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高中物理教案
作為一位優(yōu)秀的人民教師,通常需要用到教案來輔助教學,通過教案準備可以更好地根據(jù)具體情況對教學進程做適當?shù)谋匾恼{整。寫教案需要注意哪些格式呢?下面是小編整理的高中物理教案,僅供參考,歡迎大家閱讀。
高中物理教案1
教學目標
一、知識目標
1、知道變壓器的構造.知道變壓器是用來改變交流電壓的裝置.
2、理解互感現(xiàn)象,理解變壓器的工作原理.
3、掌握理想變壓器工作規(guī)律并能運用解決實際問題.
4、理解理想變壓器的原、副線圈中電壓、電流與匝數(shù)的關系,能應用它分析解決基本問題.
5、理解變壓器的輸入功率等于輸出功率.能用變壓器的功率關系解決簡單的變壓器的電流關系問題.
6、理解在遠距離輸電時,利用變壓器可以大大降低傳輸線路的電能消耗的原因.
7、知道課本中介紹的幾種常見的變壓器.
二、能力目標
1、通過觀察演示實驗,培養(yǎng)學生物理觀察能力和正確讀數(shù)的習慣.
2、從變壓器工作規(guī)律得出過程中培養(yǎng)學生處理實驗數(shù)據(jù)及總結概括能力.
3、從理想變壓器概念引入使學生了解物理模型建立的基礎和建立的意義.
三、情感目標
1、通過原副線圈的匝數(shù)與繞線線徑關系中體會物理學中的xx、統(tǒng)一美.
2、讓學生充分體會能量守恒定律的普遍xx及辯xx統(tǒng)一思想.
3、培養(yǎng)學生尊重事實,實事求是的科學精神和科學態(tài)度.
教學建議
教材分析及相應的教法建議
1、在學習本章之前,首先應明確的是,變壓器是用來改變交變電流電壓的變壓器不能改變恒定電流的電壓.互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎.讓學生在學習電磁感應的基礎上理解互感現(xiàn)象.這里的關鍵是明白原線圈和副線圈有共同的鐵芯,穿過它們的磁通量和磁通量的變化時刻都是相同的因而,其中的感應電動勢之比只與匝數(shù)有關.這樣原、副線圈的匝數(shù)不同,就可以改變電壓了.
2、在分析變壓器的原理時,課本中提到了次級線圈對于負載來講,相當于一個交流電源一般情況下,忽略變壓器的磁漏,認為穿過原線圈每一匝的磁通量與穿過副線圈的磁通量總是相等的這兩個條件,都是理想變壓器的工作原理的內容.利用課本中的這些內容,教師在課堂上,首先可以幫助學生分析變壓器原理,原線圈上加上交變流電后,鐵心中產生交變磁通量;在副線圈中產生交變電動勢,則副線圈相當于交流電源對外供電.在這個過程中,如果從能量角度分析,可以看成是電能(原線圈中的交變電流)轉換成磁場能(鐵心中的變化磁場),磁場能又轉換成電能(副線圈對外輸出電流).所以,變壓器是一個傳遞能量的裝置.如果不計它的損失,則變壓器在工作中只傳遞能量不消耗能量。要使學生明白,理想變壓器是忽略了變壓器中的能量損耗,它的輸出功率與輸入功率相等,這樣才得出原、副線圈的電壓、電流與匝數(shù)的關系式.在解決有兩個副線圈的變壓器的問題時,這一點尤其重要.當然,在初學時,有兩個副線圈的變壓器的問題,不做統(tǒng)一要求,不必急于去分析這類問題.對于學有余力的學生,可引導他們進行分析討論。
3、學生對變壓器原理和變壓器中原、副線圈的電壓、電流的關系常有一些似是而非的模糊認識,引導學生認真討論章后習題,對學生澄清認識會有所幫助。
4、變壓器的電壓公式是直接給出的課本中利用原、副線圈的匝數(shù)關系,說明了什么是升壓變壓器和什么是降壓變壓器,這也是為了幫助學生能記住電壓關系公式.利用變壓器的輸出功率和輸人功率相等的關系,得到了i1i2=u1u2.建議教師做好用輸出負載調節(jié)輸入功率的演示實驗.引導學生注意觀察,當負載端接入的燈泡逐漸增多時,原、副線圈上的電壓基本上不發(fā)生變化,原線圈中的電流逐漸增大,副線圈中的電流也逐漸增大。
5、介紹幾種常見的'變壓器,是讓學生能見到真實的變壓器的外型和了解變壓器的實際構造.教師應當盡可能多地找一些變壓器的給學生看一看.變壓器在生產和生活中有十分廣泛的應用.課本中介紹了一些,教學中可根據(jù)實際情況向學生進行介紹,或看掛圖、照片、實物,或參觀,以開闊學生眼界,增加實際知識。
6、電能的輸送,定xx地說明了在遠距離輸送電能時,采用變壓器進行高壓輸電可以大大減少輸電線路上的電能損失.這里重點描述了輸電線上的電流大小與造成的電熱損失的關系,教師應幫助學生分析,理解采用高壓輸電的必要xx.
教學重點、難點、疑點及解決辦法
1、重點:
變壓器工作原理及工作規(guī)律.
2、難點:
(1)理解副線圈兩端的電壓為交變電壓.
(2)推導變壓器原副線圈電流與匝數(shù)關系.
(3)掌握公式中各物理量所表示對象的含義.
3、疑點:
變壓器鐵心是否帶電即如何將電能從原線圈傳輸出到副線圈.
4、解決辦法:
(1)通過演示實驗來研究變壓器工作規(guī)律使學生能在實驗基礎上建立規(guī)律.
(2)通過理想化模型建立及理論推導得出通過原副線圈電流與匝數(shù)間的關系.
(3)通過運用變壓器工作規(guī)律的公式來解題使學生從實踐中理解公式各物理量的含義
高中物理教案2
教學目標
知識目標
1、在開普勒第三定律的基礎上,推導得到萬有引力定律,使學生對此定律有初步理解;
2、使學生了解并掌握萬有引力定律;
3、使學生能認識到萬有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有質量的物體之間,不管它們之間是否還有其它作用力).
能力目標
1、使學生能應用萬有引力定律解決實際問題;
2、使學生能應用萬有引力定律和圓周運動知識解決行星繞恒星和衛(wèi)星繞行星運動的天體問題.
情感目標
1、使學生在學習萬有引力定律的過程中感受到萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)是經歷了幾代科學家的不斷努力,甚至付出了生命,最后牛頓總結了前人經驗的基礎上才發(fā)現(xiàn)的讓學生在應用萬有引力定律的過程中應多觀察、多思考.
教學建議
萬有引力定律的內容固然重要,讓學生了解發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程更重要.建議教師在授課時,應提倡學生自學和查閱資料.教師應準備的資料應更廣更全面.通過讓學生閱讀“萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程”,讓學生根據(jù)牛頓提出的幾個結果自己去猜測萬有引力與那些量有關.教師在授課時可以讓學生自學,也可由教師提出問題讓學生討論,也可由教師展示出開普勒三定律和牛頓的一些故事引導學生討論.
教學目的:
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、掌握萬有引力定律,能解決簡單的萬有引力問題;
教學難點:萬有引力定律的應用
教學重點:萬有引力定律
教具:
展示第谷、哥白尼,伽利略、開普勒和牛頓等人圖片.
教學過程
(一)新課教學(20分鐘)
1、引言
展示第谷、哥白尼,伽利略、開普勒和牛頓等人照片并講述物理學史:
十七世紀中葉以前的漫長時間中,許多天文學家和物理學家(如第谷、哥白尼,伽利略和開普勒等人),通過了長期的觀察、研究,已為人類揭示了行星的運動規(guī)律.但是,長期以來人們對于支配行星按照一定規(guī)律運動的原因是什么.卻缺乏了解,更沒有人敢于把天體運動與地面上物體的運動聯(lián)系起來加以研究.
偉大的物理學家牛頓在哥白尼、伽利略和開普勒等人研究成果的基礎上,進一步將地面上的動力學規(guī)律推廣到天體運動中,研究、確立了《萬有引力定律》.從而使人們認識了支配行星按一定規(guī)律運動的原因,為天體動力學的發(fā)展奠定了基礎.那么:
(1)牛頓是怎樣研究、確立《萬有引力定律》的呢
(2)《萬有引力定律》是如何反映物體間相互作用規(guī)律的
以上兩個問題就是這節(jié)課要研究的重點.
2、通過舉例分析,引導學生粗略領會牛頓研究、確立《萬有引力定律》的科學推理的思維方法.
蘋果在地面上加速下落:(由于受重力的原因):
月亮繞地球作圓周運動:(由于受地球引力的原因);
行星繞太陽作圓周運動:(由于受太陽引力的原因),(牛頓認為)
牛頓將上述各運動聯(lián)系起來研究后提出:這些力是屬于同種性質的力,應遵循同一規(guī)律;并進一步指出這種力應存在于宇宙中任何具有質量的物體之間.
3、引入課題.
板書:第二節(jié)、萬有引力定律
(1)萬有引力:宇宙間任何有質量的物體之間的相互作用.(板書)
(2)萬有引力定律:宇宙間的一切物體都是相互吸引的兩個物體間的.引力大小,跟他們之間質量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比.(板書)
式中:為萬有引力恒量;為兩物體的中心距離.引力是相互的(遵循牛頓第三定律).
(二)應用(例題及課堂練習)
學生中存在這樣的問題:既然宇宙間的一切物體都是相互吸引的,哪為什么物體沒有被吸引到一起(請學生帶著這個疑問解題)
例題1、兩物體質量都是1kg,兩物體相距1m,則兩物體間的萬有引力是多少
解:由萬有引力定律得:
代入數(shù)據(jù)得:
通過計算這個力太小,在許多問題的計算中可忽略
例題2.已知地球質量大約是,地球半徑為km,地球表面的重力加速度.
求:
(1)地球表面一質量為10kg物體受到的萬有引力
(2)地球表面一質量為10kg物體受到的重力
(3)比較萬有引力和重力
解:(1)由萬有引力定律得:
(2)代入數(shù)據(jù)得:
(3)比較結果萬有引力比重力大.原因是在地球表面上的物體所受萬有引力可分解為重力和自轉所需的向心力.
(三)課堂練習:
教師請學生作課本中的練習,教師引導學生審題,并提示使用萬有引力定律公式解題時,應注意因單位制不同,值也不同,強調用國際單位制解題.請學生同時到前面,在黑板上分別作1、2、3題.其它學生在座位上逐題解答.此時教師巡回指導學生練習隨時注意黑板上演算的情況.
(四)小結:
1、萬有引力存在于宇宙中任何物體之間(天體間、地面物體間、微觀粒子間).天體間萬有引力很大,為什么留學生去想(它是支配天體運動的原因).地面物體間,微觀粒子間:萬有引力很小,為什么它不足以影響物體的運動,故常?珊雎圆挥.
2、應用萬有引力定律公式解題,值選,式中所涉其它各量必須取國際單位制.
(五)布置作業(yè)(3分鐘):教師可根據(jù)學生的情況布置作業(yè).
探究活動
組織學生編寫相關小論文,通過對資料的收集,了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程,了解科學家們對知識的探究精神,下面就是相關的題目.
1、萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的歷史過程.
2、第谷在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律上的貢獻.
高中物理教案3
課前預習
一、安培力
1.磁場對通電導線的作用力叫做___○1____.
2.大小:(1)當導線與勻強磁場方向________○2_____時,安培力最大為F=_____○3_____.
(2)當導線與勻強磁場方向_____○4________時,安培力最小為F=____○5______.
(3) 當導線與勻強磁場方向斜交時,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手指__○8____,并且都跟手掌在___○9___,把手放入磁場中,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,就是通電導線在磁場中的__○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_____構成.
2.蹄形磁鐵的磁場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強度的大小總是相等的,這樣不管線圈轉到什么位置,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,當線圈中的電流方向改變時,安培力的方向隨著改變,指針偏轉方向也隨著改變,又可知道被測電流的方向。
3、磁電式儀表的優(yōu)點是____○18________,可以測很弱的電流,缺點是繞制線圈的導線很細,允許通過的電流很弱。
課前預習答案
○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一個平面內○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
重難點解讀
一、 對安培力的認識
1、 安培力的性質:
安培力是磁場對電流的作用力,是一種性質力。
2、 安培力的作用點:
安培力是導體中通有電流而受到的力,與導體的中心位置無關,因此安培力的作用點在導體的幾何中心上,這是因為電流始終流過導體的所有部分。
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平面內,把手放入磁場中,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體在磁場中的受力方向。
。2)F、B、I三者間方向關系:已知B、I的方向(B、I不平行時),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)。只要兩導線不是互相垂直的,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力的方向;當兩導線互相垂直時,用左手定則判定。
4、安培力的大小:
。1)安培力的計算公式:F=BILsinθ,θ為磁場B與直導體L之間的夾角。
。2)當θ=90°時,導體與磁場垂直,安培力最大Fm=BIL;當θ=0°時,導體與磁場平行,安培力為零。
。3)F=BILsinθ要求L上各點處磁感應強度相等,故該公式一般只適用于勻強磁場。
。4)安培力大小的特點:①不僅與B、I、L有關,還與放置方式θ有關。②L是有效長度,不一定是導線的`實際長度。彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長度L=0
二、通電導線或線圈在安培力作用下的運動判斷方法
。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,最后確定運動方向.
。2)特殊位置分析法:把通電導體轉到一個便于分析的特殊位置后判斷其安培力方向,從而確定運動方向.
。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環(huán)形電流,反過來等效也成立。
。4)轉換研究對象法:因為電流之間,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動的問題,可先分析電流在磁場中所受的安培力,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動方向.
典題精講
題型一、安培力的方向
例1、電視機顯象管的偏轉線圈示意圖如右,即時電流方向如圖所示。該時刻由里向外射出的電子流將向哪個方向偏轉?
解:畫出偏轉線圈內側的電流,是左半線圈靠電子流的一側為向里,右半線圈靠電子流的一側為向外。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。(本題用其它方法判斷也行,但不如這個方法簡潔)。
答案:向左偏轉
規(guī)律總結: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)。
(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)。可以把條形磁鐵等效為長直螺線管(不要把長直螺線管等效為條形磁鐵)。
題型二、安培力的大小
例2、如圖,一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中,且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L,且 。流經導線的電流為I,方向如圖中箭頭所示。導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力
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:該導線可以用a和d之間的直導線長為 來等效代替,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:應用F=BILsinθ來計算時,F(xiàn)不僅與B、I、L有關,還與放置方式θ有關。L是有效長度,不一定是導線的實際長度。彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長度L=0
題型三、通電導線或線圈在安培力作用下的運動
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線,通有圖示方向的電流后,磁鐵對水平面的壓力將會__(增大、減小還是不變?)水平面對磁鐵的摩擦力大小為__。
解析:本題有多種分析方法。⑴畫出通電導線中電流的磁場中通過兩極的那條磁感線(如圖中粗虛線所示),可看出兩極受的磁場力的合力豎直向上。磁鐵對水平面的壓力減小,但不受摩擦力。⑵畫出條形磁鐵的磁感線中通過通電導線的那一條(如圖中細虛線所示),可看出導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:分析通電導線或線圈在安培力作用下的運動常用方法:(1)電流元分析法,(2)特殊位置分析法, (3)等效法,(4)轉換研究對象法
題型四、安培力作用下的導體的平衡問題
例4、 水平面上有電阻不計的U形導軌NMPQ,它們之間的寬度為L,M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內阻).現(xiàn)垂直于導軌擱一根質量為m,電阻為R的金屬棒ab,并加一個范圍較大的勻強磁場,磁感應強度大小為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:
(1)當ab棒靜止時,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B的方向如何?
解析:從b向a看側視圖如圖所示.
(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:對于這類問題的求解思路:
(1)若是立體圖,則必須先將立體圖轉化為平面圖
。2)對物體受力分析,要注意安培力方向的確定
。3)根據(jù)平衡條件或物體的運動狀態(tài)列出方程
(4)解方程求解并驗證結果
鞏固拓展
1. 如圖,長為 的直導線拆成邊長相等,夾角為 的 形,并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中,磁感應強度為 ,當在該導線中通以電流強度為 的電流時,該 形通電導線受到的安培力大小為
。ˋ)0 (B)0.5 (C) (D)
答案:C
解析:導線有效長度為2lsin30°=l,所以該V形通電導線收到的安培力大小為 。選C。
本題考查安培力大小的計算。
2..一段長0.2 m,通過2.5 A電流的直導線,關于在磁感應強度為B的勻強磁場中所受安培力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,通電導線一定與B平行
答案:C
解析:當導線與磁場方向垂直放置時,F(xiàn)=BIL,力最大,當導線與磁場方向平行放置時,F(xiàn)=0,當導線與磁場方向成任意其他角度放置時,0 3. 首先對電磁作用力進行研究的是法國科學家安培.如圖所示的裝置,可以探究影響安培力大小的因素,實驗中如果想增大導體棒AB擺動的幅度,可能的操作是( ) A.把磁鐵的N極和S極換過來 B.減小通過導體棒的電流強度I C.把接入電路的導線從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強弱成正比,與電流強度成正比,與導線的長度成正比,C正確. 4. 一條形磁鐵放在水平桌面上,它的上方靠S極一側吊掛一根與它垂直的導電棒,圖中只畫出此棒的截面圖,并標出此棒中的電流是流向紙內的,在通電的一瞬間可能產生的情況是( ) A.磁鐵對桌面的壓力減小 B.磁鐵對桌面的壓力增大 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.對導體棒,通電后,由左手定則,導體棒受到斜向左下方的安培力,由牛頓第三定律可得,磁鐵受到導體棒的作用力應斜向右上方,所以在通電的一瞬時,磁鐵對桌面的壓力減小,磁鐵受到向左的摩擦力,因此A、D正確. 5..質量為m的通電細桿ab置于傾角為θ的平行導軌上,導軌寬度為d,桿ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ.有電流時ab恰好在導軌上靜止,如圖右所示.,下圖是沿b→a方向觀察時的四個平面圖,標出了四種不同的勻強磁場方向,其中桿與導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中通電導體桿受到水平向右的安培力,細桿所受的摩擦力可能為零.②中導電細桿受到豎直向上的安培力,摩擦力可能為零.③中導電細桿受到豎直向下的安培力,摩擦力不可能為零.④中導電細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,兩根無限長的平行導線a和b水平放置,兩導線中通以方向相反、大小不等的恒定電流,且Ia>Ib.當加一個垂直于a、b所在平面的勻強磁場B時;導線a恰好不再受安培力的作用.則與加磁場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安培力的2倍,方向豎直向上 C.b受的安培力等于原來安培力的2倍,方向豎直向下 D.b受的安培力小于原來安培力的大小,方向豎直向下 答案:D 解析:當a不受安培力時,Ib產生的磁場與所加磁場在a處疊加后的磁感應強度為零,此時判斷所加磁場垂直紙面向外,因Ia>Ib,所以在b處疊加后的磁場垂直紙面向里,b受安培力向下,且比原來。蔬x項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線a、b和c,各導線中的電流大小相同,其中a、c導線中的電流方向垂直紙面向外,b導線電流方向垂直紙面向內.每根導線都受到另外兩根導線對它的安培力作用,則關于每根導線所受安培力的合力,以下說法中正確的是( ) A.導線a所受合力方向水平向右 B.導線c所受合力方向水平向右 C.導線c所受合力方向水平向左 D.導線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線所在處的磁場方向,要注意是合磁場的方向,然后用左手定則判定導線的受力方向.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力外,其他作用力都可忽略,則它們的運動情況是______. 答案: 兩兩相互吸引,相聚到三角形的中心 解析:根據(jù)通電直導線周圍磁場的特點,由安培定則可判斷出,它們之間存在吸引力. 9.如圖所示,長為L、質量為m的兩導體棒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θ=45°,a、b均通以大小為I的同向平行電流時,a恰能在斜面上保持靜止.則b的電流在a處所產生的磁場的磁感應強度B的大小為 . 答案: 解析: 由安培定則和左手定則可判知導體棒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的輕質彈簧,下端掛有一匝數(shù)為n的矩形線框abcd.bc邊長為l.線框的下半部處在勻強磁場中,磁感應強度大小為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.開始時線框處于平衡狀態(tài),令磁場反向,磁感強度的大小仍為B,線框達到新的平衡.在此過程中線框位移的大小Δx______,方向______. 答案: ;位移的方向向下 解析:設線圈的質量為m,當通以圖示電流時,彈簧的伸長量為x1,線框處于平衡狀態(tài),所以kx1=mg-nBIl.當電流反向時,線框達到新的平衡,彈簧的伸長量為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,彈簧的伸長是x2>x1,位移的方向應向下. 教學目標 知識目標 1、認識勻速圓周運動的概念。 2、理解線速度、角速度和周期的概念,掌握這幾個物理量之間的關系并會進行計算。 能力目標 培養(yǎng)學生建立模型的能力及分析綜合能力。 情感目標 激發(fā)學生學習興趣,培養(yǎng)學生積極參與的意識。 教材分析 教材首先明確要研究圓周運動中的最簡單的情況,勻速圓周運動,接著從描述勻速圓周運動的快慢的角度引入線速度、角速度的概念及周期、頻率、轉速等概念,最后推導出線速度、角速度、周期間的關系,中間有一個思考與討論做為鋪墊。 教法建議 關于線速度、角速度、周期等概念的教學建議是:通過生活實例(齒輪轉動或皮帶傳動裝置)或多媒體資料,讓學生切實感受到做圓周運動的物體有運動快慢與轉動快慢及周期之別,有必要引入相關的物理量加以描述。學習線速度的概念,可以根據(jù)勻速圓周運動的概念(結合課件)引導學生認識弧長與時間比值保持不變的特點,進而引出線速度的大小與方向。同時應向學生指出線速度就是物體做勻速圓周運動的瞬時速度。學習角速度和周期的概念時,應向學生說明這兩個概念是根據(jù)勻速圓周運動的特點和描述運動的需要而引入的。即物體做勻速圓周運動時,每通過一段弧長都與轉過一定的圓心角相對應,因而物體沿圓周轉動的快慢也可以用轉過的圓心角與時間t比值來描述,由此引入角速度的概念。又根據(jù)勻速圓周運動具有周期性的特點,物體沿圓周轉動的快慢還可以用轉動一圈所用時間的長短來描述,為此引入了周期的概念。講述角速度的概念時,不要求向學生強調角速度的矢量性。在講述概念的同時,要讓學生體會到勻速圓周運動的特點:線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運動。 關于“線速度、角速度和周期間的關系”的教學建議是:結合課件引導學生認識到這幾個物理量在對圓周運動的描述上雖有所不同,但它們之間是有聯(lián)系的,并引導學生從如下思路理解它們之間的關系: 教學重點:線速度、角速度、周期的概念 教學難點:各量之間的關系及其應用 主要設計: 一、描述勻速圓周運動的有關物理量。 。ㄒ唬┳寣W生舉一些物體做圓周運動的實例。 。ǘ┱故菊n件1、齒輪傳動裝置 課件2、皮帶傳動裝置 為引入概念提供感性認識,引起思考和討論 。ㄈ┱故菊n件3:質點做勻速圓周運動 可暫停?勺x出運行的時間,對應的弧長,轉過的圓心角,進而給出線速度、角速度、周期、頻率、轉速等概念。 二、線速度、角速度、周期間的關系: 。ㄒ唬┲匦抡故菊n件 1、齒輪傳動裝置。讓學生體會到有些不同的點線速度大小相同,但角速度、周期不同,有些不同的點角速度、周期相同,但線速度大小不同;進而此導同學去分析它們之間的關系 圓周運動是一種特殊的曲線運動,也是牛頓定律在曲線運動中的綜合應用。描述圓周運動的物理量多,且許多物理量(力、加速度、線速度)在時刻變化,因此,本單元是必修教材中的重點、難點、和學生的學困點。教師如何根據(jù)自己的學生把握教材的難易,設計好教案,對順利完成好本單元教學就顯得非常重要。 1、向心力:一本參考資料給向心力下了如下定義:做圓周運動的物體所受到指向圓心的合外力,叫向心力。我認為這個定義是不確切的,其一是容易給學生產生誤導,認為做圓周運動的物體要受到一個向心力的作用,其二、向心力是按力的'作用效果命名的,它可以是某一個力、或幾個力的合力、還可以是某種力的分力。魯科版在本知識點教材處理比較好,先通過細繩栓一小球在光滑水平面做圓周運動的演示實驗,分析其受力,得出:做圓周運動的物體一定要受到一個始終指向圓心等效力的作用,這個力叫做向心力。這個定義也比較科學,學生容易接受,且給等效力留了拓展空間,教師在后面的教學中,再通過圓周運動的實例引導學生逐漸認知向心力。在新課教學中,對有些復雜問題應循序漸進,不可一步到位。人教版教材是先學習向心加速度,根據(jù)牛頓第二定律,這個加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力,這個合力叫向心力。這樣給出向心力顯得有點抽象,學生不容易接受。 2、向心加速度:人教版教材是通過質點做勻速圓周運動,找出△t時間內的速度變化量△v,△v△t求出平均加速度,當△t趨近零時,△v垂直于速度v,且指向圓心,既為質點在該位置的加速度,稱向心加速度向心力向心加速度,然后給出加速度的公式。按此教學方案,邏輯性強,學生能知道向心加速度的來龍去脈,但由于用到了速度的失量差和極限概念,大部分學生感到學習困難,從課堂效果上看并不好,因此本教學方案適宜優(yōu)秀學生。魯科版教教材是通過圓周運動物體的受力分析,總結出做圓周運動的物體受到向心力的作用,那么它必然存在一個由向心力產生的加速度,這個加速度叫向心加速,方向與向心力方向一致,始終指向圓心,然后直接給出向心加速度的數(shù)學表達式,省去了復雜的數(shù)學推導,使教學難度大大降低,從課堂教學效果看:學生感覺容易接受,師生互動較為活躍。 本節(jié)教材分析 這節(jié)課通過對一些天體運動的實例分析,使學生了解:通常物體之間的萬有引力很小,常常覺察不出來,但在天體運動中,由于天體的質量很大,萬有引力將起決定性作用,對天文學的發(fā)展起了很大的推動作用,其中一個重要的應用就是計算天體的質量. 在講課時,應用萬有引力定律有兩條思路要交待清楚. 1.把天體(或衛(wèi)星)的運動看成是勻速圓周運動,即F引=F向,用于計算天體(中心體)的質量,討論衛(wèi)星的速度、角速度、周期及半徑等問題. 2.在地面附近把萬有引力看成物體的重力,即F引=mg.主要用于計算涉及重力加速度的問題. 一、教學目標 1.通過對行星繞恒星的運動及衛(wèi)星繞行星的運動的研究,使學生初步掌握研究此類問題的基本方法:萬有引力作為物體做圓周運動的向心力。 2.使學生對人造地球衛(wèi)星的發(fā)射、運行等狀況有初步了解,使多數(shù)學生在頭腦中建立起較正確的圖景。 二、重點、難點分析 1.天體運動的向心力是由萬有引力提供的,這一思路是本節(jié)課的重點。 2.第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度,是衛(wèi)星運行的最大速度,它們的統(tǒng)一是本節(jié)課的難點。 三、教具 自制同步衛(wèi)星模型。 四、教學過程 (一)引入新課 1.復習提問: (1)物體做圓周運動的向心力公式是什么?分別寫出向心力與線速 (2)萬有引力定律的內容是什么?如何用公式表示?(對學生的回答予以糾正或肯定。) (3)萬有引力和重力的關系是什么?重力加速度的決定式是什么?(學生回答:地球表面物體受到的重力是物體受到地球萬有引力的一個分力,但這個分力的大小基本等于物體受到地球的萬有引力。如不全面,教師予以補充。) 2.引課提問:根據(jù)前面我們所學習的知識,我們知道了所有物體之間都存在著相互作用的萬有引力,而且這種萬有引力在天體這類質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有把天體拉到一起呢?(可由學生討論,教師歸納總結。) 因為天體都是運動的,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,它將做勻速直線運動,F(xiàn)在它受到恒星對它的萬有引力,將偏離原來的運動方向。這樣,它既不能擺脫恒星的控制遠離恒星,也不會被恒星吸引到一起,將圍繞恒星做圓周運動。此時,行星做圓周運動的向心力由恒星對它的萬有引力提供。(教師邊講解,邊畫板圖。) 可見萬有引力與天體的運動密切聯(lián)系,我們這節(jié)課就要研究萬有引力定律在天文學上的應用。 板書:萬有引力定律在天文學上的應用人造衛(wèi)星 (二)教學過程 1.研究天體運動的基本方法 剛才我們分析了行星的運動,發(fā)現(xiàn)行星繞恒星做圓周運動,此時,恒星對行星的萬有引力是行星做圓周運動的向心力。其實,所有行星繞恒星或衛(wèi)星繞行星的運動都可以基本上看成是勻速圓周運動。這時運動的行星或衛(wèi)星的受力情況也非常簡單:它不可能受到彈力或摩擦力,所受到的力只有一種——萬有引力。萬有引力作為其做圓周運動的向心力。 板書:F萬=F向 下面我們根據(jù)這一基本方法,研究幾個天文學的問題。 (1)天體質量的計算 如果我們知道了一個衛(wèi)星繞行星運動的周期,知道了衛(wèi)星運動的軌道半徑,能否求出行星的質量呢?根據(jù)研究天體運動的基本方法:萬有引力做向心力,F(xiàn)萬=F向 (指副板書)此時知道衛(wèi)星的圓周運動周期,其向心力公式用哪個好呢? 等式兩邊都有m,可以約去,說明與衛(wèi)星質量無關。我們就可以得 (2)衛(wèi)星運行速度的比較 下面我們再來看一個問題:某行星有兩顆衛(wèi)星,這兩顆衛(wèi)星的質量和軌道半徑都不相同,哪顆衛(wèi)星運動的速度快呢?我們仍然利用研究天體運動的基本方法:以萬有引力做向心力 F萬=F向 設行星質量為M,某顆衛(wèi)星運動的軌道半徑為r,此衛(wèi)星質量為m,它受到行星對它的萬有引力為 (指副板書)于是我們得到 等式兩邊都有m,可以約去,說明與衛(wèi)星質量無關。于是我們得到 從公式可以看出,衛(wèi)星的運行速度與其本身質量無關,與其軌道半徑的平方根成反比。軌道半徑越大,運行速度越;軌道半徑越小,運行速度越大。換句話說,離行星越近的衛(wèi)星運動速度越大。這是一個非常有用的結論,希望同學能夠給予重視。 (3)海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn) 剛才我們研究的問題只是實際問題的一種近似,實際問題要復雜一些。比如,行星繞太陽的運動軌道并不是正圓,而是橢圓;每顆行星受到的引力也不僅由太陽提供,除太陽的引力最大外,還要受到其他行星的引力。這就需要更復雜一些的運算,而這種運算,導致了海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)。 200年前,人們認識的太陽系有7大行星:水星、金星、地球、火星、土星、木星和天王星,后來,人們發(fā)現(xiàn)最外面的行星——天王星的運行軌道與用萬有引力定律計算出的有較大的偏差。于是,有人推測,在天王星的軌道外側可能還有一顆行星,它對天王星的引力使天王星的軌道發(fā)生偏離。而且人們計算出這顆行星的可能軌道,并且在計算出的位置終于觀測到了這顆新的行星,將它命名為海王星。再后,又發(fā)現(xiàn)海王星的軌道也與計算值有偏差,人們進一步推測,海王星軌道外側還有一顆行星,于是用同樣的方法發(fā)現(xiàn)了冥王星。可見萬有引力定律在天文學中的應用價值。 2.人造地球衛(wèi)星 下面我們再來研究一下人造地球衛(wèi)星的發(fā)射及運行情況。 (1)衛(wèi)星的發(fā)射與運行 最早研究人造衛(wèi)星問題的是牛頓,他設想了這樣一個問題:在地面某一高處平拋一個物體,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?紤]到地球是圓形的,應該是這樣的圖景:(板圖) 當拋出物體沿曲線軌道下落時,地面也沿球面向下彎曲,物體所受重力的方向也改變了。當物體初速度足夠大時,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,物體需要一個最小的發(fā)射速度,物體以這個速度發(fā)射時,能夠剛好貼著地面繞地球飛行,此時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)射一個物體,物體將在貼著地球表面的軌道上做勻速圓周運動。若發(fā)射速度大于第一宇宙速度,物體將在離地面遠些的軌道上做圓周運動。 現(xiàn)在同學思考一個問題:剛才我們分析衛(wèi)星繞行星運行時得到一個結論:衛(wèi)星軌道離行星越遠,其運動速度越小,F(xiàn)在我們又得到一個結論:衛(wèi)星的發(fā)射速度越大,其運行軌道離地面越遠。這兩者是否矛盾呢? 其實,它們并不矛盾,關鍵是我們要分清發(fā)射速度和運行速度是兩個不同的速度: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,將會遠離地球表面。而衛(wèi)星遠離地球表面的過程中,其在垂直地面方向的運動,相當于豎直上拋運動,衛(wèi)星速度將變小。當衛(wèi)星速度減小到7.9km/s時,由于此時衛(wèi)星離地球的距離比剛才大,根據(jù)萬有引力定律,此時受到的引力比剛才小,仍不能使衛(wèi)星在此高度繞地球運動,衛(wèi)星還會繼續(xù)遠離地球。衛(wèi)星離地面更遠了,速度也進一步減小,當速度減小到某一數(shù)值時,比如說5km/s時,衛(wèi)星在這個位置受到的地球引力剛好滿足衛(wèi)星在這個軌道以這個速度運動所需向心力,衛(wèi)星將在這個軌道上運動。而此時的運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)星繞地球運行的最大速度。 如果物體發(fā)射的速度更大,達到或超過11.2km/s時,物體將能夠擺脫地球引力的束縛,成為繞太陽運動的行星或飛到其他行星上去。11.2km/s這個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,達到或超過16.7km/s時,物體將能夠擺脫太陽引力的束縛,飛到太陽系外。16.7km/s這個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 下面我們再來研究一種衛(wèi)星——同步通信衛(wèi)星。這種衛(wèi)星繞地球運動的角速度與地球自轉的速度相同,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。我們平時看電視實況轉播時總聽到解說員講:正在通過太平洋上空或印度洋上空的通訊衛(wèi)星轉播電視實況,為什么北京上空沒有同步衛(wèi)星呢?大家來看一下模型(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是地軸上的某點,而不是地心,其需要的向心力也指向這一點。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周期相同,所以此衛(wèi)星離地球的距離只能是一個定值。換句話說,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。可見,空間位置也是一種資源。(可視時間讓學生推導同步衛(wèi)星的高度) 五、課堂小結 本節(jié)課我們學習了如何用萬有引力定律來研究天體運動的問題;掌握了萬有引力是向心力這一研究天體運動的基本方法;了解了衛(wèi)星的發(fā)射與運行的一些情況;知道了第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度,是衛(wèi)星繞地球運行的`最大速度。最后我們還了解了通訊衛(wèi)星的有關情況,本節(jié)課我們學習的內容較多,希望及時復習。 六、說明 1.設計思路:本節(jié)課是一節(jié)知識應用與擴展的課程,所以設計時注意加大知識含量,引起學生興趣。同時注意方法的培養(yǎng),讓學生養(yǎng)成用萬有引力是天體運動的向心力這一基本方法研究問題的習慣,避免套公式的不良習慣。圍繞第一宇宙速度的討論,讓學生形成較正確的衛(wèi)星運動圖景。 2.同步衛(wèi)星模型是用一地球儀改制而成,用一個小球當衛(wèi)星,小球與地球儀用細線相連,細線的一端可在地球儀的不同緯度處固定。 第六章萬有引力定律(四、萬有引力定律在天文學上的應用) 第六章萬有引力定律(四、萬有引力定律在天文學上的應用) 教材分析 這節(jié)課通過對一些天體運動的實例分析,使學生了解:通常物體之間的萬有引力很小,常常覺察不出來,但在天體運動中,由于天體的質量很大,萬有引力將起決定性作用,對天文學的發(fā)展起了很大的推動作用,其中一個重要的應用就是計算天體的質量。 在講課時,應用萬有引力定律有兩條思路要交待清楚。 1.把天體(或衛(wèi)星)的運動看成是勻速圓周運動,即F引=F向,用于計算天體(中心體)的質量,討論衛(wèi)星的速度、角速度、周期及半徑等問題。 2.在地面附近把萬有引力看成物體的重力,即F引=mg.主要用于計算涉及重力加速度的問題。 這節(jié)內容是這一章的重點,這是萬有引力定律在實際中的具體應用.主要知識點就是如何求中心體質量及其他應用,還是可發(fā)現(xiàn)未知天體的方法。 教學目標 一知識目標 1.了解行星繞恒星運動及衛(wèi)星繞行星的運動的共同點:萬有引力作為行星、衛(wèi)星圓周運動的向心力。 2.了解萬有引力定律在天文學上有重要應用。 3.會用萬有引力定律計算天體的質量。 二能力目標 通過萬有引力定律在實際中的應用,培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。 教學重點 1.人造衛(wèi)星、月球繞地球的運動;行星繞太陽的運動的向心力是由萬有引力提供的。 2.會用已知條件求中心天體的質量。 教學難點 根據(jù)已有條件求中心天體的質量。 教學步驟 一導入新課 復習舊課: 1.卡文迪許實驗測萬有引力常量的原理是什么? 答:利用引力矩與金屬絲的扭轉力矩的平衡來求得。 2.萬有引力常量的測出的物理意義。 答:使萬有引力定律有了其實際意義,可以求得地球的質量等。 對了,萬有引力常量一經測出,萬有引力定律對天文學的發(fā)展起了很大的推動作用,這節(jié)課我們來學習萬有引力定律在天文學上的應用。 二新課教學 (一)天體質量的計算 提出問題引導學生思考:在天文學上,天體的質量無法直接測量,能否利用萬有引力定律和前面學過的知識找到計算天體質量的方法呢? 1.基本思路:在研究天體的運動問題中,我們近似地把一個天體繞另一個天體的運動看作勻速圓周運動,萬有引力提供天體作圓周運動的向心力。 2.計算表達式: 例如:已知某一行星到太陽的距離為r,公轉周期為T,太陽質量為多少? 分析:設太陽質量為M,行星質量為m,由萬有引力提供行星公轉的向心力得: ,∴ 提出問題引導學生思考:如何計算地球的質量? 分析:應選定一顆繞地球轉動的衛(wèi)星,測定衛(wèi)星的軌道半徑和周期,利用上式求出地球質量。因此上式是用測定環(huán)繞天體的軌道半徑和周期方法測被環(huán)繞天體的質量,不能測定環(huán)繞天體自身質量。 對于一個天體,M是一個定值.所以,繞太陽做圓周運動的行星都有。即開普勒第三定律。 老師總結:應用萬有引力定律計算天體質量的基本思路是:根據(jù)行星(或衛(wèi)星)運動的情況,求出行星(或衛(wèi)星)的向心力,而F向=F萬有引力。根據(jù)這個關系列方程即可。 例如:已知月球到地球的球心距離為r=4×108m,月亮繞地球運行的周期為30天,求地球的質量。 解:月球繞地球運行的向心力即月地間的萬有引力即有: F向=F引= 得: 求某星體表面的重力加速度 例:一個半徑比地球大2倍,質量是地球的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: ∴ 即正確選項為C 學生自己總結: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有引力.一般采用比例計算法。 練習:金星的半徑是地球的0.95倍,質量是地球的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 用萬有引力定律計算天體的質量是天文學上的重要應用之一,一個科學的理論,不但要能說明已知事實,而且要能預言當時不知道的事實,請同學們閱讀課本并思考:科學家是如何根據(jù)萬有引力定律發(fā)現(xiàn)海王星的? 請同學們推導:已知中心天體的質量及繞其運動的行星的運動情況,在太陽系中,行星繞太陽運動的半徑r為: 根據(jù)F萬有引力=F向=,而F萬有引力=,兩式聯(lián)立得: 在18世紀發(fā)現(xiàn)的第七個行星──天王星的運動軌道,總是同根據(jù)萬有引力定律計算出來的有一定偏離。當時有人預測,肯定在其軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的新星。后來,亞當斯和勒維列在預言位置的附近找到了這顆新星。后來,科學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,萬有引力定律在天文學上的應用,有極為重要的意義。 海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn),顯示了萬有引力定律對研究天體運動的重要意義,同時證明了萬有引力定律的正確性。 三例題分析 例1.木星的一個衛(wèi)星運行一周需要時間1.5×104s,其軌道半徑為9.2×107m,求木星的質量為多少千克? 解:木星對衛(wèi)星的萬有引力提供衛(wèi)星公轉的向心力: ,例2.地球繞太陽公轉,軌道半徑為R,周期為T。月球繞地球運行軌道半徑為r,周期為t,則太陽與地球質量之比為多少? 解:⑴地球繞太陽公轉,太陽對地球的引力提供向心力 則,得: 、圃虑蚶@地球公轉,地球對月球的引力提供向心力 則,得: 、翘柵c地球的質量之比 例3.一探空箭進入繞太陽的近乎圓形的軌道運行,軌道半徑是地球繞太陽公轉半徑的9倍,則探空火箭使太陽公轉周期為多少年? 解:方法一:設火箭質量為m1,軌道半徑R,太陽質量為M,地球質量為m2,軌道半徑為r。 、呕鸺@太陽公轉,則 得:………………① 、频厍蚶@太陽公轉,則 得:………………② ∴∴火箭的公轉周期為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 1.將一物體掛在一彈簧秤上,在地球表面某處伸長30mm,而在月球表面某處伸長5mm.如果在地球表面該處的重力加速度為9.84m/s2,那么月球表面測量處相應的重力加速度為 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(用投影片出示) 這節(jié)課我們主要掌握的知識點是: 1.萬有引力定律在天文學中的應用,一般有兩條思路: (1)F萬有引力=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萬有引力。 2.了解萬有引力定律在天文學中具有的重要意義。 五作業(yè) 教學目標 知識目標 1、使學生能應用萬有引力定律解決天體問題: 2、通過萬有引力定律計算天體的質量、天體的密度、天體的重力加速度、天體運行的速度等; 3、通過應用萬有引力定律使學生能在頭腦中建立一個清晰的解決天體問題的圖景:衛(wèi)星作圓周運動的向心力是兩行星間的萬有引力提供的。 能力目標 1、通過萬有引力定律在天文學上的應用使學生能熟練的掌握萬有引力定律; 情感目標 1、通過萬有引力定律在天文學上的應用使學生感受到自己能應用所學物理知識解決實際問題——天體運動。 教學建議 應用萬有引力定律解決天體問題主要解決的是:天體的質量、天體的密度、天體的重力加速度、天體運行的速度天文學的初步知識等。教師在備課時應了解下列問題: 1、天體表面的重力加速度是由天體的質量和半徑決定的 2、地球上物體的重力和地球對物體的萬有引力的關系:物體隨地球的自轉所需的向心力,是由地球對物體引力的一個分力提供的,引力的另一個分力才是通常所說的物體受到的重力.(相關內容可以參考擴展資料) 萬有引力定律在天文學上的應用教學設計 教學重點:萬有引力定律的應用 教學難點:地球重力加速度問題 教學方法:討論法 教學用具:計算機 教學過程: 一、地球重力加速度 問題一:在地球上是赤道的重力加速度大還是兩極的加速度大 這個問題讓學生充分討論: 1、有的學生認為:地球上的加速度是不變化的 2、有的學生認為:兩極的重力加速度大. 3、也有的的學生認為:赤道的重力加速度大. 出現(xiàn)以上問題是因為:學生可能沒有考慮到地球是橢球形的,也有不記得公式的等. 教師板書并講解: 在質量為、半徑為的地球表面上,如果忽略地球自轉的影響,質量為的物體的重力加速度,可以認為是由地球對它的萬有引力產生的由萬有引力定律和牛頓第二定律有: 則該天體表面的重力加速度為: 由此式可知,地球表面的重力加速度是由地球的質量和半徑決定的而又因為地球是橢球的赤道的半徑大,兩極的半徑小,所以赤道上的.重力加速度小,兩極的重力加速度大.也可讓學生發(fā)揮得:離地球表面的距離越大,重力加速度越小. 問題二:有1kg的物體在北京的重力大還是在上海的重力大 這個問題有學生回答 問題三: 1、地球在作什么運動人造地球衛(wèi)星在作什么運動 通過展示圖片為學生建立清晰的圖景. 2、作勻速圓周運動的向心力是誰提供的 回答:地球與衛(wèi)星間的萬有引力即由牛頓第二定律得: 3、由以上可求出什么 ①衛(wèi)星繞地球的線速度: 、谛l(wèi)星繞地球的周期: 、坌l(wèi)星繞地球的角速度: 教師可帶領學生分析上面的公式得: 當軌道半徑不變時,則衛(wèi)星的周期不變、衛(wèi)星的線速度不變、衛(wèi)星的角速度也不變. 當衛(wèi)星的角速度不變時,則衛(wèi)星的軌道半徑不變. 課堂練習: 1、假設火星和地球都是球體,火星的質量和地球質量.之比,火星的半徑和地球半徑之比,那么離火星表面高處的重力加速度和離地球表面高處的重力加速度.之比等于多少 解:因物體的重力來自萬有引力,所以: 則該天體表面的重力加速度為: 所以: 2、若在相距甚遠的兩顆行星和的表面附近,各發(fā)射一顆衛(wèi)星和,測得衛(wèi)星繞行星的周期為,衛(wèi)星繞行星的周期為,求這兩顆行星密度之比是多大 解:設運動半徑為,行星質量為,衛(wèi)星質量為. 由萬有引力定律得: 解得: 所以: 3、某星球的質量約為地球的的9倍,半徑約為地球的一半,若從地球上高處平拋一物體,射程為60米,則在該星球上,從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體,射程應為: A、10米B、15米C、90米D、360米 解得:(A) 布置作業(yè): 探究活動 組織學生收集資料,編寫相關論文,可以參考下列題目: 1、月球有自轉嗎(針對這一問題,學生會很容易回答出來,但是關于月球的自轉情況卻不一定很清楚,教師可以加以引伸,比如月球自轉周期,為什么我們看不到月球的另一面) 2、觀察月亮 有條件的讓學生觀察月亮以及星體,收集相關資料,練習地理天文知識編寫小論文. 教學目標 知識目標 1、了解形變的概念,了解彈力是物體發(fā)生彈性形變時產生的. 2、能夠正確判斷彈力的有無和彈力的方向,正確畫出物體受到的彈力. 3、掌握運用胡克定律計算彈簧彈力的方法. 能力目標 1、能夠運用二力平衡條件確定彈力的大小. 2、針對實際問題確定彈力的大小方向,提高判斷分析能力. 教學建議 一、基本知識技能: (一)、基本概念: 1、彈力:發(fā)生形變的物體,由于要回復原狀,對跟它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫做彈力. 2、彈性限度:如果形變超過一定限度,物體的形狀將不能完全恢復,這個限度叫做彈性限度. 3、彈力的大小跟形變的大小有關,形變越大,彈力也越大. 4、形變有拉伸形變、彎曲形變、和扭轉形變. (二)、基本技能: 1、應用胡克定律求解彈簧等的產生彈力的大小. 2、根據(jù)不同接觸面或點畫出彈力的圖示. 二、重點難點分析: 1、彈力是物體發(fā)生形變后產生的,了解彈力產生的原因、方向的判斷和大小的確定是本節(jié)的教學重點. 2、彈力的有無和彈力方向的判斷是教學中學生比較難掌握的知識點. 教法建議 一、關于講解彈力的產生原因的教法建議 1、介紹彈力時,一定要把物體在外力作用時發(fā)生形狀改變的事實演示好,可以演示橢圓形狀玻璃瓶在用力握緊時的形狀變化,也可以演示其它明顯的形變實驗,如礦泉水瓶的形變,握力器的形變,鋼尺的形變,也可以借助媒體資料演示一些研究觀察物體微小形變的'方法.通過演示,介紹我們在做科學研究時,通常將微小變化“放大”以利于觀察. 二、關于彈力方向講解的教法建議 1、彈力的方向判斷是本節(jié)的重點,可以將接觸面的關系具體為“點——面(平面、曲面)”接觸和“面——面”接觸.舉一些例子,將問題簡單化.往往彈力的方向的判斷以“面”或“面上接觸點的切面”為準. 如所示的簡單圖示: 2、注意在分析兩物體之間彈力的作用時,可以分別對一個物體進行受力分析,確切說明,是哪一個物體的形變對其產生彈力的作用.配合教材講解繩子的拉力時,可以用具體的例子,畫出示意圖加以分析. 第三節(jié) 彈力 教學方法:實驗法、講解法 教學用具:演示形變用的鋼尺、橡皮泥、彈簧、重物(鉤碼). 教學過程設計 (一)、復習提問 1、重力是的產生原因是什么?重力的方怎樣? 2、復習初中內容:形變;彈性形變. (二)、新課教學 由復習過渡到新課,并演示說明 1、演示實驗1:捏橡皮泥,用力拉壓彈簧,用力彎動鋼尺,它們的形狀都發(fā)生了改變,教師總結形變的概念. 形變:物體的形狀或體積的變化叫做形變,形變的原因是物體受到了力的作用.針對橡皮泥形變之后形狀改變總結出彈性形變的概念:能夠恢復原來形狀的形變叫做彈性形變.不能恢復原來形狀的形變叫做塑性形變. 2、將鉤碼懸掛在彈簧上,彈簧另一端固定,彈簧被拉長,提問: (1)鉤碼受哪些力?(重力、拉力、這二力平衡) (2)拉力是誰加給鉤碼的?(彈簧) (3)彈簧為什么對鉤碼產生拉力?(彈簧發(fā)生了彈性形變) 由此引出彈力的概念: 3、彈力:發(fā)生彈性形變的物體,會對跟它直接接觸的物體產生力的作用.這種力就叫彈力. 就上述實驗繼續(xù)提問: (1)彈力產生的條件:物體直接接觸并發(fā)生彈性形變. (2)彈力的方向 提問:課本放在桌子上.書給桌子的壓力和桌子對書的支持力屬于什么性質的力?其受力物體、施力物體各是什么?方向如何? 與學生討論,然后總結: 4、壓力的方向總是垂直與支持面而指向受力物體(被壓物體). 5、支持力的方向總是垂直與支持面而指向受力物體(被支持物體). 繼續(xù)提問:電燈對電線產生的拉力和電線對電燈產生的拉力又是什么性質的力? 其受力物體、施力物體各是誰?方向如何? 分析討論,總結. 6、繩的拉力是繩對所拉物體的彈力,方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向. 7、胡克定律 彈力的大小與形變有關,同一物體,形變越大,彈力越大.彈簧的彈力,與 形變的關系為: 在彈性限度內,彈力的大小 跟彈簧的伸長(或縮短)的長度 成正比,即: 式中 叫彈簧的倔強系數(shù),單位:N/m.它由彈簧本身所決定.不同彈簧的倔強系數(shù)一般不相同.這個規(guī)律是英國科學家胡克發(fā)現(xiàn)的,叫胡克定律. 胡克定律的適用條件:只適用于伸長或壓縮形變. 8、練習使用胡克定律,注意強調 為形變量的大小. 彈力高中物理教學反思 本節(jié)課注意了對學生開放性、創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。開放性創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)不是一句口號,而應該落到實處,這是基礎教育課程改革的要求,也是在教學實際中很難落實的一個問題。 一般情況下,教師在組織學生學習塑性和彈性的時候,往往是通過舉出生活中或者學生能夠接觸的彈性物體和非彈性物體若干實例,通過歸納的方法得出塑性和彈性。在這個問題的處理上并沒有按照往常的方法,而是讓學生對教師給出的若干物體進行分類,潛移默化的對學生進行了方法教育。分類的標準不同,分類結果也就不同,學生的興奮點就非常多,都試圖依照不同的分類標準進行分類,學生的思維隨著分類的翅膀在飛翔。 從學生的生活出發(fā),關注學生的體驗。物理不是獨立和抽象于生活之外的,尤其在初中階段來看更是如此。在組織教學的時候沒有過分關注基本的知識和概念,而是從學生生活中常見的橡皮筋、海綿、彈簧、減震等學生常見常聽的事物出發(fā),學生在對物體的彈性和塑性有充分的感性基礎上,總結出什么是塑性和彈性。關注學生自己的體驗,讓兩位同學在拉測力計的活動中體驗拉力的不同,認識到彈力的大小與彈性形變的物體的形變大小有關的。學生親自參與到了物理知識的建構中,認識當然是非常深刻的。師生關系融洽和諧,這也是本節(jié)課的一個閃光點。 主要缺點: 學生在進行分類的時候沒有充分放開學生的思維。為什么學生的分類答案都是與本節(jié)內容是對應的?為什么沒有學生按照物質的組成去分?為什么沒有按照物質的導電性能或者密度大小去分?這是受到了思維定勢的影響,既然本節(jié)學習彈性和塑性,當然就是這一種分類方法。在以后的教學中應該讓學生在充分分類的基礎上,從中挑出一組依照彈性和塑性分類的一組,讓學生分析這一種分類的標準是什么,同樣回到了環(huán)節(jié)的主題。 一、設計思想 物理學是一門與自然、生活、技術進步和社會發(fā)展有著最為廣泛聯(lián)系的科學。讓學生封閉在既不聯(lián)系自然,也不聯(lián)系生產、生活,遠離科學探究樂趣,甚至根本不可能存在的“思辯游戲”式的難題和怪題的牢籠之中,他們是不可能熱愛物理課程的。所以要讓學生在體驗中獲得物理規(guī)律,在物理史實中領略思維的力量和美。本節(jié)課的設計特點是注重物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展,對科學家的創(chuàng)造性思維品質和敢于置疑、堅持真理的獻身精神成為情感態(tài)度價值觀教育的好素材。另外,實驗的驗證是本節(jié)課必需要的。適當介紹一些物理學史的知識,通過對大量實例的分析,讓學生真正理解力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因。先是介紹了人類對力和運動關系的發(fā)展歷史,并著重講述了伽俐略的理想實驗及其重要的實驗思想。然后引入了牛頓第一定律,引入了慣性概念,并由此分析出力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因。 二、教材分析 牛頓第一定律是牛頓定律的基石,正是因為它破除了長達近兩千年的.亞里士多德的錯誤,改變了人類的自然觀和世界觀,才導致牛頓第二定律得出。與此同時,它本身還包含著力、慣性、和參考系這些極富成果的科學概念,成為物理學理論的支柱和基石。另外,伽利略的研究過程蘊涵了重要的科學方法,教學中要引導學生領會牛頓第一定律的含義,充分說明伽利略“理想實驗”的實驗基礎和推理過程,展示了伽利略斜面理想實驗的猜想依據(jù)、推斷結果這一思維過程,通過教學讓學生明確運動和力的關系,提升對力、慣性、質量等基本概念的理解。慣性是學生學習運動和力的基礎,因其抽象難懂而成為難點。新課標中本節(jié)內容對學生有以下基本要求:1。了解亞里士多德對力和運動關系的論述及存在的錯誤。2。認識伽利略研究運動和力關系的思想方法,了解理想實驗的作用。3。知道速度是描述物體運動狀態(tài)的物理量。4。理解牛頓第一定律的內容,能夠運用牛頓第一定律解釋有關現(xiàn)象。5。知道慣性是物體的固有屬性,知道質量是物體慣性大小的量度。6。運用慣性概念,解釋有關實際問題。在發(fā)展要求中:1。了解運動學和動力學研究角度的差異。2。會識別慣性系與非慣性系。 三、學情分析 本節(jié)所述內容在初中課本上已涉及到,初中課本中用到的標題是慣性定律,所以學生已有一定的基礎,關鍵是如何讓學生加深對牛頓第一定律的理解。對力和運動的關系,從日常經驗出發(fā),人們往往會產生錯誤的認識,所以使學生建立起運動改變的原因在于物體間的相互作用力的觀點,不是輕而易舉的事情。在對慣性的學習中,這仍是學生難于理解的問題。許多學生把物體具有保持勻速直線運動和靜止狀態(tài)的性質與物體在這種狀態(tài)下的特點混為一談。 四、教學目標 1、知識、技能目標: 。1)理解牛頓第一定律的內容及意義。 。2)理解慣性,知道日常生活中由于慣性而產生的簡單現(xiàn)象,會解釋日常生活中的慣性現(xiàn)象。 2、能力、方法目標:培養(yǎng)學生嚴謹?shù)倪壿嬐评砟芰;通過對大量實例的分析,培養(yǎng)學生歸納、綜合能力。善于思考、善于總結,把物理與實際生活緊密結合。 3、情感、態(tài)度目標:讓學生知道科學研究過程的艱難,領悟實驗加推理的科學研究方法。 五、重點難點 本節(jié)的重點是伽利略理想實驗,難點是對慣性的理解。 六、教學策略與手段 探究式教學,按物理史實為線索展示物理規(guī)律的形成。 七、課前準備 自制理想斜面實驗器(用有很小凹槽的柔軟鋁塑板作為軌道)、氣墊導軌。 八、教學過程 1、創(chuàng)設情景、新課引入 。1)引導學生看兩張來自生活的圖片(多媒體投影): 、倬旖兴緳C系安全帶,為什么? 、趤喼揎w人柯受良駕車飛越黃河,他憑什么有這種膽識去飛越氣勢磅礴的黃河呢? 。2)演示一個慣性現(xiàn)象的小實驗:用棒敲打疊放的象棋子。 通過生活中的一些現(xiàn)象引起學生探求物理知識的興趣,同時為慣性的學習打下伏筆。 2、歷史回顧 首先讓同學看一個實驗:用手推車,車前進,停止用力,車停止。 設問:生活中還有哪些類似此類的現(xiàn)象?(由學生思考后回答) 學生答:可能有如靜止的自行車用力踩腳踏板才開始運動,如沒有對車繼續(xù)用力,它最終會停下來。靜止的秋千用力時,它會擺動起來。停止用力時,它會最終停下來,等等。 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(xiàn)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(yǎng)學生善于從實驗中總結規(guī)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(fā)射長征系列火箭的事實,結合我國古代對于火箭的發(fā)明和我國的現(xiàn)代火箭技術已跨入世界先進先烈,激發(fā)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(xiàn)象。 [學生描述現(xiàn)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(jié)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(tài)。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(jié)日燃放的禮花。噴氣式飛機。反擊式水輪機;鸺茸龅倪\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(xiàn)象,叫反沖運動 4、分析氣球;鸺人龅姆礇_運動,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(tǒng)動量守恒。 。ǘ⿲W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(tǒng)放在頂軸上,往火箭筒內各注入約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。 。ㄈ┓礇_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: 、賹τ诠喔葒娝, 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(fā)電機發(fā)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。 、苡脴屔鋼魰r,子彈向前飛去槍身向后發(fā)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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: 、俳榻B一下我國古代的火箭。? 、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? 、墁F(xiàn)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。 、诂F(xiàn)代火箭與古代火箭原理相同,都是利用反沖現(xiàn)象來工作的。 但現(xiàn)代火箭較古代火箭結構復雜得多,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,燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出,火箭就向前飛去。 、郜F(xiàn)代火箭主要用來發(fā)射探測儀器、常規(guī)彈頭或核彈頭,人造衛(wèi)星或宇宙飛船,即利用火箭作為運載工具。 、茉诂F(xiàn)代技術條件下,一級火箭的最終速度還達不到發(fā)射人造衛(wèi)星所需要的速度,發(fā)射衛(wèi)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(fā)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(wèi)星、宇宙飛船等的發(fā)射工作,但火箭的級數(shù)不是越多越好,級數(shù)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(fā)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(fā)射過程中,由于內力遠大于外力,所以動量守恒。 發(fā)射前的總動量為0,發(fā)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 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(guī)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。 一、教學目標 1、在開普勒第三定律的基礎上,推導得到萬有引力定律,使學生對此規(guī)律有初步理解。 2、介紹萬有引力恒量的測定方法,增加學生對萬有引力定律的感性認識。 3、通過牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程和卡文迪許扭秤的設計方法,滲透科學發(fā)現(xiàn)與科學實驗的方法論教育。 二、重點、難點分析 1、萬有引力定律的推導過程,既是本節(jié)課的重點,又是學生理解的難點,所以要根據(jù)學生反映,調節(jié)講解速度及方法。 2、由于一般物體間的萬有引力極小,學生對此缺乏感性認識,又無法進行演示實驗,故應加強舉例。 三、教具 卡文迪許扭秤模型。 四、教學過程 。ㄒ唬┮胄抡n 1、引課:前面我們已經學習了有關圓周運動的知識,我們知道做圓周運動的物體都需要一個向心力,而向心力是一種效果力,是由物體所受實際力的合力或分力來提供的。另外我們還知道,月球是繞地球做圓周運動的,那么我們想過沒有,月球做圓周運動的向心力是由誰來提供的呢?(學生一般會回答:地球對月球有引力。) 我們再來看一個實驗:我把一個粉筆頭由靜止釋放,粉筆頭會下落到地面。 實驗:粉筆頭自由下落。 同學們想過沒有,粉筆頭為什么是向下運動,而不是向其他方向運動呢?同學可能會說,重力的方向是豎直向下的,那么重力又是怎么產生的呢?地球對粉筆頭的引力與地球對月球的引力是不是一種力呢?(學生一般會回答:是。)這個問題也是300多年前牛頓苦思冥想的問題,牛頓的結論也是:yes。 既然地球對粉筆頭的引力與地球對月球有引力是一種力,那么這種力是由什么因素決定的,是只有地球對物體有這種力呢,還是所有物體間都存在這種力呢?這就是我們今天要研究的萬有引力定律。 板書:萬有引力定律 。ǘ┙虒W過程 1、萬有引力定律的推導 首先讓我們回到牛頓的年代,從他的角度進行一下思考吧。當時“日心說”已在科學界基本否認了“地心說”,如果認為只有地球對物體存在引力,即地球是一個特殊物體,則勢必會退回“地球是宇宙中心”的說法,而認為物體間普遍存在著引力,可這種引力在生活中又難以觀察到,原因是什么呢?(學生可能會答出:一般物體間,這種引力很小。如不能答出,教師可誘導。)所以要研究這種引力,只能從這種引力表現(xiàn)比較明顯的物體——天體的問題入手。當時有一個天文學家開普勒通過觀測數(shù)據(jù)得到了一個規(guī)律:所有行星軌道半徑的3次方與運動周期的2次方之比是一個定值,即開普勒第 其中m為行星質量,R為行星軌道半徑,即太陽與行星的距離。也就是說,太陽對行星的引力正比于行星的質量而反比于太陽與行星的距離的平方。 而此時牛頓已經得到他的第三定律,即作用力等于反作用力,用在這里,就是行星對太陽也有引力。同時,太陽也不是一個特殊物體,它 用語言表述,就是:太陽與行星之間的引力,與它們質量的乘積成正比,與它們距離的平方成反比。這就是牛頓的萬有引力定律。如果改 其中G為一個常數(shù),叫做萬有引力恒量。(視學生情況,可強調與物體重力只是用同一字母表示,并非同一個含義。) 應該說明的是,牛頓得出這個規(guī)律,是在與胡克等人的探討中得到的。 2、萬有引力定律的理解 下面我們對萬有引力定律做進一步的說明: 。1)萬有引力存在于任何兩個物體之間。雖然我們推導萬有引力定律是從太陽對行星的引力導出的,但剛才我們已經分析過,太陽與行星都不是特殊的物體,所以萬有引力存在于任何兩個物體之間。也正因為此,這個引力稱做萬有引力。只不過一般物體的質量與星球相比過于小了,它們之間的萬有引力也非常小,完全可以忽略不計。所以萬有引力定律的表述是: 板書:任何兩個物體都是相互吸引的,引力的大小跟兩個物體的質 其中m1、m2分別表示兩個物體的質量,r為它們間的距離。 (2)萬有引力定律中的距離r,其含義是兩個質點間的距離。兩個物體相距很遠,則物體一般可以視為質點。但如果是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近,則應把r理解為它們的幾何中心的距離。例如物體是兩個球體,r就是兩個球心間的距離。 。3)萬有引力是因為物體有質量而產生的引力。從萬有引力定律可以看出,物體間的萬有引力由相互作用的兩個物體的質量決定,所以質量是萬有引力的產生原因。從這一產生原因可以看出:萬有引力不同于我們初中所學習過的電荷間的引力及磁極間的引力,也不同于我們以后要學習的分子間的引力。 3、萬有引力恒量的測定 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,但萬有引力恒量G這個常數(shù)是多少,連他本人也不知道。按說只要測出兩個物體的質量,測出兩個物體間的距離,再測出物體間的引力,代入萬有引力定律,就可以測出這個恒量。但因為一般物體的'質量太小了,它們間的引力無法測出,而天體的質量太大了,又無法測出質量。所以,萬有引力定律發(fā)現(xiàn)了100多年,萬有引力恒量仍沒有一個準確的結果,這個公式就仍然不能是一個完善的等式。直到100多年后,英國人卡文迪許利用扭秤,才巧妙地測出了這個恒量。 這是一個卡文迪許扭秤的模型。(教師出示模型,并拆裝講解)這個扭秤的主要部分是這樣一個T字形輕而結實的框架,把這個T形架倒掛在一根石英絲下。若在T形架的兩端施加兩個大小相等、方向相反的力,石英絲就會扭轉一個角度。力越大,扭轉的角度也越大。反過來,如果測出T形架轉過的角度,也就可以測出T形架兩端所受力的大小。現(xiàn)在在T形架的兩端各固定一個小球,再在每個小球的附近各放一個大球,大小兩個球間的距離是可以較容易測定的。根據(jù)萬有引力定律,大球會對小球產生引力,T形架會隨之扭轉,只要測出其扭轉的角度,就可以測出引力的大小。當然由于引力很小,這個扭轉的角度會很小。怎樣才能把這個角度測出來呢?卡文迪許在T形架上裝了一面小鏡子,用一束光射向鏡子,經鏡子反射后的光射向遠處的刻度尺,當鏡子與T形架一起發(fā)生一個很小的轉動時,刻度尺上的光斑會發(fā)生較大的移動。這樣,就起到一個化小為大的效果,通過測定光斑的移動,測定了T形架在放置大球前后扭轉的角度,從而測定了此時大球對小球的引力?ㄎ牡显S用此扭秤驗證了牛頓萬有引力定律,并測定出萬有引力恒量G的數(shù)值。這個數(shù)值與近代用更加科學的方法測定的數(shù)值是非常接近的。 卡文迪許測定的G值為6。754×10—11,現(xiàn)在公認的G值為6。67×10—11。需要注意的是,這個萬有引力恒量是有單位的:它的單位應該是乘以兩個質量的單位千克,再除以距離的單位米的平方后,得到力的單位牛頓,故應為Nm2/kg2。 板書:G=6。67×10—11Nm2/kg2 由于萬有引力恒量的數(shù)值非常小,所以一般質量的物體之間的萬有引力是很小的,我們可以估算一下,兩個質量50kg的同學相距0。5m時之間的萬有引力有多大(可由學生回答:約6。67×10—7N),這么小的力我們是根本感覺不到的。只有質量很大的物體對一般物體的引力我們才能感覺到,如地球對我們的引力大致就是我們的重力,月球對海洋的引力導致了潮汐現(xiàn)象。而天體之間的引力由于星球的質量很大,又是非常驚人的:如太陽對地球的引力達3。56×1022N。 五、課堂小結 本節(jié)課我們學習了萬有引力定律,了解了任何兩個有質量的物體之間都存在著一種引力,這個引力正比于兩個物體質量的乘積,反比于兩個物體間的距離。其大小的決定式為: 其中G為萬有引力恒量:G=6。67×10—11Nm2/kg2 另外,我們還了解了科學家分析物體、解決問題的方法和技巧,希望對我們今后分析問題、解決問題能夠有所借鑒。 六、說明 1、設計思路:本節(jié)課由于內容限制,以教師講授為主。為能夠吸引學生,引課時設計了一些學生習以為常的但又沒有細致思考過的問題。講授過程中以物理學史為主線,讓學生以科學家的角度分析、思考問題。力爭抓住這節(jié)課的有利時機,滲透“沒有絕對特殊的物體”這一引起物理學幾次革命性突破的辯證唯物主義觀點。 2、卡文迪許扭秤模型為自制教具,可仿課本插圖用金屬桿等焊制,外面可用有機玻璃制成外殼,并可拆卸。 一、教學目標 【知識與技能】 1、知道常見的形變,了解物體的彈性; 2、知道彈力產生的條件; 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。 【過程與方法】 通過探究彈力的存在,能提高在實際問題中確定彈力方向的能力,體會假設推理法解決問題的巧妙。 【情感態(tài)度與價值觀】 觀察和了解形變的有趣現(xiàn)象,感受自然界的奧秘,感受學習物理的樂趣,建立把物理學習與生活實踐結合起來的習慣。 二、教學重難點 【重點】 彈力產生的條件及彈力方向的判定 【難點】 接觸的物體是否發(fā)生形變及彈力方向的確定 三、教學過程 環(huán)節(jié)一:導入新課 教學一開始前,給每個學生小組分發(fā)彈簧和尺子,讓每個小組試著把玩這些物件,如用力拉或壓彈簧,用力彎動尺子等。在操作過程中思考被拉或壓的彈簧,彎動的尺子的有什么共同點是什么?大家可否試著舉出生活中其他的一些諸如這個彈簧和尺子的例子? 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習的彈力。 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: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)生形變了沒有? 學生會產生疑惑分歧,但教師此時可以不用詳解,而是做現(xiàn)場演示實驗1,讓學生觀察用手擠壓時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。) 為了讓學生有更直觀深刻的印象,也會用視頻播放演示實驗2:桌面微小形變的激光演示(在一個大桌上放兩個平面鏡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光點。用力壓桌面,觀察刻度尺上光點位置的變化。) 學生觀察后思考:通過上面的實驗,我們觀察到什么樣的實驗現(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)生形變了沒有? 分析得出:通過微觀放大的方法觀察,我們發(fā)現(xiàn)原來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原狀,這種形變叫做彈性形變。 提問: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原狀呢?請舉例說明? 學生能舉出有時彈簧拉得過長就恢復不了原狀。指出:如果形變過大,超過一定的限度,撤去作用力后物體不能完全恢復原來的形狀,這個限度叫做彈性限度。 根據(jù)前面的鋪墊,總結彈力的概念:發(fā)生形變的物體,由于要恢復原狀,對與它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫做彈力。例舉蹦床的例子說明。 。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,與學生一起分析之間的相互作用關系,指出書對桌面的壓力和桌面對書的支持力都是彈力。 舉出實例:給出吊燈圖片,做出分析。以燈為研究受力對象,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,就要企圖恢復形變。這里施力物體——鏈子,受力物體——燈。這時候鏈子對燈的拉力的方向是——豎直向上,指向鏈子收縮的方向。 做出總結:彈力方向——施力物體形變恢復的方向;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 給出如下三個圖片,要求學生畫出彈力的示意圖。 歸納總結: 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)點面接觸,垂直于接觸面指向被支持的物體 。3)點點接觸,垂直于接觸點的切面指向被支持物體。 環(huán)節(jié)四:小結作業(yè) 小結:師生歸納彈力的相關知識點。 作業(yè):預習后面胡克定律,了解彈力大小的特點。 四、板書設計 五、教學反思 一、教學目標 1.在物理知識方面理解作用力和反作用力的關系,掌握牛頓第三定律的內容. 2.牛頓第三定律是通過實驗得到的,在這一節(jié)課中要充分讓學生體會到這一點.通過本節(jié)課的教學,要讓學生在學習物理知識的同時,學會物理學研究現(xiàn)象、總結規(guī)律的方法. 二、重點、難點分析 1.本節(jié)教學的重點是認識并理解作用力和反作用力的關系,學生不應把對它們的認識只停留在大小和方向上.學生應該掌握對作用力和反作用力的正確判斷. 2.作用力和反作用力的關系與平衡力的關系有相同之處,也有不同之處,學生常常把這兩種力混淆.兩個相互作用力是大小相等的,但對兩個物體產生的效果往往也是不同的,要通過對問題的分析解決學生頭腦中不正確的認識. 三、教具 1.演示兩物體間的相互作用力為彈力的小車、彈簧片、細線; 2.演示兩物體間的相互作用力為摩擦力的三合板、遙控玩具汽車、玻璃棒; 3.演示兩物體間的相互作用力為靜電力的通草球、橡膠棒、毛皮、玻璃棒、絲綢; 4.演示兩物體間的相互作用力為磁場力的小車、磁鐵等; 5.演示兩個學生間相互作用力的小車、繩; 6.演示相互作用力大小關系的彈簧秤. 四、主要教學過程 (一)引入新課 人在劃船時用槳推河岸,發(fā)生了什么現(xiàn)象呢?船離開了岸.這個問題在初中已經研究過,當時對這個問題的解釋是:物體間力的作用是相互的當一個物體對另一個物體施加力的作用時,這個物體同樣會受到另一個物體對它的力的作用,我們把這個過程中出現(xiàn)的兩個力分別叫做作用力和反作用力.下面進一步來研究兩個物體之間的作用力和反作用力的關系. (二)教學過程設計 第六節(jié)牛頓第三定律 1.物體間力的作用是相互的 我們通過幾個實驗來研究今天的內容.通過實驗大家要總結出作用力跟反作用力的特點及其關系.在實驗中大家要注意觀察現(xiàn)象,分析現(xiàn)象所說明的問題. 實驗1.在桌面上放兩輛相同的`小車,兩車用細線套在一起,兩車間夾一彈簧片.當用火燒斷線后,兩車被彈開,所走的距離相等. 實驗2.在桌面上并排放上一些圓桿,可用靜電中的玻璃棒.在棒上鋪一塊三合板,板上放一輛遙控電動玩具小車.用遙控器控制小車向前運動時,板向后運動;當車向后運動時板向前運動. 實驗3.用細線拴兩個通草球,當兩個通草球帶同種電荷時,相互推斥而遠離;當帶異種電荷時,相互吸引而靠近. 實驗4.在兩輛小車上各固定一根條形磁鐵,當磁鐵的同名磁極靠近時,放手小車兩車被推開;當異名磁極接近時,兩輛小車被吸攏. 實驗5.把兩輛能站人的小車放在地面上,小車上各站一個學生,每個學生拿著繩子的一端.當一個學生用力拉繩時,兩輛小車同時向中間移動. 實驗分析: ①相互性:兩個物體間力的作用是相互的施力物體和受力物體對兩個力來說是互換的,分別把這兩個力叫做作用力和反作用力. ②同時性:作用力消失,反作用力立即消失.沒有作用就沒有反作用. 、弁恍裕鹤饔昧头醋饔昧Φ男再|是相同的這一點從幾個實驗中可以看出,當作用力是彈力時,反作用力也是彈力;作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力等等. ④方向:作用力跟反作用力的方向是相反的,在一條直線上. 實驗6.用兩個彈簧秤對拉,觀察兩個彈簧秤間的作用力和反作用力的數(shù)量關系可以得到以下結論. 、荽笮。鹤饔昧头醋饔昧Φ拇笮≡跀(shù)值上是相等的 由此得出結論: 2.牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上. 教師舉幾個作用力和反作用力的實例. 提問:學生舉例說明. 既然兩個物體間的作用力和反作用力是大小相等的,為什么會出現(xiàn)這種情況:雞蛋與石頭相碰時,雞蛋破碎而石頭不破碎;馬拉車時,車會向前走而馬不后退呢? 雞蛋碰石頭和石頭碰雞蛋的都是雞蛋破碎,同樣大小的力作用在兩個物體上會產生不同的效果.效果不同是什么原因呢? 這個效果由物體本身的特性和物體受到其它力的情況有關.物體能夠承受的壓強大就不易損壞;物體是否發(fā)生運動狀態(tài)的變化還要看物體受到的其它力的情況. 3.作用力、反作用力跟平衡力的區(qū)別 前面學習物體受到的平衡力的關系時曾提到,它們大小相等、方向相反、作用在一條直線上,平衡力跟作用力和反作用力有什么不同呢?下面通過列表的方式加以比較. 在列表的同時用相應的例子加以說明. (三)小結本節(jié)內容和布置作業(yè) 五、說明 1.牛頓第三定律是從實驗中得出的這里設計的幾個實驗除實驗5外都體現(xiàn)了作用力跟反作用力間的關系,實驗5是為提高課堂的活躍程度而設計的每做一個實驗都應把實驗裝置畫在黑板上,并講清實驗裝置,留在黑板上的圖是為后面分析實驗總結出規(guī)律用的 2.牛頓第三定律的教學除了讓學生掌握定律的內容外,還應通過教學使學生體會研究物理規(guī)律的方法.在教學中要培養(yǎng)學生的思考能力,讓學生多發(fā)表自己的看法.在學生的積極性調動起來后,教師要注意對課堂的控制 研究性實驗:(1) 研究勻變速運動練習使用打點計時器: 1.構造:見教材。 2.操作要點:接50HZ,4---6伏的交流電 S1 S2 S3 S4 正確標取記:在紙帶中間部分選5個點 。T 。T 。 T 。 T 。 3.重點:紙帶的分析 0 1 2 3 4 a.判斷物體運動情況: 在誤差范圍內:如果S1=S2=S3=......,則物體作勻速直線運動。 如果?S1=?S2=?S3= .......=常數(shù), 則物體作勻變速直線運動。 b.測定加速度: 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.測定即時速度: V1=(S1+S2)/2T V2=(S2+S3)/2T 測定勻變速直線運動的加速度: 1.原理::?S=aT2 2.實驗條件: a.合力恒定,細線與木板是平行的。 b.接50HZ,4-6伏交流電。 3.實驗器材:電磁打點計時器、紙帶、復寫紙片、低壓交流電源、小車、細繩、一端附有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、導線、兩根導線。 4.主要測量: 選擇紙帶,標出記數(shù)點,測出每個時間間隔內的位移S1、S2、S3 。。。。圖中O是任一點。 5. 數(shù)據(jù)處理: 0 1 2 3 4 5 6 根據(jù)測出的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 測勻變速運動的即時速度:(同上) 。2) 研究平拋運動 1.實驗原理: 用一定的方法描出平拋小球在空中的軌跡曲線,再根據(jù)軌跡上某些點的位置坐標,由h=求出t,再由x=v0t求v0,并求v0的平均值。 2.實驗器材: 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.實驗條件: 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)用列表法來記錄和分析數(shù)據(jù)(如何設計實驗記錄表格) (3)用圖象法來分析實驗數(shù)據(jù)關系 步驟: 1以力為縱坐標、彈簧伸長為橫坐標建立坐標系 2根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標紙上描點 3按照圖中各點的分布和走向,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),則變相關的量為倒數(shù)再研究一下是否為正比關系(圖象是否可變?yōu)橹本)----化曲為直的方法等。 5解釋函數(shù)表達式中常數(shù)的意義。 2. 注意事項:所加砝碼不要過多(大)以免彈簧超出其彈性限度 教學目標 【知識與能力】 探究得出滑動摩擦力產生的條件和影響滑動摩擦力大小的因素以及計算公式。 【過程與方法】 通過觀察,了解滑動摩擦力的存在,實驗探究產生滑動摩擦力的條件以及影響其大小的因素,提高實驗技能和探索能力。 【情感、態(tài)度和價值觀】 學生能提高實事求是的科學實驗態(tài)度,鍛煉思維能力、抽象能力,運用物理知識解釋生活現(xiàn)象。 教學重難點 【重點】 滑動摩擦力產生條件和計算式。 【難點】 實驗探究的過程。 教學方法 觀察法、實驗法、討論法、問答法等。 教學過程 (一)新課導入 展示幾個情景:孩子玩滑梯、火車急剎車、冰壺運動等。 通過提問這些情景中的現(xiàn)象,引導學生思考,從而得出滑動摩擦力的概念,導出新課。 (二)科學探究 問題1:滑動摩擦力什么情況下才會出現(xiàn)?結合前面學的`靜摩擦力條件進行討論。 學生討論:需要有壓力、粗糙的接觸面以及相對運動。 問題2:為什么冰壺、火車、孩子受到的滑動摩擦力不同呢? 實驗探究:影響滑動摩擦力大小的因素: 1.猜想:與壓力有關,與速度有關,與質量有關,與粗糙程度有關等等。 2.設計實驗:用彈簧秤拉動木塊,可通過加減砝碼改變壓力,改變拉動速度,更換接觸面,例如玻璃、木板、石板、毛巾等。彈簧秤示數(shù)便是滑動摩擦力示數(shù),設計表格進行記錄。 3.進行實驗:6人一組進行實驗,注意小組內部的分工問題,教師巡視。 4.得出結論:滑動摩擦力與壓力和接觸面的粗糙程度有關。 5.交流討論:分享實驗中的數(shù)據(jù)和實驗細節(jié),誤差處理等;討論控制變量法的注意事項,即控制無關變量相同,只改變探究的物理量等;實驗安全問題、保護器材問題等等。 6.總結:結合實驗結論和教材,得出滑動摩擦力的計算公式,f=μN 問題3:滑動摩擦力的方向如何判斷呢?結合示例分析并討論。 示例:木塊在地面上滑動、木塊在木板上滑動并帶動木板一起滑動。 學生討論:滑動摩擦力方向與相對運動方向相反,相對運動方向有時并不是運動方向。 問題4:滑動摩擦力有什么作用呢?舉例說明。 回答:生活中有很多地方可以見到滑動摩擦力,車輛的剎車系統(tǒng)是利用滑動摩擦力進行減速,打磨東西也是利用了滑動摩擦力,同時機器中的滑動摩擦力會損耗器材,所以需要使用潤滑油來減小滑動摩擦力等等。 (三)鞏固提高 給出適當例題,運用公式求解摩擦力大小,判斷摩擦力方向。 (四)小結作業(yè) 小結:淺談本節(jié)課收獲。 作業(yè):課下繼續(xù)探索,拓展科學知識。 教學目標: 一、知識目標 1、掌握勻變速直線運動的速度、位移公式 2、會推出勻變速直線運動的位移和速度的關系式,并會應用它進行計算二、能力目標提高學生靈活應用公式解題的能力三、德育目標本部分矢量較多,在解題中要依據(jù)質點的運動情況確定出各量的方向,不要死套公式而不分析實際的客觀運動。 教學重點: 勻變速直線運動規(guī)律的應用 教學難點: 據(jù)速度和位移公式推導得到的速度和位移關系式的正確使用 教學方法: 講練法、推理法、歸納法 教學用具:投影儀、投影片、CAI課件 課時安排1課時 教學過程: 一、導入新課 上節(jié)課我們學習了勻變速直線運動的速度、位移和時間之間的'關系,本節(jié)課我們來學生上述規(guī)律的應用。 二、新課教學 。ㄒ唬┯猛队捌鍪颈竟(jié)課的學生目標1、會推導勻變速直線運動的位移和速度的關系式2、能應用勻變速直線運動的規(guī)律求解有關問題。3、提問靈活應用公式解題的能力 。ǘ⿲W生目標完成過程:1、勻變速直線運動的規(guī)律(1)學生在白紙上書寫勻變速直線運動的速度和位移公式:(2)在實物投影儀上進行檢查和評析(3)據(jù),消去時間,同學們試著推一下,能得到一個什么關系式。(4)學生推導后,抽查推導過程并在實物投影儀上評析。(5)教師說明:一般在不涉及時間的前提下,我們使用剛才得到的推論求解。(6)在黑板上板書上述三個公式:2、勻變速直線運動規(guī)律的應用(1)a.用投影片出示例題1:發(fā)射炮彈時,炮彈在槍筒中的運動可以看作是勻加速運動,如果槍彈的加速度是,槍筒長0.64m,槍彈射出槍口時的速度是多大b:用CAI課體模擬題中的物理情景,并出示分析思考題:1)槍筒的長度對應于槍彈做勻加速運動的哪個物理量2)槍彈的初速度是多大3)槍彈出槍口時的速度對應于槍彈做勻加速運動的什么速度4)據(jù)上述分析,你準備選用哪個公式求解C:學生寫出解題過程,并抽查實物投影儀上評析。(2)用投影片注視鞏固練習I:物體做勻加速運動,初速度為v0=2m/s,加速度a=0.1,求A:前4s內通過的位移B:前4s內的平均速度及位移。(3)a.用投影片出示例題2一個滑雪的人,從85米長的山坡上勻變速滑下,初速度是1.8m/s,末速度系5.0m/s,他通過這段山坡需要多長時間b:用CAI課件模擬題中的物理情景。c:據(jù)物理情景,同學們思考1)該滑雪人的運動可當做哪一種勻變速運動2)你認為所給的已知條件等效為勻變速直線運動的哪些物理量3)要求得時間t,你準備用什么方法求d:經同學們討論后,用投影片展示課本上的解題過程:解:滑雪的人做勻加速直線運動,由e:說明:對于勻變速直線運動也就是說:對于變速直線運動,平均速度的求解有兩個途徑:(1)(2)這兩個公式綜合使用往往可使問題簡化。 三、鞏固練習做勻加速直線運動的物體,速度從v增加到2v時結果的位移是s,測它的速度從2v增加到4v經過的位移是多少 四、小結本節(jié)課我們主要是應用勻變速直線運動的下述公式解決了一些實際問題:vt=v0+at;s=v0t+at2;=2ass=這些公式共涉及v0、vt、a、s、t五個物理量,對于一段直線運動,只要已知三個物理量,總可以就出另外兩個物理量。四、作業(yè)課后習題五、板書設計高中物理教案4
高中物理教案5
高中物理教案6
高中物理教案7
高中物理教案8
高中物理教案9
高中物理教案10
高中物理教案11
高中物理教案12
高中物理教案13
高中物理教案14
高中物理教案15