高中物理目錄教案
一些綜合題中所描述的物理現象的發生、發展和變化,是多種因素相互依存、相互制約的“綜合效應”。要做出正確的分析,就要全方位多角度的觀察分析,從內在聯系中把握規律,理順關系,尋求解決辦法。下面是小編為大家帶來的高中物理目錄教案七篇,希望大家能夠喜歡!
高中物理目錄教案【篇1】
【教材地位與作用】
本節內容是在上節實驗課程“探究加速度、質量與力的關系”的基礎上進行知識的探究和總結,在知識上要求知道決定加速度的因素、理解加速度、質量、力三者關系;要求經歷探究活動、嘗試解決問題方法、體驗發現規律過程。牛頓第二定律將力學和運動學有機地結合在一起,具體的、定量的回答了加速度和力、質量的關系,是動力學中的核心內容,是本章的重點內容。
【學情分析】
在學習這一節內容之前,學生已經掌握了力、質量、加速度、慣性等概念;知道質量是慣性的量度、力是改變物體運動狀態的原因;會分析物體的受力;通過上一節探究加速度與力、質量的關系,知道了加速度與力、質量的關系。這些都為本節學習準備了知識基礎,牛頓第二定律通過加速度把物體的運動和受力緊密的聯系在一起,使前三章構成一個整體,是解決力學問題的重要工具,應使學生明確對于牛頓第二定律應深入理解,全面掌握。
【教學目標】
1、知識目標
(1)理解加速度與力和質量間的關系。
(2)理解牛頓第二定律的內容,知道定律的確切含義。
(3)能運用牛頓第二定律解答有關問題。
2、能力目標
培養學生的分析能力、歸納能力、解決問題的能力。
3、德育目標
(1)滲透物理學研究方法的教育。
(2)認識到由實驗歸納總結物理規律是物理學研究的重要方法。
(3)培養學生嚴謹思考的能力,激發學生學習物理的興趣。
【教學重點】
理解牛頓第二定律
【教學難點】
牛頓第二定律的應用
【教學策略】
回顧與思考→創設物理情景→分組討論→老師講解→總結規律。
【教學流程圖】
【教學過程設計】
教學環節和
教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖 【知識回顧】
回憶上節課探究的a與F、m關系。 向學生提問:回憶上節實驗探究課內容,控制變量法的應用?我們研究了哪幾個物理量?它們之間有什么關系? 能用公式反應他們之間的關系嗎? 回憶上節課知識,集體回答。 回憶上節課探究的a與F、m關系。 【創設情景、導入新課】
問題1、神舟六號飛船返回艙返回時為何要打開降落傘?
問題2、賽車在開出起跑線的瞬間發生了怎樣的變化? 引導學生思考2個問題。
進一步引導學生思考:賽車比起一般的家用汽車質量上有什么不一樣?這一設計是為什么? 同學間分組討論、各小組派代表回答問題。 通過這個問題,學生容易聯想到質量越小,運動狀態越容易改變,所以加速度和物體質量、合外力有關。 【新課過程】
牛頓第二定律:
1、內容:物體的加速度跟所受的合外力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2、公式:F=ma?
設問:力的國際單位是什么?它是如何規定的呢? 構建物理模型,提出關注的細節。
講解:K是比例常數,那k應該是多少呢?
教師總結:力是使物體產生加速度的原因,力的國際單位是1N=1kg.m/s2。 學生分組討論分析。
學生自己總結后作答,不完整的地方由其他同學補充。 通過上節探究的a與F、m關系,運用實驗數據總結規律,培養學生獨立思考的能力和尊重物理事實的精神 3、對該定律的特性進行說明,這樣學生對牛頓第二定律才會有進一步認識。
六大特性①因果性(力是產生加速度的原 因), = 2 GB3 ② 矢量性(a、F都是矢量,a的方向由F決定,力的分解和合成遵循平行四邊形法則), = 3 GB3 ③ 瞬時性(合外力消失,即a消失), = 4 GB3 ④ 相對性(牛頓第二定律只適用于慣性系), = 5 GB3 ⑤ 獨立性(物體的各個力都能產生獨立的, = 6 GB3 ⑥ 同一性(a與F與同一物體某一狀態相對立)。 提問:牛頓第二定律有哪些特性?
在相對理解牛頓第二定律的基礎上,對表達式F=ma的六大性質結合形象例子進行探討。
根據學生的提出的相關特性的疑問舉例說明。 學生討論,嘗試并且回答老師提出的特性。
學生在學習過程中會提出相關特性的疑問。 對牛頓第二定律的特性進行探究,能夠加深學生對牛頓第二定律本質上的理解,使前面所學知識連貫起來,這對牛頓定律的解題或是實際運用過程中有很大的幫助。 4、做題需要方法,按照一般的做題思路,授予學生解題步驟。①確定研究對象;②對研究對象進行正確的受力分析或是運動情況進行分析;③根據公式并結合題給條件(注意發現挖掘隱含條件)解出所求的物理量。
例題:一個物體,質量是2 kg,受到互成 120°角的兩個力F1和F2的作用。這兩個力的大小都是10N,這兩個力產生的加速度是多大?
課堂訓練P104習題1、2、3 老師提出問題,引導學生得出解題步驟,并做適當的補充說明。
高中物理目錄教案【篇2】
教學準備
教學目標
1.知識與技能
⑴體會伽利略的理想實驗思想。
⑵理解牛頓第一定律的內容及意義;理解力和運動的關系。
⑶理解慣性的概念,知道質量是慣性大小的量度。
2.過程與方法
⑴通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定律的形成過程。
⑵理解理想實驗是科學研究的重要方法。
3.情感態度與價值觀
⑴通過運動和力的關系的歷史探究過程,使學生體會規律的形成都有一個從感性到理性、從低級到高級的產生、發展和演變的過程。
⑵通過理想斜面的教學,體會理想實驗的魅力。
教學重難點
【重點】加深對牛頓第一定律和慣性的理解。
【難點】轉變經驗概念,明確慣性是物體的一種屬性,任何物體都具有,牛頓定律是慣性現象的規律總結。
教學過程
(一)創設游戲,引入課題
撕紙游戲
猜一猜:
1.一張紙已剪成兩截,但未完全剪斷,如果迅速用力撕兩邊,紙會斷成幾截?
2.現在把紙剪成三截,但未完全剪斷,如果迅速用力撕兩邊,紙會斷成幾截?
大家不要動手,先猜一猜。
3.如果在中間的紙下面夾一個夾子,然后迅速撕兩邊,紙會斷成幾截?
請大家想一想:為什么是這樣一個結果呢?怎樣解釋我們的游戲呢?其實,在我們的游戲中還涉及到一個古老的話題──力和運動:用力撕紙,紙條斷開運動起來。運動和力之間到底有什么關系呢?帶著這些問題,我們一起來體驗古人的探究過程,學習古人的探究方法,進一步理解論述運動和力關系的牛頓第一定律。
(二)回顧歷史,探究定律
1.情景設問,經驗猜想
在人類歷史的長河中,運動和力如影隨形,總是和人們的生活、生產密切相關。比如:馬拉車則車前進,不再拉,前進的車會停下來;人象推車則車前進,不再推,前進的車會停下來;踢球,球沿草地向前滾動,不再踢,滾動的球會慢慢停下來。
思考:運動和力之間有什么關系呢?
最早提出這個問題并給出經驗猜想的是古希臘學者亞里士多德。
他根據生活生產經驗猜想:必須有力作用在物體上,物體才能運動;沒有力的作用,物體就要靜止在一個地方。運動需要力維持。
他的觀點來自實際經驗,還能用實際經驗驗證,所以被人們廣泛接受,并維持了近兩千年。
設問:我們現在知道,他的觀點是錯誤的。那么他有貢獻嗎?
亞里士多德的貢獻:開創了一個新的研究領域。
首先質疑并深入研究的是十六世紀的伽利略。他觀察了球的滾動。
2.質疑假設,科學猜想
當球沿斜面向下滾動時,它的速度增大,而向上滾動時,速度減小。他由此猜想:當球沿水平面滾動時,它的速度應該不增不減。實際觀察的結果是:沿水平面滾動的球越來越慢,最后停下來。
①現象:沿水平面滾動的球越來越慢,最后停下來。
按照亞里士多德的觀點,球停下來是因為沒有力的作用。伽利略恰恰從這一現象出發,對亞里士多德的觀點提出質疑。
②質疑:滾動的球之所以停下來,真的是因為沒有力的作用嗎?
設問:球停下來的原因是什么呢?
在伽利略之前,人們還沒有意識到摩擦力這種無形的力,伽利略是第一個意識到摩擦力的人。
他改變了水平面的粗糙程度,發現:水平面越光滑,球滾得越遠。于是,他推斷這是摩擦阻力作用的結果。
結論:滾動的球停下來,是摩擦阻力作用的結果。
③假設:若沒有摩擦阻力,沿水平面滾動的球將怎樣運動呢?
④猜想:若沒有摩擦阻力,球將永遠滾動下去。
過渡:伽利略設計了一個雙斜面實驗。
3.實驗探究,得出結論
(1)雙斜面實驗
左斜面固定,右斜面傾角可變。實驗中我們設定小球始終從左斜面定位卡處由靜止釋放。
①固定右斜面,改變小球所受的摩擦,觀察小球上升的高度怎樣變化。重復一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小與小球上升的高度之間有什么關系?
2.摩擦阻力的大小與釋放點到上升的點的高度差是什么關系?
3.如果沒有摩擦,小球會上升到多高的地方?
②減小右斜面傾角,觀察小球沿斜面運動的最遠距離怎樣變化。重復一次。
思考:
1.減小右斜面傾角,小球沿斜面運動的最遠距離如何變化?
2.如果沒有摩擦,減小右斜面傾角,沿斜面滾動的最遠距離怎樣變化?小球將上升到多高的地方?
③將右斜面放平,釋放小球,觀察小球的運動。
思考:
1.如果水平木板足夠長,小球會停下來嗎?
2.如果沒有摩擦,水平木板足夠長,小球將滾到哪里去呢?
過渡:現在通過動畫來模擬沒有摩擦阻力時小球的運動。我們為動畫配了一段話劇。
(2)動畫模擬
(老師扮演伽利略,學生扮演小球。)
伽利略:小球先生(小姐),如果沒有摩擦,你會爬上什么高度呢?
小球:我會搭乘夢想的階梯一步一步往上爬,直到爬上原來的高度。
伽利略;如果我減小右斜面的傾角,你還會爬到原來的高度嗎?
小球:夢想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更長了。
伽利略:如果我繼續減小右斜面的傾角呢?
小球:我心依舊,只是又多了一段山水之程。
伽利略:如果我把右斜面放平,你還會為了自己的夢想而前行嗎?
小球:路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。既然選擇了高度,留給世界的便只能是背影。
播放周杰倫的《蝸牛》節選:我要一步一步往上爬/在點乘著葉片往前飛/小小的天留過的淚和汗/總有一天我有屬于我的天
希望同學們像小球一樣懷著夢想,沿著人生的軌道一步一步往前行!總有一天,你有屬于你的天!
過渡:伽利略的雙斜面實驗是一個理想實驗。
(3)理想實驗的魅力:
實驗(事實)+邏輯推理
通過可靠的實驗事實,加上合理的邏輯推理,得出規律的一種方法。
理想實驗的魅力:實驗不能實現的地方,思維向前一步。
這種方法非常了不起!愛因斯坦是這樣評價的:伽利略的發現以及他所應用的科學的推理方法是人類思想最偉大的成就之一,而且標志著物理學的真正開端。這個評價實事求是,從亞里士多德到伽利略,經歷了2000多年,物理學徘徊不前;從伽利略到愛因斯坦,只經歷300多年,物理學的大廈初步建立,大師輩出。這都得益于伽利略首創的實驗研究方法。
過渡:通過雙斜面理想實驗,伽利略得出了結論。
(3)伽利略:若沒有摩擦阻力,沿水平面滾動的球將永遠滾動下去。運動不需要力維持。
回顧、思考:
①靜止的車、足球為什么運動起來?
②運動的車、足球為什么會停下來?
③力和運動之間有什么關系?
力是改變物體運動狀態的原因。
設問:運動狀態是用什么物理量描述?
車由靜止變為運動,受到了推、拉力;由運動變為靜止,受到了摩擦阻力。足球由靜止變為運動,受到了腳的力;由運動變為靜止,受到了草地的摩擦阻力。
過渡:與伽利略同時代的法國科學家笛卡爾對他的觀點進行了補充。
4.補充完善,形成定律
(1)笛卡爾的補充:除非物體受到力的作用,物體將永遠保持其靜止或運動狀態,永遠不會使自己沿曲線運動,而只保持在直線上運動。這應成為一個原理,它是人類整個自然觀的基礎。
笛卡爾補充了物體不受力時保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
過渡:1642年,伽利略逝世,1643年牛頓在英國誕生。牛頓是人類歷最偉大的科學家之一。主要貢獻有發明了微積分,發現了萬有引力定律和經典力學,設計并制造了第一架反射式望遠鏡等等。
牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中提出了三條運動定律。牛頓把伽利略、笛卡爾的正確結論總結成為牛頓第一定律,它是牛頓物理學的基石。
(2)牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。
過渡:現在我們來理解定律。
(三)理解定律,了解慣性
思考:牛頓第一定律中論述的運動和力的關系是怎樣的?
1.運動和力的關系:力是改變物體運動狀態的原因。
物體不受力,保持勻速直線運動狀態或靜止狀態;運動狀態變化,物體一定受到力的作用。
思考:物體不受力時“總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態”,這能不能通過實驗驗證呢?
不能。由于不受力作用的物體是不存在的。許多阻力很小的現象可以幫助我們理解牛頓第一定律。
2.阻力很小的現象:冰壺
從視頻可以看出,冰壺在一段時間內速度的大小和方向幾乎不變,直到碰上另一個冰壺。
思考:定律中還論述了什么呢?
3.慣性:
①概念:物體保持原來的勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質。
設問:一切物體都有慣性。做變速運動的物體有慣性嗎?
當物體做變速運動時,由于慣性,物體會抵抗速度的改變,從而使速度的改變需要一段時間。比如汽車緊急剎車時不會立即停下來,而是繼續向前滑行一段距離。
②一切物體有慣性,有抵抗運動狀態變化的“本領”。
物體慣性大,“本領”大,運動狀態難改變;物體慣性小,“本領”小,運動狀態易改變。
思考并猜想:物體的慣性大小和什么因素有關?
游戲:用嘴吹書
提起書,用力氣吹垂下的封面;用手提起封面,用力氣吹垂下的書。
思考:你觀察到了什么現象?這個現象能說明慣性和質量的關系嗎?
③慣性與質量:質量是慣性大小的量度。
質量只有大小,沒有方向,是標量。在國際單位制中,質量的單位是千克,單位符號為kg。
在初中質量定義為物體所含物質的多少;現在進一步從慣性的角度認識了質量;以后還要從物體間的引力認識質量。
過渡:現在,就可以解釋撕紙游戲了。
(四)再設情景,規律應用
1.思考:怎樣解釋撕紙游戲?
有夾子,增大了中部的質量,增大了慣性。當迅速撕開兩邊時,中部仍保持靜止狀態,所以撕成三截。無夾子,中間紙條慣性很小,靜止狀態易改變。由于撕開紙條的力左右有差異,所以撕成兩截。
過渡:了解了慣性的知識,我們還能用它判斷是非。
2.美國空軍UFO檔案記載,1952.12.6黎明前,一架B29轟炸機在墨西哥灣上空訓練時,一個很大的不明飛行物以4000km~15000km的時速靠近、經過、遠離它。在目擊描述中,不明飛行物能迅速增減速度,甚至還能驟然停止。
思考:1.如果沒有特別的裝置,UFO驟然停止時,外星人飛行員的命運是怎樣的?
2.人們想象外星人持有慣性消除器,用來消除自身的慣性,以便應對速度的迅速變化,你怎么看?
我們利用慣性的知識發現了UFO檔案記載中的疑點。希望大家在遇到問題時利用所學知識,冷靜分析。
(五)課堂總結,課外探究
1.了解了運動和力關系的探究過程。
在探究過程中,亞里士多德是開拓者。伽利略首創了理想實驗方法;笛卡爾補充了伽利略的觀點;牛頓提出了慣性、力、慣性參考系的概念。
2.體會了理想實驗的魅力:實驗(事實)+邏輯推理
3.深入理解了牛頓第一定律,知道了質量是慣性大小的量度。
4.后來愛因斯坦等科學家又進一步發展了牛頓第一定律。沒有哪一個定律是終極真理,物理學的大廈永不封頂,還等待你們為它添磚加瓦!
課外探究:有人說劉謙的螺絲魔術_牛頓第一定律:不給螺帽力的作用,螺帽也能運動起來。你怎么看?請在百度中搜索“劉謙螺絲魔術揭秘”,弄清劉謙螺絲魔術的原理。
效果分析:
因為本節內容在初中已有接觸,所以在本節課的設計中,我想能不能讓學生通過對本課的預習和課外查閱資料,由學生參與互動,最后老師以總結者的身份來點評和補充效果好。
特別是實驗、視頻、小品的使用,激發了學生興趣,促進了教學。
關于力和運動關系的發展過程是很好的物理學史的教材,如何讓學生在一堂課中體驗這種物理規律形成過程是我們所要思考的。
高中物理目錄教案【篇3】
【教材分析】
本節內容選自人教版高中物理選修一第四章牛頓運動定律第一節。
牛頓運動定律是聯系力和運動(動力學)的橋梁,牛頓第一定律揭示了運動和力的關系,是動力學理論的基礎,是牛頓物理學的基石。教材針對“運動是否需要力來維持”這一問題,利用簡單實驗批判亞里士多德單純從經驗出發得出的錯誤結論,在此基礎上引入伽利略利用邏輯思維構造的理想實驗,利用邏輯推廣得出“沒有摩擦力時,小球將沿水平面一直做勻速直線運動”,說明“運動不需要力來維持”,然后介紹由牛頓總結的牛頓第一運動定律,教師要補充深化該定律的物理意義:(1)提示了物體在不受外力(合外力為零)時,物體的運動規律;(2)揭示了任何物體都有(隱含)保持原來運動狀態不變的性質——慣性(惰性且屢教不改);(3)提示(隱含)力是改變物體運動狀態的原因;(4)揭示了
在任何慣性參考系(加速度等于零)中,觀察物體運動狀態的改變是等價的。
在學習之后,學生不但應當能用這個規律解釋力與運動的關系相關問題,而且還應該認識到理想實驗是比簡單經驗總結更合理的科學方法。通過本節的學習,學生把在第二章學習到的運動學知識和第三章學習到的力學知識有機地結合起來,同時為后面牛頓第二定律等知識的學習打下基礎,起到承前啟后的作用。其中科學家自身創造性思維品質和敢于質疑、堅持真理的獻身精神是對學生情感態度價值觀教育的好素材。
【學情分析】
本節課的授課對象是高一學生。高一年級大部分學生積極性、主動性較強,學習熱情高,有參與意識。這是在教學中發揮其主體作用的前提。在這之前學生已經學習了“運動和力”的基礎知識,對定律又有著豐富的生活經驗,故他們對定律的認識比較熟悉,大部分學生都能接受定律本身知識,但是在具體應用和認知上會有片面現象,所以迫切需要深入理解規律來彌補已有知識在處理相關問題時的缺陷,而且好奇心強是高中學生的心理特征之一,可以通過生動直觀的物理實驗調動學生的學習興趣以為全面提高接受能力。
本節內容在初中階段學生已經有了一定的認識,但對定律的理解還不深入。所以高中階段的學習,應該在學生已有知識的基礎上,發現其理解上存在的問題、深入對本定律的理解,這樣才有利于激發他們進一步學習的興趣,進而培養他們對學習物理知識的興趣。并且這一時期的學生好奇善問,對于物理實驗及媒體中所展示的各種現象具有濃厚的興趣,會產生探究其本質的愿望。
【教學目標】
根據本教材的結構和內容分析,結合高一學生的認知結構及心理特征,我制定了如下教學目標,主要分為:知識與技能,過程與方法,情感態度與價值觀。
(1)知識與技能
知道物體的運動不需要力來維持,理解力和運動的關系;
知道牛頓第一定律是邏輯的推理結果,不受力的物體是不存在的,理解牛頓第一定律;知道質量是慣性大小的亮度,理解慣性的概念。
(2)過程與方法
培養分析問題的能力,要能透過現象了解事物的本質,不能不加研究、分析而只憑經驗,對物理問題決不能主觀臆斷。正確的認識力和運動的關系;
通過對生活中慣性現象的解釋,樹立學生從生活走向物理,從物理走向社會的理念。
(3)情感態度與價值觀
通過物理學史的簡介,對學生進得嚴密的科學態度教育,了解人類認識事物本質的曲折;
通過對伽利略對力和運動關系的研究,培養學生敢于堅持真理,培養學生科學探究精神;利用生活中的例子來認識慣性與質量的關系,鼓勵學生大膽發言,并學以致用。
【教學重點】
加俐略理想實驗中的邏輯思維提煉,理解力和運動的關系;理解牛頓第一定律,認識慣性與質量的關系。
【教學難點】
在得出牛頓第一定律之后,根據文字表述挖掘其隱含的物理意義(定律的內含和外延)是教學難點,突破這個難點可使學生在透徹理解物理定律時起到引導作用。糾正學生在生活中形成的直覺認識錯誤,力是改變物體運動狀態的原因而不是維持物體運動的原因;慣性與質量的關系。
【教學方法】
設置情境法,直觀演示法,活動探究發,分組討論法,多媒體教學法等。為了達到教學目標,講清教材的重難點,本課堂主要通過設疑,思考,啟發,引導,總結來激發鼓勵學生大膽猜想,積極思考,討論交流,合作探究,學習到科學思維與實驗驗證這兩種方法。德國教育家第斯多惠曾說,教育的藝術不在于傳授,而在于喚醒、激勵和鼓舞!因此在教學過程中,要積極采用行之有效的教法與學法。
【學法指導】
由于本節課內容與日常生活聯系緊密,學生已經具有較為直觀的認識,那么在整個教學過程中學生怎樣學就顯得尤為重要。如何讓學生從機械的回答轉變為主動地提問,從學會轉變為回學。我主要采取的學法指導有:思考討論法,分析歸納法,自主探究法,自主探究法,總結反思法。通過以上方法的運用,讓學生成為學習的真正主人。
【教具】小車、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、氣墊導軌、雞蛋、水杯(含有食鹽水)、木塊
【教學設計】
情景導入
教師活動 學生活動 設計意圖 一塊石頭,用力才能移動它;馬不拉車,車就不懂,是不是有力才有運動,運動需要力來維持嗎?這個看似簡單的問題,曾經困擾了人們近兩千年,并由此引發了科學史上一場意義深遠、影響影響廣泛的思想革命,改變了人們對世界的看法。
力是維持物體運動的原因。
此情景源于學生的生活,又可激發學生的學習興趣,從而順利進入新課的教學中。
新課教學
新課教學 一、理想實驗的魅力
讓學生利用桌子上的器材,自主設計實驗,分別研究:
力推物動,力撤物停;
力撤物不停。
學生操作結束后,教師可以讓一個學生說一下他的操作過程及看到的現象,由此可以得到結論。
結論:物體的運動不需要力來維持。
為了證明這個結論的正確性,再讓學生舉出一些其他的實例來說明。
如:蹬一段時間自行車后停止蹬車,自行車還會滑行一段距離;在冰面上踢出去的冰塊要運動一段距離后
才停止運動;空中飛行的飛機制動后仍然還會向前滑翔;射出槍膛的子彈等等。
既然物體的運動不需要力來維持,剛才的兩個實驗為什么會出現兩種現象呢?矛盾出在哪里?下面用小球來做個對比實驗。
實驗探究:
A.使斜槽下端與桌子上鋪好的毛巾吻合,讓小球從斜槽上自由滾下,標出小球在毛巾上滾動的距離;
B.使斜槽下端直接與桌面吻合,讓小球從斜槽上同一位置自由滾下,標出小球在桌面上滾動的距離;
C.使斜槽下端與桌面上的玻璃吻合,讓小球從斜槽上同一位置自由滾下,標出小球在玻璃板上滾動的距離。
結論:運動小球停下來的原因是受到摩擦力的作用。
設疑:若接觸面光滑到無摩擦,小球會怎樣運動?
在學生討論交流的基礎上,結合實驗進一步總結。
結論:物體的運動不需要力來維持。力撤物停的原因是因為摩擦力。若無摩擦力,運動物體會一直運動下去。
最早發現這一問題的科學家是伽利略,他是怎樣研究這個問題的呢?
用多媒體課件展示:
伽利略的理想實驗,要求分別演示以下效果:
A.對稱斜面,無摩擦小球滾到等高;
B.減小另一側斜面傾角,小球從同一位置自由釋放要滾到等高,滾動距離漸遠;
把另一側斜面放平,小球要到等高么,就會一直滾下去;
C.為了驗證這個理論的正確性,下面通過氣墊導軌實驗來驗證一下:
演示:利用氣墊導軌消除摩擦,讓滑塊在導軌上滑動,利用光電門測出滑塊在不同位置的速度。
伽利略的觀點;
笛卡爾的補充和完善;
牛頓第一定律;
對比三個人的觀點,他們都是敘述力和運動關系的,誰的更全面。
綜上所述,牛頓第一定律更全面、更完善。
二、牛頓物理學的基石——慣性定律
1.牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態。
設疑:既然牛頓第一定律更完善,那么它從幾個方面闡述了力和運動的關系?
總結:力不是維持物體運動狀態的原因,力是改變物體運動狀態的原因。
設疑:牛頓第一定律能否用實驗驗證?
受力但合力為零可看做不受力。
牛頓第一定律所描述的是一種理想化狀態,但它卻正確揭示了自然規律。
高中物理目錄教案【篇4】
教學準備
1. 教學目標
1、知識與技能
(1)認識勻速圓周運動的概念,理解線速度的概念,知道它就是物體做勻速圓周運動的瞬時速度;理解角速度和周期的概念,會用它們的公式進行計算;
(2)理解線速度、角速度、周期之間的關系:v=rω=2πr/T;
(3)理解勻速圓周運動是變速運動。
2、過程與方法
(1)運用極限法理解線速度的瞬時性.掌握運用圓周運動的特點如何去分析有關問題;
(2)體會有了線速度后.為什么還要引入角速度.運用數學知識推導角速度的單位。
3、情感、態度與價值觀
(1)通過極限思想和數學知識的應用,體會學科知識間的聯系,建立普遍聯系的觀點;
(2)體會應用知識的樂趣.激發學習的興趣。
2. 教學重點/難點
教學重點:線速度、角速度、周期的概念及引入的過程,掌握它們之間的聯系。
教學難點:理解線速度、角速度的物理意義及概念引入的必要性。
3. 教學用具
多媒體、板書
4. 標簽
教學過程
新課導入建議在我們周圍,與圓周運動有關的事物比比皆是,像機械鐘表的指針、齒輪、電風扇的葉片、收音機的旋鈕、汽車的車輪……在轉動時,其上的每一點都在做圓周運動.你即使坐著不動,其實也在隨著地球的自轉做圓周運動.
地球繞太陽公轉的速度為每秒29.79?km,公轉一周所用時間為1年,月亮繞地球運轉速度為每秒1.02?km,運轉一周所用時間為27.3天,有人說月亮比地球運動得快,有人說月亮比地球運動得慢,你怎樣認為呢?
一、描述圓周運動的物理量
探究交流
打籃球的同學可能玩過轉籃球,讓籃球在指尖旋轉,展示自己的球技,如圖5 4 1所示.若籃球正繞指尖所在的豎直軸旋轉,那么籃球上不同高度的各點的角速度相同嗎?線速度相同嗎?
【提示】 籃球上各點的角速度是相同的.但由于不同高度的各點轉動時的圓心、半徑不同,由v=ωr可知不同高度的各點的線速度不同.
1.基本知識
(1)圓周運動
物體沿著圓周的運動,它的運動軌跡為圓,圓周運動為曲線運動,故一定是變速運動.
(2)描述圓周運動的物理量比較
2.思考判斷
(1)做圓周運動的物體,其速度一定是變化的.(√)
(2)角速度是標量,它沒有方向.(×)
(3)圓周運動線速度公式v=Δt(Δs)中的Δs表示位移.(×)
二、勻速圓周運動
探究交流
如圖所示,若鐘表的指針都做勻速圓周運動,秒針和分針的周期各是多少?角速度之比是多少?
【提示】 秒針的周期T秒=1?min=60?s,
分針的周期T分=1?h=3?600?s.
1.基本知識
(1)定義:線速度大小處處相等的圓周運動.
(2)特點
①線速度大小不變,方向不斷變化,是一種變速運動.
②角速度不變.
③轉速、周期不變.
?2.思考判斷
(1)做勻速圓周運動的物體相等時間內通過的弧長相等.(√)
(2)做勻速圓周運動的物體相等時間內通過的位移相同.(×)
(3)勻速圓周運動是一種勻速運動.(×)
三、描述圓周運動的物理量間的關系
【問題導思】
1.描述圓周運動快慢的各物理量意義是否相同?
2.怎樣理解各物理量間的關系式?
3.試推導各物理量間的關系式.
1.意義的區別
(1)線速度、角速度、周期、轉速都能描述圓周運動的快慢,但它們描述的角度不同.線速度v描述質點運動的快慢,而角速度ω、周期T、轉速n描述質點轉動的快慢.
(2)要準確全面地描述勻速圓周運動的快慢僅用一個量是不夠的,既需要一個描述運動快慢的物理量,又需要一個描述轉動快慢的物理量.
2.各物理量之間的關系
高中物理目錄教案【篇5】
一、教學任務分析
在力學知識體系中,運動學的內容是研究力學定律的基礎。而勻變速直線運動是一種理想化的運動模型,是研究物體運動的知識前提。自由落體運動作為勻變速直線運動的一個特例,與實際比較接近,更加形象的詮釋了初速度為零的勻變速直線運動的規律,因此,在物理學體系中具有特殊地位。
《普通高中物理課程標準(實驗稿)》對本節課的要求是:“通過史實,了解伽利略研究自由落體運動所用的實驗和推理方法”。“通過實驗研究質量相同、大小不同的物體在空氣中下落的情況,從中了解空氣對落體運動的影響”。因此,本節教學內容要體現實驗在認識自由落體運動規律中的作用,并通過介紹伽利略對自由落體運動的研究,體會科學研究方法對物理學發展的作用。
在教材中,《自由落體運動》一節,編排在運動學的基本概念和勻變速直線運動等知識后,是勻變速直線運動的一個特例。在整個必修1的安排上,勻變速直線運動的教學重點在于規律的應用,自由落體運動的新課教學側重于培養學生的科學探究能力及邏輯思維能力,對促進學生的全面發展具有重要意義。
通過對自由落體運動這種常見的、特殊的運動的研究,可以更好的對前面知識復習和鞏固,同時也加強了物理學習與實際生活的聯系。而且通過在授課過程中講授研究物理問題的基本思路和科學方法,為以后研究比較復雜的運動規律打下良好的基礎。
因此本節課是培養學生思維的研究課,聯系生活的應用課,也是為后面課程做知識準備的鋪墊課。所以本節課在本章中具有重要的地位和作用。
二、學生學情分析
學生通過對前面知識的學習,已經對勻變速直線運動規律有了初步的理解,也學習了打點計時器的使用和數據處理方法,具備了一定的實驗探究能力。根據生活經驗,學生對自由落體運動規律有一定認識,但并不科學嚴謹。
學生會有“重的物體下落快”的認識,這是學生在日常生活中形成的前概念。并且,學生對落體運動的認識,只是表面的感性認識,需要通過實驗探究進一步理性學習。
在探究“自由落體運動性質”的過程中,要求學生對打點計時器會操作,并掌握相應的注意事項,同時,對實驗數據的處理需要聯系數學知識,“逐差法”的靈活運用是一難點。
因此探究自由落體運動規律和重力加速度的得出過程是教學難點。
三、教學目標
1.知識與技能
(1)知道自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。
(2)知道自由落體運動加速度大小和方向,知道不同地點重力加速度不一樣。
(3)理解自由落體的規律。
2.過程與方法
(1)在實驗探究自由落體運動特點和規律的過程中,學習伽利略使用的理想實驗與科學推理方法。
(2)在實驗探究物體下落的快慢的過程中,進一步樹立科學態度。
3.情感態度與價值觀
在研究自由落體運動的實驗過程中,體會科學探索的艱辛,學習伽利略等科學家的科學精神。
四、教學重點和難點
教學重點:探究自由落體運動,重力加速度g 。
教學難點:重力加速度的測量。
五、教學器材
自制“反應時間尺”:在一約40cm長的尺的一面標記上自由下落對應長度所用的時間,使用時,標有反應時間一面面朝學生。多媒體、鋼球,乒乓球,紙張若干、牛頓管、電磁打點計時器、重物等。
六、教學過程設計
(一)利用實驗創設情境,引入新課
【事件1】利用實驗激發學生的求知欲。
教師展示課前設計制作好的“反應時間尺”,并提出問題“一般刻度尺是用來測量什么的?”。
學生回答。
教師繼續設置懸念:這把尺子很神奇,它不僅能測量長度,還能測量時間,并且能測出同學們的大腦反應時間。
并選3~4名學生上來測反應時間。
學生抓住尺的同時就報出其反應時間,可采用“比比誰的反應時間短”的方式調動學生積極性。
提出問題,引入新課:反應時間尺的原理是什么?學完本節課的內容,我們就可以揭曉這個秘密了。
【教學設計說明】在此將教材中的“做一做”欄目中的“測定反應時間”改為放在課前引入,目的是通過這一游戲產生“驚奇”效果,激發學生探究的興趣,增強學生的感性認識,活躍課堂氣氛。
(二)探究落體運動的影響因素
【事件2】引導學生回憶日常生活中所見到的物體下落現象(動畫展示蘋果、雨滴、水滴的下落過程),思考“物體下落的運動有什么特點,是一種什么性質的運動呢?”。
教師提出問題:“不同的物體,下落快慢是否相同?物體下落的快慢可能與什么因素有關?”。學生說出猜想與假設后,教師追問依據。
【事件3】教師演示系列實驗,使學生產生認知沖突。
演示實驗 實驗現象 實驗結論 實驗① 鋼球①和乒乓球②(G1>G2),在同一高度同時自由下落。 鋼球①先落地 較重的先落地 教師說明:這個結論與2000多年前世界古代史上最偉大的 哲學家 、 科學家 和 教育家 之一亞里士多德(前384—前322年)的觀點相同。
教師課件展示亞里士多德的觀點——重的物體下落快。
提出問題:有沒有學生不同意亞里士多德的觀點。然后學生討論:在生活事例中找支持與反對的證據。
演示實驗 實驗現象 實驗結論 實驗② 一張紙裁成相等的兩半(G1=G2),一半揉成紙團,另一半不變;在同一高度同時自由下落。 紙團先落地 等重的落地有先后 實驗③ 紙片①和紙塊②(G1>G2),在同一高度同時自由下落。 紙塊②先落地 較輕的先落地 學生活動:總結實驗結果,得出“物體下落快慢與質量無關”的結論。
【教學設計說明】“自由落體運動”一節的教學建立在實驗基礎上,可以結合學生原有的認知結構,利用實驗創設問題情境,使學生發現值得探究的問題。
使用生活中的鐵球、乒乓球與紙張,做演示實驗,兩物體的質量明顯不同,實驗簡單現象明顯,觀察到的現象與學生頭腦中的重的物體先落地的前概念形成沖突。演示過程中,從紙片到紙塊的過渡,可誘發學生思維,猜想到空氣阻力的影響,從而引出下一步思維。
【事件4】驗證猜想。
教師提出問題:既然物體下落快慢與其質量沒有必然聯系,實際生活中物體下落快慢不同可能是受什么因素的影響?
學生猜想:從實驗現象和生活經驗可以猜想到是空氣阻力影響。
教師演示實驗,學生參與觀察分析。
演示實驗4:牛頓管演示實驗
實驗裝置如圖所示,在一根長約1.5m的玻璃管中,放入羽毛、金屬片。
實驗步驟及實驗現象如下表所示:
實驗步驟 可以觀察到的現象 1.不抽出玻璃管中的空氣,將玻璃管倒立過來。 金屬片先于羽毛落到管的底部。 現象與生活中看到與想到的一致。
引導學生思考、猜想,抽出管中部分空氣,會有什么現象發生。 實驗步驟 可以觀察到的現象 2.抽去玻璃管中部分空氣,將玻璃管倒立過來。 金屬片先于羽毛落到管底部,但兩者落到管底的時間差變短。 現象與猜想一致。
引導學生思考、猜想,繼續抽出管中空氣,會有什么現象發生。 實驗步驟 可以觀察到的現象 3.繼續抽去玻璃管中空氣,再將玻璃管倒立過來 。 金屬片和羽毛幾乎同時落到管的底部。 現象與猜想一致。
引導學生思考、猜想,想象管中沒有空氣,會有什么現象發生。 實驗步驟 可以觀察到的現象 4.如果抽出玻璃管中所有空氣,再將玻璃管倒立過來。 金屬片和羽毛同時落到管的底部。 在教師的引導下可以從實驗中得出結論——物體下落受到空氣阻力的影響,沒有空氣阻力時,物體下落過程中運動快慢與質量無關。
【教學設計說明】牛頓管實驗,使學生認識到空氣阻力在落體運動中的影響,演示結束后,教師總結說明使學生認識到,探究現象背后的實質原因必須考慮或排除外界因素干擾,學習猜想與假設、設計實驗、驗證猜想、理想實驗等實驗探究方法。
(三)自由落體運動概念的建立
【事件5】分析歸納形成概念。
教師提出問題:由于落體運動受到空氣阻力影響,要想研究落體運動就必須排除空氣阻力,那么,如果物體在下落過程中忽略空氣阻力,物體的受力有什么特征?
學生回答。
教師根據學生的回答,得出自由落體的定義“物體僅在重力作用下,從靜止(即初速度為零)開始豎直下落的運動,叫做自由落體運動。”
【教學設計說明】教師強調自由落體運動實際上是一種理想條件下的運動,實際生活中物體都會受到空氣阻力,但一般重力大于空氣阻力。在中學階段,當空氣阻力遠小于重力時,可近似看做自由落體運動。
(四)自由落體運動規律的自主探究
【事件6】引導學生實驗探究自由落體運動的規律
教師提問:若要研究某種運動規律,我們可以采用怎樣的方法和器材?帶領學生回顧前面學習勻變速直線運動的體驗,可想到,利用打點計時器采用示蹤(軌跡記錄)法研究,并一起回顧電磁打點計時器的使用方法和注意事項。
學生活動:分組實驗,利用打點計時器記錄重物的下落過程,求出重物的加速度,并總結自由落體運動的規律。(教師巡視學生實驗情況,必要時給以指導)師生共同總結自由落體運動的規律,軌跡是直線,方向豎直向下,是變速運動,速度越來越大。并指出由于阻力遠小于重物的重力,故重物的下落可看作是自由落體運動,所以同學們計算的結果基本一致。
【教學設計說明】學生已使用過電磁打點計時器探究勻變速直線運動的規律,所以可以讓學生自主探究,得出自由落體運動的相關規律,但教師應指出由于自由落體運動與水平方向勻變速直線運動方向上的顯著區別。在實驗過程中為了減小誤差,電磁打點計時器必須固定在豎直方向上,為充分利用課堂時間,教師可事先將電磁打點計時器豎直固定在鐵架臺上,再分發給學生,強調在試驗過程中學生不要碰到電磁打點計時器,以免影響實驗數據。
(五)重力加速度
【事件7】根據以上的實驗數據,引出重力加速度的概念,并對重力加速度作如下說明:
高中物理目錄教案【篇6】
一、設計思想
就《曲線運動》的知識點而言,實際上只有兩個,一是曲線運動的速度方向,二是曲線運動的條件。如果說,教師通過簡單的圖片展示、理論推導后,就將以上兩結論直接告知學生,相信學生也是比較容易接受的,剩下的時間就可以通過習題加以鞏固。但如此,未免有過于注重物理學科知識,而忽略了物理學科思維、物理學科方法等核心素養的嫌疑。因此,解決該問題的關鍵在于施教的理念和方法上。
本節課,教師通過大量的演示實驗,并在問題的引導下,讓學生通過觀察實驗現象,自主獲取實驗結論,進而又通過實驗直接驗證學生所得出的結論,完全遵循伽利略科學實驗的探究方法,即發現問題──猜想──探究──驗證──結論──交流,實際上也是學校提出的問題鏈·導學模式的具體化應用,發現問題——解決問題——感悟問題。在問題發現的環節上,通過開放性的實驗,引導學生思考,發散學生思維;在問題解決的過程中,通過小組合作探究,交流討論,體會知識獲取的樂趣;在問題感悟時,學生自主小結,并將已學知識運用到指導實踐生活當中來,體會STS的意義,提高科學素養。
二、教材分析
教學要求:知道曲線運動的概念,知道曲線運動中速度的方向且理解曲線運動是一種變速運動,知道物體做曲線運動的條件,并掌握速度和合外力方向與曲線彎曲情況之間的關系。
本課是整章教學的基礎,但不是重點內容,通過實驗和討論,讓學生體會到曲線運動的物體的速度是時刻改變的,曲線運動是變速運動,速度的方向是曲線的切線方向。本節課知識內容主要有兩點:1、曲線運動的速度方向如何;2、物體做曲線運動的條件。
三、學情分析
《必修1》,學生已經初步掌握幾種運動,但都局限于直線運動,而曲線運動是最為常見的運動。其實在初中,學生已經學過什么是直線運動,什么是曲線運動,也知道曲線運動是常見的運動,但是不知道曲線運動的特點和原因。雖然學生在《必修1》學過速度的矢量性,但是在實際學習中常常忽略了速度的方向,也就是說學生對“曲線運動是變速運動”的掌握有困難。此外,在獲取“曲線運動的速度方向為切線方向”和“合外力與速度不共線,物體做曲線運動”的結論時,雖較為簡單,但實驗驗證過程卻不容易。學生分組實驗時,容易滾跑小鋼珠,要求學生小心配合。幾何作圖可能難以下手,教師可以適當提示。學生主要的學習行為是觀察、回答、實驗。
四、教學目標
1、知識與技能:
(1)知道曲線運動的速度方向并認識曲線運動是一種變速運動
(2)理解物體做曲線運動的條件并掌握軌跡彎曲方向與受力方向的位置關系
(3)會將曲線運動的相關知識應用到生產生活實踐中去
2、過程與方法
(1)經歷發現問題──猜想──探究──驗證──結論──交流的探究過程
(2)經歷并體會研究問題要先從特殊到一般,由定性到定量的過程
(3)嘗試用數學幾何原理在物理研究中應用
3、情感態度與價值觀
(1)主動細心觀察,注意關注身邊的科學,積極參與學習活動
(2)感受到科學研究問題源于生活實踐,獲得的結論服務于生活實踐,體會學以致用的感受
五、重點難點
重點:讓學生體驗獲得“曲線運動的速度方向是切線方向”的實驗過程
難點:如何讓學生獲得物體做曲線運動的條件
六、教學策略與手段
在教學活動上:體現學生的主體性,體現教師的指導性和服務性
在教學方法上:以問題為抓手,做到問問相連,環環相扣,從問題的發現,到問題的解決,最后到問題的感悟,形成問題鏈導學;以小組合作形式為依托,小組討論,合作研究,共同進步
在教學程序上:基本上按照加涅信息加工模型。引起注意──告知學生學習目標──刺激回憶先決性的學習──呈現刺激材料──提供學習幫助──引出作業──提供作業──提供反饋──評價作業──促進保持和遷移,通過問題鏈把教、學、練、評有機整合
在學習過程上:突出學生發現問題──猜想──探究──驗證──結論──應用
在認知過程上:突出人類的學習規律和認知規律,即由特殊到一般,由簡單到復雜
在教學理念上:突出科學的研究源于生活實踐,服務于生活實踐,認識到“下結論必須要有科學依據”
七、課前準備
學生無需預習課本,否則像已知謎底的猜謎活動那樣,那些探究的活動和問答沒有意義。
要做好教學用具準備工作,具體教學器材有:遙控飛機模型;飛鏢及飛鏢靶;過山車軌道模型;砂輪;薄膜手套、小鋼珠、紅色印泥、白紙,弧形護欄(塑料+鐵皮),斜面,條形磁鐵,調試多媒體設備。
八、教學過程
曲線運動
師:同學們,上午好!從今天開始,我們進入《必修2》的學習。大家請看這幾種運動:一是小球沿著過山車軌道模型的運動;二是直升機模型機翼及機身的運動。(投影停留在第1頁:標題)
【問題提出環節】
問題一:請同學們觀察,這些運動,有什么共同點?
生:物體都在做曲線運動
師:從軌跡上來看,這些運動和我們之前學習的直線運動有很大的不同,并且曲線運動在實際生活中無處不在(播放投影第2頁:曲線運動圖片),因此我們有必要對這種運動進行一番研究。我們把軌跡是曲線的運動,稱之為曲線運動。(播放投影第3頁:曲線運動的定義)
問題二:那么同學們覺得,曲線運動的哪些方面值得我們研究?(開放性問題)
生:物體的位移、速度、加速度、軌跡,物體為什么做曲線運動等
師:很好。(教師對學生提出的問題,逐一板書,并最后進行逐一評價)同學們剛才提到的這些方面確實都值得研究,我們不妨先從最基礎的開始,本節課我們要解決的主要問題有兩個:一是曲線運動的速度方向如何,二是物體做曲線運動的條件。其他的,我們會在稍后的幾節課中慢慢學習。(播放投影第3頁:本節課的學習內容)
問題三:那大家覺得曲線運動的速度具有什么特點呢?帶著這樣的問題,我們再來看幾個實驗:一是水滴從旋轉的羽傘上飛出;二是切割機切割鋼鐵產生的火花。(請同學們思考一下,教師適當提示學生)(播放投影第4頁:雨傘+砂輪)
師:大家觀察到的雨滴是如何運動的? 飛濺出來的火花是怎樣運動的?
生:雨滴從雨傘的邊沿飛出來,火花從砂輪邊沿飛濺出來
師:說明了什么?
生:都是從切線方向出來的。沿著圓周的切線方向,沿著軌跡的切線方向;做曲線運動的物體的速度方向為軌跡的切線方向
師:很好,說明大家觀察還是很仔細的。剛才的幾個運動有個共同點,就是物體都在做圓周運動,有特殊的嫌疑,是不是一般的曲線運動其速度方向也是沿切線方向的呢?為此,我們就通過實驗來進一步驗證這個觀點。(播放投影第5頁:探究活動(1))(回到導學案:活動探究(1))
【問題解決環節】
探究活動(1):曲線運動的速度方向
高中物理目錄教案【篇7】
教學準備
1. 教學目標
知識與技能
1.知道曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動.
2.知道物體做曲線運動的條件.
3.學會用作圖法和直角三角形知識解決有關位移和速度的合成、分解問題.
過程與方法
1.學會分析日常生活中的曲線運動.
2.結合牛頓第二定律解釋物體做曲線運動的條件.
3.通過紅蠟塊運動的實驗,觀察并分析在平面直角坐標系中研究物體的運動情況.
情感、態度與價值觀
曲線運動是物體運動的普遍形式,注意觀察身邊不同物體的運動狀態,思考產生不同運動的原因,體驗分析實際問題的樂趣.
2. 教學重點/難點
多媒體、板書
3. 教學用具
4. 標簽
教學過程
一、曲線運動的位移
探究交流:圖中做飛行表演的飛機正在螺旋上升,為了描述飛機的位移,選擇平面直角坐標系可以嗎?如果不可以,應該選擇什么樣的坐標系?
【提示】飛機不是在一個平面內運動,所以在平面直角坐標系中無法描述它的位移.描述飛機的位移需建立三維坐標系.
1.基本知識
(1)曲線運動
質點運動的軌跡是曲線的運動.
(2)建立坐標系
研究在同一平面內做曲線運動的物體的位移時,應選擇平面直角坐標系.
(3)描述
對于做曲線運動的物體,其位移應盡量用坐標軸方向的分矢量來表示.
2.思考判斷
(1)人造衛星圍繞地球的運動是曲線運動.(√)
(2)研究風箏的運動時,可以選擇平面直角坐標系.(×)
(3)當物體運動到某點時,位移的分矢量可用該點的坐標來表示.(√)
二、曲線運動的速度
探究交流
在砂輪上磨刀具時,刀具與砂輪接觸處的火星沿什么方向飛出?轉動雨傘時,雨傘上的水滴沿什么方向飛出?由以上兩種現象你能得出什么結論?
【提示】 火星將沿砂輪與刀具接觸處的切線方向飛出,雨滴將沿傘邊上各點所在圓周的切線方向飛出.由這兩種現象可以看出,物體做曲線運動時,在某點時的速度方向應沿該點所在軌跡的切線方向.
1.基本知識
(1)速度的方向
質點在某一點的速度,沿曲線在這一點的切線方向.
(2)運動性質
做曲線運動的質點的速度的方向時刻發生變化,即速度時刻發生變化,因此曲線運動一定是變速運動.
(3)描述
用速度在相互垂直的兩個方向的分矢量表示,這兩個分矢量叫做分速度.
2.思考判斷
(1)噴泉中斜射出的水流,其速度方向沿切線方向.(√)
(2)曲線運動的速度可以不變.(×)
(3)分速度是標量.(×)
3.曲線運動的速度特點
曲線運動速度的特點:一是速度時刻改變;二是速度方向總是沿切線方向.
(1)曲線運動中質點在某一時刻(或某一位置)的速度方向,就是質點從該時刻(或該點)脫離曲線后自由運動的方向,也就是曲線上這一點的切線方向.
(2)速度是一個矢量,既有大小,又有方向,假如在運動過程中只有速度大小的變化,而物體的速度方向不變,則物體只能做直線運動.因此,若物體做曲線運動,表明物體的速度方向發生了變化.
三.運動描述的實例
探究交流:在蠟塊運動的描述中,如果只讓玻璃管向右移動的速度變大,蠟塊的速度如何變?
1.基本知識
(1)蠟塊的位置(如圖5 1 2所示)
蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度設為vy,玻璃管向右移動的速度設為vx.從蠟塊開始運動的時刻計時,于是在時刻t,蠟塊的位置P可以用它的x、y兩個坐標表示,x=vxt,y=vyt.
(2)蠟塊的速度
四、物體做曲線運動的條件
1.基本知識
(1)當物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體做曲線運動.
(2)當物體加速度的方向與速度方向不在同一直線上時,物體做曲線運動.
2.思考判斷
(1)物體做曲線運動時,合力一定是變力.(×)
(2)物體做曲線運動時,合力一定不為零.(√)
(3)物體做曲線運動時,加速度一定不為零.(√)
探究交流
你能總結出物體做直線運動的條件嗎?
五、運動性質和軌跡的判斷