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高二物理教案15篇
作為一名教師,常常需要準備教案,教案是教學活動的總的組織綱領(lǐng)和行動方案。那么寫教案需要注意哪些問題呢?以下是小編精心整理的高二物理教案,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
高二物理教案1
教學目標
知識目標
1、知道決定感應(yīng)電動勢大小的因素;
2、知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的 物理 量,并能對“磁通量的變化量”、“磁通量的變化率”進行區(qū)別;
3、理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和 數(shù)學 表達式;
4、會用法拉第電磁感應(yīng)定律解答有關(guān)問題;
5、會計算導(dǎo)線切割磁感線時感應(yīng)電動勢的大小;
能力目標
1、通過學生實驗,培養(yǎng)學生的動手能力和探究能力.
情感目標
1、培養(yǎng)學生對實際問題的分析與推理能力。培養(yǎng)學生的辨證唯物注意世界觀,尤其在分析問題時,注意把握主要矛盾.
教學建議
教材分析
理解和應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律,教學中應(yīng)該使學生注意以下幾個問題:
⑴要嚴格區(qū)分磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率這三個概念.
、魄蟠磐康淖兓恳话阌腥N情況:
當回路面積 不變的時候, ;
當磁感應(yīng)強度 不變的時候, ;
當回路面積 和磁感應(yīng)強度 都不變,而他們的相對位置發(fā)生變化(如轉(zhuǎn)動)的時候, ( 是回路面積 在與 垂直方向上的投影).
、荅是 時間內(nèi)的平均電動勢,一般不等于初態(tài)和末態(tài)感應(yīng)電動勢瞬時值的平均值,即:
⑷注意課本中給出的法拉第電磁感應(yīng)定律公式中的磁通量變化率取絕對值,感應(yīng)電動勢也取絕對值,它表示的是感應(yīng)電動勢的大小,不涉及方向.
、晒 表示導(dǎo)體運動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小,是一個重要的公式.要使學生知道它是法拉第電磁感應(yīng)定律的一個特殊形式,當導(dǎo)體做切割磁感線的運動時,使用比較方便.使用它計算時要注意 B 、 L 、 v 這三個量的方向必須是互相垂直的,遇到不垂直的情況,應(yīng)取垂直分量.
建議在具體教學中,教師幫助學生形成知識系統(tǒng),以便加深對已經(jīng)學過的概念和原理的理解,有助于理解和掌握新學的概念和原理.在法拉第電磁感應(yīng)定律的教學中,有以下幾個內(nèi)容與前面的知識有聯(lián)系,希望教師在教學中加以注意:
⑴由“恒定電流”知識知道,閉合電路中要維持持續(xù)電流,其中必有電動勢的存在;在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,閉合電路中有感應(yīng)電流也必然要存在對應(yīng)的感應(yīng)電動勢,由此引出確定感應(yīng)電動勢的大小問題.
、齐姶鸥袘(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,為人們研制新的電源提供了可能,當它作為電源向外供電的時候,我們應(yīng)當把它與外電路做為一個閉合回路來研究,這和直流電路沒有分別;
⑶用能量守恒和轉(zhuǎn)化來研究問題是中學 物理 的一個重要的方法. 化學 電源中的電動勢表征的是把 化學 能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng),感應(yīng)電動勢表征的是把機械能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng).
教法建議
法拉第電磁感應(yīng)定律的重點是研究決定感應(yīng)電動勢大小的因素是什么,這一知識點無法從前面的知識得出,因此做好實驗,從實驗中分析歸納出法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容,是學好這部分知識的關(guān)鍵;
由于上一節(jié) 學習 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件時,就使學生明確了穿過閉合電路的磁通量變化與否,決定了感應(yīng)電流的有無,因此,本節(jié)實驗的重點是使學生觀察感應(yīng)電流的大小與什么因素有關(guān).對于程度比較好的學校,建議將實驗改為學生分組完成,學生自己進行探究,教師加以引導(dǎo)分析.
關(guān)于感應(yīng)電動勢的幾點教學建議
本節(jié)教材講述了感應(yīng)電動勢的概念,通過對實驗的定性分析,得出感應(yīng)電動勢的大小跟哪些因素有關(guān)系,最后給出了計算感應(yīng)電動勢大小的公式:?,但沒有講述法拉第電磁感應(yīng)定律.在講授這節(jié)教材時,要注意概念、定律的'建立過程,使學生知其所以然,防止學生死記幾條干巴巴的結(jié)論.
(1)感應(yīng)電動勢概念的建立:如何搞好 物理 概念的教學,這是一個很值得研究的課題.對此,各人雖有不同主張,但都很注意在抓好概念的引入、理解和應(yīng)用這些環(huán)節(jié)上下功夫.在感應(yīng)電動勢概念的教學中,也應(yīng)注意這幾個環(huán)節(jié).
、僖敫袘(yīng)電動勢的概念時,教材利用前面幾章學過的電動勢、閉合電路歐姆定律等知識來分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的電路,得出既然閉合電路里有感應(yīng)電流,那么這個電路中必然有電動勢.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢.教學實踐表明,這樣引入學生較易接受.
、诒容^概念之間的內(nèi)在聯(lián)系,是一種使學生深刻理解概念本質(zhì)的好方法.由感應(yīng)電流過渡到感應(yīng)電動勢,對學生來說是從具體到抽象,從現(xiàn)象到本質(zhì)的認識深化過程.為了讓
學生認識感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的區(qū)別和聯(lián)系,教師可以用大型電流表和電壓表演示電路在接通與斷開條件下的回路電流與路端電壓,讓學生看到回路斷開時,沒有感應(yīng)電流,但路端電壓(即感應(yīng)電動勢)仍存在.而電路中出現(xiàn)感應(yīng)電流,是要以電路閉合與電動勢的同時存在為前提條件.從而說明感應(yīng)電動勢的有無,完全決定于穿過回路的磁通量的變化,與回路的通斷,回路的組成情況等無關(guān).而電路中的感應(yīng)電流存在,只是在閉合電路中有感應(yīng)電動勢存在的必然結(jié)果.對純電阻電路,感應(yīng)電流強度與感應(yīng)電動勢的數(shù)量關(guān)系滿足 .教師通過上述演示和分析對比,使學生了解到,電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電動勢比感應(yīng)電流更能反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì).
、圩寣W生把初學的概念在實際問題中加以應(yīng)用,對鞏固和深化概念很有效.教師可以教材中產(chǎn)生感應(yīng)電流的二個實驗,即圖1、圖2為例,讓學生找一找,電路中哪部分導(dǎo)體產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢,起到了電源的作用(在圖1中是AB導(dǎo)體、圖2中是線圈B).
。3)感應(yīng)電動勢的大小:可利用課本圖4-1和圖4-2的實驗裝置,演示在閉合電路內(nèi)磁通量變化快慢不同的情況下,產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不同,從而分析出感應(yīng)電動勢的大小跟穿過閉合電路的磁通量改變快慢有關(guān).然后直接指出:理論和實踐證明,導(dǎo)體在勻強磁場中作切割磁感線運動時,在 B、l、v 互相垂直的情況下,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小可用公式 來計算,即感應(yīng)電動勢的大小跟磁感應(yīng)強度、導(dǎo)體長度、導(dǎo)體運動速度成正比.在演示中要注意說明:①磁鐵相對線圈運動的快慢不同時或?qū)w切割磁感線的快慢不同時,磁通量變化的快慢不同.②由于產(chǎn)生感應(yīng)電流的閉合回路情況沒有變化,所以感應(yīng)電流大小的變化反映了感應(yīng)電動勢大小的變化.
由于必修課中不講法拉第電磁感應(yīng)定律,公式 不能從理論推導(dǎo)出來,為了便于學生接受和理解 與 B、l、v 的正比關(guān)系,可以采用下述教法.利用圖2來分析 與 B、l、v 的關(guān)系.圖中 abcd 為放在勻強磁場中的矩形線框,線框平面跟磁感線垂直,讓線框中長為 l 的可滑動導(dǎo)體 ab ,以速度 v 向右運動,單位時間內(nèi)運動到 .由圖可以看出, lv 是導(dǎo)體在單位時間內(nèi)掃過的面積大小, Blv 是單位時間內(nèi)導(dǎo)體切割磁感線的條數(shù),即單位時間內(nèi)磁通量的變化.由此可見,當 B、l、v 各量越大時,單位時間內(nèi)穿過閉合回路的磁通量變化越大,或者說磁通量變化得越快,這時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大.公式 反映了感應(yīng)電動勢 跟 B、l、v 成正比.
講完決定感應(yīng)電動勢大小的規(guī)律之后,可讓學生通過練習來掌握規(guī)律.除了做節(jié)后的例題之外,還可把課本中練習二(1)題和習題(5)題在課堂上討論,必要時可再適當補充一些基礎(chǔ)練習.
引入部分示例:
復(fù)習提問:
1:要使閉合電路中有電流必須具備什么條件?
。ㄒ龑(dǎo)學生回答:這個電路中必須有電源,因為電流是由電源的電動勢引起的)
2:如果電路不是閉合的,電路中沒有電流,電源的電動勢是否還存在呢?
(引導(dǎo)學生回答:電動勢反映了電源提供電能本領(lǐng)的 物理 量,電路不閉合電源電動勢依然存在)
引入新課:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里,既然閉合電路里有感應(yīng)電流,那么這個電路中也必定有電動勢,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當于電源.
1:引導(dǎo)學生找出下圖中相當于電源的那部分導(dǎo)體?
高二物理教案2
次聲波和超聲波
教學目標
1、使學生知道什么是次聲波和超聲波
2、使學生能用所學知識解釋生活中的次聲波和超聲波.
教學建議
因多普勒效應(yīng)和此聲波、超聲波兩節(jié)的內(nèi)容少,建議用一個課時.
本節(jié)重點是掌握聲波的概念和形成聲波的條件.學習中要了解聲波能夠發(fā)生反射、衍射、干涉等現(xiàn)象.聲波反射時能聽到回聲,利用回聲可以測速或測距.聲波發(fā)生共振時稱為共鳴現(xiàn)象.
聲波能離開空氣在真空中傳播嗎?為什么?
解答:不能.因為聲波是機械波,必須有介質(zhì),聲波才能傳播.空氣、水、玻璃等都可以作為傳播聲波的介質(zhì).如果發(fā)聲體的周圍沒有傳聲介質(zhì),聲波無法向外傳播,人們就不會聽到聲音,所以聲音不能在真空中傳播.
讓學生了解聲波有次聲波、聲波、超聲波,它們是按頻率劃分的.了解它的利用和危害.
請教師閱讀下列表:
項目
聲波
備注
概念
聲源的'振動在介質(zhì)中傳播形成聲波
聲波是機械波,具有波的一切特征,能發(fā)生反射、衍射、干涉等現(xiàn)象
產(chǎn)生的條件
與介質(zhì)、溫度有關(guān),標準狀況下,空氣中聲速為332m/s,運算時常取340m/s
聲波的波長范圍
1.7cm——17cm
人耳能聽到的聲波頻率范圍
20Hz——20000Hz
高二物理教案3
教學目標
。ㄒ唬┲R與技能
1。知道兩種電荷及其相互作用。知道點電荷量的概念。
2。了解靜電現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因;知道原子結(jié)構(gòu),掌握電荷守恒定律
3。知道什么是元電荷。
4。掌握庫侖定律,要求知道知道點電荷模型,知道靜電力常量,會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算。
。ǘ┻^程與方法
2、通過對原子核式結(jié)構(gòu)的學習使學生明確摩擦起電和感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的電荷分開。但對一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和不變。
3、類比質(zhì)點理解點電荷,通過實驗探究庫侖定律并能靈活運用
。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價值觀
通過對本節(jié)的學習培養(yǎng)學生從微觀的角度認識物體帶電的本質(zhì),認識理想化是研究自然科學常用的方法,培養(yǎng)科學素養(yǎng),認識類比的方法在現(xiàn)實生活中有廣泛的應(yīng)用
重點:
電荷守恒定律,庫侖定律和庫侖力
難點:
利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題,庫侖定律的理解與應(yīng)用。
教具:
絲綢,玻璃棒,毛皮,硬橡膠棒,絕緣金屬球,靜電感應(yīng)導(dǎo)體,通草球,多媒體課件
教學過程:
第1節(jié)電荷庫侖定律(第1課時)
。ㄒ唬┮胄抡n:
多媒體展示:閃電撕裂天空,雷霆震撼著大地。
師:在這驚心動魄的自然現(xiàn)象背后,蘊藏著許多物理原理,吸引了不少科學家進行探究。在科學,從最早發(fā)現(xiàn)電現(xiàn)象,到認識閃電本質(zhì),經(jīng)歷了漫長的歲月,一些人還為此付出過慘痛的代價。下面請同學們認真閱讀果本第2頁“接引雷電下九天”這一節(jié),了解我們?nèi)祟悓﹂W電的研究歷史,并完成下述填空:
電閃雷鳴是自然界常見的現(xiàn)象,蒙昧時期的人們認為那是“天神之火”,是天神對罪惡的懲罰,直到1752年,偉大的`科學家___________冒著生命危險在美國費城進行了的風箏實驗,把天電引了下來,發(fā)現(xiàn)天電和摩擦產(chǎn)生的電是一樣的,才使人類擺脫了對雷電現(xiàn)象的迷信。
師強調(diào):以美國科學家的富蘭克林為代表的一些科學家冒著生命危險去捕捉閃電,證實了閃電與實驗室中的電是相同的。
雷電是怎樣形成的?(大氣中冷暖氣流上下急劇翻滾,相互摩擦,云層就會積聚電荷,當電荷積累到一定程度,瞬間發(fā)生大規(guī)模的放電,就產(chǎn)生了雷電)物體帶電是怎么回事?電荷有哪些特性?電荷間的相互作用遵從什么規(guī)律?人類應(yīng)該怎樣利用這些規(guī)律?這些問題正是本章要探究并做出解答的。
師:本節(jié)課我們重點研究了解幾種靜電現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因,電荷守恒定律
。ǘ┬抡n教學
復(fù)習初中知識:
師:根據(jù)初中自然的學習,用摩擦的方法可使物體帶電,請舉例說明。
生:用摩擦的方法。如:用絲綢摩擦過的玻璃棒,玻璃棒帶正電;用毛皮摩擦過的硬橡膠棒,橡膠棒帶負電。
演示實驗1:先用玻璃棒、橡膠棒靠近碎紙屑,看有什么現(xiàn)象?然后用綢子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡膠棒,再靠近碎紙屑看有什么現(xiàn)象?讓學生分析兩次實驗現(xiàn)象的異同;并分析原因。
教師總結(jié):摩擦過的物體性質(zhì)有了變化,帶電了或者說帶了電荷。帶電后,能吸引輕小物體,而且?guī)щ娫蕉,吸引力就越大,能夠吸引輕小物體,我們說此時物體帶了電。而用摩擦的方法使物體帶電就叫做摩擦起電。
人類從很早就認識了摩擦起電的現(xiàn)象,例如公元1世紀,我國學者王充在《論衡》一書中就寫下了“頓牟掇芥”一語,指的是用玳琩的殼吸引輕小物體。
后來人們認識到摩擦后的物體所帶的電荷有兩種:用絲綢摩擦過的玻璃棒的所帶的電荷是一種,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是另一種。同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
高二物理教案4
教學過程
復(fù)習引入
1.內(nèi)能:物體內(nèi)所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能.
2.動能:由于分子在不停地做著無規(guī)則熱運動而具有的動能.它與物體的溫度有關(guān)(溫度是分子平均動能的標志).
3.勢能:分子間存在相互作用力,分子間具有由它們的相對位置決定的勢能,這就是分子勢能.它和物體的體積有關(guān).
4.內(nèi)能:與物體的溫度和體積有關(guān).
根據(jù)討論結(jié)果,小結(jié):通常情況下,對固體或液體,由于體積變化不明顯,主要是通過溫度的.變化來判斷內(nèi)能是否改變.
新課教學
1.提出問題2.問題討論
問:如何改變物體的內(nèi)能呢?(可以改變物體的溫度或體積.)
問:物體內(nèi)能的變化可以通過什么表現(xiàn)出來呢?或者說怎樣判斷一個物體(如一杯水、一塊鐵塊)的內(nèi)能是否改變呢?
把準備好的鋼絲拿出來,想辦法讓你手中的鋼絲的內(nèi)能增加。
2.尋找解決問題的辦法
討論:有的想到"摩擦",有的想到"折",有的想到"敲打",有的想到用"鋼鋸鋸",有的想到"燒",有的想到"曬",有的想到"烤",有的想到"燙"、"冰"等等.一邊想辦法,一邊體驗內(nèi)能是不是已經(jīng)增加了.(把"摩擦"、"折"、"敲打"、"鋸"寫在一起,把"燒"、"曬"、"烤"、"燙"、"凍"或者"冰"寫在一起.
3.知識的提練
問:比較一下,本質(zhì)上有什么相同或不同點.(閱讀課本38~39頁倒數(shù)第四段.)剛才所想到的辦法,它們之間有何不同?能不能把這些辦法分分類?
答:可以分為做功和熱傳遞兩類。其中,"摩擦"、"折"、"敲打"、"鋸"是屬于做功,"燒"、"曬"、"烤"、"燙"、"冰"屬于熱傳遞.
演示課本38頁的實驗.(慢慢地壓縮看能不能使棉花燃燒起來.)
問:剛才兩次實驗,為什么會出現(xiàn)結(jié)果的不同?
答:動作快,時間短,氣體沒有來得及與外界進行熱交換,其溫度會突然升高,至乙醚的著火點,它便燃燒起來.而動作慢時,時間較長,氣體與外界有較長的時間進行熱交換,它的溫度就不會升高太多,達不到乙醚的著火點,則不燃燒.
閱讀課本39頁實驗,分析氣體對外做功的情況.
問:同學們還能不能從生活中找出一些通過做功改變物體內(nèi)能的例子呢?
答:柴油機工作中的壓縮沖程;給自行車打氣時,氣筒壁會發(fā)熱;鋸木頭,鋸條會很燙;冬天,手冷時,兩手互相搓一搓;古人鉆木取火等等.
再來體驗一下,熱傳遞改變內(nèi)能的情況.給大家一段細鐵棒和酒精燈,演示.
學生上臺做實驗.把用熱傳遞改變內(nèi)能的方法和體會告訴其他同學.
引導(dǎo)學生從生活中再找出一些通過熱傳遞改變內(nèi)能的例子.
板書:改變物體內(nèi)能的物理過程有兩種:做功和熱傳遞.
4.新知識的深入探討
內(nèi)能改變的量度
師:如何量度物體內(nèi)能的改變多少呢?請大家?guī)е鴨栴}閱讀課本39頁5、6兩段,然后歸納出來.
高二物理教案5
教學目標
一、知識目標
1、知道電磁驅(qū)動現(xiàn)象。
2、知道三相交變電流可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,知道這就是感應(yīng)電動機的原理。
3、知道感應(yīng)電動機的基本構(gòu)造:定子和轉(zhuǎn)子。
4、知道感應(yīng)電動機的優(yōu)點,知道能使用感應(yīng)電動機是三相交變電流的突出優(yōu)點。
二、能力目標
1、培養(yǎng)學生對知識進行類比分析的能力。
2、培養(yǎng)學生接受新事物、解決新問題能力。
3、努力培養(yǎng)學生的實際動手操作能力。
三、情感目標
1、通過讓學生了解我國在磁懸浮列車方面的研究進展,激發(fā)他們的愛國熱情和立志學習、報效祖國的情感。
2、在觀察電動機的構(gòu)造的過程中,使學生養(yǎng)成對新知識和新事物的探索熱情。
教學建議
1、由于感應(yīng)電動機的突出優(yōu)點,使它應(yīng)用十分廣泛、本節(jié)對它做了簡單的介紹,以開闊學生眼界,增加實際知識。但作為選學內(nèi)容,對學生沒有太高的要求,做些介紹就可以了。
2、可以通過回憶前一章習題中提到的電磁驅(qū)動現(xiàn)象,本節(jié)的關(guān)鍵是通過演示、講解使學生明白三相交變電流也可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,做到電磁驅(qū)動,這就是感應(yīng)電動機的原理。這有利于新舊知識的聯(lián)系和加強學生學以致用的意識。有條件的可以看實物或帶學生參觀,以增加實際知識。
3、課本中的'感應(yīng)電動機的內(nèi)容,簡要地介紹了感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)動原理,其中的核心內(nèi)容是旋轉(zhuǎn)磁場概念。建議教師如果可能的話,應(yīng)找一臺電動機,拆開了讓學生看一看各個部分的形狀。三相感應(yīng)電動機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用很廣泛,能讓學生看一些實際例子。
教學設(shè)計示例
感應(yīng)電動機
教學準備:
幻燈片、感應(yīng)電動機模型、學生電源、旋轉(zhuǎn)磁鐵
教學過程:
一、知識回顧
電磁驅(qū)動現(xiàn)象說明
二、新課教學:
感應(yīng)電動機
1、過回憶紹電磁驅(qū)動現(xiàn)象:在U形磁鐵中間放一個鋁框,如果轉(zhuǎn)動磁鐵,造成一個旋轉(zhuǎn)磁場。鋁框就隨著轉(zhuǎn)動。這種電磁驅(qū)動現(xiàn)象。
告訴學生感應(yīng)電動機就是應(yīng)用該原理來工作的。
2、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生方法:
旋轉(zhuǎn)磁鐵可以得到旋轉(zhuǎn)磁場
在線圈中通入三相交流電也可以得到旋轉(zhuǎn)磁場。
3、感應(yīng)電動機的結(jié)構(gòu)介紹
定子:固定的電樞稱為定子
轉(zhuǎn)子:中間轉(zhuǎn)動的鐵心以及鐵心上鑲嵌的銅條叫轉(zhuǎn)子
4、鼠籠式電動機模型介紹
感應(yīng)電動機的轉(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)和兩個銅環(huán)(或鋁環(huán))連在一起制成的,形狀像個鼠籠,所以這種電動機也叫鼠籠式感應(yīng)電動機。
5、感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)動方向控制
由于感應(yīng)電動機的構(gòu)造簡單,因此如果要改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向,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改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向來改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動。
這種電動機在制造、使用和保養(yǎng)上都比較簡單,被廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。
高二物理教案6
等勢面
教學目標
知識目標
1、知道什么是等勢面,知道處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢體,導(dǎo)體表面是等勢面.
2、知道等勢面與電場線的關(guān)系.電場線與等勢面垂直,并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面.
3、理解在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功.
能力目標
培養(yǎng)學生對知識的類比能力,以及對問題的分析、推理能力等等.
情感目標
利用等勢面圖像的對稱美,形態(tài)美給學生以美的享受、美的愉悅,讓學生自己畫圖,在學習知識的同時提高學生對美的感受力、和鑒別力.
教學建議
教材分析
本節(jié)課的重點是理解在同一等勢面上移動電荷時,電場力不做功這一特點.
對于電場線與等勢面的關(guān)系需要把握:
。1)電場線與等勢面垂直;
。2)電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面.
通過這兩點的理解可以讓學生根據(jù)等勢面的分布大致畫出電場線的分布;或是由電場線分布畫出等勢面的分布,以加深對本章知識的理解.
教學建議
對于兩個電勢不同的等勢面不能相交這一點,可以作為思考題目,讓學生自己進行推導(dǎo).另外可以讓學生采用類比的方法理解等勢面,對比重力勢能,對比等高線思考等勢面的意義,以及采用等勢面研究問題的方便之處,培養(yǎng)學生對新知識的自學能力,提高學生的分析、推理能力.
需要明確的是:等勢面是為了形象的描述電場中各點電勢的分布情況而引入的,等勢點連接成等勢線,等勢線又組成等勢面,在這里點出:點——線——面,讓學生有這一理解過程,同時類比地理上的等高線、等高面,發(fā)揮空間想象力,在理解等勢面的有關(guān)特性時注重推理過程,讓學生展開討論,加深認識.
教學設(shè)計示例
等勢面
一、課程設(shè)計
1、復(fù)習上一節(jié)的內(nèi)容,讓學生總結(jié)上一節(jié)的主要內(nèi)容.
2、引入新課
教師出示圖片:
提出問題1:在點電荷形成電場中有 A 、 B 、 C 三點,若將單位正電荷由 A 點移動到 C 點做功為;把單位正電荷由 B 點移動到 C 點做功為,如果,則 A 、 B 兩點有什么關(guān)系?單位正電荷從 A 點移動到 B 點時,電場力做功情況怎樣?
學生分析,教師總結(jié): A 、 B 兩點的電勢相同.單位正電荷從 A 點移動到 B 點時,電場力不做功.
教師講解:一般說來,電場中各點的電勢不同,但電場中也有許多點的電勢相等.我們把電場中電勢相等的點構(gòu)成的面叫等勢面.
下面,我們從幾個方面認識等勢面:
。1)在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷,電場力不做功.
分析:因為等勢面上各點電勢相等,電荷在同一等勢面上各點具有相同的電勢能,所以在同一等勢面上移動電荷電勢能不變,即電場力不做功.
。2)等勢面一定跟電場線垂直,即跟場強的方向垂直.
分析:假如不是這樣,場強就有一個沿著等勢面的分量,這樣在等勢面上移動電荷時電場力就要做功.但這是不可能的,因為在等勢面上各點電勢相等,沿著等勢面移動電荷時電場力是不做功的.所以場強一定跟等勢面垂直.
。3)等勢面的'排布:前面已經(jīng)指出,沿著電場線方向電勢越來越低.可見,電場線不但跟等勢面垂直,而且是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面.對比書中的圖片,類比等高線與等勢面.
(4)幾種典型場的等勢面.
教師出示媒體課件:點電荷的等勢面演示:
有關(guān)圖片可以參考媒體資料.
。5)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個等勢體,它的表面是一個等勢面.
分析:因為導(dǎo)體在靜電平衡狀態(tài)時內(nèi)部場強處處為零,在導(dǎo)體的任意兩點間移動電荷時電場力所做的功為零,因此導(dǎo)體內(nèi)部各點電勢相等.
推論:地球是一個大導(dǎo)體,處于靜電平衡狀態(tài)的地球以及與它相連的導(dǎo)體是等勢體.實際上常取地球和與地球的昂兩的導(dǎo)體作為電勢的參考位置,認為它們的電勢為零.
由于實際中測定電勢比測定電場要容易的多,因此常用等勢面來研究電場,即先描繪出等勢面的形狀和分布,再根據(jù)電場線與等勢面之間的關(guān)系描繪出電場線的分布.
3、例題講解練習(參考典型例題)
4、教師總結(jié):
。1)為了形象的描述電場中各個點電勢的分布情況,由等勢面和電場的垂直關(guān)系,可以根據(jù)等勢面的分布情況知道電場的分布情況.
。2)有關(guān)等勢面的認識需要注意:
A、在同一等勢面上移動點電荷,電場力不做功;
B、電場線與等勢面垂直;
C、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢體,導(dǎo)體表面是等勢面;
高二物理教案7
教學目標
一、知識目標
1、知道三相交變電流是如何產(chǎn)生的。了解三相交變電流是三個相同的交流電組成的。
2、了解三相交變電流的圖象,知道在圖象中三個交變電流在時間上依次落后1/3周期。
3、知道產(chǎn)生三相交變電流的三個線圈中的電動勢的值和周期都相同,但它們不是同時達到值(或為零)。
4、了解三相四線制中相線(火線)、中性線、零線、相電壓、線電壓等概念。
5、知道什么是星形連接、三角形連接、零線、火線、線電壓及相電壓。
二、能力目標
1、培養(yǎng)學生將知識進行類比、遷移的能力。
2、使學生理解如何用數(shù)學工具將物理規(guī)律建立成新模型
3、訓(xùn)練學生的空間想象能力的演繹思維能力。
4、努力培養(yǎng)學生的實際動手操作能力。
三、情感目標
1、通過了解我國的電力事業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)學生的愛國熱情
2、讓學生在學習的過程中體會到三相交流電的.對稱美
教學建議
教材分析
三相電流在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用,學生應(yīng)對它有一定的了解。但這里只對學生可能接觸較多的知識做些介紹,而不涉及太多實際應(yīng)用中的具體問題。三相交變電流在生產(chǎn)生活實際中應(yīng)用廣泛,所以其基本常識應(yīng)讓每個學生了解。
教法建議
1、在介紹三相交變電流的產(chǎn)生時,除課本中提供的插圖外,教師可以再找一些圖片或模型,使學生明白,三個相同的線圈同時在同一磁場中轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生三相交變電流,它們依次落后1/3周期。三相交變電流就是三個相同的交變電流,它們具有相同的值、周期、頻率。每一個交變電流是一個單相電。
2、要讓學生知道,三個線圈相互獨立,每一個都可以相當于一個獨立的電源單獨供電。由于三個線圈平面依次相差120o角。它們達到值(或零)的時間就依次相差1/3周期。用掛圖配合三相電機的模型演示,效果很好。
讓三個線圈通過星形連接或三角形連接后對外供電,一方面比用三個交變電流單獨供電大大節(jié)省了線路的材料,另一方面,可同時提供兩種不同電壓值的交變電流。教師應(yīng)組織學生觀察生活實際中的交變電流的連接方式,理解課本中所介紹的三相電的連接。
高二物理教案8
學習目標
1. 知道自然界中熱侍導(dǎo)的方向性。
2. 初步了解熱力學第二定律,并能用熱力學第二定律解釋第二類永動機不能制造成功的原因。
3. 能用熱力學第二定律解釋自然界中的能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移以及方向性問題。
學習重、難點
熱力學第二定律及用定律解釋一些實際問題。
學法指導(dǎo)
自主、合作、探究、師生討論
知識鏈接
1.熱力學第一定律的內(nèi)容: 。
2.機械能能否全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,那么內(nèi)能能否全部轉(zhuǎn)化為機械能?舉例說明
學習過程
用案人自我創(chuàng)新
[自主學習]
1. 閱讀P56思考與討論提出的問題,體會熱傳導(dǎo)的方向性。說說你對一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的這名話的理解。
2. 熱機是一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。熱機包括熱源、工作物質(zhì)、冷凝器幾部分組成。其工作原理為:熱機從熱源吸收熱量Q1,推動活塞做功W,然后向冷凝器釋放熱量Q2。根據(jù)能量守恒三者關(guān)系為:我們把熱機做的功W和它從熱源吸收的熱量Q1的比值叫做熱機的效率,用 教type=#_x0000_t75 ole=表示,即 。
思考:熱機的效率能否達到100%,為什么?
3. 第二類永動機:
只從單一熱源吸收熱量,使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ鹌渌兓臒釞C。根據(jù)你所了解的知識,第二類永動機可能研制成嗎?說說你的理由。
4. 熱力學第二定律
(1) 兩種表述:
①(這是按照熱傳導(dǎo)的方向性來描述的)。
②(這是按照機械能與熱能轉(zhuǎn)化過程的方向性來描述的)。
說明:
(1) 熱力學第二定律的兩種表述看上去似乎沒有什么聯(lián)系,然而實際上它們是等效的。
(2) 熱力學第二定律的實質(zhì)是它揭示了大量分子參與的宏觀過程的方向性,使人們認識到自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。
(3) 熱力學第一定律和第二定律的區(qū)別:
[例題與習題]
[例1]下列哪些過程具有方向性( )
A熱傳導(dǎo)過程
B.機械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程
C.氣體的擴散過程
D.氣體向真空中的膨脹
[例2]根據(jù)熱力學第二定律,下列說法中正確的是( )
A. 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功而不引起其它變化
B. 沒有冷凝器,只有單一的熱源,能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做或,而不引起其它變化的熱機是可能實現(xiàn)的
C. 制冷系統(tǒng)將冰箱里的熱量傳給外界較高的溫度的空氣中不引起其它變化
D. 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體而不引起其它變化
[練習1] 根據(jù)熱力學第二定律,下列說法中正確的.是( )
A. 熱機中燃氣的內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化成機械能
B. 電流的能不可能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能
C. 在火力發(fā)電機中,燃氣的內(nèi)能不可能全部變成電能
D. 在熱傳導(dǎo)中,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體。]
[例3]下列說法正確 的是( )
A. 第二類永動機和第一類永動機一樣,都違背了能量守恒定律
B. 第二類永動機違背了能量轉(zhuǎn)化的方向性
C. 自然界中的能量是守恒的,所以不用節(jié)約能源
D. 自然界中的能量盡管是定恒的,但有的能量便于利用,有的能量不便于利用,幫要節(jié)約能源
[例4]關(guān)于熱力學第一定律和熱力學第二定律,下列說法正確的是( )
A. 熱力學第一定律指出內(nèi)能可以與其它形式的能相互轉(zhuǎn)化,而熱力學第二定律則指出內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化成其它形式的能,幫這兩條定律是相互矛盾的
B. 內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為其它形式的能,只是會產(chǎn)生其它影響,幫兩條定律并不矛盾
C. 兩條定律都是有關(guān)能量的轉(zhuǎn)化定律,它們不但不矛盾,而且沒有本質(zhì)的區(qū)別
D. 其實能量守恒定律已經(jīng)包含了熱力學第一定律和熱力學第二定律
高二物理教案9
一、教學目標
1、知識目標:
、僦乐本上機械波的形成過程
、谥朗裁词菣M波,波峰和波谷
③知道什么是縱波,密部和疏部
、苤"機械振動在介質(zhì)中傳播,形成機械波",知道波在傳播運動形式的同時也傳遞了能量
2、能力目標:
、倥囵B(yǎng)學生進行科學探索的能力
、谂囵B(yǎng)學生觀察、分析和歸納的能力
、叟囵B(yǎng)學生的空間想象能力和思維能力
二、教學重點、難點分析
機械波的形成過程及傳播規(guī)律是本節(jié)課的重點,也是本節(jié)課的難點。
三、教學方法
實驗探索和計算機輔助教學
四、教具
絲帶、波動演示箱、水平懸掛的長彈簧、音叉
五、教學過程
。ㄒ唬┮胄抡n
。垩菔荆荻秳咏z帶的一端,產(chǎn)生一列凹凸相間的波在絲帶上傳播(激發(fā)興趣,引出課題)
在這個簡單的例子中,我們接觸到一種廣泛存在的運動形式--波動,請同學們再舉出幾個有關(guān)波的例子。(學生舉例,活躍氣氛;讓學生在大量生活實例中感觸波的存在,增強感性認識。)
學生會列舉水波、聲波、無線電波、光波。教師啟發(fā),大家聽說過地震嗎?學生會想到地震波。
水波、聲波、地震波都是機械波,無線電波、光波都是電磁波。這一章我們學習機械波的知識,以后還會學習電磁波的知識。
。ǘ┻M行新課
現(xiàn)在學習第一節(jié),波的形成和傳播。
【板書】一、波的形成和傳播
[演示]撥動水平懸掛的柔軟長彈簧一端,產(chǎn)生一列疏密相間的波沿彈簧傳播;
。垩菔荆萸脫粢舨妫牭铰曇,這是聲波在空氣中傳播(指明,雖然眼睛看不到波形,但它客觀存在,也是疏密相間的波形)
師生共同分析,得出波產(chǎn)生的條件:①波源,②介質(zhì)。(為研究波的形成奠定基礎(chǔ))
波是怎樣形成的呢?為什么會有不同的波形?波傳播的是什么呢?(設(shè)置疑問,激發(fā)學生的探究欲望)
【板書】實驗探索
發(fā)放"探索波的形成和傳播規(guī)律"的實驗報告,進行實驗探索并完成實驗報告。
實驗?zāi)康模禾剿鞑ǖ男纬稍蚝蛡鞑ヒ?guī)律
實驗(一),學生分組實驗:每兩人一條絲帶(60cm左右),觀察絲帶上凹凸相間的波。
實驗步驟:
。1)、將絲帶一端用手指按在桌面上,手持另一端沿水平桌面抖動,在絲帶上產(chǎn)生一列凹凸相間的波向另一端傳播。
。2)、在絲帶上每隔大約2~3cm用墨水染上一個點,代表絲帶上的'質(zhì)點。重復(fù)步驟(1)。觀察絲帶上的質(zhì)點依次被帶動著振動起來,振動沿絲帶傳播開去,在絲帶上形成凹凸相間的波。
①思考:絲帶的一端振動后,為什么后面的質(zhì)點能被帶動著運動起來?_________________如果將絲帶剪斷,后面的質(zhì)點還能運動嗎?___________
、诜治觯航z帶上凹凸相間的波形是怎樣產(chǎn)生的?___________________(可以參閱課本第3頁)
、塾^察絲帶上的質(zhì)點是否隨波向遠處遷移?__________
實驗(二),觀察波動演示器上凹凸相間的波:(因器材有限,可以教師操作,引導(dǎo)學生注意觀察)
實驗步驟:
(1)、逆時針轉(zhuǎn)動搖柄,演示屏上的質(zhì)點排成一條水平線。(表示各質(zhì)點都處在平衡位置)
。2)、順時針轉(zhuǎn)動搖柄,各個質(zhì)點依次振動起來。(注意觀察各個質(zhì)點振動的先后順序)
現(xiàn)象:①后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點開始振動的時刻_______,從總體上看形成凹凸相間的波。
、诟髻|(zhì)點的振動沿________方向,波的傳播沿_______方向,質(zhì)點振動方向與波的傳播方向_______。
、圪|(zhì)點是否沿波的傳播方向遷移?_______
這種波叫做橫波,在橫波中凸起的最高處叫做波峰,凹下的最低處叫做波谷。
實驗(三),觀察彈簧上產(chǎn)生的疏密相間的波。
實驗步驟:
。1)、撥動水平懸掛的柔軟長彈簧一端,產(chǎn)生一列疏密相間的波沿彈簧傳播。
。2)、在彈簧上某一位置系一根紅布條,代表彈簧上的質(zhì)點,重復(fù)步驟(1)。
、儆^察::紅布條是否隨波遷移?________說明了什么?_____________
、诜治觯簭椈缮鲜杳芟嚅g的波形是怎樣產(chǎn)生的?____________________(類比絲帶上波產(chǎn)生的分析方法,鍛煉學生的知識遷移能力)
實驗(四),觀察波動演示器上疏密相間的波:
實驗步驟:
。1)、逆時針轉(zhuǎn)動搖柄,演示屏上的質(zhì)點排成一條水平線。
。2)、順時針轉(zhuǎn)動搖柄,各個質(zhì)點依次振動起來。
現(xiàn)象:①后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點開始振動的時刻________,從總體上看形成疏密相間的波。
、诟髻|(zhì)點的振動沿________,波的傳播沿_______方向,質(zhì)點振動方向與波的傳播方向_______。
、圪|(zhì)點是否沿波的傳播方向遷移?_______
這種波叫做縱波,在縱波中最密處叫做密部,最疏處叫做疏部。
分析實驗得出結(jié)論:
①不論橫波還是縱波,介質(zhì)中各個質(zhì)點發(fā)生振動并不隨波遷移。因此,波傳播的是_________________,而不是介質(zhì)本身。
、诓▊鱽砬,各個質(zhì)點是靜止的,波傳來后開始振動,說明他們獲得了能量。這個能量是從波源通過前面的質(zhì)點傳來的。因此:波是傳遞_________的一種方式。
【板書】1、機械振動在介質(zhì)中的傳播,形成機械波。
2、機械波的分類:橫波、縱波
3、波傳播的是振動形式,是振動的能量。
(三)知識應(yīng)用:
1、課本中提到地震波既有橫波,又有縱波。你能想象在某次地震時,位于震源正上方的建筑物,在縱波和橫波分別傳來時的振動情況嗎?為什么?(從理性認識回到感性認識,實現(xiàn)認識的第二次飛躍)
2、本來是靜止的質(zhì)點,隨著波的傳來開始振動,有關(guān)這一現(xiàn)象的說法正確的有:
A、該現(xiàn)象表明質(zhì)點獲得了能量
B、質(zhì)點振動的能量是從波源傳來的
C、該質(zhì)點從前面的質(zhì)點獲取能量,同時也將振動的能量向后傳遞
D、波是傳遞能量的一種方式
E、如果振源停止振動,在介質(zhì)中傳播的波也立即停止
F、介質(zhì)質(zhì)點做的是受迫振動
(四)布置作業(yè):
1、書面作業(yè):列舉生活中常見的有關(guān)機械波的例子(橫波、縱波各一例)簡述它們是如何形成的。(培養(yǎng)學生觀察生活并用所學物理知識解決實際問題的能力和表達能力)
2、動腦作業(yè):發(fā)生地震時,從地震源傳出的地震波為什么能造成房屋倒塌、人員傷亡的事故?請用本節(jié)所學知識加以解釋。(學以致用,鞏固提高)
高二物理教案10
【教學目標】
知識與技能
1.知道曲線運動的方向,理解曲線運動的性質(zhì)
2.知道曲線運動的條件,會確定軌跡彎曲方向與受力方向的關(guān)系過程與方法
1.體驗曲線運動與直線運動的區(qū)別
2.體驗曲線運動是變速運動及它的速度方向的變化
情感態(tài)度與價值觀
能領(lǐng)會曲線運動的奇妙與和諧,培養(yǎng)對科學的好奇心和求知欲
【教學重點】
1.什么是曲線運動
2.物體做曲線運動方向的判定3.物體做曲線運動的條件
【教學難點】
物體做曲線運動的條件
【教學課時】
1課時
【探究學習】
1、曲線運動:__________________________________________________________2、曲線運動速度的方向:
質(zhì)點在某一點的速度,沿曲線在這一點的方向。3、曲線運動的條件:
(1)時,物體做曲線運動。(2)運動速度方向與加速度的方向共線時,運動軌跡是___________
。3)運動速度方向與加速度的方向不共線,且合力為定值,運動為_________運動。(4)運動速度方向與加速度的方向不共線,且合力不為定值,運動為___________運動。4、曲線運動的性質(zhì):
。1)曲線運動中運動的方向時刻_______(變、不變),質(zhì)點在某一時刻(某一點)的速度方向是沿__________________________________________,并指向運動軌跡凹下的一側(cè)。
。2)曲線運動一定是________運動,一定具有_________。
【課堂實錄】
【引入新課】
生活中有很多運動情況,我們學習過各種直線運動,包括勻速直線運動,勻變速直線運動等,我們知道這幾種運動的共同特點是物體運動方向不變。下面我們就來欣賞幾組圖片中的物體有什么特點(展示圖片)
再看兩個演示
第一,自由釋放一只較小的粉筆頭
第二,平行拋出一只相同大小的粉筆頭
兩只粉筆頭的運動情況有什么不同?學生交流討論。
結(jié)論:前者是直線運動,后者是曲線運動
在實際生活普遍發(fā)生的是曲線運動,那么什么是曲線運動?本節(jié)課我們就來學習這個問題。新課講解
一、曲線運動
1.定義:運動的軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。
2.舉出曲線運動在生活中的實例。
問題:曲線運動中速度的方向是時刻改變的,怎樣確定做曲線運動的物體在任意時刻速度的方向呢?
引出下一問題。
二、曲線運動速度的方向
看圖片:撐開帶有水滴的雨傘繞柄旋轉(zhuǎn)。
問題:水滴沿什么方向飛出?學生思考
結(jié)論:雨滴沿飛出時在那點的切線方向飛出。
如果球直線上的某處A點的瞬時速度,可在離A點不遠處取一B點,求AB點的平均速度來近似表示A點的瞬時速度,時間取得越短,這種近似越精確,如時間趨近于零,那么AB見的平均速度即為A點的瞬時速度。
結(jié)論:質(zhì)點在某一點的速度方向,沿曲線在這一點的切線方向。三、物體做曲線運動的'條件
實驗1:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在不受外力作用時將如何運動?學生實驗
結(jié)論:做勻速直線運動。
實驗2:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在運動方向的正前方或正后方放一條形
磁鐵,小球?qū)⑷绾芜\動?學生實驗
結(jié)論:小球講做加速直線運動或者減速直線運動。
實驗3:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在運動方向一側(cè)放一條形磁鐵,小球?qū)?/p>
如何運動?學生實驗
結(jié)論:小球?qū)⒏淖冘壽E而做曲線運動。
總結(jié)論:曲線運動的條件是,
當物體所受合力的方向跟物體
運動的方向不在同一條直線時,物體就做曲線運動。
四、曲線運動的性質(zhì)
問題:曲線運動是勻速運動還是變速運動學生思考討論問題引導(dǎo):
速度是(矢量、標量),所以只要速度方向變化,速度矢量就發(fā)生了,也就具有,因此曲線運動是。結(jié)論:曲線運動是變速運動。
【課堂訓(xùn)練】
例題1、已知物體運動的初速度v的方向及受恒力的方向如圖所示,則圖中可能正確的運動
例題2、一個質(zhì)點受到兩個互成銳角的F1和F2的作用,有靜止開始運動,若運動中保持力的方向不變,但F1突然增大到F1+F,則此質(zhì)點以后做_______________________解析:
例題3、一個物體在光滑的水平面上以v做曲線運動,已知運動過程中只受一個恒力作用,
運動軌跡如圖所示,則,自M到N的過程速度大小的變化為________________________請做圖分析:
【課堂小結(jié)】
1.曲線運動是變速運動,及速度的有可能變化,速度的方向一定變化。
2.當物體所受合力的方向跟物體運動的方向不在同一條直線時,物體就做曲線運動,所
以物體的加速度方向也跟速度方向不在同一直線上。
【板書設(shè)計】
第一節(jié)拋體運動
1、曲線運動
定義:運動的軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。2、曲線運動速度的方向
質(zhì)點在某一點的速度,沿曲線在這一點的切線方向3、曲線運動的條件
當物體所受合力的方向跟物體運動的方向不在同一條直線時,物體就做曲線運動。4、曲線運動的性質(zhì)
曲線運動過程中,速度方向始終在變化,因此曲線運動是變速運動。
【訓(xùn)練答案】
例1、B例2、勻變速曲線運動例3、自M到N速度變大(因為速度與力的夾角為銳角。
高二物理教案11
學習目標:
1、知道是狀態(tài)參量,什么是平衡態(tài)
2、理解熱平衡的概念及熱平衡定律,體會生活中的熱平衡現(xiàn)象。了解熱力學溫度的應(yīng)用
3、理解溫度的意義
4、知道常見溫度計的構(gòu)造,會使用常見的溫度計
5、掌握溫度的定義,知道什么是溫標、熱力學溫標,以及熱力學溫度的表示。理解攝氏溫度與熱力學溫度的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
重點難點: 熱平衡定律又叫熱力學第零定律是本節(jié)的重點
學習方法: 自主學習,合作完成、教師點撥
學習過程:
【導(dǎo)讀與導(dǎo)思】仔細反復(fù)研讀教材初步掌握本節(jié)內(nèi)容,完成下列任務(wù)
1、狀態(tài)參量:在研究系統(tǒng)的各種性質(zhì)(包括幾何性質(zhì)、力學性質(zhì)、熱學性質(zhì)、電磁性質(zhì)等等)時需要用到一些物理量,例如,用體積描述它的幾何性質(zhì),用壓強描述力學性質(zhì),用溫度描述熱學性質(zhì),等等。這些 ,叫做系統(tǒng)的狀態(tài)參量。
2、平衡態(tài)與非平衡態(tài) (可以舉例說明什么是平衡態(tài)與非平衡態(tài))
【補充說明】
、僭谕饨缬绊懴,系統(tǒng)也可以處于一種宏觀性質(zhì)不隨時間變化的狀態(tài),但這不是平衡態(tài)。比如:一根長鐵絲,一端插入1000C的沸水中,另一端放在00C恒溫源中,經(jīng)過足夠長時間,溫度隨鐵絲有一定的分布,而且不隨時間變化,這種狀態(tài)不是平衡態(tài),只是一種穩(wěn)定狀態(tài),因為存在外界的'影響,當撤去外界影響,系統(tǒng)各部分的狀態(tài)參量就會變化。
②熱力學系統(tǒng)的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡,組成系統(tǒng)的分子仍在做無規(guī)則運動,只是分子運動的平均效果不隨時間變化,表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化。而力學中的平衡是指物體的運動狀態(tài)處于靜止或勻速直線運動
、燮胶鈶B(tài)是一種理想情況,因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時,由于漲落,仍可能發(fā)生偏離平衡狀態(tài)的微小變化。
3、兩個系統(tǒng)達到了熱平衡是指
【說明】熱平衡概念不僅適用于相互作用的系統(tǒng),也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。因此可以說,只要兩個系統(tǒng)在接觸時他們的狀態(tài)不發(fā)生變化,我們就說這兩個系統(tǒng)原來是
4、熱平衡定律又叫 ,其內(nèi)容表述為:
5、溫度的概念:
6、決定一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量是 ;一切達到熱平衡的物體都具有相同的 。實驗室常用溫度計的原理是:
例如:在一個絕熱的系統(tǒng)中,有一塊燒燙的鐵塊,還有一些較冷的沙土。使兩者接觸,鐵塊會慢慢變冷,沙土會慢慢變熱,后來她們變得一樣“熱”了,就不再變了。這種“冷熱程度相同”就是他們的“共同性質(zhì)”。這個“共同性質(zhì)”的物理量即為 。
7、溫度計與溫標:用來測溫的儀器, 第一個制造了溫度計后,溫度就不再是一個主觀感覺,而形成了一個客觀的物理量。到目前,形形色色的溫度計已經(jīng)應(yīng)用在各種場合。如果要想定量地描述溫度,就必須有一套方法,這套方法就是 。也就是說,為了表示出溫度的數(shù)值,對溫度零點、分度方法所做的規(guī)定,就是溫標。
【補充說明】生活中常見的溫標有攝氏溫標、華氏溫標等。不同的溫標都包含三個要素:第一,選擇某種具有測溫屬性的測溫物質(zhì);第二,了解測溫物質(zhì)隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系;第三,確定溫度零點和分度方法。
8、熱力學溫標表示的溫度叫做 ,它是國際單位制中七個基本物理量之一,用符號
表示,單位是 ,符號是 。攝氏溫度與熱力學溫度的關(guān)系是
【典例1】關(guān)于熱力學溫標的正確說法是( )
A、熱力學溫標是一種更為科學的溫標.
B、熱力學溫標的零度為—273.150C。叫絕對零度.
C、氣體溫度趨近于絕對零度時期體積為零
D、在絕對零度附近氣體已經(jīng)液化.
【導(dǎo)練1】以下說法正確的是( )
A、絕對零度永遠達不到. B、現(xiàn)代技術(shù)可以達到絕對零度
C、物體的絕對零度是—273K D、物體的絕對零度是—273.150C.
【典例2】關(guān)于熱力學溫度下列說法正確的是( )
A、-330C=240.15K.B、溫度變化10C,也就是溫度變化1K.
C、攝氏溫度與熱力學溫度都可能取負值D、溫度由t0C升至2t0C,對應(yīng)的熱力學溫度升高了273.15K+t
【導(dǎo)練2】關(guān)于熱力學溫標和攝氏溫標,下列說法正確的是( )
A、熱力學溫標中每1K與攝氏溫標中每10C大小相等.
B、熱力學溫標中升高1K大于攝氏溫度升高10C
C、熱力學溫標中升高1K等于攝氏溫度升高10C.
D、某物體攝氏溫度100C,即熱力學溫度10K
【典例3】“在測定某金屬塊的比熱容時,先把質(zhì)量已知的金屬塊放在沸水中加熱,經(jīng)過一段時間后把它迅速放進質(zhì)量、溫度均已知的水中,并用溫度計測量水的溫度,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)就可以計算出金屬塊的比熱容”。以上敘述中,哪個地方涉及了“平衡態(tài)”和“熱平衡”的概念
【點撥】金屬塊在沸水中加熱一段時間后,二者就達到了“熱平衡”,此時的沸水和金屬塊就處于“平衡態(tài)”;將金屬塊放入質(zhì)量、溫度已知的水之前,金屬塊和水處于各自的“平衡態(tài)”,當放入金屬塊后水溫不再上升時,金屬塊和水均處于“熱平衡”,此時溫度計的讀數(shù)就是水和金屬塊的共同溫度。
高二物理教案12
第1節(jié)《劃時代的發(fā)現(xiàn)》
一、教材分析
《劃時代的發(fā)現(xiàn)》是人教版高中物理3-4第四章第一節(jié),本節(jié)是讓學生體會科學家的思考、研究時的迷失與最后成功,本節(jié)是過程與方法、情感、態(tài)度與價值觀教育的難得素材
二、教學目標
1.知識與技能
(1)知道奧斯特實驗、電磁感應(yīng)現(xiàn)象,
(2)了解電生磁和磁生電的發(fā)現(xiàn)過程,
(3)知道電磁感應(yīng)和感應(yīng)電流的定義。
2.過程與方法
(1)通過閱讀使學生掌握自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的;
(2)通過學習了解科學家們在探究過程中的失敗和貢獻,從中學習科學探究的方法和思想。
(3)領(lǐng)悟科學探究中提出問題、觀察實驗、分析論證、歸納總結(jié)等要素在研究物理問題時的重要性
3.情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過學習閱讀培養(yǎng)學生正確的探究自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神;
(2)領(lǐng)會科學家對自然現(xiàn)象、自然規(guī)律的某些猜想在科學發(fā)現(xiàn)中的重要性。
(3)以科學家不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志激勵自己。
三、教學重點難點
重點:探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象的歷史背景;
難點:體會人類探究自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神
四、學情分析
我們的學生屬于平行分班,沒有實驗班,學生已有的知識和實驗水平有差距。本節(jié)課學生認識到探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象的歷史背景是關(guān)鍵。
五、教學方法
1.講授法:講授科學家的艱辛
2. 實驗法:學生自己體會奧斯特實驗
3.學案導(dǎo)學:見后面的學案。
4.新授課教學基本環(huán)節(jié):預(yù)習檢查、總結(jié)疑惑情境導(dǎo)入、展示目標合作探究、精講點撥反思總結(jié)、當堂檢測發(fā)導(dǎo)學案、布置預(yù)習
六、課前準備
1.學生的學習準備:預(yù)習劃時代的發(fā)現(xiàn),初步了解物理學史。分小組6臺奧斯特實驗裝置。
2.教師的教學準備:多媒體課件制作,課前預(yù)習學案,課內(nèi)探究學案,課后延伸拓展學案。3.教學環(huán)境的設(shè)計和布置:分小組合作學習,分6個學習小組。
七、課時安排:1課時
八、教學過程
(一)預(yù)習檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學生的預(yù)習情況并了解了學生的疑惑,使教學具有了針對性。
(二)情景導(dǎo)入、展示目標。
(三)合作探究、精講點撥。
探究一:奧斯特夢圓電生磁------電流的磁效應(yīng)
引導(dǎo)學生閱讀教材有關(guān)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的內(nèi)容。提出以下問題,引導(dǎo)學生思考并回答:
(1)是什么信念激勵奧斯特尋找電與磁的聯(lián)系的?在這之前,科學研究領(lǐng)域存在怎樣的歷史背景?
(2)奧斯特的研究是一帆風順的嗎?奧斯特面對失敗是怎樣做的?
(3)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的過程是怎樣的?用學過的知識如何解釋?
(4)電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)有何意義?談?wù)勛约旱母惺堋?/p>
學生活動:結(jié)合思考題,認真閱讀教材,分成小組討論,發(fā)表自己的見解。
教師教學素材:
到18世紀末,人們開始思考不同自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系,例如:摩擦生熱表明了機械運動向熱運動轉(zhuǎn)化,而蒸汽機則實現(xiàn)了熱運動向機械運動的轉(zhuǎn)化,于是,一些獨具慧眼的哲學家如康德等提出了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的思想。由于受康德哲學與謝林等自然哲學家的哲學思想的影響,堅信自然力是可以相互轉(zhuǎn)化的,長期探索電與磁之間的聯(lián)系。1803年奧斯特指出:物理學將不再是關(guān)于運動、熱、空氣、光、電、磁以及我們所知道的各種現(xiàn)象的零散的羅列,我們將把整個宇宙納在一個體系中。在此思想的指導(dǎo)下,1820年4月奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流對磁針的作用,即電流的磁效應(yīng)。同年7月21日奧斯特又以
《關(guān)于磁針上電沖突作用的實驗》為題發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。這篇短短的論文使歐洲物理學界產(chǎn)生了極大震動,導(dǎo)致了大批實驗成果的出現(xiàn),由此開辟了物理學的新領(lǐng)域──電磁學。1820年因電流磁效應(yīng)這一杰出發(fā)現(xiàn)獲英國皇家學會科普利獎?wù)隆?829年起任哥本哈根工學院院長。
探究二:法拉第心系磁生電------電磁感應(yīng)現(xiàn)象
引導(dǎo)學生閱讀教材有關(guān)法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的內(nèi)容。提出以下問題,引導(dǎo)學生思考并回答:
(1)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)引發(fā)了怎樣的哲學思考?法拉第持怎樣的觀點?
(2)法拉第的研究是一帆風順的嗎?法拉第面對失敗是怎樣做的?
(3)法拉第做了大量實驗都是以失敗告終,失敗的原因是什么?
(4)法拉第經(jīng)歷了多次失敗后,終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,他發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的具體的過程是怎樣的?之后他又做了大量的實驗都取得了成功,他認為成功的秘訣是什么?
(5)從法拉第探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象的歷程中,你學到了什么?談?wù)勛约旱捏w會。
學生活動:結(jié)合思考題,認真閱讀教材,分成小組討論,發(fā)表自己的見解。
教師教學素材:
1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng),受到科學界的關(guān)注,促進了科學的發(fā)展。1821年英國《哲學年鑒》的主編約請戴維撰寫一篇文章,評述奧斯特發(fā)現(xiàn)以來電磁學實驗的理論發(fā)展概況。戴維把這一工作交給了法拉第。法拉第在收集資料的過程中,對電磁現(xiàn)象的研究產(chǎn)生了極大的熱情,并開始轉(zhuǎn)向電磁學的研究。他仔細地分析了電流的磁效應(yīng)等現(xiàn)象,認為既然電流能產(chǎn)生磁,磁能否產(chǎn)生電呢?1822年他在日記中寫下了自己的思想:磁能轉(zhuǎn)化成電。
他在這方面進行了系統(tǒng)的研究。起初,他試圖用強磁鐵靠近閉合導(dǎo)線或用強電流使另一閉合導(dǎo)線中產(chǎn)生電流,做了大量的實驗,都失敗了。經(jīng)過歷時十年的失敗、再試驗,直到1831年8月29日才取得成功。他接連又做了幾十個這類實驗。1831年11月24日的論文中,他把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況概括成五類:變化著的電流;變化著的磁場;運動的恒定電流;運動的磁場;在磁場中運動的導(dǎo)體。他指出:感應(yīng)電流與原電流的變化有關(guān),而不是與原電流本身有關(guān)。他將這一現(xiàn)象與導(dǎo)體上的靜電感應(yīng)類比,把它取名為電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。為了解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象,法拉第曾提出過電張力的概念。后來在考慮了電磁感應(yīng)的各種情況后,認為可以把感應(yīng)電流的產(chǎn)生歸因于導(dǎo)體切割磁力線。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)二十年后,直到1851年才得出了電磁感應(yīng)定律。經(jīng)過大量實驗后,他終于實現(xiàn)了磁生電的夙愿,宣告了電氣時代的到來。
作為19世紀偉大實驗物理學家的法拉第。他并不滿足于現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),還力求探索現(xiàn)象后面隱藏著的本質(zhì);他既十分重視實驗研究,又格外重視理論思維的作用。1832年3月12日他寫給皇家學會一封信,信封上寫有現(xiàn)在應(yīng)當收藏在皇家學會檔案館里的一些新觀點。那時的法拉第已經(jīng)孕育著電磁波的存在以及光是一種電磁振動的杰出思想,盡管還帶有一定的模糊性。為解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象,他提出電致緊張態(tài)與磁力線等新概念,同時對當時盛行的超距作用說產(chǎn)生了強烈的懷疑:一個物體可以穿過真空超距地作用于另一個物體,不要任何一種東西的中間參與,就把作用和力從一個物體傳遞到另一個物體,這種說法對我來說,尤其荒謬。凡是在哲學方面有思考能力的人,決不會陷人這種謬論之中。他開始向長期盤踞在物理學陣地的超距說宣戰(zhàn)。與此同時,他還向另一種形而上學觀點──流體說進行挑戰(zhàn)。1833年,他總結(jié)了前人與自己的大量研究成果,證實當時所知摩擦電、伏打電、電磁感應(yīng)電、溫差電和動物電等五種不同來源的電的同一性。他力圖解釋電流的本質(zhì),導(dǎo)致他研究電流通過酸、堿、鹽溶液,結(jié)果在1833~1834年發(fā)現(xiàn)電解定律,開創(chuàng)了電化學這一新的學科領(lǐng)域。他所創(chuàng)造的大量術(shù)語沿用至今。電解定律除本身的意義外,也是電的分立性的重要論據(jù)。
1837年他發(fā)現(xiàn)電介質(zhì)對靜電過程的影響,提出了以近距鄰接作用為基礎(chǔ)的靜電感應(yīng)理論。不久以后,他又發(fā)現(xiàn)了抗磁性。在這些研究工作的基礎(chǔ)上,他形成了電和磁作用通過中間介質(zhì)、從一個物體傳到另一個物體的思想。于是,介質(zhì)成了場的場所,場這個概念正是來源于法拉第。正如愛因斯坦所說,引入場的概念,是法拉第的最富有獨創(chuàng)性的思想,是牛頓以來最重要的發(fā)現(xiàn)。牛頓及其他學者的空間,被視作物體與電荷的容器;而法拉第的空間,是現(xiàn)象的容器,它參與了現(xiàn)象。所以說法拉第是電磁場學說的創(chuàng)始人。他的深邃的'物理思想,強烈地吸引了年輕的麥克斯韋。麥克斯韋認為,法拉第的電磁場理論比當時流行的超距作用電動力學更為合理,他正是抱著用嚴格的物理語言來表述法拉第理論的決心闖入電磁學領(lǐng)域的。
法拉第堅信:物質(zhì)的力借以表現(xiàn)出的各種形式,都有一個共同的起源,這一思想指導(dǎo)著法拉第探尋光與電磁之間的聯(lián)系。1822年,他曾使光沿電流方向通過電解波,試圖發(fā)現(xiàn)偏振面的變化,沒有成功。這種思想是如此強烈,執(zhí)著的追求使他終于在1845年發(fā)現(xiàn)強磁場使偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)。他的晚年,盡管健康狀況惡化,仍從事廣泛的研究。他曾分析研究電纜中電報信號遲滯的原因,研制照明燈與航標燈。他的成就來源于勤奮,他的主要著作《日記》由16041則匯編而成;《電學實驗研究》有3362節(jié)之多。
他生活簡樸,不尚華貴,以致有人到皇家學院實驗室作實驗時錯把他當作守門的老頭。1857年,皇家學會學術(shù)委員會一致決議聘請他擔任皇家學會會長。對這一榮譽職務(wù)他再三拒絕。他說:我是一個普通人。如果我接受皇家學會希望加在我身上的榮譽,那么我就不能保證自己的誠實和正直,連一年也保證不了。同樣的理由,他謝絕了皇家學院的院長職務(wù)。當英王室準備授予他爵士稱號時,他多次婉言謝絕說:法拉第出身平民,不想變成貴族。他的好友J.Tyndall對此作了很好的解釋:在他的眼中看去,宮廷的華麗,和布來屯(Brighton)高原上面的雷雨比較起來,算得什么;皇家的一切器具,和落日比較起來,又算得什么?其所以說雷雨和落日,是因為這些現(xiàn)象在他的心里,都可以挑起一種狂喜。在他這種人的心胸中,那些世俗的榮華快樂,當然沒有價值了。一方面可以得到十五萬鎊的財產(chǎn),一方面是完全沒有報酬的學問,要在這兩者之間去選擇一種。他卻選定了第二種,遂窮困以終。這就是這位鐵匠的兒子、訂書匠學徒的鄭重選擇。1867年8月25日逝世,墓碑上照他的遺愿只刻有他的名字和出生年月。
后世的人們,選擇了法拉作為電容的國際單位,以紀念這位物理學大師。
科拉頓的失敗
1820年,奧斯特的磁效應(yīng)發(fā)表后,在科學界引起極大反響,科學家想既然電能生磁,反過來磁也能生電。可以說,想實現(xiàn)磁生電是當時許多科學家的愿望,例如,安培、科拉頓等人都曾為之努力過,但是都失敗了。在這個問題上,最遺憾的莫過于科拉頓。
1825年,科拉頓做了這樣一個實驗,他將一個磁鐵插入連有靈敏電流計的螺旋線圈,來觀察在線圈中是否有電流產(chǎn)生。但是在實驗時,科拉頓為了排除磁鐵移動時對靈敏電流計的影響,他通過很長的導(dǎo)線把接在螺旋線圈上的靈敏電流計放到另一間房里他想,反正產(chǎn)生的電流應(yīng)該是穩(wěn)定的(當時科學界都認為利用磁場產(chǎn)生的電應(yīng)該是穩(wěn)定的),插入磁鐵后,如果有電流,跑到另一間房里觀察也來得及就這樣,科拉頓開始了實驗。然而,無論他跑得多快,他看到的電流計指針都是指在0刻度的位置。
科拉頓失敗了。科拉頓的這個失敗,是一個什么樣的失敗呢?后人有各種各樣的議論。
有人說這是一次成功的失敗。因為科拉頓的實驗裝置設(shè)計得完全正確,如果磁鐵磁性足夠強,導(dǎo)線電阻不大,電流計十分靈敏,那么在科拉頓將磁鐵插入螺旋線圈時,電流計的指針確實是擺動了的。也就是說,電磁感應(yīng)的實驗是成功了,只不過科拉頓沒有看見,他跑得還是太慢,連電流計指針往回擺也沒看見,有人說,這是一次遺憾的失敗。因為科拉頓如果有個助手在另外那間房里,或者科拉頓就把電流計放在同一間房里看得見的地方,那么成功的桂冠肯定是屬于科拉頓的。
有人說,這是一次真正的失敗。因為科拉頓沒能轉(zhuǎn)變思想,沒有從穩(wěn)態(tài)的猜想轉(zhuǎn)變到暫態(tài)的考慮上來,所以他想不到請個助手幫一下忙、或者把電流計拿到同一間房里來。事實也正是如此,法拉第總結(jié)了別人和他自己以前失敗的教訓(xùn),他決定不再固守穩(wěn)態(tài)的猜想,終于在1831年8月,觀察到了電磁感應(yīng)現(xiàn)象?评D只能留下永遠的遺憾。
例1:發(fā)電的基本原理是電磁感應(yīng)。發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學家是(C)
A.安培 B.赫茲 C.法拉第 D.麥克斯韋
例2:發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)現(xiàn)象的科學家是__奧斯特__,發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線在磁場中受力規(guī)律的科學家是_安培_,發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學家是_法拉第_,發(fā)現(xiàn)電荷間相互作用力規(guī)律的的科學家是_庫侖_。
例3:下列現(xiàn)象中屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(B)
A.磁場對電流產(chǎn)生力的作用 B.變化的磁場使閉合電路中產(chǎn)生電流
C.插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化 D.電流周圍產(chǎn)生磁場
(四)反思總結(jié),當堂檢測。
教師組織學生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進行當堂檢測。
設(shè)計意圖:引導(dǎo)學生認識探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象的歷史背景并體會人類探究自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神。
(五)發(fā)導(dǎo)學案、布置預(yù)習。
在下一節(jié)課我們一起來學習探究電磁感應(yīng)的條件。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習這一部分,著重分析科學家是如何設(shè)計實驗,如何得出恰當?shù)慕Y(jié)論的。并完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計意圖:布置下節(jié)課的預(yù)習作業(yè),并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。
九、板書設(shè)計
一、奧斯特夢圓電生磁------電流的磁效應(yīng)
二、法拉第心系磁生電------電磁感應(yīng)現(xiàn)象
十、教學反思
學生對于課外知識很感興趣,有些同學有一定的知識基礎(chǔ),也能提出一些有建設(shè)性的問題,激發(fā)了他們學物理的興趣。通過這節(jié)課的學習我了解到,學生對物理學的發(fā)展非常感興趣,所以在以后的教學中我們應(yīng)該多介紹一些這樣的知識,來豐富學生的知識面,擴寬學生的視野。
在后面的教學過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課,爭取設(shè)計的更科學,更有利于學生的學習,也希望大家提出寶貴意見,共同完善,共同進步!
高二物理教案13
教學目標
(一)知識與技能
1.知道兩種電荷及其相互作用.知道點電荷量的概念.
2.了解靜電現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因;知道原子結(jié)構(gòu),掌握電荷守恒定律
3.知道什么是元電荷.
4.掌握庫侖定律,要求知道知道點電荷模型,知道靜電力常量,會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算.
。ǘ┻^程與方法
2、通過對原子核式結(jié)構(gòu)的學習使學生明確摩擦起電和感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的電荷分開.但對一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和不變。
3、類比質(zhì)點理解點電荷,通過實驗探究庫侖定律并能靈活運用
。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價值觀
通過對本節(jié)的學習培養(yǎng)學生從微觀的角度認識物體帶電的本質(zhì),認識理想化是研究自然科學常用的方法,培養(yǎng)科學素養(yǎng),認識類比的方法在現(xiàn)實生活中有廣泛的應(yīng)用
重點:電荷守恒定律,庫侖定律和庫侖力
難點:利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題,庫侖定律的理解與應(yīng)用。
教具:絲綢,玻璃棒,毛皮,硬橡膠棒,絕緣金屬球,靜電感應(yīng)導(dǎo)體,通草球,多媒體課件
教學過程:
第1節(jié)電荷庫侖定律(第1課時)
(一)引入新課:
多媒體展示:閃電撕裂天空,雷霆震撼著大地。
師:在這驚心動魄的自然現(xiàn)象背后,蘊藏著許多物理原理,吸引了不少科學家進行探究。在科學史上,從最早發(fā)現(xiàn)電現(xiàn)象,到認識閃電本質(zhì),經(jīng)歷了漫長的歲月,一些人還為此付出過慘痛的代價。下面請同學們認真閱讀果本第2頁“接引雷電下九天”這一節(jié),了解我們?nèi)祟悓﹂W電的研究歷史,并完成下述填空:
電閃雷鳴是自然界常見的現(xiàn)象,蒙昧時期的人們認為那是“天神之火”,是天神對罪惡的懲罰,直到1752年,偉大的科學家___________冒著生命危險在美國費城進行了著名的風箏實驗,把天電引了下來,發(fā)現(xiàn)天電和摩擦產(chǎn)生的電是一樣的,才使人類擺脫了對雷電現(xiàn)象的迷信。
師強調(diào):以美國科學家的富蘭克林為代表的一些科學家冒著生命危險去捕捉閃電,證實了閃電與實驗室中的電是相同的。
雷電是怎樣形成的?(大氣中冷暖氣流上下急劇翻滾,相互摩擦,云層就會積聚電荷,當電荷積累到一定程度,瞬間發(fā)生大規(guī)模的放電,就產(chǎn)生了雷電)物體帶電是怎么回事?電荷有哪些特性?電荷間的相互作用遵從什么規(guī)律?人類應(yīng)該怎樣利用這些規(guī)律?這些問題正是本章要探究并做出解答的。
師:本節(jié)課我們重點研究了解幾種靜電現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因,電荷守恒定律
(二)新課教學
復(fù)習初中知識:
師:根據(jù)初中自然的學習,用摩擦的方法可使物體帶電,請舉例說明。
生:用摩擦的方法。如:用絲綢摩擦過的玻璃棒,玻璃棒帶正電;用毛皮摩擦過的`硬橡膠棒,橡膠棒帶負電。
演示實驗1:先用玻璃棒、橡膠棒靠近碎紙屑,看有什么現(xiàn)象?然后用綢子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡膠棒,再靠近碎紙屑看有什么現(xiàn)象?讓學生分析兩次實驗現(xiàn)象的異同;并分析原因。
教師總結(jié):摩擦過的物體性質(zhì)有了變化,帶電了或者說帶了電荷。帶電后,能吸引輕小物體,而且?guī)щ娫蕉,吸引力就越大,能夠吸引輕小物體,我們說此時物體帶了電。而用摩擦的方法使物體帶電就叫做摩擦起電。
人類從很早就認識了摩擦起電的現(xiàn)象,例如公元1世紀,我國學者王充在《論衡》一書中就寫下了“頓牟掇芥”一語,指的是用玳琩的殼吸引輕小物體。
后來人們認識到摩擦后的物體所帶的電荷有兩種:用絲綢摩擦過的玻璃棒的所帶的電荷是一種,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是另一種。同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
一、電荷:
1①把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷.②把用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負電荷.
2
3、電荷量:C
“做一做”驗電器與靜電計
為了判斷物體是否帶電以及所帶電荷的種類和多少,從18世紀起,人們經(jīng)常使用一種叫驗電器的簡單裝置:玻璃瓶內(nèi)有兩片金屬箔,用金屬絲掛在一條導(dǎo)體棒的下端,棒的上端通過瓶塞從瓶口伸出(圖甲)。如果把金屬箔換成指針,并用金屬做外殼,這樣的驗電器又叫靜電計(圖乙)
問:是否只有當帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時,金屬箔片才開始張開?解釋看到的現(xiàn)象?
1、摩擦起電
摩擦起電的原因:不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同.特別是離核較遠的電子受到的束縛較小。當兩個物體互相摩擦時,一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。實質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移.結(jié)果:兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷.得到電子:帶負電;失去電子:帶正電問:摩擦起電有沒有創(chuàng)造了電荷?
生:沒有,摩擦起電是帶電粒子(如電子)從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。師:很多物質(zhì)都會由于摩擦而帶電,是否還存在其它的使物體起電的方式?在學習新的起電方式之前,我們先來學習金屬導(dǎo)體模型。
金屬導(dǎo)體模型也是一個物理模型P3(動畫演示)
自由電子:脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動。
帶正電的離子:失去電子的原子,都在自己的平衡位置上振動而不移動。
2、感應(yīng)起電
【演示】取一對用絕緣柱支持的導(dǎo)體A和B,使它們
彼此接觸。起初它們不帶電,帖在下部的金屬箔是閉合的。
、侔褞д姾傻那駽移近彼此接觸的異體A,B(參見
課本圖1.1-1).金屬箔有什么變化?
實驗現(xiàn)象:可以看到A,B上的金屬箔都張開了,表
示A,B都帶上了電荷.提出靜電感應(yīng)概念:
。1)靜電感應(yīng):把電荷移近不帶電的導(dǎo)體,可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象。
規(guī)律:近端感應(yīng)異種電荷,遠端感應(yīng)同種電荷(2)利用靜電感應(yīng)使物體帶電,叫做感應(yīng)起電.
。3)提出問題:靜電感應(yīng)的原因?
帶領(lǐng)學生分析物質(zhì)的微觀分子結(jié)構(gòu),分析起電的本質(zhì)原因:把帶電的球C移近金屬導(dǎo)體A和B時,由于同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號電荷,遠離帶電體的一端帶同號電荷。如上面的這個演示實驗中,導(dǎo)體A和B帶上了等量的異種電荷.
【演示】
、谌绻劝袰移走,金屬箔又有什么變化?實驗現(xiàn)象:A和B上的金屬箔就會閉合.
、廴绻劝袮和B分開,然后移開C,金屬箔又有什么變化?
實驗現(xiàn)象:可以看到金屬箔仍張開,表明A和B仍帶有電荷;
④如果再讓A和B接觸,金屬箔又有什么變化?
實驗現(xiàn)象:金屬箔就會閉合,表明他們就不再帶電.這說明A和B分開后所帶的是異種等量的電荷,重新接觸后等量異種電荷發(fā)生中和.
問:感應(yīng)起電有沒有創(chuàng)造了電荷?
生:沒有。感應(yīng)起電而是使物體中的正負電荷分開,是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。感應(yīng)起電也不是創(chuàng)造了電荷。
師:無論是哪種起電方式,其本質(zhì)都是將正、負電荷分開,使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移,并不是創(chuàng)造電荷.
得出電荷守恒定律.三、電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分.
師:電荷守恒定律是物理學中重要的基本定律之一。四、元電荷
師:迄今為止,科學家實驗發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是電子所帶的電荷量。質(zhì)子、正電子所帶的電荷量與它相同,但符號相反。人們把這個最小的電荷量叫做元電荷。元電荷:電子所帶的電荷量,用e表示。e=1.60×10-19C注意:迄今為止,發(fā)現(xiàn)所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數(shù)倍。就是說,電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。
。ㄈ┬〗Y(jié)
高二物理教案14
教學目標
知識目標
1、知道回旋加速器的基本構(gòu)造和加速原理.
2、了解加速器的基本用途.
能力目標
通過由直線加速器遷移到回旋加速器的教學,培養(yǎng)學生解決實際問題的能力,開闊學生解決問題的思路.
情感目標
通過介紹我國高能粒子加速器——北京正負電子對撞機的研制,培養(yǎng)民族自豪感,激發(fā)同學們學習科學報效祖國的熱情.
教材分析
本節(jié)重點是回旋加速器的加速原理.在通過前面帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律的學習,學生通過反復(fù)習電場的相關(guān)知識后在理解本節(jié)知識時比較容易,需要強調(diào)的是:
1、加速電場的平行極板接的是交變電壓,且它的周期和粒子的運動周期相同.
2、當粒子加速到接近光速時,加速粒子就不可能了.
教法建議
由于前面已經(jīng)學習了帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律,因此本節(jié)內(nèi)容在教法上可以通過復(fù)習相關(guān)的電場知識后在,讓學生思考想象加速器的原理,最后得出回旋加速器原理.
在講解時,教師可以通過介紹中國高能粒子加速器——北京正負電子對撞機的開發(fā)以及研制過程,激發(fā)學生的民族自豪感,培養(yǎng)學生的愛國主義熱情。
教學設(shè)計
回旋加速器
一、素質(zhì)教育目標
(一)知識教學點
1、知道回旋加速器的基本構(gòu)造和加速原理.
2、了解加速器的基本用途.
。ǘ┠芰τ(xùn)練點
通過由直線加速器遷移到回旋加速器的教學,培養(yǎng)學生解決實際問題的能力,開闊學生解決問題的思路.
。ㄈ┑掠凉B透點
介紹我國高能粒子加速器——北京正負電子對撞機,培養(yǎng)民族自豪感,激發(fā)同學們學習科學報效祖國的熱情.
(四)美育滲透點
用優(yōu)美的語言介紹我國高能粒子加速器的構(gòu)造原理,用嚴密的推理,解釋回旋加速器的工作原理,讓學生充分體會物理教學的語言美及推理過程的邏輯美.
二、學法引導(dǎo)
1、教師通過復(fù)習提問法導(dǎo)入,創(chuàng)設(shè)物理情境啟發(fā)學生思考討論,總結(jié)規(guī)律.
2、學生復(fù)習電場知識,積極思考想象,在教師指導(dǎo)下推導(dǎo),總結(jié)回旋加速器的工作原理和規(guī)律.
三、重點·難點·疑點及解決辦法
1、重點
回旋加速器的加速原理.
2、難點
加速電場的平行極板接的`是交變電壓,且它的周期和粒子的運動周期相同.
3、疑點
當粒子加速到接近光速時,加速粒子就不可能了.
4、解決辦法
應(yīng)用上節(jié)學習的粒子在磁場中運動半徑和周期公式,著力講清回旋加速器加速帶電粒子的原理.
四、課時安排
1課時
五、教具學具準備
回旋回速器掛圖
六、師生互動活動設(shè)計
教師先復(fù)習提問電場知識導(dǎo)入,通過設(shè)問讓學生思考想象出回旋加速器原理,在教師指導(dǎo)下,學生分析、討論、總結(jié)規(guī)律,再通過例題講解加深理解.課外組織學生討論粒子運動半徑不變的加速器原理.
七、教學步驟
。ㄒ唬┟鞔_目標
(略)
。ǘ┱w感知
本節(jié)課講述帶電粒子在磁場中運動在高科技領(lǐng)域中的一個具體運用,首先要引導(dǎo)同學們從直線加速器遷移到回旋加速器,然后分析回旋加速器的加速過程,從而理解它的加速原理,最后比較直線加速器和回旋加速器的優(yōu)缺點.
。ㄈ┲攸c、難點的學習與目標完成過程
1、直線加速器
我們知道電場可以對帶電粒子加速,如果加速電壓為u,帶電粒子電量為q.帶電粒子從靜止可加速到能量,由于電壓的限制,所以一次加速后粒子獲得的能量較小,如何獲得較大的能量呢?(讓學生充分討論.)可采取多級加速的辦法,經(jīng)過幾次加速后粒子的能量,所以直線加速器可使粒子獲得足夠大的能量.但它占地面積太大,能否既讓帶電粒子多次加速,獲得較高能量,又盡可能減少占地面積呢?(讓學生展開想象)
2、回旋加速器
利用帶電粒子在磁場中作圓周運動的特點,可使帶電粒子回旋,為使粒子每經(jīng)過兩極板時都得到加速,極板間需接上一個交變電壓,每加速粒子一次,帶電粒子運動速率和運動半徑都會增加,它運動的周期會變化嗎?所接在兩極板間的交變電壓的周期T等于多少呢?
。ㄗ寣W生回答)
請同學們討論:加速粒子的最終能量由哪些因素決定?
當帶電粒子速度最大時,其運動半徑也最大,即,即,再由動能定理得:,所以要提高加速粒子最后的能量,應(yīng)盡可能增大磁感應(yīng)強度B和加速器的半徑.
請同學們課后思考,為什么帶電粒子加速后的能量與加速電壓無關(guān)呢?
3、回旋加速器和直線加速器的比較
介紹我國正、負電子對撞機.
。ㄋ模┛偨Y(jié)、擴展
本節(jié)課我們學習了回旋回速器的加速原理,希望同學們將來在工作和生活中遇到實際問題時,要開闊思路,注意知識的遷移和綜合運用.
八、布置作業(yè)
1、我國投入運行的高能粒子加速器可把電子的能量加速到2.8GeV,若每級的加速電壓V,需采用幾級加速器?
九、板書設(shè)計
一、直線加速器
1、單級加速
2、多級加速
二、回旋加速器
1、交變的加速電壓周期T
2、多次回旋加速后的能量
三、直線加速器與回旋回速器比較
高二物理教案15
1、理解振幅、周期和頻率的概念,知道全振動的含義。
2、了解初相位和相位差的概念,理解相位的物理意義。
3、了解簡諧運動位移方程中各量的物理意義,能依據(jù)振動方程描繪振動圖象。
4、理解簡諧運動圖象的物理意義,會根據(jù)振動圖象判斷振幅、周期和頻率等。
重點難點:對簡諧運動的振幅、周期、頻率、全振動等概念的理解,相位的物理意義。
教學建議:本節(jié)課以彈簧振子為例,在觀察其振動過程中位移變化的周期性、振動快慢的特點時,引入描繪簡諧運動的物理量(振幅、周期和頻率),再通過單擺實驗引出相位的概念,最后對比前一節(jié)得出的圖象和數(shù)學表達式,進一步體會這些物理量的含義。本節(jié)要特別注意相位的概念。
導(dǎo)入新課:你有喜歡的歌手嗎?我們常常在聽歌時會評價,歌手韓紅的音域?qū)拸V,音色嘹亮圓潤;歌手王心凌的聲音甜美;歌手李宇春的音色沙啞,獨具個性……但同樣的歌曲由大多數(shù)普通人唱出來,卻常常顯得干巴且單調(diào),為什么呢?這些是由音色決定的,而音色又與頻率等有關(guān)。
1、描述簡諧運動的物理量
。1)振幅
振幅是振動物體離開平衡位置的①最大距離。振幅的②兩倍表示的是振動的物體運動范圍的大小。
(2)全振動
振子以相同的速度相繼通過同一位置所經(jīng)歷的過程稱為③全振動,這一過程是一個完整的振動過程,振動質(zhì)點在這一振動過程中通過的路程等于④4倍的振幅。
(3)周期和頻率
做簡諧運動的物體,完成⑤全振動的時間,叫作振動的周期;單位時間內(nèi)完成⑥全振動的次數(shù)叫作振動的頻率。在國際單位制中,周期的單位是⑦秒,頻率的單位是⑧赫茲。用T表示周期,用f表示頻率,則周期和頻率的關(guān)系是⑨f=。
。4)相位
在物理學中,我們用不同的⑩相位來描述周期性運動在各個時刻所處的 不同狀態(tài)。
2、簡諧運動的表達式
(1)根據(jù)數(shù)學知識,xOy坐標系中正弦函數(shù)圖象的表達式為 y=Asin(ωx+φ)。
(2)簡諧運動中的位移(x)與時間(t)關(guān)系的表達式為 x=Asin(ωt +φ),其中 A代表簡諧運動的振幅, ω叫作簡諧運動的“圓頻率”, ωt+φ代表相位。
1、彈簧振子的運動范圍與振幅是什么關(guān)系?
解答:彈簧振子的運動范圍是振幅的兩倍。
2、周期與頻率是簡諧運動特有的概念嗎?
解答:不是。描述任何周期性過程,都可以用這兩個概念。
3、如果兩個振動存在相位差,它們振動步調(diào)是否相同?
解答:不同。
主題1:振幅
問題:(1)同一面鼓,用較大的力敲鼓面和用較小的力敲鼓面,鼓面的振動有什么不同?聽上去感覺有什么不同?
。2)根據(jù)(1)中問題思考振幅的物理意義是什么?
解答:(1)用較大的力敲,鼓面的振動幅度較大,聽上去聲音大;反之,用較小的力敲,鼓面的振動幅度較小,聽上去聲音小。
(2)振幅是描述振動強弱的物理量,振幅的大小對應(yīng)著物體振動的強弱。
知識鏈接:簡諧運動的振幅是物體離開平衡位置的最大距離,是標量,表示振動的強弱和能量,它不同于簡諧運動的位移。
主題2:全振動、周期和頻率
問題:(1)觀察課本“彈簧振子的簡諧運動”示意圖,振子從P0開始向左運動,怎樣才算完成了全振動?列出振子依次通過圖中所標的點。
。2)閱讀課本,思考并回答下列問題:周期和頻率與計時起點(或位移起點)有關(guān)嗎?頻率越大,物體振動越快還是越慢?振子在一個周期內(nèi)通過的路程和位移分別是多少?
。3)完成課本“做一做”,猜想彈簧振子的振動周期可能由哪些因素決定?假如我們能看清楚振子的整個運動過程,那么從什么位置開始計時才能更準確地測量振動的周期?為什么?
解答:(1)振子從P0出發(fā)后依次通過O、M'、O、P0、M、P0的過程,就是全振動。
。2)周期和頻率與計時起點(或位移起點)無關(guān);頻率越大,周期越小,表示物體振動得越快。振子在一個周期內(nèi)通過的路程是4倍的振幅,而在一個周期內(nèi)的位移是零。
。3)影響彈簧振子周期的因素可能有振子的質(zhì)量、彈簧的勁度系數(shù)等;從振子經(jīng)過平衡位置時開始計時能更準確地測量振動周期,因為振子經(jīng)過平衡位置時速度最大,這樣計時的誤差最小。
知識鏈接:完成全振動,振動物體的位移和速度都回到原值(包括大小和方向),振動物體的路程是振幅的4倍。
主題3:簡諧運動的表達式
問題:閱讀課本有關(guān)“簡諧運動的表達式”的內(nèi)容,討論下列問題。
。1)一個物體運動時其相位變化多少就意味著完成了全振動?
。2)若采用國際單位,簡諧運動中的位移(x)與時間(t)關(guān)系的表達式x=Asin(ωt+φ)中ωt+φ的單位是什么?
。3)甲和乙兩個簡諧運動的頻率相同,相位差為 ,這意味著什么?
解答:(1)相位每增加2π就意味著完成了全振動。
。2)ωt+φ的單位是弧度。
。3)甲和乙兩個簡諧運動的相位差為 ,意味著乙(甲)總是比甲(乙)滯后個周期或次全振動。
知識鏈接:頻率相同的兩個簡諧運動,相位差為0稱為“同相”,振動步調(diào)相同;相位差為π稱為“反相”,振動步調(diào)相反。
1、(考查對全振動的理解)如圖所示,彈簧振子以O(shè)為平衡位置在B、C間做簡諧運動,則( )。
A、從B→O→C為全振動
B、從O→B→O→C為全振動
C、從C→O→B→O→C為全振動
D、從D→C→O→B→O為全振動
【解析】選項A對應(yīng)過程的路程為2倍的振幅,選項B對應(yīng)過程的路程為3倍的振幅,選項C對應(yīng)過程的路程為4倍的振幅,選項D對應(yīng)過程的路程大于3倍的振幅,又小于4倍的振幅,因此選項A、B、D均錯誤,選項C正確。
【答案】C
【點評】要理解全振動的概念,只有振動物體的位移與速度第同時恢復(fù)到原值,才是完成全振動。
2、(考查簡諧運動的振幅和周期)周期為T=2 s的簡諧運動,在半分鐘內(nèi)通過的路程是60 cm,則在此時間內(nèi)振子經(jīng)過平衡位置的次數(shù)和振子的振幅分別為( )。
A、15次,2 cm B、30次,1 cm
C、15次,1 cm D、60次,2 cm
【解析】振子完成全振動經(jīng)過軌跡上每個位置兩次(除最大位移處外),而每次全振動振子通過的路程為4個振幅。
【答案】B
【點評】一個周期經(jīng)過平衡位置兩次,路程是振幅的4倍。
3、圖示為質(zhì)點的振動圖象,下列判斷中正確的是( )。
A、質(zhì)點振動周期是8 s
B、振幅是4 cm
C、4 s末質(zhì)點的速度為負,加速度為零
D、10 s末質(zhì)點的加速度為正,速度為零
【解析】由振動圖象可得,質(zhì)點的振動周期為8 s,A對;振幅為2 cm,B錯;4 s末質(zhì)點經(jīng)平衡位置向負方向運動,速度為負向最大,加速度為零,C對;10 s末質(zhì)點在正的最大位移處,加速度為負值,速度為零,D錯。
【答案】AC
【點評】由振動圖象可以直接讀出周期與振幅,可以判斷各個時刻的速度方向與加速度方向。
4、(考查簡諧運動的表達式)兩個簡諧運動分別為x1=4asin(4πbt+π)和x2=2asin(4πbt+π),求它們的振幅之比、各自的頻率,以及它們的相位差。
【解析】根據(jù)x=Asin(ωt+φ)得:A1=4a,A2=2a,故振幅之比 = =2
由ω=4πb及ω=2πf得:二者的`頻率都為f=2b
它們的相位差:(4πbt+π)—(4πbt+π)=π,兩物體的振動情況始終反相。
【答案】2∶1 2b 2b π
【點評】要能根據(jù)簡諧運動的表達式得出振幅、頻率、相位。
拓展一:簡諧運動的表達式
1、某做簡諧運動的物體,其位移與時間的變化關(guān)系式為x=10sin 5πt cm,則:
。1)物體的振幅為多少?
。2)物體振動的頻率為多少?
。3)在時間t=0、1 s時,物體的位移是多少?
。4)畫出該物體簡諧運動的圖象。
【分析】簡諧運動位移與時間的變化關(guān)系式就是簡諧運動的表達式,將它與教材上的簡諧運動表達式進行對比即可得出相應(yīng)的物理量。
【解析】簡諧運動的表達式x=Asin(ωt+φ),比較題中所給表達式x=10sin 5πt cm可知:
。1)振幅A=10 cm。
。2)物體振動的頻率f= = Hz=2、5 Hz。
。3)t=0、1 s時位移x=10sin(5π×0、1) cm=10 cm。
。4)該物體簡諧運動的周期T==0、4 s,簡諧運動圖象如圖所示。
【答案】(1)10 cm (2)2、5 Hz (3)10 cm (4)如圖所示
【點撥】在解答簡諧運動表達式的題目時要注意和標準表達式進行比較,知道A、ω、φ各物理量所代表的意義,還要能和振動圖象結(jié)合起來。
拓展二:簡諧振動的周期性和對稱性
甲
2、如圖甲所示,彈簧振子以O(shè)點為平衡位置做簡諧運動,從O點開始計時,振子第到達M點用了0、3 s的時間,又經(jīng)過0、2 s第二次通過M點,則振子第三次通過M點還要經(jīng)過的時間可能是( )。
A、 s B、 s C、1、4 s D、1、6 s
【分析】題目中只說從O點開始計時,并沒說明從O點向哪個方向運動,它可能直接向M點運動,也可能向遠離M點的方向運動,所以本題可能的選項有兩個。
乙
【解析】如圖乙所示,根據(jù)題意可知振子的運動有兩種可能性,設(shè)t1=0、3 s,t2=0、2 s
第一種可能性:=t1+=(0、3+ ) s=0、4 s,即T=1、6 s
所以振子第三次通過M點還要經(jīng)過的時間t3=+2t1=(0、8+2×0、3) s=1、4 s
第二種可能性:t1—+=,即T= s
所以振子第三次通過M點還要經(jīng)過的時間t3=t1+(t1—)=(2×0、3— ) s= s。
【答案】AC
【點撥】解答這類題目的關(guān)鍵是理解簡諧運動的對稱性和周期性。明確振子往復(fù)通過同一點時,速度大小相等、方向相反;通過關(guān)于平衡位置對稱的兩點時,速度大小相等、方向相同或相反;往復(fù)通過同一段距離或通過關(guān)于平衡位置對稱的兩段距離時所用時間相等。另外要注意,因為振子振動的周期性和對稱性會造成問題的多解,所以求解時別漏掉了其他可能出現(xiàn)的情況。