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高一物理教案(優(yōu)選15篇)
作為一位優(yōu)秀的人民教師,時常要開展教案準備工作,借助教案可以提高教學質(zhì)量,收到預期的教學效果。那么問題來了,教案應該怎么寫?下面是小編幫大家整理的高一物理教案,希望對大家有所幫助。
高一物理教案1
一、教材分析
本節(jié)教科書的第一段道出了全章教科書的目標,就是研究“怎樣描述物體的機械運動”。教科書一開始就從參考系中明確地抽象出了坐標系的概念,指導思想是強調(diào)一般性的科學方法,即為這樣的思想作準備:解決問題時首先把實際問題抽象成物理模型,然后用數(shù)學方法描述這個模型,并尋求解決的方法。
要研究物體位置的變化問題,首先必須解決位置確定問題,教科書把“物體和質(zhì)點”當作一個知識點,說明質(zhì)點是針對物體而言的,實際的“物體”都“占有一定的空間”,在通常的運動過程中,“不同部位的運動情況是不相同的”,從而“給描述運動帶來了困難”,解決問題的關(guān)鍵是“能否用一個點來代替物體”。
“科學漫步”欄目中的“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”是擴展性內(nèi)容,其后附有進一步研究的問題,例如“這個定位器處于我國哪個城市的什么部位?從顯示屏中你還能獲得哪些信息?”。這樣做的目的也是使學生養(yǎng)成勤于觀察、勤于思考的習慣,提高學生自主獲得知識的能力。這類問題不作為針對所有學生的強制性要求。
二、教學目標
1、知道參考系的概念。知道對同一物體選擇不同的參考系時,觀察的結(jié)果可能不同。
2、理解質(zhì)點的概念,知道它是一種科學的抽象,知道科學抽象是一種普遍的研究方法。
三、教學重點
1、在研究問題時,如何選取參考系。
2、質(zhì)點概念的理解。
四、教學難點
在什么情況下可把物體看出質(zhì)點
五、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。有些學生對于受力分析及運動情況有一定的基礎(chǔ),但是兩者結(jié)合起來綜合的應用有些困難,需要詳細的講解。
六、教學方法
1.學案導學:見后面的學案。
2.新授課教學基本環(huán)節(jié):預習檢查、總結(jié)疑惑→情境導入、展示目標→合作探究、精講點撥→反思總結(jié)、當堂檢測→發(fā)導學案、布置預習
七、課前準備
1.學生的學習準備:預習課本相關(guān)章節(jié),初步把握應用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法。
2.教師的教學準備:多媒體課件制作,課前預習學案,課內(nèi)探究學案,課后延伸拓展學案。
課時安排:1課時
八、教學過程
(一)預習檢查、總結(jié)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。
。ǘ┣榫皩、展示目標。
在研究某一問題時,對影響結(jié)果非常小的因素常忽略。常建立一些物理模型,這是一種科學抽象。那以前接觸過這樣的物理模型嗎?
如:光滑的水平面、輕質(zhì)彈簧。
這些都是把摩擦、彈簧質(zhì)量對研究問題影響極小的因素忽略掉了。今天我們又要建立一種新的物理模型——質(zhì)點。質(zhì)點,并完成下列問題:
設(shè)計意圖:步步導入,吸引學生的注意力,明確學習目標。
(三)合作探究、精講點撥。
1、物體和質(zhì)點
填寫:
。1)質(zhì)點就是沒有,沒有,只具有物體的點。
。2)能否把物體看作質(zhì)點,與物體的大小、形狀有關(guān)嗎?
(3)研究一輛汽車在平直公路上的`運動,能否把汽車看作質(zhì)點?要研究這輛汽車車輪的轉(zhuǎn)動情況,能否把汽車看作質(zhì)點?
。4)原子核很小,可以把原子核看作質(zhì)點嗎?
。5)運動的質(zhì)點通過的路線,叫質(zhì)點的運動;是直線,叫直線運動;是曲線,叫。
共評:質(zhì)點是沒有形狀、大小、具有物體全部質(zhì)量的點。這是一種科學抽象,就是要抓住主要特征,忽略次要因素,這就必須是具體問題具體分析。如果在我們研究的問題中,物體的形狀、大小以及物體上各部分運動的差異是次要的或不起作用的,就可以把它看作質(zhì)點。比如在平直公路上運動的汽車,研究它運動的特點,汽車的大小、形狀及車上各部分運動的差異是次要的,可把汽車看作質(zhì)點。而研究車輪的轉(zhuǎn)動,是研究汽車上部分的運動,就不能把汽車看作質(zhì)點,再比如原子核很小,要是研究質(zhì)子與質(zhì)子的作用時,就不能把它看作質(zhì)點。
2、(1)參考系:為了描述一個物體的運動,選來作為標準的物體,叫參考系。
(2)選擇不同的參考系觀察同一個運動,觀察的結(jié)果會有不同
舉例:描述同一個運動,選擇不同參考系,觀察結(jié)果也不一樣。
舉例:運動的汽車,是選擇地面為參考系,如選司機為標準,汽車是靜止的……
。3)總結(jié):參考系是可任意選取,但選擇的原則要使運動和描述盡可能簡單。比如,研究地面上物體的運動,選擇地面或相對地面動的物體作參考系要比選太陽作參考系簡單。
3、坐標系
如果物體沿直線運動,為了定量描述物體的位置變化,可以以這條直線為軸,在直線上規(guī)定原點、正方向和單位長度,建立直線坐標系。
一般來說,為了定量地描述物體的位置的變化,需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼担╟oordinate system).
教學中注意以下幾點:
。1)坐標系相對參考系是靜止的。
(2)坐標的三要素:原點、正方向、標度單位。
。3)用坐標表示質(zhì)點的位置。
(4)用坐標的變化描述質(zhì)點的位置改變。
。ㄋ模┓此伎偨Y(jié),當堂檢測。
教師組織學生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進行當堂檢測。
設(shè)計意圖:引導學生構(gòu)建知識網(wǎng)絡并對所學內(nèi)容進行簡單的反饋糾正。(課堂實錄)
。ㄎ澹┌l(fā)導學案、布置預習。
我們已經(jīng)學習了質(zhì)點參考系和坐標,那么,在下一節(jié)課我們一起來學習時間和位移。這節(jié)課后大家可以先預習這一部分,著重分析矢量和標量的有什么區(qū)別?如何得出恰當?shù)慕Y(jié)論的。并完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)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(shè)計
一、物體和質(zhì)點:
1、什么是質(zhì)點?
2、把物體看做質(zhì)點的條件。
3、質(zhì)點是一種理想的物理模型。
二、參考系:
1、定義。
2、選擇不同的參考系觀察同一個運動,觀察的結(jié)果會有不同。
3、參考系是可任意選取,但選擇的原則要使運動和描述盡可能簡單。
三、坐標系:
1、坐標系相對參考系是靜止的。
2、坐標的三要素:原點、正方向、標度單位。
3、用坐標表示質(zhì)點的位置。
4、用坐標的變化描述質(zhì)點的位置改變。
十、教學反思
本節(jié)課通過學生熟知的實例分析,讓學生很自然地領(lǐng)會到“在某些情況下,真的可以不考慮物體的大小和形狀”,“突出物體具有質(zhì)量這一要素,把它簡化為一個有質(zhì)量的點”。這充分說明了將物體簡化成質(zhì)點的條件性,質(zhì)點的兩大基本屬性。
為了強調(diào)坐標的概念,教科書用數(shù)學和物理學中通用的符號,即在直線運動中用x表示質(zhì)點的位置,極坐標,用△x=x1-x2表示質(zhì)點的位移。在表示物理量的變化時,“△”實際上是我們以前都在使用的符號,學生不會感到困難。相反,由于有了明確表示物理量的變化量的符號,學生更易區(qū)分某物理量與這個物理量的變化量。
明確地把某個物理量與這個物理量的變化區(qū)分開,這是本書的特點。物理學中經(jīng)常要區(qū)分這兩種物理量,有意識地強調(diào)它們的區(qū)別,對于以后的學習會有好處。下一節(jié)中,時刻與時間間隔的關(guān)系也是這樣。
高一物理教案2
學習目標:
1。 知道位移的概 念。知道它是表示質(zhì)點位置變動的物理量,知道它是矢量,可以用 有向線段來表示。
2。 知道路程和位移的區(qū)別。
學習重點: 質(zhì)點的概念
位移的矢量性、概念。
學習難點:
1。對質(zhì)點的理解。
2。位移和路程的區(qū)別。
主要內(nèi)容:
一、質(zhì)點:
定義:用來代替物體的具有質(zhì)量的點,叫做質(zhì)點。
質(zhì)點是一種科學的抽象,是在研究物體運動時,抓住主要因素,忽略次要因素,是對實際物體的近似,是一個理想化模型。一個物體是否可以視為質(zhì)點,要具體的研究情況具體分析 。
二、路程和位移
2。路程:質(zhì)點實際運動軌跡的長度,它只有大小沒
有方向,是標量。
3。位移:是表示質(zhì)點位置變動的物理量,有大小和方向,是矢量。它是用一條自初始位置指向末位置的有向線段表示,位移的大小等于質(zhì)點始末位置間的距離,位移的方向由初位置指 向末位置,位移只取決于初末位置,與運動路徑無關(guān)。
4。 位移和路程的區(qū)別:
5。一般來說,位移的大小不等于路程。只有質(zhì)點做方向不變的直線運動時大小才等于路程。
【例一】下列幾種運動中的物體,可以看作質(zhì)點的是( )
A。研究從廣州飛往北京時間時的飛機
B。繞地軸做自轉(zhuǎn)的地球
C。繞太陽公轉(zhuǎn)的地球
D。研究在平直公路上行駛速度時的汽車
【例二】中學的壘球場的內(nèi)場是一個邊長為16。77m的正方形,在它的四個角分別設(shè)本壘和一、二、三壘。一位球員擊球后,由本壘經(jīng)一壘、一壘二壘跑到三壘。他運動的路程是多大?位移是多大?位移的方向如何?
課堂訓練:
1。以下說法中正確的是( )
A。兩個物體通過的路程相同,則它們的位移的大小也一 定相同。
B。兩個物體通過的路程不相同,但位移的大小和方向可能相同。
C。一個物體在某一運動中,位移大小可能大于所通過的路程。
D。若物體做單一 方向的直線運動,位移的大小就等于路程。
2。如圖甲,一根細長的彈簧系著一個小球,放在光滑的桌面 上。手握小球把彈簧拉長,放手后小球便左右來回運動,B為小球向右到達的最遠位置。小球向右經(jīng)過中間位置O時開始計時,其經(jīng)過各點的時刻如圖乙所示。若測得OA=OC=7cm,AB=3cm,則自0時刻開始:
a。0。2s內(nèi)小球發(fā)生的位移大 小是____,方向向____,經(jīng)過的路程是_____。
b。0。6s內(nèi)小球發(fā)生的位移大小是_____,方向向____,經(jīng)過的路程是____。
c。0。8s 內(nèi)小球發(fā)生的位移是____,經(jīng)過的路程是____。
d。1。0s內(nèi)小球發(fā)生的`位移大小是____,方向向______,經(jīng)過的路程是____。
3。關(guān)于質(zhì)點運動的位移和路程,下列說法正確的是( )
A。質(zhì)點的位移是從初位置指向末位置的有向線段,是矢量。
B。路程就是質(zhì)點運動時實際軌跡的長度,是標量。
C。任何質(zhì)點只要做直線運動,其位移的大小就和路程相等。
D。位移是矢量,而路程是標量,因而位移不可能和路程相等。
4。下列關(guān)于路程和位移的說法,正確的是( )
A。位移就是路程。 B。位移的大小永遠不等于路程。
C。若物體作單一方向的直線運動,位移的大小就等于路程。
D。位移是矢量,有大小而無方向,路程是標量,既有大小,也有方向。
5。關(guān)于質(zhì)點的位移和路程,下列說法正確的是( )
A。位移是矢量,位移的方向就是質(zhì)點運動的方向。
B。路程是標量,也是位移的大小。
C。質(zhì)點做直線運動時,路程等于其位移的大小。
D。位移的數(shù)值一定不會比路程大。
6。下列關(guān)于位移和路程的說法,正確的是( )
A。位移和路程的大小總相等,但位移是矢量,路程是標量。
B。位移描述的是直線運動,路程描述的是曲線運動。
C。位移取決于始、末位置,路程取決于實際運動路徑。
D。運動物體的路程總大于位移。
7。以下運動物體可以看成質(zhì)點的是:( )
A。研究地球公轉(zhuǎn)時的地球 B。研究自行車在公路上行駛速度時的自行車
C。研究地 球自轉(zhuǎn)時的地球 D。研究列車通過某座大橋所用時間時的列車
三、矢量和標量
四、直線運動的位置和位移
課堂訓練
課后作業(yè):
閱讀材料: 我國古代關(guān)于運動的知識
我國在先秦的時候,對于運動就有 熱烈的爭論,是戰(zhàn)國時期百家爭鳴的一個題目!肚f子》書上記載著,公孫龍曾提出一個奇怪的說法,叫做飛 鳥之影未嘗動也。按常識說,鳥在空中飛,投到地上的影當然跟著鳥的移動而移動。但公孫龍卻說鳥影并沒有動。無獨有偶,當時還有人提出鏃矢之疾;有不行不止之時,一支飛速而過的箭,哪能不行不止呢?既說不行,又怎能不止呢?乍看起來,這些說法實在是無稽之談,也可以給它們戴一頂詭辯的帽子。
但是事情并不這么簡單。這個說法不但不是詭辯,而且還包含著辯證法的正確思想。恩格斯曾經(jīng)指出,運動本身就是矛盾,甚至簡單的機械的位移之所以能夠?qū)崿F(xiàn),也只是因為物體在同一 瞬間既在一個地方又在另一個地方,既在同一個地方又不在同一個地方。這種矛盾的連續(xù)產(chǎn)生和同時解決正好就是運動。因為運動體的位置隨時間而變化,某一時刻在A點,在隨之而來的另一時刻,就在相鄰的B點,因此,也就有一個時刻,它既在A點又不在A點,既在B點又不在B點。在這時刻,物體豈不是不行不止嗎?再者,在一定的時間t內(nèi),物體前進一段距離s,當這時間變小,s隨之變小;當t趨近于零時,s也趨近于零。也就是說,在某一瞬間,即某一時刻,運動體可以看作是靜止的,所以飛鳥之影確實有未 嘗動的時候,對于運動的這種觀察和分析實在是十分深刻的。這同他們能夠區(qū)分時間與時刻的觀念很有關(guān)系!赌(jīng)》對于鳥影問題又有他們自己的理解,說那原因在于改為。認為鳥在A點時,影在A點,當鳥到了相鄰的B點,影也到了相鄰的B點。此時A上的影已經(jīng)消失,而在B處另成了一個影,并非A上的影移 動到B上來,這也是言之有理的。
機械運動只能在空間和時間中進行,運動體在單位時間內(nèi)所經(jīng)歷的空間長度,就是速率!赌(jīng)下》第65條之所述就包含著這方面的思想!督(jīng)說》云:行,行者必先近而后遠。遠近,修也;先后,久也。民行修必以久也。這里的文字是明明白白的,修指空間距離的長短。那意思是,物體運動在空間里必由近及遠。其所經(jīng)過的空間長度一定隨時間而定。這里已有了路程隨時間正變的樸素思想,也隱隱地包含著速率的觀念了。
東漢時期的著作《尚書緯考靈曜》中記載地球運動時說:地恒動不止而人不知,譬如人在大舟中,閉牖(即窗戶)而坐,舟行不覺也。
這是對機械運動相對性的十分生動和淺顯的比喻。哥白尼①在敘述地球運動時 也不謀而合地運用了十分類似的比喻*。
高一物理教案3
教學目標
知識目標
。1)知道什么是單位制,知道力學中的三個基本單位;
。2)認識單位制在物理計算中的作用.
能力目標:培養(yǎng)自學能力.
情感目標:體驗自主學習.
教學建議
教材分析
本節(jié)用較短的篇幅介紹了什么是單位制、什么是基本單位、什么是導出單位.
介紹了力學中的三個基本單位.明確了物理公式在確定物理量的數(shù)量關(guān)系的.同時,也確定了物理量的單位關(guān)系.
教法建議
如何確定一個物理量的單位和如何使用單位的問題已經(jīng)滲透在平日的教學當中了,這里可以采用自學的方法學習.
探究活動
題目:研究某一物理基本單位的由來
組織:個人
形式:查閱資料,撰寫文章.
高一物理教案4
教學目標:
1、知道什么是曲線運動;
2、知道曲線運動中速度的方向是怎樣確定的;
3、知道物體做曲線運動的條件。
教學重點:
1、什么是曲線運動
2、物體做曲線運動的方向的確定
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
教學時間:
1課時
教學步驟:
一、導入新課:
前邊幾章我們研究了直線運動,下邊同學們思考兩個問題:
1、什么是直線運動?
2、物體做直線運動的條件是什么?
在實際生活中,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。
二、新課教學
1、曲線運動
(1)幾種物體所做的運動
a:導彈所做的運動;汽車轉(zhuǎn)彎時所做的運動;人造衛(wèi)星繞地球的運動;
b:歸納總結(jié)得到:物體的運動軌跡是曲線。
(2)提問:上述運動和曲線運動除了軌跡不同外,還有什么區(qū)別呢?
(3)對比小車在平直的公路上行駛和彎道上行駛的情況。
學生總結(jié)得到:曲線運動中速度方向是時刻改變的。
過渡:怎樣確定做曲線運動的物體在任意時刻的速度方向呢?
2:曲線運動的速度方向
(1)情景:
a:在砂輪上磨刀具時,刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線方向飛出;
b:撐開的帶著水的傘繞傘柄旋轉(zhuǎn),傘面上的水滴沿傘邊各點所劃圓周的切線方向飛出。
(2)分析總結(jié)得到:質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度的方向是在曲線的.這一點的切線方向。
(3)推理:
a:只要速度的大小、方向的一個或兩個同時變化,就表示速度矢量發(fā)生了變化。
b:由于做曲線運動的物體,速度方向時刻改變,所以曲線運動是變速運動。
過渡:那么物體在什么條件下才做曲線運動呢?
3:物體做曲線運動的條件
(1)一個在水平面上做直線運動的鋼珠,如果從旁給它施加一個側(cè)向力,它的運動方向就會改變,不斷給鋼珠施加側(cè)向力,或者在鋼珠運動的路線旁放一塊磁鐵,鋼珠就偏離原來的方向而做曲線運動。
(2)觀察完模擬實驗后,學生做實驗。
(3)分析歸納得到:當物體所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一直線時,物體就做曲線運動。
(4)學生舉例說明:物體為什么做曲線運動。
(5)用牛頓第二定律分析物體做曲線運動的條件:
當合力的方向與物體的速度方向在同一直線上時,產(chǎn)生的加速度也在這條直線上,物體就做直線運動。
如果合力的方向跟速度方向不在同一條直線上時,產(chǎn)生的加速度就和速度成一夾角,這時,合力就不但可以改變速度的大小,而且可以改變速度的方向,物體就做曲線運動。
三、鞏固訓練:
四、小結(jié)
1、運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。
2、曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質(zhì)點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線上。
3、當合外力F的方向與它的速度方向有一夾角a時,物體做曲線運動。
五、作業(yè):<創(chuàng)新設(shè)計>曲線運動課后練習
高一物理教案5
教學目標
知識目標
了解行星、恒星和星系等概念,知道宇宙的幾個主要天體層次;
能力目標
通過萬有引力定律在這些星系中的應用,使學生了解地球、太陽系、銀河系等的運行;
情感目標
了解宇宙大爆炸理論是解釋宇宙起源的一種學說,引導學生去探索神秘的宇宙.
教學重點 :應用萬有引力定律
教學難點 :天文學知識
教學方法:自學與講授
教學用具:多媒體和計算機
教學過程 :
問題:教師用計算機展示圖片:
1、圍繞地球作勻速圓周運動的星是什么星?誰提供的向心力?
回答:是地球的衛(wèi)星,是地球與衛(wèi)星間的萬有引力提供的.
這是第一層.(地球的衛(wèi)星包括月亮,地球是行星)
教師用計算機展示圖片:
2、太陽系中有幾大行星在繞太陽作勻速圓周運動?是誰提供的向心力?
回答:有九大行星,它們依次是:水星、金星、地球、火星、土星、木星、天王星、海王星、冥王星.
。ㄆ渲泻M跣呛挖ね跣嵌际怯萌f有引力定律找到的,太陽是恒星.)
教師用計算機展示圖片:
3、太陽系又在什么范圍內(nèi)呢?
回答:在銀河系.
4、請學生解決下列問題:
典型例題1:在研究宇宙發(fā)展演變的理論中,有一種學說叫做“宇宙膨脹說”,這種學說認為萬有引力恒量G在緩慢地減。鶕(jù)這一理論,在很久很久以前,太陽系中地球的公轉(zhuǎn)情況與現(xiàn)在相比:
A、公轉(zhuǎn)半徑 變大 B、公轉(zhuǎn)周期 變小
C、公轉(zhuǎn)速率 變大 D、公轉(zhuǎn)角速度 變大
解:根據(jù)“宇宙膨脹說”,宇宙是由一個大爆炸的'火球開始形成的,大爆炸后各星球即以不同的速度向外運動,這種學說認為地球離太陽的距離逐漸增加,即公轉(zhuǎn)半徑逐漸增大,A答案錯誤.又因為地球以太陽為中心作勻速圓周運動,
由牛頓第二定律得:
解得:
當 減小時, 增加時,公轉(zhuǎn)速度逐漸減。
由公式 又知T逐漸增加,故正確答案為B、C.
典型例題2:天文學家根據(jù)天文觀察宣布了下列研究成果:銀河系中心可能存在一個大黑洞,距黑洞60億千米的星體以20xxkm/s的速度繞其旋轉(zhuǎn);接近黑洞的所有物質(zhì),即使速度等于光速也被黑洞吸入.
求:
1、“黑洞”的質(zhì)量.
2、試計算黑洞的最大半徑.
解:
1、由萬有引力定律得:
解得: =3.6×10 35 kg
2、由題目:接近黑洞的所有物質(zhì),即使速度等于光速也被黑洞吸入.而脫離速度等于其環(huán)繞黑洞運行的第一宇宙速度的 倍.
得:
解得: =5.3×10 8 m
布置作業(yè):
高一物理教案6
機械運動:物體在空間中所處位置發(fā)生變化,這樣的運動叫做機械運動。
運動的特性:普遍性,永恒性,多樣性
參考系
1.任何運動都是相對于某個參照物而言的,這個參照物稱為參考系。
2.參考系的選取是自由的。
1)比較兩個物體的運動必須選用同一參考系。
2)參照物不一定靜止,但被認為是靜止的。
質(zhì)點
1.在研究物體運動的過程中,如果物體的`大小和形狀在所研究問題中可以忽略是,把物體簡化為一個點,認為物體的質(zhì)量都集中在這個點上,這個點稱為質(zhì)點。
2.質(zhì)點條件:
1)物體中各點的運動情況完全相同(物體做平動)
2)物體的大小(線度) 它通過的距離
3.質(zhì)點具有相對性,而不具有絕對性。
4.理想化模型:根據(jù)所研究問題的性質(zhì)和需要,抓住問題中的主要因素,忽略其次要因素,建立一種理想化的模型,使復雜的問題得到簡化。(為便于研究而建立的一種高度抽象的理想客體)
高一物理教案7
一、自由落體運動
1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動.
思考:不同的物體,下落快慢是否相同?為什么物體在真空中下落的情況與在空氣中下落的情況不同?
在空氣中與在真空中的區(qū)別是,空氣中存在著空氣阻力.對于一些密度較小的物體,例如降落傘、羽毛、紙片等,在空氣中下落時,受到的空氣阻力影響較大;而一些密度較大的物體,如金屬球等,下落時,空氣阻力的影響就相對較小了.因此在空氣中下落時,它們的快慢就不同了.
在真空中,所有的物體都只受到重力,同時由靜止開始下落,都做自由落體運動,快慢相同.
2.不同物體的下落快慢與重力大小的關(guān)系
(1)有空氣阻力時,由于空氣阻力的影響,輕重不同的物體的下落快慢不同,往往是較重的物體下落得較快.
(2)若物體不受空氣阻力作用,盡管不同的物體質(zhì)量和形狀不同,但它們下落的快慢相同.
3.自由落體運動的特點
(1)v0=0
(2)加速度恒定(a=g).
4.自由落體運動的性質(zhì):初速度為零的勻加速直線運動.
二、自由落體加速度
1.自由落體加速度又叫重力加速度,通常用g來表示.
2.自由落體加速度的方向總是豎直向下.
3.在同一地點,一切物體的自由落體加速度都相同.
4.在不同地理位置處的自由落體加速度一般不同.
規(guī)律:赤道上物體的重力加速度最小,南(北)極處重力加速度最大;物體所處地理位置的緯度越大,重力加速度越大.
三、自由落體運動的運動規(guī)律
因為自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動,所以勻變速直線運動的基本公式及其推論都適用于自由落體運動.
1.速度公式:v=gt
2.位移公式:h= gt2
3.位移速度關(guān)系式:v2=2gh
4.平均速度公式: =
5.推論:h=gT2
問題與探究
問題1 物體在真空中下落的情況與在空氣中下落的情況相同嗎?你有什么假設(shè)與猜想?
探究思路:物體在真空中下落時,只受重力作用,不再受到空氣阻力,此時物體的加速度較大,整個下落過程運動加快.在空氣中,物體不但受重力還受空氣阻力,二者方向相反,此時物體加速度較小,整個下落過程較慢些.
問題2 自由落體是一種理想化模型,請你結(jié)合實例談談什么情況下,可以將物體下落的運動看成是自由落體運動.
探究思路:回顧第一章質(zhì)點的概念,談談我們在處理物理問題時,根據(jù)研究問題的性質(zhì)和需要,如何抓住問題中的主要因素,忽略其次要因素,建立一種理想化的模型,使復雜的問題得到簡化,進一步理解這種重要的科學研究方法.
問題3 地球上的不同地點,物體做自由落體運動的加速度相同嗎?
探究思路:地球上不同的地點,同一物體所受的重力不同,產(chǎn)生的重力加速度也就不同.一般來講,越靠近兩極,物體做自由落體運動的加速度就越大;離赤道越近,加速度就越小.
典題與精析
例1 下列說法錯誤的是
A.從靜止開始下落的物體一定做自由落體運動
B.若空氣阻力不能忽略,則一定是重的物體下落得快
C.自由落體加速度的方向總是垂直向下
D.滿足速度跟時間成正比的下落運動一定是自由落體運動
精析:此題主要考查自由落體運動概念的.理解,自由落體運動是指物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動.選項A沒有說明是什么樣的物體,所受空氣阻力能否忽略不得而知;選項C中自由落體加速度的方向應為豎直向下,初速度為零的勻加速直線運動的速度都與時間成正比,但不一定是自由落體運動.
答案:ABCD
例2 小明在一次大雨后,對自家屋頂?shù)蜗碌乃芜M行觀察,發(fā)現(xiàn)基本上每滴水下落的時間為1.5 s,他由此估計出自家房子的大概高度和水滴落地前瞬間的速度.你知道小明是怎樣估算的嗎?
精析:粗略估計時,將水滴下落看成是自由落體,g取10 m/s2,由落體運動的規(guī)律可求得.
答案:設(shè)水滴落地時的速度為vt,房子高度為h,則:
vt=gt=101.5 m/s=15 m/s
h= gt2= 101.52 m=11.25 m.
綠色通道:學習物理理論是為了指導實踐,所以在學習中要注重理論聯(lián)系實際.分析問題要從實際出發(fā),各種因素是否對結(jié)果產(chǎn)生影響都應具體分析.
例3 一自由下落的物體最后1 s下落了25 m,則物體從多高處自由下落?(g取10 m/s2)
精析:本題中的物體做自由落體運動,加速度為g=10 N/kg,并且知道了物體最后1 s的位移為25 m,如果假設(shè)物體全程時間為t,全程的位移為s,該物體在前t-1 s的時間內(nèi)位移就是s-25 m,由等式h= gt2和h-25= g(t-1)2就可解出h和t.
答案:設(shè)物體從h處下落,歷經(jīng)的時間為t.則有:
h= gt2 ①
h-25= g(t-1)2 ②
由①②解得:h=45 m,t=3 s
所以,物體從離地45 m高處落下.
綠色通道:把物體的自由落體過程分成兩段,尋找等量關(guān)系,分別利用自由落體規(guī)律列方程,聯(lián)立求解.
自主廣場
基礎(chǔ)達標
1.在忽略空氣阻力的情況下,讓一輕一重的兩石塊從同一高度處同時自由下落,則
A.在落地前的任一時刻,兩石塊具有相同的速度、位移和加速度
B.重的石塊下落得快、輕的石塊下落得慢
C.兩石塊在下落過程中的平均速度相等
D.它們在第1 s、第2 s、第3 s內(nèi)下落的高度之比為1∶3∶5
答案:ACD
2.甲、乙兩球從同一高度處相隔1 s先后自由下落,則在下落過程中
A.兩球速度差始終不變 B.兩球速度差越來越大
C.兩球距離始終不變 D.兩球距離越來越大
答案:AD
3.物體從某一高度自由落下,到達地面時的速度與在一半高度時的速度之比是
A. ∶2 B. ∶1
C.2∶1 D.4∶1
答案:B
4.從同一高度處,先后釋放兩個重物,甲釋放一段時間后,再釋放乙,則以乙為參考系,甲的運動形式是
A.自由落體運動 B.勻加速直線運動a
C.勻加速直線運動ag D.勻速直線運動
答案:D
5.A物體的質(zhì)量是B物體質(zhì)量的5倍,A從h高處,B從2h高處同時自由落下,在落地之前,以下說法正確的是
A.下落1 s末,它們的速度相同
B.各自下落1 m時,它們的速度相同
C.A的加速度大于B的加速度
D.下落過程中同一時刻,A的速度大于B的速度
答案:AB
6.從距離地面80 m的高空自由下落一個小球,若取g=10 m/s2,求小球落地前最后1 s內(nèi)的位移.
答案:35 m
綜合發(fā)展
7.兩個物體用長L=9.8 m的細繩連接在一起,從同一高度以1 s的時間差先后自由下落,當繩子拉緊時,第二個物體下落的時間是多長?
答案:0.5 s
8.一只小球自屋檐自由下落,在t=0.2 s內(nèi)通過高度為h=2 m的窗口,求窗口的頂端距屋檐多高?(取g=10 m/s2)
答案:2.28 m
9.如圖2-4-1所示,豎直懸掛一根長15 m的桿,在桿的下方距桿下端5 m處有一觀察點A,當桿自由下落時,從桿的下端經(jīng)過A點起,試求桿全部通過A點所需的時間.
(g取10 m/s2)
圖2-4-1
答案:1 s
高一物理教案8
教學目標:
1.知識與技能
了解太陽能的優(yōu)點.
知道直接利用太陽能的兩條途徑.
2.過程與方法
培養(yǎng)學生的觀察能力.
初步分析問題和解決問題的能力.
3.情感、態(tài)度與價值觀目標
通過課文講解,使同學們養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度,熱愛科學的情感.
教學重點難點:
常規(guī)能源與新能源的區(qū)別
教學方法:
提問討論法
教學器材:
有關(guān)掛圖、錄像資料等
教學過程:
一、引入新課
教師:人類利用的常規(guī)能源是什么?可以開發(fā)利用的新能源有哪些呢?
學生:常規(guī)能源有煤、石油、天然氣等化石燃料和風力、水力資源等等,可以開發(fā)利用的新能源有核能、太陽能、地熱能、潮汐能等等.
教師:回答得很好,前面我們已經(jīng)學習了核能的開發(fā)和利用,用鈾做燃料的反應堆雖然能大大減少能源的消耗,但是鈾的儲量也是有限的,而且使用時要產(chǎn)生放射性污染;輕核的聚變雖然比裂變干凈,還能釋放更多的能量,但是至今還沒有真正解決和平利用的問題,所以還要開辟新能源.隨著科學技術(shù)的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)太陽不但一直間接地向人類提供生存和發(fā)展的能量,而且還是可能為人類長期地直接提供巨大能量的新能源.今天我們就來學習太陽能.
二、進行新課
板書:<太陽能>
(1)太陽能的優(yōu)點
、偬柲苁志薮.
教師:同學們想想,太陽能有什么優(yōu)點呢?
板書:<(一)太陽能的優(yōu)點>
學生:太陽能非常巨大,從前面表中可見,太陽能向周圍空間輻射的總功率達3.8×1026瓦.
板書:<1.太陽能十分巨大>
教師:說得很好,太陽能十分巨大.同學們知道太陽能輻射到地球表面的總功率是多少嗎?(通過查看課本答:l.7×1017瓦)
教師:同學們計算一下,太陽每小時輻射到地球的總能量有多少?(學生上黑板計算:1.7×1017瓦×3600秒=6.1×1020焦)
教師:地球每小時從太陽獲得的太陽能量有6.1×1020焦,這比目前全世界在一年內(nèi)能源生產(chǎn)的總量還多,可見太陽能有多么巨大.
、谔柲芄⿷獣r間長久.
那么太陽能會不會用完呢?根據(jù)科學家推算,太陽像現(xiàn)在這樣不停地向外輻射能量,還可以維持60億年以上,對于人類來說,太陽能可以說是一種取之不盡,用之不竭的永久性能源.
板書:<2.太陽能的`供應時間十分長久>新 課 標 第 一 網(wǎng)
、厶柲芊植紡V闊,獲取方便.
教師:我們到哪里去取太陽能?怎樣獲取呢?(只要太陽能照到的地方,就有太陽能,不用專門去尋找;只要用東西接收就行了,不需要挖掘開采)
教師:很好,所以太陽能的第3個優(yōu)點是:
板書:<3.太陽能分布廣闊,獲取方便,無需挖掘開采和運輸>
、苁褂锰柲馨踩、不污染環(huán)境.
太陽能是最干凈的能源,開發(fā)、利用太陽能不會給我們帶來污染.所以,太陽能的第4個優(yōu)點是:
板書:<4.太陽能安全、不污染環(huán)境>
(2)人類直接利用太陽能有兩條途徑
教師先請同學議論:如何利用太陽能?然后總結(jié).
板書:<(二)直接利用太陽能的兩條途徑
1.把太陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能以供利用>(講解:例如用太陽爐、太陽能熱水器等裝置把太陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能來做飯、燒水等等,也可用集熱器把水加熱,產(chǎn)生水蒸氣,再推動汽輪發(fā)電機發(fā)電——這就叫太陽能熱電站.)
<2.通過光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能>(講解:例如用硅光電池——也叫太陽能電池,把太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能.太陽能電池的應用已很廣泛,像人造衛(wèi)星上的電源、太陽能汽車上的電源,小型電視機、計算器上的電源,城市道路路燈的電源等等都可用太陽能電池,我國還用太陽能電池做航標燈的電源,鐵路信號燈的電源等等)
(3)利用太陽能的困難
教師:既然太陽能有那么多優(yōu)點,為什么不大量推廣、大范圍應用呢?目前還有些技術(shù)問題沒有解決.
板書:<(三)廣泛利用太陽能的困難
1.太陽能雖然十分巨大,但它太分散>(講解:經(jīng)計算,垂直投射到地面每平方米面積上的太陽能只有幾百瓦,所以要大規(guī)模開發(fā)利用太陽能必須設(shè)置龐大的收集和轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng),目前造價還太高,影響推廣.<2.由于地球的自轉(zhuǎn)和氣候、季節(jié)等原因,太陽能的功率變化大,不穩(wěn)定,給正常連續(xù)地使用造成困難>
<3.目前太陽能轉(zhuǎn)換器的效率不高>(講解:光熱轉(zhuǎn)換的效率為50~60%,而光電轉(zhuǎn)換的效率只有10%左右.所以還要下大力氣研制高轉(zhuǎn)換效率的材料)
(4)結(jié)束語
要大規(guī)模地直接利用太陽能還要做大量的研究工作,現(xiàn)在已取得一定成果,只要不斷努力,必將會不斷有新的進展,隨著科學技術(shù)的進步,應用也將越來越廣泛.有人預言,到21世紀,太陽能將會成為人類的重要能源之一.
三、小結(jié)
四、布置作業(yè)
板書設(shè)計:
第三節(jié) 太陽能
一、太陽能的優(yōu)點:
1.太陽能十分巨大;
2.太陽能的供應時間十分長久;
3.太陽能分布廣闊,獲取方便,無需挖掘開采和運輸;
4.太陽能安全、不污染環(huán)境。
二、直接利用太陽能的兩條途徑:
三、廣泛利用太陽能的困難:
1.太陽能雖然十分巨大,但它太分散;
2.由于地球的自轉(zhuǎn)和氣候、季節(jié)等原因,太陽能的功率變化大,不穩(wěn)定,給正常連續(xù)地使用造成困難;
3.目前太陽能轉(zhuǎn)換器的效率不高。
高一物理教案9
【學習目標】
1.理解動能的概念,會用功能關(guān)系導出動能的定義式,并會用動能的定義式進行計算。
2.理解重力勢能的概念,會用功能關(guān)系導出勢能的定義式,會用重力勢能的定義式進行計算。
3.理解重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系。知道重力做功與路徑無關(guān)及重力勢能的相對性。
4.了解彈性勢能的概念。
【閱讀指導】
1.一個物體的質(zhì)量為m,它在某時刻的速度為v1,那么它在該時刻的動能Ek1=__________,某時刻這個物體的速度變?yōu)関2,那么它在該時刻的動能Ek2=________,對于同一物體,速度的大小變化動能就會變化,速度是描述物體____________的物理量,動能也是描述物體_________的物理量,動能是_______量(填“矢”或“標”)。
2.被舉高的物體具有做功的本領(lǐng),所以被舉高的物體具有能量,物體的重力勢能等于________________________。由于物體受到的重力方向是豎直向下的,當一個物體所處的高度變化時,重力一定對物體做功。
3.如圖所示,質(zhì)量為m的物體從高H處沿不同路徑a、b、c、d落下,試計算從a、b、c路徑落下的過程中,
(1)重力所做的功;
(2)物體重力勢能如何變化;變化量是多少;
(3)你從中發(fā)現(xiàn)了什么結(jié)論;
(4)如果物體是從d路徑落下的還能得出以上結(jié)論嗎?你怎么得出的?
4.物體所處的高度是相對的,因此,物體的重力勢能也總是相對于某一個水平面說的。如果我們設(shè)海拔零高度為重力勢能為零的點,那么高于海平面以上物體的重力勢能為_____,處于海平面相同高度處物體的重力勢能為______,海平面以下物體的重力勢能為______。
【課堂練習】夯實基礎(chǔ)
1.質(zhì)量為0.2kg的小球,以5m/s的速度碰墻后以3m/s的速度被彈回,若選定小球初速度方向為正方向,則小球碰墻前的動能為_________,小球碰墻后的動能為_________。
2.兩物體質(zhì)量之比為1:2,速度之比為2:1,則兩個物體的動能之比為___________。
3.關(guān)于速度與動能,下列說法中正確的是( )
A.一個物體速度越大時,動能越大
B.速度相等的物體,如果質(zhì)量相等,那么它們的動能也相等
C.動能相等的物體,如果質(zhì)量相等,那么它們的速度也相同
D.動能越大的物體,速度也越大
4.從離地h高的同一點將一小球分別豎直上拋、平拋、豎直下拋、自由下落,都落到地面,下列說法中正確的是( )
A.豎直上拋重力做的功最多
B.豎直上拋、平拋、豎直下拋、自由下落重力做的.功一樣多
C.只有平拋、豎直下拋、自由下落三種情況重力做的功一樣多
D.重力做功與路徑無關(guān),只與重力大小和始末位置的高度差有關(guān)
5.質(zhì)量為m=1kg的物體克服重力做功50J,g取10m/s2,則:
A.物體一定升高了5m
B.物體的動能一定減少50J
C.物體的重力勢能一定增加50J
D.物體一定是豎直向上運動
能力提升
6.兩物體質(zhì)量之比為1:3,它們距離地面高度之比也為1:3,讓它們自由下落,它們落地時的動能之比為( )
A.1:3 B.3:1 C.1:9 D.9:1
7.一質(zhì)量分布均勻的不可伸長的繩索重為G,A、B兩端固定在水平天花板上,如圖所示,今在繩的最低點C施加一豎直向下的力將繩繃直,在此過程中,繩索AB的重心位置( )
A.逐漸升高 B.逐漸降低
C.先降低后升高 D.始終不變
8.5kg的鋼球,從離地面高15m處自由落下,如果規(guī)定地面的高度為零,則物體下落前的重力勢能為__________J,物體下落1s,它的重力勢能變?yōu)開______J,該過程中重力做了_______J的功,重力勢能變化了__________J。(g取10m/s2)
第3節(jié) 動能與勢能
【閱讀指導】
1、 運動狀態(tài) 狀態(tài) 標2、物體的重量和它的高度的乘積 3、(1)重力所做的功均為WG=mgH (2) 物體重力勢能減少了。減少量均為mgH (3)重力做功重力勢能減少 重力做了多少功,重力勢能就減少多少。*(4)能 可以將d曲面分成很多小的斜面,在每個小斜面上,物體運動過程中重力做的功都為mg△h,重力做的總功就為mgH; 4. 正值 零 負值
【課堂練習】
1、2.5J 0.9J 2、2:1 3、1:3 1、BD 2、AC 3、ABD 4、750 500 250 250
高一物理教案10
【教學目標】
一、知識與能力:
1、知道向心力的定義和方向,通過實例認識向心力的作用效果及來源。
2、通過實驗理解向心力的大小與哪些因素有關(guān),初步掌握向心力的公式并可以進行計算。
3、知道向心加速度及其公式,能運用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力及向心加速度。
4、經(jīng)歷向心力和向心加速度的概念形成過程的體驗,大膽發(fā)表自己對有關(guān)問題的認識。
二、過程與方法:
通過向心力理論分析到實驗探究,培養(yǎng)學生用理論指導實踐的素養(yǎng)和能力。
三、情感態(tài)度與價值觀:
培養(yǎng)學生觀察生活,思考生活現(xiàn)象的能力,同時培養(yǎng)學生大膽分析及勇于探究的科學素養(yǎng),以及尊重實驗、實踐的客觀唯物精神。
【教學重點】
向心力概念的建立及實驗探究向心力的大小是教學重點。
【教學難點】
向心力概念的建立及實驗探究向心的大小也是教學難點。通過簡單實例及分組實驗加強感知,突破難點。
【教具準備】
1、小球、細繩和光滑木板16套
2、小鏈球16對。
3、向心力演示器16臺。
4、課件。
【教學過程】
一、引入新課
欣賞視頻:我國選手趙宏博和申雪在06年冬奧會花樣滑冰比賽中,以精彩表演獲得金牌,為國爭光。視頻中申雪的運動可以近似看成什么運動?(學生回答:勻速圓周運動),其運動狀態(tài)時刻改變的原因是什么?(學生回答:受到合外力)有力就會產(chǎn)生(加速度)。這節(jié)課我們共同探究做勻速圓周運動的物體合外力及加速度的特點。
板書:向心力與向心加速度。
二、學生實驗引出向心力的定義
引導學生分組利用手中的小球、細線、光滑水平木板,構(gòu)建一個簡單的勻速圓周運動,讓學生對小球進行受力,得出勻速圓周運動物體所受合外力的特點:始終指向圓心,從而引出向心力的定義。
板書:向心力。
1、向心力的定義:做勻速圓周運動的物體會受到一個始終指向圓心等效的力。
三、學生觀察得到向心力的方向
再引導學生觀察分析得到向心力的方向時刻在變化,是一個變力但始終指向圓心而且和速度方向垂直。
板書:向心力的方向:始終指向圓而且速度方向垂直
四、引導學生分析得到向心力的作用效果因為向心力和速度方向始終垂直,所以向心力不做功,不改變速度的大小,只改變速度的方向,得到向心力的作用效果。
板書:向心力的作用效果:不改變速度的大小,只改變速度的方向。
五、通過三個典型題目引導學生分析向心力的來源
對物體受力分析,說明向心力的來源。
物體隨轉(zhuǎn)盤一起勻速圓周運動物體隨滾筒一起勻速圓周運動
板書:向心力的來源:向心力可以由重力、彈力、摩擦力等某個力提供,也可以由它們的合力,或某個力的分力提供。
六、實驗探究:向心力的大小
提出問題:向心力的大小跟哪些因素有關(guān)?
。ㄒ龑W生用兩個小鏈球?qū)嶒,憑感覺粗略體驗。學生經(jīng)實驗、討論有了自己的看法后,自由發(fā)言。)
學生的猜想:向心力跟物體質(zhì)量m、半徑r、角速度ω有關(guān)。
。ㄈ魧W生說到v,可引導學生由公式v=ωr得出ω和v有重復的部分)
進一步引導學生猜想它們的定量關(guān)系。學生可能猜想向心力與質(zhì)量成正比,與半徑成正比,與角速度成正比。老師先不要作出判斷。
提問:實驗時能否讓三個量同時變。
學生:不行,應該保持其它量不變,使一個量變化即控制變量法。
實驗裝置:向心力演示器。
介紹構(gòu)造:
講解工作原理:小球向外壓擋板,擋板對小球的反作用力指向轉(zhuǎn)軸,提供了小球做勻速圓周運動的向心力,兩力大小相等,同時小球壓擋板的力使擋板另一端壓縮套在軸上的彈簧,彈簧被壓縮的格數(shù)可以從標尺中讀出,即顯示了向心力大小。
演示操作:如何實現(xiàn)控制變量。
強調(diào)注意事項:
學生分組實驗得出:
、貴向心力與質(zhì)量的.關(guān)系:ω、r一定,取兩球使mA=2mB觀察:(學生讀數(shù))FA=2FB。
結(jié)論:向心力F∝m。
、贔向心力與半徑的關(guān)系:m、ω一定,取兩球使rA=2rB觀察:(學生讀數(shù))FA=2FB。
結(jié)論:向心力F∝r。
、跢向心力與角速度的關(guān)系:m、r一定,使ωA=2ωB觀察:(學生讀數(shù))FA=4FB。
結(jié)論:向心力F∝ω2。
歸納:綜合上述實驗結(jié)果可知:物體做勻速圓周運動需要的向心力與物體的質(zhì)量成正比,與半徑成正比,與角速度的二次方成正比。但不能由一個實驗、一個測量就得到一般結(jié)論,實際上要進行多次測量,同時選取更精密的儀器,大量實驗,但我們不可能一一去做。同學們剛才所做的實驗得出:m、r、ω越大,F(xiàn)越大;若將實驗稍加改進,如課本中所介紹的小實驗,加一彈簧秤測出F,可粗略得出結(jié)論。我們還可以設(shè)計很多實驗都能得出這一結(jié)論,說明這是一個帶有共性的結(jié)論。測出m、r、ω的值,可知向心力大小為:F=mrω2r。
板書:向心力:F向心力=mω2r=mv2/r
我們知道合外力必然產(chǎn)生加速度,向心力實際就是物體做勻速圓周運動的合外力,這個力產(chǎn)生的加速度是怎么樣的呢?
七、根據(jù)牛頓第二定律推導出向心加速度
板書:向心加速度
1、向心加速度大。篴=F向心力/m=ω2r=v2/ r=ωv
a=4π2r/T2=4π2rf2
提問:方向是怎么樣的?
板書:向心加速度的方向:與向心力同向,始終指向圓心
思考:勻速圓周運動是勻變速運動還是非勻變速運動?
學生:不是,因為加速度不恒定。方向時刻在改變。
板書:向心加速度的物理意義:描述速度方向變化快慢的物理量。
【及時鞏固】
長度為0.5m的輕繩一端系一質(zhì)量為2kg的小球,另一端固定,小球繞固定點在光滑水平面上以4m/s的速度做勻速圓周運動,請計算小球做勻速圓周運動的向心力和向心加速度的大?
【課堂小結(jié)】
1.知識內(nèi)容:(見板書)
2.實驗方法:控制變量法。
3.物理思想:先猜想后探究,從定性到定量。
高一物理教案11
一、教學目標:
1.了解萬有引力定律在天文學上的重要應用。
2.會用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量。
3.掌握綜合運用萬有引力定律和圓周運動學知識分析具體問題的基本方法。
二、教學重點:萬有引力定律和圓周運動知識在天體運動中的應用
三、教學難點:天體運動向心力來源的理解和分析
四、教學方法:啟發(fā)引導式
五、教學過程:
。ㄒ唬┮胄抡n
天體之間的作用力主要是萬有引力,萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)對天文學的發(fā)展起到了巨大的推動作用,這節(jié)課我們要來學習萬有引力在天文學上有哪些重要應用。
(二)進行新課
1.天體質(zhì)量的計算
提出問題引導學生思考:在天文學上,天體的質(zhì)量無法直接測量,能否利用萬有引力定律和前面學過的`知識找到計算天體質(zhì)量的方法呢?
。1)基本思路:在研究天體的運動問題中,我們近似地把一個天體繞另一個天體的運動看作勻速圓周運動,萬有引力提供天體作圓周運動的向心力。
萬有引力定律在天文學上的應用。
高一物理教案12
。ㄒ唬┮耄
1、復習
(1)什么是波的反射和折射現(xiàn)象?
。2)波的反射和折射各遵循什么規(guī)律?
2、導入:本節(jié)課我們學習波的衍射現(xiàn)象。
。ǘ┬抡n教學:
1、波的衍射現(xiàn)象:
。1)用課件演示水波的衍射現(xiàn)象
。2)用投影儀投影水波的衍射現(xiàn)象
。3)總結(jié)得到:波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫做波的衍射。
2、產(chǎn)生明顯衍射的條件:
。1)用發(fā)波水槽演示波長相同的水波通過寬度不同的窄縫時所發(fā)生的衍射現(xiàn)象,并利用實物投影儀投影。
。2)觀察現(xiàn)象
。3)演示波長不同的水波通過寬度相同的窄縫時產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象,并利用實物投影儀投影。
。4)觀察現(xiàn)象
。5)分析現(xiàn)象,總結(jié)得到:當孔、縫的寬度或障礙物的.大小跟波長相差不多,或者比波長更小時,才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。
。6)用CAI課件模擬2和3的現(xiàn)象,加深理解。
。ㄈ┭苌涫遣ㄌ赜械默F(xiàn)象
1、一切波都可以發(fā)生衍射;
2、在滿足一定條件時,一切波都可以發(fā)生明顯的衍射。
。ㄋ模╈柟叹毩
1、為什么聲波能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象?
2、為什么光波不易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象?
答案:
1、因聲波波長較長。
2、光波波長很短,不易找到這樣小的障礙物或小孔。
。ㄎ澹┬〗Y(jié):用投影片出示思考題進行小結(jié):
1、什么是波的衍射?
2、產(chǎn)生明顯衍射的條件是什么?
答案:
1、波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播,叫波的衍射。
2、障礙物或小孔和波長差不多或比波長小。
。┳鳂I(yè):
1、波的衍射現(xiàn)象
2、產(chǎn)生明顯衍射的條件
3、衍射是波特有的現(xiàn)象P 18練習四②
高一物理教案13
本文題目:高一化學教案:牛頓第一定律學案
第一節(jié) 牛頓第一定律 學案
一. 教學內(nèi)容:
牛頓第一定律
二. 本周教學目標
1. 知道伽利略和亞里士多德對力和運動關(guān)系的不同認識。
2. 知道伽利略的理想實驗及其推理過程和結(jié)論.
3. 知道什么是慣性,會正確理解有關(guān)現(xiàn)象.
4. 理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義.
[教學過程]
1 .理想實驗的魅力
(1)伽利略的理想斜面實驗
理想實驗:
如圖甲所示,讓小球沿一個斜面從靜止?jié)L下,小球?qū)L上另一個斜面.如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?
如果第二個斜面傾斜角度小,如圖乙所示,小球在這個斜面上達到原來的高度就要通過更長的路程,繼續(xù)減小第二個斜面的傾斜角度,如圖丙所示,使它最終成為水平面,小球就再也達不到原來的高度,而是沿水平面以恒定的速度持續(xù)運動下去.
伽利略的思想方法
伽利略的實驗+科學推理的方法推翻了亞里士多德的觀點。
伽利略的理想斜面實驗雖然是想像中的實驗,但這個實驗反映了一種物理思想,它是建立在可靠的事實基礎(chǔ)之上的.以事實為依據(jù),以抽象為指導,抓住主要因素,忽略次要因素,從而深刻地揭示了自然規(guī)律.
(2)伽利略的觀點:在水平面上的物體,設(shè)想沒有摩擦,一旦物體具有某一速度,物體將保持這個速度繼續(xù)運動下去.
(3)笛卡爾的觀點:除非物體受到外力的作用,物體將永遠保持其靜止或運動狀態(tài),永遠不會使自己沿曲線運動,而只保持在直線上運動.笛卡爾補充和完善了伽利略的觀點.
2. 牛頓物理學的基石慣性定律
牛頓總結(jié)了伽利略等人的工作,并提出了三條運動定律,先看牛頓第一定律:
牛頓第一定律:
(1)內(nèi)容: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狀態(tài)為止.
(2)如何正確理解牛頓第一定律?
對牛頓第一定律應從以下幾個方面來理解:
、倜鞔_了慣性的概念:
定律的前半句話一切物體總保持勻速直線運動或靜止狀態(tài),揭示了物體所具有的一個重要的屬性慣性,即物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì),牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性、因此牛頓第一定律又叫慣性定律.
、诖_定了力的含義:
定律的后半句話直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止,實際上是對力的定義,即力是改變物體運動狀態(tài)的原因,并不是維持物體運動的原因,這一點要切實理解.
、鄱ㄐ越沂玖肆瓦\動的關(guān)系:
牛頓第一定律指出物體不受外力作用時的運動規(guī)律,它描述的只是一種理想狀態(tài),而實際中不受外力作用的物體是不存在的,當物體所受合外力為零時,其效果跟不受外力的作用相同.但是,我們不能把不受外力作用理解為合外力為零.
3. 理解慣性和慣性定律
(1)對慣性定律的理解
牛頓第一定律揭示了一切物體都具有保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì),即一切物體都具有慣性.同時,牛頓第一定律還定性地指出了力的動力學意義:力是改變物體運動狀態(tài)的原因,即改變速度的原因.物體在速度發(fā)生改變時,就有加速度.因此也可以說:力是使物體產(chǎn)生加速度的原因.不能認為力是維持物體運動(勻速直線運動)的原因,也不能認為有力就有運動,沒有力就沒有運動,更不能認為物體向哪個方向運動就一定受到那個方向的力的作用.
(2)對慣性的理解
、賾T性是物體的固有屬性:一切物體都具有慣性.
、趹T性與運動狀態(tài)無關(guān):不論物體是處于怎樣的運動狀態(tài),慣性總是存在的,當物體原來靜止時,它一直想保持這種靜止狀態(tài);當物體運動時,它一直想以那一時刻的速度做勻速直線運動.
③慣性與物體是否受力無關(guān),與物體速度大小無關(guān),僅由物體的質(zhì)量決定.
4. 慣性與力的比較
(1)從概念比較
慣性是物體保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)的性質(zhì),而力是物體與物體之間的相互作用,力是迫使物體改變運動狀態(tài)的原因.
(2)從意義比較
任何物體都具有慣性,而物質(zhì)無處不在,慣性也就無處不有,一切物體均具有慣性,我們所處的世界是慣性的世界,也叫慣性系。
慣性不是力,慣性與力毫無關(guān)系,二者有著本質(zhì)的區(qū)別。
力是物體與物體之間的相互作用,是迫使物體改變運動狀態(tài)的原因,也是使物體產(chǎn)生加速度的原因
5. 決定物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的內(nèi)因與外因
決定物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的因素有兩個:一個是物體受到的外力;另一個是物體本身的質(zhì)量.外力是物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的外部因素,質(zhì)量是決定物體運動狀態(tài)發(fā)生變化難易程度的內(nèi)部因素。
在物體的質(zhì)量一定時,物體受到的力越大,其運動狀態(tài)的變化就越迅速;反之,物體受到的力越小,其運動狀態(tài)的變化就越緩慢。
在物體所受外力一定時,物體質(zhì)量越大,其運動狀態(tài)的變化就越困難;反之,物體的質(zhì)量越小,其運動狀態(tài)的變化就越容易.物體質(zhì)量的大小決定了運動狀態(tài)發(fā)生變化的難易程度。
6. 明確區(qū)分運動狀態(tài)改變的難易與讓運動物體停止運動的難易的不同
有同學認為:汽車的速度越大,讓它停下來即剎車所用的時間越長,即讓汽車停止運動就越困難,因此認為汽車的速度越大其慣性就越大.其實這是錯誤的.
比較物體慣性大小的方法是:在相同外力作用下,加速度大的其慣性小;加速度小的其慣性大;加速度相等時其慣性等大.同輛汽車,剎車時所受阻力相同,加速度相同,即單位時間內(nèi)速度改變量相同,慣性大小就相同.行駛速度大的汽車,停下來的速度改變量越大所用時間就越長,而單位時間內(nèi)的速度改變量仍然相同,即加速度相同,慣性大小相同.所以慣性的大小與速度大小無關(guān)。
【典型例題】
例1. 關(guān)于牛頓第一定律,下面說法正確的是( )
A. 牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時物體的運動規(guī)律
B. 牛頓第一定律就是慣性
C. 不受外力作用時,物體運動狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性
D. 物體的'運動狀態(tài)發(fā)生變化時,物體必定受到外力的作用
解析:對A,由牛頓第一定律可知,該定律反映的就是不受外力作用時物體靜止或勻速直線運動的規(guī)律.故A選項正確.
對B,慣性與慣性定律二者的物理意義截然不同.慣性是一切物體都具有維持勻速直線運動或靜止狀態(tài)的性質(zhì),無論物體處于什么狀態(tài),物體的慣性都會以不同的形式表現(xiàn)出來.而慣性定律則是說:一切物體在不受外力作用時總是保持勻速直線運動或靜止狀態(tài),直到有外力迫使物體改變這種狀態(tài)為止.它是物體不受外力作用的條件下所遵守的規(guī)律.慣性與慣性定律這二者極易混淆,只有從概念的物理意義上分析、對比,從而作出正確判斷.故B選項錯誤。
對C,由牛頓第一定律可知,物體保持原來運動狀態(tài)不變的原因,就是由于物體不受外力和具有慣性.故C選項正確.
對D,由牛頓第一定律的含義可知,力就是迫使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因,故D選項正確.
慣性與質(zhì)量關(guān)系的定性分析
例2. 在谷物的收割和脫粒過程中,小石子、草屑等雜物很容易和谷物混在一起,另外谷粒中也有癟粒.為了將它們分離,可用揚場機分選,如圖所示。它的分選原理是( )
A. 小石子質(zhì)量最大,空氣阻力最小,飛得最遠
B. 空氣阻力對質(zhì)量不同的物體影響不同
C. 癟谷粒和草屑質(zhì)量最小,在空氣阻力作用下,反向加速度最大,飛得最遠
D. 空氣阻力使它們的速度變化不同
解析:各種雜物以相同的速度從機器中拋出,由于所受空氣阻力不同,產(chǎn)生的加速度也不一樣,使它們的速度變化不同,故D選項正確.或者這樣理解:小石子質(zhì)量大,慣性大,運動狀態(tài)較雜質(zhì)要難改變得多,故飛得最遠,而實谷粒質(zhì)量和慣性介于小石子和癟粒之間,故最后實谷粒位置居中.
答案:D
例3. 如圖(1)所示,重球M系于細線DC的下端,重球M的下方又系一條同樣的細線BA,下列說法正確的是( )
(1)
A. 在線的A端緩慢加大拉力時,線DC先斷
B. 在線的A端緩慢加大拉力時,線BA先斷
C. 在線的A端猛力一拉,線BA先斷
D. 在線的A端猛力一拉,線DC先斷
解析:重球M的受力如圖(2)所示.
(2)
對A,當在線的A端緩慢加大拉力時,使得重球M能夠發(fā)生向下的微小位移,從而使得上部細線CD的拉力 逐漸增大,又由于這個過程是極其緩慢地進行的,故可以認為重球M始終處于受力平衡狀態(tài),重球M的受力是 。當AB線下端的力 增大時, 也隨之增大,并且總是會有上部的CD繩先到達受力極限的程度,因而CD繩先被拉斷.故A選項正確.
對B,由上面的分析可知,B選項錯誤.
對C,當在A端猛力一拉時,由于重球M的質(zhì)量較大,其慣性也就較大,并且力的作用時間又極短,故重球M向下發(fā)生的位移也極小,以至于上部的線CD還沒來得及發(fā)生伸長的形變,下端線中的拉力 已經(jīng)達到了極限強度,因而下部的線AB必然會先斷.故C選項正確。
例4. (20xx年廣東)下列對運動的認識不正確的是( )
A. 亞里士多德認為物體的自然狀態(tài)是靜止的,只有當它受到力的作用時才會運動
B. 伽利略認為力不是維持物體速度的原因
C. 牛頓認為力的真正效應總是改變物體的速度,而不僅僅是使之運動
D. 伽利略根據(jù)理想實驗推論出:如果沒有摩擦,在水平面上的物體,一旦具有某一個速度,將保持這個速度繼續(xù)運動下去
解析:亞里士多德認為力是維持物體運動的原因,故A項錯,其他三項與史實吻合。
答案:A
例5. (20xx年上海市綜合試題)科學思維和科學方法是我們認識世界的基本手段.在研究和解決問題過程中,不僅需要相應的知識,還要注意運用科學方法.理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律.咖利略設(shè)想了一個理想實驗,其中有一個是實驗事實,其余是推論.
、贉p小第二個斜面的傾角,小球在這個斜面上仍然要達到原來的高度;
、趦蓚對接的斜面,讓靜止的小球沿一個斜面滾下,小球?qū)L上另一個斜面;
、廴绻麤]有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨?
、芾^續(xù)減小第二個斜面的傾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運動.
請將上述理想實驗的設(shè)想步驟按照正確的順序排列_______(只要填寫序號即可).在上述的設(shè)想步驟中,有的屬于可靠的事實,有的則是理想化的推論。下列有關(guān)事實和推論的分類正確的是( )
A. ①是事實,②③④是推論
B. ②是事實,①③④是推論
C. ③是事實,①②④是推論
D. ④是事實,①②③是推論
解析:本題是在可靠事實的基礎(chǔ)上進行合理的推理,將實驗理想化,并符合物理規(guī)律,得到正確的結(jié)論,而②是可靠事實,因此放在第一步,③①是在高度上作無摩擦的設(shè)想,最后推導出水平面④上的理想實驗,因此正確順序是②③①④。
答案:②③①④ B
【模擬試題】(答題時間:20分鐘)
1. 人從行駛的汽車上跳下來后容易( )
A. 向汽車行駛的方向跌倒
B. 向汽車行駛的反方向跌倒
C. 向車右側(cè)方向跌倒
D. 向車左側(cè)方向跌倒
2. 有道是坐地日行八萬里,可見地球自轉(zhuǎn)的線速度是相當大的,然而當你在原地向上跳起后會發(fā)現(xiàn)仍落在原處,這是因為( )
A. 你跳起后,會得到一向前的沖力,使你隨地球一同轉(zhuǎn)動
B. 你跳起的瞬間,地面給你一個力,使你隨地球一同轉(zhuǎn)動
C. 你跳起后,地球也在轉(zhuǎn),但由于你留在空中時間太短,以至于落地后的距離太小,看不出來
D. 你跳起到落地,水平方向速度同地球一樣
3. 殲擊機在進入戰(zhàn)斗狀態(tài)時要丟掉副油箱,這樣做是為了( )
A. 減小重力,使運動狀態(tài)保持穩(wěn)定
B. 增大速度,使運動狀態(tài)易于改變
C. 增大加速度,使狀態(tài)不易變化
D. 減小慣性,有利于運動狀態(tài)的改變
4. 下列事例中,利用了物體的慣性的是( )
A. 跳遠運動員在起跳前的助跑運動
B. 跳傘運動員在落地前打開降落傘
C. 自行車輪胎做成凹凸不平的形狀
D. 鐵餅運動員在擲出鐵餅前快速旋轉(zhuǎn)
5. 關(guān)于慣性,以下說法正確的是( )
A. 人在走路時沒有慣性,被絆倒時才有慣性
B. 百米賽跑到達終點時不能立即停下來是由于有慣性,停下來后也就沒有慣性了
C. 物體在不受外力作用時有慣性,受到外力作用后慣性就被克服了
D. 物體的慣性與物體的運動狀態(tài)及受力情況均無關(guān)
6. 你試著自己學做蛋炒飯,你兩手分別握住一只雞蛋,現(xiàn)用右手的雞蛋去碰停在你左手中的雞蛋,結(jié)果如何?大部分情況是只破了一只雞蛋,則先破的蛋是( )
A. 右手的 B. 左手的 C. 同時破 D. 無法判定
7. 當人們的衣服上沾了一些灰塵時,都習慣地用手在沾有灰塵的地方拍打幾下,這樣灰塵就會掉了,請同學們用學過的知識解釋.
8. 在足球場上,為了不使足球停下來,運動員帶球前進必須不斷用腳輕輕地踢撥足球(即盤帶)又如為了不使自行車減速,總是不斷地用力蹬腳踏板.這些現(xiàn)象不正說明了運動需要力來維持嗎?那為什么又說力不是維持物體運動的原因?
【試題答案】
1. A 2. D 3. D 4. AD 5. D 6. B
7. 當你拍打沾有灰塵的衣服時,衣服受力突然運動,而灰塵因慣性要保持靜止,所以與衣服脫離,就掉下來了。
8. 足球在草地上時,受到阻力作用,運動狀態(tài)發(fā)生改變,速度變小,最終會停下來,所以在盤帶足球時,人對足球施加力的作用,恰好是起了使足球已經(jīng)變小的速度再變大的原因。
高一物理教案14
教學目標
知識目標
。1)認識物體間的作用是相互的;
。2)會用準確的文字敘述牛頓第三定律;
。3)理解作用力和反作用力的關(guān)系與兩個物體相互作用的方式、相互作用時的運動狀態(tài)均無關(guān);
。4)理解作用力和反作用力是分別作用在兩個不同的物體上或分別作用在一個物體的兩部分上.這兩個力之間不存在平衡的問題,兩個力各自引起的效果一般是不同的.
。5)理解作用力與反作用力是同時產(chǎn)生、同時消失、同樣變化、同一性質(zhì)的力.
。6)能區(qū)分相互平衡的兩個力與一對作用力、反作用力.
。7)能綜合運用牛頓第二、第三定律綜合解決有關(guān)問題.
能力目標
培養(yǎng)語言表達能力、觀察能力.
情感目標
與實際問題相結(jié)合,培養(yǎng)學習興趣.
教學建議
教材分析
先通過大量的實例和分析,讓學生再一次體會力是物體間的`相互作用,建立作用力和反作用力的概念.然后通過小實驗給出牛頓第三定律,并討論牛頓第三定律在生活和生產(chǎn)中的廣泛應用.
教法建議
1、本節(jié)內(nèi)容學生在初中已有一定基礎(chǔ).教學中要利用實驗、視頻資料或課件,多舉例子,讓學生觀察、體會力是物體間的相互作用,并讓學生描述物體間的相互作用,這樣不僅鍛煉了學生的口頭表達能力,而且養(yǎng)成在分析問題時選取誰做研究對象的好習慣.
2、通過典型例子的分析,讓學生總結(jié)出相互作用力與二力平衡的異同之處,能夠很好的區(qū)別它們.
教學設(shè)計示例
教學重點:牛頓第三定律;作用力和反作用力與二力平衡的異同
教學難點:相互作用力與二力平衡的異同
示例:
一、力是物體間的相互作用
1、舉例并分析:
例1、實驗:水槽中兩個軟木塞上的鐵條和磁鐵的相互作用.(視頻資料)
問題:觀察到什么現(xiàn)象?如何解釋?(表述中要明確受力物和施力物)
例2、實驗:坐在椅子上用手推桌子,會感覺到桌子也在推我們.(具體體驗)
問題:感覺到什么?如何解釋?(表述中要明確受力物和施力物)
讓學生看書上的例子或舉例.
2、作用力和反作用力的定義.
3、作用力和反作用力的關(guān)系:
實驗:做書55頁實驗,讀出彈簧秤示數(shù),看兩個彈簧秤示數(shù)是否相等?
結(jié)論:兩個彈簧秤示數(shù)相等.改變手拉彈簧的力,兩個彈簧秤示數(shù)也隨著改變,但兩個示數(shù)總相等.說明作用力和反作用力大小相等,方向相反.
二、牛頓第三定律(反作用定律)
1、牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上.用公式表示為
2、區(qū)分相互作用力與平衡力
例題:粉筆盒靜止在講臺上.請分析粉筆盒受到哪幾個力的作用?它們的反作用力是什么力?作用在誰身上?(畫出示意圖)
在學生能夠正確回答后,繼續(xù)提問:粉筆盒所受到的平衡力和粉筆盒與桌子間的相互作用力有什么共同特點?有什么不同點?(以上問題根據(jù)學生情況設(shè)問)
相同點
不同點
相互作用力
大小相等,方向相反,作用在一條直線上.
兩力必性質(zhì)相同;
同時出現(xiàn),同時消失;
分別作用在兩個物體上(互為施力物和受力物);
與運動狀態(tài)及參考系無關(guān).
平衡力
同上.
性質(zhì)可以不相同;
可以不同時消失;
同時作用在一個物體上;(研究對象)
3、牛頓第三定律在生活和生產(chǎn)中的應用:根據(jù)學生情況處理.
提供直升機螺旋槳轉(zhuǎn)動的視頻資料.
探究活動
題目:如何在拔河比賽中獲勝
組織:以自然組為小組
方式:研究方案并進行比賽
評價:可操作性、引起興趣、與實際結(jié)合.
高一物理教案15
高一物理教案 功和能教案
功和能
一、教學目標
1.在學習機械能守恒定律的基礎(chǔ)上,研究有重力、彈簧彈力以外其它力做功的情況,學習處理這類問題的方法。
2.對功和能及其關(guān)系的理解和認識是本章教學的重點內(nèi)容,本節(jié)教學是本章教學內(nèi)容的總結(jié)。通過本節(jié)教學使學生更加深入理解功和能的關(guān)系,明確物體機械能變化的規(guī)律,并能應用它處理有關(guān)問題。
3.通過本節(jié)教學,使學生能更加全面、深入認識功和能的關(guān)系,為學生今后能夠運用功和能的觀點分析熱學、電學知識,為學生更好理解自然界中另一重要規(guī)律能的轉(zhuǎn)化和守恒定律打下基礎(chǔ)。
二、重點、難點分析
1.重點是使學生認識和理解物體機械能變化的規(guī)律,掌握應用這一規(guī)律解決問題的方法。在此基礎(chǔ)上,深入理解和認識功和能的關(guān)系。
2.本節(jié)教學實質(zhì)是滲透功能原理的觀點,在教學中不必出現(xiàn)功能原理的名稱。功能原理內(nèi)容與動能定理的區(qū)別和聯(lián)系是本節(jié)教學的難點,要解決這一難點問題,必須使學生對功是能量轉(zhuǎn)化的量度的認識,從籠統(tǒng)、膚淺地了解深入到十分明確認識某種形式能的變化,用什么力做功去量度。
3.對功、能概念及其關(guān)系的認識和理解,不僅是本節(jié)、本章教學的重點和難點,也是中學物理教學的重點和難點之一。通過本節(jié)教學應使學生認識到,在今后的學習中還將不斷對上述問題作進一步的分析和認識。
三、教具
投影儀、投影片等。
四、主要教學過程
(一)引入新課
結(jié)合復習機械能守恒定律引入新課。
提出問題:
1.機械能守恒定律的內(nèi)容及物體機械能守恒的條件各是什么?
評價學生回答后,教師進一步提問引導學生思考。
2.如果有重力、彈簧彈力以外其它力對物體做功,物體的機械能如何變化?物體機械能的變化和哪些力做功有關(guān)呢?物體機械能變化的規(guī)律是什么呢?
教師提出問題之后引起學生的注意,并不要求學生回答。在此基礎(chǔ)上教師明確指出:
機械能守恒是有條件的。大量現(xiàn)象表明,許多物體的機械能是不守恒的。例如從車站開出的車輛、起飛或降落的飛機、打入木塊的子彈等等。
分析上述物體機械能不守恒的原因:從車站開出的車輛機械能增加,是由于牽引力(重力、彈力以外的力)對車輛做正功;射入木塊后子彈的機械能減少,是由于阻力對子彈做負功。
重力和彈力以外的其它力對物體做功和物體機械能變化有什么關(guān)系,是本節(jié)要研究的中心問題。
(二)教學過程設(shè)計
提出問題:下面我們根據(jù)已掌握的動能定理和有關(guān)機械能的知識,分析物體機械能變化的規(guī)律。
1.物體機械能的變化
問題:質(zhì)量m的小滑塊受平行斜面向上拉力F作用,沿斜面從高度h1上升到高度h2處,其速度由v1增大到v2,如圖所示,分析此過程中滑塊機械能的變化與各力做功的關(guān)系。
引導學生根據(jù)動能定理進一步分析、探討小滑塊機械能變化與做功的關(guān)系。歸納學生分析,明確:
選取斜面底端所在平面為參考平面。根據(jù)動能定理W=Ek,有由幾何關(guān)系,有sinL=h2-h1即FL-fL=E2-E1=E
引導學生理解上式的物理意義。在學生回答的基礎(chǔ)上教師明確指出:
(1)有重力、彈簧彈力以外的其它力對物體做功,是使物體機械能發(fā)生變化的原因;
(2)重力和彈簧彈力以外其它力對物體所做功的代數(shù)和,等于物體機械能的變化量。這是物體機械能變化所遵循的基本規(guī)律。
2.對物體機械能變化規(guī)律的進一步認識
(1)物體機械能變化規(guī)律可以用公式表示為W外=E2-E1或W外=E
其中W外表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數(shù)和,E1、E2分別表示物體初、末狀態(tài)的機械能,E表示物體機械能變化量。
(2)對W外=E2-E1進一步分析可知:
(i)當W外0時,E2E1,物體機械能增加;當W外0時,E2
(ii)若W外=0,則E2=E1,即物體機械能守恒。由此可以看出,W外=E2-E1是包含了機械能守恒定律在內(nèi)的、更加普遍的功和能關(guān)系的表達式。
(3)重力、彈簧彈力以外其它力做功的`過程,其實質(zhì)是其它形式的能與機械能相互轉(zhuǎn)化的過程。
例1.質(zhì)量4.0103kg的汽車開上一山坡。汽車沿山坡每前進100m,其高度升高2m。上坡時汽車速度為5m/s,沿山坡行駛500m后速度變?yōu)?0m/s。已知車行駛中所受阻力大小是車重的0.01倍,試求:(1)此過程中汽車所受牽引力做功多少?(2)汽車所受平均牽引力多大?取g=10m/s2。本題要求用物體機械能變化規(guī)律求解。
引導學生思考與分析:
(1)如何依據(jù)W外=E2-E1求解本題?應用該規(guī)律求解問題時應注意哪些問題?
(2)用W外=E2-E1求解本題,與應用動能定理W=Ek2-Ek1有什么區(qū)別?
歸納學生分析的結(jié)果,教師明確給出例題求解的主要過程:
取汽車開始時所在位置為參考平面,應用物體機械能變化規(guī)律W外=E2-E1解題時,要著重分析清楚重力、彈力以外其它力對物體所做的功,以及此過程中物體機械能的變化。這既是應用此規(guī)律解題的基本要求,也是與應用動能定理解題的重要區(qū)別。
例2.將一個小物體以100J的初動能從地面豎直向上拋出。物體向上運動經(jīng)過某一位置P時,它的動能減少了80J,此時其重力勢能增加了60J。已知物體在運動中所受空氣阻力大小不變,求小物體返回地面時動能多大?
引導學生分析思考:
(1)運動過程中(包括上升和下落),什么力對小物體做功?做正功還是做負功?能否知道這些力對物體所做功的比例關(guān)系?
(2)小物體動能、重力勢能以及機械能變化的關(guān)系如何?每一種形式能量的變化,應該用什么力所做的功量度?
歸納學生分析的結(jié)果,教師明確指出:
(1)運動過程中重力和阻力對小物體做功。
(2)小物體動能變化用重力、阻力做功的代數(shù)和量度;重力勢能的變化用重力做功量度;機械能的變化用阻力做功量度。
(3)由于重力和阻力大小不變,在某一過程中各力做功的比例關(guān)系可以通過相應能量的變化求出。
(4)根據(jù)物體的機械能E=Ek+Ep,可以知道經(jīng)過P點時,物體動能變化量大小Ek=80J,機械能變化量大小E=20J。
例題求解主要過程:
上升到最高點時,物體機械能損失量為
由于物體所受阻力大小不變,下落過程中物體損失的機械能與上升過程相同,因此下落返回地面時,物體的動能大小為
Ek=Ek0-2E=50J
本例題小結(jié):
通過本例題分析,應該對功和能量變化有更具體的認識,同時應注意學習綜合運用動能定理和物體機械能變化規(guī)律解決問題的方法。
思考題(留給學生課后練習):
(1)運動中物體所受阻力是其重力的幾分之幾?
(2)物體經(jīng)過P點后還能上升多高?是前一段高度的幾分之幾?
五、課堂小結(jié)
本小結(jié)既是本節(jié)課的第3項內(nèi)容,也是本章的小結(jié)。
3.功和能
(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理運動狀態(tài)的物理量,物體運動狀態(tài)發(fā)生變化,物體運動形式發(fā)生變化,物體的能都相應隨之變化;做功是使物體能量發(fā)生變化的一種方式,物體能量的變化可以用相應的力做功量度。
(2)力對物體做功使物體能量發(fā)生變化,不能理解為功變成能,而是通過力做功的過程,使物體之間發(fā)生能量的傳遞與轉(zhuǎn)化。
(3)力做功可以使物體間發(fā)生能的傳遞與轉(zhuǎn)化,但能的總量是保持不變的。自然界中,物體的能量在傳遞、轉(zhuǎn)化過程中總是遵循能量守恒這一基本規(guī)律的。
六、說明
本節(jié)內(nèi)容的處理應根據(jù)學生具體情況而定,學生基礎(chǔ)較好,可介紹較多內(nèi)容;學生基礎(chǔ)較差,不一定要求應用物體機械能變化規(guī)律解題,只需對功和能關(guān)系有初步了解即可。
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