。培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象看本質的科學習慣。通過閱讀材料,展示物理學發(fā)展中充滿睿智和靈氣的科學思維,弘揚前輩物理學家探尋真理的堅強意志和科學精神。
【教學預設】
使用幻燈片時充分利用它的高效同時,盡量保留黑板的功能始終展示本節(jié)課的知識框架。
在條件允許的情況下努力使實驗簡化,給學生傳遞這樣一個信息──善于從簡單中捕捉精彩瞬間,從日常生活中發(fā)現(xiàn)和體驗科學(閱讀材料)。
練習題設計力求有針對性、導向性、層次性。
【教學目標】
。ㄒ唬┲R與技能
知道兩種電荷及其相互作用。
知道三種使物體帶電的方法及帶電本質。
知道電荷守恒定律。
知道什么是元電荷、比荷、電荷量、靜電感應的概念。
。ǘ┻^程與方法
物理學螺旋式遞進的學習方法。
由現(xiàn)象到本質分析問題的方法。
(三)情感態(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—透過現(xiàn)象看本質。
科學家科學思維和科學精神的滲透─—課后閱讀材料。
【教學重、難點】
重點:電荷守恒定律
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。
【教學過程】
引入新課:今天開始我們進入物理學另一個豐富多彩,更有趣的殿堂,電和磁的世界。高中的電學知識大致可分為電場的電路,本章將學習靜電學,將從物質的微觀的角度認識物體帶電的本質,電荷相互作用的基本規(guī)律,以及與靜止電荷相聯(lián)系的靜電場的基本性質。
【板書】第一章靜電場
【板書】一、電荷(復習初中知識)
1.兩種電荷:正電荷和負電荷:把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷,用正數(shù)表示。把用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負電荷,用負數(shù)表示。
2.電荷及其相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
3.使物體帶電的方法:
摩擦起電──學生自學P2后解釋摩擦起電的原因,培養(yǎng)學生理解能力和語言表達能力。為電荷守恒定律做鋪墊。
演示摩擦起電,用驗電器檢驗是否帶電,讓學生分析使金屬箔片張開的原因過渡到接觸起電。
接觸起電──電荷從一個物體轉移到另一個物體上仔細觀察從靠近到接觸過程中還有哪些現(xiàn)象?──靠近未接觸時箔片張開張開意味著箔片帶電?看來還有其他方式使物體帶電?其帶電本質是什么?──設置懸念。
自學P3第二段后,回答自由電子和離子的概念及各自的運動特點。解釋觀察到的現(xiàn)象。
再演示,靠近(不接觸)后再遠離,箔片又閉合,即不帶電,有沒有辦法遠離后箔片仍帶電?
提供器材,鼓勵學生到時講臺演示。得出靜電感應和感應起電。
靜電感應和感應起電──電荷從物體的一部分轉移到另一部分。
通過對三種起電方式本質的分析,讓學生思考滿足共同的規(guī)律是什么?得出電荷守恒定律。
學生自學教材,掌握電荷守恒定律的內(nèi)容,電荷量、元電荷、比荷的概念。
【板書】
二、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。
一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變。
【板書】
三、幾個基本概念
電荷量──電荷的多少叫做電荷量。符號:Q或q單位:庫侖符號:C。
元電荷──電子所帶的電荷量,用e表示,e=1.60×10C。
注意:所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數(shù)倍。電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。最早由美國物理學家密立根測得
比荷──電荷的電荷量q與其質量m的比值q/m,符號:C/㎏。
靜電感應和感應起電──當一個帶電體靠近導體時,由于電荷間相互吸引或排斥,導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體,使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷,遠離一端帶同號電荷。這種現(xiàn)象叫做靜電感應。利用靜電感應使金屬導體帶電的過程叫做感應起電。
課堂訓練:見附件
高二物理教案11
教學目標
知識目標
1、理解磁感應強度B的定義及單位.
2、知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應強度的大小.
3、知道什么叫勻強磁場,知道勻強磁場的磁感線的分布情況.
4、知道什么是安培力,知道電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力為零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受安培力的大。
5、會用左手定則熟練地判定安培力的方向.
能力目標
1、通過演示磁場對電流作用的實驗,培養(yǎng)學生總結歸納物理規(guī)律的能力.
2、通過學習左手定則,理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關系,培養(yǎng)學生空間想象能力.
情感目標
通過對安培定則的學習,使得學生了解科學的發(fā)現(xiàn)不僅需要勤奮的努力,還需要嚴謹細密的科學態(tài)度.
教學建議
教材分析
關于安培力這一重要的內(nèi)容,需要強調:
1、安培力的使用條件:磁場均勻,電流方向與磁場方向垂直。
2、電流方向與磁場方向平行時,安培力具有最小值。電流方向與磁場方向垂直時,安培力具有最大值。
教法建議
由于前面我們已經(jīng)學習過電場的有關知識,講解時可以將磁場和電場進行類比,以加深學生對磁場的有關知識的理解。例如:電場和磁場相互對比,電場線與磁感線相互對比,磁感應強度與電場強度進行對比等等。
在上一節(jié)的基礎上,啟發(fā)學生回憶電場強度的定義,對比說明引入磁場強度的定義的思路是通過磁場對電流的作用力的研究得出的。為了讓學生更好的理解磁場,可以在實驗現(xiàn)象的基礎上引導學生進行討論。
教學設計方案
安培力磁感應強度
一、素質教育目標
。ㄒ唬┲R教學點
1 、理解磁感應強度B的定義及單位.
2 、知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應強度的大。
3 、知道什么叫勻強磁場,知道勻強磁場的磁感線的分布情況.
4 、知道什么是安培力,知道電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力為零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受安培力的大小
5 、會用左手定則熟練地判定安培力的方向.
。ǘ┠芰τ柧汓c
1 、通過演示磁場對電流的作用的實驗,培養(yǎng)學生利用控制變量法總結歸納物理規(guī)律的能力.
2 、通過學習左手定則,理解磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的關系,培養(yǎng)學生空間想像能力.
。ㄈ┑掠凉B透點
通過閱讀材料介紹奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應,說明科學家之所以能取得輝煌的成就,除了本身所具有的聰明才智外,刻苦勤奮地學習和工作,善于捕捉稍縱即逝的靈感更為重要,鼓勵和激發(fā)學生從現(xiàn)在開始更加發(fā)奮地學習,將來為國家做貢獻.
。ㄋ模┟烙凉B透點
通過介紹物理學家安培取得輝煌成就的原因是靠勤奮自學、刻苦鉆研的頑強意志,讓學生感受物理學家們的人格美、情操美.
二、學法引導
1 、教師通過演示實驗法直觀教學,決定安培力大小的因素,通過啟發(fā)講解,幫助學生歸納總結公式
及B的定義式.結合練習法使學生掌握左手定則使用.
2 、學生認真觀察實驗,在教師啟發(fā)的指導下總結規(guī)律,積極動手動腦理解公式,掌握左手定則的應用.
三、重點·難點·疑點及解決辦法
1 、重點
。1)理解磁場對電流的作用力大小的決定因素,掌握電流與磁場垂直時,安培力大小為:
。2)掌握左手定則.
2 、難點
對左手定則的理解.
3 、疑點
磁場方向、電流方向和安培力方向三者之間的空間關系.
4 、解決辦法
以演示實驗為突破口,直觀地引導學生掌握電流在磁場中所受安培力大小的決定因素;反復地借助實驗,來理解左手定則,建立磁場方向、電流方向和安培力方向三者關系的正確圖景.
四、課時安排
1課時
五、教具學具準備
鐵架臺、三個相同的蹄形磁鐵、電源、滑動變阻器、電鍵、導線.
六、師生互動活動設計
教師先通過實驗,學生觀察分析、討論、總結出安培力公式,再引入磁感強度B的定義式,通過講解類比電場強度,啟發(fā)學生理解公式
的意義,借助墻角(或桌角)幫助學生建立三維坐標空間,理解掌握左手定同.
七、教學步驟
。ㄒ唬┟鞔_目標
(略)
。ǘ┱w感知
本節(jié)教學是在上一節(jié)學習了磁場的概念及方向性的基礎上,進一步認識磁場的強弱性質,根據(jù)磁場力的性質用定義法定義B描述磁場的強弱,用磁感線形象地反映磁場的強弱,同時利用定義式來計算安培力的大小,再用左手定則來確定磁場方向、電流方向和安培力的方向.
。ㄈ┲攸c、難點的學習與目標完成過程
1 、磁場對電流的作用
用條形磁鐵可以在一定的距離內(nèi)吸起較小質量的鐵塊,巨大的電磁鐵卻能吸起成噸的鋼塊,表明磁場有強有弱,如何表示磁場的強弱呢?我們利用磁場對電流的作用力——安培力來研究磁場的強弱.
2 、決定安培力大小的因素有哪些?
利用演示實驗裝置,研究安培力大小與哪些因素有關
(1)與電流的大小有關.
保持導線在磁鐵中所處的位置及與磁場方向不變這兩個條件下,通過移動滑動變阻器觸頭改變導線中電流的大。
請學生觀察實驗現(xiàn)象.導線擺動的角度大小隨電流的改變而改變,電流大,擺角大;電流小,擺角。
實驗結論:垂直于磁場方向的通電直導線,受到磁場的作用力的大小眼導線中電流的大小有關,電流大,作用力大;電流小,作用力也小.
。2)與通電導線在磁場中的長度有關.
保持導線在磁鐵中所處的位置及方向不變,電流大小也不變,改變通電電流部分的長度.學生觀察實驗現(xiàn)象.導線擺動的角度大小隨通電導線長度而改變,導線長、擺角大;導線短,擺角。
實驗結論:垂直于磁場方向的.通電直導線,受到的磁場的作用力的大小限通電導線在磁場中的長度有關,導線長、作用力大;導線短,作用力。
(3)與導線在磁場中的放置方向有關.
保持電流的大小及通電導線的長度不變,改變導線與磁場方向的夾角,當夾角為0 °時,導線不動,即電流與磁場方向平行時不受安培力作用;當夾角增大到90 °的過程中,導線擺角不斷增大,即電流與磁場方向垂直時,所受安培力最大;不平行也不垂直時,安培力大小介于和最大值之間.
3 、磁感應強度
總結歸納以上實驗現(xiàn)象,用L表示通電導線長度,I表示電流,保持電流和磁場方向垂直,通電導線所受的安培力大小FIL
用B表示這一比值,有B的物理意義為:通電導線垂直置于磁場同一位置,B值保持不變;若改變通電導線的位置,B值隨之改變.表明B值的大小是由磁場本身的位置決定為.對于電流和長度相同的導線,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁場強.放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁場弱
4 、安培力的大小和方向.
根據(jù)磁感應強度的定義式,可得通電導線垂直磁場方向放置時所受的安培力大小為:
舉例計算安培力的大。
安培力的方向如何呢?還過前面的演示實驗現(xiàn)象可知,通電導線在磁場中受到的安培力方向跟導線中的電流方向、磁場方向都有關系.人們通過大量的實驗研究,總結出通電導線受安培力方向和電流方向、磁場方向存在著一個規(guī)律——左手定則.
左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直,并且跟手掌在同一個平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導線在磁場中的受力方向.
應該注意的是:若電流方向和磁場方向垂直,則磁場力的方向、電流方向、磁場方向三者互相垂直;若電流方向和磁場方向不垂直,則磁場力的方向仍垂直于電流方向,也同時垂直于磁場方向.
(四)總結、擴展
本節(jié)課我們學習了磁場對電流的作用——安培力,通過研究安培力的大小,我們定義了反映磁場強弱的物理量——磁感應強度
八、布置作業(yè)
九、 板書設計
高二物理教案12
一 教材分析
歐姆定律是電學中的基本定律,是進一步學習電學知識和分析電路的基礎,是本章的重點。本次課的邏輯性、理論性很強,重點是學生要通過自己的實驗得出歐姆定律,最關鍵的是兩個方面:一個是實驗方法,另一個就是歐姆定律。歐姆定律的含義主要是學生在實驗的過程中逐漸理解,而且定律的形式很簡單,所以是重點而不是難點。學生對實驗方法的掌握既是重點也是難點,這個實驗難度比較大,主要在實驗的設計、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實驗的難度比較大,學生出現(xiàn)錯誤的可能性也比較大,所以實驗的評估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導和協(xié)助,所以這次課采用啟發(fā)式綜合教學法。
二教學目標
知識與技能
、偈箤W生會同時使用電壓表和電流表測量一段導體兩端的電壓和其中的電流。
②通過實驗認識電流、電壓和電阻的關系。
、蹠^察、收集實驗中的'數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析。
過程與方法
、俑鶕(jù)已有的知識猜測未知的知識。
②經(jīng)歷歐姆定律的發(fā)現(xiàn)過程并掌握實驗的思路、方法。
③能對自己的實驗結果進行評估,找到成功和失敗的原因。
情感、態(tài)度與價值觀
、僮寣W生用聯(lián)系的觀點看待周圍的事物并能設計實驗方案證實自己的猜測。
、谂囵B(yǎng)學生大膽猜想,小心求證,形成嚴謹?shù)目茖W精神。
三教學重點與難點
重點:掌握實驗方法;理解歐姆定律。
難點:設計實驗過程;實驗數(shù)據(jù)的分析;實驗結果的評估。
四學情分析
在技能方面是練習用電壓表測電壓,在知識方面是研究串、并聯(lián)電路中的電壓關系。這是一節(jié)探索性實驗課,讓學生自主實驗、觀察記錄,自行分析,歸納總結得出結論。學生對探索性實驗有濃厚的興趣,這種方式能激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維活動有利于提高認知能力和實驗能力,但由于學生的探究能力尚不夠成熟,引導培養(yǎng)學生探究能力是本節(jié)課的難點
五教學方法
啟發(fā)式綜合教學法。
六課前準備
教具:投影儀、投影片。
學具:電源、開關、導線、定值電阻(5、10)、滑動變阻器、電壓表和電流表。
七課時安排 一課時
八教學過程
教師活動 學生活動 說明
(一)預習檢查、總結疑惑
、傥覀儗W過的電學部分的物理量有哪些?
、谒麄冎g有聯(lián)系嗎?
、垡欢螌w兩端的電壓越高,通過它的電流如何變化?當導體的電阻越大,通過它的電流如何變化? 學生以舉手的形式回答問題,并將自己的想法寫在學案上。
這部分問題學生以前已經(jīng)有了感性的認識,大部分學生回答得很正確,即使有少數(shù)同學回答錯誤也沒有關系,學生之間會進行糾正。
(二)情景引入、展示目標
提問:電壓增大,電流也隨著增大,但是你知道電流增大了多少嗎?
讓學生猜測電流I、電壓U、電阻R之間的關系式。 學生大膽猜想。
不論對錯,教師都應認真對待,但應該注意:猜想不是瞎猜、亂猜,不是公式越多越好,應該引導學生在原有知識的基礎上有根據(jù),符合邏輯進行猜想。同時可將所有學生的猜想寫在黑板上,這對其他的同學有啟發(fā)作用。
(三)合作探究、精講點播
一、設計實驗
讓學生闡述自己進行實驗的初步構想。
①器材。
、陔娐。
③操作。
對學生的實驗方法提出異議,促使學生思索實驗的改進。
鎖定實驗方案,板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。 學生按照學案的過程,補充實驗器材,畫電路圖,并且簡單陳述自己的實驗操作過程。
學生根據(jù)老師提出的異議,討論實驗的改進方案,并修正器材、電路圖、操作方法。 設計實驗部分是一個難點,教師要進行引導,不要輕易否定學生的想法,在設計過程中教師可以提出啟發(fā)性的問題,讓學生自我發(fā)現(xiàn)問題。
二、進行實驗
教師巡視指導,幫助困難學生。 學生以小組為單位進行實驗。
實驗數(shù)據(jù)之間的關系非常明顯,要讓學生從分析數(shù)據(jù)的過程中感受歐姆定律發(fā)現(xiàn)的邏輯過程,傳授學生控制變量法。
三、分析論證
傳授學生觀察數(shù)據(jù)的方法,投影問題,讓學生通過觀察數(shù)據(jù)找到問題的答案,最終得到結論。 學生根據(jù)教師投影出的問題觀察數(shù)據(jù),在回答問題的過程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
四、評估交流
讓學生討論在實驗中遇到的問題以及自己對問題的看法和解決辦法,教師引領回答幾個大家普遍遇到的問題。 學生小組內(nèi)討論。
使學生意識到共同討論可以發(fā)現(xiàn)自己的不足,借鑒別人的經(jīng)驗。
(四)反思總結、當堂檢測
擴展記錄表格,讓學生補充。
投影一道與生活有關的題目。 學生補充表格。
學生在作業(yè)本上完成。 這個練習很簡單,但能使學生沿著前面的思維慣性走下去,強化學生對歐姆定律的認識。
這一道練習主要是讓學生了解歐姆定律在生活中的應用。
課堂小結
讓學生歸納這節(jié)課學到的知識,回顧實驗的設計和操作過程,既強化了知識又鍛煉了學生歸納整理知識的能力。 學生歸納。
讓學生意識到課堂回顧的重要性,并培養(yǎng)學生歸納整理的能力,對提高學生的自學能力有重要的作用。
________________________________________
九板書設計
已學的電學物理量:電流I、電壓U、電阻R。
猜測三者之間的關系:I=UR、I=U/R、I=U-R、
實驗所需器材:電源、開關、導線、電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器。
實驗電路圖:見圖-10
記錄表格:
結論: (歐姆定律)
十教學反思
學生對實驗方法的掌握既是重點也是難點,這個實驗難度比較大,主要在實驗的設計、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實驗的難度比較大,學生出現(xiàn)錯誤的可能性也比較大,所以實驗的評估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導和協(xié)助,所以這次課采用啟發(fā)式綜合的教學方法。
高二物理教案13
1、理解振幅、周期和頻率的概念,知道全振動的含義。
2、了解初相位和相位差的概念,理解相位的物理意義。
3、了解簡諧運動位移方程中各量的物理意義,能依據(jù)振動方程描繪振動圖象。
4、理解簡諧運動圖象的物理意義,會根據(jù)振動圖象判斷振幅、周期和頻率等。
重點難點:對簡諧運動的振幅、周期、頻率、全振動等概念的理解,相位的物理意義。
教學建議:本節(jié)課以彈簧振子為例,在觀察其振動過程中位移變化的周期性、振動快慢的特點時,引入描繪簡諧運動的物理量(振幅、周期和頻率),再通過單擺實驗引出相位的概念,最后對比前一節(jié)得出的圖象和數(shù)學表達式,進一步體會這些物理量的含義。本節(jié)要特別注意相位的概念。
導入新課:你有喜歡的歌手嗎?我們常常在聽歌時會評價,歌手韓紅的音域寬廣,音色嘹亮圓潤;歌手王心凌的聲音甜美;歌手李宇春的音色沙啞,獨具個性……但同樣的歌曲由大多數(shù)普通人唱出來,卻常常顯得干巴且單調,為什么呢?這些是由音色決定的,而音色又與頻率等有關。
1、描述簡諧運動的物理量
。1)振幅
振幅是振動物體離開平衡位置的①最大距離。振幅的②兩倍表示的是振動的物體運動范圍的大小。
。2)全振動
振子以相同的速度相繼通過同一位置所經(jīng)歷的過程稱為③全振動,這一過程是一個完整的振動過程,振動質點在這一振動過程中通過的路程等于④4倍的振幅。
。3)周期和頻率
做簡諧運動的物體,完成⑤全振動的時間,叫作振動的周期;單位時間內(nèi)完成⑥全振動的次數(shù)叫作振動的頻率。在國際單位制中,周期的單位是⑦秒,頻率的單位是⑧赫茲。用T表示周期,用f表示頻率,則周期和頻率的關系是⑨f=。
。4)相位
在物理學中,我們用不同的⑩相位來描述周期性運動在各個時刻所處的 不同狀態(tài)。
2、簡諧運動的表達式
。1)根據(jù)數(shù)學知識,xOy坐標系中正弦函數(shù)圖象的表達式為 y=Asin(ωx+φ)。
。2)簡諧運動中的位移(x)與時間(t)關系的表達式為 x=Asin(ωt +φ),其中 A代表簡諧運動的振幅, ω叫作簡諧運動的“圓頻率”, ωt+φ代表相位。
1、彈簧振子的運動范圍與振幅是什么關系?
解答:彈簧振子的運動范圍是振幅的兩倍。
2、周期與頻率是簡諧運動特有的概念嗎?
解答:不是。描述任何周期性過程,都可以用這兩個概念。
3、如果兩個振動存在相位差,它們振動步調是否相同?
解答:不同。
主題1:振幅
問題:(1)同一面鼓,用較大的力敲鼓面和用較小的力敲鼓面,鼓面的振動有什么不同?聽上去感覺有什么不同?
(2)根據(jù)(1)中問題思考振幅的物理意義是什么?
解答:(1)用較大的力敲,鼓面的振動幅度較大,聽上去聲音大;反之,用較小的力敲,鼓面的振動幅度較小,聽上去聲音小。
(2)振幅是描述振動強弱的物理量,振幅的大小對應著物體振動的強弱。
知識鏈接:簡諧運動的振幅是物體離開平衡位置的最大距離,是標量,表示振動的強弱和能量,它不同于簡諧運動的位移。
主題2:全振動、周期和頻率
問題:(1)觀察課本“彈簧振子的簡諧運動”示意圖,振子從P0開始向左運動,怎樣才算完成了全振動?列出振子依次通過圖中所標的點。
。2)閱讀課本,思考并回答下列問題:周期和頻率與計時起點(或位移起點)有關嗎?頻率越大,物體振動越快還是越慢?振子在一個周期內(nèi)通過的路程和位移分別是多少?
。3)完成課本“做一做”,猜想彈簧振子的振動周期可能由哪些因素決定?假如我們能看清楚振子的整個運動過程,那么從什么位置開始計時才能更準確地測量振動的周期?為什么?
解答:(1)振子從P0出發(fā)后依次通過O、M'、O、P0、M、P0的過程,就是全振動。
。2)周期和頻率與計時起點(或位移起點)無關;頻率越大,周期越小,表示物體振動得越快。振子在一個周期內(nèi)通過的路程是4倍的振幅,而在一個周期內(nèi)的位移是零。
。3)影響彈簧振子周期的因素可能有振子的質量、彈簧的勁度系數(shù)等;從振子經(jīng)過平衡位置時開始計時能更準確地測量振動周期,因為振子經(jīng)過平衡位置時速度最大,這樣計時的誤差最小。
知識鏈接:完成全振動,振動物體的位移和速度都回到原值(包括大小和方向),振動物體的路程是振幅的4倍。
主題3:簡諧運動的表達式
問題:閱讀課本有關“簡諧運動的表達式”的內(nèi)容,討論下列問題。
。1)一個物體運動時其相位變化多少就意味著完成了全振動?
。2)若采用國際單位,簡諧運動中的位移(x)與時間(t)關系的表達式x=Asin(ωt+φ)中ωt+φ的單位是什么?
。3)甲和乙兩個簡諧運動的頻率相同,相位差為 ,這意味著什么?
解答:(1)相位每增加2π就意味著完成了全振動。
(2)ωt+φ的單位是弧度。
。3)甲和乙兩個簡諧運動的相位差為 ,意味著乙(甲)總是比甲(乙)滯后個周期或次全振動。
知識鏈接:頻率相同的兩個簡諧運動,相位差為0稱為“同相”,振動步調相同;相位差為π稱為“反相”,振動步調相反。
1、(考查對全振動的理解)如圖所示,彈簧振子以O為平衡位置在B、C間做簡諧運動,則( )。
A、從B→O→C為全振動
B、從O→B→O→C為全振動
C、從C→O→B→O→C為全振動
D、從D→C→O→B→O為全振動
【解析】選項A對應過程的路程為2倍的振幅,選項B對應過程的路程為3倍的振幅,選項C對應過程的路程為4倍的振幅,選項D對應過程的路程大于3倍的振幅,又小于4倍的振幅,因此選項A、B、D均錯誤,選項C正確。
【答案】C
【點評】要理解全振動的概念,只有振動物體的位移與速度第同時恢復到原值,才是完成全振動。
2、(考查簡諧運動的振幅和周期)周期為T=2 s的簡諧運動,在半分鐘內(nèi)通過的路程是60 cm,則在此時間內(nèi)振子經(jīng)過平衡位置的次數(shù)和振子的振幅分別為( )。
A、15次,2 cm B、30次,1 cm
C、15次,1 cm D、60次,2 cm
【解析】振子完成全振動經(jīng)過軌跡上每個位置兩次(除最大位移處外),而每次全振動振子通過的路程為4個振幅。
【答案】B
【點評】一個周期經(jīng)過平衡位置兩次,路程是振幅的4倍。
3、圖示為質點的振動圖象,下列判斷中正確的是( )。
A、質點振動周期是8 s
B、振幅是4 cm
C、4 s末質點的速度為負,加速度為零
D、10 s末質點的加速度為正,速度為零
【解析】由振動圖象可得,質點的振動周期為8 s,A對;振幅為2 cm,B錯;4 s末質點經(jīng)平衡位置向負方向運動,速度為負向最大,加速度為零,C對;10 s末質點在正的最大位移處,加速度為負值,速度為零,D錯。
【答案】AC
【點評】由振動圖象可以直接讀出周期與振幅,可以判斷各個時刻的速度方向與加速度方向。
4、(考查簡諧運動的表達式)兩個簡諧運動分別為x1=4asin(4πbt+π)和x2=2asin(4πbt+π),求它們的振幅之比、各自的頻率,以及它們的'相位差。
【解析】根據(jù)x=Asin(ωt+φ)得:A1=4a,A2=2a,故振幅之比 = =2
由ω=4πb及ω=2πf得:二者的頻率都為f=2b
它們的相位差:(4πbt+π)—(4πbt+π)=π,兩物體的振動情況始終反相。
【答案】2∶1 2b 2b π
【點評】要能根據(jù)簡諧運動的表達式得出振幅、頻率、相位。
拓展一:簡諧運動的表達式
1、某做簡諧運動的物體,其位移與時間的變化關系式為x=10sin 5πt cm,則:
。1)物體的振幅為多少?
。2)物體振動的頻率為多少?
(3)在時間t=0、1 s時,物體的位移是多少?
。4)畫出該物體簡諧運動的圖象。
【分析】簡諧運動位移與時間的變化關系式就是簡諧運動的表達式,將它與教材上的簡諧運動表達式進行對比即可得出相應的物理量。
【解析】簡諧運動的表達式x=Asin(ωt+φ),比較題中所給表達式x=10sin 5πt cm可知:
。1)振幅A=10 cm。
。2)物體振動的頻率f= = Hz=2、5 Hz。
(3)t=0、1 s時位移x=10sin(5π×0、1) cm=10 cm。
。4)該物體簡諧運動的周期T==0、4 s,簡諧運動圖象如圖所示。
【答案】(1)10 cm (2)2、5 Hz (3)10 cm (4)如圖所示
【點撥】在解答簡諧運動表達式的題目時要注意和標準表達式進行比較,知道A、ω、φ各物理量所代表的意義,還要能和振動圖象結合起來。
拓展二:簡諧振動的周期性和對稱性
甲
2、如圖甲所示,彈簧振子以O點為平衡位置做簡諧運動,從O點開始計時,振子第到達M點用了0、3 s的時間,又經(jīng)過0、2 s第二次通過M點,則振子第三次通過M點還要經(jīng)過的時間可能是( )。
A、 s B、 s C、1、4 s D、1、6 s
【分析】題目中只說從O點開始計時,并沒說明從O點向哪個方向運動,它可能直接向M點運動,也可能向遠離M點的方向運動,所以本題可能的選項有兩個。
乙
【解析】如圖乙所示,根據(jù)題意可知振子的運動有兩種可能性,設t1=0、3 s,t2=0、2 s
第一種可能性:=t1+=(0、3+ ) s=0、4 s,即T=1、6 s
所以振子第三次通過M點還要經(jīng)過的時間t3=+2t1=(0、8+2×0、3) s=1、4 s
第二種可能性:t1—+=,即T= s
所以振子第三次通過M點還要經(jīng)過的時間t3=t1+(t1—)=(2×0、3— ) s= s。
【答案】AC
【點撥】解答這類題目的關鍵是理解簡諧運動的對稱性和周期性。明確振子往復通過同一點時,速度大小相等、方向相反;通過關于平衡位置對稱的兩點時,速度大小相等、方向相同或相反;往復通過同一段距離或通過關于平衡位置對稱的兩段距離時所用時間相等。另外要注意,因為振子振動的周期性和對稱性會造成問題的多解,所以求解時別漏掉了其他可能出現(xiàn)的情況。
高二物理教案14
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(chǎn)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(jù)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(jù)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。
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(jù)處理方法(替代法):根據(jù)公式可知,在相同時間內(nèi),物體產(chǎn)生加速度之比等于位移之比.
以上內(nèi)容可根據(jù)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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15
教學目的
1.了解組成物質的分子具有動能及勢能,并且了解分子平均動能和分子勢能都與哪些因素有關。
2.理解物體的內(nèi)能以及物體內(nèi)能由物體的狀態(tài)所決定。
教學重點
物體的內(nèi)能是一個重要的概念,是本章教學的一個重點。學生只有正確理解物體的內(nèi)能才能理解做功和熱傳遞及物體內(nèi)能的變化關系。
教學難點
分子勢能。
教學過程
一、復習提問
什么樣的能是勢能?彈性勢能的大小與彈簧的形變關系怎樣?
二、新課教學
1.分子動能。
(1)組成物質的分子總在不停地運動著,所以運動著的分子具有動能,叫做分子動能。
(2)啟發(fā)性提問:根據(jù)你對布朗運動實驗的觀察,分子運動有什么樣的特點?
應答:分子運動是雜亂無章的,在同一時刻,同一物體內(nèi)的分子運動方向不相同,分子的運動速率也不相同。
教師分析分子速率分布特點——在同一時刻有的分子速率大,有的分子速率小,從大量分子總體來看,速率很大和速率很小的分子是少數(shù),大多數(shù)分子是中等大小的速率。
教帥進一步指出:由于分子速率不同,所以每個分子的動能也不同。對于熱現(xiàn)象的研究來說,每個分子的'動能是毫無意義的,而有意義的是物體內(nèi)所有分子動能的平均值,此平均值叫做分子的平均動能。
(3)要學生討論研究。
用分子動理論的觀點,分析冷、熱水的區(qū)別。
討論結論應是:組成冷、熱水的大量分子的速率各不相同,則其動能也各不相同,但就冷水總體來說分子的平均動能小于熱水的分子平均動能。
教師指出:由此可見,溫度是物體分子平均動能的標志。
2.分子勢能。
(1)根據(jù)復習提問的回答(地面上的物體與地球之間有相互作用力;發(fā)生了形變的彈簧各部分間存在著相互作用力,因此在它們的相對位置發(fā)生變化時,它們之間便具有勢能)說明分子間也存在著相互作用力,所以分子也具有由它們相對位置所決定的能,稱之為分子勢能。
(2)分子勢能與分子間距離的關系。
提問:分子力與分子間距離有什么關系?
應答:當r=r0時,F(xiàn)=0,rr0時,F(xiàn)為引力。
教師指出:由于分子間既有引力又有斥力,好象彈簧形變有伸長或壓縮兩種情況,因此分子勢能與分子間距離也分兩種情況。
、佼攔>r0時,F(xiàn)為引力,分子勢能隨著r的增大而增加。此種情況與彈簧被拉長彈性勢能的增加很相似。
、诋攔
小結:分子勢能隨著分子間距離變化而變化,而組成物體的大量分子間距離若增大(減小)則宏觀表現(xiàn)為物體體積增大(減小)?梢姺肿觿菽芨矬w體積有關。
(3)物體的內(nèi)能。
教師指出:物體里所有的分子動能和勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。由此可知一切物體都具有內(nèi)能。
、傥矬w的內(nèi)能是由它的狀態(tài)決定的(狀態(tài)是指溫度、體積、物態(tài)等)。
提問:對于質量相等、溫度都是100℃的水和水蒸氣來說它們的內(nèi)能相同嗎?
應答,質量相等意味著它們的分子數(shù)相同,溫度相等意味著它們的平均動能相同,但由于水蒸氣分子間平均距離比水分子間平均距離大得多,分子勢能也大得多,因而質量相等的水蒸氣的內(nèi)能比水大。
、谖矬w的狀態(tài)發(fā)生變化時,物體的內(nèi)能也隨著變化。
舉例說明:當水沸騰時,水的溫度保持不變,所供給的大量能用于把分子拉開,增大了分子勢能,因而增大了物體的內(nèi)能,當水汽凝結時,分子動能沒有明顯變化,但分子靠得更緊密了,分子勢能便減小了,因此物體的內(nèi)能減小了。
、畚矬w的內(nèi)能是不同于機械能的另一種形式的能。
a.靜止在地面上的物體以地球為參照物,物體的機械能等于0,但物體內(nèi)部的分子仍然在不停地運動著和相互作用著,物體的內(nèi)能永遠不能為0。
b.物體在具有一定的內(nèi)能時,也可以具有一定的機械能。如飛行的子彈。
C.不能把物體的機械能和物體的內(nèi)能混淆。只要物體的溫度、體積、物態(tài)不變,不論物體的機械能怎樣變化其內(nèi)能仍保持不變。反之,盡管物體的內(nèi)能在變化,它的機械能可以保持不變。
(4)學生討論題:
①靜止在光滑水平地面上的木箱具有什么能?若木箱沿光滑水平地面加速運動,木箱具有什么能?此時木箱的內(nèi)能與靜止時相比較變化了沒有?
、谫|量相等而溫度不相等的兩杯水,哪一杯水具有較大的內(nèi)能?溫度相同而質量不等的兩杯水,哪一杯水具有較大的內(nèi)能?
最后總結一下本課要點。
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