最新高中物理教案模板范文
編寫教案有助于教師對教學進行反思和總結,促進教學質量的進一步提高。接下來給大家分享最新高中物理教案模板范文,希望對大家寫最新高中物理教案模板范文有所幫助。
最新高中物理教案模板范文篇1
【教學目標】
(一)知識與技能
1、理解電功的概念,知道電功是指電場力對自由電荷所做的功,理解電功的公式,能進行有關的計算。
2、理解電功率的概念和公式,能進行有關的計算。
3、知道電功率和熱功率的區別和聯系。
(二)過程與方法
通過推導電功的計算公式和焦耳定律,培養學生的分析、推理能力。
(三)情感、態度與價值觀
通過電能與其他形式能量的轉化和守恒,進一步掌握能量守恒定律的普遍性。
【教學重點】
電功、電功率的概念、公式;焦耳定律、電熱功率的概念、公式。
【教學難點】
電功率和熱功率的區別和聯系。
【教學過程】
復習
串并聯電路的性質。
電流表的改裝。
(二)進行新課
1、電功和電功率
教師:請同學們思考下列問題
(1)電場力的功的定義式是什么?
(2)電流的定義式是什么?
學生:(1)電場力的功的定義式W=qU
(2)電流的定義式I=
教師:投影教材圖2.5-1(如圖所示)
如圖所示,一段電路兩端的電壓為U,由于這段電路兩端有電勢差,電路中就有電場存在,電路中的自由電荷在電場力的作用下發生定向移動,形成電流I,在時間t內通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少?
學生:在時間t內,通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。
教師:這相當于在時間t內將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個過程中,電場力做了多少功?
學生:在這一過程中,電場力做的功W=qU=IUt
教師:在這段電路中電場力所做的功,也就是通常所說的電流所做的功,簡稱電功。
電功:
(1)定義:在一段電路中電場力所做的功,就是電流所做的功,簡稱電功.
(2)定義式:W=UIT
教師:電功的定義式用語言如何表述?
學生:電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U,電路中的電流I和通電時間t三者的乘積。
教師:請同學們說出電功的單位有哪些?
學生:(1)在國際單位制中,電功的單位是焦耳,簡稱焦,符號是J.
(2)電功的常用單位有:千瓦時,俗稱“度”,符號是kW·h.
說明:使用電功的定義式計算時,要注意電壓U的單位用V,電流I的單位用A,通電時間t的單位用s,求出的電功W的單位就是J。
教師:在相同的時間里,電流通過不同用電器所做的功一般不同。例如,在相同時間里,電流通過電力機車的電動機所做的功要顯著大于通過電風扇的電動機所做的功。電流做功不僅有多少,而且還有快慢,為了描述電流做功的快慢,引入電功率的概念。
(1)定義:單位時間內電流所做的功叫做電功率。用P表示電功率。
(2)定義式:P==IU
(3)單位:瓦(W)、千瓦(kW)
[說明]電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”不同。電流做功快,但做功不一定多;電流做功慢,但做功不一定少。
2、焦耳定律
教師:電流做功,消耗的是電能。電能轉化為什么形式的能與電路中的電學元件有關。在純電阻元件中電能完全轉化成內能,于是導體發熱。
設在一段電路中只有純電阻元件,其電阻為R,通過的電流為I,試計算在時間t內電流通過此電阻產生的熱量Q。
學生:求解產生的熱量Q。
最新高中物理教案模板范文篇2
教學目標
知識目標
1、知道什么是機械運動,什么是參考系,知道運動和靜止的相對性.
2、理解質點的概念,知道質點是用來代替實際物體的有質量的點,是一種理想化的物理模型,知道是否能把研究對象看作質點要根據研究的問題決定.
3、知道時間和時刻的區別與聯系.
4、理解位移的概念,知道位移是表示質點位置變化的物理量,是矢量,能夠區別位移和路程.
能力目標
1、培養學生自主學習的能力,訓練學生發現問題,提出問題,解決問題的能力.
2、培養學生的實驗能力,學會使用打點計時器,并會通過分析紙帶上的數據得出相應的結論.
情感目標
1、激發學生學習興趣,培養學生良好的意志品質.
教材分析
本節教材主要有以下一些概念:機械運動,參考系,質點,時刻和時間間隔,位移和路程,重點是質點和位移的概念,難點是位移概念.教材在本章開始處列舉了大量的實例,給出機械運動的概念,在本節一開始,也是通過生動的實例,給出參考系的概念,接著從研究對象的角度,學習質點的概念,滲透理想化思維方法;再進一步學習時刻與時間,位移和路程等概念.每一小節重點突出,又相互關聯,實例鮮明,配圖恰當,便于學生的接受,是進一步學習的基礎.
教法建議
本節教材的特點是概念較多,很多知識初中時學過,并且這些知識與生活實際密切相關,建議讓同學自學討論的方法進行,可讓同學提前預習或課上給出時間看書,教師提出一些問題,或讓同學看書后提出問題,展開討論,達到掌握知識,提高能力的目的,并結合多媒體資料加深理解和鞏固.
教學設計示例
教學重點:質點和位移的概念
教學難點:位移概念的引入與理解
主要設計:
一、參考系:
(一)提出問題,引起思考和討論.
1、什么叫機械運動?請舉一些實例說明.
2、描述物體是否運動,先要選定什么?看什么量是否在改變?什么叫參考系?為什么說運動是絕對的,靜止是相對的?
3、同一運動,如果選取的參考系不同,運動情況一般不同,請舉例說明.
4、選擇參考系的原則是什么?(雖然參考系可以任意選取,但實際上總是本著觀測方便和使運動的描述盡可能簡單的原則選取)
(二)展示多媒體資料,加深理解(穿插在討論問題之間進行)
1、太陽系資料:行星繞太陽運轉情況.
2、銀河系資料:星系旋轉情況.
3、電子繞原子核運轉情況.
4、飛機空投物資情況.
二、質點:
(一)提出問題,引起思考和討論:
1、投擲手榴彈時怎樣測量投擲距離?把教室的椅子從第五排移到第一排怎樣測量椅子移動的距高?汽車繞操場一周怎樣測量它經過的距離?以上幾種情況用不用考慮這些物體的形狀和大小?
2、什么叫質點?
3、小物體一定能看成質點嗎?大物體一定不能看成質點嗎?請舉例說明?
4、什么叫軌跡?什么叫直線運動?什么叫曲線運動?
(二)展示多媒體資料,加深理解.
1、火車(200米長)穿山洞(100米長)情況.
2、地球公轉及自轉情況.
(三)總結提高:
1、對于什么樣的物體才可以看成質點的問題,關鍵在于對物體的運動情況進行具體分析,在我們研究的問題中,物體的形狀、大小,各部分運動的差異等,如果對我們研究的問題影響不大,就可以把該物體看成一個質點.
2、學習質點概念時,要有意識地向學生介紹一種科學抽象的方法,我們抓住問題中物體的主要特征,簡化對物體的研究,把物體看成一個點,這是實際物體的一種理想化模型,是實際物體的一種近似.
三、時刻和時間間隔
提出問題,引起思考和討論.
1、“上午8時開始上課”,到“8時45分下課”,這里“8時”和“8時45分”的含義各是什么?“每一節課45分”的含義又是什么?
2、“現在是北京時間8點整”中“8點”的含義是什么?
3、校百米紀錄是10.21s、第2s末、第2s內的含義各是什么?
四、位移和路程
(一)提出問題引起思考和討論:
1、說“物體由A點移動500米到達B點”,清楚嗎?
2、如何描述物體位置的變化?
3、什么叫位移?為什么說位移是矢量?
4、位移和路程有什么區別?它們之間有關系嗎?
(二)展示多媒體資料,加深理解.
1、從天津到上海,海、陸、空三種路線抵達情況.
2、在400米跑道上進行200米跑和400米跑情況.
探究活動
1、請你手托一石子水平勻速前進,突然釋放石子,觀察石子的運動情況?再請站在路邊的人觀察石子的運動情況.二者觀察到的運動軌跡一樣嗎?請解釋原因.
2、找一份《旅客列車時刻表》分析一下趟列車全程運行的總時間?各站點的停留時間?相鄰兩站間的運行時間?
最新高中物理教案模板范文篇3
牛頓第二定律教案
一、教學目標
1。物理知識方面的要求:
(1)掌握牛頓第二定律的文字資料和數學公式;
(2)理解公式中各物理量的好處及相互關系;
(3)明白在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的。
2。以實驗為基礎,透過觀察、測量、歸納得到物體的加速度跟它的質量及所受外力的關系,進而總結出牛頓第二定律。培養學生的實驗潛力、概括潛力和分析推理潛力。
3。滲透物理學研究方法的教育。實驗采用控制變量的方法對物體的a、F、m三個物理量進行研究;運用列表法處理數據,使學生明白結論是如何得出的;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。
二、重點、難點分析
1。本節的重點資料是做好演示實驗。讓學生觀察并讀取數據,從而有說服力地歸納出a與F和m的關系,即可順理成章地得出牛頓第二定律的基本關系式。因此,熟練且準確地操作實驗就是本課的關鍵點。同時,也只有講清實驗裝置、原理和圓滿地完成實驗才能使學生體會到物理學研究的方法,才能到達掌握方法、提高素質的目標。
2。牛頓第二定律的數學表達式簡單完美,記住并不難。但要全面、深入理解該定律中各物理量的好處和相互關聯;牢固掌握定律的物理好處和廣泛的應用前景,對學生來說是較困難的。這一難點在本課中可透過定律的辨析和有針對性的鞏固練習加以深化和突破,另外,還有待在后續課程的學習和應用過程中去體會和理解。
三、教具
小車、木板、滑輪、鉤碼、投影儀。
四、主要教學過程
(一)引入新課
由牛頓第必須律可知,力是改變物體運動狀態的原因。而物體運動狀態的改變是物體運動速度發生變化,即加速度不為零。因而力又是產生加速度的原因,加速度與力有關。
由牛頓第必須律還可知:一切物體總持續靜止或勻速直線運動狀態,這種性質叫慣性。而質量是物體慣性大小的量度,因而加速度跟質量有關。
那么物體運動的加速度跟物體質量及受力之間存在什么樣的關系?我們透過實驗來探求。
(二)教學過程設計
1。實驗設計
(1)啟發學生按如下思路得出實驗方法:對于一個物體(使m不變),不受力時加速度為零→受力后加速度不為零→受力越大則加速度越大。
用同樣的力(使F不變)作用于不一樣物體→質量小的易被拉動→質量越小加速度越大。
就是說,在研究三個變量的關系時,要使其中一個量不變,即控制變量的方法。
(2)啟發學生按如下思路得出實驗原理:測定物體加速度的方法有多種,如利用打點計時器、分析紙帶等,這些方法較精確但費時→尋找一種用其它物理量直觀反應加速度大小的辦法→由
我們的實驗就是由兩個小車在相同時光內的位移來反映加速度大小跟力和質量的關系
(2)實驗裝置
實驗采用必修本所述裝置稍加改善。在圖1中a、b、c三個位置加裝光滑金屬環以控制線繩位置不使脫落;另外透過環a將兩繩合并在一齊可直接用手操作,以避免鐵夾操作的困難。這樣雖然增大了阻力,但只需使木板稍前傾平衡摩擦力即可。木板側面的刻度用以讀出位移大小。
3。實驗過程
(1)加速度跟力的關系
使用兩個相同的小車,滿足m1=m2;在連小車前的繩端分別掛一個鉤碼和兩個鉤碼,使F1=F2。將二小車拉至同一齊點處,記下位置。放手后經一段時光使二小車同時停止,滿足時光t相同。讀出二小車的位移填入表1:(投影)
表1
第一次第二次
m/kgF1/Ns/mF′/Ns′/m
小車10。20。20。320。30。31
小車20。20。10。150。10。10
比較可得,在誤差允許的范圍內,a∝F。
(2)加速度跟質量的關系
將小車1上加0。2kg砝碼,使m1=2m2;二小車前面繩端都掛一個鉤碼,使F1=F2。將二小車拉至同一齊點處放開經一段時光使其同時停止,讀出各小車位移記入表2:(投影)
表2
第一次第二次
F/Nm/kgs/mm/kgs/m
小車10。10。40。15
小車20。10。20。31
4。定律導出
成正比,跟物體的質量成反比,即牛頓第二定律的基本關系。寫成數學
(2)上式可寫為等式F=kma,式中k為比例常數。如果公式中的物理量選取適宜的單位,就能夠使k=1,則公式更為簡單。
在國際單位制中,力的單位是牛頓。牛頓這個單位就是根據牛頓第二定律來定義的:使質量是1kg的物體產生1m/s2的加速度的力為1N,即1N=1kg?m/s2。
可見,如果都用國際單位制中的單位,就能夠使k=1,那么公式則簡化為F=ma,這就是牛頓第二定律的數學公式。
(3)當物體受到幾個力的作用時,牛頓第二定律也是正確的,但是這時F代表的是物體所受外力的合力。牛頓第二定律更一般的表述是:
物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
數學公式是:F合=ma。
5。定律的理解
牛頓第二定律是由物體在恒力作用下做勻加速直線運動的情形下導出的,但由力的獨立作用原理可推廣到幾個力作用的狀況,以及應用于變力作用的某一瞬時。還應注意到定律表述的最后一句話,即加速度與合外力的方向關系,就是說,定律具有矢量性、瞬時性和獨立性,所以掌握牛頓第二定律還要注意以下幾點:
(1)定律中各物理量的好處及關系
F合是物體(研究對象)所受的合外力,m是研究對象的質量,如果研究對象是幾個物體,則m為幾個物體的質量和。a為研究對象在合力F合作用下產生的加速度;a與F合的方向一致。
(2)定律的物理好處
從定律可看到:一物體所受合外力恒定時,加速度也恒定不變,物體做勻變速直線運動;合外力隨時光改變時,加速度也隨時光改變;合外力為零時,加速度也為零,物體就處于靜止或勻速直線運動狀態。
牛頓第二定律以簡單的數學形式證明了運動和力的關系。
6。鞏固練習
(1)從牛頓第二定律明白,無論怎樣小的力都能夠使物體產生加速度。但是我們用力提一個很重的物體時卻提不動它,這跟牛頓第二定律有無矛盾?為什么?
答:沒有矛盾,由公式F=ma看,F合為合外力,無論怎樣小的力都能夠使物體產生加速度,這個力應是合外力。現用力提一很重的物體時,物體仍靜止,說明合外力為零。由受力分析可知F+N-mg=0。
(2)對一個靜止的物體施加一個力,物體必須做加速運動,對嗎?
答:略。理由同上。
(3)下方哪些說法不對?為什么?
A。物體所受合外力越大,加速度越大。
B。物體所受合外力越大,速度越大。
C。物體在外力作用下做勻加速直線運動,當合外力逐漸減小時,物體的速度逐漸減小。
D。物體的加速度大小不變必須受恒力作用。
答;B、C、D說法不對。根據牛頓第二定律,物體受的合外力決定了物體的加速度。而加速度大小和速度大小無關。所以,B說法錯誤。物體做勻加速運動說明加速度方向與速度方向一致。當合外力減小但方向不變時,加速度減小但方向也不變,所以物體仍然做加速運動,速度增加。C說法錯誤。
加速度是矢量,其方向與合外力方向一致。加速度大小不變,若方向發生變化時,合外力方向必然變化。D說法錯。
(三)課堂小結(可引導學生總結)
1。這節課以實驗為依據,采用控制變量的方法進行研究。這一方法今后在電學、熱學的研究中還要用到。我們根據已掌握的知識設計實驗、探索規律是物體研究的重要方法。
2。定義力的單位“牛頓”使得k=1,得到牛頓第二定律的簡單形式F=ma。使用簡捷的數學語言表達物理規律是物理學的特征之一,但應明白它所對應的文字資料和好處。
3。牛頓第二定律概括了運動和力的關系。物體所受合外力恒定,其加速度恒定;合外力為零,加速度為零。即合外力決定了加速度,而加速度影響著物體的運動狀況。因此,牛頓第二定律是把前兩章力和物體的運動構成一個整體,其中的紐帶就是加速度。
五、說明
1。本課以必修教材為依據。實驗采用課文所述裝置,簡單直觀,易得出結論。缺點是不夠精確,操作亦須謹慎,否則會出現誤差較大的情形。重復實驗時,也可逆向操作驗證。先確定二小車距終點位移,然后放手由同時到達終點驗證,操作較容易。有條件的學校可使用氣墊導軌、光電門進行精確測量驗證。
2。透過定律的探求過程,滲透物理學研究方法,是整個物理教學的重要資料和任務。本節資料即為一典型探求過程:運用控制變量、實驗歸納的方法研究三個變量的關系。這種方法在熱學中研究p、V、T三量關系,在電學中U、d、E的關系等都要用到。這是人類認識世界的常用方法。所以本節課不只是讓學生掌握牛頓第二定律,更應明白定律是如何得出的。
3。牛頓第二定律透過加速度將物體的運動和受力緊密聯系,使前三章構成一個整體,這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,即理解各物理量和公式的內涵和外延,避免重公式、轉文字的現象。數學語言能夠簡明地表達物理規律,使其形式完善、便于記憶,但它不能替代文字表述,更不能涵蓋與它關聯的運動和力的復雜多變的狀況。否則就會將活的規律變為死的公式。
最新高中物理教案模板范文篇4
【學習目標】
1.了解萬有引力定律的偉大成就,能測量天體的質量及預測未知天體等
2.熟練掌握應用萬有引力定律測天體質量的思路和方法。
3.體會萬有引力定律在天文學史上取得的巨大成功,激發學科學習激情和探索精神。
【學習重難點】
1.重點:測天體的質量的思路和方法
2.難點:物體的重力和萬有引力的區別和聯系。
【學習方法】
自主學習、合作交流、講授法、練習法等。
【課時安排】1課時
【學習過程】
一、導入新課:
萬有引力定律發現后,尤其是卡文迪許測出引力常量后,立即凸顯出定律的實用價值,能利用萬有引力定律測天體的質量,科學性的去預測未知的天體!這不僅進一步證明了萬有引力定律的正確性,而且確立了萬有引力定律在科學史上的地位,有力地樹立起人們對年輕的物理學的尊敬。
二、多媒體展示問題,學生帶著問題學習教材,交流討論。
1.說一說物體的重力和萬有引力的區別和聯系
2.寫出應用萬有引力定律測天體質量的思路和方法。
3.簡述“筆尖下發現的行星”的天文學史事,該史事說明了什么?
三、師生互動參與上述問題的學習與討論
1.學生互動學習交流發言。
2.教師指導、幫助學生進一步學習總結(結合課件展示)。
(1)萬有引力和物體的重力
地球表面附近的物體隨地球的自轉而做勻速圓周運動,受力分析如圖(1)
1)在兩極點:
2)除兩極點外:萬有引力的一個分力提供向心力,
另外一個分力就是物體受到的重力,由于提供
向心力的力很小(即使在赤道上),物體的重力
的數值和萬有引力相差很小。
3)在赤道處:
顯然,地球表面附近隨緯度的增加,重力加速度值略微增大。若忽略地球自轉的影響,物體受到的萬有引力約為物體在該處受到的重力,不予考慮二者的差別。
物體在距離地心距離為r(r>R)處的加速度為ar:
則:
若忽略地球自轉的影響,物體在距離地心距離為r處的重力加速度為gr:
則:
(2)“科學真是迷人”巧測地球的質量
若不考慮地球自轉的影響:,則:
地面的重力加速度g和地球半徑R在卡文迪許之前就已知道,卡文迪許測出了引力常量G,就可以算出地球的質量M。這在當時看來就是一個科學奇跡。難怪著名文學家馬克·吐溫滿懷激情地說:“科學真是迷人。根據零星的事實,增添一點猜想,竟能贏得那么多收獲!”
(3)計算天體的質量
1)計算太陽的質量
核心思路方法:萬有引力提供行星做勻速圓周運動的向心力。
對行星由牛頓第二定律得:可得:
2)計算其他中心天體的質量:
核心思路方法:萬有引力提供小星體繞中心天體做勻速圓周運動的向心力。
對小星體由牛頓第二定律得:
可得:
思考與討論:如何進一步測中心天體的密度?
中心天體的體積:,中心天體的密度:
聯立以上各式得:。
若,則:這是很重要的一個結論。
(4)發現未知天體:
1)筆尖下發現海王星
1781年人們發現矛盾亞當斯和勒維耶計算并預言伽勒發現證實
2)哈雷彗星的“按時回歸”
1705年英國天文學家哈雷根據萬有引力定律計算了一顆著名彗星的&39;軌道并正確預言了它的回歸。
3)海王星的發現和哈雷彗星的“按時回歸”不僅進一步證實了萬有引力定律的正確性,同時也確立了萬有引力定律在科學史上的地位,也成為科學史上的美談。科學定律的可預測性體現的淋漓盡致!
四、隨堂練習:
例1:開普勒定律不僅適用于太陽系,它對一切具有中心天體的引力系統(如地月系統)都成立。經測定月地距離為3.84×108m,月球繞地球運動的周期為2.36×106S,試計算地球的質量M地。(G=6.67×10-11Nm2/kg2,結果保留一位有效數字)
例2:20_年10月22日,歐洲航天局由衛星觀測發現銀河系中心存在一個超大型黑洞,命名為MCG6-30-15,由于黑洞的強大引力,周圍物質大量掉入黑洞,假定銀河系中心僅此一個黑洞,已知太陽系繞銀河系中心勻速運轉,下列哪一組數據可估算該黑洞的質量()
A.地球繞太陽公轉的周期和速度
B.太陽的質量和運行速度
C.太陽的質量和到MCG6-30-15的距離
D.太陽運行速度和到MCG6-30-15的距離
例3:地球可視為球體,其自轉周期為T,在赤道上用彈簧秤測得某物體的重量是在兩極處測得同一物體重量的0.9倍,已知引力常量為G,試求地球的平均密度。
例4:某星球的質量是地球質量的9倍,半徑是地球半徑的一半,若從地球上平拋一物體射程為60m,則在該星球上以同樣的初速度,同樣的高度平拋物體,其射程是
五、學習目標的自我評價和學習小結
本節課首先認識了萬有引力和重力間的差異,后學習了應用萬有引力定律測天體質量的兩種基本方法:1)和2),最后見識了萬有引力定律在探索宇宙過程中發揮的重要作用和地位。
六、課后作業:
教材P432、3、4
【板書設計】
§6.4萬有引力理論的成就
一、萬有引力和物體的重力
1)在兩極點:
2)在赤道處:,
二、“科學真是迷人”巧測地球的質量
,則:
三、計算天體的質量
1)計算太陽的質量可得:
2)計算其他中心天體的質量:
可得:
四、發現未知天體:1)筆尖下發現海王星
2)哈雷彗星的“按時回歸”
五、隨堂練習:略
六、課后作業:教材P432、3、4
最新高中物理教案模板范文篇5
教學目標
知識與技能
1.掌握牛頓第二定律的文字內容和數學公式.
2.理解公式中各物理量的意義及相互關系.
3.知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的.
4.會用牛頓第二定律的公式進行有關的計算.
過程與方法
1.通過對上節課實驗結論的總結,歸納得到物體的加速度跟它的質量及所受外力的關系,進而總結出牛頓第二定律,體會大師的做法與勇氣.
2.培養學生的概括能力和分析推理能力.
情感態度與價值觀
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.通過牛頓第二定律的應用能深切感受到科學源于生活并服務于生活,激發學生學習物理的興趣.
教學重難點
教學重點
牛頓第二定律的特點.
教學難點
1.牛頓第二定律的理解.
2.理解k=1時,F=ma.
教學工具
多媒體、板書
教學過程
一、牛頓第二定律
1.基本知識
(1)內容
物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.
(2)表達式
F=kma,F為物體所受的合外力,k是比例系數.
2.思考判斷
(1)牛頓第一定律是牛頓第二定律在合外力為零時的特例.(×)
(2)我們用較小的力推一個很重的箱子,箱子不動,可見牛頓第二定律不適用于較小的力.(×)
(3)加速度的方向跟作用力的方向沒必然聯系.(×)
探究交流
如圖所示的賽車,為什么它的質量比一般的小汽車質量小的多,而且還安裝一個功率很大的發動機?
【提示】為了提高賽車的靈活性,由牛頓第二定律可知,要使物體有較大的加速度,需減小其質量或增大其所受到的作用力,賽車就是通過增加發動機動力,減小車身質量來增大啟動、剎車時的加速度,從而提高賽車的機動靈活性的,這樣有益于提高比賽成績.
二、力的單位
1.基本知識
(1)國際單位
牛頓,簡稱牛,符號N.
(2)1N的定義
使質量為1kg的物體產生1_m/s2的加速度的力叫1N,即1N=1kg·m/s2.
(3)比例系數的意義
①在F=kma中,k的選取有一定的任意性.
②在國際單位制中k=1,牛頓第二定律的表達式為F=ma,式中F、m、a的單位分別為牛頓、千克、米每二次方秒.
2.思考判斷
關于牛頓第二定律表達式F=kma中的比例系數k
(1)只要力F的單位取N就等于1.(×)
(2)在國際單位制中才等于1.(√)
(3)只要加速度單位用m/s2就等于1.(×)
探究交流
在一次討論課上,甲說:“由a=Δt(Δv)可知物體的加速度a與Δv成正比,與Δt成反比”,乙說:“由a=m(F)知物體的加速度a與F成正比,與m成反比”.你認為哪一種說法是正確的?
【提示】乙的說法正確.物體的加速度的大小是由物體所受合力的大小和物體的質量共同決定的,與速度的變化量及所用時間無關.其中a=Δt(Δv)定義了加速度的大小為速度變化量與所用時間的比值,而a=m(F)則揭示了加速度取決于物體所受合力與物體的質量.
三、牛頓第二定律的幾個性質
【問題導思】
1.加速度的方向與合力的方向有什么關系?
2.作用在物體上的力發生變化時,加速度是否變化?
3.作用在物體上的各個分力也能產生加速度嗎?
牛頓第二定律揭示了加速度與力和質量的定量關系,指明了加速度大小和方向的決定因素,對牛頓第二定律,還應從以下幾個方面深刻理解.
是加速度的定義式,它給出了測量物體的加速度的方法,這是物理上用比值定義物理量的方法.
是加速度的決定式,它揭示了物體產生加速度的原因及影響物體加速度的因素.
例:如圖所示,一輛有動力驅動的小車上有一水平放置的彈簧,其左端固定在小車上,右端與一小球相連,設在某一段時間內小球與小車相對靜止且彈簧處于壓縮狀態,若忽略小球與小車間的摩擦力,則在此段時間內小車可能是()
A.向右做加速運動B.向右做減速運動
C.向左做加速運動D.向左做減速運動
【審題指導】解答該題注意應用以下程序
力和運動關系的定性分析
根據牛頓第二定律先由受力情況分析加速度,再由加速度與速度的關系分析運動性質,即同向加速運動,反向減速運動.
四、牛頓第二定律的簡單應用
【問題導思】
1.如果物體受到力的作用,就一定有加速度嗎?
2.求物體的加速度的方法有哪些?
3.應用牛頓第二定律解題的一般步驟是什么?
應用牛頓第二定律解題的方法一般有兩種:矢量合成法和正交分解法.
1.矢量合成法:若物體只受兩個力作用時,應用平行四邊形定則求這兩個力的合力,再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物體所受合力的方向.反之,若知道加速度的方向也可應用平行四邊形定則求物體所受的合力.
2.正交分解法:當物體受多個力作用時,常用正交分解法求物體的合外力.應用牛頓第二定律求加速度,在實際應用中常將受力分解,且將加速度所在的方向選為x軸或y軸,有時也可
例:質量為m的木塊,以一定的初速度沿傾角為θ的斜面向上滑動,斜面靜止不動,木塊與斜面間的動摩擦因數為μ,如圖所示.
(1)求向上滑動時木塊的加速度的大小和方向.
(2)若此木塊滑到最大高度后,能沿斜面下滑,求下滑時木塊的加速度的大小和方向.
【審題指導】解答本題時可按以下思路進行分析:
【解析】(1)以木塊為研究對象,因木塊受到三個力的作用,故采用正交分解法求解,建立坐標系時,以加速度的方向為x軸的正方向.木塊上滑時其受力分析如圖甲所示,根據題意,加速度的方向沿斜面向下,將各個力沿斜面和垂直斜面方向正交分解.根據牛頓第二定律有
mgsinθ+f=ma,N-mgcosθ=0
最新高中物理教案模板范文篇6
教學目標
知識與技能
1.理解平拋運動是勻變速運動,其加速度為g.
2.掌握拋體運動的位置與速度的關系.
過程與方法
1.掌握平拋運動的特點,能夠運用平拋規律解決有關問題.
2.通過例題分析再次體會平拋運動的規律.
情感、態度與價值觀
1.有參與實驗總結規律的熱情,從而能更方便地解決實際問題.
2.通過實踐,鞏固自己所學的知識.
教學重難點
教學重點
分析歸納拋體運動的規律
教學難點
應用數學知識分析歸納拋體運動的規律.
教學過程
[新課導入]
上一節我們已經通過實驗探究出平拋運動在豎直方向和水平方向上的運動規律,對平拋運動的特點有了感性認識.這一節我們將從理論上對拋體運動的規律作進一步分析,學習和體會在水平面上應用牛頓定律的方法,并通過應用此方法去分析沒有感性認識的拋體運動的規律.
[新課教學]
一、拋體的位置
我們以平拋運動為例來研究拋體運動所共同具有的性質.
首先我們來研究初速度為。的平拋運動的位置隨時間變化的規律.用手把小球水平拋出,小球從離開手的瞬間(此時速度為v,方向水平)開始,做平拋運動.我們以小球離開手的位置為坐標原點,以水平拋出的方向為x軸的方向,豎直向下的方向為y軸的方向,建立坐標系,并從這一瞬間開始計時.
師:在拋出后的運動過程中,小球受力情況如何?
生:小球只受重力,重力的方向豎直向下,水平方向不受力.
師:那么,小球在水平方向有加速度嗎?它將怎樣運動?
生:小球在水平方向沒有加速度,水平方向的分速度將保持v不變,做勻速直線運動.
師:我們用函數表示小球的水平坐標隨時間變化的規律將如何表示?
生:x=vt
師:在豎直方向小球有加速度嗎?若有,是多大?它做什么運動?它在豎直方向有初速度嗎?
生:在豎直方向,根據牛頓第二定律,小球在重力作用下產生加速度g.做自由落體運動,而在豎直方向上的初速度為0.
師:那根據運動學規律,請大家說出小球在豎直方向的坐標隨時間變化的規律.
生:y=1/2gt2
師:小球的位置能否用它的坐標(x,y)描述?能否確定小球在任意時刻t的位置?
生:可以.
師:那么,小球的運動就可以看成是水平和豎直兩個方向上運動的合成.t時間內小球合位移是多大?
生:
師:若設s與+x方向(即速度方向)的夾角為θ,如圖6.4—1,則其正切值如何求?
生:
[例1]一架飛機水平勻速飛行.從飛機上海隔ls釋放一個鐵球,先后釋放4個,若不計空氣阻力,從地面上觀察4個小球()
A.在空中任何時刻總是捧成拋物線,它們的落地點是等間距的
B.在空中任何時刻總是排成拋物線,它們的落地點是不等間距的
C.在空中任何時刻總在飛機正下方,排成豎直的直線,它們的落地點是等間距的
D.在空中任何時刻總在飛機的正下方,捧成豎直的直線,它們的落地點是不等間距的。
解析:因為鐵球從飛機上釋放后做平拋運動,在水平方向上有與飛機相同的速度.不論鐵球何時從飛機上釋放,鐵球與飛機在水平方向上都無相對運動.鐵球同時還做自由落體運動,它在豎直方向將離飛機越來越遠.所以4個球在落地前始終處于飛機的正下方,并排成一條直線,又因為從飛機上每隔1s釋放1個球,而每個球在空中運動的時間又是相等的,所以這4個球落地的時間也依次相差1s,它們的落地點必然是等間距的.若以飛機為參考系觀察4個鐵球都做自由落體運動.此題把曲線運動利用分解的方法“化曲為直”,使其成為我們所熟知的直線運動,則據運動的獨立性,可以分別在這兩個方向上用各自的運動規律研究其運動過程.
二、拋體的速度
師:由于運動的等時性,那么大家能否根據前面的結論得到物體做平拋運動的時間?
生:由y=1/2gt2得到,運動時間
師:這說明了什么問題?
生:這說明了做平拋運動的物體在空中運動的時間僅取決于下落的高度,與初速度無關.
師:那么落地的水平距離是多大?
生:落地的水平距離
師:這說明了什么問題?
生:這說明了平拋運動的水平位移不僅與初速度有關系,還與物體的下落高度有關.
師:利用運動合成的知識,結合圖6.4—2,求物體落地速度是多大?結論如何?
生:落地速度,即落地速度也只與初速度v和下落高度h有關.
師:平拋運動的速度與水平方向的夾角為a,一般稱為平拋運動的偏角.實際上,常稱為平拋運動的偏角公式,在一些問答題中可以直接應用此結論分析解答
[例2]一個物體以l0m/s的速度從10m的水平高度拋出,落地時速度與地面的夾角θ是多少(不計空氣阻力)?
[例3]在5m高的地方以6m/s的初速度水平拋出一個質量是10kg的物體,則物體落地的速度是多大?從拋出點到落地點發生的位移是多大?(忽略空氣阻力,取g=10m/s2)
[交流與討論]
應用運動的合成與分解的方法我們探究了做平拋運動的物體的位移和速度.請大家根據我們探究的結果研究一下平拋運動的物體位移和速度之間存在什么關系.
參考解答:根據前面的探究結果我們知道,物體的位移,與x軸的夾角的正切值為tanθ=gt/2v.物體的速度,與x軸的夾角的正切值為tanθ=gt/v.可以看到位移和速度的大小沒有太直接的關系,但它們的方向與x軸夾角的正切是2倍關系.利用這個關系我們就可以很方便地計算物體速度或位移的方向了.師:在(2)中,與勻變速直線運動公式vt2=v02+2as,形式上一致的,其物理意義相同嗎?生:物理意義并不相同,在中的h,并不是平拋運動的位移,而是豎直方向上的位移,在
中的s就是表示勻速直線運動的位移.對于平拋運動的位移,是由豎直位移和水平位移合成而得的.
師:平拋運動的軌跡是曲線(拋物線),某一時刻的速度方向即為曲線上物體所在位置的切線方向.設物體運動的時間為t,則這一時刻的速度與豎直方向夾角的正切值tanβ=v0/gt,而物體下落的高度為h==1/2gt2.如圖6.4—3.
圖中的A點為速度的切線與拋出點的水平線的交點,C點為物體所在位置的豎直線與水平線的交點,從圖中可以看出A為水平線段OC的中點.平拋運動的這一重要特征,對我們分析類平拋運動,特別是帶電粒子在電場中偏轉是很有幫助的.
平拋運動常分解成水平方向和豎直方向的兩個分運動來處理,由于豎直分運動是初速度為零的勻加速直線運動,所以初速度為零的勻加速直線運動的公式和特點均可以在此應用.另外,有時候根據具體情況也可以將平拋運動沿其他方向分解.
三、斜拋運動
師:如果物體拋出時的速度不是沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方的(這種情況稱為斜拋),它的受力情況是什么樣的?加速度又如何?
生:它的受力情況與平拋完全相同,即在水平方向仍不受力,加速度仍是0;在豎直方向仍只受重力,加速度仍為g.
師:實際上物體以初速度v沿斜向上或斜向下方拋出,物體只在重力作用下的運動,如何表示?與平拋是否相同?
生:斜拋運動沿水平方向和豎直方向初速度與平拋不同,分別是vx=vcosθ和vy=sinθ.
由于物體運動過程中只受重力,所以水平方向速度vx=vcosθ保持不變,做勻速直線運動;而豎直方向上因受重力作用,有豎直向下的重力加速度J,同時有豎直向上的初速度vy=sinθ,因此做勻減速運動(是豎直上拋運動,當初速度向斜下方,豎直方向的分運動為豎直下拋運動),當速度減小到。時物體上升到點,此時物體由于還受到重力,所以仍有一個向下的加速度g,將開始做豎直向下的加速運動.因此,斜拋運動可以看成是水平方向速度為vx=vcosθ的勻速直線運動和豎直方向初速度為vy=sinθ的豎直上拋或豎直下拋運動的合運動.
師:斜拋運動分斜上拋和斜下拋(由初速度方向確定)兩種,下面以斜上拋運動為例討論.
師:斜拋運動的特點是什么?
生:特點:加速度a=g,方向豎直向下,初速度方向與水平方向成一夾角θ斜向上,θ=90°時為豎直上拋或豎直下拋運動θ=0°時為平拋運動.
師:常見的處理方法:
①將斜上拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動,這樣有由此可以得到哪些特點?
生:由此可得如下特點:a.斜向上運動的時間與斜向下運動的時間相等;b.從軌道點將斜拋運動分為前后兩段具有對稱性,如同一高度上的兩點,速度大小相等,速度方向與水平線的夾角相同.
師:②將斜拋運動分解為沿初速度方向的斜向上的勻速直線運動和自由落體運動兩個分運動,用矢量合成法則求解.
③將沿斜面和垂直斜面方向作為x、y軸,分別分解初速度和加速度后用運動學公式解題.
[交流與討論]
對于斜拋運動我們只介紹下船上拋和斜下拋的研究方法,除了平拋、斜上拋、斜下拋外,拋體運動還包括豎直上拋和豎直下拋,請大家根據我們研究前面幾種拋體運動的方法來研究一下豎直上拋和豎直下拋.
參考解答:對于這兩種運動來說,它們都是直線運動,但這并不影響用運動的合成與分解的方法來研究它們.這個過程我們可以仿照第一節中我們介紹的勻加速運動的分解過程.對豎直上拋運動,設它的初速度為v0,那么它的速度就可以寫成v=v0—gt的形式,位移寫成x=v0t—gt2/2的形式.那這樣我們就可以進行分解了.把速度寫成v1=v0,v2=—gt的形式,把位移寫成xl=v0t,x2=—gt2/2的形式,這樣我們可以看到,豎直上拋運動被分解成了一個豎直向上的勻速直線運動和一個豎直向上的勻減速運動.對于豎直下拋運動可以采取同樣的方法進行處理.
課后小結
1.具有水平速度的物體,只受重力作用時,形成平拋運動.
2.平拋運動可分解為水平勻蓬運動和豎直自由落體運動.平拋位移等于水平位移和豎直位移的矢量和;平拋瞬時速度等于水平速度和豎直速度的矢量和.
3.平拋運動是一種勻變速曲線運動.
4.如果物體受到恒定合外力作用,并且合外力跟初速度垂直,形成類似平拋的勻變速曲線運動,只需把公式中的g換成a,其中a=F合/m.
說明:
1.干拋運動是學生接觸到的第一個曲線運動,弄清其成固是基礎,水平初速度的獲得是同題的關鍵,可歸納眾兩種;
(1)物體被水平加速:水平拋出、水干射出、水平沖擊等;
(2)物體與原來水平運動的載體脫離,由于慣性而保持原來的水平速度.
2.平拋運動的位移公式和速度公式中有三個含有時間t,應根據不同的已知條件來求時間.但應明確:平拋運動的時間完全由拋出點到落地點的豎直高度確定(在不高的范國內g恒定),與拋出的速度無關.
最新高中物理教案模板范文篇7
物體貯藏著巨大的能量是不容置疑的,但是如何使這樣巨大的能量釋放出來?從愛因斯坦質能方程同樣可以得出,物體的能量變化△E與物體的質量變化△m的關系:△E=Δmc2
單個的質子、中子的質量已經精確測定。用質譜儀或其他儀器測定某種原子核的質量,與同等數量的質子、中子的質量之和相比較,看一看兩條途徑得到的質量之差,就能推知原子核的結合能。
說明:
①物體的質量包括靜止質量和運動質量,質量虧損指的是靜止質量的減少,減少的靜止質量轉化為和輻射能量有關的運動質量。
②質量虧損并不是這部分質量消失或轉變為能量,只是靜止質量的減少。
③在核反應中仍然遵守質量守恒定律、能量守恒定律。
④質量只是物體具有能量多少及能量轉變多少的一種量度。
閱讀原子核的比結合能,指出中等大小的核的比結合能最大(平均每個核子的質量虧損最大),這些核最穩定。另一方面如果使較重的核分裂成中等大小的核,或者把較小的核合并成中等大小的核,核子的比結合能都會增加,這樣可以釋放能量供人使用。
鞏固練習
已知:1個質子的質量mp=1.007277u,1個中子的質量mn=1.008665u.氦核的質量為4.001509u.這里u表示原子質量單位,1u=1.660566×10-27kg.由上述數值,計算2個質子和2個中子結合成氦核時釋放的能量。(28.3MeV)
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1.內容:物體的加速度跟所受的臺力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同
2.表達式F=ma
3.理解
(1)同向性:加速度的方向與力的方向始終一致
(2)瞬時性;加速度與力是瞬間的對應量,即同時產生、同時變化、同時消失
(3)同體性:加速度和合外力(還有質量)是同屬一個物體的
(4)獨立性:當物體受到幾個力的作用時,各力將獨立地產生與其對應的加速度,而物體表現出來的實際加速度是物體所受各力產生加速度疊加的結果。
教學準備
教學目標
1、掌握牛頓第二定律相關知識;
2、了解控制變量法,培養學生動手實驗能力和分析概括知識的能力。
教學重難點
重點:牛頓第二定律的知識及其應用;難點:實驗演示的操作。
教學工具
教學課件
教學過程
一、復習引入:
1、我們講了牛頓第一定律,它的內容是什么呢?
一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。也就是說,沒有外力作用時,物體保持原來的狀態,靜止的保持靜止、運動的保持勻速運動。那如果有外力作用呢?
(引導回答)有外力作用----狀態改變----速度改變----有加速度產生。
在上節課中我們還講了:質量是物體慣性大小的量度,質量越大的,狀態越難改變。這就涉及到三個物理量:力、加速度和質量,三者之間到底有何關系呢?我們這節課就來研究它。
二、進行新課
1、實驗介紹
實驗是我們掌握物理知識的一個重要途徑,今天就利用實驗來幫助我們解決這個問題。F、m、a三者都是變量,在研究此類問題時,我們先使其中一個量保持不變,來研究另外兩個量的關系,這就是控制變量法。
(1)原理:F可以用彈簧秤測量,m可以用天平測量,那加速度呢?
a=(S2-S1)/T2
測量加速度的方法:a=(Vt-V0)/t2
S=V0t+at2/2------------S=at2/2------------a=2S/t2
(2)設計
在光滑的導軌上放一量小車,一端系有細繩,繞過定滑輪后吊著砝碼,砝碼質量遠小于小車質量。
受到恒力作用的小車做勻速直線運動,有S=V0t+at2/2----S=at2/2------a=2S/t2,為了便于比較,我們取兩個小車做雙軌實驗。當時間t相同時,有a1/a2=S1/S2。
(3)實驗操作(1)
平衡摩擦力;將兩輛質量相同的小車放在導軌上;系上細繩,跨過定滑輪掛上質量不同的砝碼;利用控制桿控制兩輛小車同時運動;記錄數據。
(4)實驗操作(2)
將兩輛質量不同的小車放在導軌上;系上細繩,跨過定滑輪掛上質量相同的砝碼。
利用控制桿控制兩輛小車同時運動;記錄數據。
2、實驗結論
m一定時,F與a成正比;F一定時,m與a成反比。
3、牛頓第二定律
內容:物體的加速度與力成正比,與質量成反比。公式:F=Kma;注:取國際單位時,K等于1。
平衡摩擦力分析(導出)牛頓第二定律更一般的表述:物體的加速度與合外力成正比,與質量成反比,加速度的方向與外力的方向相同。
三、本節小結
課后習題
完成課后作業第1、2、3題。
最新高中物理教案模板范文篇9
(一)內容及解析
1、內容:本節主要介紹歐姆定律的基本知識。
2、解析:這一節概念初中學過,要進行復習,講述的重點內容是歐姆定律的應用。這一節內容關系到后面閉合電路的學習,要加強對這一節的練習。
(二)目標及其解析
1.知道電荷的定向運動形成電流,知道導體中產生電流的條件.
2.知道電流的概念和定義式,并能進行有關的計算.
3.知道什么是電阻及電阻的單位.
4.會用歐姆定律并能用來解決有關電路的問題.
思考題1.電流是如何形成的?
思考題2.為什么導體兩端有電壓,導體中就會產生電流呢?
思考題3.在I——U曲線中?,圖線的斜率表示的物理意義是什么?
解析:導體內有自由移動的電荷,這些帶電粒子做無規則移動時不會形成電流,電荷有正和負,因此規定正電荷定向運動的方向為電流方向。電阻對電流有阻礙作用。
(三)教學問題診斷分析
1、學生在學習知識過程中,初中知識沒有學好或遺忘,在實際進行電路計算時容易出現問題。
2、在電子發生轉移,使物體帶正、負電荷結合到化學知識,學生對交叉學科的學習也存在著困難。
3、應用U—I圖像分析具體問題時,不會把數學知識應用到物理問題上。
(四)、教學支持條件分析
為了加強學生對這部分知識的學習,幫助學生克服在學習過程中可能遇到的障礙,本節課要對初中電路進行復習,對化學的有關知識也要復習。
(五)、教學過程設計
1、教學基本流程
概述本章內容→本節學習要點→歐姆定律→圖像討論→練習、小結
2、教學情景
問題1形成電流的條件分別是什么?
設計意圖:知道導體中存在電流的條件是兩端存在電壓
問題2電流的方向是如何規定的?
設計意圖:電荷分為正、負電荷兩種。
問題3電流的定義式是什么?單位有那些?它們之間有什么關系?
設計意圖:知道電流的大小和單位
問題4公式I=U/R表示的物理意義是什么?
設計意圖:知道歐姆定律的內容
問題5電阻的單位有那些?它們之間有什么關系?
設計意圖:知道電阻的意義和單位
例題1.現有四對電阻,其中總電阻最小的一對是()
A.兩個5Ω串聯B.一個10Ω和一個5Ω并聯
C.一個100Ω和一個0.1Ω并聯D.一個2Ω和一個3Ω串聯
點撥:根據兩個電阻R1、R2并聯總電阻的計算公式:
由這公式可知,并聯后的總電阻小于R1,同例可證并聯電阻也小于R2,即并聯總電阻小于組成并聯電路中的任一個電阻,所以答案C的總電阻比0.1Ω還要小,是本題所選之答案.
【變式】歐姆定律的表達式為,在電壓U一定的條件下,導體的電阻R越小,通過導體的電流I越。兩個電阻R1和R2(R1>R2)串聯接入電路中,通過R1的電流(填“大于”、“等于”或“小于”)通過R2的電流.
例題2.如圖所示的兩導體AB、CD串聯在某一電路中,若它們組成的材料和長度相同,粗細不同,則()
A、.AB的電阻小,通過BC的電流大
B.、AB的電阻大,通過BC的電流小
C、.AB的電阻小,通過它們的電流一樣大
D.、AB的電阻大,通過它們的電流一樣大
點撥:導體的電阻跟導體的材料、長度、粗細、溫度有關,現在AB、CD材料相同、長度相同就是AB細,BC粗,所以AB的電阻大;另外AB和CD串聯,串聯電路里的電流處處相等,所以答案為:D
另外:根據歐姆定律可知AB兩端的電壓大于BC兩端的電壓
【變式】把甲、乙兩段電阻線接在相同的電壓下,甲線中的電流大于乙線中的電流,忽略溫度的影響,下列判斷中錯誤的是()
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一、教學目標
1.理解功的概念:
(1)知道做機械功的兩個不可缺少的因素,知道做功和工作的區別;
(2)知道當力與位移方向的夾角大于90時,力對物體做負功,或說物體克服這個力做了功。
2.掌握功的計算:
(1)知道計算機械功的公式W=Fscos知道在國際單位制中,功的單位是焦耳(J);知道功是標量。
(2)能夠用公式W=Fscos進行有關計算。
二、重點、難點分析
1.重點是使學生在理解力對物體做功的兩個要素的基礎上掌握機械功的計算公式。
2.物體在力的方向上的位移與物體運動的位移容易混淆,這是難點。
3.要使學生對負功的意義有所認識,也較困難,也是難點。
三、教具
帶有牽引細線的滑塊(或小車)。
四、主要教學過程
(一)引入新課
功這個詞我們并不陌生,初中物理中學習過功的一些初步知識,今天我們又來學習功的有關知識,絕不是簡單地重復,而是要使我們對功的認識再提高一步。
(二)教學過程設計
1.功的概念
先請同學回顧一下初中學過的與功的概念密切相關的如下兩個問題:什么叫做功?誰對誰做功?然后做如下總結并板書:
(1)如果一個物體受到力的作用,并且在力的方向上發生了位移,物理學中就說這個力對物體做了功。
然后演示用水平拉力使滑塊沿拉力方向在講桌上滑動一段距離,并將示意圖畫到黑板上,與同學一起討論如下問題:在上述過程中,拉力F對滑塊是否做了功?滑塊所受的重力mg對滑塊是否做了功?桌面對滑塊的支持力N是否對滑塊做了功?強調指出,分析一個力是否對物體做功,關鍵是要看受力物體在這個力的方向上是否有位移。至此可作出如下總結并板書:
(2)在物理學中,力和物體在力的方向上發生的位移,是做功的兩個不可缺少的因素。
2.功的公式
就圖1提出:力F使滑塊發生位移s這個過程中,F對滑塊做了多少功如何計算?由同學回答出如下計算公式:W=Fs。就此再進一步提問:如果細繩斜向上拉滑塊,這種情況下滑塊沿F方向的位移是多少?與同學一起分析并得出這一位移為scos。至此按功的前一公式即可得到如下計算公式:
W=Fscos
再根據公式W=Fs做啟發式提問:按此公式考慮,只要F與s在同一直線上,乘起來就可以求得力對物體所做的功。在圖2中,我們是將位移分解到F的方向上,如果我們將力F分解到物體位移s的方向上,看看能得到什么結果?至此在圖2中將F分解到s的方向上得到這個分力為Fcos,再與s相乘,結果仍然是W=Fscos。就此指出,計算一個力對物體所做的功的大小,與力F的大小、物體位移s的大小及F和s二者方向之間的夾角有關,且此計算公式有普遍意義(對計算機械功而言)。至此作出如下板書:
W=Fscos
力對物體所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦三者的乘積。
接下來給出F=100N、s=5m、=37,與同學一起計算功W,得出W=400Nm。就此說明1Nm這個功的大小被規定為功的單位,為方便起見,取名為焦耳,符號為J,即1J=1Nm。最后明確板書為:
在國際單位制中,功的單位是焦耳(J)
1J=1Nm
3.正功、負功
(1)首先對功的計算公式W=Fscos的可能值與學生共同討論。從cos的可能值入手討論,指出功W可能為正值、負值或零,再進一步說明,力F與s間夾角的取值范圍,最后總結并作如下板書:
當090時,cos為正值,W為正值,稱為力對物體做正功,或稱為力對物體做功。
當=90時,cos=0,W=0,力對物體做零功,即力對物體不做功。
當90180時,cos為負值,W為負值,稱為力對物體做負功,或說物體克服這個力做功。
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一、教材分析
本節教材選自人民教育出版社全日制普通高中課程標準實驗教科書(物理2·必修)第五章《曲線運動》第六節《向心力》。
教材的內容方面來看,本章節主要講解了向心力的定義、定義式、方向及驗證向心力的表達式,變速圓周運動和一般曲線運動。前面幾節已經學習了曲線運動、圓周運動、向心加速度,這節講的是描述使物體做圓周運動的合外力,是對物體運動認識上的升華,為接下來萬有引力的的學習奠定了基礎。所以在整個教材體系中起了承上啟下的作用,并且這樣的安排由簡單到復雜,符合學生的認知規律。
從教材的地位和作用方面來看,本章節是運動學中的重要概念,也是高一年級物理課程中比較重要的概念之一,是對物體運動認識上的升華,它把運動學和動力學聯系在了一起,具有承上啟下的橋梁作用,也是學生知識系統中不可或缺的重要組成部分。
二、學情分析
【知識基礎方面】在學習本節課前學生已經學習了曲線運動、圓周運動、向心加速度,具備了探究向心力的基本知識和基本技能,這為本節課的探究性學習起到了鋪墊作用。
【思維基礎方面】高一的學生通過初中科學和第一學期的學習,具有了一定的物理思維方法和較強的計算能力,但接受能力尚欠缺,需要教師正確的引導和啟發。
【情感態度方面】在學生的生活經驗中,與向心力有關的現象有,但是有一些是錯誤的這就給學生理解向心力的概念帶來困難。
三、教學目標
【知識技能目標】理解向心力的定義;
能說出向心力的定義、寫出向心力的定義式和單位理解向心力的作用效果;用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式;
【過程方法目標】
通過對向心力,向心加速度,圓周運動,牛頓第二定律的理解與學習,相互聯系,體驗對物理概念的學習方法
【情感態度與價值觀目標】
通過用概念前后聯系的方法得出加速度的概念,感悟到探索問題解決問題的興趣和學無止境的觀點;
通過向心力的教學引導學生從現實的生活經歷與體驗出發,激發學生的學習興趣;通過一些有趣的實驗實驗,加深學生的印象,容易讓學生理解,引起學生興趣;
四、重點與難點
重點:向心力表達式驗證,向心力來源與作用效果。設定一定運動情景,來驗證向心力表達式。來源進行舉例說明,進行受力分析。(重點如何落實)
難點:向心力表達式的驗證。通過用圓錐擺粗濾驗證表達式,通過圓錐擺做勻速圓周運動解釋原理,分析其在運動角度和手里角度的合外力,測量數據與測量器材,一步步得出表達式的正確。(難點咋么突破)
五、教學方法與手段
教學方法:演示法,講授法,討論法教學手段:多媒體,口述
六、教學過程
1.引入
回顧本章內容,復習向心加速度,放一個有關視屏,向同學提問物體為甚么做圓周運動?
2.新課教學(熟悉一下過渡)
一、做小球做圓周運動的實驗,多問題進行思考,得出向心力特點進行總結
二、教授有關向心力的有關知識并進行一定補充。
三、用圓錐擺粗濾驗證向心力表達式小結:向心力定義表達式
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教學目標
1、知識與技能
(1)了解地球表面物體的萬有引力兩個分力的大小關系,計算地球質量;
(2)行星繞恒星運動、衛星的運動的共同點:萬有引力作為行星、衛星圓周運動的向心力,會用萬有引力定律計算天體的質量;
(3)了解萬有引力定律在天文學上有重要應用。
2.過程與方法:
(1)培養學生根據數據分析找到事物的主要因素和次要因素的一般過程和方法;
(2)培養學生根據事件的之間相似性采取類比方法分析新問題的能力與方法;
(3)培養學生歸納總結建立模型的能力與方法。
3.情感態度與價值觀:
(1)培養學生認真嚴禁的科學態度和大膽探究的心理品質;
(2)體會物理學規律的簡潔性和普適性,領略物理學的優美。
教學重難點
教學重點
地球質量的計算、太陽等中心天體質量的計算。
教學難點
根據已有條件求中心天體的質量。
教學工具
多媒體、板書
教學過程
一、計算天體的質量
1.基本知識
(1)地球質量的計算
①依據:地球表面的物體,若不考慮地球自轉,物體的重力等于地球對物體的萬有引力,即
②結論:
只要知道g、R的值,就可計算出地球的質量.
(2)太陽質量的計算
①依據:質量為m的行星繞太陽做勻速圓周運動時,行星與太陽間的萬有引力充當向心力,即
②結論:
只要知道衛星繞行星運動的周期T和半徑r,就可以計算出行星的質量.
2.思考判斷
(1)地球表面的物體,重力就是物體所受的萬有引力.(×)
(2)繞行星勻速轉動的衛星,萬有引力提供向心力.(√)
(3)利用地球繞太陽轉動,可求地球的質量.(×)
3.探究交流
若已知月球繞地球轉動的周期T和半徑r,由此可以求出地球的質量嗎?能否求出月球的質量呢?
【提示】能求出地球的質量.利用
為中心天體的質量.做圓周運動的月球的質量m在等式中已消掉,所以根據月球的周期T、公轉半徑r,無法計算月球的質量.
二、發現未知天體
1.基本知識
(1)海王星的發現
英國劍橋大學的學生亞當斯和法國年輕的天文學家勒維耶根據天王星的觀測資料,利用萬有引力定律計算出天王星外“新”行星的軌道.1846年9月23日,德國的加勒在勒維耶預言的位置附近發現了這顆行星——海王星.
(2)其他天體的發現
近100年來,人們在海王星的軌道之外又發現了冥王星、鬩神星等幾個較大的天體.
2.思考判斷
(1)海王星、冥王星的發現表明了萬有引力理論在太陽系內的正確性.(√)
(2)科學家在觀測雙星系統時,同樣可以用萬有引力定律來分析.(√)
3.探究交流
航天員翟志剛走出“神舟七號”飛船進行艙外活動時,要分析其運動狀態,牛頓定律還適用嗎?
【提示】適用.牛頓將牛頓定律與萬有引力定律綜合,成功分析了天體運動問題.牛頓定律對物體在地面上的運動以及天體的運動都是適用的.
三、天體質量和密度的計算
【問題導思】
1.求天體質量的思路是什么?
2.有了天體的質量,求密度還需什么物理量?
3.求天體質量常有哪些方法?
1.求天體質量的思路
繞中心天體運動的其他天體或衛星做勻速圓周運動,做圓周運動的天體(或衛星)的向心力等于它與中心天體的萬有引力,利用此關系建立方程求中心天體的質量.
2.計算天體的質量
下面以地球質量的計算為例,介紹幾種計算天體質量的方法:
(1)若已知月球繞地球做勻速圓周運動的周期為T,半徑為r,根據萬有引力等于向心力,即
(2)若已知月球繞地球做勻速圓周運動的半徑r和月球運行的線速度v,由于地球對月球的引力等于月球做勻速圓周運動的向心力,根據牛頓第二定律,得
(3)若已知月球運行的線速度v和運行周期T,由于地球對月球的引力等于月球做勻速圓周運動的向心力,根據牛頓第二定律,得
(4)若已知地球的半徑R和地球表面的重力加速度g,根據物體的重力近似等于地球對物體的引力,得
解得地球質量為
3.計算天體的密度
若天體的半徑為R,則天體的密度ρ
誤區警示
1.計算天體質量的方法不僅適用于地球,也適用于其他任何星體.注意方法的拓展應用.明確計算出的是中心天體的質量.
2.要注意R、r的區分.R指中心天體的半徑,r指行星或衛星的軌道半徑.以地球為例,若繞近地軌道運行,則有R=r.
例:要計算地球的質量,除已知的一些常數外還需知道某些數據,現給出下列各組數據,可以計算出地球質量的有哪些?()
A.已知地球半徑R
B.已知衛星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑r和線速度v
C.已知衛星繞地球做勻速圓周運動的線速度v和周期T
D.已知地球公轉的周期T′及運轉半徑r′
【答案】ABC
歸納總結:求解天體質量的技巧
天體的質量計算是依據物體繞中心天體做勻速圓周運動,萬有引力充當向心力,列出有關方程求解的,因此解題時首先應明確其軌道半徑,再根據其他已知條件列出相應的方程.
四、分析天體運動問題的思路
【問題導思】
1.常用來描述天體運動的物理量有哪些?
2.分析天體運動的主要思路是什么?
3.描述天體的運動問題,有哪些主要的公式?
1.解決天體運動問題的基本思路
一般行星或衛星的運動可看做勻速圓周運動,所需要的向心力都由中心天體對它的萬有引力提供,所以研究天體時可建立基本關系式:
2.四個重要結論
設質量為m的天體繞另一質量為M的中心天體做半徑為r的勻速圓周運動
以上結論可總結為“越遠越慢,越遠越小”.
誤區警示
1.由以上分析可知,衛星的an、v、ω、T與行星或衛星的質量無關,僅由被環繞的天體的質量M和軌道半徑r決定.
2.應用萬有引力定律求解時還要注意挖掘題目中的隱含條件,如地球的公轉周期是365天,自轉一周是24小時,其表面的重力加速度約為9.8m/s2.
例:)據報道,天文學家近日發現了一顆距地球40光年的“超級地球”,名為“55Cancrie”,該行星繞母星(中心天體)運行的周期約為地球繞太陽運行周期的480(1),母星的體積約為太陽的60倍.假設母星與太陽密度相同,“55Cancrie”與地球均做勻速圓周運動,則“55Cancrie”與地球的()
【答案】B
歸納總結:解決天體運動的關鍵點
解決該類問題要緊扣兩點:一是緊扣一個物理模型:就是將天體(或衛星)的運動看成是勻速圓周運動;二是緊扣一個物體做圓周運動的動力學特征,即天體(或衛星)的向心力由萬有引力提供.還要記住一個結論:在向心加速度、線速度、角速度和周期四個物理量中,只有周期的值隨著軌道半徑的變大而增大,其余的三個都隨軌道半徑的變大而減小
五、雙星問題的分析方法
例:天文學家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運行的兩顆恒星稱為雙星.雙星系統在銀河系中很普遍.利用雙星系統中兩顆恒星的運動特征可推算出它們的總質量.已知某雙星系統中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運動,周期均為T,兩顆恒星之間的距離為r,試推算這個雙星系統的總質量.(引力常量為G)
歸納總結:雙星系統的特點
1.雙星繞它們共同的圓心做勻速圓周運動,它們之間的距離保持不變;
2.兩星之間的萬有引力提供各自需要的向心力;
3.雙星系統中每顆星的角速度相等;
4.兩星的軌道半徑之和等于兩星間的距離.
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一、教學目標
1.了解萬有引力定律得出的思路和過程.
2.理解萬有引力定律的含義并會推導萬有引力定律.
3.知道任何物體間都存在著萬有引力,且遵循相同的規律.
二、教學重點
1.萬有引力定律的推導.
2.萬有引力定律的內容及表達公式.
三、教學難點
1.對萬有引力定律的理解.
2.使學生能把地面上的物體所受的重力與其他星球與地球之間存在的引力是同性質的力聯系起來.
四、教學方法
1.對萬有引力定律的推理——采用分析推理、歸納總結的方法.
2.對疑難問題的處理——采用講授法、例證法.
五、教學步驟
導入新課
請同學們回憶一下上節課的內容,回答如下問題:
1.行星的運動規律是什么?
2.開普勒第一定律、第三定律的內容?
同學們回答完以后,老師評價、歸納總結.
同學們回答得很好,行星繞太陽運轉的軌道是橢圓,太陽處在這個橢圓的一個焦點上,那么行星為什么要這樣運動?而且還有一定的規律?這類問題從17世紀就有人思考過,請閱讀課本,這個問題的答案在不同的時代有不同的結論,可見,我們科學的研究要經過一個相當長的艱巨的過程.
新課教學
1.同學們閱讀完以后,知道到了牛頓時代的一些科學家,如胡克、哈雷等,對這一問題的認識更進了一步,把地面上的運動和天體的運動統一起來了.事實上,行星運動的橢圓軌道離心率很接近于1,我們把它理想化為一個圓形軌道,這樣就簡化了問題,易于我們在現有認知水平上來接受.
根據圓周運動的條件可知行星必然受到一個太陽給的力.牛頓認為這是太陽對行星的引力,那么,太陽對行星的引力F應該為行星運動所受的`向心力,即:
再根據開普勒第三定律代入上式
可得到:
其中m為行星的質量,r為行星軌道半徑,即太陽與行星的距離.由上式可得出結論:太陽對行星的引力跟行星的質量成正比,跟行星到太陽的距離的二次方成反比.
即:F∝
根據牛頓第三定律:太陽吸引行星的力與行星吸引太陽的力是同性質的相互作用力.既然太陽對行星的引力與行星的質量成正比,那么行星對太陽也有作用力,也應與太陽的質量M成正比,即:
F∝
用文字表述為:太陽與行星之間的引力,與它們質量的乘積成正比,與它們的距離的平方成反比.
用公式表述:
公式中的G是一個常數,叫萬有引力常量.
進而牛頓還研究了月地間的引力、許多不同物體間的作用力都遵循上述引力規律,于是他把這一規律推廣到自然界中任意兩個物體間,即具有劃時代意義的萬有引力定律.
2.萬有引力定律:
(1)內容:自然界中任何兩個物體都是相互吸引的,引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比.
(2)公式:
(3)疑問:在日常生活中,我們各自之間或人與物體間,為什么都對這種作用沒有任何感覺呢?
這是因為一般物體的質量與星球的質量相比太小了,它們之間的引力太小了,所以我們不易感覺到.下一節課的卡文迪許的精巧的扭秤實驗將為我們驗證.
(4)各物理量的含義及單位
r表示兩個具體物體相距很遠時,物體可以視為質點.如果是規則形狀的均勻物體,r為它們的幾何中心間的距離.單位為“米”.
G為萬有引力常量,G=6.67×10-11,單位為Nm2/kg2.這個引力常量的出現要比萬有引力定律晚一百多年哪!是英國的物理學家卡文迪許測出來的,我們下節課就要學習.
(5)擴展思路
牛頓想驗證地面上的物體的重力與月地間、行星與太陽間的引力是同種性質的力,他做了著名的“月——地”檢驗,請同學們閱讀課本第105頁有關內容.然后歸納一下他的思路.オ①如果重力與星體間的引力是同種性質的力,都與距離的二次方成反比關系,那么月球繞地球做近似圓周運動的向心加速度就應該是重力加速度的1/3600.
牛頓計算了月球的向心加速度,結果證明是對的.
②如果我們已知地球質量為5.89×1024kg.地球半徑為6.37×106m.同學們試計算一下月球繞地球的向心加速度是多大?
同學們通過計算驗證,
③為了驗證地面上的重力與月球繞地球運轉的向心力是同一性質的力,還提出一個理想實驗:設想一個小月球非常接近地球,以至于幾乎觸及地球上最高的山頂,那么使這個小月球保持軌道運動的向心力當然就應該等于它在山頂處所受的重力.如果小月球突然停止做軌道運動,它就應該同山頂處的物體一樣以相同速度下落.如果它所受的向心力不是重力,那么它就將在這兩種力的共同作用下以更大的速度下落,這是與我們的經驗不符的.所以,是同性質的力.
(6)萬有引力定律發現的重要意義
萬有引力定律的發現,對物理學、天文學的發展具有深遠的影響.它把地面上物體運動的規律和天體運動的規律統一了起來.在科學文化發展上起到了積極的推動作用,解放了人們的思想,給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心,人們有能力理解天地間的各種事物.
六、鞏固練習(用投影片出示題目)
1.要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4,下列辦法不可采用的是
獳.使兩物體的質量各減小一半,距離不變
B.使其中一個物體的質量減小到原來的1/4,距離不變
C.使兩物體間的距離增為原來的2倍,質量不變
D.距離和質量都減為原來的1/4
2.火星的半徑是地球半徑的一半,火星的質量約為地球質量的1/9;那么地球表面50kg的物體受到地球的吸引力約是火星表面同質量的物體受到火星吸引力的倍.
3.兩個大小相同的實心小鐵球緊靠在一起時,它們之間的萬有引力為F.若兩個半徑為原來2倍的實心大鐵球緊靠在一起,則它們之間的萬有引力為
獳.4F獴.2F獵.8F獶.16F
參考答案:
1.D2.2.253.D
七、小結(用投影片出示內容)
通過這節課的學習,我們了解并知道:
1.得出萬有引力定律的思路及方法.
2.任何兩個物體間存在著相互作用的引力的一般規律:即
其中G為萬有引力常量,r為兩物間的距離.
八、板書設計
第二節萬有引力定律
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一、教學目標
1.在學習機械能守恒定律的基礎上,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.對功和能及其關系的理解和認識是本章教學的重點內容,本節教學是本章教學內容的總結。通過本節教學使學生更加深入理解功和能的關系,明確物體機械能變化的規律,并能應用它處理有關問題。
3.通過本節教學,使學生能更加全面、深入認識功和能的關系,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律——能的轉化和守恒定律打下基礎。
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律,掌握應用這一規律解決問題的方法。在此基礎上,深入理解和認識功和能的關系。
2.本節教學實質是滲透功能原理的觀點,在教學中不必出現功能原理的名稱。功能原理內容與動能定理的區別和聯系是本節教學的難點,要解決這一難點問題,必須使學生對“功是能量轉化的量度”的認識,從籠統、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、能概念及其關系的認識和理解,不僅是本節、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呢?物體機械能變化的規律是什么呢?
教師提出問題之后引起學生的注意,并不要求學生回答。在此基礎上教師明確指出:
機械能守恒是有條件的。大量現象表明,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系,是本節要研究的中心問題。
(二)教學過程設計
提出問題:下面我們根據已掌握的動能定理和有關機械能的知識,分析物體機械能變化的規律。
1.物體機械能的變化
問題:質量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系。
引導學生根據動能定理進一步分析、探討小滑塊機械能變化與做功的關系。歸納學生分析,明確:
選取斜面底端所在平面為參考平面。根據動能定理∑W=ΔEk,有
由幾何關系,有sinθ?L=h2-h1
即FL-fL=E2-E1=ΔE
引導學生理解上式的物理意義。在學生回答的基礎上教師明確指出:
(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律。
2.對物體機械能變化規律的進一步認識
(1)物體機械能變化規律可以用公式表示為W外=E2-E1或W外=ΔE
其中W外表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數和,E1、E2分別表示物體初、末狀態的機械能,ΔE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,E2>E1,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的、更加普遍的功和能關系的表達式。
(3)重力、彈簧彈力以外其它力做功的過程,其實質是其它形式的能與機械能相互轉化的過程。
例1.質量4.0×103kg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后速度變為10m/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律求解。
引導學生思考與分析:
(1)如何依據W外=E2-E1求解本題?應用該規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有什么區別?
歸納學生分析的結果,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。這既是應用此規律解題的基本要求,也是與應用動能定理解題的重要區別。
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系?
(2)小物體動能、重力勢能以及機械能變化的關系如何?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系可以通過相應能量的變化求出。
(4)根據物體的機械能E=Ek+Ep,可以知道經過P點時,物體動能變化量大小ΔEk=80J,機械能變化量大小ΔE=20J。
例題求解主要過程:
上升到點時,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
E′k=Ek0-2ΔE′=50J
本例題小結:
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
本小結既是本節課的第3項內容,也是本章的小結。
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的物理量,物體運動狀態發生變化,物體運動形式發生變化,物體的能都相應隨之變化;做功是使物體能量發生變化的一種方式,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,使物體之間發生能量的傳遞與轉化。
(3)力做功可以使物體間發生能的傳遞與轉化,但能的總量是保持不變的。自然界中,物體的能量在傳遞、轉化過程中總是遵循能量守恒這一基本規律的。
六、說明
本節內容的處理應根據學生具體情況而定,學生基礎較好,可介紹較多內容;學生基礎較差,不一定要求應用物體機械能變化規律解題,只需對功和能關系有初步了解即可。
最新高中物理教案模板范文篇15
一、教材分析
磁感應強度是本章的重點內容,所以學好本節內容十分重要,首先要告訴學生一定要高度重視本節課內容的學習。
二、教學目標
(一)知識與技能
1、理解磁感應強度B的定義,知道B的單位是特斯拉。
2、會用磁感應強度的定義式進行有關計算。
3、會用公式F=BIL解答有關問題。
(二)過程與方法
1、知道物理中研究問題時常用的一種科學方法——控制變量法。
2、通過演示實驗,分析總結,獲取知識。
(三)情感、態度與價值觀
學會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的科學方法。
三、教學重點難點
學習重點:
磁感應強度的物理意義
學習難點:
磁感應強度概念的建立。
四、學情分析
學生通過日常生活經驗對磁場強弱已具有一定的感性認識,且在研究電場時,已經學習確定了一個叫做電場強度的物理量,用來描述電場的強弱。與此對比類似引出表示磁場強度和方向的物理量。
五、教學方法
實驗分析、講授法
六、課前準備
1、學生的準備:認真預習課本及學案內容
2、教師的準備:多媒體課件制作,課前預習學案,課內探究學案,課后延伸拓展學案
七、課時安排
1課時
八、教學過程
(一)用投影片出示本節學習目標.
(二)復習提問、引入新課
磁場不僅具有方向,而且也具有強弱,為表征磁場的強弱和方向就要引入一個物理量.怎樣的物理量能夠起到這樣的作用呢?緊接著教師提問以下問題.
1.用哪個物理量來描述電場的強弱和方向?
[學生答]用電場強度來描述電場的強弱和方向.
2.電場強度是如何定義的?其定義式是什么?
[學生答]電場強度是通過將一檢驗電荷放在電場中分析電荷所受的電場力與檢驗電荷量的比值來定義的,其定義式為E=.
過渡語:今天我們用相類似的方法來學習描述磁場強弱和方向的物理量——磁感應強度.
(三)新課講解-----第二節、磁感應強度
1.磁感應強度的方向
【演示】讓小磁針處于條形磁鐵產生的磁場和豎直方向通電導線產生的磁場中的各個點時,小磁針的N極所指的方向不同,來認識磁場具有方向性,明確磁感應強度的方向的規定。
【板書】小磁針靜止時N極所指的方向規定為該點的磁感應強度方向
過渡語:能不能用很小一段通電導體來檢驗磁場的強弱呢?
2.磁感應強度的大小