高中物理教案(15篇)
作為一名辛苦耕耘的教育工作者,常常需要準備教案,教案是實施教學的主要依據(jù),有著至關重要的作用。那么你有了解過教案嗎?下面是小編為大家收集的高中物理教案,歡迎閱讀與收藏。
高中物理教案1
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(chǎn)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(jīng)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.
、谕瑫r性:作用力消失,反作用力立即消失.沒有作用就沒有反作用.
③同一性:作用力和反作用力的性質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.
⑤大。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(chǎn)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
高中物理教案2
一、核式結構模型與經(jīng)典物理的矛盾
(1)根據(jù)經(jīng)典物理的觀點推斷:①在軌道上運動的電子帶有電荷,運動中要輻射電磁波。②電子損失能量,它的軌道半徑會變小,最終落到原子核上。
、塾捎陔娮榆壍赖淖兓沁B續(xù)的,輻射的電磁波的頻率也會連續(xù)變化。
事實上:①原子是穩(wěn)定的;②輻射的電磁波頻率也只是某些確定值。
二、玻爾理論
①軌道量子化:電子繞核運動的軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。對應的氫原子的軌道半徑為:rn=n2r1(n=1,2,3,),r1=0.5310-10m。
②能量狀態(tài)量子化:原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,這些狀態(tài)的能量值叫能級,能量最低的狀態(tài)叫基態(tài),其它狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時,雖然電子做加速運動,但并不向外輻射能量.
氫原子的各能量值為:
、圮S遷假說:原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)要輻射(或吸收)一定頻率的'光子,即:h=Em-En
三、光子的發(fā)射和吸收
(1)原子處于基態(tài)時最穩(wěn)定,處于較高能級時會自發(fā)地向低能級躍遷,經(jīng)過一次或幾次躍遷到達基態(tài),躍遷時以光子的形式放出能量。
(2)原子在始末兩個能級Em和Enn)間躍遷時發(fā)射光子的頻率為,其大小可由下式?jīng)Q定:h=Em-En。
(3)如果原子吸收一定頻率的光子,原子得到能量后則從低能級向高能級躍遷。
(4)原子處于第n能級時,可能觀測到的不同波長種類N為:
考點分析:
考點:波爾理論:定態(tài)假設;軌道假設;躍遷假設。
考點:h=Em-En
考點:原子處于第n能級時,可能觀測到的不同波長種類N為:
考點:原子的能量包括電子的動能和電勢能(電勢能為電子和原子共有)即:原子的能量En=EKn+EPn.軌道越低,電子的動能越大,但勢能更小,原子的能量變小。
電子的動能: ,r越小,EK越大。
高中物理教案3
學習目標:
1. 理解質點的概念,知道它是一種科學抽象,知道實際物體在什么條件下可看作質點,知道這種科學抽象是一種常用的研究方法。
2. 知道參考系的概念和如何選擇參考系。
學習重點:
質點的概念。
主要內容:
一、機械運動
1.定義:物體相對于其他物體的位置變化,叫做機械運動,簡稱運動。
2.運動的絕對性和靜止的相對性:宇宙中的一切物體都在不停地運動,無論是巨大的天體,還是微小的原子、分子,都處在永恒的運動之中。運動是絕對的,靜止是相對的。
二、物體和質點
1.定義:用來代替物體的有質量的點。
、儋|點是用來代替物體的具有質量的點,因而其突出特點是“具有質量”和“占有位置”,但沒有大小,它的質量就是它所代替的物體的質量。
②質點沒有體積,因而質點是不可能轉動的。任何轉動的物體在研究其自轉時都不可簡化為質點。
③質點不一定是很小的物體,很大的物體也可簡化為質點。同一個物體有時可以看作質點,有時又不能看作質點,要具體問題具體分析。
2.物體可以看成質點的.條件:如果在研究的問題中,物體的形狀、大小及物體上各部分運動的差異是次要或不起作用的因素,就可以把物體看做一個質點。
3.突出主要因素,忽略次要因素,將實際問題簡化為物理模型,是研究物理學問題的基本思維方法之一,這種思維方法叫理想化方法。質點就是利用這種思維方法建立的一個理想化物理模型。
問題:
1.能否把物體看作質點,與物體的大小、形狀有關嗎?
2.研究一輛汽車在平直公路上的運動,能否把汽車看作質點?要研究這輛汽車車輪的轉動情況,能否把汽車看作質點?
3.原子核很小,可以把原子核看作質點嗎?
【例一】下列情況中的物體,哪些可以看成質點()
A.研究繞地球飛行時的航天飛機。
B.研究汽車后輪上一點的運動情況的車輪。
C.研究從北京開往上海的一列火車。
D.研究在水平推力作用下沿水平地面運動的木箱。
課堂訓練:
1.下述情況中的物體,可視為質點的是()
A.研究小孩沿滑梯下滑。
B.研究地球自轉運動的規(guī)律。
C.研究手榴彈被拋出后的運動軌跡。
D.研究人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運動。
2.下列各種情況中,可以所研究對象(加點者)看作質點的是( )
A. 研究小木塊的翻倒過程。
B.研究從橋上通過的一列隊伍。
C.研究在水平推力作用下沿水平面運動的木箱。
D.汽車后輪,在研究牽引力來源的時。
三、參考系
1.定義:宇宙中的一切物體都處在永恒的運動之中,在描述一個物體的運動時,必須選擇另外的一個物體作為標準,這個被選來作為標準的物體叫做參考系。一個物體一旦被選做參考系就必須認為它是靜止的。
2.選擇不同的參考系來觀察同一個運動,得到的結果會有不同。
【例二】人坐在運動的火車中,以窗外樹木為參考系,人是_______的。以車廂為參考系,人是__________的。
3.參考系的選擇:描述一個物體的運動時,參考系可以任意選取,選取參考系時要考慮研究問題的方便,使之對運動的描述盡可能的簡單。在不說明參考系的情況下,通常應認為是以地面為參考系的。
4.絕對參考系和相對參考系:
【例三】對于參考系,下列說法正確的是()
A.參考系必須選擇地面。
B.研究物體的運動,參考系選擇任意物體其運動情況是一樣的。
C.選擇不同的參考系,物體的運動情況可能不同。
D.研究物體的運動,必須選定參考系。
課堂訓練:
1.甲物體以乙物體為參考系是靜止的,甲物體以丙物體為參考系是運動的,那么,以乙物體為參考系,丙物體是( )
A. 一定是靜止的。 B.一定是運動的。
C.有可能是靜止的或運動的 D.無法判斷。
2.關于機械運動和參照物,以下說法正確的有()
A. 研究和描述一個物體的運動時,必須選定參照物。
B. 由于運動是絕對的,描述運動時,無需選定參照物。
C. 一定要選固定不動的物體為參照物。
D. 研究地面上物體的運動時,必須選地球為參照物。
高中物理教案4
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(chǎn)生交變磁通量;在副線圈中產(chǎn)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(chǎn)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5
教學目標
一、知識目標
1、知道什么是反沖運動,能舉出幾個反沖運動的實例;
2、知道火箭的飛行原理和主要用途。
二、能力目標
1、結合實際例子,理解什么是反沖運動;
2、能結合動量守恒定律對反沖現(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(chǎn)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。
(二)學生課堂用自己的裝置演示反沖運動。
1、學生做準備:拿出自己的在課下所做的反沖運動演示裝置。
2、學生代表介紹實驗裝置,并演示。
學生甲:
裝置:在玻璃板上放一輛小車,小車上用透明膠帶粘中一塊浸有酒精的棉花。
實驗做法:點燃浸有酒精的棉花,管中的酒精蒸氣將橡皮塞沖出,同時看到小車沿相反方向運動。
學生乙:
裝置:二個空摩絲瓶,在它們的底部用大號縫衣針各鉆一個小洞,這樣做成二個簡易的火箭筒,在鐵支架的`立柱端裝上頂軸,在放置臂的兩側各裝一只箭筒,再把旋轉系統(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。
(三)反沖運動的應用和防止
1、學生閱讀課文有關內容。
2、學生回答反沖運動應用和防止的實例。
學生:反沖有廣泛的應用:灌溉噴水器、反擊式水輪機、噴氣式飛機、火箭等都是反沖的重要應用。
學生:用槍射擊時,要用肩部抵住槍身,這是防止或減少反沖影響的實例。
3、用多媒體展示學生所舉例子。
4、要求學生結合多媒體展示的物理情景對幾個物理過程中反
沖的應用和防止做出解釋說明:
①對于灌溉噴水器,
當水從彎管的噴嘴噴出時,彎管因反沖而旋轉,可以自動地改變噴水的方向。
②對于反擊式水輪機:當水從轉輪的葉片中流出時,轉軸由于反沖而旋轉帶動發(fā)電機發(fā)電。
、蹖τ趪姎馐斤w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:
①介紹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:
、傥覈糯幕鸺沁@樣的:
在箭上扎一個火藥筒,火藥筒的前端是封閉的,火藥點燃后生成的燃氣以很大速度向后噴出,火箭由于反沖而向前運動。
②現(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(chǎn)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。
高中物理教案6
知識目標
1、知道產(chǎn)生的條件;
2、能在簡單的問題中,根據(jù)物體的運動狀態(tài),判斷靜的有無、大小和方向;知道存在著靜;
3、掌握動摩擦因數(shù),會在具體問題中計算滑動,掌握判定方向的方法;
4、知道影響動摩擦因數(shù)的因素;
能力目標
1、通過觀察演示實驗,概括出產(chǎn)生的條件以及的特點,培養(yǎng)學生的觀察、概括能力.通過靜與滑動的區(qū)別對比,培養(yǎng)學生的分析綜合能力.
情感目標
滲透物理方法的教育在分析物體所受時,突出主要矛盾,忽略次要因素及無關因素,總結出產(chǎn)生的條件和規(guī)律.
教學建議
一、基本知識技能:
1、兩個互相接觸且有相對滑動或的物體,在它們的接觸面上會產(chǎn)生阻礙相對運動的,稱為滑動;
2、兩個物體相互接觸,當有相對滑動的趨勢,但又保持相對靜止狀態(tài)時,在它們接觸面上出現(xiàn)的阻礙相對滑動的作用力
3、兩個物體間的滑動的大小跟這兩個物體接觸面間的壓力大小成正比.
4、動摩擦因數(shù)的大小跟相互接觸的兩個物體的材料有關.
5、的方向與接觸面相切,并且跟物體相對運動或相對運動趨勢相反.
6、靜存在值——靜.
二、重點難點分析:
1、本節(jié)課的內容分滑動和靜兩部分.重點是產(chǎn)生的條件、特性和規(guī)律,通過演示實驗得出關系.
2、難點是在理解滑動計算公式時,尤其是理解水平面上運動物體受到的`時,學生往往直接將重力大小認為是壓力大小,而沒有分析具體情況.
教法建議
一、講解有關概念的教法建議
介紹滑動和靜時,從基本的事實出發(fā),利用二力平衡的知識使學生接受的存在.由于的內容是本節(jié)的難點,所以在講解時不要求“一步到位”,關于的概念可以通過實驗、學生討論來理解.
1、可以讓學生找出生活和生產(chǎn)中利用的例子;
2、讓學生思考討論,如:
(1)、一定都是阻力;
(2)、靜止的物體一定受到靜;
(3)、運動的物體不可能受到靜;
主要強調:是接觸力,是阻礙物體間的相對運動或相對運動趨勢的,但不一定阻礙物體的運動,即在運動中也可以充當動力,如傳送帶的例子.
二、有關講解的大小與什么因素有關的教法建議
1、滑動的大小,跟相互接觸物體材料及其表面的光滑程度有關;跟物體間的正壓力有關;但和接觸面積大小無關.注意正壓力的解釋.
2、滑動的大小可以用公式:,動摩擦因數(shù)跟兩物體表面的關系,并不是表面越光滑,動摩擦因數(shù)越小.實際上,當兩物體表面很粗糙時,由于接觸面上交錯齒合,會使動摩擦因數(shù)很大;對于非常光滑的表面,尤其是非常清潔的表面,由于分子力起主要作用,所以動摩擦因數(shù)更大,表面越光潔,動摩擦因數(shù)越大.但在力學中,常稱“物體表面是光滑的”這是忽略物體之間的的一種提法,實際上是一種理想化模型,與上面敘述毫無關系.
3、動摩擦因數(shù)()是一個無單位的物理量,它能直接影響物體的運動狀態(tài)和受力情況.
4、靜的大小,隨外力的增加而增加,并等于外力的大小.但靜不能無限度的增大,而有一個值,當外力超過這個值時,物體就要開始滑動,這個限度的靜叫做靜().實驗證明,靜由公式所決定,叫做靜摩擦因數(shù),為物體所受的正壓力.的大小變化隨著外力的變化關系如圖:滑動的大小小于靜,但一般情況下認為兩者相等.
高中物理教案7
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(chǎn)、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(jīng)驗出發(fā),人們往往會產(chǎn)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(chǎn)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。
高中物理教案8
教學目標
【知識與能力】
探究得出滑動摩擦力產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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。
高中物理教案9
教學目標
知識與技能
1.知道時間和時刻的區(qū)別和聯(lián)系.
2.理解位移的概念,了解路程與位移的區(qū)別.
3.知道標量和矢量,知道位移是矢量,時間、時刻和路程是標量.
4.能用數(shù)軸或一維直線坐標表示時刻和時間、位置和位移.
5.知道時刻與位置、時間與位移的對應關系.
過程與方法
1.圍繞問題進行充分的討論與交流,聯(lián)系實際引出時間、時刻、位移、路程等,要使學生學會將抽象問題形象化的處理方法.
2.會用坐標表示時刻與時間、位置和位移及相關方向
3.會用矢量表示和計算質點位移,用標量表示路程.
情感態(tài)度與價值觀
1.通過時間位移的學習,要讓學生了解生活與物理的關系,同時學會用科學的思維看待事實.
2.通過用物理量表示質點不同時刻的不同位置,不同時間內的不同位移(或路程)的體驗,領略物理方法的奧妙,體會科學的力量.
3.養(yǎng)成良好的思考表述習慣和科學的價值觀.
4.從知識是相互關聯(lián)、相互補充的思想中,培養(yǎng)同學們建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點.
教學重難點
教學重點
1.時間和時刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系
2.位移的概念以及它與路程的區(qū)別.
教學難點
1.幫助學生正確認識生活中的時間與時刻.
2.理解位移的概念,會用有向線段表示位移.
教學工具
教學課件
多媒體課件
教學過程
[引入新課]
師:上節(jié)課我們學習了描述運動的幾個概念,大家想一下是哪幾個概念?
生:質點、參考系、坐標系.
師:大家想一下,如果僅用這幾個概念,能不能全面描述物體的運動情況?
生:不能.
師:那么要準確、全面地描述物體的運動,我們還需要用到哪些物理概念?
一部分學生可能預習過教材,大聲回答,一部分學生可能忙著翻書去找.
師指導學生快速閱讀教材第一段,并粗看這節(jié)課的黑體字標題,提出問題:要描述物體的機械運動,本節(jié)課還將從哪幾個方面去描述?
生通過閱讀、思考,對本節(jié)涉及的概念有個總體印象,知道這些概念都是為了進一步描述物體的運動而引入的,要研究物體的運動還要學好這些基本概念.
引言:宇宙萬物都在時間和空間中存在和運動.我們每天按時上課、下課、用餐、休息。從幼兒園、小學、中學,經(jīng)歷一年又一年,我們在時間的長河里成長.對于時間這個名詞,我們并不陌生,你能準確說出時間的含義嗎?物體的任何機械運動都伴隨著物體在空間中位置的改變,你們用什么來量度物體位置的改變呢?這就是我們今天要研究的課題--§1.2時間和位移.
[新課教學]
一、時刻和時間間隔
[討論與交流]
指導學生仔細閱讀“時刻和時間間隔”一部分,然后用課件投影展示本校作息時間表.
師:同時提出問題;
1.結合教材,你能列舉出哪些關于時間和時刻的說法?
2.觀察教材第14頁圖1.2-1,如何用數(shù)軸表示時間?
學生在教師的指導下,自主閱讀,積極思考,然后每四人一組展開討論,每
組選出代表,發(fā)表見解,提出問題.
生:我們開始上課的“時間”:8:00就是指的時刻;下課的“時間”:8:45也是指的時刻.這樣每個活動開始和結束的那一瞬間就是指時刻.
生:我們上一堂課需要45分鐘,做眼保健操需要5分鐘,這些都是指時間間隔,每一個活動所經(jīng)歷的一段時間都是指時間間隔.
師:根據(jù)以上討論與交流,能否說出時刻與時間的概念.
教師幫助總結并回答學生的提問.
師:時刻是指某一瞬時,時間是時間間隔的簡稱,指一段持續(xù)的時間間隔。兩個時刻的間隔表示一段時間.
讓學生再舉出一些生活中能反映時間間隔和時刻的實例,并讓他們討論.
教師利用課件展示某一列車時刻表,幫助學生分析列車運動情況.
(展示問題)根據(jù)下列“列車時刻表”中的數(shù)據(jù),列車從廣州到長沙、鄭州和北京西站分別需要多長時間?
T15站名T16
18:19北京西14:58
00:35 00:41鄭州08:42 08:36
05:49 05:57武昌03:28 03:20
09:15 09:21長沙23:59 23:5l
16:25廣州16:52
參考答案:6小時59分、15小時50分、22小時零6分.
(教師總結)
師:平常所說的“時間”,有時指時刻,有時指時間間隔,如有人問你:“你們什么時間上課啊?”這里的時間是指時間間隔嗎?
生:不是,實際上這里的時間就是指的時刻.
師:我們可以用數(shù)軸形象地表示出時刻和時間間隔.
教師課件投放教材圖1.2-1所顯示的問題,將其做成F1ash動畫.
學生分組討論,然后說說怎樣用時間軸表示時間和時刻.
生:時刻:在時間坐標軸上用一點來表示時刻.時間:兩個時刻的間隔表示一段時間.一段時間在時間坐標軸上用一線段表示.
師:為了用具體數(shù)字說明時間,必須選擇某一時刻作為計時起點,計時起點的選擇是人為的.單位秒(s).
師:下圖1-2-1給出了時間軸,請你說出第3秒,前3秒,第3秒初第3秒末,第n秒的意義.
答:
1.學習了時間與時刻,藍仔、紅孩、紫珠和黑柱發(fā)表了如下一些說法,正確的是…( )
A.藍仔說,下午2點上課,2點是我們上課的時刻
B.紅孩說,下午2點上課,2點是我們上課的時間
C.紫珠說,下午2點上課,2點45分下課,上課的時刻是45分鐘
D.黑柱說,2點45分下課,2點45分是我們下課的時間
答案:A
2.關于時刻和時間,下列說法中正確的是…………………………………( )
A.時刻表示時間較短,時間表示時間較長B.時刻對應位置,時間對應位移
C.作息時間表上的數(shù)字表示時刻D.1 min內有60個時刻
答案:BC
解析:緊扣時間和時刻的定義及位置、位移與時刻、時間的關系,可知B、C正確,A錯.一段時間內有無數(shù)個時刻,因而D錯.
以下提供幾個課堂討論與交流的例子,僅供參考.
[討論與交流]:我國在20xx年10月成功地進行了首次載人航天飛行.10月15日09時0分,“神舟”五號飛船點火,經(jīng)9小時40分50秒至15日18時40分50秒,我國宇航員楊利偉在太空中層示中國國旗和聯(lián)合國旗,再經(jīng)11小時42分10秒至16日06時23分,飛船在內蒙古中部地區(qū)成為著陸.在上面給出的時間或時刻中,哪些指的是時間,哪些又指的是時刻?
參考答案:這里的“10月15日09時0分”、“15日18時40分50秒”和“16日06時23分”,分別是指這次航天飛行點火、展示國旗和著陸的時刻,而“9小時40分50秒”和“11小時62分10秒”分別指的是從點火到展示國旗和從展示國旗到著陸所用的時間.
二、路程和位移
(情景展示)中國西部的塔克拉瑪干沙漠是我國的沙漠,在沙漠中,遠眺不見邊際,抬頭不見飛鳥.沙漠中布滿了100~200m高的沙丘.像大海的巨浪,人們把它稱為“死亡之海”.
許多穿越這個沙漠的勇士常常迷路,甚至因此而喪生.歸結他們失敗的原因都是因為在沙漠中搞不清這樣三個問題:我在哪里?我要去哪里?選哪條路線?而這三個問題涉及三個描述物體運動的物理量:位置、位移、路程.
師:(投影中國地圖)讓學生思考:從北京到重慶,觀察地圖,你有哪些不同的選擇?這些選擇有何相同或不同之處?
生:從北京到重慶,可以乘汽車,也可以乘火車或飛機,還可以中途改變交通工具.選擇的路線不同,運動軌跡不同,但就位置變動而言,都是從北京來到了重慶.
師:根據(jù)上面的學習,你能給出位移及路程的定義嗎?
生:位移:從物體運動的起點指向運動的終點的有向線段.位移是表示物體位置變化的物理量.國際單位為米(m).
路程:路程是質點實際運動軌跡的長度.(板)
在坐標系中,我們也可以用數(shù)學的方法表示出位移.
實例:質點從A點運動到B點,我們可以用有方向的線段來表示位移,從初始位置A向末位置B畫有向線段,展示教材圖1.2-3.
[討論與交流]
請看下面的一段對話,找出里面的哪些語言描述了位置,哪些語言描述了位置的變動.哪些是指路程,哪些是指位移.
甲:同學,請問紅孩去哪里了?
乙:他去圖書室了,五分鐘前還在這兒.
甲:圖書室在哪兒?
乙指著東北的方向說:在那個方位.
甲:我還是不知道怎么走過去,有最近的路可去嗎?
乙:你可以從這兒向東到孔子像前再往北走,就能看見了.
丙加入進來,說道;也可以先向北走,再向東,因為那邊有好風景可看.
甲:最近要多遠?
乙:大概要三百米吧.
丙開玩笑說;不用,你如果能從索道直線到達也就是一百米.
乙:別騙人了,哪有索道啊!
丙:我是開玩笑的,那只好辛苦你了,要走曲線.
甲:謝謝你們兩位,我去找他了.
學生分組討論后,選代表回答問題.
生1:乙手指的方向--東北,就是甲在找紅孩的過程中發(fā)生的位移的方向.
生2:里面的三百米是指路程,一百米的直線距離是指位移的大小.
生3:他們談話的位置和圖書室是兩個位置,也就是甲在找紅孩過程中的初末位置.
請你舉出生活中更常見的例子說明路程和位移.(圍繞跑道跑一圈的位移和路程)
[討論與思考]
1.(用課件展示中國地圖)在地圖上查找上海到烏魯木齊的鐵路.請根據(jù)地圖中的比例尺估算一下,坐火車從上海到烏魯木齊的位移和經(jīng)過的路程分別是多少?
閱讀下面的'對話:
甲:請問到市圖書館怎么走?
乙:從你所在的市中心向南走400 m到一個十字路口,再向東走300m就到了.
甲:謝謝!
乙:不用客氣.
請在圖1-2-3上把甲要經(jīng)過的路程和位移表示出來.
師:請你歸納一下:位移和路程有什么不同?
生1:位移是矢量,有向線段的長度表示其大小,有向線段的方向表示位移的方向.
生2:質點的位移與運動路徑無關,只與初位置、末位置有關.
生3:位移與路程不同,路程是質點運動軌跡的長度,路程只有大小沒有方向,是標量.
教師提出問題
師:位移的大小有沒有等于路程的時候?
學生討論后回答,并交流自己的看法.
生:在直線運動中,位移的大小就等于路程。
教師適時點撥,畫一往復直線運動給學生討論.
生:在單方向的直線運動中,位移的大小就等于路程.
教師總結
師:只有在單向直線運動中,位移的大小才等于路程,在其他情況中,路程要大于位移的大小.
[課堂訓練]
下列關于位移和路程的說法中,正確的是………………( )
A位移大小和路程不一定相等,所以位移才不等于路程
B位移的大小等于路程,方向由起點指向終點
C位移描述物體相對位置的變化,路程描述路徑的長短
D位移描述直線運動,路程描述曲線運動
答案:C
解析:A選項表述的因果關系沒有意義,故A錯.位移的方向可以用從初位置指末位置的有向線段來表示,但位移的大小并不等于路程,往往是位移的大小小于等于路程,故選項B錯.位移和路程是兩個不同的物理量,位移描述物體位置的變化,路程描述物體運動路徑的長短,所以選項C正確.位移的大小和路程不一定相等,只有當物體做單向直線運動時,位移的大小才等于路程.無論是位移還是路程都既可以描述直線運動,也可以描述曲線運動,故選項D也是錯誤的.
三、矢量和標量
師:像位移這樣的物理量,既有大小又有方向,我們以前學過的物理量很多都只有大小,沒有方向,請同學們回憶并說給大家聽聽.
學生討論后回答
生:溫度、質量、體積、長度、時間、路程.
對于討論中學生可能提出這樣的問題,像電流、壓強這兩個學生學過的物理量,它們是有方向的,但它們仍然是標量.這在以后的學習中會更進一步加深對矢量和標量的認識.
學生閱讀課文后,說說矢量和標量的算法有什么不同.
生:兩個標量相加遵從算術加法的法則.
[討論與思考]
一位同學從操場中心A出發(fā),向北走了40 m,到達C點,然后又向東走了30 m,到達B點.用有向線段表明他第一次、第二次的位移和兩次行走的合位移(即代表他的位置變化的最后結果的位移).三個位移的大小各是多少?你能通過這個實例總結出矢量相加的法則嗎?
解析:畫圖如圖1-2-4所示.矢量相加的法則是平行四邊形法則.
[討論與思考]
氣球升到離地面80m高空時,從氣球上掉下一物體,物體又上升了10 m高后才開始下落,規(guī)定向上方向為正方向.討論并回答下列問題,體會矢量的表示方向.
(1)物體從離開氣球開始到落到地面時的位移大小是多少米?方向如何?
(2)表示物體的位移有幾種方式?其他矢量是否都能這樣表示?注意體會“+”“-”號在表示方向上的作用.
解析:(1)一80m,方向豎直向下;(2)到現(xiàn)在有三種:語言表述法,如“位移的大小為80m,方向豎直向下”;矢量圖法;“+”“一”號法,如“規(guī)定豎直向上為正方向,則物體的位移為一80m”.
[課堂訓練]
(播放1 500m比賽的錄像片斷)
在標準的運動場上將要進行1 500米賽跑,上午9時20分50秒,發(fā)令槍響,某運動員從跑道上最內圈的起跑點出發(fā),繞運動場跑了3圈多,到達終點,成績是4分38秒.請根據(jù)上面的信息討論以下問題,并注意題中有關時間、時刻、路程、位置變化的準確含義.
(1)該運動員從起跑點到達終點所花的時間是多少?(4分38秒)起跑和到達的時刻分別是多少?(上午9時20分50秒、上午9時25分28秒)
(2)該運動員跑過的路程是多少?(1 500米)他的位置變化如何?(起跑點到終點的連線)
四、直線運動的位置和位移
提出問題:我們怎樣用數(shù)學的方法描述直線運動的位置和位移?
如果物體做的是直線運動,運動中的某一時刻對應的是物體處在某一位置,如果是一段時間,對應的是這段時間內物體的位移.
如圖1-2-6所示,物體在時刻t1處于“位置”x1,在時刻t2運動到“位置”x2
那么(x2- x1)就是物體的“位移”,記為Δx =x2- x1
可見,要描述直線運動的位置和位移,只需建立一維坐標系,用坐標表示位置,用位置坐標的變化量表示物體位移.
在一維坐標系中,用正、負表示運動物體位移的方向.如圖1-2-7所示汽車A的位移為負值,B的位移則為正值.表明汽車B的位移方向為x軸正向,汽車A的位移方向為x軸負向.
課后小結
時間和時刻這兩個概念是同學們很容易混淆的,同學們要掌握時間坐標軸.在時間軸上,用點表示時刻,用線段表示一段時間間隔.位移和路程是兩個不同的物理量,位移是用來表示質點變動的,它的大小等于運動物體初、末位置間的距離,它的方向是從初位置指向末位置,是矢量;而路程是物體實際運動路徑的長度,是標量.只有物體做單向直線運動時,其位移大小才和路程相等,除此以外,物體的位移的大小總是小于路程.找位移的辦法是從初位置到末位置間畫有向線段.有向線段的方向就是位移的方向,有向線段的長度就是位移的大小.時刻對應位置,時間對應位移.在位置坐標軸上,用點來表示位置,用有向線段來表示位移.
本節(jié)課用到的數(shù)學知識和方法:用數(shù)軸來表示時間軸和位移軸,在時間軸上,點表示時刻,線段表示時間間隔.要選計時起點(零時刻),計時起點前的時刻為負,計時起點后的時刻為正;在位移軸上,點表示某一時刻的位置,線段表示某段時間內的位移.要選位置參考點(位置零點),直線運動中,可選某一單一方向作為正方向,朝正方向離開參考點的位置都為正,朝負方向離開參考點的位置都為負.位移方向與規(guī)定方向相同時為正,相反時為負.標量遵從算術加法的法則,矢量遵從三角形定則(或平行四邊形定則,以后會學到,不讓學生知道).
課后習題
教材第16頁問題與練習。
高中物理教案10
【學習目標】
l. 知道曲線運動中速度的方向,理解曲線運動是一種變速運動.
2.知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上.
【學習重點】
1.什么是曲線運動.
2.物體做曲線運動的方向的確定.
3.物體做曲線運動的條件.
【學習難點】
物體做曲線運動的條件.
【學習過程】
1.什么是曲線的切線? 閱讀教材33頁有關內容,明確切線的
概念。
如圖1,A、B為曲線上兩點,當B無限接近A時,直線AB叫做
曲線在A點的__________ A B 圖
2.速度是矢量,既有大小,又有方向,那么速度的變化包含哪幾層含義?
3.質點做曲線運動時,質點在某一點的速度,沿曲線在這一點的____________。
4.曲線運動中,_________時刻在變化,所以曲線運動是__________運動,做曲線運動的物體運動狀態(tài)不斷發(fā)生變化。
5.如果物體所受的合外力跟其速度方向____________,物體就做直線運動。如果物體所受的合外力跟其速度方向__________________,物體就做曲線運動。
【同步導學】
1.曲線運動的特點
、 軌跡是一條曲線
、 曲線運動速度的方向
、 質點在某一點(或某一時刻)的速度方向是沿曲線的這一點的切線方向。
、 曲線運動的速度方向時刻改變。
⑶ 是變速運動,必有加速度
⑷ 合外力一定不為零(必受到外力作用)
例1 在砂輪上磨刀具時可以看到,刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線飛出,為什么由此推斷出砂輪上跟刀具接觸處的質點的速度方向沿砂輪的切線方向?
2.物體作曲線運動的條件
當物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線時,物體做直線運動;當物體所
1 專心 愛心 用心
受合力的方向與它的.速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動.
例2 關于曲線運動,下面說法正確的是( )
A.物體運動狀態(tài)改變著,它一定做曲線運動
B.物體做曲線運動,它的運動狀態(tài)一定在改變
C.物體做曲線運動時,它的加速度的方向始終和速度的方向一致
D.物體做曲線運動時,它的加速度方向始終和所受到的合外力方向一致
3.關于物體做直線和曲線運動條件的進一步分析
、 物體不受力或合外力為零時,則物體靜止或做勻速直線運動
② 合外力不為零,但合外力方向與速度方向在同一直線上,則物體做直線運動,當合外力為恒力時,物體將做勻變速直線運動(勻加速或勻減速直線運動),當合外力為變力時,物體做變加速直線運動。
、 合外力不為零,且方向與速度方向不在同一直線上時,則物體做曲線運動;當合外力變化時,物體做變加速曲線運動,當合外力恒定時,物體做勻變速曲線運動。
例3.一質量為m的物體在一組共點恒力F1、F2、F3作用下而處于平衡狀態(tài),如撤去F1,試討論物體運動情況怎樣?
【鞏固練習】
1.關于曲線運動速度的方向,下列說法中正確的是 ( )
A.在曲線運動中速度的方向總是沿著曲線并保持不變
B.質點做曲線運動時,速度方向是時刻改變的,它在某一點的瞬時速度的方向與這—點運動的軌跡垂直
C.曲線運動中速度的方向是時刻改變的,質點在某一點的瞬時速度的方向就是在曲線上的這—點的切線方向
D.曲線運動中速度方向是不斷改變的,但速度的大小保持不變
2.如圖所示的曲線為運動員拋出的鉛球運動軌跡(鉛球視為質點),A、B、C為曲線上的三點,關于鉛球在B點的速度方向,說法正確的是 ( )
A.為AB的方向 B.為BC的方向
C.為BD的方向 D.為BE的方向
3.物體做曲線運動的條件為 ( )
A.物體運動的初速度不為零 B.物體所受的合外力為變力
C.物體所受的合外力的方向上與速度的方向不在同一條直線上
D.物體所受的合外力的方向與加速度的方向不在同—條直線上 (第2題)
專心 愛心 用心 2
A.變速運動—定是曲線運動 B.曲線運動—定是變速運動
C.速率不變的曲線運動是勻速運動 D.曲線運動也可以是速度不變的運動
5.做曲線運動的物體,在其軌跡上某一點的加速度方向 ( )
A.為通過該點的曲線的切線方向 B.與物體在這一點時所受的合外力方向垂直
C.與物體在這一點速度方向一致 D.與物體在這一點速度方向的夾角一定不為零
6.下面說法中正確的是( )
A.做曲線運動的物體的速度方向必變化 B.速度變化的運動必是曲線運動
C.加速度恒定的運動不可能是曲線運動 D.加速度變化的運動必定是曲線運動
7.一質點在某段時間內做曲線運動,則在這段時間內( )
A.速度一定不斷改變,加速度也一定不斷改變; B.速度一定不斷改變,加速度可以不變;
C.速度可以不變,加速度一定不斷改變; D.速度可以不變,加速度也可以不變。
8.下列說法中正確的是( )
A.物體在恒力作用下不可能做曲線運動 B.物體在變力作用下一定做曲線運動
C.物體在恒力或變力作用下都可能做曲線運動
D.做曲線運動的物體,其速度方向與加速度方向一定不在同一直線上
9.如圖所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B,這時突然使它所受的力方向改變而大小不變(即由F變?yōu)?F),在此力作用下物體以后的運動情況,下列說法正確的是( )
A.物體不可能沿曲線Ba運動;
B.物體不可能沿曲線Bb運動;
C.物體不可能沿曲線Bc運動;
D.物體可能沿原曲線由B返回A。 b 10.一個做勻速直線運動的物體,突然受到一個與運動方向不在同一直線上的恒力作用時,物體運動為 ( )
A.繼續(xù)做直線運動 B.一定做曲線運動
C.可能做直線運動,也可能做曲線運動 D.運動的形式不能確定
高中物理教案11
一、教學目標
1.物理知識方面:
(1)理解勻速圓周運動是變速運動;
(2)掌握勻速圓周運動的線速度、角速度、周期的物理意義及它們間的數(shù)量關系;
(3)初步掌握向心力概念及計算公式。
2.通過勻速圓周運動、向心力概念的建立過程,培養(yǎng)學生觀察能力、抽象概括和歸納推理能力。
3.滲透科學方法的教育。
二、重點、難點分析
向心力概念的建立及計算公式的得出是教學重點,也是難點。通過生活實例及實驗加強感知,突破難點。
三、教具
1.轉臺、小傘;
2.細繩一端系一個小球(學生兩人一組);
3.向心力演示器。
四、主要教學過程
(一)引入新課
演示:將一粉筆頭分別沿豎直向下、水平方向、斜向上拋出,觀察運動軌跡。
復習提問:粉筆頭做直線運動、曲線運動的條件是什么?
啟發(fā)學生回答:速度方向與力的方向在同一條直線上,物體做直線運動;不在同一直線上,做曲線運動。
進一步提問:在曲線運動中,有一種特殊的運動形式,物體運動的軌跡是一個圓周或一段圓弧(用單擺演示),稱為圓周運動。請同學們列舉實例。
(學生舉例教師補充)
電扇、風車等轉動時,上面各個點運動的軌跡是圓大到宇宙天體如月球繞地球的運動,小到微觀世界電子繞原子核的運動,都可看做圓周運動,它是一種常見的運動形式。
提出問題:你在跑400米過彎道時身體為何要向彎道內側微微傾斜?鐵路和高速公路的轉彎處以及賽車場的環(huán)形車道,為什么路面總是外側高內側低?可見,圓周運動知識在實際中是很有用的。
引入:物理中,研究問題的基本方法是從最簡單的情況開始。
板書:勻速圓周運動
(二)教學過程設計
思考:什么樣的圓周運動最簡單?
引導學生回答:物體運動快慢不變。
板書:1.勻速圓周運動
物體在相等的時間里通過的.圓弧長相等,如機械鐘表針尖的運動。
思考:勻速周圓運動的一個顯著特點是具有周期性。用什么物理量可以描述勻速圓周運動的快慢?
(學生自由發(fā)言)
板書:2.描述勻速圓周運動快慢的物理量恒量。
當t很短,s很短,即為某一時刻的瞬時速度。線速度其實就是物體做圓周運動的瞬時速度。當物體做勻速圓周運動時,各個時刻線速度大小相同,而方向時刻在改變。那么,線速度方向有何特點呢?
演示:水淋在小傘上,同時搖動轉臺。觀察:水滴沿切線方向飛出。
思考:說明什么?
師生分析:飛出的水滴在離開傘的瞬間,由于慣性要保持原來的速度方向,因而表明了切線方向即為此時刻線速度的方向。
板書:方向:沿著圓周各點的切線方向。如圖3。單位:rad/s。
(3)周期:質點沿圓周運動一周所用的時間。如:地球公轉周期約365天,鐘表秒針周期60s等,周期長,表示運動慢。(角速度、周期可由學生自己說出并看書完成)
板書:(師生共同完成)
思考:物體做勻速圓周運動時,v、ω、T是否改變?(ω、T不變,v大小不變、方向變。)講述:勻速周周運動是勻速率圓周運動的簡稱,它是一種變速運動。
提出問題:勻速圓周運動是一種曲線運動,由物體做曲線運動的條件可知,物體必定受到一個與它的速度方向不在同一條直線上的合外力作用,這個合外力的方向有何特點呢?
學生小實驗(兩人一組):
線的一端系一小球,使小球在水平面內做勻速圓周運動。小球質量很小(可用橡皮塞等替代),甩動時線速度盡量大,小球重力與拉力相比可忽略,以保證拉線近似在水平方向。
觀察并思考:
①小球受力?
、诰的拉力方向有何特點?
、垡坏┚斷或松手,結果如何?
(提問學生后板書并圖示)
概括:要使物體做勻速圓周運動,必須使物體受到與速度方向垂直而指向圓心的力作用,故名向心力。
板書:3.向心力:物體做勻速圓周運動所需要的力。
提出問題:向心力的大小跟什么因素有關?
高中物理教案12
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
高中物理教案13
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(jīng)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(chǎn)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(jīng)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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)生原因。從這一產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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。
高中物理教案14
教學目標
1、知道兩列頻率相同的波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象;知道干涉現(xiàn)象的特點。
2、知道現(xiàn)象是特殊條件下的疊加現(xiàn)象,知道干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象。
3、通過觀察波的獨立前進,波的疊加和水現(xiàn)象,認識條件及干涉現(xiàn)象的特征。
教學建議
本節(jié)重點是對干涉概念的理解和產(chǎn)生穩(wěn)定干涉條件的應用。學習中要注意兩列波的波峰、波峰相遇處是振動最強的地方,波谷、波谷相遇處也是振動最強的地方;而波峰、波谷或波谷、波峰相遇處則是振動最弱的地方。干涉的圖樣是穩(wěn)定的,振動加強的地方永遠加強,振動減弱的地方永遠減弱。
為什么頻率不同的兩列波相遇,不發(fā)生干涉現(xiàn)象?
因為頻率不同的兩列波相遇,疊加區(qū)各點的合振動的振幅,有時是兩個振動的振幅之和,有時是兩個振動的振幅之差,沒有振動總是得到加強或總是減弱的區(qū)域,這樣的兩個波源不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,不能形成穩(wěn)定干涉圖樣。而是波疊加中的一個特例,即產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣.
請教師閱讀下表:
項目
備注
概念
頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動始終加強,某些區(qū)域的振動始終減弱,并且振動的加強區(qū)和減弱區(qū)相互間隔的現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象。
產(chǎn)生穩(wěn)定干涉條件
(1)兩列波的頻率相同;
(2)振動情況相同.
產(chǎn)生的原因
波疊加的結果
教學設計
示例教學重點:
波的疊加及發(fā)生的條件。教學難點:對穩(wěn)定的圖樣的理解。教學方法:實驗討論法教學儀器:水槽演示儀,長條橡膠管,計算機多媒體新課引入:問題1:上節(jié)課我們研究了波的衍射現(xiàn)象,什么是波的衍射現(xiàn)象呢?(波繞過障礙物的現(xiàn)象)問題2:發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是什么?(障礙物或孔的大小比波長小,或者與波長相差不多)這節(jié)課我們研究現(xiàn)象,如果同時投入兩個小石子,形成了兩列波,當它們相遇在一起時又會怎樣?請學生注意觀察演示實驗。
一、觀察現(xiàn)象:
、僭谒垩菔緝x上有兩個振源的條件下,單獨使用其中的一個振源,水波按該振源的.振動方式向外傳播;再單獨使用另一個振源,水波按該振源的振動方式向外傳播,F(xiàn)象結論:每一個波源都按其自己的方式,在介質中產(chǎn)生振動,并能使介質將這種振動向外傳播
、谡覂蓚同學拉著一條長繩,讓他們同時分別抖動一下繩的端點,則會從兩端各產(chǎn)生一個波包向對方傳播。當兩個波包在中間相遇時,形狀發(fā)生變化,相遇后又各自傳播。(由于這種現(xiàn)象一瞬間完成,學生看不清楚,教師可用計算機多媒體演示)現(xiàn)象結論:波相遇時,發(fā)生疊加。以后仍按原來的方式傳播,是獨立的。
1.波的疊加:在前面的現(xiàn)象的觀察的基礎上,向學生說明什么是波的疊加。教師板書:兩列波相遇時,在波的重疊區(qū)域,任何一個質點的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢量和。
結合圖下圖解釋此結論。
解釋時可以這樣說:在介質中選一點為研究對象,在某一時刻,當波源l的振動傳播到點時,若恰好是波峰,則引起點向上振動;同時,波源2的振動也傳播到了點,若恰好也是波峰,則也會引起點向上振動;這時,點的振動就是兩個向上的振動的疊加,點的振動被加強了。(當然,在某一時刻,當波源1的振動傳播到點時,若恰好是波谷,則引起戶點向下振動;同時,波源2的振動傳播到了點時,若恰好也是波谷,則也會引起點向下振動;這時,點的振動就是兩個向下的振動的疊加,點的振動還是被加強了。)用以上的分析,說明什么是振動加強的區(qū)域。
波源l經(jīng)過半周期后,傳播到P點的振動變?yōu)椴ü,就會使P點的振動向下,但此時波源2傳過來的振動不一定是波谷(因為兩波源的周期可能不同),所以,此時P點的振動可能被減弱,也可能是被加強的。(讓學生來說明原因)
問題:如果希望P點的振動總能被加強,應有什么條件?如果在介質中有另一質點Q,希望Q點的振動總能被減弱,應有什么條件?
總結:波源1和波源2的周期應相同。
觀察現(xiàn)象:
③水槽中的水。對水波干涉圖樣的解釋中,特別要強調兩列水波的頻率是相同的,所以產(chǎn)生了在水面上有些點的振動加強,而另一些點的振動減弱的現(xiàn)象,加強和減弱的點的分布是穩(wěn)定的。
詳細解釋教材中給出的插圖,如下圖所示。在解釋和說明中,特別應強調的幾點是:
、俅藞D是某時刻兩列波傳播的情況;
、趦闪胁ǖ念l率(波長)相等;
、郛攦闪胁ǖ牟ǚ逶谀滁c相遇時,這點的振動位移是正的最大值,過半周期后,這點就是波谷和波谷相遇,則這點的振動位移是負的最大值;
、苷駝蛹訌姷狞c的振動總是加強的,振動減弱的點的振動總是減弱的。
讓學生思考和討論,并在分析的基礎上,給出干涉的定義:
(教師板書)頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強,某些區(qū)域的振動減弱,并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔,這種現(xiàn)象叫,形成的圖樣叫做圖樣。
請學生反復觀察水槽中的水,分清哪些區(qū)域為振動加強的區(qū)域,哪些區(qū)域為振動減弱的區(qū)域。
最后應幫助學生分析清楚:介質中某點的振動加強,是指這個質點以較大的振幅振動;而某點的振動減弱,是指這個質點以較小的振幅振動,這與只有一個波源的振動在介質中傳播時,各質點均按此波源的振動方式振動是不同的。
問題:任何兩列波進行疊加都可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象嗎?(不可以)為什么?(干涉是一種特殊的疊加。任何兩列波都可以進行疊加,但只有兩列頻率相同)
總結:干涉是波特有的現(xiàn)象。
二、應用
請學生思考和討論在我們生活中是否遇到過現(xiàn)象,舉例說明:
例1、水現(xiàn)象。
例2、聲現(xiàn)象。
三、課堂小結
高中物理教案15
一、教學任務分析
勻速圓周運動是繼直線運動后學習的第一個曲線運動,是對如何描述和研究比直線運動復雜的運動的拓展,是力與運動關系知識的進一步延伸,也是以后學習其他更復雜曲線運動(平拋運動、單擺的簡諧振動等)的基礎。
學習勻速圓周運動需要以勻速直線運動、牛頓運動定律等知識為基礎。
從觀察生活與實驗中的現(xiàn)象入手,使學生知道物體做曲線運動的條件,歸納認識到勻速圓周運動是最基本、最簡單的圓周運動,體會建立理想模型的科學研究方法。
通過設置情境,使學生感受圓周運動快慢不同的情況,認識到需要引入描述圓周運動快慢的物理量,再通過與勻速直線運動的類比和多媒體動畫的輔助,學習線速度與角速度的概念。
通過小組討論、實驗探究、相互交流等方式,創(chuàng)設平臺,讓學生根據(jù)本節(jié)課所學的知識,對幾個實際問題進行討論分析,調動學生學習的情感,學會合作與交流,養(yǎng)成嚴謹務實的科學品質。
通過生活實例,認識圓周運動在生活中是普遍存在的,學習和研究圓周運動是非常必要和十分重要的,激發(fā)學習熱情和興趣。
二、教學目標
1、知識與技能
(1)知道物體做曲線運動的條件。
(2)知道圓周運動;理解勻速圓周運動。
(3)理解線速度和角速度。
(4)會在實際問題中計算線速度和角速度的大小并判斷線速度的方向。
2、過程與方法
(1)通過對勻速圓周運動概念的形成過程,認識建立理想模型的物理方法。
(2)通過學習勻速圓周運動的定義和線速度、角速度的定義,認識類比方法的運用。
3、態(tài)度、情感與價值觀
(1)從生活實例認識圓周運動的普遍性和研究圓周運動的必要性,激發(fā)學習興趣和求知欲。
(2)通過共同探討、相互交流的學習過程,懂得合作、交流對于學習的重要作用,在活動中樂于與人合作,尊重同學的見解,善于與人交流。
三、教學重點難點
重點:
(1)勻速圓周運動概念。
(2)用線速度、角速度描述圓周運動的快慢。
難點:理解線速度方向是圓弧上各點的切線方向。
四、教學資源
1、器材:壁掛式鐘,回力玩具小車,邊緣帶孔的旋轉圓盤,玻璃板,建筑用黃沙,乒乓球,斜面,刻度尺,帶有細繩連接的小球。
2、課件:flash課件——演示同樣時間內,兩個運動所經(jīng)過的弧長不同的勻速圓周運動;——演示同樣時間內,兩個運動半徑所轉過角度不同的勻速圓周運動。
3、錄像:三環(huán)過山車運動過程。
五、教學設計思路
本設計包括物體做曲線運動的條件、勻速圓周運動、線速度與角速度三部分內容。
本設計的基本思路是:以錄像和實驗為基礎,通過分析得出物體做曲線運動的條件;通過觀察對比歸納出勻速圓周的特征;以情景激疑認識對勻速圓周運動快慢的不同描述,引入線速度與角速度概念;通過討論、釋疑、活動、交流等方式,鞏固所學知識,運用所學知識解決實際問題。
本設計要突出的重點是:勻速圓周運動概念和線速度、角速度概念。方法是:通過對鐘表指針和過山車兩類圓周運動的觀察對比,歸納出勻速圓周運動的特征;設置地月對話的情景,引入對勻速圓周運動快慢的描述;再通過多媒體動畫輔助,并與勻速直線運動進行類比得出勻速圓周運動的概念和線速度、角速度的概念。
本設計要突破的難點是:線速度的方向。方法是:通過觀察做圓周運動的小球沿切線飛出,以及由旋轉轉盤邊緣飛出的紅墨水在紙上的徑跡分布這兩個演示實驗,直觀顯示得出。
本設計強調以視頻、實驗、動畫為線索,注重刺激學生的感官,強調學生的體驗和感受,化抽象思維為形象思維,概念和規(guī)律的教學體現(xiàn)“建!、“類比”等物理方法,學生的活動以討論、交流、實驗探究為主,涉及的問題聯(lián)系生活實際,貼近學生生活,強調對學習價值和意義的感悟。
完成本設計的內容約需2課時。
六、教學流程
1、教學流程圖
2、流程圖說明
情境I錄像,演示,設問1
播放錄像:三環(huán)過山車,讓學生看到物體的運動有直線和曲線。
演示:讓學生向正在做直線運動的乒乓球用力吹氣,體驗球在什么情況下將做曲線運動。
設問1:物體在什么情況下將做曲線運動?
情境II觀察、對比,設問2
觀察、對比鐘表指針和過山車這兩類圓周運動。
設問2:以上兩類圓周運動有什么不同?鐘表指針所做的圓周運動有什么共同特征?建立勻速圓周運動的概念。
情境III演示,動畫
情景:月、地快慢之爭。
多媒體動畫:演示同樣時間內兩個運動所經(jīng)過的弧長不同的勻速圓周運動,比較得出線速度表
表達式。
演示1:用細繩捆著小球在水平面內做圓周運動,突然松開繩的一端,看到小球沿著圓弧切線方向運動。
演示2:通過實物投影演示旋轉的轉盤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:變換教室內電風扇的變速檔,看到圓周運動轉動快慢的不同情況,引入角速度概念。
多媒體動畫:演示同樣時間內兩個運動半徑所轉過角度不同的勻速圓周運動,比較得出角速度表達式。
活動討論、實驗、交流、小結。
識別:請同學們說說生活中有哪些圓周運動可以看作是勻速圓周運動。了解學生對勻速圓周運動的理解以及是否具有建模能力。
觀察分析:磁帶、涂改修正帶、自行車鏈條等傳動設備中,兩輪軸邊緣各點的線速度有何關系。了解對線速度概念的理解情況。
算一算:計算壁掛鐘的時針、分針、秒針針尖的線速度大小和它們角速度的倍數(shù)關系。了解能否通過實際測量獲取有用數(shù)據(jù),靈活運用線速度的公式和角速度公式解決實際問題。
小實驗:提供回力玩具小車,玻璃板,建筑用黃沙,通過對實驗的觀察說明汽車車輪的擋泥板應安裝在什么位置合適,了解對線速度方向的掌握情況。
釋疑:評判地球與月亮之爭。
小結:幻燈片小結。
3、教學主要環(huán)節(jié)本設計可分為四個主要的教學環(huán)節(jié):
第一環(huán)節(jié),通過播放錄像和演示,歸納物體做曲線運動的條件。
第二環(huán)節(jié),通過觀察對比,建立理想模型,歸納勻速圓周運動特征,類比勻速直線運動得出勻速圓周運動概念。
第三環(huán)節(jié),以情景激疑引入用線速度、角速度描述圓周運動,借助多媒體動畫,類比勻速直線運動得出線速度、角速度定義和公式。
第四環(huán)節(jié),以學生活動為中心,針對幾個實際問題開展討論、探究、交流,深化對本節(jié)課知識的'理解和應用。
七、教案示例
第一環(huán)節(jié)物體做曲線運動的條件
[創(chuàng)設情景]播放錄像:森林公園三環(huán)過山車的運動。
[提出問題] 1、請同學們說說過山車都做了哪些不同性質的運動? (勻速直線運動、勻加速直線運動、勻減速直線運動、曲線運動、圓周運動等)
2、什么條件下物體將做曲線運動?
[演示]讓乒乓球從斜面上滾下到達水平桌面上做直線運動,請一個同學向著與球運動不一致的方向用力吹球,觀察球的運動軌跡有何變化?
[結論]當物體受到的合力與速度方向不在一條直線上時,物體就做曲線運動。
[引言]運動軌跡是圓的曲線運動叫做圓周運動,下面我們就從圓周運動開始學習如何對曲線運動進行研究。
第二環(huán)節(jié)勻速圓周運動的概念
[觀察討論]鐘表的時針、分針、秒針的圓周運動有什么共同的特征?它們與過山車的圓周運動有什么不同?
(鐘表的時針、分針、秒針的圓周運動,它們的共同特征是勻速轉動的,而過山車的圓周運動列車的速度大小是不斷變化的)
[提出問題]怎樣給勻速圓周運動下定義呢?(引導學生類比勻速直線運動定義勻速圓周運動)
[結論]質點在任何相同時間內,所通過的弧長都相等的圓周運動叫做勻速圓周運動。
勻速圓周運動是最基本最簡單的圓周運動,它是一種理想化的物理模型。
[引言]我們如何對圓周運動進行研究呢?
第三環(huán)節(jié)線速度、角速度概念
[創(chuàng)設情景]地、月快慢之爭
地球:我繞太陽運動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!
[提出問題]怎樣定義描述圓周運動快慢的物理量?(引導學生與勻速直線運動的速度類比)多媒體動畫:演示同樣時間內,兩個運動所經(jīng)過的弧長不同的勻速圓周運動;
[結論]線速度定義:質點經(jīng)過的圓弧長度s與所用時間t的比值,叫做圓周運動的線速度。
公式:單位:m/s(米/秒)
[問題]速度是矢量,圓周運動的線速度方向是怎樣的?
[演示] 1、用一端連有細線的小球,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動,突然向上抽出釘子,看到球沿圓周的切線方向運動;
2、通過投影儀觀察旋轉圓盤邊緣紅墨水飛出的情景以及落在紙面上的徑跡分布;
[結論]線速度方向:沿圓弧的切線方向
線速度表示圓周運動的瞬時速度,它是矢量;圓周運動的線速度方向是不斷改變的,所以勻速圓周運動是變速運動,勻速圓周運動中的“勻速”是“勻速率”的意思。
[情景]打開教室內的電風扇,變換不同的檔觀察它轉動的快慢。(引導學生認識要引入與線速度不同的、描述圓周運動轉動快慢的物理量)
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