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高中物理教案精華15篇
在教學(xué)工作者實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中,常常要寫(xiě)一份優(yōu)秀的教案,教案是教學(xué)活動(dòng)的總的組織綱領(lǐng)和行動(dòng)方案。優(yōu)秀的教案都具備一些什么特點(diǎn)呢?以下是小編幫大家整理的高中物理教案,供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
高中物理教案1
研究性實(shí)驗(yàn):(1) 研究勻變速運(yùn)動(dòng)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:
1.構(gòu)造:見(jiàn)教材。
2.操作要點(diǎn):接50HZ,4---6伏的交流電 S1 S2 S3 S4
正確標(biāo)取記:在紙帶中間部分選5個(gè)點(diǎn) 。T 。T 。 T 。 T 。
3.重點(diǎn):紙帶的分析 0 1 2 3 4
a.判斷物體運(yùn)動(dòng)情況:
在誤差范圍內(nèi):如果S1=S2=S3=......,則物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
如果?S1=?S2=?S3= .......=常數(shù), 則物體作勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
b.測(cè)定加速度:
公式法: 先求?S,再由?S= aT2求加速度。
圖象法: 作v-t圖,求a=直線的斜率
c.測(cè)定即時(shí)速度: V1=(S1+S2)/2T V2=(S2+S3)/2T
測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度:
1.原理::?S=aT2
2.實(shí)驗(yàn)條件:
a.合力恒定,細(xì)線與木板是平行的。
b.接50HZ,4-6伏交流電。
3.實(shí)驗(yàn)器材:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙片、低壓交流電源、小車、細(xì)繩、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、刻度尺、鉤碼、導(dǎo)線、兩根導(dǎo)線。
4.主要測(cè)量:
選擇紙帶,標(biāo)出記數(shù)點(diǎn),測(cè)出每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的位移S1、S2、S3 。。。。圖中O是任一點(diǎn)。
5. 數(shù)據(jù)處理: 0 1 2 3 4 5 6
根據(jù)測(cè)出的S1、S2、S3....... 。S1 。S2 。 S3 。S4 。 S5 。 S6 。
用逐差法處理數(shù)據(jù)求出加速度:
S4-S1=3a1T2 , S5-S2=3a2T2 , S6-S3=3a3T2
a=(a1+a2+a3)/3=(S4+S5+S6- S1-S2-S3)/9T2
測(cè)勻變速運(yùn)動(dòng)的即時(shí)速度:(同上)
。2) 研究平拋運(yùn)動(dòng)
1.實(shí)驗(yàn)原理:
用一定的方法描出平拋小球在空中的軌跡曲線,再根據(jù)軌跡上某些點(diǎn)的`位置坐標(biāo),由h=求出t,再由x=v0t求v0,并求v0的平均值。
2.實(shí)驗(yàn)器材:
木板,白紙,圖釘,未端水平的斜槽,小球,刻度尺,附有小孔的卡片,重錘線。
3.實(shí)驗(yàn)條件:
a. 固定白紙的木板要豎直。
b. 斜槽未端的切線水平,在白紙上準(zhǔn)確記下槽口位置。
c.小球每次從槽上同一位置由靜止滑下。
。3) 研究彈力與形變關(guān)系
方法歸納:
(1)用懸掛砝碼的方法給彈簧施加壓力
(2)用列表法來(lái)記錄和分析數(shù)據(jù)(如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格)
(3)用圖象法來(lái)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)系
步驟:
1以力為縱坐標(biāo)、彈簧伸長(zhǎng)為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系
2根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)
3按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布和走向,嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)
4以彈簧的伸重工業(yè)自變量,寫(xiě)出曲線所代表的函數(shù),首先嘗試一次函數(shù),如不行則考慮二次函數(shù),如看似象反比例函數(shù),則變相關(guān)的量為倒數(shù)再研究一下是否為正比關(guān)系(圖象是否可變?yōu)橹本)----化曲為直的方法等。
5解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的意義。
2. 注意事項(xiàng):所加砝碼不要過(guò)多(大)以免彈簧超出其彈性限度
高中物理教案2
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、在開(kāi)普勒第三定律的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)得到萬(wàn)有引力定律,使學(xué)生對(duì)此定律有初步理解;
2、使學(xué)生了解并掌握萬(wàn)有引力定律;
3、使學(xué)生能認(rèn)識(shí)到萬(wàn)有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有質(zhì)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(biāo)
1、使學(xué)生能應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解決實(shí)際問(wèn)題;
2、使學(xué)生能應(yīng)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)解決行星繞恒星和衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的天體問(wèn)題.
情感目標(biāo)
1、使學(xué)生在學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中感受到萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)是經(jīng)歷了幾代科學(xué)家的不斷努力,甚至付出了生命,最后牛頓總結(jié)了前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上才發(fā)現(xiàn)的讓學(xué)生在應(yīng)用萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中應(yīng)多觀察、多思考.
教學(xué)建議
萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容固然重要,讓學(xué)生了解發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程更重要.建議教師在授課時(shí),應(yīng)提倡學(xué)生自學(xué)和查閱資料.教師應(yīng)準(zhǔn)備的資料應(yīng)更廣更全面.通過(guò)讓學(xué)生閱讀“萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程”,讓學(xué)生根據(jù)牛頓提出的幾個(gè)結(jié)果自己去猜測(cè)萬(wàn)有引力與那些量有關(guān).教師在授課時(shí)可以讓學(xué)生自學(xué),也可由教師提出問(wèn)題讓學(xué)生討論,也可由教師展示出開(kāi)普勒三定律和牛頓的一些故事引導(dǎo)學(xué)生討論.
教學(xué)目的:
1、了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程;
2、理解萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)萬(wàn)有引力定律;
3、掌握萬(wàn)有引力定律,能解決簡(jiǎn)單的萬(wàn)有引力問(wèn)題;
教學(xué)難點(diǎn):萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用
教學(xué)重點(diǎn):萬(wàn)有引力定律
教具:
展示第谷、哥白尼,伽利略、開(kāi)普勒和牛頓等人圖片.
教學(xué)過(guò)程
(一)新課教學(xué)(20分鐘)
1、引言
展示第谷、哥白尼,伽利略、開(kāi)普勒和牛頓等人照片并講述物理學(xué)史:
十七世紀(jì)中葉以前的漫長(zhǎng)時(shí)間中,許多天文學(xué)家和物理學(xué)家(如第谷、哥白尼,伽利略和開(kāi)普勒等人),通過(guò)了長(zhǎng)期的觀察、研究,已為人類揭示了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.但是,長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)于支配行星按照一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因是什么.卻缺乏了解,更沒(méi)有人敢于把天體運(yùn)動(dòng)與地面上物體的`運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)加以研究.
偉大的物理學(xué)家牛頓在哥白尼、伽利略和開(kāi)普勒等人研究成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步將地面上的動(dòng)力學(xué)規(guī)律推廣到天體運(yùn)動(dòng)中,研究、確立了《萬(wàn)有引力定律》.從而使人們認(rèn)識(shí)了支配行星按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因,為天體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ).那么:
(1)牛頓是怎樣研究、確立《萬(wàn)有引力定律》的呢
(2)《萬(wàn)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(gè)問(wèn)題就是這節(jié)課要研究的重點(diǎn).
2、通過(guò)舉例分析,引導(dǎo)學(xué)生粗略領(lǐng)會(huì)牛頓研究、確立《萬(wàn)有引力定律》的科學(xué)推理的思維方法.
蘋(píng)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(yùn)動(dòng):(由于受地球引力的原因);
行星繞太陽(yáng)作圓周運(yùn)動(dòng):(由于受太陽(yáng)引力的原因),(牛頓認(rèn)為)
牛頓將上述各運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)研究后提出:這些力是屬于同種性質(zhì)的力,應(yīng)遵循同一規(guī)律;并進(jìn)一步指出這種力應(yīng)存在于宇宙中任何具有質(zhì)量的物體之間.
3、引入課題.
板書(shū):第二節(jié)、萬(wàn)有引力定律
(1)萬(wàn)有引力:宇宙間任何有質(zhì)量的物體之間的相互作用.(板書(shū))
(2)萬(wàn)有引力定律:宇宙間的一切物體都是相互吸引的兩個(gè)物體間的引力大小,跟他們之間質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比.(板書(shū))
式中:為萬(wàn)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(yīng)用(例題及課堂練習(xí))
學(xué)生中存在這樣的問(wèn)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(méi)有被吸引到一起(請(qǐng)學(xué)生帶著這個(gè)疑問(wèn)解題)
例題1、兩物體質(zhì)量都是1kg,兩物體相距1m,則兩物體間的萬(wàn)有引力是多少
解:由萬(wàn)有引力定律得:
代入數(shù)據(jù)得:
通過(guò)計(jì)算這個(gè)力太小,在許多問(wèn)題的計(jì)算中可忽略
例題2.已知地球質(zhì)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(zhì)量為10kg物體受到的萬(wàn)有引力
(2)地球表面一質(zhì)量為10kg物體受到的重力
(3)比較萬(wàn)有引力和重力
解:(1)由萬(wàn)有引力定律得:
(2)代入數(shù)據(jù)得:
(3)比較結(jié)果萬(wàn)有引力比重力大.原因是在地球表面上的物體所受萬(wàn)有引力可分解為重力和自轉(zhuǎn)所需的向心力.
(三)課堂練習(xí):
教師請(qǐng)學(xué)生作課本中的練習(xí),教師引導(dǎo)學(xué)生審題,并提示使用萬(wàn)有引力定律公式解題時(shí),應(yīng)注意因單位制不同,值也不同,強(qiáng)調(diào)用國(guó)際單位制解題.請(qǐng)學(xué)生同時(shí)到前面,在黑板上分別作1、2、3題.其它學(xué)生在座位上逐題解答.此時(shí)教師巡回指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)隨時(shí)注意黑板上演算的情況.
(四)小結(jié):
1、萬(wàn)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(wàn)有引力很大,為什么留學(xué)生去想(它是支配天體運(yùn)動(dòng)的原因).地面物體間,微觀粒子間:萬(wàn)有引力很小,為什么它不足以影響物體的運(yùn)動(dòng),故常?珊雎圆挥(jì).
2、應(yīng)用萬(wàn)有引力定律公式解題,值選,式中所涉其它各量必須取國(guó)際單位制.
(五)布置作業(yè)(3分鐘):教師可根據(jù)學(xué)生的情況布置作業(yè).
探究活動(dòng)
組織學(xué)生編寫(xiě)相關(guān)小論文,通過(guò)對(duì)資料的收集,了解萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,了解科學(xué)家們對(duì)知識(shí)的探究精神,下面就是相關(guān)的題目.
1、萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的歷史過(guò)程.
2、第谷在發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律上的貢獻(xiàn).
高中物理教案3
知識(shí)目標(biāo)
。1)伽利略理想實(shí)驗(yàn);
。2)慣性概念;
。3)掌握牛頓第一定律的內(nèi)容;
。4)理解力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;
。5)能用牛頓第一定律解釋?xiě)T性現(xiàn)象.
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砟芰;培養(yǎng)學(xué)生的口頭表達(dá)能力.學(xué)習(xí)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法.
情感目標(biāo)
對(duì)任何現(xiàn)象的發(fā)生不能夠想當(dāng)然,要有嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度.
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)內(nèi)容是分兩塊內(nèi)容介紹的,先是介紹了人類對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的發(fā)展歷史,并著重講述了伽俐略的理想實(shí)驗(yàn)及其重要的實(shí)驗(yàn)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.
教法建議
1、本節(jié)所述內(nèi)容在初中課本上已涉及到,初中課本中用到的標(biāo)題是慣性定律,所以學(xué)生已有一定的基礎(chǔ).
2、適當(dāng)介紹一些學(xué)史的知識(shí),讓學(xué)生意識(shí)到:一個(gè)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)并不是一帆風(fēng)順的,或者是一開(kāi)始的認(rèn)識(shí)就是對(duì)的,而是需要人類不斷探索才能形成的,它們的學(xué)習(xí)也是這樣.
3、重點(diǎn)講述伽利略理想實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思想,讓學(xué)生學(xué)會(huì)一種科學(xué)思維方法.
4、通過(guò)對(duì)大量實(shí)例的分析,讓學(xué)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.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
教學(xué)重點(diǎn):對(duì)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的理解;牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律.
教學(xué)難點(diǎn):對(duì)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的.理解.
示例:
一、歷史的回顧
1、人類對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的最初認(rèn)識(shí)及亞里士多德其人.(見(jiàn)擴(kuò)展資料)
2、伽利略理想實(shí)驗(yàn):
(1)動(dòng)畫(huà)模擬該實(shí)驗(yàn),并指出不能夠真正試驗(yàn)的原因.或做課本所講的氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)(有視頻資料),并指出為什么只是近似驗(yàn)證.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果推出亞里士多德觀點(diǎn)的錯(cuò)誤,矛盾的焦點(diǎn)蝕是試實(shí)驗(yàn)條件的不同.
(2)分析伽利略理想實(shí)驗(yàn):它是一個(gè)理想化的過(guò)程,但并不是憑空想象的來(lái)的,而在抽象思維過(guò)程中所創(chuàng)造出的一種科學(xué)推理,理想化實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)中重要的研究方法.
。3)介紹伽利略.
二、牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律
1、牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律(慣性定律):一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.
2、慣性:物體保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì).
3、注意:(通過(guò)實(shí)例分析)
。1)慣性與慣性定律不同.
(2)慣性是物體的固有性質(zhì),任何時(shí)候物體都具有慣性,這與物體處于什么狀態(tài)無(wú)關(guān).
。3)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因.
4、實(shí)例參考(要讓學(xué)生充分參與討論):
分析剎車時(shí)人往前傾;啟動(dòng)時(shí)人往后仰.
做小實(shí)驗(yàn):慣性實(shí)驗(yàn)器演示慣性現(xiàn)象,并分析.
讓學(xué)生舉例分析,并指出哪些慣性現(xiàn)象有利,哪些慣性現(xiàn)象有害.
探究活動(dòng)
題目:可以觀察的慣性現(xiàn)象
組織:小組或個(gè)人
方案:自己設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)并展示、講解,由同學(xué)互相評(píng)判
評(píng)價(jià):具有可操作性,讓學(xué)生把學(xué)過(guò)的知識(shí)靈活應(yīng)用
高中物理教案4
教學(xué)目標(biāo):
一、知識(shí)目標(biāo)
1、掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度、位移公式
2、會(huì)推出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移和速度的關(guān)系式,并會(huì)應(yīng)用它進(jìn)行計(jì)算二、能力目標(biāo)提高學(xué)生靈活應(yīng)用公式解題的能力三、德育目標(biāo)本部分矢量較多,在解題中要依據(jù)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況確定出各量的方向,不要死套公式而不分析實(shí)際的客觀運(yùn)動(dòng)。
教學(xué)重點(diǎn):
勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用
教學(xué)難點(diǎn):
據(jù)速度和位移公式推導(dǎo)得到的速度和位移關(guān)系式的正確使用
教學(xué)方法:
講練法、推理法、歸納法
教學(xué)用具:投影儀、投影片、CAI課件
課時(shí)安排1課時(shí)
教學(xué)過(guò)程:
一、導(dǎo)入新課
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度、位移和時(shí)間之間的關(guān)系,本節(jié)課我們來(lái)學(xué)生上述規(guī)律的應(yīng)用。
二、新課教學(xué)
。ㄒ唬┯猛队捌鍪颈竟(jié)課的學(xué)生目標(biāo)1、會(huì)推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移和速度的關(guān)系式2、能應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解有關(guān)問(wèn)題。3、提問(wèn)靈活應(yīng)用公式解題的`能力
。ǘ⿲W(xué)生目標(biāo)完成過(guò)程:1、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(1)學(xué)生在白紙上書(shū)寫(xiě)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和位移公式:(2)在實(shí)物投影儀上進(jìn)行檢查和評(píng)析(3)據(jù),消去時(shí)間,同學(xué)們?cè)囍埔幌,能得到一個(gè)什么關(guān)系式。(4)學(xué)生推導(dǎo)后,抽查推導(dǎo)過(guò)程并在實(shí)物投影儀上評(píng)析。(5)教師說(shuō)明:一般在不涉及時(shí)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(shū)上述三個(gè)公式:2、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用(1)a.用投影片出示例題1:發(fā)射炮彈時(shí),炮彈在槍筒中的運(yùn)動(dòng)可以看作是勻加速運(yùn)動(dòng),如果槍彈的加速度是,槍筒長(zhǎng)0.64m,槍彈射出槍口時(shí)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(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于槍彈做勻加速運(yùn)動(dòng)的哪個(gè)物理量2)槍彈的初速度是多大3)槍彈出槍口時(shí)的速度對(duì)應(yīng)于槍彈做勻加速運(yùn)動(dòng)的什么速度4)據(jù)上述分析,你準(zhǔn)備選用哪個(gè)公式求解C:學(xué)生寫(xiě)出解題過(guò)程,并抽查實(shí)物投影儀上評(píng)析。(2)用投影片注視鞏固練習(xí)I:物體做勻加速運(yùn)動(dòng),初速度為v0=2m/s,加速度a=0.1,求A:前4s內(nèi)通過(guò)的位移B:前4s內(nèi)的平均速度及位移。(3)a.用投影片出示例題2一個(gè)滑雪的人,從85米長(zhǎng)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(guò)這段山坡需要多長(zhǎng)時(shí)間b:用CAI課件模擬題中的物理情景。c:據(jù)物理情景,同學(xué)們思考1)該滑雪人的運(yùn)動(dòng)可當(dāng)做哪一種勻變速運(yùn)動(dòng)2)你認(rèn)為所給的已知條件等效為勻變速直線運(yùn)動(dòng)的哪些物理量3)要求得時(shí)間t,你準(zhǔn)備用什么方法求d:經(jīng)同學(xué)們討論后,用投影片展示課本上的解題過(guò)程:解:滑雪的人做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由e:說(shuō)明:對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)也就是說(shuō):對(duì)于變速直線運(yùn)動(dòng),平均速度的求解有兩個(gè)途徑:(1)(2)這兩個(gè)公式綜合使用往往可使問(wèn)題簡(jiǎn)化。
三、鞏固練習(xí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,速度從v增加到2v時(shí)結(jié)果的位移是s,測(cè)它的速度從2v增加到4v經(jīng)過(guò)的位移是多少
四、小結(jié)本節(jié)課我們主要是應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的下述公式解決了一些實(shí)際問(wèn)題:vt=v0+at;s=v0t+at2;=2ass=這些公式共涉及v0、vt、a、s、t五個(gè)物理量,對(duì)于一段直線運(yùn)動(dòng),只要已知三個(gè)物理量,總可以就出另外兩個(gè)物理量。四、作業(yè)課后習(xí)題五、板書(shū)設(shè)計(jì)
高中物理教案5
課前預(yù)習(xí)
一、安培力
1.磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力叫做___○1____.
2.大。海1)當(dāng)導(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向________○2_____時(shí),安培力最大為F=_____○3_____.
。2)當(dāng)導(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向_____○4________時(shí),安培力最小為F=____○5______.
(3) 當(dāng)導(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向斜交時(shí),所受安培力介于___○6___和__○7______之間。
3.方向:左手定則:伸開(kāi)左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指__○8____,并且都跟手掌在___○9___,把手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線___○10____,并使伸開(kāi)的四指指向 _○11___的方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的__○12___方向.
二、磁電式電流表
1.磁電式電流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____構(gòu)成.
2.蹄形磁鐵的磁場(chǎng)的方向總是沿著徑向均勻地分布的,在距軸線等距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是相等的,這樣不管線圈轉(zhuǎn)到什么位置,線圈平面總是跟它所在位置的磁感線平行,I與指針偏角θ成正比,I越大指針偏角越大,因而電流表可以量出電流I的大小,且刻度是均勻的,當(dāng)線圈中的電流方向改變時(shí),安培力的方向隨著改變,指針偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變,又可知道被測(cè)電流的方向。
3、磁電式儀表的優(yōu)點(diǎn)是____○18________,可以測(cè)很弱的電流,缺點(diǎn)是繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì),允許通過(guò)的電流很弱。
課前預(yù)習(xí)答案
○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一個(gè)平面內(nèi)○10垂直穿入手心○11電流○12受力○13蹄形磁鐵 ○14 鐵芯○15繞在線框上的線圈○16螺旋彈簧○17指針○18靈敏度高
重難點(diǎn)解讀
一、 對(duì)安培力的認(rèn)識(shí)
1、 安培力的性質(zhì):
安培力是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力,是一種性質(zhì)力。
2、 安培力的作用點(diǎn):
安培力是導(dǎo)體中通有電流而受到的力,與導(dǎo)體的中心位置無(wú)關(guān),因此安培力的作用點(diǎn)在導(dǎo)體的幾何中心上,這是因?yàn)殡娏魇冀K流過(guò)導(dǎo)體的所有部分。
3、安培力的方向:
。1)安培力方向用左手定則判定:伸開(kāi)左手,使大拇指和其余四指垂直,并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi),把手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開(kāi)的四指指向電流方向,那么大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向。
(2)F、B、I三者間方向關(guān)系:已知B、I的方向(B、I不平行時(shí)),可用左手定則確定F的唯一方向:F⊥B,F(xiàn)⊥I,則F垂直于B和I所構(gòu)成的平面(如圖所示),但已知F和B的方向,不能唯一確定I的方向。由于I可在圖中平面α內(nèi)與B成任意不為零的夾角。同理,已知F和I的方向也不能唯一確定B的方向。
。3)用“同向電流相吸,反向電流相斥”(反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì))。只要兩導(dǎo)線不是互相垂直的,都可以用“同向電流相吸,反向電流相斥”判定相互作用的磁場(chǎng)力的方向;當(dāng)兩導(dǎo)線互相垂直時(shí),用左手定則判定。
4、安培力的大小:
。1)安培力的計(jì)算公式:F=BILsinθ,θ為磁場(chǎng)B與直導(dǎo)體L之間的夾角。
。2)當(dāng)θ=90°時(shí),導(dǎo)體與磁場(chǎng)垂直,安培力最大Fm=BIL;當(dāng)θ=0°時(shí),導(dǎo)體與磁場(chǎng)平行,安培力為零。
。3)F=BILsinθ要求L上各點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度相等,故該公式一般只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)。
。4)安培力大小的特點(diǎn):①不僅與B、I、L有關(guān),還與放置方式θ有關(guān)。②L是有效長(zhǎng)度,不一定是導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度。彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長(zhǎng)度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長(zhǎng)度L=0
二、通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)判斷方法
。1)電流元分析法:把整段電流等效為多段很小的直線電流元,先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向,從而判斷出整段電流所受合力方向,最后確定運(yùn)動(dòng)方向.
。2)特殊位置分析法:把通電導(dǎo)體轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后判斷其安培力方向,從而確定運(yùn)動(dòng)方向.
(3)等效法:環(huán)形電流可等效成小磁針,通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流,反過(guò)來(lái)等效也成立。
。4)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法:因?yàn)殡娏髦g,電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律,這樣,定性分析磁體在力的作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,可先分析電流在磁場(chǎng)中所受的安培力,然后由牛頓第三定律,再確定磁體所受作用力,從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向.
典題精講
題型一、安培力的方向
例1、電視機(jī)顯象管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如右,即時(shí)電流方向如圖所示。該時(shí)刻由里向外射出的電子流將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)?
解:畫(huà)出偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)側(cè)的電流,是左半線圈靠電子流的一側(cè)為向里,右半線圈靠電子流的一側(cè)為向外。電子流的等效電流方向是向里的,根據(jù)“同向電流互相吸引,反向電流互相排斥”,可判定電子流向左偏轉(zhuǎn)。(本題用其它方法判斷也行,但不如這個(gè)方法簡(jiǎn)潔)。
答案:向左偏轉(zhuǎn)
規(guī)律總結(jié):安培力方向的判定方法:
(1)用左手定則。
(2)用“同性相斥,異性相吸”(只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部時(shí))。
。3)用“同向電流相吸,反向電流相斥”(反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì))?梢园褩l形磁鐵等效為長(zhǎng)直螺線管(不要把長(zhǎng)直螺線管等效為條形磁鐵)。
題型二、安培力的大小
例2、如圖,一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,且與磁場(chǎng)方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng),且 。流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I,方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線段abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力
A. 方向沿紙面向上,大小為
B. 方向沿紙面向上,大小為
C. 方向沿紙面向下,大小為
D. 方向沿紙面向下,大小為
解析:該導(dǎo)線可以用a和d之間的直導(dǎo)線長(zhǎng)為 來(lái)等效代替,根據(jù) ,可知大小為 ,方向根據(jù)左手定則.A正確。
答案:A
規(guī)律總結(jié):應(yīng)用F=BILsinθ來(lái)計(jì)算時(shí),F(xiàn)不僅與B、I、L有關(guān),還與放置方式θ有關(guān)。L是有效長(zhǎng)度,不一定是導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度。彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長(zhǎng)度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長(zhǎng)度L=0
題型三、通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)
例3、如圖11-2-4條形磁鐵放在粗糙水平面上,正中的正上方有一導(dǎo)線,通有圖示方向的電流后,磁鐵對(duì)水平面的壓力將會(huì)__(增大、減小還是不變?)水平面對(duì)磁鐵的摩擦力大小為__。
解析:本題有多種分析方法。⑴畫(huà)出通電導(dǎo)線中電流的磁場(chǎng)中通過(guò)兩極的那條磁感線(如圖中粗虛線所示),可看出兩極受的磁場(chǎng)力的合力豎直向上。磁鐵對(duì)水平面的壓力減小,但不受摩擦力。⑵畫(huà)出條形磁鐵的磁感線中通過(guò)通電導(dǎo)線的那一條(如圖中細(xì)虛線所示),可看出導(dǎo)線受到的安培力豎直向下,因此條形磁鐵受的.反作用力豎直向上。⑶把條形磁鐵等效為通電螺線管,上方的電流是向里的,與通電導(dǎo)線中的電流是同向電流,所以互相吸引。
答案:減小 零
規(guī)律總結(jié):分析通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)常用方法:(1)電流元分析法,(2)特殊位置分析法, (3)等效法,(4)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法
題型四、安培力作用下的導(dǎo)體的平衡問(wèn)題
例4、 水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ,它們之間的寬度為L(zhǎng),M和P之間接入電動(dòng)勢(shì)為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻).現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m,電阻為R的金屬棒ab,并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方,如圖8-1-32所示,問(wèn):
(1)當(dāng)ab棒靜止時(shí),受到的支持力和摩擦力各為多少?
(2)若B的大小和方向均能改變,則要使ab棒所受支持力為零,B的大小至少為多少?此時(shí)B的方向如何?
解析:從b向a看側(cè)視圖如圖所示.
(1)水平方向:F=FAsin θ①
豎直方向:FN+FAcos θ=mg②
又 FA=BIL=BERL③
聯(lián)立①②③得:FN=mg-BLEcos θR,F(xiàn)=BLEsin θR.
(2)使ab棒受支持力為零,且讓磁場(chǎng)最小,可知安培力豎直向上.則有FA=mg
Bmin=mgREL,根據(jù)左手定則判定磁場(chǎng)方向水平向右.
答案:(1)mg-BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右
規(guī)律總結(jié):對(duì)于這類問(wèn)題的求解思路:
。1)若是立體圖,則必須先將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖
(2)對(duì)物體受力分析,要注意安培力方向的確定
。3)根據(jù)平衡條件或物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)列出方程
。4)解方程求解并驗(yàn)證結(jié)果
鞏固拓展
1. 如圖,長(zhǎng)為 的直導(dǎo)線拆成邊長(zhǎng)相等,夾角為 的 形,并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ,當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為 的電流時(shí),該 形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為
(A)0 (B)0.5 (C) (D)
答案:C
解析:導(dǎo)線有效長(zhǎng)度為2lsin30°=l,所以該V形通電導(dǎo)線收到的安培力大小為 。選C。
本題考查安培力大小的計(jì)算。
2..一段長(zhǎng)0.2 m,通過(guò)2.5 A電流的直導(dǎo)線,關(guān)于在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受安培力F的情況,正確的是( )
A.如果B=2 T,F(xiàn)一定是1 N
B.如果F=0,B也一定為零
C.如果B=4 T,F(xiàn)有可能是1 N
D.如果F有最大值時(shí),通電導(dǎo)線一定與B平行
答案:C
解析:當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直放置時(shí),F(xiàn)=BIL,力最大,當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行放置時(shí),F(xiàn)=0,當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向成任意其他角度放置時(shí),0 3. 首先對(duì)電磁作用力進(jìn)行研究的是法國(guó)科學(xué)家安培.如圖所示的裝置,可以探究影響安培力大小的因素,實(shí)驗(yàn)中如果想增大導(dǎo)體棒AB擺動(dòng)的幅度,可能的操作是( ) A.把磁鐵的N極和S極換過(guò)來(lái) B.減小通過(guò)導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I C.把接入電路的導(dǎo)線從②、③兩條換成①、④兩條 D.更換磁性較小的磁鐵 答案:C 解析:安培力的大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱成正比,與電流強(qiáng)度成正比,與導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比,C正確. 4. 一條形磁鐵放在水平桌面上,它的上方靠S極一側(cè)吊掛一根與它垂直的導(dǎo)電棒,圖中只畫(huà)出此棒的截面圖,并標(biāo)出此棒中的電流是流向紙內(nèi)的,在通電的一瞬間可能產(chǎn)生的情況是( ) A.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小 B.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大 C.磁鐵受到向右的摩擦力 D.磁鐵受到向左的摩擦力 答案:AD 解析:如右圖所示.對(duì)導(dǎo)體棒,通電后,由左手定則,導(dǎo)體棒受到斜向左下方的安培力,由牛頓第三定律可得,磁鐵受到導(dǎo)體棒的作用力應(yīng)斜向右上方,所以在通電的一瞬時(shí),磁鐵對(duì)桌面的壓力減小,磁鐵受到向左的摩擦力,因此A、D正確. 5..質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ的平行導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌寬度為d,桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.有電流時(shí)ab恰好在導(dǎo)軌上靜止,如圖右所示.,下圖是沿b→a方向觀察時(shí)的四個(gè)平面圖,標(biāo)出了四種不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向,其中桿與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零的是 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 答案: A 解析: ①中通電導(dǎo)體桿受到水平向右的安培力,細(xì)桿所受的摩擦力可能為零.②中導(dǎo)電細(xì)桿受到豎直向上的安培力,摩擦力可能為零.③中導(dǎo)電細(xì)桿受到豎直向下的安培力,摩擦力不可能為零.④中導(dǎo)電細(xì)桿受到水平向左的安培力,摩擦力不可能為零.故①②正確,選A. 6.如圖所示,兩根無(wú)限長(zhǎng)的平行導(dǎo)線a和b水平放置,兩導(dǎo)線中通以方向相反、大小不等的恒定電流,且Ia>Ib.當(dāng)加一個(gè)垂直于a、b所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B時(shí);導(dǎo)線a恰好不再受安培力的作用.則與加磁場(chǎng)B以前相比較( ) A.b也恰好不再受安培力的作用 B.b受的安培力小于原來(lái)安培力的2倍,方向豎直向上 C.b受的安培力等于原來(lái)安培力的2倍,方向豎直向下 D.b受的安培力小于原來(lái)安培力的大小,方向豎直向下 答案:D 解析:當(dāng)a不受安培力時(shí),Ib產(chǎn)生的磁場(chǎng)與所加磁場(chǎng)在a處疊加后的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,此時(shí)判斷所加磁場(chǎng)垂直紙面向外,因Ia>Ib,所以在b處疊加后的磁場(chǎng)垂直紙面向里,b受安培力向下,且比原來(lái)。蔬x項(xiàng)D正確. 7. 如圖所示,在絕緣的水平面上等間距固定著三根相互平行的通電直導(dǎo)線a、b和c,各導(dǎo)線中的電流大小相同,其中a、c導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外,b導(dǎo)線電流方向垂直紙面向內(nèi).每根導(dǎo)線都受到另外兩根導(dǎo)線對(duì)它的安培力作用,則關(guān)于每根導(dǎo)線所受安培力的合力,以下說(shuō)法中正確的是( ) A.導(dǎo)線a所受合力方向水平向右 B.導(dǎo)線c所受合力方向水平向右 C.導(dǎo)線c所受合力方向水平向左 D.導(dǎo)線b所受合力方向水平向左 答案:B 解析:首先用安培定則判定導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向,要注意是合磁場(chǎng)的方向,然后用左手定則判定導(dǎo)線的受力方向.可以確定B是正確的. 8.如圖所示,在空間有三根相同的導(dǎo)線,相互間的距離相等,各通以大小和方向都相同的電流.除了相互作用的磁場(chǎng)力外,其他作用力都可忽略,則它們的運(yùn)動(dòng)情況是______. 答案: 兩兩相互吸引,相聚到三角形的中心 解析:根據(jù)通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的特點(diǎn),由安培定則可判斷出,它們之間存在吸引力. 9.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的兩導(dǎo)體棒a、b,a被置在光滑斜面上,b固定在距a為x距離的同一水平面處,且a、b水平平行,設(shè)θ=45°,a、b均通以大小為I的同向平行電流時(shí),a恰能在斜面上保持靜止.則b的電流在a處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為 . 答案: 解析: 由安培定則和左手定則可判知導(dǎo)體棒a的受力如圖,由力的平衡得方程: mgsin45°=Fcos45°,即 mg=F=BIL 可得B= . 10.一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,下端掛有一匝數(shù)為n的矩形線框abcd.bc邊長(zhǎng)為l.線框的下半部處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與線框平面垂直.在下圖中,垂直于紙面向里,線框中通以電流I,方向如圖所示.開(kāi)始時(shí)線框處于平衡狀態(tài),令磁場(chǎng)反向,磁感強(qiáng)度的大小仍為B,線框達(dá)到新的平衡.在此過(guò)程中線框位移的大小Δx______,方向______. 答案: ;位移的方向向下 解析:設(shè)線圈的質(zhì)量為m,當(dāng)通以圖示電流時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為x1,線框處于平衡狀態(tài),所以kx1=mg-nBIl.當(dāng)電流反向時(shí),線框達(dá)到新的平衡,彈簧的伸長(zhǎng)量為x2,由平衡條件可知 kx2=mg+nBIl. 所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl 所以Δx= 電流反向后,彈簧的伸長(zhǎng)是x2>x1,位移的方向應(yīng)向下. 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo) 1、認(rèn)識(shí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念。 2、理解線速度、角速度和周期的概念,掌握這幾個(gè)物理量之間的關(guān)系并會(huì)進(jìn)行計(jì)算。 能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生建立模型的能力及分析綜合能力。 情感目標(biāo) 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生積極參與的意識(shí)。 教材分析 教材首先明確要研究圓周運(yùn)動(dòng)中的最簡(jiǎn)單的情況,勻速圓周運(yùn)動(dòng),接著從描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢的角度引入線速度、角速度的概念及周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念,最后推導(dǎo)出線速度、角速度、周期間的關(guān)系,中間有一個(gè)思考與討論做為鋪墊。 教法建議 關(guān)于線速度、角速度、周期等概念的教學(xué)建議是:通過(guò)生活實(shí)例(齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)或皮帶傳動(dòng)裝置)或多媒體資料,讓學(xué)生切實(shí)感受到做圓周運(yùn)動(dòng)的物體有運(yùn)動(dòng)快慢與轉(zhuǎn)動(dòng)快慢及周期之別,有必要引入相關(guān)的物理量加以描述。學(xué)習(xí)線速度的概念,可以根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念(結(jié)合課件)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)弧長(zhǎng)與時(shí)間比值保持不變的特點(diǎn),進(jìn)而引出線速度的'大小與方向。同時(shí)應(yīng)向?qū)W生指出線速度就是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。學(xué)習(xí)角速度和周期的概念時(shí),應(yīng)向?qū)W生說(shuō)明這兩個(gè)概念是根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和描述運(yùn)動(dòng)的需要而引入的。即物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),每通過(guò)一段弧長(zhǎng)都與轉(zhuǎn)過(guò)一定的圓心角相對(duì)應(yīng),因而物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢也可以用轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角與時(shí)間t比值來(lái)描述,由此引入角速度的概念。又根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性的特點(diǎn),物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢還可以用轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所用時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)描述,為此引入了周期的概念。講述角速度的概念時(shí),不要求向?qū)W生強(qiáng)調(diào)角速度的矢量性。在講述概念的同時(shí),要讓學(xué)生體會(huì)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運(yùn)動(dòng)。 關(guān)于“線速度、角速度和周期間的關(guān)系”的教學(xué)建議是:結(jié)合課件引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到這幾個(gè)物理量在對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的描述上雖有所不同,但它們之間是有聯(lián)系的,并引導(dǎo)學(xué)生從如下思路理解它們之間的關(guān)系: 教學(xué)重點(diǎn):線速度、角速度、周期的概念 教學(xué)難點(diǎn):各量之間的關(guān)系及其應(yīng)用 主要設(shè)計(jì): 一、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量。 。ㄒ唬┳寣W(xué)生舉一些物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例。 。ǘ┱故菊n件1、齒輪傳動(dòng)裝置 課件2、皮帶傳動(dòng)裝置 為引入概念提供感性認(rèn)識(shí),引起思考和討論 。ㄈ┱故菊n件3:質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 可暫停?勺x出運(yùn)行的時(shí)間,對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng),轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角,進(jìn)而給出線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念。 二、線速度、角速度、周期間的關(guān)系: 。ㄒ唬┲匦抡故菊n件 1、齒輪傳動(dòng)裝置。讓學(xué)生體會(huì)到有些不同的點(diǎn)線速度大小相同,但角速度、周期不同,有些不同的點(diǎn)角速度、周期相同,但線速度大小不同;進(jìn)而此導(dǎo)同學(xué)去分析它們之間的關(guān)系 圓周運(yùn)動(dòng)是一種特殊的曲線運(yùn)動(dòng),也是牛頓定律在曲線運(yùn)動(dòng)中的綜合應(yīng)用。描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量多,且許多物理量(力、加速度、線速度)在時(shí)刻變化,因此,本單元是必修教材中的重點(diǎn)、難點(diǎn)、和學(xué)生的學(xué)困點(diǎn)。教師如何根據(jù)自己的學(xué)生把握教材的難易,設(shè)計(jì)好教案,對(duì)順利完成好本單元教學(xué)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(yùn)動(dòng)的物體所受到指向圓心的合外力,叫向心力。我認(rèn)為這個(gè)定義是不確切的,其一是容易給學(xué)生產(chǎn)生誤導(dǎo),認(rèn)為做圓周運(yùn)動(dòng)的物體要受到一個(gè)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(gè)力、或幾個(gè)力的合力、還可以是某種力的分力。魯科版在本知識(shí)點(diǎn)教材處理比較好,先通過(guò)細(xì)繩栓一小球在光滑水平面做圓周運(yùn)動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn),分析其受力,得出:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定要受到一個(gè)始終指向圓心等效力的作用,這個(gè)力叫做向心力。這個(gè)定義也比較科學(xué),學(xué)生容易接受,且給等效力留了拓展空間,教師在后面的教學(xué)中,再通過(guò)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生逐漸認(rèn)知向心力。在新課教學(xué)中,對(duì)有些復(fù)雜問(wèn)題應(yīng)循序漸進(jìn),不可一步到位。人教版教材是先學(xué)習(xí)向心加速度,根據(jù)牛頓第二定律,這個(gè)加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力,這個(gè)合力叫向心力。這樣給出向心力顯得有點(diǎn)抽象,學(xué)生不容易接受。 2、向心加速度:人教版教材是通過(guò)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),找出△t時(shí)間內(nèi)的速度變化量△v,△v△t求出平均加速度,當(dāng)△t趨近零時(shí),△v垂直于速度v,且指向圓心,既為質(zhì)點(diǎn)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(xué)方案,邏輯性強(qiáng),學(xué)生能知道向心加速度的來(lái)龍去脈,但由于用到了速度的失量差和極限概念,大部分學(xué)生感到學(xué)習(xí)困難,從課堂效果上看并不好,因此本教學(xué)方案適宜優(yōu)秀學(xué)生。魯科版教教材是通過(guò)圓周運(yùn)動(dòng)物體的受力分析,總結(jié)出做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到向心力的作用,那么它必然存在一個(gè)由向心力產(chǎn)生的加速度,這個(gè)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(xué)表達(dá)式,省去了復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo),使教學(xué)難度大大降低,從課堂教學(xué)效果看:學(xué)生感覺(jué)容易接受,師生互動(dòng)較為活躍。 知識(shí)目標(biāo) 1、了解什么是能源,了解什么是常規(guī)能源,了解常規(guī)能源的儲(chǔ)備與人類需求間的矛盾 2、了解常規(guī)能源的使用與環(huán)境污染的關(guān)系。了解哪些能源是清潔能源,哪些能源可再生。 能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)分析日常生活現(xiàn)象提高概括物理規(guī)律的能力 情感目標(biāo) 通過(guò)第二類永動(dòng)機(jī)無(wú)法制成的講解,使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到人類改造自然時(shí)必須遵從自然規(guī)律,違反自然規(guī)律將一事無(wú)成 通過(guò)介紹開(kāi)發(fā)新能源的重要性,激勵(lì)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí),提高為人類美好未來(lái)努力學(xué)習(xí)的覺(jué)悟 新課教學(xué) 師:在日常生活和各種產(chǎn)業(yè)中我們都要消耗能量。另外,自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性,而產(chǎn)生的能量耗散問(wèn)題,使得能源問(wèn)題成為當(dāng)今世界的一個(gè)重要的問(wèn)題。本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)能源。 一、能源:凡是能提供可利用能量的物質(zhì)和自然過(guò)程。 。薄⒊R(guī)能源:煤、石油、天然氣等。常規(guī)能源的儲(chǔ)藏是有限的。 問(wèn):常規(guī)的能源使用帶來(lái)了那些負(fù)面影響呢?(①溫室效應(yīng)②酸雨③化學(xué)煙霧④放射性污染)(1)溫室效應(yīng):溫室效應(yīng)是由于大氣里溫室氣體(二氧化碳)含量增大而形成的。石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化碳。 。2)酸雨:大氣中酸性污染物質(zhì),如二氧化硫等物質(zhì)會(huì)使雨水中的酸度升高,形成“酸雨”。煤炭中含有較多的硫,燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化硫等物質(zhì)。 (3)光化學(xué)煙霧:氮氧化合物和碳?xì)浠衔镌诖髿庵惺艿疥?yáng)光中強(qiáng)烈紫外線照射后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)。主要成分是臭氧。 另外常規(guī)能源燃燒時(shí)產(chǎn)生的浮塵也是一種污染。 常規(guī)能源的大量消耗所帶來(lái)的環(huán)境污染即損害人體健康,又影響動(dòng)植物的生長(zhǎng),破壞經(jīng)濟(jì)資源,損壞建筑物及文物古跡,嚴(yán)重時(shí)可改變大氣的性質(zhì),使生態(tài)受到破壞。 二、開(kāi)發(fā)新能源:綠色能源的開(kāi)發(fā)與利用 綠色能源:在釋放能量或能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中對(duì)環(huán)境不造成污染的能源叫綠色能源。 問(wèn):可以開(kāi)發(fā)那些清潔相對(duì)無(wú)污染的能源呢?(①太陽(yáng)能②風(fēng)能③生物質(zhì)能④核能⑤水能) 世界上石油儲(chǔ)量最大的中東地區(qū)一直是發(fā)達(dá)國(guó)家關(guān)注的'焦點(diǎn),外交、軍事莫不圍繞著這片從地表上看毫無(wú)魅力的區(qū)域打轉(zhuǎn)。世界警察(美國(guó))和他的隨從們最愿意去管中東的事情:兩次海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)等等…說(shuō)明能量消耗巨大的富國(guó)們對(duì)石油的心痛程度。 令以一方面,“替代品”——新能源的研發(fā)、形式層出不窮。 1、水能:水作為能量的載體,被太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)地球上三棲(水、陸、空)循環(huán)。地表水的流動(dòng)時(shí),在落差大、流量大的地區(qū),形成可利用的水能資源。目前世界上水力發(fā)電還處于起步階段。 2、海洋能:由于地球受月球和太陽(yáng)引力的周期性不均衡,海水發(fā)生非氣候性的漲潮和落潮現(xiàn)象,形成潮汐。潮汐蘊(yùn)含著巨大能量,既可以用來(lái)推動(dòng)機(jī)械裝置,又可以用來(lái)發(fā)電。 此外,由于海水表層和深層間的存在很大的溫差,利用這種溫差也可以發(fā)電(*因?yàn)樗姆悬c(diǎn)與氣壓有關(guān),如果建造一個(gè)裝置,用抽真空的方法使表層的海水在20攝氏度時(shí)汽化,并推動(dòng)汽輪機(jī),再將深層的冷水提上來(lái)使蒸汽冷卻,如此周而復(fù)始,就可以發(fā)電了。除這種方法外,還可以用低沸點(diǎn)的流體如丙烷和氨來(lái)作為熱機(jī)的工作介質(zhì))。法國(guó)已經(jīng)建成了世界上第一座溫差發(fā)電站,發(fā)電容量為14,000kW。 3、風(fēng)能:利用風(fēng)的機(jī)械能發(fā)電,風(fēng)能是一種重要的自然能源。據(jù)有關(guān)專家估算,在全球邊界層內(nèi)的總能量為1.3×1015瓦,一年中約為1.4×1016千瓦時(shí)電力的能量,相當(dāng)于目前全世界 每年所燃燒能量的3000倍。其中1/10為可取用的極限量。 風(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)是:總能量巨大,利用簡(jiǎn)單、無(wú)污染、可再生。缺點(diǎn)是:能量密度低(當(dāng)流速同為3米/秒時(shí),風(fēng)力的能量密度僅為水力的1/1000)、不穩(wěn)定性大,連續(xù)性、可靠性差,時(shí)空分布不均勻。 4、沼氣:利用厭氧微生物在密閉條件下分解(廢棄)有機(jī)物,產(chǎn)生沼氣,沼氣具有很高的熱值,燃燒后生成二氧化碳和水,不污染空氣,不危害農(nóng)作物和人畜健康。生成沼氣的原料本身就是各種廢棄物,生產(chǎn)過(guò)程可以減少(有機(jī)物)垃圾的數(shù)量。 在農(nóng)村到處可以看到許多生物質(zhì)的廢棄物,如人畜糞便、秸稈、雜草和不能食用的果蔬,等等。將這些廢棄物收集起來(lái),經(jīng)過(guò)細(xì)菌發(fā)酵可以產(chǎn)生沼氣,用沼氣做燃料和照明,也可以發(fā)電。 5、太陽(yáng)能:太陽(yáng)能是一種可廣泛利用的清潔能源。我們目前的利用方式主要是兩種—— 一是將陽(yáng)光聚焦,將光能轉(zhuǎn)化為熱能(傳說(shuō)阿基米德就曾經(jīng)利用聚光鏡反射陽(yáng)光,燒毀了來(lái)犯的敵艦)。在日照充分的地方,人們?cè)谏a(chǎn)和生活中已大量使用太陽(yáng)灶、干燥器和太陽(yáng)能熱水器(太陽(yáng)能熱水器的構(gòu)造要簡(jiǎn)單的多。因?yàn)椴恍枰a(chǎn)生太高的溫度。在大多數(shù)情況下,可以將太陽(yáng)能熱水器的集熱器制成箱式、蛇型管式、直管式、平板式或枕式,通過(guò)管道與水源和儲(chǔ)水箱相連。太陽(yáng)能熱水器在我國(guó)北方比較常見(jiàn))。 二是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,再用化學(xué)能發(fā)電。比較常見(jiàn)的光電池是硅電池(它能將13%-20%的日光能轉(zhuǎn)化為電能)。許多電子計(jì)算器和其他小型電子儀器現(xiàn)在已經(jīng)采用太陽(yáng)能電池供電,人造衛(wèi)星和宇宙飛船更是主要依靠太陽(yáng)能電池來(lái)提供電力。 但是陽(yáng)光在達(dá)到地面以前要經(jīng)過(guò)大氣的反射、散射和吸收,能量損失較大,加上陰天、晝夜變化和雨雪等降水過(guò)程的影響,目前地面上利用日光發(fā)電受到一定限制。 無(wú)論是生物質(zhì)能、風(fēng)能,還是水力、溫差和潮汐能,歸根結(jié)底都是太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化形式。即使礦物燃料,也是通過(guò)生物的化石形式保存下來(lái)的億萬(wàn)年以前的太陽(yáng)能。 6、地?zé)崮埽河玫責(zé)岵膳、將地(zé)嵊糜谵r(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)等,在全世界范圍內(nèi)受到關(guān)注。(從直接利用地?zé)岬囊?guī)模來(lái)說(shuō),最常用的是地?zé)崴茉。伎偫昧康?/3以上,其次是地?zé)崴B(yǎng)殖和種植約占20%,地?zé)岵膳s占13%,地?zé)崮芄I(yè)利用約占2%)。 利用地?zé)崮,占地很少,無(wú)廢渣、粉塵污染,用后的棄(尾)水既可綜合利用,又可回注到地下儲(chǔ)層,達(dá)到增加壓力、保護(hù)儲(chǔ)層、保護(hù)地?zé)豳Y源的雙重目的。*據(jù)美國(guó)地?zé)豳Y源委員會(huì)(GRC) 1990年的調(diào)查,世界上18個(gè)國(guó)家有地?zé)岚l(fā)電,總裝機(jī)容量5827.55兆瓦,裝機(jī)容量在100兆瓦以上的國(guó)家有美國(guó)、菲律賓、墨西哥、意大利、新西蘭、日本和印尼。我國(guó)的地?zé)豳Y 源也很豐富,但開(kāi)發(fā)利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省區(qū)。除以上利用外,從熱水中還可提取鹽類、有益化學(xué)組分和硫磺等。 7、核能:鈾在自然界中有三種放射性同位素:U235、U238、U234 ,在衰變過(guò)程中放出熱量。在軍事上鈾主要用來(lái)制造核武器和核動(dòng)力燃料。鈾的和平用途十分廣泛,其中最主要的是用作核電反應(yīng)堆的燃料。 由于核電具有發(fā)電成本低、對(duì)環(huán)境污染小和安全等優(yōu)點(diǎn),世界各國(guó),尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)都大力發(fā)展核電,估計(jì)到20xx年核電將達(dá)到世界總發(fā)電量的25%左右。我國(guó)已建成秦山、大亞灣核電站,目前還有多處正在籌建。 大自然賜給人類的綠色能源儲(chǔ)量豐富,只要我們科學(xué)開(kāi)發(fā),合理利用,必將對(duì)人類做出前所未有的貢獻(xiàn)。 本節(jié)教材分析 這節(jié)課通過(guò)對(duì)一些天體運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析,使學(xué)生了解:通常物體之間的萬(wàn)有引力很小,常常覺(jué)察不出來(lái),但在天體運(yùn)動(dòng)中,由于天體的質(zhì)量很大,萬(wàn)有引力將起決定性作用,對(duì)天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用,其中一個(gè)重要的應(yīng)用就是計(jì)算天體的質(zhì)量. 在講課時(shí),應(yīng)用萬(wàn)有引力定律有兩條思路要交待清楚. 1.把天體(或衛(wèi)星)的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng),即F引=F向,用于計(jì)算天體(中心體)的質(zhì)量,討論衛(wèi)星的速度、角速度、周期及半徑等問(wèn)題. 2.在地面附近把萬(wàn)有引力看成物體的重力,即F引=mg.主要用于計(jì)算涉及重力加速度的問(wèn)題. 一、教學(xué)目標(biāo) 1.通過(guò)對(duì)行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)及衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)的研究,使學(xué)生初步掌握研究此類問(wèn)題的基本方法:萬(wàn)有引力作為物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。 2.使學(xué)生對(duì)人造地球衛(wèi)星的發(fā)射、運(yùn)行等狀況有初步了解,使多數(shù)學(xué)生在頭腦中建立起較正確的圖景。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1.天體運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力提供的,這一思路是本節(jié)課的重點(diǎn)。 2.第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度,是衛(wèi)星運(yùn)行的最大速度,它們的統(tǒng)一是本節(jié)課的難點(diǎn)。 三、教具 自制同步衛(wèi)星模型。 四、教學(xué)過(guò)程 (一)引入新課 1.復(fù)習(xí)提問(wèn): (1)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式是什么?分別寫(xiě)出向心力與線速 (2)萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容是什么?如何用公式表示?(對(duì)學(xué)生的回答予以糾正或肯定。) (3)萬(wàn)有引力和重力的關(guān)系是什么?重力加速度的決定式是什么?(學(xué)生回答:地球表面物體受到的重力是物體受到地球萬(wàn)有引力的一個(gè)分力,但這個(gè)分力的大小基本等于物體受到地球的萬(wàn)有引力。如不全面,教師予以補(bǔ)充。) 2.引課提問(wèn):根據(jù)前面我們所學(xué)習(xí)的知識(shí),我們知道了所有物體之間都存在著相互作用的萬(wàn)有引力,而且這種萬(wàn)有引力在天體這類質(zhì)量很大的物體之間是非常巨大的。那么為什么這樣巨大的引力沒(méi)有把天體拉到一起呢?(可由學(xué)生討論,教師歸納總結(jié)。) 因?yàn)樘祗w都是運(yùn)動(dòng)的,比如恒星附近有一顆行星,它具有一定的速度,根據(jù)牛頓第一定律,如果不受外力,它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在它受到恒星對(duì)它的萬(wàn)有引力,將偏離原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向。這樣,它既不能擺脫恒星的控制遠(yuǎn)離恒星,也不會(huì)被恒星吸引到一起,將圍繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng)。此時(shí),行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由恒星對(duì)它的萬(wàn)有引力提供。(教師邊講解,邊畫(huà)板圖。) 可見(jiàn)萬(wàn)有引力與天體的運(yùn)動(dòng)密切聯(lián)系,我們這節(jié)課就要研究萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用。 板書(shū):萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用人造衛(wèi)星 (二)教學(xué)過(guò)程 1.研究天體運(yùn)動(dòng)的基本方法 剛才我們分析了行星的運(yùn)動(dòng),發(fā)現(xiàn)行星繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí),恒星對(duì)行星的萬(wàn)有引力是行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。其實(shí),所有行星繞恒星或衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)都可以基本上看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。這時(shí)運(yùn)動(dòng)的行星或衛(wèi)星的受力情況也非常簡(jiǎn)單:它不可能受到彈力或摩擦力,所受到的力只有一種——萬(wàn)有引力。萬(wàn)有引力作為其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。 板書(shū):F萬(wàn)=F向 下面我們根據(jù)這一基本方法,研究幾個(gè)天文學(xué)的問(wèn)題。 (1)天體質(zhì)量的計(jì)算 如果我們知道了一個(gè)衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的周期,知道了衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑,能否求出行星的質(zhì)量呢?根據(jù)研究天體運(yùn)動(dòng)的基本方法:萬(wàn)有引力做向心力,F(xiàn)萬(wàn)=F向 (指副板書(shū))此時(shí)知道衛(wèi)星的圓周運(yùn)動(dòng)周期,其向心力公式用哪個(gè)好呢? 等式兩邊都有m,可以約去,說(shuō)明與衛(wèi)星質(zhì)量無(wú)關(guān)。我們就可以得 (2)衛(wèi)星運(yùn)行速度的比較 下面我們?cè)賮?lái)看一個(gè)問(wèn)題:某行星有兩顆衛(wèi)星,這兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑都不相同,哪顆衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度快呢?我們?nèi)匀焕醚芯刻祗w運(yùn)動(dòng)的基本方法:以萬(wàn)有引力做向心力 F萬(wàn)=F向 設(shè)行星質(zhì)量為M,某顆衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,此衛(wèi)星質(zhì)量為m,它受到行星對(duì)它的萬(wàn)有引力為 (指副板書(shū))于是我們得到 等式兩邊都有m,可以約去,說(shuō)明與衛(wèi)星質(zhì)量無(wú)關(guān)。于是我們得到 從公式可以看出,衛(wèi)星的運(yùn)行速度與其本身質(zhì)量無(wú)關(guān),與其軌道半徑的平方根成反比。軌道半徑越大,運(yùn)行速度越。卉壍腊霃皆叫,運(yùn)行速度越大。換句話說(shuō),離行星越近的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)速度越大。這是一個(gè)非常有用的結(jié)論,希望同學(xué)能夠給予重視。 (3)海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn) 剛才我們研究的問(wèn)題只是實(shí)際問(wèn)題的一種近似,實(shí)際問(wèn)題要復(fù)雜一些。比如,行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌道并不是正圓,而是橢圓;每顆行星受到的引力也不僅由太陽(yáng)提供,除太陽(yáng)的引力最大外,還要受到其他行星的引力。這就需要更復(fù)雜一些的運(yùn)算,而這種運(yùn)算,導(dǎo)致了海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)。 200年前,人們認(rèn)識(shí)的太陽(yáng)系有7大行星:水星、金星、地球、火星、土星、木星和天王星,后來(lái),人們發(fā)現(xiàn)最外面的行星——天王星的運(yùn)行軌道與用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出的有較大的偏差。于是,有人推測(cè),在天王星的軌道外側(cè)可能還有一顆行星,它對(duì)天王星的引力使天王星的軌道發(fā)生偏離。而且人們計(jì)算出這顆行星的可能軌道,并且在計(jì)算出的位置終于觀測(cè)到了這顆新的行星,將它命名為海王星。再后,又發(fā)現(xiàn)海王星的軌道也與計(jì)算值有偏差,人們進(jìn)一步推測(cè),海王星軌道外側(cè)還有一顆行星,于是用同樣的方法發(fā)現(xiàn)了冥王星?梢(jiàn)萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值。 2.人造地球衛(wèi)星 下面我們?cè)賮?lái)研究一下人造地球衛(wèi)星的'發(fā)射及運(yùn)行情況。 (1)衛(wèi)星的發(fā)射與運(yùn)行 最早研究人造衛(wèi)星問(wèn)題的是牛頓,他設(shè)想了這樣一個(gè)問(wèn)題:在地面某一高處平拋一個(gè)物體,物體將走一條拋物線落回地面。物體初速度越大,飛行距離越遠(yuǎn)。考慮到地球是圓形的,應(yīng)該是這樣的圖景:(板圖) 當(dāng)拋出物體沿曲線軌道下落時(shí),地面也沿球面向下彎曲,物體所受重力的方向也改變了。當(dāng)物體初速度足夠大時(shí),物體總要落向地面,總也落不到地面,就成為地球的衛(wèi)星了。 從剛才的分析我們知道,要想使物體成為地球的衛(wèi)星,物體需要一個(gè)最小的發(fā)射速度,物體以這個(gè)速度發(fā)射時(shí),能夠剛好貼著地面繞地球飛行,此時(shí)其重力提供了向心力。 其中,g為地球表面的重力加速度,約9.8m/s2。R為地球的半徑,約為6.4×106m。代入數(shù)據(jù)我們可以算出速度為7.9×103m/s,也就是7.9km/s。這個(gè)速度稱為第一宇宙速度。 板書(shū):第一宇宙速度v=7.9km/s 第一宇宙速度是發(fā)射一個(gè)物體,使其成為地球衛(wèi)星的最小速度。若以第一宇宙速度發(fā)射一個(gè)物體,物體將在貼著地球表面的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若發(fā)射速度大于第一宇宙速度,物體將在離地面遠(yuǎn)些的軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)。 現(xiàn)在同學(xué)思考一個(gè)問(wèn)題:剛才我們分析衛(wèi)星繞行星運(yùn)行時(shí)得到一個(gè)結(jié)論:衛(wèi)星軌道離行星越遠(yuǎn),其運(yùn)動(dòng)速度越小,F(xiàn)在我們又得到一個(gè)結(jié)論:衛(wèi)星的發(fā)射速度越大,其運(yùn)行軌道離地面越遠(yuǎn)。這兩者是否矛盾呢? 其實(shí),它們并不矛盾,關(guān)鍵是我們要分清發(fā)射速度和運(yùn)行速度是兩個(gè)不同的速度:比如我們以10km/s的速度發(fā)射一顆衛(wèi)星,由于發(fā)射速度大于7.9km/s,衛(wèi)星不可能在地球表面飛行,將會(huì)遠(yuǎn)離地球表面。而衛(wèi)星遠(yuǎn)離地球表面的過(guò)程中,其在垂直地面方向的運(yùn)動(dòng),相當(dāng)于豎直上拋運(yùn)動(dòng),衛(wèi)星速度將變小。當(dāng)衛(wèi)星速度減小到7.9km/s時(shí),由于此時(shí)衛(wèi)星離地球的距離比剛才大,根據(jù)萬(wàn)有引力定律,此時(shí)受到的引力比剛才小,仍不能使衛(wèi)星在此高度繞地球運(yùn)動(dòng),衛(wèi)星還會(huì)繼續(xù)遠(yuǎn)離地球。衛(wèi)星離地面更遠(yuǎn)了,速度也進(jìn)一步減小,當(dāng)速度減小到某一數(shù)值時(shí),比如說(shuō)5km/s時(shí),衛(wèi)星在這個(gè)位置受到的地球引力剛好滿足衛(wèi)星在這個(gè)軌道以這個(gè)速度運(yùn)動(dòng)所需向心力,衛(wèi)星將在這個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)。而此時(shí)的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度。所以,第一宇宙速度是發(fā)射地球衛(wèi)星的最小速度,是衛(wèi)星地球運(yùn)行的最大速度。 板書(shū):第一宇宙速度是發(fā)射地球衛(wèi)星的最小速度,是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度。 如果物體發(fā)射的速度更大,達(dá)到或超過(guò)11.2km/s時(shí),物體將能夠擺脫地球引力的束縛,成為繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的行星或飛到其他行星上去。11.2km/s這個(gè)速度稱為第二宇宙速度。 板書(shū):第二宇宙速度v=11.2km/s 如果物體的發(fā)射速度再大,達(dá)到或超過(guò)16.7km/s時(shí),物體將能夠擺脫太陽(yáng)引力的束縛,飛到太陽(yáng)系外。16.7km/s這個(gè)速度稱為第三宇宙速度。 板書(shū):第三宇宙速度v=16.7km/s (2)同步通訊衛(wèi)星 下面我們?cè)賮?lái)研究一種衛(wèi)星——同步通信衛(wèi)星。這種衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度與地球自轉(zhuǎn)的速度相同,所以從地面上看,它總在某地的正上方,因此叫同步衛(wèi)星。這種衛(wèi)星一般用于通訊,又叫同步通訊衛(wèi)星。我們平時(shí)看電視實(shí)況轉(zhuǎn)播時(shí)總聽(tīng)到解說(shuō)員講:正在通過(guò)太平洋上空或印度洋上空的通訊衛(wèi)星轉(zhuǎn)播電視實(shí)況,為什么北京上空沒(méi)有同步衛(wèi)星呢?大家來(lái)看一下模型(出示模型): 若在北緯或南緯某地上空真有一顆同步衛(wèi)星,那么這顆衛(wèi)星軌道平面的中心應(yīng)是地軸上的某點(diǎn),而不是地心,其需要的向心力也指向這一點(diǎn)。而地球所能夠提供的引力只能指向地心,所以北緯或南緯某地上空是不可能有同步衛(wèi)星的。另外由于同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,所以此衛(wèi)星離地球的距離只能是一個(gè)定值。換句話說(shuō),所有地球的同步衛(wèi)星只能分布在赤道正上方的一條圓弧上,而為了衛(wèi)星之間不相互干擾,大約3度角左右才能放置一顆衛(wèi)星,地球的同步通訊衛(wèi)星只能有120顆。可見(jiàn),空間位置也是一種資源。(可視時(shí)間讓學(xué)生推導(dǎo)同步衛(wèi)星的高度) 五、課堂小結(jié) 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了如何用萬(wàn)有引力定律來(lái)研究天體運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題;掌握了萬(wàn)有引力是向心力這一研究天體運(yùn)動(dòng)的基本方法;了解了衛(wèi)星的發(fā)射與運(yùn)行的一些情況;知道了第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度,是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度。最后我們還了解了通訊衛(wèi)星的有關(guān)情況,本節(jié)課我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容較多,希望及時(shí)復(fù)習(xí)。 六、說(shuō)明 1.設(shè)計(jì)思路:本節(jié)課是一節(jié)知識(shí)應(yīng)用與擴(kuò)展的課程,所以設(shè)計(jì)時(shí)注意加大知識(shí)含量,引起學(xué)生興趣。同時(shí)注意方法的培養(yǎng),讓學(xué)生養(yǎng)成用萬(wàn)有引力是天體運(yùn)動(dòng)的向心力這一基本方法研究問(wèn)題的習(xí)慣,避免套公式的不良習(xí)慣。圍繞第一宇宙速度的討論,讓學(xué)生形成較正確的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)圖景。 2.同步衛(wèi)星模型是用一地球儀改制而成,用一個(gè)小球當(dāng)衛(wèi)星,小球與地球儀用細(xì)線相連,細(xì)線的一端可在地球儀的不同緯度處固定。 第六章萬(wàn)有引力定律(四、萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用) 第六章萬(wàn)有引力定律(四、萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用) 教材分析 這節(jié)課通過(guò)對(duì)一些天體運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析,使學(xué)生了解:通常物體之間的萬(wàn)有引力很小,常常覺(jué)察不出來(lái),但在天體運(yùn)動(dòng)中,由于天體的質(zhì)量很大,萬(wàn)有引力將起決定性作用,對(duì)天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用,其中一個(gè)重要的應(yīng)用就是計(jì)算天體的質(zhì)量。 在講課時(shí),應(yīng)用萬(wàn)有引力定律有兩條思路要交待清楚。 1.把天體(或衛(wèi)星)的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng),即F引=F向,用于計(jì)算天體(中心體)的質(zhì)量,討論衛(wèi)星的速度、角速度、周期及半徑等問(wèn)題。 2.在地面附近把萬(wàn)有引力看成物體的重力,即F引=mg.主要用于計(jì)算涉及重力加速度的問(wèn)題。 這節(jié)內(nèi)容是這一章的重點(diǎn),這是萬(wàn)有引力定律在實(shí)際中的具體應(yīng)用.主要知識(shí)點(diǎn)就是如何求中心體質(zhì)量及其他應(yīng)用,還是可發(fā)現(xiàn)未知天體的方法。 教學(xué)目標(biāo) 一知識(shí)目標(biāo) 1.了解行星繞恒星運(yùn)動(dòng)及衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)的共同點(diǎn):萬(wàn)有引力作為行星、衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。 2.了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上有重要應(yīng)用。 3.會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量。 二能力目標(biāo) 通過(guò)萬(wàn)有引力定律在實(shí)際中的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。 教學(xué)重點(diǎn) 1.人造衛(wèi)星、月球繞地球的運(yùn)動(dòng);行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力提供的。 2.會(huì)用已知條件求中心天體的質(zhì)量。 教學(xué)難點(diǎn) 根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量。 教學(xué)步驟 一導(dǎo)入新課 復(fù)習(xí)舊課: 1.卡文迪許實(shí)驗(yàn)測(cè)萬(wàn)有引力常量的原理是什么? 答:利用引力矩與金屬絲的扭轉(zhuǎn)力矩的平衡來(lái)求得。 2.萬(wàn)有引力常量的測(cè)出的物理意義。 答:使萬(wàn)有引力定律有了其實(shí)際意義,可以求得地球的質(zhì)量等。 對(duì)了,萬(wàn)有引力常量一經(jīng)測(cè)出,萬(wàn)有引力定律對(duì)天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用,這節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用。 二新課教學(xué) (一)天體質(zhì)量的計(jì)算 提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考:在天文學(xué)上,天體的質(zhì)量無(wú)法直接測(cè)量,能否利用萬(wàn)有引力定律和前面學(xué)過(guò)的知識(shí)找到計(jì)算天體質(zhì)量的方法呢? 1.基本思路:在研究天體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中,我們近似地把一個(gè)天體繞另一個(gè)天體的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力提供天體作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。 2.計(jì)算表達(dá)式: 例如:已知某一行星到太陽(yáng)的距離為r,公轉(zhuǎn)周期為T,太陽(yáng)質(zhì)量為多少? 分析:設(shè)太陽(yáng)質(zhì)量為M,行星質(zhì)量為m,由萬(wàn)有引力提供行星公轉(zhuǎn)的向心力得: ,∴ 提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考:如何計(jì)算地球的質(zhì)量? 分析:應(yīng)選定一顆繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的衛(wèi)星,測(cè)定衛(wèi)星的軌道半徑和周期,利用上式求出地球質(zhì)量。因此上式是用測(cè)定環(huán)繞天體的軌道半徑和周期方法測(cè)被環(huán)繞天體的質(zhì)量,不能測(cè)定環(huán)繞天體自身質(zhì)量。 對(duì)于一個(gè)天體,M是一個(gè)定值.所以,繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的行星都有。即開(kāi)普勒第三定律。 老師總結(jié):應(yīng)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量的基本思路是:根據(jù)行星(或衛(wèi)星)運(yùn)動(dòng)的情況,求出行星(或衛(wèi)星)的向心力,而F向=F萬(wàn)有引力。根據(jù)這個(gè)關(guān)系列方程即可。 例如:已知月球到地球的球心距離為r=4×108m,月亮繞地球運(yùn)行的周期為30天,求地球的質(zhì)量。 解:月球繞地球運(yùn)行的向心力即月地間的萬(wàn)有引力即有: F向=F引= 得: 求某星體表面的重力加速度 例:一個(gè)半徑比地球大2倍,質(zhì)量是地球的36倍的行星,它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的 A.6倍B.18倍C.4倍D.13.5倍 分析:在星體表面處,F(xiàn)引≈mg.所以,在地球表面處: 在某星球表面處: ∴ 即正確選項(xiàng)為C 學(xué)生自己總結(jié):求某星球表面的重力加速度,一般采用某物體在星體表面受到的重力等于其萬(wàn)有引力.一般采用比例計(jì)算法。 練習(xí):金星的半徑是地球的0.95倍,質(zhì)量是地球的0.82倍,金星表面的重力加速度是多大? 3.發(fā)現(xiàn)末知天體 用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量是天文學(xué)上的重要應(yīng)用之一,一個(gè)科學(xué)的理論,不但要能說(shuō)明已知事實(shí),而且要能預(yù)言當(dāng)時(shí)不知道的事實(shí),請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本并思考:科學(xué)家是如何根據(jù)萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)海王星的? 請(qǐng)同學(xué)們推導(dǎo):已知中心天體的質(zhì)量及繞其運(yùn)動(dòng)的行星的運(yùn)動(dòng)情況,在太陽(yáng)系中,行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的半徑r為: 根據(jù)F萬(wàn)有引力=F向=,而F萬(wàn)有引力=,兩式聯(lián)立得: 在18世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的第七個(gè)行星──天王星的運(yùn)動(dòng)軌道,總是同根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算出來(lái)的有一定偏離。當(dāng)時(shí)有人預(yù)測(cè),肯定在其軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的新星。后來(lái),亞當(dāng)斯和勒維列在預(yù)言位置的附近找到了這顆新星。后來(lái),科學(xué)家利用這一原理還發(fā)現(xiàn)了許多行星的衛(wèi)星,由此可見(jiàn),萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用,有極為重要的意義。 海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn),顯示了萬(wàn)有引力定律對(duì)研究天體運(yùn)動(dòng)的重要意義,同時(shí)證明了萬(wàn)有引力定律的正確性。 三例題分析 例1.木星的一個(gè)衛(wèi)星運(yùn)行一周需要時(shí)間1.5×104s,其軌道半徑為9.2×107m,求木星的質(zhì)量為多少千克? 解:木星對(duì)衛(wèi)星的萬(wàn)有引力提供衛(wèi)星公轉(zhuǎn)的向心力: ,例2.地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),軌道半徑為R,周期為T。月球繞地球運(yùn)行軌道半徑為r,周期為t,則太陽(yáng)與地球質(zhì)量之比為多少? 解:⑴地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),太陽(yáng)對(duì)地球的引力提供向心力 則,得: ⑵月球繞地球公轉(zhuǎn),地球?qū)υ虑虻囊μ峁┫蛐牧?/p> 則,得: 、翘(yáng)與地球的質(zhì)量之比 例3.一探空箭進(jìn)入繞太陽(yáng)的近乎圓形的軌道運(yùn)行,軌道半徑是地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)半徑的9倍,則探空火箭使太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期為多少年? 解:方法一:設(shè)火箭質(zhì)量為m1,軌道半徑R,太陽(yáng)質(zhì)量為M,地球質(zhì)量為m2,軌道半徑為r。 、呕鸺@太陽(yáng)公轉(zhuǎn),則 得:………………① 、频厍蚶@太陽(yáng)公轉(zhuǎn),則 得:………………② ∴∴火箭的公轉(zhuǎn)周期為27年。 方法二:要題可直接采用開(kāi)普勒第三定律求解,更為方便。 四鞏固練習(xí) 1.將一物體掛在一彈簧秤上,在地球表面某處伸長(zhǎng)30mm,而在月球表面某處伸長(zhǎng)5mm.如果在地球表面該處的重力加速度為9.84m/s2,那么月球表面測(cè)量處相應(yīng)的重力加速度為 A.1.64m/s2B.3.28m/s2 C.4.92m/s2D.6.56m/s2 2.地球是一個(gè)不規(guī)則的橢球,它的極半徑為6357km,赤道半徑為6378km,物體在兩極所受的引力與在赤道所受的引力之比為 參考答案: 1.A2.1.0066 五小結(jié)(用投影片出示) 這節(jié)課我們主要掌握的知識(shí)點(diǎn)是: 1.萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用,一般有兩條思路: (1)F萬(wàn)有引力=環(huán)繞體所需的向心力 (2)地面(或某星球表面)的物體的重力=F萬(wàn)有引力。 2.了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)中具有的重要意義。 五作業(yè) 教學(xué)目標(biāo) (一)知識(shí)目標(biāo) 1、知道光的電磁說(shuō)的內(nèi)容。 2、知道可見(jiàn)光是一定頻率范圍的電磁波。 3、知道紅外線、紫外線、X射線等不同頻率的電磁波的特點(diǎn)。 4、知道電磁波譜、了解光譜的類別及各類光譜的產(chǎn)生知道明線光譜和吸收光譜是元素的特征譜線。 5、知道麥克斯韋的電磁說(shuō)及光的電磁本性的實(shí)驗(yàn)依據(jù),并要求知道電磁波及產(chǎn)生機(jī)理。 。ǘ┠芰δ繕(biāo) 通過(guò)史料的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解能力和分析能力. 。ㄈ┣楦心繕(biāo) 1、讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)發(fā)展是一代一代科學(xué)家辛勤勞動(dòng)的曲折過(guò)程,樹(shù)立為科學(xué)獻(xiàn)身的精神 2、從中體會(huì)到科學(xué)研究的一些基本方法——“實(shí)驗(yàn)(事實(shí))——理論假設(shè)——實(shí)驗(yàn)(提供新的事實(shí))——修正理論(甚至建立新的假設(shè))”,以及人們的認(rèn)識(shí)就是從不斷地糾正偏差錯(cuò)誤中提高的。 教學(xué)建議 回顧人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)過(guò)程,給學(xué)生指明學(xué)習(xí)本章的線索x教材內(nèi)容的層次和系統(tǒng),這對(duì)發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性是十分有益的。通過(guò)簡(jiǎn)要的.史料介紹,一方面讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)發(fā)展是一代一代科學(xué)家辛勤勞動(dòng)的曲折過(guò)程,樹(shù)立為科學(xué)獻(xiàn)身的精神;另一方面,從中體會(huì)到科學(xué)研究的一些基本方法x"實(shí)驗(yàn)(事實(shí))xx實(shí)驗(yàn)(提供新的事實(shí))x修正理論(甚至建立新的假設(shè))",以及人們的認(rèn)識(shí)就是從不斷地糾正偏差錯(cuò)誤中提高的。"光的本性"的認(rèn)識(shí)史,也是對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育的好教材。 講述光的電磁說(shuō)時(shí)要著重說(shuō)明光的電磁說(shuō)提出的背景和它的事實(shí)依據(jù)。還要著重說(shuō)明提出光的電磁說(shuō)的重要意義在于使人們認(rèn)識(shí)到光波與機(jī)械波有本質(zhì)的不同。光的電磁說(shuō)揭露了光現(xiàn)象的電磁本質(zhì),把光和電磁統(tǒng)一了起來(lái)。 需要強(qiáng)調(diào)的幾點(diǎn): 1、對(duì)紅外線、紫外線、X射線的講述,要讓學(xué)生抓住主要特征和它們的應(yīng)用,并盡可能聯(lián)系可見(jiàn)到的實(shí)例。如有可能,可做實(shí)驗(yàn)演示。 2、要使學(xué)生理解不同頻率范圍的電磁波,它們本質(zhì)上是相同的,它們的行為服從共同的規(guī)律,但因?yàn)轭l率的不同又各自具有某些特性。 注意:本節(jié)內(nèi)容大多類似科普常識(shí)的介紹,沒(méi)有太難以理解的理論,可以知道學(xué)生看書(shū)、歸納、總結(jié),鍛煉學(xué)生的自學(xué) 能力。 教學(xué)設(shè)計(jì)示例 關(guān)于光的電磁說(shuō)一節(jié),內(nèi)容大多類似科普常識(shí)的介紹,沒(méi)有太難以理解的理論,可以指導(dǎo)學(xué)生看書(shū)、歸納、總結(jié),鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。 在學(xué)生自學(xué)的時(shí)候,可以讓學(xué)生思考有關(guān)問(wèn)題, 1、光的干涉和衍射現(xiàn)象證實(shí)了光具有波動(dòng)性,但光是什么波呢? 2、我們知道,一切機(jī)械波,包括聲波在內(nèi),都需要有介質(zhì)存在,機(jī)械波是不能在真空中傳播的。但是光在真空里卻能夠傳播,這如何解釋呢? 探究活動(dòng) 1、查閱資料:光學(xué)發(fā)展史中有關(guān)光的電磁說(shuō)部分內(nèi)容。 一、教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能: 1、理解力的分解概念。 2、知道力的分解是合成的逆運(yùn)算,并知道力的分解遵循平行四邊形定則。 3、學(xué)會(huì)按力的實(shí)際作用效果分解力。 4、學(xué)會(huì)用力的分解知識(shí)解釋一些簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象。 過(guò)程與方法: 1、通過(guò)生活情景的再現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)?zāi)M體會(huì)物理與實(shí)際生活的密切聯(lián)系。 3、通過(guò)對(duì)力的實(shí)際作用效果的分析,理解按實(shí)際作用效果分解力的意義,并感受具體問(wèn)題具體分析的方法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀: 1、通過(guò)聯(lián)系生活實(shí)際情景,激發(fā)求知欲望和探究的興趣。 2、通過(guò)對(duì)力的分解實(shí)際應(yīng)用的分析與討論,養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際的自覺(jué)性,培養(yǎng)解決生活實(shí)際問(wèn)題的能力。 二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn):理解力的分解的概念,利用平行四邊形定則按力的作用效果進(jìn)行力的.分解。 教學(xué)難點(diǎn):力的實(shí)際作用效果的分析。 三、教學(xué)過(guò)程 (一)引入: 1、觀察一幅打夯的圖片,分析為什么需要那么多人一起打夯。 2、模擬打夯,指出用多個(gè)力的共同作用來(lái)代替一個(gè)力的作用的實(shí)際意義,突出等效替代的思想。 3、引出力的分解的概念:把一個(gè)力分解成幾個(gè)分力的方法叫力的分解。 。ǘ┮粋(gè)力可分解為幾個(gè)力? 由打夯的例子可以看出一個(gè)力的作用可以分解為任意幾個(gè)力,最簡(jiǎn)單的情況就是把一個(gè)力分解為兩個(gè)力。 。ㄈ┮粋(gè)力分解成兩個(gè)力遵循什么規(guī)則? 力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,因此把一個(gè)力分解為兩個(gè)分力也遵循平行四邊形定則。 。ㄋ模┝Φ姆纸鈱(shí)例分析 以一個(gè)力為對(duì)角線作平行四邊形可以作出無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形,因此把一個(gè)力分解為兩個(gè)力有無(wú)數(shù)組解,但如果已知兩個(gè)分力的方向,那力的分解就只有唯一解了。如何確定兩個(gè)分力的方向呢?在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)要根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定分力的方向。 一、斜面上重力的分解 。垩菔荆萦帽∷芰掀龀尚泵,將物塊放在斜面上,斜面被壓彎,同時(shí)物塊沿斜面下滑. [結(jié)論]重力G產(chǎn)生兩個(gè)效果:使物體沿斜面下滑和壓緊斜面. 。鄯治觯葜亓Φ膬蓚(gè)分力大小跟斜面的傾斜角有何關(guān)系? 。劢Y(jié)論]通過(guò)作圖和實(shí)驗(yàn)演示可看出傾角越大,下壓分力越小而下滑分力越大。 [問(wèn)題]游樂(lè)場(chǎng)的滑梯為什么傾角很大?山路為什么要修成盤(pán)山狀? [分析]斜面傾角越大,使物體下滑的力越大,物體越容易下滑,故公園滑梯傾角較大,但山路若直接從山腳往山頂修,則傾角太大,車輛上坡艱難而下坡又不安全,是不可行的,修成盤(pán)山狀則可解決這個(gè)問(wèn)題。 二、直角支架所受拉力的分解 。蹖(shí)驗(yàn)?zāi)M]同學(xué)甲用一手撐腰,同學(xué)乙用力向下拉甲同學(xué)的肘部,讓同學(xué)談體會(huì),即分析向下拉肘部的力產(chǎn)生的作用效果。 。蹖(shí)驗(yàn)演示]在支架上掛一重物,觀察橡皮膜的變化,分析重物對(duì)支架的拉力產(chǎn)生的作用效果。 。鄯治觯葜Ъ芩芾σ环矫鏀D壓水平桿,另一方面拉伸傾斜桿。 。鄯纸猓莅葱Ч纸饫Σ⒆鞒銎叫兴倪呅畏。 三、劈木柴刀背上力的分解 。塾^察圖片]為什么一斧頭下去,木樁被劈開(kāi)了?作用在斧頭上的力實(shí)際產(chǎn)生了什么效果? 。坌(shí)驗(yàn)]同學(xué)甲雙手合十,同學(xué)乙用一只手試圖從甲的兩手中間劈下去,體會(huì)手上的感覺(jué)。 [分析]乙同學(xué)的手向兩側(cè)擠壓甲同學(xué)的兩只手,因此刀背上的力的作用效果也是使得刀的兩個(gè)側(cè)面去擠壓木柴。 。鄯纸猓莅戳Φ淖饔眯Ч纸獾侗成系牧,作出平行四邊形,并比較分力與合力的大小關(guān)系。 [思考]由生活經(jīng)驗(yàn)可知砍柴的刀越鋒利越容易把柴劈開(kāi),為什么?分析分力大小跟分力夾角的關(guān)系。 [體驗(yàn)]通過(guò)小實(shí)驗(yàn)體會(huì)在合力一定的情況下,分力大小隨其夾角變化而變化的規(guī)律: ○用一根羊絨線,中間吊一個(gè)砝碼,觀察當(dāng)抓住線的兩手距離不斷增大時(shí)線有何變化。 ○用兩個(gè)彈簧秤共同拉一個(gè)砝碼,拉的夾角逐漸增大,觀察彈簧秤示數(shù)的變化。 。垡(guī)律總結(jié)]在合力一定的情況下,對(duì)稱分布的兩個(gè)分力的夾角越大,分力越大。 [應(yīng)用] ○如何把陷進(jìn)泥潭的汽車?yán)鰜?lái)? ○如何移動(dòng)一只很重的箱子? 。ㄎ澹┬〗Y(jié): 1、知道什么叫力的分解 2、知道力的分解遵循平行四邊形定則 3、掌握在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)按力的實(shí)際作用效果分解的方法。 一、教學(xué)目標(biāo) 1.知道非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化情況,并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 2.通過(guò)純電阻電路和非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中的對(duì)比,提高歸納總結(jié)、對(duì)比分析的能力。 3.提高物理學(xué)習(xí)興趣,發(fā)現(xiàn)生活中的物理知識(shí)。 二、教學(xué)重難點(diǎn) 【重點(diǎn)】非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化。 【難點(diǎn)】純電阻、非純電阻電路的`區(qū)分,純電阻電路和非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中的區(qū)別。 三、教學(xué)過(guò)程 (一)新課導(dǎo)入 復(fù)習(xí)導(dǎo)入:提問(wèn)焦耳定律討論的是電路中怎樣的能量轉(zhuǎn)化情況?學(xué)生回答電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的情況。 進(jìn)一步提問(wèn):實(shí)際中有些電路除含有電阻外還含有其他負(fù)載,如電動(dòng)機(jī),那電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化情況又是如何呢?進(jìn)而引入新課——《電路中的能量轉(zhuǎn)化》。 (二)新課講授 1.非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化 提問(wèn):結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn),電動(dòng)機(jī)是將消耗的電能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能了嗎? 學(xué)生回答:電動(dòng)機(jī)除了將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能以外,還有一部分電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。 小組討論:當(dāng)電動(dòng)機(jī)接上電源后,會(huì)帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng),這里涉及哪些功率?功率間的關(guān)系又如何? 一、教材內(nèi)容分析 本節(jié)學(xué)習(xí)了一種新的處理問(wèn)題的方法:即根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖像,圖像反映物理規(guī)律,這是我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探求自然規(guī)律的一要重要的基本的途徑。應(yīng)在學(xué)生充分預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上,真正讓學(xué)生自己能畫(huà)出圖像,并練習(xí)分析圖像所代表的過(guò)程或規(guī)律。 瞬時(shí)速度概念的建立,是學(xué)生在高中階段第一次接觸“極限”的思想,如何正確地理解此概念,一方面應(yīng)從平均速度的概念延伸到瞬時(shí)速度;另一方面從物體運(yùn)動(dòng)的s—t圖象上采用無(wú)限分割的思想幫助學(xué)生理解圖像的斜率表示物體的瞬時(shí)速度。 二、教學(xué)目標(biāo)(知識(shí),技能,情感態(tài)度、價(jià)值觀) 1、知識(shí)與技能 (1)理解勻速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖像的意義 (2)知道瞬時(shí)速度是精確描述變速運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量 (3)理解用比值法定義物理量的方法 (4)知道公式和圖像都是描述物理量之間的關(guān)系的數(shù)學(xué)工具,它們各也所長(zhǎng),可以相互補(bǔ)充。 (5)培養(yǎng)學(xué)生用多種手段處理問(wèn)題的能力 (6)培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力及思維想象能力 2、過(guò)程與方法:實(shí)驗(yàn)討論、啟發(fā)式 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 (1)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度 (2)從知識(shí)是相互關(guān)聯(lián)、相互補(bǔ)充的思想中,培養(yǎng)學(xué)生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點(diǎn)。 三、學(xué)習(xí)者特征分析 高一學(xué)生男女比例相當(dāng),由于是普通高中生,抽象思維能力比較差,而且基礎(chǔ)差,但是學(xué)生比較刻苦,學(xué)習(xí)物理的興趣還是很濃厚。 四、教學(xué)策略選擇與設(shè)計(jì) 講授法、實(shí)驗(yàn)演示法、啟發(fā)式,隨機(jī)通達(dá)式 五、教學(xué)環(huán)境及資源準(zhǔn)備 多媒體教室、視頻、、動(dòng)畫(huà)、投影儀 六、教學(xué)過(guò)程 教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖及資源準(zhǔn)備 一、引入新課播放:劉易斯百米賽跑視頻前面作業(yè)中我們已經(jīng)算過(guò)的劉易斯在百米賽跑過(guò)程中每個(gè)10m內(nèi)的平均速度,只能大體反映劉易斯在百米賽跑中的快慢變化情況.為了對(duì)變速運(yùn)動(dòng)作精確的描述,還需要引入瞬時(shí)速度的概念。 學(xué)生討論總結(jié):平均速度只能粗略地描述運(yùn)動(dòng)的快慢,不能精確地描述 為真實(shí)情境進(jìn)行設(shè)計(jì):劉易斯百米賽跑視 二、新課教學(xué) 運(yùn)動(dòng)物體在某一瞬間或經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)的速度,叫做瞬時(shí)速度(instantaneous velocity)。平時(shí)說(shuō)到的百米賽跑運(yùn)動(dòng)員沖線的速度,子彈飛出槍口的速度、飛船與運(yùn)載火箭分離時(shí)的速度等,都是瞬時(shí)速度。 瞬時(shí)速度的方向跟物體經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向相同。瞬時(shí)速度的大小,叫做瞬時(shí)速率(instantaneous speed,簡(jiǎn)稱速率)。汽車行駛中速度計(jì)上指示的數(shù)值就是瞬時(shí)速率(如課本P32圖1—21)。 實(shí)驗(yàn)探究——用光電門測(cè)量瞬時(shí)速度 實(shí)驗(yàn)裝置如課本P33圖1—22,使一輛小車從一端墊高的木板上滑下,木板旁裝有光電門,其中A管發(fā)出光線,B管接收光線。當(dāng)固定在車上的遮光板通過(guò)光電門時(shí),光線被阻擋,記錄儀上可以直接讀出光線被阻擋的時(shí)間。這段時(shí)間就是遮光板通過(guò)光電門的時(shí)間。根據(jù)遮光板的寬度Δs和測(cè)出的時(shí)間Δt,就可以算出遮光板通過(guò)光電門的.平均速度(v=Δs/Δt)。由于遮光板的寬度Δs很小,因此可以認(rèn)為,這個(gè)平均速度就是小車通過(guò)光電門的瞬時(shí)速度。 學(xué)生理解瞬時(shí)速度是矢量,既有大小(叫速率),又有方向(物體的運(yùn)動(dòng)方向)。 播放實(shí)驗(yàn)視頻 真是情境 播放實(shí)驗(yàn)視頻 討論與思考(課本P33)之后學(xué)習(xí)S-T圖像討論與思考(課本P33)物體的運(yùn)動(dòng)情況,除了用語(yǔ)言文字和數(shù)學(xué)公式描述外,還可以直觀地用圖像來(lái)描述,給出了一輛汽車在平直公路上作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)在不同時(shí)刻的位移。 時(shí)間 t/s04.910.015.119.9 位移 s/m0100200300400 提問(wèn):請(qǐng)同學(xué)以上面圖表所給出的數(shù)據(jù),以橫軸為(t)軸,縱軸為位移(s)軸,用描點(diǎn)法作圖,看是一個(gè)什么樣的圖像,s與t存在一個(gè)什么函數(shù)關(guān)系? 教師邊看邊指導(dǎo),然后把同學(xué)所畫(huà)的圖像在投影儀(實(shí)物)上打出。 總結(jié):可以看出幾個(gè)點(diǎn)幾乎都在過(guò)原點(diǎn)的一條直線上。s與t成正比。 提問(wèn):圖像如何反映汽車運(yùn)動(dòng)的速度? 總結(jié):圖像的斜率反映物體運(yùn)動(dòng)的速度。 物理量之間的關(guān)系可以用公式來(lái)表示,也可以用圖像來(lái)表示,利用圖像可以比較方便地處理實(shí)驗(yàn)(或觀測(cè))結(jié)果,找出事物的變化規(guī)律。以后我們還會(huì)遇到更多的用圖像來(lái)處理物理量之間的變化規(guī)律,所以,現(xiàn)在我們就要重視圖像的學(xué)習(xí)。 學(xué)生模擬現(xiàn)場(chǎng) 投影儀 案例分析請(qǐng)把龜兔賽跑的過(guò)程粗略地用s—t圖像表示出來(lái)。(提示:烏龜和兔子從同一地點(diǎn)出發(fā),假定跑動(dòng)過(guò)程都是勻速直線運(yùn)動(dòng)。) 分析與解答: 開(kāi)始時(shí),兔子的速度大,反映在圖像上,是它的斜率比較大(比較陡),在同一時(shí)間內(nèi),兔子通過(guò)的位移大。接著,驕傲的兔子打瞌睡了,時(shí)間不停地流逝,兔子的位移沒(méi)有變化。烏龜?shù)乃俣入m然小,卻一直不停地向前做勻速直線運(yùn)動(dòng)。等到兔子猛然醒來(lái),發(fā)現(xiàn)烏龜已快接近終點(diǎn)了,于是,兔子以更大的速度向前奔(圖像的斜率更大),可為時(shí)已晚,最后烏龜取得了勝利。(s—t圖像如下圖。) 學(xué)生進(jìn)行討論分析。得出結(jié)論播放龜兔賽跑的動(dòng)畫(huà) 教學(xué)流程圖 七、教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì) 知識(shí)點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)評(píng)價(jià)方法備注 瞬時(shí)速度知道課堂檢測(cè) 位移-時(shí)間圖像理解課堂作業(yè) 八、幫助和總結(jié) 本節(jié)學(xué)習(xí)了一種新的處理問(wèn)題的方法:即根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖像,圖像反映物理規(guī)律,這是我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探求自然規(guī)律的一要重要的基本的途徑。應(yīng)在學(xué)生充分預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上,真正讓學(xué)生自己能畫(huà)出圖像,并練習(xí)分析圖像所代表的過(guò)程或規(guī)律。 瞬時(shí)速度概念的建立,是學(xué)生在高中階段第一次接觸“極限”的思想,如何正確地理解此概念,一方面應(yīng)從平均速度的概念延伸到瞬時(shí)速度;另一方面從物體運(yùn)動(dòng)的s—t圖象上采用無(wú)限分割的思想幫助學(xué)生理解圖像的斜率表示物體的瞬時(shí)速度。 本節(jié)教學(xué)主要采用自己動(dòng)手、類比對(duì)照等方法,使圖像中的物理意義便的很簡(jiǎn)單,很清楚,使學(xué)生從簡(jiǎn)單入手,激發(fā)學(xué)生的學(xué)生興趣,多角度處理物理問(wèn)題,為以后講述圖像打下較扎實(shí)的基礎(chǔ)。 教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1、知道電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象。 2、知道三相交變電流可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),知道這就是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的原理。 3、知道感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造:定子和轉(zhuǎn)子。 4、知道感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn),知道能使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是三相交變電流的突出優(yōu)點(diǎn)。 二、能力目標(biāo) 1、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行類比分析的能力。 2、培養(yǎng)學(xué)生接受新事物、解決新問(wèn)題能力。 3、努力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力。 三、情感目標(biāo) 1、通過(guò)讓學(xué)生了解我國(guó)在磁懸浮列車方面的研究進(jìn)展,激發(fā)他們的愛(ài)國(guó)熱情和立志學(xué)習(xí)、報(bào)效祖國(guó)的情感。 2、在觀察電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造的過(guò)程中,使學(xué)生養(yǎng)成對(duì)新知識(shí)和新事物的探索熱情。 教學(xué)建議 1、由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn),使它應(yīng)用十分廣泛、本節(jié)對(duì)它做了簡(jiǎn)單的介紹,以開(kāi)闊學(xué)生眼界,增加實(shí)際知識(shí)。但作為選學(xué)內(nèi)容,對(duì)學(xué)生沒(méi)有太高的要求,做些介紹就可以了。 2、可以通過(guò)回憶前一章習(xí)題中提到的電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象,本節(jié)的關(guān)鍵是通過(guò)演示、講解使學(xué)生明白三相交變電流也可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),做到電磁驅(qū)動(dòng),這就是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的原理。這有利于新舊知識(shí)的聯(lián)系和加強(qiáng)學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí)。有條件的可以看實(shí)物或帶學(xué)生參觀,以增加實(shí)際知識(shí)。 3、課本中的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)容,簡(jiǎn)要地介紹了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理,其中的核心內(nèi)容是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)概念。建議教師如果可能的話,應(yīng)找一臺(tái)電動(dòng)機(jī),拆開(kāi)了讓學(xué)生看一看各個(gè)部分的`形狀。三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用很廣泛,最好能讓學(xué)生看一些實(shí)際例子。 教學(xué)準(zhǔn)備: 幻燈片、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)模型、學(xué)生電源、旋轉(zhuǎn)磁鐵 教學(xué)過(guò)程: 一、知識(shí)回顧 電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象說(shuō)明 二、新課教學(xué): 1、過(guò)回憶紹電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象:在U形磁鐵中間放一個(gè)鋁框,如果轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵,造成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。鋁框就隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。這種電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象。告訴學(xué)生感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是應(yīng)用該原理來(lái)工作的。 2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生方法:旋轉(zhuǎn)磁鐵可以得到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),在線圈中通入三相交流電也可以得到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 3、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)介紹 定子:固定的電樞稱為定子 轉(zhuǎn)子:中間轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵心以及鐵心上鑲嵌的銅條叫轉(zhuǎn)子 4、鼠籠式電動(dòng)機(jī)模型介紹:感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是由鐵芯和嵌在鐵芯上的閉合導(dǎo)體構(gòu)成的。閉合導(dǎo)體是由嵌在鐵芯凹槽中的銅條(或鋁條)和兩個(gè)銅環(huán)(或鋁環(huán))連在一起制成的,形狀像個(gè)鼠籠,所以這種電動(dòng)機(jī)也叫鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 5、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制:由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造簡(jiǎn)單,因此如果要改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,只需要把定子上的任意兩組線圈的電流互換一下就就可以通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向來(lái)改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)。這種電動(dòng)機(jī)在制造、使用和保養(yǎng)上都比較簡(jiǎn)單,被廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。 一、教學(xué)任務(wù)分析 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是繼直線運(yùn)動(dòng)后學(xué)習(xí)的第一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng),是對(duì)如何描述和研究比直線運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)的拓展,是力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系知識(shí)的進(jìn)一步延伸,也是以后學(xué)習(xí)其他更復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)(平拋運(yùn)動(dòng)、單擺的簡(jiǎn)諧振動(dòng)等)的基礎(chǔ)。 學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要以勻速直線運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)為基礎(chǔ)。 從觀察生活與實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象入手,使學(xué)生知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,歸納認(rèn)識(shí)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)是最基本、最簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng),體會(huì)建立理想模型的科學(xué)研究方法。 通過(guò)設(shè)置情境,使學(xué)生感受圓周運(yùn)動(dòng)快慢不同的情況,認(rèn)識(shí)到需要引入描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,再通過(guò)與勻速直線運(yùn)動(dòng)的類比和多媒體動(dòng)畫(huà)的輔助,學(xué)習(xí)線速度與角速度的概念。 通過(guò)小組討論、實(shí)驗(yàn)探究、相互交流等方式,創(chuàng)設(shè)平臺(tái),讓學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)的知識(shí),對(duì)幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行討論分析,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的情感,學(xué)會(huì)合作與交流,養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)品質(zhì)。 通過(guò)生活實(shí)例,認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)在生活中是普遍存在的,學(xué)習(xí)和研究圓周運(yùn)動(dòng)是非常必要和十分重要的,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情和興趣。 二、教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能 (1)知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。 (2)知道圓周運(yùn)動(dòng);理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 (3)理解線速度和角速度。 (4)會(huì)在實(shí)際問(wèn)題中計(jì)算線速度和角速度的大小并判斷線速度的方向。 2、過(guò)程與方法 (1)通過(guò)對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念的形成過(guò)程,認(rèn)識(shí)建立理想模型的物理方法。 (2)通過(guò)學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的定義和線速度、角速度的定義,認(rèn)識(shí)類比方法的運(yùn)用。 3、態(tài)度、情感與價(jià)值觀 (1)從生活實(shí)例認(rèn)識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的普遍性和研究圓周運(yùn)動(dòng)的必要性,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲。 (2)通過(guò)共同探討、相互交流的學(xué)習(xí)過(guò)程,懂得合作、交流對(duì)于學(xué)習(xí)的重要作用,在活動(dòng)中樂(lè)于與人合作,尊重同學(xué)的見(jiàn)解,善于與人交流。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn): (1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念。 (2)用線速度、角速度描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。 難點(diǎn):理解線速度方向是圓弧上各點(diǎn)的切線方向。 四、教學(xué)資源 1、器材:壁掛式鐘,回力玩具小車,邊緣帶孔的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán),玻璃板,建筑用黃沙,乒乓球,斜面,刻度尺,帶有細(xì)繩連接的小球。 2、課件:flash課件——演示同樣時(shí)間內(nèi),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng);——演示同樣時(shí)間內(nèi),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)半徑所轉(zhuǎn)過(guò)角度不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 3、錄像:三環(huán)過(guò)山車運(yùn)動(dòng)過(guò)程。 五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)包括物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、線速度與角速度三部分內(nèi)容。 本設(shè)計(jì)的`基本思路是:以錄像和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)分析得出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件;通過(guò)觀察對(duì)比歸納出勻速圓周的特征;以情景激疑認(rèn)識(shí)對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的不同描述,引入線速度與角速度概念;通過(guò)討論、釋疑、活動(dòng)、交流等方式,鞏固所學(xué)知識(shí),運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。 本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是:勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念和線速度、角速度概念。方法是:通過(guò)對(duì)鐘表指針和過(guò)山車兩類圓周運(yùn)動(dòng)的觀察對(duì)比,歸納出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特征;設(shè)置地月對(duì)話的情景,引入對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述;再通過(guò)多媒體動(dòng)畫(huà)輔助,并與勻速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行類比得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念和線速度、角速度的概念。 本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是:線速度的方向。方法是:通過(guò)觀察做圓周運(yùn)動(dòng)的小球沿切線飛出,以及由旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣飛出的紅墨水在紙上的徑跡分布這兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn),直觀顯示得出。 本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)以視頻、實(shí)驗(yàn)、動(dòng)畫(huà)為線索,注重刺激學(xué)生的感官,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的體驗(yàn)和感受,化抽象思維為形象思維,概念和規(guī)律的教學(xué)體現(xiàn)“建!薄ⅰ邦惐取钡任锢矸椒,學(xué)生的活動(dòng)以討論、交流、實(shí)驗(yàn)探究為主,涉及的問(wèn)題聯(lián)系生活實(shí)際,貼近學(xué)生生活,強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)習(xí)價(jià)值和意義的感悟。 完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時(shí)。 六、教學(xué)流程 1、教學(xué)流程圖 2、流程圖說(shuō)明 情境I錄像,演示,設(shè)問(wèn)1 播放錄像:三環(huán)過(guò)山車,讓學(xué)生看到物體的運(yùn)動(dòng)有直線和曲線。 演示:讓學(xué)生向正在做直線運(yùn)動(dòng)的乒乓球用力吹氣,體驗(yàn)球在什么情況下將做曲線運(yùn)動(dòng)。 設(shè)問(wèn)1:物體在什么情況下將做曲線運(yùn)動(dòng)? 情境II觀察、對(duì)比,設(shè)問(wèn)2 觀察、對(duì)比鐘表指針和過(guò)山車這兩類圓周運(yùn)動(dòng)。 設(shè)問(wèn)2:以上兩類圓周運(yùn)動(dòng)有什么不同?鐘表指針?biāo)龅膱A周運(yùn)動(dòng)有什么共同特征?建立勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念。 情境III演示,動(dòng)畫(huà) 情景:月、地快慢之爭(zhēng)。 多媒體動(dòng)畫(huà):演示同樣時(shí)間內(nèi)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng),比較得出線速度表 表達(dá)式。 演示1:用細(xì)繩捆著小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),突然松開(kāi)繩的一端,看到小球沿著圓弧切線方向運(yùn)動(dòng)。 演示2:通過(guò)實(shí)物投影演示旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣飛出的紅墨水在紙上的徑跡分布,顯示線速度的方向。 情景:變換教室內(nèi)電風(fēng)扇的變速檔,看到圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的不同情況,引入角速度概念。 多媒體動(dòng)畫(huà):演示同樣時(shí)間內(nèi)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)半徑所轉(zhuǎn)過(guò)角度不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng),比較得出角速度表達(dá)式。 活動(dòng)討論、實(shí)驗(yàn)、交流、小結(jié)。 識(shí)別:請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)生活中有哪些圓周運(yùn)動(dòng)可以看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。了解學(xué)生對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的理解以及是否具有建模能力。 觀察分析:磁帶、涂改修正帶、自行車鏈條等傳動(dòng)設(shè)備中,兩輪軸邊緣各點(diǎn)的線速度有何關(guān)系。了解對(duì)線速度概念的理解情況。 算一算:計(jì)算壁掛鐘的時(shí)針、分針、秒針針尖的線速度大小和它們角速度的倍數(shù)關(guān)系。了解能否通過(guò)實(shí)際測(cè)量獲取有用數(shù)據(jù),靈活運(yùn)用線速度的公式和角速度公式解決實(shí)際問(wèn)題。 小實(shí)驗(yàn):提供回力玩具小車,玻璃板,建筑用黃沙,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察說(shuō)明汽車車輪的擋泥板應(yīng)安裝在什么位置合適,了解對(duì)線速度方向的掌握情況。 釋疑:評(píng)判地球與月亮之爭(zhēng)。 小結(jié):幻燈片小結(jié)。 3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié): 第一環(huán)節(jié),通過(guò)播放錄像和演示,歸納物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。 第二環(huán)節(jié),通過(guò)觀察對(duì)比,建立理想模型,歸納勻速圓周運(yùn)動(dòng)特征,類比勻速直線運(yùn)動(dòng)得出勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念。 第三環(huán)節(jié),以情景激疑引入用線速度、角速度描述圓周運(yùn)動(dòng),借助多媒體動(dòng)畫(huà),類比勻速直線運(yùn)動(dòng)得出線速度、角速度定義和公式。 第四環(huán)節(jié),以學(xué)生活動(dòng)為中心,針對(duì)幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題開(kāi)展討論、探究、交流,深化對(duì)本節(jié)課知識(shí)的理解和應(yīng)用。 七、教案示例 第一環(huán)節(jié)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 [創(chuàng)設(shè)情景]播放錄像:森林公園三環(huán)過(guò)山車的運(yùn)動(dòng)。 [提出問(wèn)題] 1、請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)過(guò)山車都做了哪些不同性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)? (勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻加速直線運(yùn)動(dòng)、勻減速直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等) 2、什么條件下物體將做曲線運(yùn)動(dòng)? [演示]讓乒乓球從斜面上滾下到達(dá)水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng),請(qǐng)一個(gè)同學(xué)向著與球運(yùn)動(dòng)不一致的方向用力吹球,觀察球的運(yùn)動(dòng)軌跡有何變化? [結(jié)論]當(dāng)物體受到的合力與速度方向不在一條直線上時(shí),物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。 [引言]運(yùn)動(dòng)軌跡是圓的曲線運(yùn)動(dòng)叫做圓周運(yùn)動(dòng),下面我們就從圓周運(yùn)動(dòng)開(kāi)始學(xué)習(xí)如何對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究。 第二環(huán)節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念 [觀察討論]鐘表的時(shí)針、分針、秒針的圓周運(yùn)動(dòng)有什么共同的特征?它們與過(guò)山車的圓周運(yùn)動(dòng)有什么不同? (鐘表的時(shí)針、分針、秒針的圓周運(yùn)動(dòng),它們的共同特征是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的,而過(guò)山車的圓周運(yùn)動(dòng)列車的速度大小是不斷變化的) [提出問(wèn)題]怎樣給勻速圓周運(yùn)動(dòng)下定義呢?(引導(dǎo)學(xué)生類比勻速直線運(yùn)動(dòng)定義勻速圓周運(yùn)動(dòng)) [結(jié)論]質(zhì)點(diǎn)在任何相同時(shí)間內(nèi),所通過(guò)的弧長(zhǎng)都相等的圓周運(yùn)動(dòng)叫做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是最基本最簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng),它是一種理想化的物理模型。 [引言]我們?nèi)绾螌?duì)圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究呢? 第三環(huán)節(jié)線速度、角速度概念 [創(chuàng)設(shè)情景]地、月快慢之爭(zhēng) 地球:我繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)1秒走29.79千米,你繞我1秒才走1.02千米,你太慢了! 月亮:你一年才繞一圈,我28天就繞一圈,你才慢呢! [提出問(wèn)題]怎樣定義描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量?(引導(dǎo)學(xué)生與勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度類比)多媒體動(dòng)畫(huà):演示同樣時(shí)間內(nèi),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng); [結(jié)論]線速度定義:質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的圓弧長(zhǎng)度s與所用時(shí)間t的比值,叫做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。 公式:?jiǎn)挝唬簃/s(米/秒) [問(wèn)題]速度是矢量,圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向是怎樣的? [演示] 1、用一端連有細(xì)線的小球,將線的一端套在釘子上,釘子豎直立在桌面上,給球初速讓球在水平桌面上做圓周運(yùn)動(dòng),突然向上抽出釘子,看到球沿圓周的切線方向運(yùn)動(dòng); 2、通過(guò)投影儀觀察旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)邊緣紅墨水飛出的情景以及落在紙面上的徑跡分布; [結(jié)論]線速度方向:沿圓弧的切線方向 線速度表示圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度,它是矢量;圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向是不斷改變的,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的“勻速”是“勻速率”的意思。 [情景]打開(kāi)教室內(nèi)的電風(fēng)扇,變換不同的檔觀察它轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。(引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)要引入與線速度不同的、描述圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量) 熱力學(xué)第一定律 能量守恒定律 教學(xué) 目標(biāo) (1)知道熱力學(xué)第一定律 ,理解能量守恒定律 (2)對(duì)熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式有簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí) 。3)知道永動(dòng)機(jī)是不可能的 教學(xué) 建議 教材分析 分析一:本節(jié)由改變物體內(nèi)能的兩種方式引出熱力學(xué)第一定律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式,在此基礎(chǔ)上結(jié)合以往的知識(shí)總結(jié)出能量守恒定律,最后通過(guò)能量守恒定律闡述永動(dòng)機(jī)是不可能的. 分析二:根據(jù)熱力學(xué)第一定律知,物體內(nèi)能的改變量 ,運(yùn)用此公式時(shí),需要注意各物理量的符號(hào):物體內(nèi)能增加時(shí), 為正,物體內(nèi)能減少時(shí), 為負(fù);外界對(duì)物體做功時(shí), 為正,物體對(duì)外界做功時(shí), 為負(fù);物體吸收熱量時(shí), 為正,物體放出熱量. 分析三:各種形式的能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中保持總量不變,無(wú)任何附加條件,而某種或幾種能的守恒是要有條件的(例如機(jī)械能守恒需要對(duì)于系統(tǒng)只有重力或彈力做功). 教法建議 建議一:在講完熱力學(xué)第一定律后,給出其表達(dá)式,為增進(jìn)學(xué)生對(duì)其理解,最好能舉出實(shí)際例子,應(yīng)用熱力學(xué)第一定律計(jì)算或解釋. 建議二:在講能量守恒定律后,最好能用它對(duì)以往所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié).要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到能量守恒定律是一個(gè)普遍的規(guī)律,熱力學(xué)第一定律是其一個(gè)具體表達(dá)形式.另外,為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,闡述能量守恒定律的重要意義,可以簡(jiǎn)單介紹一下19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn). 教學(xué) 設(shè)計(jì)示例 教學(xué) 重點(diǎn):熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律 教學(xué) 難點(diǎn):永動(dòng)機(jī) 一、熱力學(xué)第一定律 改變物體內(nèi)能的方式有兩種:做功和熱傳遞. 運(yùn)用此公式時(shí),需要注意各物理量的符號(hào):物體內(nèi)能增加時(shí), 為正,物體內(nèi)能減少時(shí), 為負(fù);外界對(duì)物體做功時(shí), 為正,物體對(duì)外界做功時(shí), 為負(fù);物體吸收熱量時(shí), 為正,物體放出熱量時(shí), 為負(fù). 例1:下列說(shuō)法中正確的是: A、物體吸收熱量,其內(nèi)能必增加 B、外界對(duì)物體做功,物體內(nèi)能必增加 C、物體吸收熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能可能減少 D、物體溫度不變,其內(nèi)能也一定不變 答案:C 評(píng)析:在分析問(wèn)題時(shí),要求考慮比較周全,既要考慮到內(nèi)能包括分子動(dòng)能和分子勢(shì)能,又要考慮到改變內(nèi)能也有兩種方式:做功和熱傳遞. 例題2:空氣壓縮機(jī)在一次壓縮中,空氣向外界傳遞的`熱量2.0 ×10 5 J,同時(shí)空氣的內(nèi)能增加了1.5 ×10 5 J. 這時(shí)空氣對(duì)外做了多少功? 解:根據(jù)熱力學(xué)第一定律 知 1.5 ×10 5 J - 2.0 ×10 5 J = -0.5 ×10 5 J 所以此過(guò)程中空氣對(duì)外做了0.5 ×10 5 J的功. 二、能量守恒定律 1、復(fù)習(xí)各種能量的相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移 2、能量守恒定律:能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變.(學(xué)生看書(shū)學(xué)習(xí)能量守恒定律內(nèi)容). 3、能量守恒定律的歷史意義. 三、永動(dòng)機(jī) 永動(dòng)機(jī)的原理違背了能量守恒定律,所以是不可能的. 舉例說(shuō)明幾種永動(dòng)機(jī)模型 四、作業(yè) 探究活動(dòng) 題目:永動(dòng)機(jī) 組織:分組 方案:收集有關(guān)永動(dòng)機(jī)的材料,并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)說(shuō)明永動(dòng)機(jī)是不可能的 評(píng)價(jià):材料的豐富性 【高中物理教案】相關(guān)文章: 高中物理教案03-05 高中物理教案《功率》08-24 高中物理教案范文11-02 高中物理教案優(yōu)秀09-26 高中物理教案設(shè)計(jì)11-08 高中物理教案15篇11-08 高中物理教案13篇01-09 高中物理教案14篇06-09 高中物理教案精選15篇12-16 高中物理教案表格模板01-28高中物理教案6
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