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高中物理教案15篇
作為一位杰出的老師,總不可避免地需要編寫教案,借助教案可以有效提升自己的教學(xué)能力。我們應(yīng)該怎么寫教案呢?下面是小編收集整理的高中物理教案,歡迎大家分享。
高中物理教案1
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、知道什么是洛侖茲力,知道電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向平行時(shí),電荷受到的洛侖茲力等于零;電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向垂直時(shí),電荷受到的洛侖茲力最大,
2、會(huì)用左手定則熟練地判定洛侖茲力方向.
能力目標(biāo)
由通電電流所受安培力推導(dǎo)出帶電粒子受磁場作用的洛侖茲力的過程,培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力.
情感目標(biāo)
通過本節(jié)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的方法論思想:即“推理——假設(shè)——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”.
教材分析
本節(jié)的重點(diǎn)是洛倫滋力的大小和它的方向,在引導(dǎo)學(xué)生由安培力的概念得出洛倫滋力的概念后,讓學(xué)生深入理解洛倫滋力,學(xué)習(xí)用左手定則判斷洛倫滋力的方向,注意強(qiáng)調(diào):磁場對運(yùn)動(dòng)電荷有作用力,磁場對靜止電荷卻沒有作用力.
教法建議
在教學(xué)中需要注意教師與學(xué)生的互動(dòng)性,教師先復(fù)習(xí)導(dǎo)入,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證洛侖茲力的存在,然后啟發(fā)指導(dǎo)學(xué)生自己推導(dǎo)公式.理解洛侖茲力方向的判定方向,注意與點(diǎn)電荷所受電場大小、方向的區(qū)別.具體的建議是:
1、教師通過演示實(shí)驗(yàn)法引入,復(fù)習(xí)提問法導(dǎo)出公式,類比電場辦法掌握公式的應(yīng)用.
2、學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)、思考原因,在教師指導(dǎo)下自己推導(dǎo),類比理解掌握公式.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
磁場對運(yùn)動(dòng)電荷作用
一、素質(zhì)教育目標(biāo)
(一)知識(shí)教學(xué)點(diǎn)
1、知道什么是洛侖茲力,知道電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向平行時(shí),電荷受到的洛侖茲力等于零;電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向垂直時(shí),電荷受到的洛侖茲力最大,
2、會(huì)用左手定則熟練地判定洛侖茲力方向.
。ǘ┠芰τ(xùn)練點(diǎn)
由通電電流所受安培力推導(dǎo)出帶電粒子受磁場作用的洛侖茲力的過程,培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力.
。ㄈ┑掠凉B透點(diǎn)
通過本節(jié)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行“推理——假設(shè)——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的科學(xué)研究的方法論教育.
。ㄋ模┟烙凉B透點(diǎn)
注意營造師生感情平等交流的氛圍,用優(yōu)美的語音感染學(xué)生.在平等自由的審美情境中,使師生的感情達(dá)到共鳴,從而培養(yǎng)學(xué)生的審美情感.
二、學(xué)法引導(dǎo)
1、教師通過演示實(shí)驗(yàn)法引入,復(fù)習(xí)提問法導(dǎo)出公式,類比電場辦法掌握公式的應(yīng)用。
2、學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)、思考原因,在教師指導(dǎo)下自己推導(dǎo),類比理解掌握公式。
三、重點(diǎn)·難點(diǎn)·疑點(diǎn)及解決辦法
1、重點(diǎn)
洛侖茲力的大小和它的方向。
2、難點(diǎn)
用左手定則判斷洛侖茲力的方向。
3、疑點(diǎn)
磁場對運(yùn)動(dòng)電荷有作用力,磁場對靜止電荷卻沒有作用力。
4、解決辦法
引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生由安培力的概念得出洛侖茲力的概念,使學(xué)生深入理解洛侖茲力的大小和方向。
四、課時(shí)安排
1課時(shí)
五、教具學(xué)具準(zhǔn)備
陰極射線發(fā)射器,蹄形磁鐵。
六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)
教師先復(fù)習(xí)導(dǎo)入,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證洛侖茲力的存在,然后啟發(fā)指導(dǎo)學(xué)生自己推導(dǎo)公式。理解洛侖茲力方向的判定方向,注意與點(diǎn)電荷所受電場大小、方向的區(qū)別。
七、教學(xué)步驟
。ㄒ唬┟鞔_目標(biāo)
(略)
。ǘ┱w感知
本節(jié)教學(xué)講述磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力,首先通過演示實(shí)驗(yàn)表明磁場對運(yùn)動(dòng)電荷有作用力,然后由通電導(dǎo)線受磁場力推導(dǎo)出洛侖茲力的大小和方向,重點(diǎn)掌握洛侖茲力的概念。
(三)重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程
1、理論探索
前面我們學(xué)習(xí)了磁場對通電導(dǎo)線有力的作用,若導(dǎo)線無電流,安培力為零。由此我們就會(huì)想到:磁場對通電導(dǎo)線的安培力可能是作用在大量運(yùn)動(dòng)電荷上的力的`宏觀表現(xiàn),也就是說磁場對運(yùn)動(dòng)電荷可能有力的作用。
2、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
從演示實(shí)驗(yàn)中可以觀察到:陰極射線(電子流)在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn),即實(shí)驗(yàn)證明了磁場對運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用,這一力稱為洛侖茲力.
3、洛侖茲力的方向
根據(jù)左手定則確定安培力方向的辦法,遷移到用左手定則判定洛侖茲力的方向,特別要注意四指應(yīng)指向正電荷的運(yùn)動(dòng)方向;若為負(fù)電荷,則四指指向運(yùn)動(dòng)的反方向,帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)過程中,洛侖茲力方向始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直.請同學(xué)們思考,洛侖茲力會(huì)改變帶電粒子速度大小嗎?討論:洛侖茲力對帶電粒子是否做功?
4、洛侖茲力的大小
根據(jù)通電導(dǎo)線所受安培力的大小,結(jié)合導(dǎo)體中電流的微觀表達(dá)式,讓學(xué)生推導(dǎo)出:當(dāng)帶電粒子垂直于磁場的方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受洛侖茲力大小,當(dāng)帶電粒子平行磁場方向運(yùn)動(dòng)時(shí),不受洛侖茲力.帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)所受的洛侖茲力的大小和方向都與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān).
運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受洛侖茲力作用,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化,其運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn).高能的宇宙射線的大部分不能射到地球上,就是地磁場對射線中的帶電粒子的洛侖茲力改變了其運(yùn)動(dòng)方向,對地球上的生物起著保護(hù)作用.
。ㄋ模┧季S、擴(kuò)展
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了洛侖茲力的概念.我們知道帶電粒子平行磁場運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí),都不受磁場力的作用,帶電粒子垂直磁場運(yùn)動(dòng)時(shí),所受洛侖茲力的大小,方向和磁場方向、運(yùn)動(dòng)方向互相街.可用左手定則判斷(舉例練習(xí)用左手定則判斷洛侖茲力的方向.)
如果粒子運(yùn)動(dòng)方向不與磁場方向垂直時(shí),同學(xué)們可根據(jù)今天所學(xué)內(nèi)容推導(dǎo)出它受的洛侖茲力大小和方向嗎?
八、布置作業(yè)
九、板書設(shè)計(jì)
四、磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用
一、磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力——洛侖茲力
二、洛侖茲力的方向——左手定則
三、洛侖茲力的大小
1、若∥或
2、若⊥,
四、洛侖茲力的特點(diǎn)
1、洛侖茲力對運(yùn)動(dòng)電荷不做功,不會(huì)改變電荷運(yùn)動(dòng)的速率。
2、洛侖茲力的大小和方向都與帶電粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān).
高中物理教案2
教學(xué)重點(diǎn):
萬有引力定律的應(yīng)用
教學(xué)難點(diǎn):
地球重力加速度問題
教學(xué)方法:
討論法
教學(xué)用具:
計(jì)算機(jī)
教學(xué)過程:
一、地球重力加速度
問題一:在地球上是赤道的重力加速度大還是兩極的加速度大?
這個(gè)問題讓學(xué)生充分討論:
1、有的學(xué)生認(rèn)為:地球上的加速度是不變化的.
2、有的學(xué)生認(rèn)為:兩極的重力加速度大.
3、也有的的學(xué)生認(rèn)為:赤道的重力加速度大.
出現(xiàn)以上問題是因?yàn)椋簩W(xué)生可能沒有考慮到地球是橢球形的,也有不記得公式的等.
教師板書并講解:
在質(zhì)量為、半徑為的地球表面上,如果忽略地球自轉(zhuǎn)的影響,質(zhì)量為的物體的重力加速度,可以認(rèn)為是由地球?qū)λ娜f有引力產(chǎn)生的.由萬有引力定律和牛頓第二定律有:
則該天體表面的重力加速度為:
由此式可知,地球表面的重力加速度是由地球的質(zhì)量和半徑?jīng)Q定的.而又因?yàn)榈厍蚴菣E球的赤道的半徑大,兩極的半徑小,所以赤道上的重力加速度小,兩極的重力加速度大.也可讓學(xué)生發(fā)揮得:離地球表面的距離越大,重力加速度越。
問題二:有1kg的物體在北京的重力大還是在上海的重力大?
這個(gè)問題有學(xué)生回答
問題三:
1、地球在作什么運(yùn)動(dòng)?人造地球衛(wèi)星在作什么運(yùn)動(dòng)?
通過展示圖片為學(xué)生建立清晰的圖景.
2、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是誰提供的?
回答:地球與衛(wèi)星間的萬有引力即由牛頓第二定律得:
3、由以上可求出什么?
、傩l(wèi)星繞地球的線速度:
、谛l(wèi)星繞地球的周期:
、坌l(wèi)星繞地球的角速度:
教師可帶領(lǐng)學(xué)生分析上面的公式得:
當(dāng)軌道半徑不變時(shí),則衛(wèi)星的周期不變、衛(wèi)星的線速度不變、衛(wèi)星的角速度也不變.
當(dāng)衛(wèi)星的角速度不變時(shí),則衛(wèi)星的軌道半徑不變.
課堂練習(xí):
1、假設(shè)火星和地球都是球體,火星的.質(zhì)量和地球質(zhì)量.之比,火星的半徑和地球半徑之比,那么離火星表面高處的重力加速度和離地球表面高處的重力加速度.之比等于多少
解:因物體的重力來自萬有引力,所以:
則該天體表面的重力加速度為:
所以:
2、若在相距甚遠(yuǎn)的兩顆行星和的表面附近,各發(fā)射一顆衛(wèi)星和,測得衛(wèi)星繞行星的周期為,衛(wèi)星繞行星的周期為,求這兩顆行星密度之比是多大
解:設(shè)運(yùn)動(dòng)半徑為,行星質(zhì)量為,衛(wèi)星質(zhì)量為.
由萬有引力定律得:
解得:
所以:
3、某星球的質(zhì)量約為地球的的9倍,半徑約為地球的一半,若從地球上高處平拋一物體,射程為60米,則在該星球上,從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體,射程應(yīng)為:
A、10米B、15米C、90米D、360米
解得:(A)
布置作業(yè):
探究活動(dòng)
組織學(xué)生收集資料,編寫相關(guān)論文,可以參考下列題目:
1、月球有自轉(zhuǎn)嗎?
2、觀察月亮
高中物理教案3
【設(shè)計(jì)思想】
建構(gòu)主義教學(xué)理論啟示我們要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,創(chuàng)造以“學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)”的教學(xué)環(huán)境,使學(xué)生在真實(shí)的情景中完成任務(wù),改變我們長期存在的教師在臺(tái)上講,學(xué)生在臺(tái)下聽的灌輸式教學(xué),充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題,分析問題,解決問題,主動(dòng)建構(gòu)良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu),培養(yǎng)創(chuàng)新精神。
【教材分析】
教材先通過實(shí)例讓學(xué)生從運(yùn)動(dòng)和力的角度進(jìn)行分析,分析物體的受力特點(diǎn),從而得出向心力的概念,有助于學(xué)生體會(huì)和理解。教材接著從理論的角度,根據(jù)牛頓第二定律,推導(dǎo)出向心力的數(shù)學(xué)表達(dá)式。之后,為了讓學(xué)生對向心力公式有一定的認(rèn)識(shí)和理解,教材中設(shè)計(jì)了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn):用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式。通過圓錐擺實(shí)驗(yàn),拉近科學(xué)與生活的距離,使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊,對科學(xué)產(chǎn)生親切感。
本節(jié)還有一點(diǎn)與過去不同,那就是在討論完勻速圓周運(yùn)動(dòng)后討論了變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)。這塊內(nèi)容的補(bǔ)充,不僅為分析物體在曲線最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的受力分析和運(yùn)動(dòng)情況提供了理論依據(jù),而且為學(xué)生提供了處理問題的一種思維方法:從特殊到一般。
這部分知識(shí)的學(xué)習(xí),可以為萬有引力和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容做好必要的準(zhǔn)備。當(dāng)然,學(xué)習(xí)完這一節(jié)之后,中學(xué)里所有的.運(yùn)動(dòng)形式都學(xué)習(xí)完畢了,從而可以讓學(xué)生在更廣闊的角度理解運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。
【學(xué)情分析】
通過前幾節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)知道了曲線運(yùn)動(dòng)的條件,學(xué)習(xí)了處理曲線運(yùn)動(dòng)的重要方法──運(yùn)動(dòng)的合成和分解,還利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)研究了平拋運(yùn)動(dòng)。接著引入角速度、線速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量描述了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。這些知識(shí)的學(xué)習(xí),為學(xué)生學(xué)習(xí)向心力做好了知識(shí)上的準(zhǔn)備。
由于向心力是一種學(xué)生感到陌生的力,而高一學(xué)生的抽象思維能力和邏輯推理還不是很強(qiáng),所以需要在教學(xué)中通過實(shí)例、實(shí)驗(yàn),使學(xué)生對向心力的認(rèn)識(shí)從感性認(rèn)識(shí)升華到理性認(rèn)識(shí)。
【教學(xué)目標(biāo)】
1、知識(shí)與技能
(1)知道什么是向心力,理解它是一種效果力。
。2)理解向心力公式的確切含義,并能用來進(jìn)行簡單的計(jì)算。
(3)知道變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力是合外力的一個(gè)分力,知道合外力的作用效果。
2、過程與方法
。1)通過對向心力概念的探究體驗(yàn),讓學(xué)生理解其概念。并掌握處理問題的一般方法:提出問題,分析問題,解決問題。
(2)在驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的過程中,體會(huì)控制變量法在解決問題中的作用。
(3)經(jīng)歷從勻速圓周運(yùn)動(dòng)到變速圓周運(yùn)動(dòng)再到一般曲線運(yùn)動(dòng)的研究過程,讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)解決問題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)分析、解決問題。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)經(jīng)歷從特殊到一般的研究過程,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
。2)實(shí)例、實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生活,拉近科學(xué)與學(xué)生的距離,使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1、教學(xué)重點(diǎn)
。1)理解向心力的概念和公式的建立。
。2)理解向心力的公式,并能用來進(jìn)行計(jì)算。
。3)理解向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小。
2、教學(xué)難點(diǎn)
(1)理解向心力的概念和公式的建立。
(2)理解向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小。
【教學(xué)策略與手段】
向心力是高中物理的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容,同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容,在對物體進(jìn)行受力分析時(shí),往往不清楚運(yùn)動(dòng)過程中什么力提供向心力,這說明學(xué)生對向心力的認(rèn)識(shí)和理解不夠深刻、全面。為了突破難點(diǎn),教師在教學(xué)中通過具體的實(shí)例、實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的求知欲望,讓學(xué)生主動(dòng)參與到探究的過程,成為學(xué)習(xí)的主體,積極主動(dòng)地獲取知識(shí)和能力。
本節(jié)課的教學(xué)流程設(shè)計(jì)為:創(chuàng)設(shè)情境→發(fā)現(xiàn)問題→進(jìn)行猜想→理論推導(dǎo)→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→得出結(jié)論→指導(dǎo)實(shí)踐。
在教學(xué)手段上,充分使用PPT、視頻、演示實(shí)驗(yàn)、故事講述,以增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性和形象性,活躍課堂氣氛,從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。
【課前準(zhǔn)備】
1、實(shí)驗(yàn)儀器:帶細(xì)繩的鋼球(兩人一個(gè)),鐵架臺(tái),鋼球一個(gè),細(xì)繩一條,刻度尺,圓形瓶蓋,秒表,物塊,圓形瓶蓋。
2、視頻:自行車轉(zhuǎn)彎,公園的轉(zhuǎn)椅。
3、制作PPT。
高中物理教案4
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,再通過與勻速直線運(yùn)動(dòng)的類比和多媒體動(dòng)畫的輔助,學(xué)習(xí)線速度與角速度的概念。
通過小組討論、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),對幾個(gè)實(shí)際問題進(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、過程與方法
(1)通過對勻速圓周運(yùn)動(dòng)概念的形成過程,認(rèn)識(shí)建立理想模型的物理方法。
(2)通過學(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)通過共同探討、相互交流的`學(xué)習(xí)過程,懂得合作、交流對于學(xué)習(xí)的重要作用,在活動(dòng)中樂于與人合作,尊重同學(xué)的見解,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,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)過的弧長不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng);——演示同樣時(shí)間內(nèi),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)半徑所轉(zhuǎn)過角度不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
3、錄像:三環(huán)過山車運(yùn)動(dòng)過程。
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),通過分析得出物體做曲線運(yùn)動(dòng)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(rèn)識(shí)對勻速圓周運(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:通過對鐘表指針和過山車兩類圓周運(yùn)動(dòng)的觀察對比,歸納出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特征;設(shè)置地月對話的情景,引入對勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述;再通過多媒體動(dòng)畫輔助,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)“建模”、“類比”等物理方法,學(xué)生的活動(dòng)以討論、交流、實(shí)驗(yàn)探究為主,涉及的問題聯(lián)系生活實(shí)際,貼近學(xué)生生活,強(qiáng)調(diào)對學(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、流程圖說明
情境I錄像,演示,設(shè)問1
播放錄像:三環(huán)過山車,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1:物體在什么情況下將做曲線運(yùn)動(dòng)?
情境II觀察、對比,設(shè)問2
觀察、對比鐘表指針和過山車這兩類圓周運(yùn)動(dòng)。
設(shè)問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
情景:月、地快慢之爭。
多媒體動(dòng)畫:演示同樣時(shí)間內(nèi)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過的弧長不同的勻速圓周運(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:通過實(shí)物投影演示旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)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(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:演示同樣時(shí)間內(nèi)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)半徑所轉(zhuǎn)過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:請同學(xué)們說說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。了解能否通過實(shí)際測量獲取有用數(shù)據(jù),靈活運(yùn)用線速度的公式和角速度公式解決實(shí)際問題。
小實(shí)驗(yàn):提供回力玩具小車,玻璃板,建筑用黃沙,通過對實(shí)驗(yàn)的觀察說明汽車車輪的擋泥板應(yīng)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(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),通過觀察對比,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,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,針對幾個(gè)實(shí)際問題開展討論、探究、交流,深化對本節(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)過山車的運(yùn)動(dòng)。
[提出問題] 1、請同學(xué)們說說過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)開始學(xué)習(xí)如何對曲線運(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),所通過的弧長都相等的圓周運(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A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
地球:我繞太陽運(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:演示同樣時(shí)間內(nèi),兩個(gè)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過的弧長不同的勻速圓周運(yùn)動(dòng);
[結(jié)論]線速度定義:質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的圓弧長度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:單位:m/s(米/秒)
[問題]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、通過投影儀觀察旋轉(zhuǎn)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(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)
高中物理教案5
1、在物理知識(shí)方面的要求:
。1)了解曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),速度方向在該點(diǎn)切線方向上且時(shí)刻在變,因此曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng);
。2)了解曲線運(yùn)動(dòng)的條件:合外力與速度不在同一條直線上;
。3)根據(jù)學(xué)生理解能力,可將曲線運(yùn)動(dòng)的條件深化,即平行速度的力只改變速度大;垂直速度的力只改變速度方向,可根據(jù)力的效果將合外力沿速度方向和垂直速度方向分解;
。4)了解合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng),掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解法則——平行四邊形定則;
。5)由分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及特點(diǎn)綜合判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及軌跡。
2、通過觀察演示實(shí)驗(yàn),有關(guān)教學(xué)軟件,并聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際總結(jié)概括出曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向,曲線運(yùn)動(dòng)的條件,以及用運(yùn)動(dòng)的合成與分解處理復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的基本方法。培養(yǎng)學(xué)生觀察能力,分析概括推理能力,并激發(fā)學(xué)生興趣。
3、滲透物理學(xué)方法的教育。研究船渡河運(yùn)動(dòng),假設(shè)水不流動(dòng),可以想象出船的分運(yùn)動(dòng);又假設(shè)船發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作,可想象出船只隨水流而動(dòng)的另一分運(yùn)動(dòng)。培養(yǎng)學(xué)生的想象能力和運(yùn)用物理學(xué)抽象思維的基本方法。
1、重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握曲線運(yùn)動(dòng)為什么是變速運(yùn)動(dòng),理解做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及運(yùn)動(dòng)的合成與分解定則;
2、已知兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)特點(diǎn),判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及軌跡,學(xué)生不容易很快掌握,是教學(xué)的難點(diǎn),解決難點(diǎn)的關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生把每個(gè)分運(yùn)動(dòng)的初始值(包括初速度、加速度以及每個(gè)分運(yùn)動(dòng)所受的外力)進(jìn)行合成,最終還是用合運(yùn)動(dòng)的初速度與合外力的方向關(guān)系來判斷。
1、乒乓球、小鐵球、細(xì)繩。
2、斜槽、條形磁鐵、鐵球、投影儀、計(jì)算機(jī)軟盤、彩電。
機(jī)械運(yùn)動(dòng)可以劃分為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),而平動(dòng)又可以劃分為直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng),所以曲線運(yùn)動(dòng)屬于平動(dòng)形式,做曲線運(yùn)動(dòng)的物體仍然可以看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn),曲線運(yùn)動(dòng)比直線運(yùn)動(dòng)更為普遍。例如,車輛拐彎;月球繞地球約27天轉(zhuǎn)一圈;地球繞太陽約一年轉(zhuǎn)一周;太陽繞銀河系中心約2.2億年轉(zhuǎn)一周。
因?yàn)榍運(yùn)動(dòng)中速度方向連續(xù)發(fā)生變化,我們很難直觀物體在某時(shí)刻的速度方向?梢栽O(shè)想如果某時(shí)刻的速度方向不再發(fā)生變化,物體將沿該時(shí)刻的速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。然后聯(lián)系實(shí)際引導(dǎo)學(xué)生想象幾種現(xiàn)象。
。1)讓學(xué)生回答,繩拉小球在光滑的水平面上做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)繩斷后小球?qū)⒀厥裁捶较蜻\(yùn)動(dòng)?(沿切線方向飛出)然后引導(dǎo)學(xué)生分析原因:繩斷后小球速度方向不再發(fā)生變化,由于慣性,從即刻起小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),沿切線飛出。
(2)教材內(nèi)容:砂輪磨刀使火星沿切線飛出,引導(dǎo)學(xué)生分析原因:被磨掉的熾熱微粒速度方向不再改變,由于慣性以分離時(shí)的速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。又如,讓撐開的帶有雨滴的雨傘旋轉(zhuǎn),雨滴沿傘邊切線方向飛出(與上例同理)。
。3)在想象與分析的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)得出:曲線運(yùn)動(dòng)中,速度方向是時(shí)刻改變的,在某時(shí)刻的瞬時(shí)速度方向在曲線的這一點(diǎn)的切線方向上。并引導(dǎo)學(xué)生注意到:曲線運(yùn)動(dòng)中速度的大小和方向可能同時(shí)變化,但速度的方向是一定改變的,速度是矢量,方向一定變,速度就一定變,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。
曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律分析可知,速度的變化一定產(chǎn)生加速度,而加速度必然由外力引起,加速度與合外力成正比并且方向相同。隨后提出問題,引導(dǎo)學(xué)生思考。
(1)如果合外力與速度在同一直線上,物體將做什么樣的運(yùn)動(dòng)?(變速直線運(yùn)動(dòng))
(2)繩拉小球在光滑水平面上做速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng),繩子的拉力T起什么作用?(改變速度方向)
(3)演示實(shí)驗(yàn)(用投影儀或計(jì)算機(jī)軟件):讓小鐵球從斜槽上滾下,小球?qū)⒀刂本OO′運(yùn)動(dòng)。然后在垂直O(jiān)O′的方向上放條形磁鐵,使小球再從斜槽上滾下,小球?qū)⑵x原方向做曲線運(yùn)動(dòng)。又例如讓小球從桌面上滾下,離開桌面后做曲線運(yùn)動(dòng)。
。4)觀察實(shí)驗(yàn)后引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)如下:
、倨叫兴俣鹊牧Ω淖兯俣却笮。
、诖怪彼俣鹊牧Ω淖兯俣鹊姆较;
③不平行也不垂直速度的外力,同時(shí)改變速度的大小和方向;
、芤龑(dǎo)學(xué)生得出曲線運(yùn)動(dòng)的條件:合外力與速度不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)。
物體的運(yùn)動(dòng)往往是復(fù)雜的,對于復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),常常可以把它們看成幾個(gè)簡單的運(yùn)動(dòng)組成的,通過研究簡單的運(yùn)動(dòng)達(dá)到研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的目的。
、侔炎M水的乒乓球用細(xì)繩系住另一端固定在B釘上,乒乓球靜止在A點(diǎn),畫出線段BB′且使AB≈BB′(如圖5),用光滑棒在B點(diǎn)附近從左向右沿BB′方向勻速推動(dòng)吊繩,提示學(xué)生觀察乒乓球?qū)嶋H運(yùn)動(dòng)的軌跡是沿AB′方向,幫助學(xué)生分析這是因?yàn)槠古仪蛲瑫r(shí)參與了AB方向和BB′方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,而這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度都等于棒的推動(dòng)速度。小球沿豎直方向及沿BB′方向的運(yùn)動(dòng)都是分運(yùn)動(dòng);沿AB′方向的是合運(yùn)動(dòng)。分析表明合運(yùn)動(dòng)的位移與分運(yùn)動(dòng)位移遵守平行四邊形定則。
②船渡河問題:可以看做由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)組成。假如河水不流動(dòng)而船在靜水中沿AB方向行駛,經(jīng)一段時(shí)間從A運(yùn)動(dòng)到B(如圖6),假如船的發(fā)動(dòng)機(jī)沒有開動(dòng),而河水流動(dòng),那么船經(jīng)過相同的一段時(shí)間將從A運(yùn)動(dòng)到A′,如果船在流動(dòng)的河水中開動(dòng)同時(shí)參與上述兩個(gè)運(yùn)動(dòng),經(jīng)相同時(shí)間從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B′點(diǎn),從A到B′的運(yùn)動(dòng)就是上述兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。
注意:船頭指向?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的船速方向,指分速度;船的合運(yùn)動(dòng)的.速度方向不一定是船頭的指向。這里的分運(yùn)動(dòng)、合運(yùn)動(dòng)都是相對地球而言,不必引入相對速度概念,避免使問題復(fù)雜化。
、儆梅诌\(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度求合運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度等叫運(yùn)動(dòng)的合成。反之由合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)的位移速度、加速度等叫運(yùn)動(dòng)的分解。
②運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵守矢量運(yùn)算法則,即平行四邊形法則。例如:船的合位移s合是兩個(gè)分位移s 1 s 2的矢量和;又例如飛機(jī)斜向上起飛時(shí),在水平方向及豎直方向的分速度分別為v 1 =vcosθ,v 2 =vsinθ,其中,v是飛機(jī)的起飛速度。如圖7所示。
①兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)。提問學(xué)生為什么?(v合為恒量)
、谔岢鰡栴}:船渡河時(shí)如果在AB方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng),水仍然勻速流動(dòng),船的合運(yùn)動(dòng)軌跡還是直線嗎?學(xué)生思考后回答并提示學(xué)生用曲線運(yùn)動(dòng)的條件來判斷,然后引導(dǎo)學(xué)生綜合概括出判斷方法:首先將兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的初始運(yùn)動(dòng)量及外力進(jìn)行合成,然后用合運(yùn)動(dòng)的初速度及合運(yùn)動(dòng)所受的合外力的方向關(guān)系進(jìn)行判斷。合成結(jié)果可知,船的合速度v合與合外力F不在同一直線上,船一定做曲線運(yùn)動(dòng)。如鞏固知識(shí)讓學(xué)生再思考回答:兩個(gè)不在同直線上初速度都為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)?
。▌蚣铀僦本運(yùn)動(dòng))
。1)通過此例讓學(xué)生明確運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性及等時(shí)性的問題,即每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立,互不干擾;合運(yùn)動(dòng)與每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間相同。
。2)關(guān)于速度的說明,在應(yīng)用船速這個(gè)概念時(shí),應(yīng)注意區(qū)別船速v船及船的合運(yùn)動(dòng)速度v合。前者是發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的分速度,后者是合速度,由于不引入相對速度概念,使上述兩種速度容易相混。
。3)問題的提出:河寬H,船速為v船,水流速度為v水,船速v船與河岸的夾角為θ,如圖9所示。
、偾蠖珊铀玫臅r(shí)間,并討論θ=?時(shí)渡河時(shí)間最短。
、谠鯓佣珊,船的合位移最小?
分析①用船在靜水中的分運(yùn)動(dòng)討論渡河時(shí)間比較方便,根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,渡河時(shí)間
分析②當(dāng)v船>v水時(shí),v合垂直河岸,合位移最短等于河寬H,根向與河岸的夾角。
1、曲線運(yùn)動(dòng)的條件是F合與v不在同一直線上,曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)榍的切線方向。
2、復(fù)雜運(yùn)動(dòng)可以分解成簡單的運(yùn)動(dòng)分別來研究,由分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的合成,反之叫運(yùn)動(dòng)的分解,運(yùn)動(dòng)的合成與分解,遵守平行四邊形定
3、用曲線運(yùn)動(dòng)的條件及運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可以判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及合運(yùn)動(dòng)軌跡。
最后一例題可作為思考題先留給學(xué)生。在學(xué)生思考后講解效果更好。
高中物理教案6
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(shí)速度: V1=(S1+S2)/2T V2=(S2+S3)/2T
測定勻變速直線運(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)寫紙片、低壓交流電源、小車、細(xì)繩、一端附有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、導(dǎo)線、兩根導(dǎo)線。
4.主要測量:
選擇紙帶,標(biāo)出記數(shù)點(diǎn),測出每個(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(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)、彈簧伸長為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系
2根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)
3按照圖中各點(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):所加砝碼不要過多(大)以免彈簧超出其彈性限度
高中物理教案7
一、教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)與技能】
1、知道常見的形變,了解物體的彈性;
2、知道彈力產(chǎn)生的條件;
3、知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的示意圖中畫出它們的方向。
【過程與方法】
通過探究彈力的存在,能提高在實(shí)際問題中確定彈力方向的能力,體會(huì)假設(shè)推理法解決問題的巧妙。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
觀察和了解形變的有趣現(xiàn)象,感受自然界的奧秘,感受學(xué)習(xí)物理的樂趣,建立把物理學(xué)習(xí)與生活實(shí)踐結(jié)合起來的習(xí)慣。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
彈力產(chǎn)生的條件及彈力方向的判定
【難點(diǎn)】
接觸的物體是否發(fā)生形變及彈力方向的確定
三、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一:導(dǎo)入新課
教學(xué)一開始前,給每個(gè)學(xué)生小組分發(fā)彈簧和尺子,讓每個(gè)小組試著把玩這些物件,如用力拉或壓彈簧,用力彎動(dòng)尺子等。在操作過程中思考被拉或壓的彈簧,彎動(dòng)的尺子的有什么共同點(diǎn)是什么?大家可否試著舉出生活中其他的一些諸如這個(gè)彈簧和尺子的例子?
物體的形狀都發(fā)生了改變。由此引入物體的形態(tài)發(fā)生了變化是源于物體都受到了力的作用,這種力就是今天要學(xué)習(xí)的彈力。
環(huán)節(jié)二:新課講授
。ㄒ唬⿵椥孕巫兒蛷椓
概念:物體在力的作用下形狀或體積的改變叫做形變。
提問:剛才舉的那些例子都很容易觀察到,如果一本書放在桌面上,書和桌面發(fā)生形變了沒有?
學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑惑分歧,但教師此時(shí)可以不用詳解,而是做現(xiàn)場演示實(shí)驗(yàn)1,讓學(xué)生觀察用手?jǐn)D壓時(shí)XX形變(雙手握住注滿紅墨水的燒瓶,用力擠壓底部。上插玻璃管中的紅墨水液面上升。)
為了讓學(xué)生有更直觀深刻的印象,也會(huì)用視頻播放演示實(shí)驗(yàn)2:桌面微小形變的激光演示(在一個(gè)大桌上放兩個(gè)平面鏡M和N,讓一束光依次被這兩面鏡子反射,最后射在刻度尺上形成一個(gè)光點(diǎn)。用力壓桌面,觀察刻度尺上光點(diǎn)位置的變化。)
學(xué)生觀察后思考:通過上面的實(shí)驗(yàn),我們觀察到什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?我們用了什么樣的方法?那書放在桌面上,書和桌面發(fā)生形變了沒有?
分析得出:通過微觀放大的方法觀察,我們發(fā)現(xiàn)原來不容易觀察的瓶子和桌面也發(fā)生了形變。
歸納:由此我們可以想到一切物體都可以發(fā)生形變,形變分為很多種類,有些物體在形變后能夠恢復(fù)原狀,這種形變叫做彈性形變。
提問:發(fā)生彈性形變的物體是不是在所有的情況下都可以恢復(fù)原狀呢?請舉例說明?
學(xué)生能舉出有時(shí)彈簧拉得過長就恢復(fù)不了原狀。指出:如果形變過大,超過一定的限度,撤去作用力后物體不能完全恢復(fù)原來的形狀,這個(gè)限度叫做彈性限度。
根據(jù)前面的鋪墊,總結(jié)彈力的概念:發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力。例舉蹦床的例子說明。
(二)幾種彈力的方向
教師在黑板上畫出書與桌面之間的相互作用力,與學(xué)生一起分析之間的相互作用關(guān)系,指出書對桌面的壓力和桌面對書的支持力都是彈力。
舉出實(shí)例:給出吊燈圖片,做出分析。以燈為研究受力對象,鏈子指向鏈子收縮的.方向吊住吊燈,鏈子發(fā)生形變。鏈子被拉長,就要企圖恢復(fù)形變。這里施力物體——鏈子,受力物體——燈。這時(shí)候鏈子對燈的拉力的方向是——豎直向上,指向鏈子收縮的方向。
做出總結(jié):彈力方向——施力物體形變恢復(fù)的方向;與施力物體形變方向相反。壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面指向受力物體,繩的拉力總是沿著繩子指向繩收縮的方向。
環(huán)節(jié)三:鞏固提高
給出如下三個(gè)圖片,要求學(xué)生畫出彈力的示意圖。
歸納總結(jié):
三種接觸情況下彈力的方向:
。1)面面接觸,垂直于接觸面指向被支持的物體
。2)點(diǎn)面接觸,垂直于接觸面指向被支持的物體
。3)點(diǎn)點(diǎn)接觸,垂直于接觸點(diǎn)的切面指向被支持物體。
環(huán)節(jié)四:小結(jié)作業(yè)
小結(jié):師生歸納彈力的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。
作業(yè):預(yù)習(xí)后面胡克定律,了解彈力大小的特點(diǎn)。
四、板書設(shè)計(jì)
五、教學(xué)反思
高中物理教案8
教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)與能力】
探究得出滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件和影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素以及計(jì)算公式。
【過程與方法】
通過觀察,了解滑動(dòng)摩擦力的存在,實(shí)驗(yàn)探究產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的條件以及影響其大小的因素,提高實(shí)驗(yàn)技能和探索能力。
【情感、態(tài)度和價(jià)值觀】
學(xué)生能提高實(shí)事求是的科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度,鍛煉思維能力、抽象能力,運(yùn)用物理知識(shí)解釋生活現(xiàn)象。
教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生條件和計(jì)算式。
【難點(diǎn)】
實(shí)驗(yàn)探究的過程。
教學(xué)方法
觀察法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、問答法等。
教學(xué)過程
(一)新課導(dǎo)入
展示幾個(gè)情景:孩子玩滑梯、火車急剎車、冰壺運(yùn)動(dòng)等。
通過提問這些情景中的現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生思考,從而得出滑動(dòng)摩擦力的概念,導(dǎo)出新課。
(二)科學(xué)探究
問題1:滑動(dòng)摩擦力什么情況下才會(huì)出現(xiàn)?結(jié)合前面學(xué)的靜摩擦力條件進(jìn)行討論。
學(xué)生討論:需要有壓力、粗糙的接觸面以及相對運(yùn)動(dòng)。
問題2:為什么冰壺、火車、孩子受到的滑動(dòng)摩擦力不同呢?
實(shí)驗(yàn)探究:影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素:
1.猜想:與壓力有關(guān),與速度有關(guān),與質(zhì)量有關(guān),與粗糙程度有關(guān)等等。
2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):用彈簧秤拉動(dòng)木塊,可通過加減砝碼改變壓力,改變拉動(dòng)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(dòng)摩擦力示數(shù),設(shè)計(jì)表格進(jìn)行記錄。
3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn):6人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),注意小組內(nèi)部的分工問題,教師巡視。
4.得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)。
5.交流討論:分享實(shí)驗(yàn)中的`數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),誤差處理等;討論控制變量法的注意事項(xiàng),即控制無關(guān)變量相同,只改變探究的物理量等;實(shí)驗(yàn)安全問題、保護(hù)器材問題等等。
6.總結(jié):結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)論和教材,得出滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算公式,f=μN(yùn)
問題3:滑動(dòng)摩擦力的方向如何判斷呢?結(jié)合示例分析并討論。
示例:木塊在地面上滑動(dòng)、木塊在木板上滑動(dòng)并帶動(dòng)木板一起滑動(dòng)。
學(xué)生討論:滑動(dòng)摩擦力方向與相對運(yùn)動(dòng)方向相反,相對運(yùn)動(dòng)方向有時(shí)并不是運(yùn)動(dòng)方向。
問題4:滑動(dòng)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(dòng)摩擦力,車輛的剎車系統(tǒng)是利用滑動(dòng)摩擦力進(jìn)行減速,打磨東西也是利用了滑動(dòng)摩擦力,同時(shí)機(jī)器中的滑動(dòng)摩擦力會(huì)損耗器材,所以需要使用潤滑油來減小滑動(dòng)摩擦力等等。
(三)鞏固提高
給出適當(dāng)例題,運(yùn)用公式求解摩擦力大小,判斷摩擦力方向。
(四)小結(jié)作業(yè)
小結(jié):淺談本節(jié)課收獲。
作業(yè):課下繼續(xù)探索,拓展科學(xué)知識(shí)。
高中物理教案9
課 題:碰撞
教學(xué)目標(biāo):
1、使學(xué)生了解碰撞的特點(diǎn),物體間相互作用時(shí)間短,而物體間相互作用力很大。
2、理解彈性碰撞和非彈性碰撞,了解正碰、斜碰及廣義碰撞散射的概念。
3、初步學(xué)會(huì)用動(dòng)量守恒定律解決一維碰撞問題。
重點(diǎn):
強(qiáng)性碰撞和非彈性碰撞
難點(diǎn):
動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用
教學(xué)過程:
1、碰撞的特點(diǎn):
物體間互相作用時(shí)間短,互相作用力很大。
2、彈性碰撞:
碰撞過程中,不僅動(dòng)量守恒、機(jī)械能也守恒,碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)能之和不變
3、非彈性碰撞
碰撞過程中,僅動(dòng)量守恒、機(jī)械能減少,碰撞后系統(tǒng)動(dòng)能和小于碰撞前系統(tǒng)動(dòng)能和,若系統(tǒng)結(jié)合成一個(gè)整體,則機(jī)械能損失最大。
4、對心碰撞和非對心碰撞
5、廣義碰撞散射
6、例題
例1、在氣墊導(dǎo)軌上,一個(gè)質(zhì)量為600g的滑塊以15cm/s的速度與另一個(gè)質(zhì)量為400g、速度為10cm/s方向相反的滑塊迎面相撞,碰撞后兩個(gè)滑塊并在一起,求碰撞后的滑塊的速度大小和方向。
例2、質(zhì)量為m速度為υ的'A球跟質(zhì)量為3m靜止的B球發(fā)生正碰。碰撞可能是彈性的,也可能是非彈性的,因此,碰撞后B球的速度允許有不同的值。請你論證:碰撞后B球的速度可能是以下值嗎?
。1)0.6υ(2)0.4υ(3)0.2υ。
7、小結(jié):略
8、學(xué)生作業(yè)P19 ③⑤
高中物理教案10
課前預(yù)習(xí)
一、安培力
1.磁場對通電導(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___,把手放入磁場中,讓磁感線___○10____,并使伸開的四指指向 _○11___的方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導(dǎo)線在磁場中的__○12___方向.
二、磁電式電流表
1.磁電式電流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____構(gòu)成.
2.蹄形磁鐵的磁場的方向總是沿著徑向均勻地分布的,在距軸線等距離處的磁感應(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,又可知道被測電流的方向。
3、磁電式儀表的優(yōu)點(diǎn)是____○18________,可以測很弱的電流,缺點(diǎn)是繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì),允許通過的電流很弱。
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、 對安培力的認(rèn)識(shí)
1、 安培力的性質(zhì):
安培力是磁場對電流的作用力,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),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向。
。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。
。1)安培力的計(jì)算公式:F=BILsinθ,θ為磁場B與直導(dǎo)體L之間的夾角。
。2)當(dāng)θ=90°時(shí),導(dǎo)體與磁場垂直,安培力最大Fm=BIL;當(dāng)θ=0°時(shí),導(dǎo)體與磁場平行,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。
(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是有效長度,不一定是導(dǎo)線的實(shí)際長度。彎曲導(dǎo)線的有效長度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長度L=0
二、通電導(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,反過來等效也成立。
(4)轉(zhuǎn)換研究對象法: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)的問題,可先分析電流在磁場中所受的安培力,然后由牛頓第三定律,再確定磁體所受作用力,從而確定磁體所受合力及運(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形磁鐵等效為長直螺線管(不要把長直螺線管等效為條形磁鐵)。
題型二、安培力的大小
例2、如圖,一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中,且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L,且 。流經(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)線長為 來等效代替,根據(jù) ,可知大小為 ,方向根據(jù)左手定則.A正確。
答案:A
規(guī)律總結(jié):應(yīng)用F=BILsinθ來計(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是有效長度,不一定是導(dǎo)線的實(shí)際長度。彎曲導(dǎo)線的有效長度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長度L=0
題型三、通電導(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,磁鐵對水平面的壓力將會(huì)__(增大、減小還是不變?)水平面對磁鐵的摩擦力大小為__。
解析:本題有多種分析方法。⑴畫出通電導(dǎo)線中電流的磁場中通過兩極的那條磁感線(如圖中粗虛線所示),可看出兩極受的磁場力的合力豎直向上。磁鐵對水平面的壓力減小,但不受摩擦力。⑵畫出條形磁鐵的磁感線中通過通電導(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)換研究對象法
題型四、安培力作用下的導(dǎo)體的平衡問題
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,M和P之間接入電動(dòng)勢為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,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:
(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,且讓磁場最小,可知安培力豎直向上.則有FA=mg
Bmin=mgREL,根據(jù)左手定則判定磁場方向水平向右.
答案:(1)mg-BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右
規(guī)律總結(jié):對于這類問題的求解思路:
。1)若是立體圖,則必須先將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖
。2)對物體受力分析,要注意安培力方向的確定
(3)根據(jù)平衡條件或物體的運(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,長為 的直導(dǎo)線拆成邊長相等,夾角為 的 形,并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中,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0.2 m,通過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)線與磁場方向垂直放置時(shí),F(xiàn)=BIL,力最大,當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向平行放置時(shí),F(xiàn)=0,當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向成任意其他角度放置時(shí),0 3. 首先對電磁作用力進(jìn)行研究的是法國科學(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極換過來 B.減小通過導(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強(qiáng)弱成正比,與電流強(qiáng)度成正比,與導(dǎo)線的長度成正比,C正確. 4. 一條形磁鐵放在水平桌面上,它的上方靠S極一側(cè)吊掛一根與它垂直的導(dǎo)電棒,圖中只畫出此棒的截面圖,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.磁鐵對桌面的壓力減小 B.磁鐵對桌面的壓力增大 C.磁鐵受到向右的摩擦力 D.磁鐵受到向左的摩擦力 答案:AD 解析:如右圖所示.對導(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,兩根無限長的平行導(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B時(shí);導(dǎo)線a恰好不再受安培力的作用.則與加磁場B以前相比較( ) A.b也恰好不再受安培力的作用 B.b受的安培力小于原來安培力的2倍,方向豎直向上 C.b受的安培力等于原來安培力的2倍,方向豎直向下 D.b受的安培力小于原來安培力的大小,方向豎直向下 答案:D 解析:當(dāng)a不受安培力時(shí),Ib產(chǎn)生的磁場與所加磁場在a處疊加后的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,此時(shí)判斷所加磁場垂直紙面向外,因Ia>Ib,所以在b處疊加后的磁場垂直紙面向里,b受安培力向下,且比原來。蔬x項(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)線所在處的磁場方向,要注意是合磁場的方向,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,長為L、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邊長為l.線框的下半部處在勻強(qiáng)磁場中,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.開始時(shí)線框處于平衡狀態(tài),令磁場反向,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,彈簧的伸長量為x2,由平衡條件可知 kx2=mg+nBIl. 所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl 所以Δx= 電流反向后,彈簧的伸長是x2>x1,位移的方向應(yīng)向下. 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)解釋一些簡單的物理現(xiàn)象。 過程與方法: 1、通過生活情景的再現(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、通過對力的實(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,并感受具體問題具體分析的方法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀: 1、通過聯(lián)系生活實(shí)際情景,激發(fā)求知欲望和探究的興趣。 2、通過對力的分解實(shí)際應(yīng)用的分析與討論,養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際的自覺性,培養(yǎng)解決生活實(shí)際問題的能力。 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。 (四)力的分解實(shí)例分析 以一個(gè)力為對角線作平行四邊形可以作出無數(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. 。劢Y(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? [結(jié)論]通過作圖和實(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。 [問題]游樂場的滑梯為什么傾角很大?山路為什么要修成盤山狀? 。鄯治觯菪泵鎯A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,修成盤山狀則可解決這個(gè)問題。 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。 [實(shí)驗(yàn)演示]在支架上掛一重物,觀察橡皮膜的變化,分析重物對支架的拉力產(chǎn)生的作用效果。 [分析]支架所受拉力一方面擠壓水平桿,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。 [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Γ鞒銎叫兴倪呅,并比較分力與合力的大小關(guān)系。 。鬯伎迹萦缮罱(jīng)驗(yàn)可知砍柴的刀越鋒利越容易把柴劈開,為什么?分析分力大小跟分力夾角的關(guān)系。 。垠w驗(yàn)]通過小實(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,對稱分布的兩個(gè)分力的夾角越大,分力越大。 。蹜(yīng)用] ○如何把陷進(jìn)泥潭的汽車?yán)鰜恚?/p> ○如何移動(dòng)一只很重的箱子? (五)小結(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)際問題時(shí)按力的實(shí)際作用效果分解的方法。 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)對熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式有簡單認(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:物體內(nèi)能增加時(shí), 為正,物體內(nèi)能減少時(shí), 為負(fù);外界對物體做功時(shí), 為正,物體對外界做功時(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)移過程中保持總量不變,無任何附加條件,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,最好能用它對以往所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一個(gè)簡單的總結(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:物體內(nèi)能增加時(shí), 為正,物體內(nèi)能減少時(shí), 為負(fù);外界對物體做功時(shí), 為正,物體對外界做功時(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:下列說法中正確的是: A、物體吸收熱量,其內(nèi)能必增加 B、外界對物體做功,物體內(nèi)能必增加 C、物體吸收熱量,同時(shí)對外做功,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 評析:在分析問題時(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 所以此過程中空氣對外做了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)移的過程中其總量不變.(學(xué)生看書學(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)說明永動(dòng)機(jī)是不可能的 評價(jià):材料的豐富性 教學(xué)目標(biāo) (一)知識(shí)與技能 1.知道彈力產(chǎn)生的條件。 2.知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的示意圖中畫出它們的方向。 3.知道彈性形變越大彈力越大,知道彈簧的彈力跟彈簧的形變量成正比,即胡克定律.會(huì)用胡克定律解決有關(guān)問題。 。ǘ┻^程與方法 1.通過在實(shí)際問題中確定彈力方向的能力。 2.自己動(dòng)手進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和操作實(shí)驗(yàn)的能力。 3.知道實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理常用的方法,嘗試使用圖象法處理數(shù)據(jù)。 。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價(jià)值觀 1.真實(shí)準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),體會(huì)科學(xué)的精神和態(tài)度在科學(xué)探究過程的`重要作用。 2.在體驗(yàn)用簡單的工具和方法探究物理規(guī)律的過程中,感受學(xué)習(xí)物理的樂趣,培養(yǎng)學(xué)生善于把物理學(xué)習(xí)與生活實(shí)踐結(jié)合起來的習(xí)慣。 教學(xué)重點(diǎn) 1.彈力有無的判斷和彈力方向的判斷。 2.彈力大小的計(jì)算。 3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作。 教學(xué)難點(diǎn) 彈力有無的判斷及彈力方向的判斷. 教學(xué)方法 探究、講授、討論、練習(xí) 教學(xué)手段 教具準(zhǔn)備 彈簧、鉤碼、泡沫塑料塊、粉筆、燒瓶(內(nèi)裝紅墨水瓶塞上面插細(xì)玻璃管)、 演示胡克定律用的鐵架臺(tái)、刻度尺、彈簧、鉤碼等等. 知識(shí)目標(biāo) 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(yùn)動(dòng)狀態(tài),判斷靜的有無、大小和方向;知道存在著靜; 3、掌握動(dòng)摩擦因數(shù),會(huì)在具體問題中計(jì)算滑動(dòng),掌握判定方向的方法; 4、知道影響動(dòng)摩擦因數(shù)的因素; 能力目標(biāo) 1、通過觀察演示實(shí)驗(yàn),概括出產(chǎn)生的條件以及的特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力.通過靜與滑動(dòng)的區(qū)別對比,培養(yǎng)學(xué)生的分析綜合能力. 情感目標(biāo) 滲透物理方法的教育在分析物體所受時(shí),突出主要矛盾,忽略次要因素及無關(guān)因素,總結(jié)出產(chǎn)生的條件和規(guī)律. 教學(xué)建議 一、基本知識(shí)技能: 1、兩個(gè)互相接觸且有相對滑動(dòng)或的物體,在它們的接觸面上會(huì)產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動(dòng)的,稱為滑動(dòng); 2、兩個(gè)物體相互接觸,當(dāng)有相對滑動(dòng)的趨勢,但又保持相對靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),在它們接觸面上出現(xiàn)的阻礙相對滑動(dòng)的作用力 3、兩個(gè)物體間的滑動(dòng)的大小跟這兩個(gè)物體接觸面間的壓力大小成正比. 4、動(dòng)摩擦因數(shù)的大小跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料有關(guān). 5、的方向與接觸面相切,并且跟物體相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢相反. 6、靜存在值——靜. 二、重點(diǎn)難點(diǎn)分析: 1、本節(jié)課的內(nèi)容分滑動(dòng)和靜兩部分.重點(diǎn)是產(chǎn)生的條件、特性和規(guī)律,通過演示實(shí)驗(yàn)得出關(guān)系. 2、難點(diǎn)是在理解滑動(dòng)計(jì)算公式時(shí),尤其是理解水平面上運(yùn)動(dòng)物體受到的時(shí),學(xué)生往往直接將重力大小認(rèn)為是壓力大小,而沒有分析具體情況. 教法建議 一、講解有關(guān)概念的教法建議 介紹滑動(dòng)和靜時(shí),從基本的事實(shí)出發(fā),利用二力平衡的知識(shí)使學(xué)生接受的存在.由于的內(nèi)容是本節(jié)的難點(diǎn),所以在講解時(shí)不要求“一步到位”,關(guān)于的概念可以通過實(shí)驗(yàn)、學(xué)生討論來理解. 1、可以讓學(xué)生找出生活和生產(chǎn)中利用的例子; 2、讓學(xué)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(yùn)動(dòng)的物體不可能受到靜; 主要強(qiáng)調(diào):是接觸力,是阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢的`,但不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng),即在運(yùn)動(dòng)中也可以充當(dāng)動(dòng)力,如傳送帶的例子. 二、有關(guān)講解的大小與什么因素有關(guān)的教法建議 1、滑動(dòng)的大小,跟相互接觸物體材料及其表面的光滑程度有關(guān);跟物體間的正壓力有關(guān);但和接觸面積大小無關(guān).注意正壓力的解釋. 2、滑動(dòng)的大小可以用公式:,動(dòng)摩擦因數(shù)跟兩物體表面的關(guān)系,并不是表面越光滑,動(dòng)摩擦因數(shù)越小.實(shí)際上,當(dāng)兩物體表面很粗糙時(shí),由于接觸面上交錯(cuò)齒合,會(huì)使動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)更大,表面越光潔,動(dòng)摩擦因數(shù)越大.但在力學(xué)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(shí)際上是一種理想化模型,與上面敘述毫無關(guān)系. 3、動(dòng)摩擦因數(shù)()是一個(gè)無單位的物理量,它能直接影響物體的運(yùn)動(dòng)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(gè)值,當(dāng)外力超過這個(gè)值時(shí),物體就要開始滑動(dòng),這個(gè)限度的靜叫做靜().實(shí)驗(yàn)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(guān)系如圖:滑動(dòng)的大小小于靜,但一般情況下認(rèn)為兩者相等. 教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1、知道什么是反沖運(yùn)動(dòng),能舉出幾個(gè)反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)例; 2、知道火箭的飛行原理和主要用途。 二、能力目標(biāo) 1、結(jié)合實(shí)際例子,理解什么是反沖運(yùn)動(dòng); 2、能結(jié)合動(dòng)量守恒定律對反沖現(xiàn)象做出解釋; 3、進(jìn)一步提高運(yùn)用動(dòng)量守恒定律分析和解決實(shí)際問題的能力 三、德育目標(biāo) 1、通過實(shí)驗(yàn),分析得到什么是反沖運(yùn)動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生善于從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)規(guī)律和熱心科學(xué)研究的興趣、勇于探索的品質(zhì)。 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(shí),結(jié)合我國古代對于火箭的發(fā)明和我國的現(xiàn)代火箭技術(shù)已跨入世界先進(jìn)先烈,激發(fā)學(xué)生熱愛社會(huì)主義的情感。 教學(xué)重點(diǎn) 1、知道什么是反沖。 2、應(yīng)用動(dòng)量守恒定律正確處理噴氣式飛機(jī)、火箭一類問題。 教學(xué)難點(diǎn) 如何應(yīng)用動(dòng)量守恒定律分析、解決反沖運(yùn)動(dòng)。 教學(xué)方法 1、通過觀察演示實(shí)驗(yàn),總結(jié)歸納得到什么是反沖運(yùn)動(dòng)。 2、結(jié)合實(shí)例運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解釋反沖運(yùn)動(dòng)。 教學(xué)用具 反沖小車、玻璃棒、氣球、酒精、反沖塑料瓶等 課時(shí)安排 1課時(shí) 教學(xué)步驟 導(dǎo)入新課 [演示]拿一個(gè)氣球,給它充足氣,然后松手,觀察現(xiàn)象。 [學(xué)生描述現(xiàn)象]釋放氣球后,氣球內(nèi)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(yùn)動(dòng)很多,本節(jié)課我們就來研究這種。 新課教學(xué) 。ㄒ唬┓礇_運(yùn)動(dòng) 火箭 1、教師分析氣球所做的運(yùn)動(dòng) 給氣球內(nèi)吹足氣,捏緊出氣孔,此時(shí)氣球和其中的氣體作為一個(gè)整體處于靜止?fàn)顟B(tài)。松開出氣孔時(shí),氣球中的氣體向后噴出,氣體具有能量,此時(shí)氣體和氣球之間產(chǎn)生相互作用,氣球就向前沖出。 2、學(xué)生舉例:你能舉出哪些物體的運(yùn)動(dòng)類似于氣球所作的運(yùn)動(dòng)? 學(xué)生:節(jié)日燃放的禮花。噴氣式飛機(jī)。反擊式水輪機(jī);鸺茸龅倪\(yùn)動(dòng)。 3、同學(xué)們概括一下上述運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),教師結(jié)合學(xué)生的敘述總結(jié)得到: 某個(gè)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(gè)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(yùn)動(dòng) 4、分析氣球。火箭等所做的反沖運(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng)中如果屬于內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力的情況,可以認(rèn)為反沖運(yùn)動(dòng)中系統(tǒng)動(dòng)量守恒。 。ǘ⿲W(xué)生課堂用自己的裝置演示反沖運(yùn)動(dòng)。 1、學(xué)生做準(zhǔn)備:拿出自己的在課下所做的反沖運(yùn)動(dòng)演示裝置。 2、學(xué)生代表介紹實(shí)驗(yàn)裝置,并演示。 學(xué)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(shí)驗(yàn)做法:點(diǎn)燃浸有酒精的棉花,管中的酒精蒸氣將橡皮塞沖出,同時(shí)看到小車沿相反方向運(yùn)動(dòng)。 學(xué)生乙: 裝置:二個(gè)空摩絲瓶,在它們的`底部用大號縫衣針各鉆一個(gè)小洞,這樣做成二個(gè)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(cè)各裝一只箭筒,再把旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)放在頂軸上,往火箭筒內(nèi)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(diǎn)燃酒精棉球,片刻火箭筒內(nèi)的酒精蒸氣從尾孔中噴出,并被點(diǎn)燃,這時(shí)可以看到火箭旋轉(zhuǎn)起來。 學(xué)生丙:用可樂瓶做一個(gè)水火箭,方法是用一段吸管和透明膠帶在瓶上固定一個(gè)導(dǎo)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(jìn)氣閥門,并在氣門芯內(nèi)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(yán),將尼龍線穿過可樂瓶上的導(dǎo)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(jìn)氣閥與打氣筒相接,向筒內(nèi)打氣到一定程度時(shí),瓶塞脫開,水從瓶口噴出,瓶向反方向飛去。 過渡引言:同學(xué)們通過自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置得到并演示了什么是反沖運(yùn)動(dòng),那么反沖運(yùn)動(dòng)在實(shí)際生活中有什么應(yīng)用呢?下邊我們來探討這個(gè)問題。 。ㄈ┓礇_運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止 1、學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容。 2、學(xué)生回答反沖運(yùn)動(dòng)應(yīng)用和防止的實(shí)例。 學(xué)生:反沖有廣泛的應(yīng)用:灌溉噴水器、反擊式水輪機(jī)、噴氣式飛機(jī)、火箭等都是反沖的重要應(yīng)用。 學(xué)生:用槍射擊時(shí),要用肩部抵住槍身,這是防止或減少反沖影響的實(shí)例。 3、用多媒體展示學(xué)生所舉例子。 4、要求學(xué)生結(jié)合多媒體展示的物理情景對幾個(gè)物理過程中反 沖的應(yīng)用和防止做出解釋說明: 、賹τ诠喔葒娝, 當(dāng)水從彎管的噴嘴噴出時(shí),彎管因反沖而旋轉(zhuǎn),可以自動(dòng)地改變噴水的方向。 、趯τ诜磽羰剿啓C(jī):當(dāng)水從轉(zhuǎn)輪的葉片中流出時(shí),轉(zhuǎn)軸由于反沖而旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 、蹖τ趪姎馐斤w機(jī)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(shí),子彈向前飛去槍身向后發(fā)生反沖,槍身的反沖會(huì)影響射擊的準(zhǔn)確性,所以用步槍時(shí)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(gè)實(shí)例的分析,明確了反沖既有有利的一面,同時(shí)也有不利的一面,在看待事物時(shí)我們要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)。 我們知道:反沖現(xiàn)象的一個(gè)重要應(yīng)用是火箭,下邊我們一認(rèn)識(shí)火箭: (四)火箭: 1、演示:把一個(gè)廢舊白熾燈泡敲碎取出里面的一根細(xì)玻璃管,往細(xì)玻璃管裝由火柴刮下的藥粉,把細(xì)管放在支架上,用火柴或其他辦法給細(xì)管加熱。 現(xiàn)象:當(dāng)管內(nèi)的藥粉點(diǎn)燃時(shí),生成的燃?xì)鈴募?xì)口迅速噴出,細(xì)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(shí)學(xué)生邊看邊閱讀課文。 3、用實(shí)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? ③現(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(jié)構(gòu)? 4、學(xué)生解答上述問題: ①我國古代的火箭是這樣的: 在箭上扎一個(gè)火藥筒,火藥筒的前端是封閉的,火藥點(diǎn)燃后生成的燃?xì)庖院艽笏俣认蚝髧姵,火箭由于反沖而向前運(yùn)動(dòng)。 、诂F(xiàn)代火箭與古代火箭原理相同,都是利用反沖現(xiàn)象來工作的。 但現(xiàn)代火箭較古代火箭結(jié)構(gòu)復(fù)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?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵,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(yùn)載工具。 、茉诂F(xiàn)代技術(shù)條件下,一級火箭的最終速度還達(dá)不到發(fā)射人造衛(wèi)星所需要的速度,發(fā)射衛(wèi)星時(shí)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(shí)先點(diǎn)燃第一級火箭,燃料用完工以后,空殼自動(dòng)脫落,然后下一級火箭開始工作。 教師介紹:多級火箭能及時(shí)把空殼拋掉,使火箭的總質(zhì)量減少,因而能夠達(dá)到很高的溫度,可用來完成洲際導(dǎo)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(gòu)造越復(fù)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(shí)所能獲得的最終速度與什么有關(guān)系呢? 5、出示下列問題: 火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M、燃料燃盡后的質(zhì)量為m,火箭燃?xì)獾膰娚渌俣葹関1,燃料燃盡后火箭的飛行速度v為多大? [學(xué)生分析并解答]: 解:在火箭發(fā)射過程中,由于內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,所以動(dòng)量守恒。 發(fā)射前的總動(dòng)量為0,發(fā)射后的總動(dòng)量為(M-m)v-mv1(以火箭的速度方向?yàn)檎较颍﹦t:(M-m)v-mv1=0 師生分析得到:燃料燃盡時(shí)火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質(zhì)量比M/m決定。 鞏固訓(xùn)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(jié) 1、當(dāng)物體的一部分以一定的速度離開物體時(shí),剩余部分將獲得一個(gè)反向沖量而向相反方向運(yùn)動(dòng),這種向相反方向的運(yùn)動(dòng),通常叫做反沖運(yùn)動(dòng)。 2、對于反沖運(yùn)動(dòng),所遵循的規(guī)律是動(dòng)是守恒定律,在具體的計(jì)算中必須嚴(yán)格按動(dòng)量守恒定律的解題步驟來進(jìn)行。 3、反沖運(yùn)動(dòng)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】相關(guān)文章: 高中物理教案12-16 [優(yōu)選]高中物理教案07-31 高中物理教案(15篇)02-23 物理教案05-15 初中物理教案06-28 初中物理教案02-08 高三物理教案08-26 高二物理教案02-07 高一物理教案11-21高中物理教案11
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