高中物理教案課件
高中物理教案課件篇1
(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()
高中物理教案課件篇2
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.
高中物理教案課件篇3
1、教材分析
高中物理第一章第六節“力的分解”是在前五節學習了力的初步概念,常見力和力的合成的基礎上,研究力的分解問題。它是前幾節知識內容的深化,依據可逆性原理和等效思想強化矢量運算法則,同時矢量運算始終貫穿在高中物理知識內容的全過程,具有基礎性和預備性,為以后學習位移、速度、加速度等矢量奠定基礎。因此,本節內容具有承上啟下的作用。
矢量概念是高中物理引進的重要概念之一,是初中知識的擴展和深化。在初中物理中,學生只學習了同一直線上的力的合成,“代數和”的運算在學生頭腦中已成定勢,造成了學生的認知斷層,因此本節教學的重點是:理解力的分解是力的合成的逆運算,在具體情況中運用平行四邊形定則。教學難點是:力的分解中如何判斷力的作用效果以及分力的方向。
2、教學目標
以學生的發展為本,面向全體,全面發展,提高科學素養為指導思想,按教學大綱要求,結合新課程標準理念,提出三維教學目標:
①知識目標:理解分力的概念及力的分解的含義,知道力的分解遵守平行四邊形定則,理解力的分解的方法。
②能力目標:強化“等效代替”的物理思維方法,培養觀察、實驗能力,培養學生分析問題和解決問題的能力。
③德育目標:力的合成和分解符合對立統一規律,聯系實際培養研究周圍事物的習慣。
3、教學方法
針對本節課的特點,采用實驗體驗、問題解決式教學法。其指導思想是讓“學生主體,教師主導”觀在教學中得以體現,從理論深入到實際。其操作策略是:
①問題學生提。學生通過提出問題,體現了學生自主學習的主動性,有利于發展學生思維。
②認知準備。注重學生認知準備,提高課堂教學的達成度,這堂課前的認知準備分兩個層次,一是淺加工階段的認知準備,如分力、力的分解概念等;二是深加工階段的認知準備,學生提出的問題,能擊中要害,抓住關鍵。
③學生體驗、感受,形成直覺思維,能突破難點,同時留下深刻印象。
④巧用評價,激活學生內動力。采用師生情感共鳴、配合默契、體驗成功的內在激勵方式,從深層、長久、公平的角度,讓評價內化為學生內動力。
4、學法指導
①引導學生質疑。質疑在不好理解處,質疑在不好分析處,質疑在不好掌握處。
②提供思維策略。用實際效果確定分力方向;用平行四邊形定則確定分力大小。
③教給分析方法。實際效果分析法,等效代替法。
5、教學過程
1、課前預習,自主探索
①課前一天晚自習,引領學生學會預習,給足他們自主探索的時空,讓學生帶著一定的知識儲備走進課堂,提高合作、探索學習的有效性。
②提出問題(書面)教師匯集、列序。
2、創設情境,引入新課
這里有一個鉤碼,可用一根細線提起,可用兩根細線提起,哪種情況細線容易被拉斷。演示用一根細線提起來,再將此細線穿過鉤碼,兩端上開,細線斷了。以此激活課堂。
3、共識目標,質疑問難
同學們預習后提出了有價值、有水平的問題,解決這些問題,就能達到本節的教學目標。展示教學目標、展示經教師篩選、排序的問題,體現了教師的主導作用,真正做到了以學定教。
4、循疑而進,問題解決
①什么是分力?什么是力的分解?屬表征問題,學生在書上勾畫(多媒體展示)。
②為什么說力的分解是力的合成的逆運算?
請學生回答:合力可等效代替兩分力,那么兩分力就可等效代替合力?因為分力的合力就是原來被分解的那個力(語言加工)。從而領會分力與合力的關系:等效代替不能共存。”
③什么情況下力的分解有確定的解?
請學生畫,同桌討論,看教材上圖1—29。引導學生總結:已知兩個分力的方向或已知一個分力的大小和方向,兩種情況有確定的解。(這不是重點,欲放即收,決不越俎代皰)。
④在具體問題中怎樣進行力的分解?
通過實例分析說明:為什么要分解?實際效果怎樣定?分力方向如何找?分力大小如何求?
例1、放在水平面上的物體受一個斜向上方的拉力F,請將F分解。
長膠板兩端擱置,中間放一木塊,用斜向上的力拖木塊。運動一段位移,請學生觀察此力的效果:長膠板彎曲程度減小,木塊水平起動(可多媒體展示)。
講清三個層面:
①沒有沿F的方向起動,說明沒有沿F方向的效果,因為有兩個效果,所以要分解。
②膠板彎曲程度減小,即“垂直上提”和“水平起動”兩個效果確定兩個分力的方向。
③平行四邊形定則確定兩個分力的大小,然后計算求解(以上用動畫展示,絕不在數學上花功夫)。
例2、物體靜止在傾角為θ的斜面上,其重力產生的效果怎樣?
先請學生將教材放在手掌上,手掌斜向下,有何感覺?再讓學生分析、作圖、計算,教師巡視、糾編,找出做得好的通過實物展臺讓學生觀看,作出評價。最后,實驗驗證:橡皮繩一端系方木塊,另一端固定在傾斜的膠板上。
觀察重力的效果。抬高膠板,使傾斜角增大,觀察重力的兩個效果的變化情況并與求解的分力表達式對照。請思考:斜面上的情況,重力一定沿斜面分解嗎?怎樣分解?如圖2,將重力G分解為垂直檔板的F1和垂直斜面的F2。
5、聯系實際,實踐探索
學生閱讀教材,第一段和最后一段(拖拉機拉耙來耙地,車輛上橋、下橋),深挖教材的編寫規律。討論:為什么公園滑梯傾角大而大橋要修很長的引橋來減小傾角?
6、回顧反思,學有所得
同學們,依據上例的解題過程,請你總結力的分解的方法:
①根據實例效果確定分力的方向;
②由平行四邊形定則確定分力大小。
7、思維策略,鞏固訓練
①如圖3支架,繩子對O點的拉力產生什么效果。
請一名學生上講臺,手伸直拿住竹桿的一端,另一端插在腰上,在手握處掛上適當重量(50N)的水桶,請他談談感受。同桌的同學,一人手叉腰,另一人使勁壓,互相交換做,這種自我感受、合作學習,使課堂氣氛熱烈、活躍,學生印象深刻。
教師展示分解過程,講解分解方法。創設問題,不知ΔABO的角度,怎樣計算分力大小呢?造成認知沖突,提出作圖法求解,教師講解此法,使本節課有整體建構。
②同學們,一根線和兩根線懸掛同一砝碼,兩根線的張角較大時,易斷!知道為什么嗎?多媒體展示畫好了的幾幅力的分解力,可得出結論。
8、總結擴展,突出重點
①力的分解是力的合成的逆運算,同樣遵守平行四邊形定則;
②在具體情境中用實際效果去分解力;
③分力的大小可計算、可作圖。
9、作業布置,開放練習
①觀察身邊的力的分解實例;
②書面作業。
高中物理教案課件篇4
一、教學目標
1.物理知識方面:
(1)理解勻速圓周運動是變速運動;
(2)掌握勻速圓周運動的線速度、角速度、周期的物理意義及它們間的數量關系;
(3)初步掌握向心力概念及計算公式。
2.通過勻速圓周運動、向心力概念的建立過程,培養學生觀察能力、抽象概括和歸納推理能力。
3.滲透科學方法的教育。
二、重點、難點分析
向心力概念的建立及計算公式的得出是教學重點,也是難點。通過生活實例及實驗加強感知,突破難點。
三、教具
1.轉臺、小傘;
2.細繩一端系一個小球(學生兩人一組);
3.向心力演示器。
四、主要教學過程
(一)引入新課
演示:將一粉筆頭分別沿豎直向下、水平方向、斜向上拋出,觀察運動軌跡。
復習提問:粉筆頭做直線運動、曲線運動的條件是什么?
啟發學生回答:速度方向與力的方向在同一條直線上,物體做直線運動;不在同一直線上,做曲線運動。
進一步提問:在曲線運動中,有一種特殊的運動形式,物體運動的軌跡是一個圓周或一段圓弧(用單擺演示),稱為圓周運動。請同學們列舉實例。
(學生舉例教師補充)
電扇、風車等轉動時,上面各個點運動的軌跡是圓大到宇宙天體如月球繞地球的運動,小到微觀世界電子繞原子核的運動,都可看做圓周運動,它是一種常見的運動形式。
提出問題:你在跑400米過彎道時身體為何要向彎道內側微微傾斜?鐵路和高速公路的轉彎處以及賽車場的環形車道,為什么路面總是外側高內側低?可見,圓周運動知識在實際中是很有用的。
引入:物理中,研究問題的基本方法是從最簡單的情況開始。
板書:勻速圓周運動
(二)教學過程設計
思考:什么樣的圓周運動最簡單?
引導學生回答:物體運動快慢不變。
板書:1.勻速圓周運動
物體在相等的時間里通過的圓弧長相等,如機械鐘表針尖的運動。
思考:勻速周圓運動的一個顯著特點是具有周期性。用什么物理量可以描述勻速圓周運動的快慢?
(學生自由發言)
板書:2.描述勻速圓周運動快慢的物理量恒量。
當t很短,s很短,即為某一時刻的瞬時速度。線速度其實就是物體做圓周運動的瞬時速度。當物體做勻速圓周運動時,各個時刻線速度大小相同,而方向時刻在改變。那么,線速度方向有何特點呢?
演示:水淋在小傘上,同時搖動轉臺。觀察:水滴沿切線方向飛出。
思考:說明什么?
師生分析:飛出的水滴在離開傘的瞬間,由于慣性要保持原來的速度方向,因而表明了切線方向即為此時刻線速度的方向。
板書:方向:沿著圓周各點的切線方向。如圖3。單位:rad/s。
(3)周期:質點沿圓周運動一周所用的時間。如:地球公轉周期約365天,鐘表秒針周期60s等,周期長,表示運動慢。(角速度、周期可由學生自己說出并看書完成)
板書:(師生共同完成)
思考:物體做勻速圓周運動時,v、ω、T是否改變?(ω、T不變,v大小不變、方向變。)講述:勻速周周運動是勻速率圓周運動的簡稱,它是一種變速運動。
提出問題:勻速圓周運動是一種曲線運動,由物體做曲線運動的條件可知,物體必定受到一個與它的速度方向不在同一條直線上的合外力作用,這個合外力的方向有何特點呢?
學生小實驗(兩人一組):
線的一端系一小球,使小球在水平面內做勻速圓周運動。小球質量很小(可用橡皮塞等替代),甩動時線速度盡量大,小球重力與拉力相比可忽略,以保證拉線近似在水平方向。
觀察并思考:
①小球受力?
②線的拉力方向有何特點?
③一旦線斷或松手,結果如何?
(提問學生后板書并圖示)
概括:要使物體做勻速圓周運動,必須使物體受到與速度方向垂直而指向圓心的力作用,故名向心力。
板書:3.向心力:物體做勻速圓周運動所需要的力。
提出問題:向心力的大小跟什么因素有關?
高中物理教案課件篇5
教學目標
一、知識目標
1、知道什么是反沖運動,能舉出幾個反沖運動的實例;
2、知道火箭的飛行原理和主要用途。
二、能力目標
1、結合實際例子,理解什么是反沖運動;
2、能結合動量守恒定律對反沖現象做出解釋;
3、進一步提高運用動量守恒定律分析和解決實際問題的能力
三、德育目標
1、通過實驗,分析得到什么是反沖運動,培養學生善于從實驗中總結規律和熱心科學研究的興趣、勇于探索的品質。
2、通過介紹我國成功地研制和發射長征系列火箭的事實,結合我國古代對于火箭的發明和我國的現代火箭技術已跨入世界先進先烈,激發學生熱愛社會主義的情感。
教學重點
1、知道什么是反沖。
2、應用動量守恒定律正確處理噴氣式飛機、火箭一類問題。
教學難點
如何應用動量守恒定律分析、解決反沖運動。
教學方法
1、通過觀察演示實驗,總結歸納得到什么是反沖運動。
2、結合實例運用動量守恒定律解釋反沖運動。
教學用具
反沖小車、玻璃棒、氣球、酒精、反沖塑料瓶等
課時安排
1課時
教學步驟
導入新課
[演示]拿一個氣球,給它充足氣,然后松手,觀察現象。
[學生描述現象]釋放氣球后,氣球內的氣體向后噴出,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動很多,本節課我們就來研究這種。
新課教學
(一)反沖運動火箭
1、教師分析氣球所做的運動
給氣球內吹足氣,捏緊出氣孔,此時氣球和其中的氣體作為一個整體處于靜止狀態。松開出氣孔時,氣球中的氣體向后噴出,氣體具有能量,此時氣體和氣球之間產生相互作用,氣球就向前沖出。
2、學生舉例:你能舉出哪些物體的運動類似于氣球所作的運動?
學生:節日燃放的禮花。噴氣式飛機。反擊式水輪機。火箭等做的運動。
3、同學們概括一下上述運動的特點,教師結合學生的敘述總結得到:
某個物體向某一方向高速噴射出大量的液體,氣體或彈射出一個小物體,從而使物體本身獲得一反向速度的現象,叫反沖運動
4、分析氣球。火箭等所做的反沖運動,得到:
在反沖現象中,系統所受的合外力一般不為零;
但是反沖運動中如果屬于內力遠大于外力的情況,可以認為反沖運動中系統動量守恒。
(二)學生課堂用自己的裝置演示反沖運動。
1、學生做準備:拿出自己的在課下所做的反沖運動演示裝置。
2、學生代表介紹實驗裝置,并演示。
學生甲:
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。
實驗做法:點燃浸有酒精的棉花,管中的酒精蒸氣將橡皮塞沖出,同時看到小車沿相反方向運動。
學生乙:
裝置:二個空摩絲瓶,在它們的底部用大號縫衣針各鉆一個小洞,這樣做成二個簡易的火箭筒,在鐵支架的立柱端裝上頂軸,在放置臂的兩側各裝一只箭筒,再把旋轉系統放在頂軸上,往火箭筒內各注入約4mL的酒精,并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。點燃酒精棉球,片刻火箭筒內的酒精蒸氣從尾孔中噴出,并被點燃,這時可以看到火箭旋轉起來。
學生丙:用可樂瓶做一個水火箭,方法是用一段吸管和透明膠帶在瓶上固定一個導向管,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氣閥門,并在氣門芯內裝上小橡皮管,在瓶中先注入約1/3體積的水,用橡皮塞把瓶口塞嚴,將尼龍線穿過可樂瓶上的導向管,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,將瓶的進氣閥與打氣筒相接,向筒內打氣到一定程度時,瓶塞脫開,水從瓶口噴出,瓶向反方向飛去。
過渡引言:同學們通過自己設計的實驗裝置得到并演示了什么是反沖運動,那么反沖運動在實際生活中有什么應用呢?下邊我們來探討這個問題。
(三)反沖運動的應用和防止
1、學生閱讀課文有關內容。
2、學生回答反沖運動應用和防止的實例。
學生:反沖有廣泛的應用:灌溉噴水器、反擊式水輪機、噴氣式飛機、火箭等都是反沖的重要應用。
學生:用槍射擊時,要用肩部抵住槍身,這是防止或減少反沖影響的實例。
3、用多媒體展示學生所舉例子。
4、要求學生結合多媒體展示的物理情景對幾個物理過程中反
沖的應用和防止做出解釋說明:
①對于灌溉噴水器,
當水從彎管的噴嘴噴出時,彎管因反沖而旋轉,可以自動地改變噴水的方向。
②對于反擊式水輪機:當水從轉輪的葉片中流出時,轉軸由于反沖而旋轉帶動發電機發電。
③對于噴氣式飛機和火箭,它們靠尾部噴出氣流的反沖作用而獲得很大的速度。
④用槍射擊時,子彈向前飛去槍身向后發生反沖,槍身的反沖會影響射擊的準確性,所以用步槍時我們要把槍身抵在肩部,以減少反沖的影響。
教師:通過我們對幾個實例的分析,明確了反沖既有有利的一面,同時也有不利的一面,在看待事物時我們要學會用一分為二的觀點。
我們知道:反沖現象的一個重要應用是火箭,下邊我們一認識火箭:
(四)火箭:
1、演示:把一個廢舊白熾燈泡敲碎取出里面的一根細玻璃管,往細玻璃管裝由火柴刮下的藥粉,把細管放在支架上,用火柴或其他辦法給細管加熱。
現象:當管內的藥粉點燃時,生成的燃氣從細口迅速噴出,細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,現代火箭的用途及多級火箭的工作過程,同時學生邊看邊閱讀課文。
3、用實物投影儀出示閱讀思考題:
①介紹一下我國古代的火箭。?
②現代的火箭與古代火箭有什么相同和不同之處?
③現代火箭主要用途是什么?
④現代火箭為什么要采用多級結構?
4、學生解答上述問題:
①我國古代的火箭是這樣的:
在箭上扎一個火藥筒,火藥筒的前端是封閉的,火藥點燃后生成的燃氣以很大速度向后噴出,火箭由于反沖而向前運動。
②現代火箭與古代火箭原理相同,都是利用反沖現象來工作的。
但現代火箭較古代火箭結構復雜得多,現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,燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出,火箭就向前飛去。
③現代火箭主要用來發射探測儀器、常規彈頭或核彈頭,人造衛星或宇宙飛船,即利用火箭作為運載工具。
④在現代技術條件下,一級火箭的最終速度還達不到發射人造衛星所需要的速度,發射衛星時要使用多級火箭。
用CAI課件展示多級火箭的工作過程:
多級火箭由章單級火箭組成,發射時先點燃第一級火箭,燃料用完工以后,空殼自動脫落,然后下一級火箭開始工作。
教師介紹:多級火箭能及時把空殼拋掉,使火箭的總質量減少,因而能夠達到很高的溫度,可用來完成洲際導彈,人造衛星、宇宙飛船等的發射工作,但火箭的級數不是越多越好,級數越多,構造越復雜,工作的可靠性越差,目前多級火箭一般都是三級火箭。
那么火箭在燃料燃盡時所能獲得的最終速度與什么有關系呢?
5、出示下列問題:
火箭發射前的總質量為M、燃料燃盡后的質量為m,火箭燃氣的噴射速度為v1,燃料燃盡后火箭的飛行速度v為多大?
[學生分析并解答]:
解:在火箭發射過程中,由于內力遠大于外力,所以動量守恒。
發射前的總動量為0,發射后的總動量為(M-m)v-mv1(以火箭的速度方向為正方向)則:(M-m)v-mv1=0
師生分析得到:燃料燃盡時火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質量比M/m決定。
鞏固訓練水平方向射擊的大炮,炮身重450kg,炮彈射擊速度是450m/s,射擊后炮身后退的距離是45cm,則炮受地面的平均阻力是多大?
小結
1、當物體的一部分以一定的速度離開物體時,剩余部分將獲得一個反向沖量而向相反方向運動,這種向相反方向的運動,通常叫做反沖運動。
2、對于反沖運動,所遵循的規律是動是守恒定律,在具體的計算中必須嚴格按動量守恒定律的解題步驟來進行。
3、反沖運動不僅存在于宏觀低速物體間,也存在于微觀高速物體。
高中物理教案課件篇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.