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【精華】高中物理教案
作為一位杰出的老師,有必要進(jìn)行細(xì)致的教案準(zhǔn)備工作,教案是教學(xué)藍(lán)圖,可以有效提高教學(xué)效率。快來(lái)參考教案是怎么寫的吧!下面是小編為大家收集的高中物理教案,僅供參考,歡迎大家閱讀。
高中物理教案1
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)目標(biāo)
1、知道什么是反沖運(yùn)動(dòng),能舉出幾個(gè)反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)例;
2、知道火箭的飛行原理和主要用途。
二、能力目標(biāo)
1、結(jié)合實(shí)際例子,理解什么是反沖運(yùn)動(dòng);
2、能結(jié)合動(dòng)量守恒定律對(duì)反沖現(xiàn)象做出解釋;
3、進(jìn)一步提高運(yùn)用動(dòng)量守恒定律分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力
三、德育目標(biāo)
1、通過(guò)實(shí)驗(yàn),分析得到什么是反沖運(yùn)動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生善于從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)規(guī)律和熱心科學(xué)研究的興趣、勇于探索的品質(zhì)。
2、通過(guò)介紹我國(guó)成功地研制和發(fā)射長(zhǎng)征系列火箭的事實(shí),結(jié)合我國(guó)古代對(duì)于火箭的發(fā)明和我國(guó)的現(xiàn)代火箭技術(shù)已跨入世界先進(jìn)先烈,激發(fā)學(xué)生熱愛社會(huì)主義的情感。
教學(xué)重點(diǎn)
1、知道什么是反沖。
2、應(yīng)用動(dòng)量守恒定律正確處理噴氣式飛機(jī)、火箭一類問(wèn)題。
教學(xué)難點(diǎn)
如何應(yīng)用動(dòng)量守恒定律分析、解決反沖運(yùn)動(dòng)。
教學(xué)方法
1、通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn),總結(jié)歸納得到什么是反沖運(yùn)動(dòng)。
2、結(jié)合實(shí)例運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解釋反沖運(yùn)動(dòng)。
教學(xué)用具
反沖小車、玻璃棒、氣球、酒精、反沖塑料瓶等
課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)步驟
導(dǎo)入新課
[演示]拿一個(gè)氣球,給它充足氣,然后松手,觀察現(xiàn)象。
[學(xué)生描述現(xiàn)象]釋放氣球后,氣球內(nèi)的氣體向后噴出,氣球向相反的方向飛出。
[教師]在日常生活中,類似于氣球這樣的運(yùn)動(dòng)很多,本節(jié)課我們就來(lái)研究這種。
新課教學(xué)
。ㄒ唬┓礇_運(yùn)動(dòng) 火箭
1、教師分析氣球所做的運(yùn)動(dòng)
給氣球內(nèi)吹足氣,捏緊出氣孔,此時(shí)氣球和其中的氣體作為一個(gè)整體處于靜止?fàn)顟B(tài)。松開出氣孔時(shí),氣球中的氣體向后噴出,氣體具有能量,此時(shí)氣體和氣球之間產(chǎn)生相互作用,氣球就向前沖出。
2、學(xué)生舉例:你能舉出哪些物體的運(yùn)動(dòng)類似于氣球所作的運(yùn)動(dòng)?
學(xué)生:節(jié)日燃放的禮花。噴氣式飛機(jī)。反擊式水輪機(jī);鸺茸龅倪\(yùn)動(dòng)。
3、同學(xué)們概括一下上述運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),教師結(jié)合學(xué)生的敘述總結(jié)得到:
某個(gè)物體向某一方向高速噴射出大量的液體,氣體或彈射出一個(gè)小物體,從而使物體本身獲得一反向速度的現(xiàn)象,叫反沖運(yùn)動(dòng)
4、分析氣球。火箭等所做的反沖運(yùn)動(dòng),得到:
在反沖現(xiàn)象中,系統(tǒng)所受的合外力一般不為零;
但是反沖運(yùn)動(dòng)中如果屬于內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力的情況,可以認(rèn)為反沖運(yùn)動(dòng)中系統(tǒng)動(dòng)量守恒。
。ǘ⿲W(xué)生課堂用自己的裝置演示反沖運(yùn)動(dòng)。
1、學(xué)生做準(zhǔn)備:拿出自己的在課下所做的反沖運(yùn)動(dòng)演示裝置。
2、學(xué)生代表介紹實(shí)驗(yàn)裝置,并演示。
學(xué)生甲:
裝置:在玻璃板上放一輛小車,小車上用透明膠帶粘中一塊浸有酒精的棉花。
實(shí)驗(yàn)做法:點(diǎn)燃浸有酒精的棉花,管中的酒精蒸氣將橡皮塞沖出,同時(shí)看到小車沿相反方向運(yùn)動(dòng)。
學(xué)生乙:
裝置:二個(gè)空摩絲瓶,在它們的底部用大號(hào)縫衣針各鉆一個(gè)小洞,這樣做成二個(gè)簡(jiǎn)易的火箭筒,在鐵支架的立柱端裝上頂軸,在放置臂的兩側(cè)各裝一只箭筒,再把旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)放在頂軸上,往火箭筒內(nèi)各注入約4 mL的酒精,并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。點(diǎn)燃酒精棉球,片刻火箭筒內(nèi)的酒精蒸氣從尾孔中噴出,并被點(diǎn)燃,這時(shí)可以看到火箭旋轉(zhuǎn)起來(lái)。
學(xué)生丙:用可樂(lè)瓶做一個(gè)水火箭,方法是用一段吸管和透明膠帶在瓶上固定一個(gè)導(dǎo)向管,瓶口塞一橡皮塞,在橡皮塞上鉆一孔,在塞上固定一只自行車車胎上的進(jìn)氣閥門,并在氣門芯內(nèi)裝上小橡皮管,在瓶中先注入約1/3體積的水,用橡皮塞把瓶口塞嚴(yán),將尼龍線穿過(guò)可樂(lè)瓶上的導(dǎo)向管,使線的一端拴在門的上框上,另一端拴在板凳腿上,要使線拉直,將瓶的進(jìn)氣閥與打氣筒相接,向筒內(nèi)打氣到一定程度時(shí),瓶塞脫開,水從瓶口噴出,瓶向反方向飛去。
過(guò)渡引言:同學(xué)們通過(guò)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置得到并演示了什么是反沖運(yùn)動(dòng),那么反沖運(yùn)動(dòng)在實(shí)際生活中有什么應(yīng)用呢?下邊我們來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。
。ㄈ┓礇_運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止
1、學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容。
2、學(xué)生回答反沖運(yùn)動(dòng)應(yīng)用和防止的實(shí)例。
學(xué)生:反沖有廣泛的應(yīng)用:灌溉噴水器、反擊式水輪機(jī)、噴氣式飛機(jī)、火箭等都是反沖的重要應(yīng)用。
學(xué)生:用槍射擊時(shí),要用肩部抵住槍身,這是防止或減少反沖影響的實(shí)例。
3、用多媒體展示學(xué)生所舉例子。
4、要求學(xué)生結(jié)合多媒體展示的物理情景對(duì)幾個(gè)物理過(guò)程中反
沖的應(yīng)用和防止做出解釋說(shuō)明:
、賹(duì)于灌溉噴水器,
當(dāng)水從彎管的噴嘴噴出時(shí),彎管因反沖而旋轉(zhuǎn),可以自動(dòng)地改變噴水的方向。
、趯(duì)于反擊式水輪機(jī):當(dāng)水從轉(zhuǎn)輪的葉片中流出時(shí),轉(zhuǎn)軸由于反沖而旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
、蹖(duì)于噴氣式飛機(jī)和火箭,它們靠尾部噴出氣流的反沖作用而獲得很大的速度。
、苡脴屔鋼魰r(shí),子彈向前飛去槍身向后發(fā)生反沖,槍身的.反沖會(huì)影響射擊的準(zhǔn)確性,所以用步槍時(shí)我們要把槍身抵在肩部,以減少反沖的影響。
教師:通過(guò)我們對(duì)幾個(gè)實(shí)例的分析,明確了反沖既有有利的一面,同時(shí)也有不利的一面,在看待事物時(shí)我們要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)。
我們知道:反沖現(xiàn)象的一個(gè)重要應(yīng)用是火箭,下邊我們一認(rèn)識(shí)火箭:
。ㄋ模┗鸺
1、演示:把一個(gè)廢舊白熾燈泡敲碎取出里面的一根細(xì)玻璃管,往細(xì)玻璃管裝由火柴刮下的藥粉,把細(xì)管放在支架上,用火柴或其他辦法給細(xì)管加熱。
現(xiàn)象:當(dāng)管內(nèi)的藥粉點(diǎn)燃時(shí),生成的燃?xì)鈴募?xì)口迅速噴出,細(xì)管便向相反方向飛去。教師講述:上述裝置就是火箭的原理模型。
2、多媒體演示古代火箭,現(xiàn)代火箭的用途及多級(jí)火箭的工作過(guò)程,同時(shí)學(xué)生邊看邊閱讀課文。
3、用實(shí)物投影儀出示閱讀思考題:
、俳榻B一下我國(guó)古代的火箭。?
、诂F(xiàn)代的火箭與古代火箭有什么相同和不同之處?
、郜F(xiàn)代火箭主要用途是什么?
④現(xiàn)代火箭為什么要采用多級(jí)結(jié)構(gòu)?
4、學(xué)生解答上述問(wèn)題:
、傥覈(guó)古代的火箭是這樣的:
在箭上扎一個(gè)火藥筒,火藥筒的前端是封閉的,火藥點(diǎn)燃后生成的燃?xì)庖院艽笏俣认蚝髧姵,火箭由于反沖而向前運(yùn)動(dòng)。
、诂F(xiàn)代火箭與古代火箭原理相同,都是利用反沖現(xiàn)象來(lái)工作的。
但現(xiàn)代火箭較古代火箭結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多,現(xiàn)代火箭主要由殼體和燃料兩大部分組成,殼體是圓筒形的,前端是封閉的尖端,后端有尾噴管,燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵觯鸺拖蚯帮w去。
③現(xiàn)代火箭主要用來(lái)發(fā)射探測(cè)儀器、常規(guī)彈頭或核彈頭,人造衛(wèi)星或宇宙飛船,即利用火箭作為運(yùn)載工具。
、茉诂F(xiàn)代技術(shù)條件下,一級(jí)火箭的最終速度還達(dá)不到發(fā)射人造衛(wèi)星所需要的速度,發(fā)射衛(wèi)星時(shí)要使用多級(jí)火箭。
用CAI課件展示多級(jí)火箭的工作過(guò)程:
多級(jí)火箭由章單級(jí)火箭組成,發(fā)射時(shí)先點(diǎn)燃第一級(jí)火箭,燃料用完工以后,空殼自動(dòng)脫落,然后下一級(jí)火箭開始工作。
教師介紹:多級(jí)火箭能及時(shí)把空殼拋掉,使火箭的總質(zhì)量減少,因而能夠達(dá)到很高的溫度,可用來(lái)完成洲際導(dǎo)彈,人造衛(wèi)星、宇宙飛船等的發(fā)射工作,但火箭的級(jí)數(shù)不是越多越好,級(jí)數(shù)越多,構(gòu)造越復(fù)雜,工作的可靠性越差,目前多級(jí)火箭一般都是三級(jí)火箭。
那么火箭在燃料燃盡時(shí)所能獲得的最終速度與什么有關(guān)系呢?
5、出示下列問(wèn)題:
火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M、燃料燃盡后的質(zhì)量為m,火箭燃?xì)獾膰娚渌俣葹関1,燃料燃盡后火箭的飛行速度v為多大?
[學(xué)生分析并解答]:
解:在火箭發(fā)射過(guò)程中,由于內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,所以動(dòng)量守恒。
發(fā)射前的總動(dòng)量為0,發(fā)射后的總動(dòng)量為(M-m)v-mv1(以火箭的速度方向?yàn)檎较颍﹦t:(M-m)v-mv1=0
師生分析得到:燃料燃盡時(shí)火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質(zhì)量比M/m決定。
鞏固訓(xùn)練 水平方向射擊的大炮,炮身重450 kg,炮彈射擊速度是450 m/s,射擊后炮身后退的距離是45 cm,則炮受地面的平均阻力是多大?
小結(jié)
1、當(dāng)物體的一部分以一定的速度離開物體時(shí),剩余部分將獲得一個(gè)反向沖量而向相反方向運(yùn)動(dòng),這種向相反方向的運(yùn)動(dòng),通常叫做反沖運(yùn)動(dòng)。
2、對(duì)于反沖運(yùn)動(dòng),所遵循的規(guī)律是動(dòng)是守恒定律,在具體的計(jì)算中必須嚴(yán)格按動(dòng)量守恒定律的解題步驟來(lái)進(jìn)行。
3、反沖運(yùn)動(dòng)不僅存在于宏觀低速物體間,也存在于微觀高速物體。
高中物理教案2
一、教學(xué)任務(wù)分析
勻速圓周運(yùn)動(dòng)是繼直線運(yùn)動(dòng)后學(xué)習(xí)的第一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng),是對(duì)如何描述和研究比直線運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)的拓展,是力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系知識(shí)的進(jìn)一步延伸,也是以后學(xué)習(xí)其他更復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)(平拋運(yùn)動(dòng)、單擺的簡(jiǎn)諧振動(dòng)等)的基礎(chǔ)。
學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要以勻速直線運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)為基礎(chǔ)。
從觀察生活與實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象入手,使學(xué)生知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,歸納認(rèn)識(shí)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)是最基本、最簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng),體會(huì)建立理想模型的科學(xué)研究方法。
通過(guò)設(shè)置情境,使學(xué)生感受圓周運(yùn)動(dòng)快慢不同的情況,認(rèn)識(shí)到需要引入描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,再通過(guò)與勻速直線運(yùn)動(dòng)的類比和多媒體動(dòng)畫的輔助,學(xué)習(xí)線速度與角速度的概念。
通過(guò)小組討論、實(shí)驗(yàn)探究、相互交流等方式,創(chuàng)設(shè)平臺(tái),讓學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)的知識(shí),對(duì)幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行討論分析,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的情感,學(xué)會(huì)合作與交流,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)品質(zhì)。
通過(guò)生活實(shí)例,認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)在生活中是普遍存在的,學(xué)習(xí)和研究圓周運(yùn)動(dòng)是非常必要和十分重要的,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和興趣。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。
(2)知道圓周運(yùn)動(dòng);理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
(3)理解線速度和角速度。
(4)會(huì)在實(shí)際問(wèn)題中計(jì)算線速度和角速度的大小并判斷線速度的方向。
2、過(guò)程與方法
(1)通過(guò)對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念的形成過(guò)程,認(rèn)識(shí)建立理想模型的物理方法。
(2)通過(guò)學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的定義和線速度、角速度的定義,認(rèn)識(shí)類比方法的運(yùn)用。
3、態(tài)度、情感與價(jià)值觀
(1)從生活實(shí)例認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的普遍性和研究圓周運(yùn)動(dòng)的必要性,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲。
(2)通過(guò)共同探討、相互交流的學(xué)習(xí)過(guò)程,懂得合作、交流對(duì)于學(xué)習(xí)的重要作用,在活動(dòng)中樂(lè)于與人合作,尊重同學(xué)的見解,善于與人交流。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):
(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念。
(2)用線速度、角速度描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。
難點(diǎn):理解線速度方向是圓弧上各點(diǎn)的切線方向。
四、教學(xué)資源
1、器材:壁掛式鐘,回力玩具小車,邊緣帶孔的旋轉(zhuǎn)圓盤,玻璃板,建筑用黃沙,乒乓球,斜面,刻度尺,帶有細(xì)繩連接的小球。
2、課件:flash課件——演示同樣時(shí)間內(nèi),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng);——演示同樣時(shí)間內(nèi),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)半徑所轉(zhuǎn)過(guò)角度不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
3、錄像:三環(huán)過(guò)山車運(yùn)動(dòng)過(guò)程。
五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
本設(shè)計(jì)包括物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、線速度與角速度三部分內(nèi)容。
本設(shè)計(jì)的基本思路是:以錄像和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)分析得出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件;通過(guò)觀察對(duì)比歸納出勻速圓周的特征;以情景激疑認(rèn)識(shí)對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的不同描述,引入線速度與角速度概念;通過(guò)討論、釋疑、活動(dòng)、交流等方式,鞏固所學(xué)知識(shí),運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。
本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是:勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念和線速度、角速度概念。方法是:通過(guò)對(duì)鐘表指針和過(guò)山車兩類圓周運(yùn)動(dòng)的觀察對(duì)比,歸納出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特征;設(shè)置地月對(duì)話的情景,引入對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述;再通過(guò)多媒體動(dòng)畫輔助,并與勻速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行類比得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的'概念和線速度、角速度的概念。
本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是:線速度的方向。方法是:通過(guò)觀察做圓周運(yùn)動(dòng)的小球沿切線飛出,以及由旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤邊緣飛出的紅墨水在紙上的徑跡分布這兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn),直觀顯示得出。
本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)以視頻、實(shí)驗(yàn)、動(dòng)畫為線索,注重刺激學(xué)生的感官,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的體驗(yàn)和感受,化抽象思維為形象思維,概念和規(guī)律的教學(xué)體現(xiàn)“建!、“類比”等物理方法,學(xué)生的活動(dòng)以討論、交流、實(shí)驗(yàn)探究為主,涉及的問(wèn)題聯(lián)系生活實(shí)際,貼近學(xué)生生活,強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)習(xí)價(jià)值和意義的感悟。
完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時(shí)。
六、教學(xué)流程
1、教學(xué)流程圖
2、流程圖說(shuō)明
情境I錄像,演示,設(shè)問(wèn)1
播放錄像:三環(huán)過(guò)山車,讓學(xué)生看到物體的運(yùn)動(dòng)有直線和曲線。
演示:讓學(xué)生向正在做直線運(yùn)動(dòng)的乒乓球用力吹氣,體驗(yàn)球在什么情況下將做曲線運(yùn)動(dòng)。
設(shè)問(wèn)1:物體在什么情況下將做曲線運(yùn)動(dòng)?
情境II觀察、對(duì)比,設(shè)問(wèn)2
觀察、對(duì)比鐘表指針和過(guò)山車這兩類圓周運(yùn)動(dòng)。
設(shè)問(wèn)2:以上兩類圓周運(yùn)動(dòng)有什么不同?鐘表指針?biāo)龅膱A周運(yùn)動(dòng)有什么共同特征?建立勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念。
情境III演示,動(dòng)畫
情景:月、地快慢之爭(zhēng)。
多媒體動(dòng)畫:演示同樣時(shí)間內(nèi)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng),比較得出線速度表
表達(dá)式。
演示1:用細(xì)繩捆著小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),突然松開繩的一端,看到小球沿著圓弧切線方向運(yùn)動(dòng)。
演示2:通過(guò)實(shí)物投影演示旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤邊緣飛出的紅墨水在紙上的徑跡分布,顯示線速度的方向。
情景:變換教室內(nèi)電風(fēng)扇的變速檔,看到圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的不同情況,引入角速度概念。
多媒體動(dòng)畫:演示同樣時(shí)間內(nèi)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)半徑所轉(zhuǎn)過(guò)角度不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng),比較得出角速度表達(dá)式。
活動(dòng)討論、實(shí)驗(yàn)、交流、小結(jié)。
識(shí)別:請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)生活中有哪些圓周運(yùn)動(dòng)可以看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。了解學(xué)生對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的理解以及是否具有建模能力。
觀察分析:磁帶、涂改修正帶、自行車鏈條等傳動(dòng)設(shè)備中,兩輪軸邊緣各點(diǎn)的線速度有何關(guān)系。了解對(duì)線速度概念的理解情況。
算一算:計(jì)算壁掛鐘的時(shí)針、分針、秒針針尖的線速度大小和它們角速度的倍數(shù)關(guān)系。了解能否通過(guò)實(shí)際測(cè)量獲取有用數(shù)據(jù),靈活運(yùn)用線速度的公式和角速度公式解決實(shí)際問(wèn)題。
小實(shí)驗(yàn):提供回力玩具小車,玻璃板,建筑用黃沙,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察說(shuō)明汽車車輪的擋泥板應(yīng)安裝在什么位置合適,了解對(duì)線速度方向的掌握情況。
釋疑:評(píng)判地球與月亮之爭(zhēng)。
小結(jié):幻燈片小結(jié)。
3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié):
第一環(huán)節(jié),通過(guò)播放錄像和演示,歸納物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。
第二環(huán)節(jié),通過(guò)觀察對(duì)比,建立理想模型,歸納勻速圓周運(yùn)動(dòng)特征,類比勻速直線運(yùn)動(dòng)得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念。
第三環(huán)節(jié),以情景激疑引入用線速度、角速度描述圓周運(yùn)動(dòng),借助多媒體動(dòng)畫,類比勻速直線運(yùn)動(dòng)得出線速度、角速度定義和公式。
第四環(huán)節(jié),以學(xué)生活動(dòng)為中心,針對(duì)幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題開展討論、探究、交流,深化對(duì)本節(jié)課知識(shí)的理解和應(yīng)用。
七、教案示例
第一環(huán)節(jié)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件
[創(chuàng)設(shè)情景]播放錄像:森林公園三環(huán)過(guò)山車的運(yùn)動(dòng)。
[提出問(wèn)題] 1、請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)過(guò)山車都做了哪些不同性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)? (勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻加速直線運(yùn)動(dòng)、勻減速直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等)
2、什么條件下物體將做曲線運(yùn)動(dòng)?
[演示]讓乒乓球從斜面上滾下到達(dá)水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng),請(qǐng)一個(gè)同學(xué)向著與球運(yùn)動(dòng)不一致的方向用力吹球,觀察球的運(yùn)動(dòng)軌跡有何變化?
[結(jié)論]當(dāng)物體受到的合力與速度方向不在一條直線上時(shí),物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。
[引言]運(yùn)動(dòng)軌跡是圓的曲線運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng),下面我們就從圓周運(yùn)動(dòng)開始學(xué)習(xí)如何對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。
第二環(huán)節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念
[觀察討論]鐘表的時(shí)針、分針、秒針的圓周運(yùn)動(dòng)有什么共同的特征?它們與過(guò)山車的圓周運(yùn)動(dòng)有什么不同?
(鐘表的時(shí)針、分針、秒針的圓周運(yùn)動(dòng),它們的共同特征是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的,而過(guò)山車的圓周運(yùn)動(dòng)列車的速度大小是不斷變化的)
[提出問(wèn)題]怎樣給勻速圓周運(yùn)動(dòng)下定義呢?(引導(dǎo)學(xué)生類比勻速直線運(yùn)動(dòng)定義勻速圓周運(yùn)動(dòng))
[結(jié)論]質(zhì)點(diǎn)在任何相同時(shí)間內(nèi),所通過(guò)的弧長(zhǎng)都相等的圓周運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
勻速圓周運(yùn)動(dòng)是最基本最簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng),它是一種理想化的物理模型。
[引言]我們?nèi)绾螌?duì)圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究呢?
第三環(huán)節(jié)線速度、角速度概念
[創(chuàng)設(shè)情景]地、月快慢之爭(zhēng)
地球:我繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)1秒走29.79千米,你繞我1秒才走1.02千米,你太慢了!
月亮:你一年才繞一圈,我28天就繞一圈,你才慢呢!
[提出問(wèn)題]怎樣定義描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量?(引導(dǎo)學(xué)生與勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度類比)多媒體動(dòng)畫:演示同樣時(shí)間內(nèi),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng);
[結(jié)論]線速度定義:質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的圓弧長(zhǎng)度s與所用時(shí)間t的比值,叫做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。
公式:?jiǎn)挝唬簃/s(米/秒)
[問(wèn)題]速度是矢量,圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向是怎樣的?
[演示] 1、用一端連有細(xì)線的小球,將線的一端套在釘子上,釘子豎直立在桌面上,給球初速讓球在水平桌面上做圓周運(yùn)動(dòng),突然向上抽出釘子,看到球沿圓周的切線方向運(yùn)動(dòng);
2、通過(guò)投影儀觀察旋轉(zhuǎn)圓盤邊緣紅墨水飛出的情景以及落在紙面上的徑跡分布;
[結(jié)論]線速度方向:沿圓弧的切線方向
線速度表示圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度,它是矢量;圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向是不斷改變的,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速”是“勻速率”的意思。
[情景]打開教室內(nèi)的電風(fēng)扇,變換不同的檔觀察它轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。(引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)要引入與線速度不同的、描述圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量)
高中物理教案3
本節(jié)教材分析
這節(jié)課通過(guò)對(duì)一些天體運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析,使學(xué)生了解:通常物體之間的萬(wàn)有引力很小,常常覺察不出來(lái),但在天體運(yùn)動(dòng)中,由于天體的質(zhì)量很大,萬(wàn)有引力將起決定性作用,對(duì)天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用,其中一個(gè)重要的應(yīng)用就是計(jì)算天體的質(zhì)量.
在講課時(shí),應(yīng)用萬(wàn)有引力定律有兩條思路要交待清楚.
1.把天體(或衛(wèi)星)的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng),即F引=F向,用于計(jì)算天體(中心體)的質(zhì)量,討論衛(wèi)星的速度、角速度、周期及半徑等問(wèn)題.
2.在地面附近把萬(wàn)有引力看成物體的重力,即F引=mg.主要用于計(jì)算涉及重力加速度的問(wèn)題.
一、教學(xué)目標(biāo)
1.通過(guò)對(duì)行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)及衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)的研究,使學(xué)生初步掌握研究此類問(wèn)題的基本方法:萬(wàn)有引力作為物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
2.使學(xué)生對(duì)人造地球衛(wèi)星的發(fā)射、運(yùn)行等狀況有初步了解,使多數(shù)學(xué)生在頭腦中建立起較正確的圖景。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.天體運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力提供的,這一思路是本節(jié)課的重點(diǎn)。
2.第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度,是衛(wèi)星運(yùn)行的最大速度,它們的統(tǒng)一是本節(jié)課的難點(diǎn)。
三、教具
自制同步衛(wèi)星模型。
四、教學(xué)過(guò)程
(一)引入新課
1.復(fù)習(xí)提問(wèn):
(1)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式是什么?分別寫出向心力與線速
(2)萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容是什么?如何用公式表示?(對(duì)學(xué)生的回答予以糾正或肯定。)
(3)萬(wàn)有引力和重力的關(guān)系是什么?重力加速度的決定式是什么?(學(xué)生回答:地球表面物體受到的重力是物體受到地球萬(wàn)有引力的一個(gè)分力,但這個(gè)分力的大小基本等于物體受到地球的萬(wàn)有引力。如不全面,教師予以補(bǔ)充。)
2.引課提問(wèn):根據(jù)前面我們所學(xué)習(xí)的知識(shí),我們知道了所有物體之間都存在著相互作用的萬(wàn)有引力,而且這種萬(wàn)有引力在天體這類質(zhì)量很大的物體之間是非常巨大的。那么為什么這樣巨大的引力沒(méi)有把天體拉到一起呢?(可由學(xué)生討論,教師歸納總結(jié)。)
因?yàn)樘祗w都是運(yùn)動(dòng)的,比如恒星附近有一顆行星,它具有一定的速度,根據(jù)牛頓第一定律,如果不受外力,它將做勻速直線運(yùn)動(dòng),F(xiàn)在它受到恒星對(duì)它的萬(wàn)有引力,將偏離原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向。這樣,它既不能擺脫恒星的控制遠(yuǎn)離恒星,也不會(huì)被恒星吸引到一起,將圍繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng)。此時(shí),行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由恒星對(duì)它的萬(wàn)有引力提供。(教師邊講解,邊畫板圖。)
可見萬(wàn)有引力與天體的運(yùn)動(dòng)密切聯(lián)系,我們這節(jié)課就要研究萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用。
板書:萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用人造衛(wèi)星
(二)教學(xué)過(guò)程
1.研究天體運(yùn)動(dòng)的基本方法
剛才我們分析了行星的運(yùn)動(dòng),發(fā)現(xiàn)行星繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí),恒星對(duì)行星的萬(wàn)有引力是行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。其實(shí),所有行星繞恒星或衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)都可以基本上看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。這時(shí)運(yùn)動(dòng)的行星或衛(wèi)星的受力情況也非常簡(jiǎn)單:它不可能受到彈力或摩擦力,所受到的力只有一種——萬(wàn)有引力。萬(wàn)有引力作為其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
板書:F萬(wàn)=F向
下面我們根據(jù)這一基本方法,研究幾個(gè)天文學(xué)的問(wèn)題。
(1)天體質(zhì)量的計(jì)算
如果我們知道了一個(gè)衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的周期,知道了衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑,能否求出行星的質(zhì)量呢?根據(jù)研究天體運(yùn)動(dòng)的基本方法:萬(wàn)有引力做向心力,F(xiàn)萬(wàn)=F向
(指副板書)此時(shí)知道衛(wèi)星的圓周運(yùn)動(dòng)周期,其向心力公式用哪個(gè)好呢?
等式兩邊都有m,可以約去,說(shuō)明與衛(wèi)星質(zhì)量無(wú)關(guān)。我們就可以得
(2)衛(wèi)星運(yùn)行速度的比較
下面我們?cè)賮?lái)看一個(gè)問(wèn)題:某行星有兩顆衛(wèi)星,這兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑都不相同,哪顆衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度快呢?我們?nèi)匀焕醚芯刻祗w運(yùn)動(dòng)的基本方法:以萬(wàn)有引力做向心力
F萬(wàn)=F向
設(shè)行星質(zhì)量為M,某顆衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,此衛(wèi)星質(zhì)量為m,它受到行星對(duì)它的萬(wàn)有引力為
(指副板書)于是我們得到
等式兩邊都有m,可以約去,說(shuō)明與衛(wèi)星質(zhì)量無(wú)關(guān)。于是我們得到
從公式可以看出,衛(wèi)星的運(yùn)行速度與其本身質(zhì)量無(wú)關(guān),與其軌道半徑的平方根成反比。軌道半徑越大,運(yùn)行速度越;軌道半徑越小,運(yùn)行速度越大。換句話說(shuō),離行星越近的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)速度越大。這是一個(gè)非常有用的結(jié)論,希望同學(xué)能夠給予重視。
(3)海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)
剛才我們研究的問(wèn)題只是實(shí)際問(wèn)題的一種近似,實(shí)際問(wèn)題要復(fù)雜一些。比如,行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌道并不是正圓,而是橢圓;每顆行星受到的引力也不僅由太陽(yáng)提供,除太陽(yáng)的引力最大外,還要受到其他行星的引力。這就需要更復(fù)雜一些的運(yùn)算,而這種運(yùn)算,導(dǎo)致了海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)。
200年前,人們認(rèn)識(shí)的太陽(yáng)系有7大行星:水星、金星、地球、火星、土星、木星和天王星,后來(lái),人們發(fā)現(xiàn)最外面的行星——天王星的運(yùn)行軌道與用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出的有較大的偏差。于是,有人推測(cè),在天王星的軌道外側(cè)可能還有一顆行星,它對(duì)天王星的引力使天王星的軌道發(fā)生偏離。而且人們計(jì)算出這顆行星的可能軌道,并且在計(jì)算出的位置終于觀測(cè)到了這顆新的行星,將它命名為海王星。再后,又發(fā)現(xiàn)海王星的軌道也與計(jì)算值有偏差,人們進(jìn)一步推測(cè),海王星軌道外側(cè)還有一顆行星,于是用同樣的方法發(fā)現(xiàn)了冥王星?梢娙f(wàn)有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值。
2.人造地球衛(wèi)星
下面我們?cè)賮?lái)研究一下人造地球衛(wèi)星的'發(fā)射及運(yùn)行情況。
(1)衛(wèi)星的發(fā)射與運(yùn)行
最早研究人造衛(wèi)星問(wèn)題的是牛頓,他設(shè)想了這樣一個(gè)問(wèn)題:在地面某一高處平拋一個(gè)物體,物體將走一條拋物線落回地面。物體初速度越大,飛行距離越遠(yuǎn)。考慮到地球是圓形的,應(yīng)該是這樣的圖景:(板圖)
當(dāng)拋出物體沿曲線軌道下落時(shí),地面也沿球面向下彎曲,物體所受重力的方向也改變了。當(dāng)物體初速度足夠大時(shí),物體總要落向地面,總也落不到地面,就成為地球的衛(wèi)星了。
從剛才的分析我們知道,要想使物體成為地球的衛(wèi)星,物體需要一個(gè)最小的發(fā)射速度,物體以這個(gè)速度發(fā)射時(shí),能夠剛好貼著地面繞地球飛行,此時(shí)其重力提供了向心力。
其中,g為地球表面的重力加速度,約9.8m/s2。R為地球的半徑,約為6.4×106m。代入數(shù)據(jù)我們可以算出速度為7.9×103m/s,也就是7.9km/s。這個(gè)速度稱為第一宇宙速度。
板書:第一宇宙速度v=7.9km/s
第一宇宙速度是發(fā)射一個(gè)物體,使其成為地球衛(wèi)星的最小速度。若以第一宇宙速度發(fā)射一個(gè)物體,物體將在貼著地球表面的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若發(fā)射速度大于第一宇宙速度,物體將在離地面遠(yuǎn)些的軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)在同學(xué)思考一個(gè)問(wèn)題:剛才我們分析衛(wèi)星繞行星運(yùn)行時(shí)得到一個(gè)結(jié)論:衛(wèi)星軌道離行星越遠(yuǎn),其運(yùn)動(dòng)速度越小。現(xiàn)在我們又得到一個(gè)結(jié)論:衛(wèi)星的發(fā)射速度越大,其運(yùn)行軌道離地面越遠(yuǎn)。這兩者是否矛盾呢?
其實(shí),它們并不矛盾,關(guān)鍵是我們要分清發(fā)射速度和運(yùn)行速度是兩個(gè)不同的速度:比如我們以10km/s的速度發(fā)射一顆衛(wèi)星,由于發(fā)射速度大于7.9km/s,衛(wèi)星不可能在地球表面飛行,將會(huì)遠(yuǎn)離地球表面。而衛(wèi)星遠(yuǎn)離地球表面的過(guò)程中,其在垂直地面方向的運(yùn)動(dòng),相當(dāng)于豎直上拋運(yùn)動(dòng),衛(wèi)星速度將變小。當(dāng)衛(wèi)星速度減小到7.9km/s時(shí),由于此時(shí)衛(wèi)星離地球的距離比剛才大,根據(jù)萬(wàn)有引力定律,此時(shí)受到的引力比剛才小,仍不能使衛(wèi)星在此高度繞地球運(yùn)動(dòng),衛(wèi)星還會(huì)繼續(xù)遠(yuǎn)離地球。衛(wèi)星離地面更遠(yuǎn)了,速度也進(jìn)一步減小,當(dāng)速度減小到某一數(shù)值時(shí),比如說(shuō)5km/s時(shí),衛(wèi)星在這個(gè)位置受到的地球引力剛好滿足衛(wèi)星在這個(gè)軌道以這個(gè)速度運(yùn)動(dòng)所需向心力,衛(wèi)星將在這個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)。而此時(shí)的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度。所以,第一宇宙速度是發(fā)射地球衛(wèi)星的最小速度,是衛(wèi)星地球運(yùn)行的最大速度。
板書:第一宇宙速度是發(fā)射地球衛(wèi)星的最小速度,是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度。
如果物體發(fā)射的速度更大,達(dá)到或超過(guò)11.2km/s時(shí),物體將能夠擺脫地球引力的束縛,成為繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的行星或飛到其他行星上去。11.2km/s這個(gè)速度稱為第二宇宙速度。
板書:第二宇宙速度v=11.2km/s
如果物體的發(fā)射速度再大,達(dá)到或超過(guò)16.7km/s時(shí),物體將能夠擺脫太陽(yáng)引力的束縛,飛到太陽(yáng)系外。16.7km/s這個(gè)速度稱為第三宇宙速度。
板書:第三宇宙速度v=16.7km/s
(2)同步通訊衛(wèi)星
下面我們?cè)賮?lái)研究一種衛(wèi)星——同步通信衛(wèi)星。這種衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度與地球自轉(zhuǎn)的速度相同,所以從地面上看,它總在某地的正上方,因此叫同步衛(wèi)星。這種衛(wèi)星一般用于通訊,又叫同步通訊衛(wèi)星。我們平時(shí)看電視實(shí)況轉(zhuǎn)播時(shí)總聽到解說(shuō)員講:正在通過(guò)太平洋上空或印度洋上空的通訊衛(wèi)星轉(zhuǎn)播電視實(shí)況,為什么北京上空沒(méi)有同步衛(wèi)星呢?大家來(lái)看一下模型(出示模型):
若在北緯或南緯某地上空真有一顆同步衛(wèi)星,那么這顆衛(wèi)星軌道平面的中心應(yīng)是地軸上的某點(diǎn),而不是地心,其需要的向心力也指向這一點(diǎn)。而地球所能夠提供的引力只能指向地心,所以北緯或南緯某地上空是不可能有同步衛(wèi)星的。另外由于同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,所以此衛(wèi)星離地球的距離只能是一個(gè)定值。換句話說(shuō),所有地球的同步衛(wèi)星只能分布在赤道正上方的一條圓弧上,而為了衛(wèi)星之間不相互干擾,大約3度角左右才能放置一顆衛(wèi)星,地球的同步通訊衛(wèi)星只能有120顆?梢,空間位置也是一種資源。(可視時(shí)間讓學(xué)生推導(dǎo)同步衛(wèi)星的高度)
五、課堂小結(jié)
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了如何用萬(wàn)有引力定律來(lái)研究天體運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題;掌握了萬(wàn)有引力是向心力這一研究天體運(yùn)動(dòng)的基本方法;了解了衛(wèi)星的發(fā)射與運(yùn)行的一些情況;知道了第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度,是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度。最后我們還了解了通訊衛(wèi)星的有關(guān)情況,本節(jié)課我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容較多,希望及時(shí)復(fù)習(xí)。
六、說(shuō)明
1.設(shè)計(jì)思路:本節(jié)課是一節(jié)知識(shí)應(yīng)用與擴(kuò)展的課程,所以設(shè)計(jì)時(shí)注意加大知識(shí)含量,引起學(xué)生興趣。同時(shí)注意方法的培養(yǎng),讓學(xué)生養(yǎng)成用萬(wàn)有引力是天體運(yùn)動(dòng)的向心力這一基本方法研究問(wèn)題的習(xí)慣,避免套公式的不良習(xí)慣。圍繞第一宇宙速度的討論,讓學(xué)生形成較正確的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)圖景。
2.同步衛(wèi)星模型是用一地球儀改制而成,用一個(gè)小球當(dāng)衛(wèi)星,小球與地球儀用細(xì)線相連,細(xì)線的一端可在地球儀的不同緯度處固定。
第六章萬(wàn)有引力定律(四、萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用)
第六章萬(wàn)有引力定律(四、萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用)
教材分析
這節(jié)課通過(guò)對(duì)一些天體運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析,使學(xué)生了解:通常物體之間的萬(wàn)有引力很小,常常覺察不出來(lái),但在天體運(yùn)動(dòng)中,由于天體的質(zhì)量很大,萬(wàn)有引力將起決定性作用,對(duì)天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用,其中一個(gè)重要的應(yīng)用就是計(jì)算天體的質(zhì)量。
在講課時(shí),應(yīng)用萬(wàn)有引力定律有兩條思路要交待清楚。
1.把天體(或衛(wèi)星)的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng),即F引=F向,用于計(jì)算天體(中心體)的質(zhì)量,討論衛(wèi)星的速度、角速度、周期及半徑等問(wèn)題。
2.在地面附近把萬(wàn)有引力看成物體的重力,即F引=mg.主要用于計(jì)算涉及重力加速度的問(wèn)題。
這節(jié)內(nèi)容是這一章的重點(diǎn),這是萬(wàn)有引力定律在實(shí)際中的具體應(yīng)用.主要知識(shí)點(diǎn)就是如何求中心體質(zhì)量及其他應(yīng)用,還是可發(fā)現(xiàn)未知天體的方法。
教學(xué)目標(biāo)
一知識(shí)目標(biāo)
1.了解行星繞恒星運(yùn)動(dòng)及衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)的共同點(diǎn):萬(wàn)有引力作為行星、衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
2.了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上有重要應(yīng)用。
3.會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量。
二能力目標(biāo)
通過(guò)萬(wàn)有引力定律在實(shí)際中的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
教學(xué)重點(diǎn)
1.人造衛(wèi)星、月球繞地球的運(yùn)動(dòng);行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力提供的。
2.會(huì)用已知條件求中心天體的質(zhì)量。
教學(xué)難點(diǎn)
根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量。
教學(xué)步驟
一導(dǎo)入新課
復(fù)習(xí)舊課:
1.卡文迪許實(shí)驗(yàn)測(cè)萬(wàn)有引力常量的原理是什么?
答:利用引力矩與金屬絲的扭轉(zhuǎn)力矩的平衡來(lái)求得。
2.萬(wàn)有引力常量的測(cè)出的物理意義。
答:使萬(wàn)有引力定律有了其實(shí)際意義,可以求得地球的質(zhì)量等。
對(duì)了,萬(wàn)有引力常量一經(jīng)測(cè)出,萬(wàn)有引力定律對(duì)天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用,這節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用。
二新課教學(xué)
(一)天體質(zhì)量的計(jì)算
提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考:在天文學(xué)上,天體的質(zhì)量無(wú)法直接測(cè)量,能否利用萬(wàn)有引力定律和前面學(xué)過(guò)的知識(shí)找到計(jì)算天體質(zhì)量的方法呢?
1.基本思路:在研究天體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中,我們近似地把一個(gè)天體繞另一個(gè)天體的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力提供天體作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
2.計(jì)算表達(dá)式:
例如:已知某一行星到太陽(yáng)的距離為r,公轉(zhuǎn)周期為T,太陽(yáng)質(zhì)量為多少?
分析:設(shè)太陽(yáng)質(zhì)量為M,行星質(zhì)量為m,由萬(wàn)有引力提供行星公轉(zhuǎn)的向心力得:
,∴
提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考:如何計(jì)算地球的質(zhì)量?
分析:應(yīng)選定一顆繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的衛(wèi)星,測(cè)定衛(wèi)星的軌道半徑和周期,利用上式求出地球質(zhì)量。因此上式是用測(cè)定環(huán)繞天體的軌道半徑和周期方法測(cè)被環(huán)繞天體的質(zhì)量,不能測(cè)定環(huán)繞天體自身質(zhì)量。
對(duì)于一個(gè)天體,M是一個(gè)定值.所以,繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的行星都有。即開普勒第三定律。
老師總結(jié):應(yīng)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量的基本思路是:根據(jù)行星(或衛(wèi)星)運(yùn)動(dòng)的情況,求出行星(或衛(wèi)星)的向心力,而F向=F萬(wàn)有引力。根據(jù)這個(gè)關(guān)系列方程即可。
例如:已知月球到地球的球心距離為r=4×108m,月亮繞地球運(yùn)行的周期為30天,求地球的質(zhì)量。
解:月球繞地球運(yùn)行的向心力即月地間的萬(wàn)有引力即有:
F向=F引=
得:
求某星體表面的重力加速度
例:一個(gè)半徑比地球大2倍,質(zhì)量是地球的36倍的行星,它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的
A.6倍B.18倍C.4倍D.13.5倍
分析:在星體表面處,F(xiàn)引≈mg.所以,在地球表面處:
在某星球表面處:
∴
即正確選項(xiàng)為C
學(xué)生自己總結(jié):求某星球表面的重力加速度,一般采用某物體在星體表面受到的重力等于其萬(wàn)有引力.一般采用比例計(jì)算法。
練習(xí):金星的半徑是地球的0.95倍,質(zhì)量是地球的0.82倍,金星表面的重力加速度是多大?
3.發(fā)現(xiàn)末知天體
用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量是天文學(xué)上的重要應(yīng)用之一,一個(gè)科學(xué)的理論,不但要能說(shuō)明已知事實(shí),而且要能預(yù)言當(dāng)時(shí)不知道的事實(shí),請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本并思考:科學(xué)家是如何根據(jù)萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)海王星的?
請(qǐng)同學(xué)們推導(dǎo):已知中心天體的質(zhì)量及繞其運(yùn)動(dòng)的行星的運(yùn)動(dòng)情況,在太陽(yáng)系中,行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的半徑r為:
根據(jù)F萬(wàn)有引力=F向=,而F萬(wàn)有引力=,兩式聯(lián)立得:
在18世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的第七個(gè)行星──天王星的運(yùn)動(dòng)軌道,總是同根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算出來(lái)的有一定偏離。當(dāng)時(shí)有人預(yù)測(cè),肯定在其軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的新星。后來(lái),亞當(dāng)斯和勒維列在預(yù)言位置的附近找到了這顆新星。后來(lái),科學(xué)家利用這一原理還發(fā)現(xiàn)了許多行星的衛(wèi)星,由此可見,萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用,有極為重要的意義。
海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn),顯示了萬(wàn)有引力定律對(duì)研究天體運(yùn)動(dòng)的重要意義,同時(shí)證明了萬(wàn)有引力定律的正確性。
三例題分析
例1.木星的一個(gè)衛(wèi)星運(yùn)行一周需要時(shí)間1.5×104s,其軌道半徑為9.2×107m,求木星的質(zhì)量為多少千克?
解:木星對(duì)衛(wèi)星的萬(wàn)有引力提供衛(wèi)星公轉(zhuǎn)的向心力:
,例2.地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),軌道半徑為R,周期為T。月球繞地球運(yùn)行軌道半徑為r,周期為t,則太陽(yáng)與地球質(zhì)量之比為多少?
解:⑴地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),太陽(yáng)對(duì)地球的引力提供向心力
則,得:
、圃虑蚶@地球公轉(zhuǎn),地球?qū)υ虑虻囊μ峁┫蛐牧?/p>
則,得:
、翘(yáng)與地球的質(zhì)量之比
例3.一探空箭進(jìn)入繞太陽(yáng)的近乎圓形的軌道運(yùn)行,軌道半徑是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)半徑的9倍,則探空火箭使太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期為多少年?
解:方法一:設(shè)火箭質(zhì)量為m1,軌道半徑R,太陽(yáng)質(zhì)量為M,地球質(zhì)量為m2,軌道半徑為r。
⑴火箭繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),則
得:………………①
、频厍蚶@太陽(yáng)公轉(zhuǎn),則
得:………………②
∴∴火箭的公轉(zhuǎn)周期為27年。
方法二:要題可直接采用開普勒第三定律求解,更為方便。
四鞏固練習(xí)
1.將一物體掛在一彈簧秤上,在地球表面某處伸長(zhǎng)30mm,而在月球表面某處伸長(zhǎng)5mm.如果在地球表面該處的重力加速度為9.84m/s2,那么月球表面測(cè)量處相應(yīng)的重力加速度為
A.1.64m/s2B.3.28m/s2
C.4.92m/s2D.6.56m/s2
2.地球是一個(gè)不規(guī)則的橢球,它的極半徑為6357km,赤道半徑為6378km,物體在兩極所受的引力與在赤道所受的引力之比為
參考答案:
1.A2.1.0066
五小結(jié)(用投影片出示)
這節(jié)課我們主要掌握的知識(shí)點(diǎn)是:
1.萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用,一般有兩條思路:
(1)F萬(wàn)有引力=環(huán)繞體所需的向心力
(2)地面(或某星球表面)的物體的重力=F萬(wàn)有引力。
2.了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)中具有的重要意義。
五作業(yè)
高中物理教案4
研究性實(shí)驗(yàn):(1) 研究勻變速運(yùn)動(dòng)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:
1.構(gòu)造:見教材。
2.操作要點(diǎn):接50HZ,4---6伏的交流電 S1 S2 S3 S4
正確標(biāo)取記:在紙帶中間部分選5個(gè)點(diǎn) 。T 。T 。 T 。 T 。
3.重點(diǎn):紙帶的分析 0 1 2 3 4
a.判斷物體運(yùn)動(dòng)情況:
在誤差范圍內(nèi):如果S1=S2=S3=......,則物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
如果?S1=?S2=?S3= .......=常數(shù), 則物體作勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
b.測(cè)定加速度:
公式法: 先求?S,再由?S= aT2求加速度。
圖象法: 作v-t圖,求a=直線的斜率
c.測(cè)定即時(shí)速度: V1=(S1+S2)/2T V2=(S2+S3)/2T
測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度:
1.原理::?S=aT2
2.實(shí)驗(yàn)條件:
a.合力恒定,細(xì)線與木板是平行的。
b.接50HZ,4-6伏交流電。
3.實(shí)驗(yàn)器材:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、低壓交流電源、小車、細(xì)繩、一端附有滑輪的'長(zhǎng)木板、刻度尺、鉤碼、導(dǎo)線、兩根導(dǎo)線。
4.主要測(cè)量:
選擇紙帶,標(biāo)出記數(shù)點(diǎn),測(cè)出每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的位移S1、S2、S3 。。。。圖中O是任一點(diǎn)。
5. 數(shù)據(jù)處理: 0 1 2 3 4 5 6
根據(jù)測(cè)出的S1、S2、S3....... 。S1 。S2 。 S3 。S4 。 S5 。 S6 。
用逐差法處理數(shù)據(jù)求出加速度:
S4-S1=3a1T2 , S5-S2=3a2T2 , S6-S3=3a3T2
a=(a1+a2+a3)/3=(S4+S5+S6- S1-S2-S3)/9T2
測(cè)勻變速運(yùn)動(dòng)的即時(shí)速度:(同上)
(2) 研究平拋運(yùn)動(dòng)
1.實(shí)驗(yàn)原理:
用一定的方法描出平拋小球在空中的軌跡曲線,再根據(jù)軌跡上某些點(diǎn)的位置坐標(biāo),由h=求出t,再由x=v0t求v0,并求v0的平均值。
2.實(shí)驗(yàn)器材:
木板,白紙,圖釘,未端水平的斜槽,小球,刻度尺,附有小孔的卡片,重錘線。
3.實(shí)驗(yàn)條件:
a. 固定白紙的木板要豎直。
b. 斜槽未端的切線水平,在白紙上準(zhǔn)確記下槽口位置。
c.小球每次從槽上同一位置由靜止滑下。
。3) 研究彈力與形變關(guān)系
方法歸納:
(1)用懸掛砝碼的方法給彈簧施加壓力
(2)用列表法來(lái)記錄和分析數(shù)據(jù)(如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格)
(3)用圖象法來(lái)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)系
步驟:
1以力為縱坐標(biāo)、彈簧伸長(zhǎng)為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系
2根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)
3按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布和走向,嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)
4以彈簧的伸重工業(yè)自變量,寫出曲線所代表的函數(shù),首先嘗試一次函數(shù),如不行則考慮二次函數(shù),如看似象反比例函數(shù),則變相關(guān)的量為倒數(shù)再研究一下是否為正比關(guān)系(圖象是否可變?yōu)橹本)----化曲為直的方法等。
5解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的意義。
2. 注意事項(xiàng):所加砝碼不要過(guò)多(大)以免彈簧超出其彈性限度
高中物理教案5
1、在物理知識(shí)方面的要求:
。1)了解曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),速度方向在該點(diǎn)切線方向上且時(shí)刻在變,因此曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng);
(2)了解曲線運(yùn)動(dòng)的條件:合外力與速度不在同一條直線上;
(3)根據(jù)學(xué)生理解能力,可將曲線運(yùn)動(dòng)的條件深化,即平行速度的力只改變速度大小;垂直速度的力只改變速度方向,可根據(jù)力的效果將合外力沿速度方向和垂直速度方向分解;
(4)了解合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng),掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解法則——平行四邊形定則;
。5)由分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及特點(diǎn)綜合判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及軌跡。
2、通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn),有關(guān)教學(xué)軟件,并聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際總結(jié)概括出曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向,曲線運(yùn)動(dòng)的條件,以及用運(yùn)動(dòng)的合成與分解處理復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的基本方法。培養(yǎng)學(xué)生觀察能力,分析概括推理能力,并激發(fā)學(xué)生興趣。
3、滲透物理學(xué)方法的教育。研究船渡河運(yùn)動(dòng),假設(shè)水不流動(dòng),可以想象出船的分運(yùn)動(dòng);又假設(shè)船發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作,可想象出船只隨水流而動(dòng)的另一分運(yùn)動(dòng)。培養(yǎng)學(xué)生的想象能力和運(yùn)用物理學(xué)抽象思維的基本方法。
1、重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握曲線運(yùn)動(dòng)為什么是變速運(yùn)動(dòng),理解做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及運(yùn)動(dòng)的合成與分解定則;
2、已知兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)特點(diǎn),判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及軌跡,學(xué)生不容易很快掌握,是教學(xué)的難點(diǎn),解決難點(diǎn)的關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生把每個(gè)分運(yùn)動(dòng)的初始值(包括初速度、加速度以及每個(gè)分運(yùn)動(dòng)所受的外力)進(jìn)行合成,最終還是用合運(yùn)動(dòng)的初速度與合外力的方向關(guān)系來(lái)判斷。
1、乒乓球、小鐵球、細(xì)繩。
2、斜槽、條形磁鐵、鐵球、投影儀、計(jì)算機(jī)軟盤、彩電。
機(jī)械運(yùn)動(dòng)可以劃分為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),而平動(dòng)又可以劃分為直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng),所以曲線運(yùn)動(dòng)屬于平動(dòng)形式,做曲線運(yùn)動(dòng)的物體仍然可以看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn),曲線運(yùn)動(dòng)比直線運(yùn)動(dòng)更為普遍。例如,車輛拐彎;月球繞地球約27天轉(zhuǎn)一圈;地球繞太陽(yáng)約一年轉(zhuǎn)一周;太陽(yáng)繞銀河系中心約2.2億年轉(zhuǎn)一周。
因?yàn)榍運(yùn)動(dòng)中速度方向連續(xù)發(fā)生變化,我們很難直觀物體在某時(shí)刻的速度方向?梢栽O(shè)想如果某時(shí)刻的速度方向不再發(fā)生變化,物體將沿該時(shí)刻的速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。然后聯(lián)系實(shí)際引導(dǎo)學(xué)生想象幾種現(xiàn)象。
。1)讓學(xué)生回答,繩拉小球在光滑的水平面上做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)繩斷后小球?qū)⒀厥裁捶较蜻\(yùn)動(dòng)?(沿切線方向飛出)然后引導(dǎo)學(xué)生分析原因:繩斷后小球速度方向不再發(fā)生變化,由于慣性,從即刻起小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),沿切線飛出。
。2)教材內(nèi)容:砂輪磨刀使火星沿切線飛出,引導(dǎo)學(xué)生分析原因:被磨掉的熾熱微粒速度方向不再改變,由于慣性以分離時(shí)的速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。又如,讓撐開的帶有雨滴的雨傘旋轉(zhuǎn),雨滴沿傘邊切線方向飛出(與上例同理)。
。3)在想象與分析的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)得出:曲線運(yùn)動(dòng)中,速度方向是時(shí)刻改變的,在某時(shí)刻的瞬時(shí)速度方向在曲線的這一點(diǎn)的切線方向上。并引導(dǎo)學(xué)生注意到:曲線運(yùn)動(dòng)中速度的大小和方向可能同時(shí)變化,但速度的方向是一定改變的,速度是矢量,方向一定變,速度就一定變,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。
曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律分析可知,速度的變化一定產(chǎn)生加速度,而加速度必然由外力引起,加速度與合外力成正比并且方向相同。隨后提出問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生思考。
。1)如果合外力與速度在同一直線上,物體將做什么樣的運(yùn)動(dòng)?(變速直線運(yùn)動(dòng))
。2)繩拉小球在光滑水平面上做速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng),繩子的拉力T起什么作用?(改變速度方向)
。3)演示實(shí)驗(yàn)(用投影儀或計(jì)算機(jī)軟件):讓小鐵球從斜槽上滾下,小球?qū)⒀刂本OO′運(yùn)動(dòng)。然后在垂直O(jiān)O′的方向上放條形磁鐵,使小球再?gòu)男辈凵蠞L下,小球?qū)⑵x原方向做曲線運(yùn)動(dòng)。又例如讓小球從桌面上滾下,離開桌面后做曲線運(yùn)動(dòng)。
(4)觀察實(shí)驗(yàn)后引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)如下:
、倨叫兴俣鹊牧Ω淖兯俣却笮;
、诖怪彼俣鹊牧Ω淖兯俣鹊姆较颍
、鄄黄叫幸膊淮怪彼俣鹊耐饬,同時(shí)改變速度的.大小和方向;
、芤龑(dǎo)學(xué)生得出曲線運(yùn)動(dòng)的條件:合外力與速度不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)。
物體的運(yùn)動(dòng)往往是復(fù)雜的,對(duì)于復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),常常可以把它們看成幾個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)組成的,通過(guò)研究簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)達(dá)到研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的目的。
、侔炎M水的乒乓球用細(xì)繩系住另一端固定在B釘上,乒乓球靜止在A點(diǎn),畫出線段BB′且使AB≈BB′(如圖5),用光滑棒在B點(diǎn)附近從左向右沿BB′方向勻速推動(dòng)吊繩,提示學(xué)生觀察乒乓球?qū)嶋H運(yùn)動(dòng)的軌跡是沿AB′方向,幫助學(xué)生分析這是因?yàn)槠古仪蛲瑫r(shí)參與了AB方向和BB′方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,而這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度都等于棒的推動(dòng)速度。小球沿豎直方向及沿BB′方向的運(yùn)動(dòng)都是分運(yùn)動(dòng);沿AB′方向的是合運(yùn)動(dòng)。分析表明合運(yùn)動(dòng)的位移與分運(yùn)動(dòng)位移遵守平行四邊形定則。
、诖珊訂(wèn)題:可以看做由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)組成。假如河水不流動(dòng)而船在靜水中沿AB方向行駛,經(jīng)一段時(shí)間從A運(yùn)動(dòng)到B(如圖6),假如船的發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有開動(dòng),而河水流動(dòng),那么船經(jīng)過(guò)相同的一段時(shí)間將從A運(yùn)動(dòng)到A′,如果船在流動(dòng)的河水中開動(dòng)同時(shí)參與上述兩個(gè)運(yùn)動(dòng),經(jīng)相同時(shí)間從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B′點(diǎn),從A到B′的運(yùn)動(dòng)就是上述兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。
注意:船頭指向?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的船速方向,指分速度;船的合運(yùn)動(dòng)的速度方向不一定是船頭的指向。這里的分運(yùn)動(dòng)、合運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)地球而言,不必引入相對(duì)速度概念,避免使問(wèn)題復(fù)雜化。
、儆梅诌\(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度求合運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度等叫運(yùn)動(dòng)的合成。反之由合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)的位移速度、加速度等叫運(yùn)動(dòng)的分解。
、谶\(yùn)動(dòng)的合成與分解遵守矢量運(yùn)算法則,即平行四邊形法則。例如:船的合位移s合是兩個(gè)分位移s 1 s 2的矢量和;又例如飛機(jī)斜向上起飛時(shí),在水平方向及豎直方向的分速度分別為v 1 =vcosθ,v 2 =vsinθ,其中,v是飛機(jī)的起飛速度。如圖7所示。
、賰蓚(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)。提問(wèn)學(xué)生為什么?(v合為恒量)
、谔岢鰡(wèn)題:船渡河時(shí)如果在AB方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng),水仍然勻速流動(dòng),船的合運(yùn)動(dòng)軌跡還是直線嗎?學(xué)生思考后回答并提示學(xué)生用曲線運(yùn)動(dòng)的條件來(lái)判斷,然后引導(dǎo)學(xué)生綜合概括出判斷方法:首先將兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的初始運(yùn)動(dòng)量及外力進(jìn)行合成,然后用合運(yùn)動(dòng)的初速度及合運(yùn)動(dòng)所受的合外力的方向關(guān)系進(jìn)行判斷。合成結(jié)果可知,船的合速度v合與合外力F不在同一直線上,船一定做曲線運(yùn)動(dòng)。如鞏固知識(shí)讓學(xué)生再思考回答:兩個(gè)不在同直線上初速度都為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)?
。▌蚣铀僦本運(yùn)動(dòng))
(1)通過(guò)此例讓學(xué)生明確運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性及等時(shí)性的問(wèn)題,即每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立,互不干擾;合運(yùn)動(dòng)與每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間相同。
。2)關(guān)于速度的說(shuō)明,在應(yīng)用船速這個(gè)概念時(shí),應(yīng)注意區(qū)別船速v船及船的合運(yùn)動(dòng)速度v合。前者是發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的分速度,后者是合速度,由于不引入相對(duì)速度概念,使上述兩種速度容易相混。
。3)問(wèn)題的提出:河寬H,船速為v船,水流速度為v水,船速v船與河岸的夾角為θ,如圖9所示。
、偾蠖珊铀玫臅r(shí)間,并討論θ=?時(shí)渡河時(shí)間最短。
、谠鯓佣珊,船的合位移最?
分析①用船在靜水中的分運(yùn)動(dòng)討論渡河時(shí)間比較方便,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,渡河時(shí)間
分析②當(dāng)v船>v水時(shí),v合垂直河岸,合位移最短等于河寬H,根向與河岸的夾角。
1、曲線運(yùn)動(dòng)的條件是F合與v不在同一直線上,曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)榍的切線方向。
2、復(fù)雜運(yùn)動(dòng)可以分解成簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)分別來(lái)研究,由分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的合成,反之叫運(yùn)動(dòng)的分解,運(yùn)動(dòng)的合成與分解,遵守平行四邊形定
3、用曲線運(yùn)動(dòng)的條件及運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可以判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及合運(yùn)動(dòng)軌跡。
最后一例題可作為思考題先留給學(xué)生。在學(xué)生思考后講解效果更好。
高中物理教案6
一、“學(xué)案導(dǎo)學(xué)”教法的提出
教學(xué)中不應(yīng)該只重知識(shí)的傳授,而應(yīng)該把教的目標(biāo)轉(zhuǎn)化成學(xué)習(xí)方案展示給學(xué)生,建立一個(gè)有目標(biāo)的學(xué)習(xí)向?qū),給學(xué)生以明確的思維向?qū),調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,讓學(xué)生最大限度地參與到學(xué)習(xí)的全過(guò)程中,提高課堂教學(xué)效果。我們將這個(gè)學(xué)習(xí)方案簡(jiǎn)稱為“學(xué)案”。
物理學(xué)案導(dǎo)學(xué)就是針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題,依據(jù)物理教育規(guī)律而提出的一種以學(xué)案為操作材料,以突出學(xué)生自學(xué)、探究、教師調(diào)控為手段,以培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)情感、提高課堂效益為目的,注重學(xué)法指導(dǎo)的教學(xué)方法,它是實(shí)現(xiàn)“教的目的最終是為了不教”、“學(xué)為主體教為主導(dǎo)”、“教學(xué)的宗旨是教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)”等素質(zhì)教育理論提法的可操作性的教學(xué)策略。
二、“學(xué)案”的設(shè)計(jì)
學(xué)案編寫的原則是,管而不列,放而不亂,既要發(fā)揮學(xué)案的指導(dǎo)作用,又要留有余地;既要有知識(shí)能力點(diǎn),又要有思維創(chuàng)新面,使不同層次的學(xué)生都能跳一跳摘到桃子,獲得成功的喜悅。在學(xué)案制作過(guò)程中,必須切實(shí)做好三項(xiàng)工作:
1.認(rèn)真研究:研究教材和教學(xué)大綱,研究所教知識(shí)與學(xué)生思維能力;研究學(xué)生的知識(shí)水平和學(xué)習(xí)方法,研究知識(shí)規(guī)律。
2.制定好學(xué)習(xí)目標(biāo):學(xué)案中要有明確、簡(jiǎn)練、具體的學(xué)習(xí)目標(biāo),讓學(xué)生一看便知,一聽即明。學(xué)習(xí)目標(biāo)的確定要切實(shí)可行,少而精,要符合教學(xué)大綱和教材關(guān)于“知識(shí)”、“能力”、“思想教育”的原則要求和學(xué)生實(shí)際,充分體現(xiàn)目標(biāo)的整體性、層次性、外顯性和可測(cè)性及前后目標(biāo)的聯(lián)系。
3.做好知識(shí)體系的編排:編排知識(shí)體系要根據(jù)學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律,將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拆分或組合,深入挖掘知識(shí)寬度,充分發(fā)揮每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的能力價(jià)值和情感價(jià)值,設(shè)計(jì)成不同層次的問(wèn)題,找出一條引導(dǎo)學(xué)生積極認(rèn)知的最佳思維網(wǎng)絡(luò)。把涉及這些知識(shí)點(diǎn)的問(wèn)題分類歸納變形組合,能提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣,給我們的教學(xué)帶來(lái)意外收獲。
三、“學(xué)案導(dǎo)學(xué)”的操作說(shuō)明
1.示案自學(xué):根據(jù)學(xué)生自學(xué)能力的個(gè)別差別不同,學(xué)案應(yīng)在課前適當(dāng)時(shí)間內(nèi)發(fā)給學(xué)生,讓其提前展開自學(xué)。
2.趣味引入,營(yíng)造氣氛。教師需要在課上前幾分鐘創(chuàng)設(shè)良好的課堂氛圍,采取新穎多變的教學(xué)方法,調(diào)動(dòng)學(xué)生探索新知的`興趣。如學(xué)習(xí)變阻器一節(jié)時(shí),教師拿出滑動(dòng)變阻器對(duì)學(xué)生說(shuō):這個(gè)滑動(dòng)變阻器是我發(fā)明的,學(xué)生會(huì)感到驚訝!接著教師滿有情味地演示出發(fā)明滑動(dòng)變阻器的過(guò)程,讓學(xué)生在迫切求知的心理需求下進(jìn)入學(xué)習(xí)變阻器的情境之中。
3.啟發(fā)引導(dǎo),探究領(lǐng)悟。在教學(xué)中,教師應(yīng)盡可能地將演示實(shí)驗(yàn)變成學(xué)生分組探索實(shí)驗(yàn),合理地分配探索實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。如變阻器一節(jié),教師可以通過(guò)演示調(diào)光臺(tái)燈,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出調(diào)光臺(tái)燈的電路圖,這雖然課本上有現(xiàn)成答案,但經(jīng)過(guò)學(xué)生獨(dú)立思考,自己設(shè)計(jì)出來(lái)電路,學(xué)生感到無(wú)比喜悅,同時(shí)也嘗到創(chuàng)造成功的體驗(yàn)。
4.自主質(zhì)疑,積極思辨。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽暴露心中的疑慮、困惑,以及大膽的質(zhì)疑,應(yīng)始終以贊賞的態(tài)度對(duì)待學(xué)生,哪怕學(xué)生的問(wèn)題幼稚、離奇,甚至怪誕,也不能有半點(diǎn)埋怨、責(zé)怪、厭煩的表示,以形成寬松、和諧的質(zhì)疑環(huán)境。
問(wèn)題提出后,引導(dǎo)學(xué)生自行研討,積極思辨,給學(xué)生創(chuàng)造自己參與的機(jī)會(huì)。學(xué)生自學(xué)后又通過(guò)討論能自己解決的問(wèn)題,老師絕不能包辦代替,學(xué)生不能解決的問(wèn)題,教師應(yīng)及時(shí)整理,根據(jù)學(xué)生實(shí)際存在的問(wèn)題進(jìn)行課上再備課,迅速確定“指導(dǎo)”的內(nèi)容和形式。
5.達(dá)標(biāo)檢測(cè)。它是對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的整體評(píng)價(jià),起著引導(dǎo)學(xué)生再學(xué)習(xí)再提高的作用。操作中主要是讓學(xué)生做學(xué)案上的達(dá)標(biāo)檢測(cè)題,以了解全班學(xué)生對(duì)各個(gè)知識(shí)、能力點(diǎn)的掌握情況。根據(jù)各種反饋的結(jié)果,采取多種補(bǔ)齊填缺措施,如:采用當(dāng)堂討論的形式、同桌互批互改、班內(nèi)全體改正等,對(duì)薄弱部分進(jìn)行補(bǔ)救,對(duì)錯(cuò)誤部分進(jìn)行糾正,力爭(zhēng)整體達(dá)標(biāo)。
6.自我反思,知識(shí)內(nèi)化。在教學(xué)中,教師應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的反思意識(shí),教給學(xué)生反思的方法,以改進(jìn)學(xué)習(xí)習(xí)慣,完善學(xué)習(xí)過(guò)程,找到適合自身的一套高效的學(xué)習(xí)方法,提高自我建構(gòu)能力。如課后小結(jié)時(shí),引導(dǎo)學(xué)生自主確定學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決策略,所學(xué)內(nèi)容在整體知識(shí)中的地位,解決了哪些問(wèn)題,新知與原有知識(shí)的聯(lián)系與區(qū)別對(duì)比等。
7.推薦作業(yè)。在布置作業(yè)中,應(yīng)根據(jù)學(xué)生不同的思維特征和要求,設(shè)置不同層次的適量的習(xí)題,讓學(xué)生自由選做。推薦作業(yè)保證了物理學(xué)案導(dǎo)學(xué)的完整性,既面向?qū)W生全體,又分層教學(xué)。
高中物理教案7
教學(xué)目標(biāo):
1、理解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩個(gè)支柱:變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。了解變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互聯(lián)系形成同一的電磁場(chǎng)。
2、 了解電磁場(chǎng)在空間傳播形成電磁波。
3、 了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論以及赫茲實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的貢獻(xiàn)。體會(huì)兩位科學(xué)家研究物理問(wèn)題的思想方法。
教學(xué)過(guò)程:
一、偉大的預(yù)言
說(shuō)明:法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象那年,麥克斯韋在蘇格蘭愛丁堡附近誕生,從小就表現(xiàn)出了驚人的數(shù)學(xué)和物理天賦,他從小熱愛科學(xué),喜歡思考,1854年從劍橋大學(xué)畢業(yè)后,精心研讀了法拉第的著作,法拉第關(guān)于“場(chǎng)”和“力線”的思想深深吸引了麥克斯韋,但麥克斯韋也發(fā)現(xiàn)了法拉第定性描述的弱點(diǎn),那就是不能定量的描述電場(chǎng)和磁場(chǎng)的關(guān)系。因此,這位初出茅廬的科學(xué)家決定用他的數(shù)學(xué)才能來(lái)彌補(bǔ)。1860年初秋,麥克斯韋特意去拜訪法拉第,兩人雖然在年齡上相差四十歲,在性情、愛好、特長(zhǎng)方面也迥然各異,可是對(duì)物質(zhì)世界的看法卻產(chǎn)生了共鳴。法拉第鼓勵(lì)麥克斯韋:“你不應(yīng)停留在數(shù)學(xué)解釋我的觀點(diǎn)”,而應(yīng)該突破它。
說(shuō)明:麥克斯韋學(xué)習(xí)了庫(kù)侖、安培、奧斯特、法拉第、亨利的研究成果,結(jié)合了自己的創(chuàng)造性工作,最終建立了經(jīng)典電磁場(chǎng)理論。
說(shuō)明:法拉第電磁感應(yīng)定律告訴我們:閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化就能產(chǎn)生感應(yīng)電流,我們知道電荷的定向移動(dòng)形成電流,為什么會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?一定是有了感應(yīng)電場(chǎng),因此,麥克斯韋認(rèn)為,這個(gè)法拉第電磁感應(yīng)的'實(shí)質(zhì)是變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng),電路中的電荷就在這個(gè)電場(chǎng)的作用下做定向移動(dòng),產(chǎn)生了感應(yīng)電流。即使變化的磁場(chǎng)周圍沒(méi)有閉合電路,同樣要產(chǎn)生電場(chǎng)。變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng),這是一個(gè)普遍規(guī)律
說(shuō)明:自然規(guī)律存在著對(duì)稱性與和諧性,例如有作用力就有反作用力。既然變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生電場(chǎng),那么變化的電場(chǎng)能否產(chǎn)生磁場(chǎng)呢?麥克斯韋大膽地假設(shè),變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)。
問(wèn):什么現(xiàn)象能夠說(shuō)明變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)?(例如通電螺線管中的電流發(fā)生變化,那么螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)要發(fā)生變化)
說(shuō)明:根據(jù)這兩個(gè)基本論點(diǎn),麥克斯韋推斷:如果在空間在空間某區(qū)域中有不均勻變化的電場(chǎng),那么這個(gè)變化的電場(chǎng)能夠引起變化的磁場(chǎng),這個(gè)變化的磁場(chǎng)又引起新的變化的電場(chǎng).........這樣變化的電場(chǎng)引起變化的磁場(chǎng),變化的磁場(chǎng)又引起變化的電場(chǎng),變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生,由近及遠(yuǎn)傳播就形成了電磁波。
二、電磁波
問(wèn):在機(jī)械波的橫波中,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向之間有何關(guān)系?(兩者垂直)
說(shuō)明:根據(jù)麥克斯韋的理論,電磁波中的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度互相垂直,而且兩者均與電磁波的傳播方向垂直,電磁波是橫波。
問(wèn):電磁波以多大的速度傳播呢?(以光速C傳播)
問(wèn):在機(jī)械波中是位移隨時(shí)間做周期性變化,在電磁波中是什么隨時(shí)間做周期性變化呢?(電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B)
三、赫茲的電火花
說(shuō)明:德國(guó)科學(xué)家赫茲證明了麥克斯韋關(guān)于電磁場(chǎng)的理論
板書設(shè)計(jì)
一、偉大的預(yù)言
1、變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)
變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
2、變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生,由近及遠(yuǎn)傳播形成電磁波
二、電磁波
1、電磁波是橫波,E和B互相垂直,而且兩者均與電磁波的傳播方向垂直÷
2、電磁波以光速C傳播)
3、電磁波中電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間做周期性變化
三、赫茲的電火花
赫茲證明了麥克斯韋關(guān)于電磁場(chǎng)的理論
高中物理教案8
課前預(yù)習(xí)
一、安培力
1.磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力叫做___○1____.
2.大。海1)當(dāng)導(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向________○2_____時(shí),安培力最大為F=_____○3_____.
。2)當(dāng)導(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向_____○4________時(shí),安培力最小為F=____○5______.
(3) 當(dāng)導(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向斜交時(shí),所受安培力介于___○6___和__○7______之間。
3.方向:左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指__○8____,并且都跟手掌在___○9___,把手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線___○10____,并使伸開的四指指向 _○11___的方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的__○12___方向.
二、磁電式電流表
1.磁電式電流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____構(gòu)成.
2.蹄形磁鐵的磁場(chǎng)的方向總是沿著徑向均勻地分布的,在距軸線等距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是相等的,這樣不管線圈轉(zhuǎn)到什么位置,線圈平面總是跟它所在位置的磁感線平行,I與指針偏角θ成正比,I越大指針偏角越大,因而電流表可以量出電流I的大小,且刻度是均勻的,當(dāng)線圈中的電流方向改變時(shí),安培力的方向隨著改變,指針偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變,又可知道被測(cè)電流的方向。
3、磁電式儀表的優(yōu)點(diǎn)是____○18________,可以測(cè)很弱的電流,缺點(diǎn)是繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì),允許通過(guò)的電流很弱。
課前預(yù)習(xí)答案
○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一個(gè)平面內(nèi)○10垂直穿入手心○11電流○12受力○13蹄形磁鐵 ○14 鐵芯○15繞在線框上的線圈○16螺旋彈簧○17指針○18靈敏度高
重難點(diǎn)解讀
一、 對(duì)安培力的認(rèn)識(shí)
1、 安培力的性質(zhì):
安培力是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力,是一種性質(zhì)力。
2、 安培力的作用點(diǎn):
安培力是導(dǎo)體中通有電流而受到的力,與導(dǎo)體的中心位置無(wú)關(guān),因此安培力的作用點(diǎn)在導(dǎo)體的幾何中心上,這是因?yàn)殡娏魇冀K流過(guò)導(dǎo)體的所有部分。
3、安培力的方向:
(1)安培力方向用左手定則判定:伸開左手,使大拇指和其余四指垂直,并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi),把手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向。
。2)F、B、I三者間方向關(guān)系:已知B、I的方向(B、I不平行時(shí)),可用左手定則確定F的唯一方向:F⊥B,F(xiàn)⊥I,則F垂直于B和I所構(gòu)成的平面(如圖所示),但已知F和B的方向,不能唯一確定I的方向。由于I可在圖中平面α內(nèi)與B成任意不為零的夾角。同理,已知F和I的方向也不能唯一確定B的方向。
。3)用“同向電流相吸,反向電流相斥”(反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì))。只要兩導(dǎo)線不是互相垂直的,都可以用“同向電流相吸,反向電流相斥”判定相互作用的磁場(chǎng)力的方向;當(dāng)兩導(dǎo)線互相垂直時(shí),用左手定則判定。
4、安培力的大。
(1)安培力的計(jì)算公式:F=BILsinθ,θ為磁場(chǎng)B與直導(dǎo)體L之間的夾角。
。2)當(dāng)θ=90°時(shí),導(dǎo)體與磁場(chǎng)垂直,安培力最大Fm=BIL;當(dāng)θ=0°時(shí),導(dǎo)體與磁場(chǎng)平行,安培力為零。
。3)F=BILsinθ要求L上各點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度相等,故該公式一般只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)。
(4)安培力大小的特點(diǎn):①不僅與B、I、L有關(guān),還與放置方式θ有關(guān)。②L是有效長(zhǎng)度,不一定是導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度。彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長(zhǎng)度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長(zhǎng)度L=0
二、通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)判斷方法
。1)電流元分析法:把整段電流等效為多段很小的直線電流元,先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向,從而判斷出整段電流所受合力方向,最后確定運(yùn)動(dòng)方向.
。2)特殊位置分析法:把通電導(dǎo)體轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后判斷其安培力方向,從而確定運(yùn)動(dòng)方向.
。3)等效法:環(huán)形電流可等效成小磁針,通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流,反過(guò)來(lái)等效也成立。
。4)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法:因?yàn)殡娏髦g,電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律,這樣,定性分析磁體在力的作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,可先分析電流在磁場(chǎng)中所受的安培力,然后由牛頓第三定律,再確定磁體所受作用力,從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向.
典題精講
題型一、安培力的方向
例1、電視機(jī)顯象管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如右,即時(shí)電流方向如圖所示。該時(shí)刻由里向外射出的電子流將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)?
解:畫出偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)側(cè)的電流,是左半線圈靠電子流的一側(cè)為向里,右半線圈靠電子流的一側(cè)為向外。電子流的等效電流方向是向里的,根據(jù)“同向電流互相吸引,反向電流互相排斥”,可判定電子流向左偏轉(zhuǎn)。(本題用其它方法判斷也行,但不如這個(gè)方法簡(jiǎn)潔)。
答案:向左偏轉(zhuǎn)
規(guī)律總結(jié):安培力方向的判定方法:
。1)用左手定則。
。2)用“同性相斥,異性相吸”(只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部時(shí))。
(3)用“同向電流相吸,反向電流相斥”(反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì))。可以把條形磁鐵等效為長(zhǎng)直螺線管(不要把長(zhǎng)直螺線管等效為條形磁鐵)。
題型二、安培力的大小
例2、如圖,一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,且與磁場(chǎng)方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng),且 。流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I,方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線段abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力
A. 方向沿紙面向上,大小為
B. 方向沿紙面向上,大小為
C. 方向沿紙面向下,大小為
D. 方向沿紙面向下,大小為
解析:該導(dǎo)線可以用a和d之間的直導(dǎo)線長(zhǎng)為 來(lái)等效代替,根據(jù) ,可知大小為 ,方向根據(jù)左手定則.A正確。
答案:A
規(guī)律總結(jié):應(yīng)用F=BILsinθ來(lái)計(jì)算時(shí),F(xiàn)不僅與B、I、L有關(guān),還與放置方式θ有關(guān)。L是有效長(zhǎng)度,不一定是導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度。彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長(zhǎng)度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長(zhǎng)度L=0
題型三、通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)
例3、如圖11-2-4條形磁鐵放在粗糙水平面上,正中的正上方有一導(dǎo)線,通有圖示方向的電流后,磁鐵對(duì)水平面的壓力將會(huì)__(增大、減小還是不變?)水平面對(duì)磁鐵的摩擦力大小為__。
解析:本題有多種分析方法。⑴畫出通電導(dǎo)線中電流的磁場(chǎng)中通過(guò)兩極的那條磁感線(如圖中粗虛線所示),可看出兩極受的磁場(chǎng)力的合力豎直向上。磁鐵對(duì)水平面的壓力減小,但不受摩擦力。⑵畫出條形磁鐵的磁感線中通過(guò)通電導(dǎo)線的那一條(如圖中細(xì)虛線所示),可看出導(dǎo)線受到的安培力豎直向下,因此條形磁鐵受的'反作用力豎直向上。⑶把條形磁鐵等效為通電螺線管,上方的電流是向里的,與通電導(dǎo)線中的電流是同向電流,所以互相吸引。
答案:減小 零
規(guī)律總結(jié):分析通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)常用方法:(1)電流元分析法,(2)特殊位置分析法, (3)等效法,(4)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法
題型四、安培力作用下的導(dǎo)體的平衡問(wèn)題
例4、 水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ,它們之間的寬度為L(zhǎng),M和P之間接入電動(dòng)勢(shì)為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻).現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m,電阻為R的金屬棒ab,并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方,如圖8-1-32所示,問(wèn):
(1)當(dāng)ab棒靜止時(shí),受到的支持力和摩擦力各為多少?
(2)若B的大小和方向均能改變,則要使ab棒所受支持力為零,B的大小至少為多少?此時(shí)B的方向如何?
解析:從b向a看側(cè)視圖如圖所示.
(1)水平方向:F=FAsin θ①
豎直方向:FN+FAcos θ=mg②
又 FA=BIL=BERL③
聯(lián)立①②③得:FN=mg-BLEcos θR,F(xiàn)=BLEsin θR.
(2)使ab棒受支持力為零,且讓磁場(chǎng)最小,可知安培力豎直向上.則有FA=mg
Bmin=mgREL,根據(jù)左手定則判定磁場(chǎng)方向水平向右.
答案:(1)mg-BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右
規(guī)律總結(jié):對(duì)于這類問(wèn)題的求解思路:
。1)若是立體圖,則必須先將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖
。2)對(duì)物體受力分析,要注意安培力方向的確定
。3)根據(jù)平衡條件或物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)列出方程
(4)解方程求解并驗(yàn)證結(jié)果
鞏固拓展
1. 如圖,長(zhǎng)為 的直導(dǎo)線拆成邊長(zhǎng)相等,夾角為 的 形,并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ,當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為 的電流時(shí),該 形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為
。ˋ)0 (B)0.5 (C) (D)
答案:C
解析:導(dǎo)線有效長(zhǎng)度為2lsin30°=l,所以該V形通電導(dǎo)線收到的安培力大小為 。選C。
本題考查安培力大小的計(jì)算。
2..一段長(zhǎng)0.2 m,通過(guò)2.5 A電流的直導(dǎo)線,關(guān)于在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受安培力F的情況,正確的是( )
A.如果B=2 T,F(xiàn)一定是1 N
B.如果F=0,B也一定為零
C.如果B=4 T,F(xiàn)有可能是1 N
D.如果F有最大值時(shí),通電導(dǎo)線一定與B平行
答案:C
解析:當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直放置時(shí),F(xiàn)=BIL,力最大,當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行放置時(shí),F(xiàn)=0,當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向成任意其他角度放置時(shí),0 3. 首先對(duì)電磁作用力進(jìn)行研究的是法國(guó)科學(xué)家安培.如圖所示的裝置,可以探究影響安培力大小的因素,實(shí)驗(yàn)中如果想增大導(dǎo)體棒AB擺動(dòng)的幅度,可能的操作是( ) A.把磁鐵的N極和S極換過(guò)來(lái) B.減小通過(guò)導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I C.把接入電路的導(dǎo)線從②、③兩條換成①、④兩條 D.更換磁性較小的磁鐵 答案:C 解析:安培力的大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱成正比,與電流強(qiáng)度成正比,與導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比,C正確. 4. 一條形磁鐵放在水平桌面上,它的上方靠S極一側(cè)吊掛一根與它垂直的導(dǎo)電棒,圖中只畫出此棒的截面圖,并標(biāo)出此棒中的電流是流向紙內(nèi)的,在通電的一瞬間可能產(chǎn)生的情況是( ) A.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小 B.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大 C.磁鐵受到向右的摩擦力 D.磁鐵受到向左的摩擦力 答案:AD 解析:如右圖所示.對(duì)導(dǎo)體棒,通電后,由左手定則,導(dǎo)體棒受到斜向左下方的安培力,由牛頓第三定律可得,磁鐵受到導(dǎo)體棒的作用力應(yīng)斜向右上方,所以在通電的一瞬時(shí),磁鐵對(duì)桌面的壓力減小,磁鐵受到向左的摩擦力,因此A、D正確. 5..質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ的平行導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌寬度為d,桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.有電流時(shí)ab恰好在導(dǎo)軌上靜止,如圖右所示.,下圖是沿b→a方向觀察時(shí)的四個(gè)平面圖,標(biāo)出了四種不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向,其中桿與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零的是 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 答案: A 解析: ①中通電導(dǎo)體桿受到水平向右的安培力,細(xì)桿所受的摩擦力可能為零.②中導(dǎo)電細(xì)桿受到豎直向上的安培力,摩擦力可能為零.③中導(dǎo)電細(xì)桿受到豎直向下的安培力,摩擦力不可能為零.④中導(dǎo)電細(xì)桿受到水平向左的安培力,摩擦力不可能為零.故①②正確,選A. 6.如圖所示,兩根無(wú)限長(zhǎng)的平行導(dǎo)線a和b水平放置,兩導(dǎo)線中通以方向相反、大小不等的恒定電流,且Ia>Ib.當(dāng)加一個(gè)垂直于a、b所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B時(shí);導(dǎo)線a恰好不再受安培力的作用.則與加磁場(chǎng)B以前相比較( ) A.b也恰好不再受安培力的作用 B.b受的安培力小于原來(lái)安培力的2倍,方向豎直向上 C.b受的安培力等于原來(lái)安培力的2倍,方向豎直向下 D.b受的安培力小于原來(lái)安培力的大小,方向豎直向下 答案:D 解析:當(dāng)a不受安培力時(shí),Ib產(chǎn)生的磁場(chǎng)與所加磁場(chǎng)在a處疊加后的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,此時(shí)判斷所加磁場(chǎng)垂直紙面向外,因Ia>Ib,所以在b處疊加后的磁場(chǎng)垂直紙面向里,b受安培力向下,且比原來(lái)。蔬x項(xiàng)D正確. 7. 如圖所示,在絕緣的水平面上等間距固定著三根相互平行的通電直導(dǎo)線a、b和c,各導(dǎo)線中的電流大小相同,其中a、c導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外,b導(dǎo)線電流方向垂直紙面向內(nèi).每根導(dǎo)線都受到另外兩根導(dǎo)線對(duì)它的安培力作用,則關(guān)于每根導(dǎo)線所受安培力的合力,以下說(shuō)法中正確的是( ) A.導(dǎo)線a所受合力方向水平向右 B.導(dǎo)線c所受合力方向水平向右 C.導(dǎo)線c所受合力方向水平向左 D.導(dǎo)線b所受合力方向水平向左 答案:B 解析:首先用安培定則判定導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向,要注意是合磁場(chǎng)的方向,然后用左手定則判定導(dǎo)線的受力方向.可以確定B是正確的. 8.如圖所示,在空間有三根相同的導(dǎo)線,相互間的距離相等,各通以大小和方向都相同的電流.除了相互作用的磁場(chǎng)力外,其他作用力都可忽略,則它們的運(yùn)動(dòng)情況是______. 答案: 兩兩相互吸引,相聚到三角形的中心 解析:根據(jù)通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的特點(diǎn),由安培定則可判斷出,它們之間存在吸引力. 9.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的兩導(dǎo)體棒a、b,a被置在光滑斜面上,b固定在距a為x距離的同一水平面處,且a、b水平平行,設(shè)θ=45°,a、b均通以大小為I的同向平行電流時(shí),a恰能在斜面上保持靜止.則b的電流在a處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為 . 答案: 解析: 由安培定則和左手定則可判知導(dǎo)體棒a的受力如圖,由力的平衡得方程: mgsin45°=Fcos45°,即 mg=F=BIL 可得B= . 10.一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,下端掛有一匝數(shù)為n的矩形線框abcd.bc邊長(zhǎng)為l.線框的下半部處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與線框平面垂直.在下圖中,垂直于紙面向里,線框中通以電流I,方向如圖所示.開始時(shí)線框處于平衡狀態(tài),令磁場(chǎng)反向,磁感強(qiáng)度的大小仍為B,線框達(dá)到新的平衡.在此過(guò)程中線框位移的大小Δx______,方向______. 答案: ;位移的方向向下 解析:設(shè)線圈的質(zhì)量為m,當(dāng)通以圖示電流時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為x1,線框處于平衡狀態(tài),所以kx1=mg-nBIl.當(dāng)電流反向時(shí),線框達(dá)到新的平衡,彈簧的伸長(zhǎng)量為x2,由平衡條件可知 kx2=mg+nBIl. 所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl 所以Δx= 電流反向后,彈簧的伸長(zhǎng)是x2>x1,位移的方向應(yīng)向下. 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 l. 知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向,理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng). 2.知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上. 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 1.什么是曲線運(yùn)動(dòng). 2.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的方向的確定. 3.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件. 【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件. 【學(xué)習(xí)過(guò)程】 1.什么是曲線的切線? 閱讀教材33頁(yè)有關(guān)內(nèi)容,明確切線的 概念。 如圖1,A、B為曲線上兩點(diǎn),當(dāng)B無(wú)限接近A時(shí),直線AB叫做 曲線在A點(diǎn)的__________ A B 圖 2.速度是矢量,既有大小,又有方向,那么速度的變化包含哪幾層含義? 3.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度,沿曲線在這一點(diǎn)的____________。 4.曲線運(yùn)動(dòng)中,_________時(shí)刻在變化,所以曲線運(yùn)動(dòng)是__________運(yùn)動(dòng),做曲線運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷發(fā)生變化。 5.如果物體所受的合外力跟其速度方向____________,物體就做直線運(yùn)動(dòng)。如果物體所受的合外力跟其速度方向__________________,物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。 【同步導(dǎo)學(xué)】 1.曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 、 軌跡是一條曲線 ⑵ 曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向 、 質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度方向是沿曲線的這一點(diǎn)的切線方向。 ② 曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻改變。 、 是變速運(yùn)動(dòng),必有加速度 ⑷ 合外力一定不為零(必受到外力作用) 例1 在砂輪上磨刀具時(shí)可以看到,刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線飛出,為什么由此推斷出砂輪上跟刀具接觸處的質(zhì)點(diǎn)的速度方向沿砂輪的切線方向? 2.物體作曲線運(yùn)動(dòng)的條件 當(dāng)物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線時(shí),物體做直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)物體所 1 專心 愛心 用心 受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時(shí),物體就做曲線運(yùn)動(dòng). 例2 關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng),下面說(shuō)法正確的是( ) A.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變著,它一定做曲線運(yùn)動(dòng) B.物體做曲線運(yùn)動(dòng),它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定在改變 C.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),它的加速度的方向始終和速度的方向一致 D.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),它的加速度方向始終和所受到的合外力方向一致 3.關(guān)于物體做直線和曲線運(yùn)動(dòng)條件的進(jìn)一步分析 、 物體不受力或合外力為零時(shí),則物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng) 、 合外力不為零,但合外力方向與速度方向在同一直線上,則物體做直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)合外力為恒力時(shí),物體將做勻變速直線運(yùn)動(dòng)(勻加速或勻減速直線運(yùn)動(dòng)),當(dāng)合外力為變力時(shí),物體做變加速直線運(yùn)動(dòng)。 ③ 合外力不為零,且方向與速度方向不在同一直線上時(shí),則物體做曲線運(yùn)動(dòng);當(dāng)合外力變化時(shí),物體做變加速曲線運(yùn)動(dòng),當(dāng)合外力恒定時(shí),物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。 例3.一質(zhì)量為m的物體在一組共點(diǎn)恒力F1、F2、F3作用下而處于平衡狀態(tài),如撤去F1,試討論物體運(yùn)動(dòng)情況怎樣? 【鞏固練習(xí)】 1.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向,下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.在曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向總是沿著曲線并保持不變 B.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度方向是時(shí)刻改變的,它在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向與這—點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡垂直 C.曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的,質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向就是在曲線上的這—點(diǎn)的切線方向 D.曲線運(yùn)動(dòng)中速度方向是不斷改變的,但速度的.大小保持不變 2.如圖所示的曲線為運(yùn)動(dòng)員拋出的鉛球運(yùn)動(dòng)軌跡(鉛球視為質(zhì)點(diǎn)),A、B、C為曲線上的三點(diǎn),關(guān)于鉛球在B點(diǎn)的速度方向,說(shuō)法正確的是 ( ) A.為AB的方向 B.為BC的方向 C.為BD的方向 D.為BE的方向 3.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件為 ( ) A.物體運(yùn)動(dòng)的初速度不為零 B.物體所受的合外力為變力 C.物體所受的合外力的方向上與速度的方向不在同一條直線上 D.物體所受的合外力的方向與加速度的方向不在同—條直線上 (第2題) 專心 愛心 用心 2 A.變速運(yùn)動(dòng)—定是曲線運(yùn)動(dòng) B.曲線運(yùn)動(dòng)—定是變速運(yùn)動(dòng) C.速率不變的曲線運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng) D.曲線運(yùn)動(dòng)也可以是速度不變的運(yùn)動(dòng) 5.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,在其軌跡上某一點(diǎn)的加速度方向 ( ) A.為通過(guò)該點(diǎn)的曲線的切線方向 B.與物體在這一點(diǎn)時(shí)所受的合外力方向垂直 C.與物體在這一點(diǎn)速度方向一致 D.與物體在這一點(diǎn)速度方向的夾角一定不為零 6.下面說(shuō)法中正確的是( ) A.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向必變化 B.速度變化的運(yùn)動(dòng)必是曲線運(yùn)動(dòng) C.加速度恒定的運(yùn)動(dòng)不可能是曲線運(yùn)動(dòng) D.加速度變化的運(yùn)動(dòng)必定是曲線運(yùn)動(dòng) 7.一質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng),則在這段時(shí)間內(nèi)( ) A.速度一定不斷改變,加速度也一定不斷改變; B.速度一定不斷改變,加速度可以不變; C.速度可以不變,加速度一定不斷改變; D.速度可以不變,加速度也可以不變。 8.下列說(shuō)法中正確的是( ) A.物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng) B.物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動(dòng) C.物體在恒力或變力作用下都可能做曲線運(yùn)動(dòng) D.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其速度方向與加速度方向一定不在同一直線上 9.如圖所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B,這時(shí)突然使它所受的力方向改變而大小不變(即由F變?yōu)?F),在此力作用下物體以后的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是( ) A.物體不可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng); B.物體不可能沿曲線Bb運(yùn)動(dòng); C.物體不可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng); D.物體可能沿原曲線由B返回A。 b 10.一個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,突然受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向不在同一直線上的恒力作用時(shí),物體運(yùn)動(dòng)為 ( ) A.繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng) B.一定做曲線運(yùn)動(dòng) C.可能做直線運(yùn)動(dòng),也可能做曲線運(yùn)動(dòng) D.運(yùn)動(dòng)的形式不能確定 一、教學(xué)目標(biāo) 1.知道非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化情況,并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 2.通過(guò)純電阻電路和非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中的對(duì)比,提高歸納總結(jié)、對(duì)比分析的能力。 3.提高物理學(xué)習(xí)興趣,發(fā)現(xiàn)生活中的物理知識(shí)。 二、教學(xué)重難點(diǎn) 【重點(diǎn)】非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化。 【難點(diǎn)】純電阻、非純電阻電路的區(qū)分,純電阻電路和非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中的區(qū)別。 三、教學(xué)過(guò)程 (一)新課導(dǎo)入 復(fù)習(xí)導(dǎo)入:提問(wèn)焦耳定律討論的是電路中怎樣的.能量轉(zhuǎn)化情況?學(xué)生回答電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的情況。 進(jìn)一步提問(wèn):實(shí)際中有些電路除含有電阻外還含有其他負(fù)載,如電動(dòng)機(jī),那電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化情況又是如何呢?進(jìn)而引入新課——《電路中的能量轉(zhuǎn)化》。 (二)新課講授 1.非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化 提問(wèn):結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn),電動(dòng)機(jī)是將消耗的電能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能了嗎? 學(xué)生回答:電動(dòng)機(jī)除了將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能以外,還有一部分電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。 小組討論:當(dāng)電動(dòng)機(jī)接上電源后,會(huì)帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng),這里涉及哪些功率?功率間的關(guān)系又如何? 課 題:碰撞 教學(xué)目標(biāo): 1、使學(xué)生了解碰撞的特點(diǎn),物體間相互作用時(shí)間短,而物體間相互作用力很大。 2、理解彈性碰撞和非彈性碰撞,了解正碰、斜碰及廣義碰撞散射的概念。 3、初步學(xué)會(huì)用動(dòng)量守恒定律解決一維碰撞問(wèn)題。 重點(diǎn): 強(qiáng)性碰撞和非彈性碰撞 難點(diǎn): 動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用 教學(xué)過(guò)程: 1、碰撞的特點(diǎn): 物體間互相作用時(shí)間短,互相作用力很大。 2、彈性碰撞: 碰撞過(guò)程中,不僅動(dòng)量守恒、機(jī)械能也守恒,碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)能之和不變 3、非彈性碰撞 碰撞過(guò)程中,僅動(dòng)量守恒、機(jī)械能減少,碰撞后系統(tǒng)動(dòng)能和小于碰撞前系統(tǒng)動(dòng)能和,若系統(tǒng)結(jié)合成一個(gè)整體,則機(jī)械能損失最大。 4、對(duì)心碰撞和非對(duì)心碰撞 5、廣義碰撞散射 6、例題 例1、在氣墊導(dǎo)軌上,一個(gè)質(zhì)量為600g的滑塊以15cm/s的速度與另一個(gè)質(zhì)量為400g、速度為10cm/s方向相反的滑塊迎面相撞,碰撞后兩個(gè)滑塊并在一起,求碰撞后的滑塊的速度大小和方向。 例2、質(zhì)量為m速度為υ的`A球跟質(zhì)量為3m靜止的B球發(fā)生正碰。碰撞可能是彈性的,也可能是非彈性的,因此,碰撞后B球的速度允許有不同的值。請(qǐng)你論證:碰撞后B球的速度可能是以下值嗎? (1)0.6υ(2)0.4υ(3)0.2υ。 7、小結(jié):略 8、學(xué)生作業(yè)P19 ③⑤ 教學(xué)目標(biāo) (一)知識(shí)與技能 1.知道彈力產(chǎn)生的條件。 2.知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的示意圖中畫出它們的方向。 3.知道彈性形變?cè)酱髲椓υ酱,知道彈簧的彈力跟彈簧的形變量成正比,即胡克定律.?huì)用胡克定律解決有關(guān)問(wèn)題。 。ǘ┻^(guò)程與方法 1.通過(guò)在實(shí)際問(wèn)題中確定彈力方向的能力。 2.自己動(dòng)手進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和操作實(shí)驗(yàn)的能力。 3.知道實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理常用的方法,嘗試使用圖象法處理數(shù)據(jù)。 (三)情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.真實(shí)準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),體會(huì)科學(xué)的精神和態(tài)度在科學(xué)探究過(guò)程的重要作用。 2.在體驗(yàn)用簡(jiǎn)單的工具和方法探究物理規(guī)律的`過(guò)程中,感受學(xué)習(xí)物理的樂(lè)趣,培養(yǎng)學(xué)生善于把物理學(xué)習(xí)與生活實(shí)踐結(jié)合起來(lái)的習(xí)慣。 教學(xué)重點(diǎn) 1.彈力有無(wú)的判斷和彈力方向的判斷。 2.彈力大小的計(jì)算。 3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作。 教學(xué)難點(diǎn) 彈力有無(wú)的判斷及彈力方向的判斷. 教學(xué)方法 探究、講授、討論、練習(xí) 教學(xué)手段 教具準(zhǔn)備 彈簧、鉤碼、泡沫塑料塊、粉筆、燒瓶(內(nèi)裝紅墨水瓶塞上面插細(xì)玻璃管)、 演示胡克定律用的鐵架臺(tái)、刻度尺、彈簧、鉤碼等等. 一、教學(xué)目標(biāo) 【知識(shí)與技能】 1、知道常見的形變,了解物體的彈性; 2、知道彈力產(chǎn)生的條件; 3、知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的示意圖中畫出它們的方向。 【過(guò)程與方法】 通過(guò)探究彈力的存在,能提高在實(shí)際問(wèn)題中確定彈力方向的能力,體會(huì)假設(shè)推理法解決問(wèn)題的巧妙。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】 觀察和了解形變的有趣現(xiàn)象,感受自然界的奧秘,感受學(xué)習(xí)物理的樂(lè)趣,建立把物理學(xué)習(xí)與生活實(shí)踐結(jié)合起來(lái)的習(xí)慣。 二、教學(xué)重難點(diǎn) 【重點(diǎn)】 彈力產(chǎn)生的條件及彈力方向的判定 【難點(diǎn)】 接觸的物體是否發(fā)生形變及彈力方向的確定 三、教學(xué)過(guò)程 環(huán)節(jié)一:導(dǎo)入新課 教學(xué)一開始前,給每個(gè)學(xué)生小組分發(fā)彈簧和尺子,讓每個(gè)小組試著把玩這些物件,如用力拉或壓彈簧,用力彎動(dòng)尺子等。在操作過(guò)程中思考被拉或壓的彈簧,彎動(dòng)的尺子的.有什么共同點(diǎn)是什么?大家可否試著舉出生活中其他的一些諸如這個(gè)彈簧和尺子的例子? 物體的形狀都發(fā)生了改變。由此引入物體的形態(tài)發(fā)生了變化是源于物體都受到了力的作用,這種力就是今天要學(xué)習(xí)的彈力。 環(huán)節(jié)二:新課講授 。ㄒ唬⿵椥孕巫兒蛷椓 概念:物體在力的作用下形狀或體積的改變叫做形變。 提問(wèn):剛才舉的那些例子都很容易觀察到,如果一本書放在桌面上,書和桌面發(fā)生形變了沒(méi)有? 學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑惑分歧,但教師此時(shí)可以不用詳解,而是做現(xiàn)場(chǎng)演示實(shí)驗(yàn)1,讓學(xué)生觀察用手?jǐn)D壓時(shí)XX形變(雙手握住注滿紅墨水的燒瓶,用力擠壓底部。上插玻璃管中的紅墨水液面上升。) 為了讓學(xué)生有更直觀深刻的印象,也會(huì)用視頻播放演示實(shí)驗(yàn)2:桌面微小形變的激光演示(在一個(gè)大桌上放兩個(gè)平面鏡M和N,讓一束光依次被這兩面鏡子反射,最后射在刻度尺上形成一個(gè)光點(diǎn)。用力壓桌面,觀察刻度尺上光點(diǎn)位置的變化。) 學(xué)生觀察后思考:通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn),我們觀察到什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?我們用了什么樣的方法?那書放在桌面上,書和桌面發(fā)生形變了沒(méi)有? 分析得出:通過(guò)微觀放大的方法觀察,我們發(fā)現(xiàn)原來(lái)不容易觀察的瓶子和桌面也發(fā)生了形變。 歸納:由此我們可以想到一切物體都可以發(fā)生形變,形變分為很多種類,有些物體在形變后能夠恢復(fù)原狀,這種形變叫做彈性形變。 提問(wèn):發(fā)生彈性形變的物體是不是在所有的情況下都可以恢復(fù)原狀呢?請(qǐng)舉例說(shuō)明? 學(xué)生能舉出有時(shí)彈簧拉得過(guò)長(zhǎng)就恢復(fù)不了原狀。指出:如果形變過(guò)大,超過(guò)一定的限度,撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀,這個(gè)限度叫做彈性限度。 根據(jù)前面的鋪墊,總結(jié)彈力的概念:發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力。例舉蹦床的例子說(shuō)明。 。ǘ⿴追N彈力的方向 教師在黑板上畫出書與桌面之間的相互作用力,與學(xué)生一起分析之間的相互作用關(guān)系,指出書對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)書的支持力都是彈力。 舉出實(shí)例:給出吊燈圖片,做出分析。以燈為研究受力對(duì)象,鏈子指向鏈子收縮的方向吊住吊燈,鏈子發(fā)生形變。鏈子被拉長(zhǎng),就要企圖恢復(fù)形變。這里施力物體——鏈子,受力物體——燈。這時(shí)候鏈子對(duì)燈的拉力的方向是——豎直向上,指向鏈子收縮的方向。 做出總結(jié):彈力方向——施力物體形變恢復(fù)的方向;與施力物體形變方向相反。壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面指向受力物體,繩的拉力總是沿著繩子指向繩收縮的方向。 環(huán)節(jié)三:鞏固提高 給出如下三個(gè)圖片,要求學(xué)生畫出彈力的示意圖。 歸納總結(jié): 三種接觸情況下彈力的方向: 。1)面面接觸,垂直于接觸面指向被支持的物體 。2)點(diǎn)面接觸,垂直于接觸面指向被支持的物體 。3)點(diǎn)點(diǎn)接觸,垂直于接觸點(diǎn)的切面指向被支持物體。 環(huán)節(jié)四:小結(jié)作業(yè) 小結(jié):師生歸納彈力的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。 作業(yè):預(yù)習(xí)后面胡克定律,了解彈力大小的特點(diǎn)。 四、板書設(shè)計(jì) 五、教學(xué)反思 一、知識(shí)與技能 1.粗略了解物理學(xué)史上對(duì)電荷間相互作用力的認(rèn)識(shí)過(guò)程。 2.知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的,電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊的形態(tài)。 3.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義,會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。知道電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,知道電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是怎樣規(guī)定的。 4.能根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式,并能用此公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 5.知道場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理,并能應(yīng)用這一原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。 二、過(guò)程與方法 1.經(jīng)歷“探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量”的過(guò)程,獲得探究活動(dòng)的體驗(yàn)。 2.領(lǐng)略通過(guò)電荷在電場(chǎng)中所受靜電力研究電場(chǎng)、理想模型法、比值法、類比法等物理學(xué)研究方法。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.體驗(yàn)探究物理規(guī)律的艱辛與喜悅。 2.學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度。 【教學(xué)重點(diǎn)】 1.探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。 2.理解電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念,并會(huì)根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 【教學(xué)難點(diǎn)】 探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。 【教學(xué)用具】多媒體課件 【設(shè)計(jì)思路】 以“電荷間相互作用如何發(fā)生”、“如何描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱”兩大問(wèn)題為主線展開,具體操作思路是: 1.學(xué)生自學(xué)電場(chǎng),培養(yǎng)學(xué)生閱讀、汲取信息的能力。 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M和定量分析的方法探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。 3.通過(guò)練習(xí)鞏固加深對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解,探討點(diǎn)電荷的電場(chǎng)及場(chǎng)強(qiáng)疊加原理。 【教學(xué)設(shè)計(jì)】 一、復(fù)習(xí)提問(wèn)、新課導(dǎo)入(5分鐘) 教師:上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫(kù)侖定律,請(qǐng)同學(xué)們回憶一下:庫(kù)侖定律的內(nèi)容是什么? 學(xué)生回答:略 教師:我們不免會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問(wèn): 投影展示問(wèn)題1:真空中?它們之間相隔一定的距離這種相互作用是如何產(chǎn)生的呢?難道能夠不需介質(zhì)超越空間? 投影展示“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片(1.2-1)。 教師:這幅圖大家不陌生,那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣,說(shuō)明了什么? 學(xué)生回答:庫(kù)侖力的大小與距離有關(guān)。 教師:其本質(zhì)原因又是什么呢?(投影展示問(wèn)題2) 教師:帶著這兩個(gè)疑問(wèn),本節(jié)課我們一齊來(lái)學(xué)習(xí)第三節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度。(板書課題) 二、新課教學(xué)(35分鐘) 。ㄒ唬╇妶(chǎng) 教師:請(qǐng)同學(xué)們帶著以下問(wèn)題自學(xué)“電場(chǎng)”內(nèi)容。 (1)電荷間的相互作用是如何發(fā)生的?這一觀點(diǎn)是誰(shuí)提出來(lái)的? (2)請(qǐng)用自己的語(yǔ)言描述一下什么是電場(chǎng)? 。3)電場(chǎng)有什么本領(lǐng)? 學(xué)生自學(xué),師板書“一、電場(chǎng)”。 學(xué)生回答:(1)略; 教師:法拉第同學(xué)們?cè)浄瘢?/p> 學(xué)生(集體)回答:電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 教師:法拉第是英國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家,對(duì)事物的本質(zhì)有著非常敏銳的洞察力,在電學(xué)上有著突出的貢獻(xiàn)。依據(jù)法拉第的觀點(diǎn),我們?nèi)绾蚊枋鲭姾葾、B之間的作用力。 師生共析。 。2)略; 教師啟發(fā)引導(dǎo):場(chǎng)是“物質(zhì)”──它和分子、原子組成的實(shí)物一樣具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量,電視機(jī)、收音機(jī)信號(hào)的發(fā)射與接受就是電磁場(chǎng)在空間的傳播;“特殊”──看不見、摸不著;“存在于電荷周圍”并板書。 。妶(chǎng)是)存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì)。 教師:場(chǎng)與實(shí)物是物質(zhì)存在的兩種不同形式。 。3)學(xué)生回答:對(duì)放入其中的電荷有靜電力的作用。 。ǘ┛茖W(xué)探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的方法 教師:下面我們?cè)賮?lái)探討第二個(gè)問(wèn)題。 依次投影問(wèn)題:①相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣,其本質(zhì)原因是什么呢?(對(duì)照“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片說(shuō)明) 學(xué)生回答:電場(chǎng)強(qiáng)弱不同。 、谀敲慈绾蝸(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢? 教師啟發(fā):像速度、密度等尋找一個(gè)物理量來(lái)表示。 、廴绾蝸(lái)研究電場(chǎng)? 。▽W(xué)生思考) 教師啟發(fā)引導(dǎo):電場(chǎng)的本領(lǐng)是對(duì)場(chǎng)中的其他電荷具有作用力,這也是電場(chǎng)的最明顯、最基本的特征之一。因此在研究電場(chǎng)的性質(zhì)時(shí),我們可以從靜電力入手。(板書研究方法) 教師:對(duì)于像電場(chǎng)這樣,看不見,摸不到,但又客觀存在的物質(zhì),可以根據(jù)它表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)來(lái)研究它,這是物理學(xué)中常用的研究方法。 教師:還需要什么? 學(xué)生回答:電場(chǎng)及放入其中的電荷。 多媒體依次展示,教師簡(jiǎn)述:①“探究影響電荷間相互作用力的因素”中的試探電荷;②場(chǎng)源電荷。 師生共析對(duì)試探電荷的要求。 教師:下面請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察模擬實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫演示,并描述你看到的現(xiàn)象說(shuō)明了什么。多媒體動(dòng)畫模擬:①不同位置偏角不同;②增加試探電荷帶電量偏角均增加。 學(xué)生回答:不同位置受力不同;同一位置試探電荷帶電量增加,受力增大,但不同位置受力大小關(guān)系不變。 教師:下面我們?cè)偻ㄟ^(guò)表格定量地來(lái)看一看: 將表格填完整,并分析、比較表格中的數(shù)據(jù)有什么特點(diǎn)和規(guī)律,看你能否得出如何來(lái)描述電場(chǎng)的`強(qiáng)弱。多媒體展示表格,學(xué)生回答后依次填入:①F1、F2、F3及F1<F2<F3;②2F1、3F1、4F1、nF1等。 表一:(P1位置) 試探電荷 q 2q 3q 4q nq 靜電力 F1 2F1 3F1 4F1 nF1 表二:(P2位置) 試探電荷 q 2q 3q 4q nq 靜電力 F2 2F2 3F2 4F2 nF2 表三:(P3位置) 試探電荷 q 2q 3q 4q nq 靜電力 F3 2F3 3F3 4F3 nF3 。▽W(xué)生思考并交流討論) 學(xué)生回答: (1)不同的電荷,即使在電場(chǎng)中的同一點(diǎn),所受靜電力也不同,因而不能直接用試探電荷所受的靜電力來(lái)表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱; (2)電場(chǎng)中同一點(diǎn),比值F/q是恒定的,與試探電荷的電荷量無(wú)關(guān);(同一張表格) 。3)在電場(chǎng)中不同位置比值F/q不同。(三張表格比較) 師生共同小結(jié):比值由電荷q在電場(chǎng)中的位置決定,與電荷q的電荷量大小無(wú)關(guān),它才是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。 教師:在物理學(xué)中我們定義放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。并板書。 (三)電場(chǎng)強(qiáng)度 1.定義: 教師:以前我們還學(xué)過(guò)哪些物理量是用比值法來(lái)定義的? 學(xué)生回答:略。 教師:從它的定義,電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是什么? 學(xué)生回答:N/C 教師介紹另一種單位并板書。 2.單位:N/C或V/m,1N/C=1V/m 教師結(jié)合板畫:在電場(chǎng)中不同位置,同種電荷受力方向不同,說(shuō)明場(chǎng)強(qiáng)是矢量還是標(biāo)量? 學(xué)生(集體)回答:矢量 教師結(jié)合板畫:電場(chǎng)中同一點(diǎn)放入正電荷和負(fù)電荷受力方向不同,如何確定場(chǎng)強(qiáng)的方向呢? 教師:在物理學(xué)中作出了這樣的規(guī)定。(板書) 3.方向:電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同。 教師:按照這個(gè)規(guī)定,如果放入電場(chǎng)中的是負(fù)電荷呢? 學(xué)生回答:與負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受靜電力的方向相反。 投影練習(xí): 練習(xí)1(加深對(duì)場(chǎng)強(qiáng)的理解,探討點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)大小與方向) 點(diǎn)電荷是最簡(jiǎn)單的場(chǎng)源電荷。設(shè)一個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量為+Q,與之相距為r的A點(diǎn)放一試探電荷,所帶電荷量為+q。 。1)試用所學(xué)的知識(shí)推導(dǎo)A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小,并確定場(chǎng)強(qiáng)的方向; 。2)若所放試探電荷為-2q,結(jié)果如何? (3)如果移走所放的試探電荷呢? 。ㄕ(qǐng)兩位同學(xué)板演前兩問(wèn)后,共同完成第三問(wèn)) 師生共同歸納總結(jié): 1.點(diǎn)電荷電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小與方向。(多媒體動(dòng)畫演示方向的確定方法) 2.電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)(力的)性質(zhì)的物理量,在靜電場(chǎng)中,它不隨時(shí)間改變。電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)完全由電場(chǎng)本身決定,與是否放入電荷,放入電荷的電荷量、電性無(wú)關(guān)! 辨析 和 的關(guān)系,強(qiáng)調(diào) 的適用條件。 練習(xí)2(探討場(chǎng)強(qiáng)的疊加,鞏固對(duì)場(chǎng)強(qiáng)的理解及公式的靈活運(yùn)用,加強(qiáng)計(jì)算能力培養(yǎng)) 如圖所示,真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C,它們相距0.1m,A點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離r相等,r=0.1m。求: 。1)電場(chǎng)中A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng); 。2)在A點(diǎn)放入電量q=-1×10-6C,求它受的電場(chǎng)力。 教師:題中場(chǎng)源電荷不止一個(gè),如何來(lái)確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)? 學(xué)生:平行四邊形定則 (請(qǐng)兩位同學(xué)板演) 教師:根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理對(duì)于一個(gè)比較大的不能看成點(diǎn)電荷的帶電物體產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)如何確定? 學(xué)生思考后回答:無(wú)限等分成若干個(gè)點(diǎn)電荷。 教師:根據(jù)以上方法,同學(xué)們?cè)O(shè)想一下一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)外部產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng),如何求解? 學(xué)生思考后回答:等效成電荷量集中于球心的點(diǎn)電荷。 三、小結(jié)(多媒體依次投影,并簡(jiǎn)述) 通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的,電場(chǎng)是存在于電荷周圍的一種特殊的物質(zhì),它最基本的特征是對(duì)放入其中的電荷具有力的作用。正是利用電場(chǎng)的這一特性,我們通過(guò)研究試探電荷的所受靜電力特點(diǎn),引入了描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量──電場(chǎng)強(qiáng)度。電場(chǎng)強(qiáng)度是用比值法定義的,它是矢量,有方向。 電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的概念是電學(xué)中最重要的概念之一,它的研究方法和定義方法也是物理學(xué)中比較常見的方法。 四、板書設(shè)計(jì) 一、電場(chǎng) 客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài) 二、電場(chǎng)強(qiáng)度 1.定義:E=F/q 2.單位: 3.方向:跟正電荷在該點(diǎn)所受靜電力的方向相同 三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 1.推導(dǎo): 2.大。 3.方向: 四、電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 五、布置作業(yè) 教材P16-171、2、7 思考題: 完成課本P173,比較電場(chǎng)強(qiáng)度E=F/q與重力加速度g=G/m有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn) 六、教學(xué)反思 探究描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量是本節(jié)課的重難點(diǎn)內(nèi)容之一,應(yīng)給學(xué)生充分的思考時(shí)間,并讓學(xué)生相互交流討論,教師還可進(jìn)行適當(dāng)啟發(fā)引導(dǎo)。另外,探究時(shí)間很難控制,在內(nèi)容處理上應(yīng)做到詳略得當(dāng),發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,如對(duì)電場(chǎng)及練習(xí)題的處理,盡可能由學(xué)生完成。 一、教材分析 本節(jié)教材選自人民教育出版社全日制普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(物理2·必修)第五章《曲線運(yùn)動(dòng)》第六節(jié)《向心力》。 教材的內(nèi)容方面來(lái)看,本章節(jié)主要講解了向心力的定義、定義式、方向及驗(yàn)證向心力的表達(dá)式,變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)。前面幾節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、向心加速度,這節(jié)講的是描述使物體做圓周運(yùn)動(dòng)的合外力,是對(duì)物體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)上的升華,為接下來(lái)萬(wàn)有引力的的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。所以在整個(gè)教材體系中起了承上啟下的作用,并且這樣的安排由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。 從教材的地位和作用方面來(lái)看,本章節(jié)是運(yùn)動(dòng)學(xué)中的重要概念,也是高一年級(jí)物理課程中比較重要的概念之一,是對(duì)物體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)上的升華,它把運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)聯(lián)系在了一起,具有承上啟下的橋梁作用,也是學(xué)生知識(shí)系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。 二、學(xué)情分析 【知識(shí)基礎(chǔ)方面】在學(xué)習(xí)本節(jié)課前學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、向心加速度,具備了探究向心力的基本知識(shí)和基本技能,這為本節(jié)課的探究性學(xué)習(xí)起到了鋪墊作用。 【思維基礎(chǔ)方面】高一的學(xué)生通過(guò)初中科學(xué)和第一學(xué)期的學(xué)習(xí),具有了一定的物理思維方法和較強(qiáng)的計(jì)算能力,但接受能力尚欠缺,需要教師正確的引導(dǎo)和啟發(fā)。 【情感態(tài)度方面】在學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)中,與向心力有關(guān)的現(xiàn)象有,但是有一些是錯(cuò)誤的這就給學(xué)生理解向心力的概念帶來(lái)困難。 三、教學(xué)目標(biāo) 【知識(shí)技能目標(biāo)】理解向心力的定義; 能說(shuō)出向心力的定義、寫出向心力的定義式和單位理解向心力的作用效果;用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式; 【過(guò)程方法目標(biāo)】 通過(guò)對(duì)向心力,向心加速度,圓周運(yùn)動(dòng),牛頓第二定律的理解與學(xué)習(xí),相互聯(lián)系,體驗(yàn)對(duì)物理概念的學(xué)習(xí)方法 【情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)】 通過(guò)用概念前后聯(lián)系的方法得出加速度的概念,感悟到探索問(wèn)題解決問(wèn)題的`興趣和學(xué)無(wú)止境的觀點(diǎn); 通過(guò)向心力的教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)實(shí)的生活經(jīng)歷與體驗(yàn)出發(fā),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;通過(guò)一些有趣的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn),加深學(xué)生的印象,容易讓學(xué)生理解,引起學(xué)生興趣; 四、重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn):向心力表達(dá)式驗(yàn)證,向心力來(lái)源與作用效果。設(shè)定一定運(yùn)動(dòng)情景,來(lái)驗(yàn)證向心力表達(dá)式。來(lái)源進(jìn)行舉例說(shuō)明,進(jìn)行受力分析。(重點(diǎn)如何落實(shí)) 難點(diǎn):向心力表達(dá)式的驗(yàn)證。通過(guò)用圓錐擺粗濾驗(yàn)證表達(dá)式,通過(guò)圓錐擺做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解釋原理,分析其在運(yùn)動(dòng)角度和手里角度的合外力,測(cè)量數(shù)據(jù)與測(cè)量器材,一步步得出表達(dá)式的正確。(難點(diǎn)咋么突破) 五、教學(xué)方法與手段 教學(xué)方法:演示法,講授法,討論法教學(xué)手段:多媒體,口述 六、教學(xué)過(guò)程 1.引入 回顧本章內(nèi)容,復(fù)習(xí)向心加速度,放一個(gè)有關(guān)視屏,向同學(xué)提問(wèn)物體為甚么做圓周運(yùn)動(dòng)? 2.新課教學(xué)(熟悉一下過(guò)渡) 一、做小球做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn),多問(wèn)題進(jìn)行思考,得出向心力特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié) 二、教授有關(guān)向心力的有關(guān)知識(shí)并進(jìn)行一定補(bǔ)充。 三、用圓錐擺粗濾驗(yàn)證向心力表達(dá)式小結(jié):向心力定義表達(dá)式 【高中物理教案】相關(guān)文章: 高中物理教案03-05 高中物理教案《功率》08-24 高中物理教案范文11-02 [精品]高中物理教案06-16 高中物理教案(精品)06-29 高中物理教案優(yōu)秀09-26 高中物理教案【精品】07-05 高中物理教案(15篇)02-15 高中物理教案13篇01-09高中物理教案9
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