高中物理教案
作為一名專為他人授業解惑的人民教師,常常要寫一份優秀的教案,教案是備課向課堂教學轉化的關節點。快來參考教案是怎么寫的吧!以下是小編整理的高中物理教案,僅供參考,大家一起來看看吧。
高中物理教案 篇1
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,培養學生善于從實驗中總結規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射長征系列火箭的事實,結合我國古代對于火箭的發明和我國的現代火箭技術已跨入世界先進先烈,激發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,觀察現象。
[學生描述現象]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。松開出氣孔時,氣球中的氣體向后噴出,氣體具有能量,此時氣體和氣球之間產生相互作用,氣球就向前沖出。
2、學生舉例:你能舉出哪些物體的運動類似于氣球所作的運動?
學生:節日燃放的禮花。噴氣式飛機。反擊式水輪機。火箭等做的運動。
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象,叫反沖運動
4、分析氣球。火箭等所做的反沖運動,得到:
在反沖現象中,系統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電機發電。
③對于噴氣式飛機和火箭,它們靠尾部噴出氣流的反沖作用而獲得很大的速度。
④用槍射擊時,子彈向前飛去槍身向后發生反沖,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。?
②現代的火箭與古代火箭有什么相同和不同之處?
③現代火箭主要用途是什么?
④現代火箭為什么要采用多級結構?
4、學生解答上述問題:
①我國古代的火箭是這樣的:
在箭上扎一個火藥筒,火藥筒的前端是封閉的,火藥點燃后生成的燃氣以很大速度向后噴出,火箭由于反沖而向前運動。
②現代火箭與古代火箭原理相同,都是利用反沖現象來工作的。
但現代火箭較古代火箭結構復雜得多,現代火箭主要由殼體和燃料兩大部分組成,殼體是圓筒形的,前端是封閉的尖端,后端有尾噴管,燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出,火箭就向前飛去。
③現代火箭主要用來發射探測儀器、常規彈頭或核彈頭,人造衛星或宇宙飛船,即利用火箭作為運載工具。
④在現代技術條件下,一級火箭的最終速度還達不到發射人造衛星所需要的速度,發射衛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,人造衛星、宇宙飛船等的發射工作,但火箭的級數不是越多越好,級數越多,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:在火箭發射過程中,由于內力遠大于外力,所以動量守恒。
發射前的總動量為0,發射后的總動量為(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 篇2
課 題:碰撞
教學目標:
1、使學生了解碰撞的特點,物體間相互作用時間短,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、初步學會用動量守恒定律解決一維碰撞問題。
重點:
強性碰撞和非彈性碰撞
難點:
動量守恒定律的應用
教學過程:
1、碰撞的特點:
物體間互相作用時間短,互相作用力很大。
2、彈性碰撞:
碰撞過程中,不僅動量守恒、機械能也守恒,碰撞前后系統動能之和不變
3、非彈性碰撞
碰撞過程中,僅動量守恒、機械能減少,碰撞后系統動能和小于碰撞前系統動能和,若系統結合成一個整體,則機械能損失最大。
4、對心碰撞和非對心碰撞
5、廣義碰撞散射
6、例題
例1、在氣墊導軌上,一個質量為600g的滑塊以15cm/s的速度與另一個質量為400g、速度為10cm/s方向相反的滑塊迎面相撞,碰撞后兩個滑塊并在一起,求碰撞后的滑塊的速度大小和方向。
例2、質量為m速度為υ的A球跟質量為3m靜止的B球發生正碰。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:略
8、學生作業P19 ③⑤
高中物理教案 篇3
教學目的
1.了解組成物質的分子具有動能及勢能,并且了解分子平均動能和分子勢能都與哪些因素有關。
2.理解物體的內能以及物體內能由物體的狀態所決定。
教學重點
物體的內能是一個重要的概念,是本章教學的一個重點。學生只有正確理解物體的內能才能理解做功和熱傳遞及物體內能的變化關系。
教學難點
分子勢能。
教學過程
一、復習提問
什么樣的能是勢能?彈性勢能的大小與彈簧的形變關系怎樣?
二、新課教學
1.分子動能。
(1)組成物質的分子總在不停地運動著,所以運動著的分子具有動能,叫做分子動能。
(2)啟發性提問:根據你對布朗運動實驗的觀察,分子運動有什么樣的特點?
應答:分子運動是雜亂無章的,在同一時刻,同一物體內的分子運動方向不相同,分子的運動速率也不相同。
教師分析分子速率分布特點——在同一時刻有的分子速率大,有的分子速率小,從大量分子總體來看,速率很大和速率很小的分子是少數,大多數分子是中等大小的速率。
教帥進一步指出:由于分子速率不同,所以每個分子的動能也不同。對于熱現象的研究來說,每個分子的動能是毫無意義的,而有意義的是物體內所有分子動能的平均值,此平均值叫做分子的平均動能。
(3)要學生討論研究。
用分子動理論的觀點,分析冷、熱水的區別。
討論結論應是:組成冷、熱水的大量分子的速率各不相同,則其動能也各不相同,但就冷水總體來說分子的平均動能小于熱水的分子平均動能。
教師指出:由此可見,溫度是物體分子平均動能的標志。
2.分子勢能。
(1)根據復習提問的回答(地面上的物體與地球之間有相互作用力;發生了形變的彈簧各部分間存在著相互作用力,因此在它們的相對位置發生變化時,它們之間便具有勢能)說明分子間也存在著相互作用力,所以分子也具有由它們相對位置所決定的能,稱之為分子勢能。
(2)分子勢能與分子間距離的.關系。
提問:分子力與分子間距離有什么關系?
應答:當r=r0時,F=0,r<r0時,F為斥力,r>r0時,F為引力。
教師指出:由于分子間既有引力又有斥力,好象彈簧形變有伸長或壓縮兩種情況,因此分子勢能與分子間距離也分兩種情況。
①當r>r0時,F為引力,分子勢能隨著r的增大而增加。此種情況與彈簧被拉長彈性勢能的增加很相似。
②當r< p="">
小結:分子勢能隨著分子間距離變化而變化,而組成物體的大量分子間距離若增大(減小)則宏觀表現為物體體積增大(減小)。可見分子勢能跟物體體積有關。
(3)物體的內能。
教師指出:物體里所有的分子動能和勢能的總和叫做物體的內能。由此可知一切物體都具有內能。
①物體的內能是由它的狀態決定的(狀態是指溫度、體積、物態等)。
提問:對于質量相等、溫度都是100℃的水和水蒸氣來說它們的內能相同嗎?
應答,質量相等意味著它們的分子數相同,溫度相等意味著它們的平均動能相同,但由于水蒸氣分子間平均距離比水分子間平均距離大得多,分子勢能也大得多,因而質量相等的水蒸氣的內能比水大。
②物體的狀態發生變化時,物體的內能也隨著變化。
舉例說明:當水沸騰時,水的溫度保持不變,所供給的大量能用于把分子拉開,增大了分子勢能,因而增大了物體的內能,當水汽凝結時,分子動能沒有明顯變化,但分子靠得更緊密了,分子勢能便減小了,因此物體的內能減小了。
③物體的內能是不同于機械能的另一種形式的能。
a.靜止在地面上的物體以地球為參照物,物體的機械能等于0,但物體內部的分子仍然在不停地運動著和相互作用著,物體的內能永遠不能為0。
b.物體在具有一定的內能時,也可以具有一定的機械能。如飛行的子彈。
C.不能把物體的機械能和物體的內能混淆。只要物體的溫度、體積、物態不變,不論物體的機械能怎樣變化其內能仍保持不變。反之,盡管物體的內能在變化,它的機械能可以保持不變。
(4)學生討論題:
①靜止在光滑水平地面上的木箱具有什么能?若木箱沿光滑水平地面加速運動,木箱具有什么能?此時木箱的內能與靜止時相比較變化了沒有?
②質量相等而溫度不相等的兩杯水,哪一杯水具有較大的內能?溫度相同而質量不等的兩杯水,哪一杯水具有較大的內能?
最后總結一下本課要點。
1.了解內能的概念,能簡單描述溫度和內能的關系。
2.知道做功和熱傳遞都可以改變物體的內能。
3.了解熱量的概念,知道熱量的單位是焦耳。
重點目標
1.內能、熱量概念的建立.
2.改變物體內能的途徑.難點目標內能、熱量概念的建立.
導入示標涼爽的秋夜,仰望星空時,會突然發現一顆流星在夜色中劃過,并留下一條美麗的弧線.流星是怎樣形成的呢?
目標三導學做思一:物體的內能
問題1:組成物質的分子在不停地做熱運動,分子應具有什么能?物體的分子之間有引力和斥力,且分子之間有間隔,分子應具有什么能?什么叫物體的內能?你能說出它的單位嗎?機械能和內能有什么區別嗎?
小結:物體內所有分子由于熱運動而具有的動能,以及分子之間勢能的總和叫做物體的內能.它的單位是焦耳,簡稱焦,符號為J.機械能是宏觀的,能看得到的,內能是微觀的,是看不到的.
問題2:把紅墨水滴入裝滿水的燒杯里,過一段時間,整杯水變為紅色,這種現象說明了什么?當紅墨水分別滴入熱水和冷水中時,發現熱水變色比冷水快,這又說明了什么?
小結:溫度高的物體分子運動劇烈,內能大.所以物體的內能與溫度有關.
問題3:小明說:“熾熱的鐵水溫度很高,具有內能;冰冷的冰塊溫度很低,不具有內能.”小剛說:“熾熱的鐵水溫度高,內能大;冰冷的冰山溫度低,內能小.”你認為他們的說法正確嗎?說出理由.
小結:一切物體都具有內能.物體的內能還與質量有關.
問題3:處理例1和變式練習1
例1:【解析】物體內所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和叫做物體的內能溫度越高,物體內能越大溫度相同的同種物質,分子個數越多,分子熱運動的動能與分子勢物體內能越大
問題1:如右圖所示,在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉,把活塞迅速往下壓,你能觀察到什么現象(棉花燃燒),該實驗說明了什么?你再將一根鐵絲反復彎折數十次,用手接觸彎折處,有什么感覺,該實驗又說明了什么?
小結:做功可以改變物體的內能.
問題2:做飯時,鐵鍋為什么能燙手?放在陽光下的被子,為什么能被曬得暖乎乎?
小結:熱傳遞也可以改變物體的內能.
問題3:處理例2和變式練習2
例2:【解析】來回拉繩子,繩子與管壁之間克服摩擦做功,使管內的酒精內能增大,溫度升高;當把塞子沖出時,管內的酒精蒸氣對塞子做功,將內能轉化成機械能.正確的答案為A選項.
答案:A
變式練習
讓學生進一步理解改變內能的途徑有做功和熱傳遞兩種方法,選項ABD是做功改變物體的內能,選項C是通過熱傳遞的方式改變物體的內能.
答案:C
學做思三:熱量
問題1:什么叫熱量?它的單位是什么?它用什么字母表示?
小結:物體通過熱傳遞方式所改變的內能稱為熱量,它的單位是J,它用字母Q表示.
問題2:在熱傳遞現象中,高溫物體和低溫物體的溫度、內能和熱量如何變化?
小結:在熱傳遞過程中,高溫物體放出熱量,溫度降低,內能減小;低溫物體吸收熱量,溫度升高,內能增大.所以熱傳遞過程中傳遞的是熱量,改變了物體的內能,表現在物體溫度的變化.
高中物理教案 篇4
課前預習
一、安培力
1.磁場對通電導線的作用力叫做___○1____.
2.大小:(1)當導線與勻強磁場方向________○2_____時,安培力最大為F=_____○3_____.
(2)當導線與勻強磁場方向_____○4________時,安培力最小為F=____○5______.
(3) 當導線與勻強磁場方向斜交時,所受安培力介于___○6___和__○7______之間。
3.方向:左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個手指__○8____,并且都跟手掌在___○9___,把手放入磁場中,讓磁感線___○10____,并使伸開的四指指向 _○11___的方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導線在磁場中的__○12___方向.
二、磁電式電流表
1.磁電式電流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____構成.
2.蹄形磁鐵的磁場的方向總是沿著徑向均勻地分布的,在距軸線等距離處的磁感應強度的大小總是相等的,這樣不管線圈轉到什么位置,線圈平面總是跟它所在位置的磁感線平行,I與指針偏角θ成正比,I越大指針偏角越大,因而電流表可以量出電流I的大小,且刻度是均勻的,當線圈中的電流方向改變時,安培力的方向隨著改變,指針偏轉方向也隨著改變,又可知道被測電流的方向。
3、磁電式儀表的優點是____○18________,可以測很弱的電流,缺點是繞制線圈的導線很細,允許通過的電流很弱。
課前預習答案
○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一個平面內○10垂直穿入手心○11電流○12受力○13蹄形磁鐵 ○14 鐵芯○15繞在線框上的線圈○16螺旋彈簧○17指針○18靈敏度高
重難點解讀
一、 對安培力的認識
1、 安培力的性質:
安培力是磁場對電流的作用力,是一種性質力。
2、 安培力的作用點:
安培力是導體中通有電流而受到的力,與導體的中心位置無關,因此安培力的作用點在導體的幾何中心上,這是因為電流始終流過導體的所有部分。
3、安培力的方向:
(1)安培力方向用左手定則判定:伸開左手,使大拇指和其余四指垂直,并且都跟手掌在同一個平面內,把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么大拇指所指的方向就是通電導體在磁場中的受力方向。
(2)F、B、I三者間方向關系:已知B、I的方向(B、I不平行時),可用左手定則確定F的唯一方向:F⊥B,F⊥I,則F垂直于B和I所構成的平面(如圖所示),但已知F和B的方向,不能唯一確定I的方向。由于I可在圖中平面α內與B成任意不為零的夾角。同理,已知F和I的方向也不能唯一確定B的方向。
(3)用“同向電流相吸,反向電流相斥”(反映了磁現象的電本質)。只要兩導線不是互相垂直的,都可以用“同向電流相吸,反向電流相斥”判定相互作用的磁場力的方向;當兩導線互相垂直時,用左手定則判定。
4、安培力的大小:
(1)安培力的計算公式:F=BILsinθ,θ為磁場B與直導體L之間的夾角。
(2)當θ=90°時,導體與磁場垂直,安培力最大Fm=BIL;當θ=0°時,導體與磁場平行,安培力為零。
(3)F=BILsinθ要求L上各點處磁感應強度相等,故該公式一般只適用于勻強磁場。
(4)安培力大小的特點:①不僅與B、I、L有關,還與放置方式θ有關。②L是有效長度,不一定是導線的實際長度。彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長度L=0
二、通電導線或線圈在安培力作用下的運動判斷方法
(1)電流元分析法:把整段電流等效為多段很小的直線電流元,先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向,從而判斷出整段電流所受合力方向,最后確定運動方向.
(2)特殊位置分析法:把通電導體轉到一個便于分析的特殊位置后判斷其安培力方向,從而確定運動方向.
(3)等效法:環形電流可等效成小磁針,通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個環形電流,反過來等效也成立。
(4)轉換研究對象法:因為電流之間,電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律,這樣,定性分析磁體在力的作用下如何運動的問題,可先分析電流在磁場中所受的安培力,然后由牛頓第三定律,再確定磁體所受作用力,從而確定磁體所受合力及運動方向.
典題精講
題型一、安培力的方向
例1、電視機顯象管的偏轉線圈示意圖如右,即時電流方向如圖所示。該時刻由里向外射出的電子流將向哪個方向偏轉?
解:畫出偏轉線圈內側的電流,是左半線圈靠電子流的一側為向里,右半線圈靠電子流的一側為向外。電子流的等效電流方向是向里的,根據“同向電流互相吸引,反向電流互相排斥”,可判定電子流向左偏轉。(本題用其它方法判斷也行,但不如這個方法簡潔)。
答案:向左偏轉
規律總結:安培力方向的判定方法:
(1)用左手定則。
(2)用“同性相斥,異性相吸”(只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部時)。
(3)用“同向電流相吸,反向電流相斥”(反映了磁現象的電本質)。可以把條形磁鐵等效為長直螺線管(不要把長直螺線管等效為條形磁鐵)。
題型二、安培力的大小
例2、如圖,一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中,且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L,且 。流經導線的電流為I,方向如圖中箭頭所示。導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力
A. 方向沿紙面向上,大小為
B. 方向沿紙面向上,大小為
C. 方向沿紙面向下,大小為
D. 方向沿紙面向下,大小為
解析:該導線可以用a和d之間的直導線長為 來等效代替,根據 ,可知大小為 ,方向根據左手定則.A正確。
答案:A
規律總結:應用F=BILsinθ來計算時,F不僅與B、I、L有關,還與放置方式θ有關。L是有效長度,不一定是導線的實際長度。彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長度L=0
題型三、通電導線或線圈在安培力作用下的運動
例3、如圖11-2-4條形磁鐵放在粗糙水平面上,正中的正上方有一導線,通有圖示方向的電流后,磁鐵對水平面的壓力將會__(增大、減小還是不變?)水平面對磁鐵的摩擦力大小為__。
解析:本題有多種分析方法。⑴畫出通電導線中電流的磁場中通過兩極的那條磁感線(如圖中粗虛線所示),可看出兩極受的磁場力的合力豎直向上。磁鐵對水平面的壓力減小,但不受摩擦力。⑵畫出條形磁鐵的磁感線中通過通電導線的那一條(如圖中細虛線所示),可看出導線受到的安培力豎直向下,因此條形磁鐵受的反作用力豎直向上。⑶把條形磁鐵等效為通電螺線管,上方的電流是向里的,與通電導線中的電流是同向電流,所以互相吸引。
答案:減小 零
規律總結:分析通電導線或線圈在安培力作用下的運動常用方法:(1)電流元分析法,(2)特殊位置分析法, (3)等效法,(4)轉換研究對象法
題型四、安培力作用下的導體的平衡問題
例4、 水平面上有電阻不計的U形導軌NMPQ,它們之間的寬度為L,M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內阻).現垂直于導軌擱一根質量為m,電阻為R的金屬棒ab,并加一個范圍較大的勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方,如圖8-1-32所示,問:
(1)當ab棒靜止時,受到的支持力和摩擦力各為多少?
(2)若B的`大小和方向均能改變,則要使ab棒所受支持力為零,B的大小至少為多少?此時B的方向如何?
解析:從b向a看側視圖如圖所示.
(1)水平方向:F=FAsin θ①
豎直方向:FN+FAcos θ=mg②
又 FA=BIL=BERL③
聯立①②③得:FN=mg-BLEcos θR,F=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
規律總結:對于這類問題的求解思路:
(1)若是立體圖,則必須先將立體圖轉化為平面圖
(2)對物體受力分析,要注意安培力方向的確定
(3)根據平衡條件或物體的運動狀態列出方程
(4)解方程求解并驗證結果
鞏固拓展
1. 如圖,長為 的直導線拆成邊長相等,夾角為 的 形,并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中,磁感應強度為 ,當在該導線中通以電流強度為 的電流時,該 形通電導線受到的安培力大小為
(A)0 (B)0.5 (C) (D)
答案:C
解析:導線有效長度為2lsin30°=l,所以該V形通電導線收到的安培力大小為 。選C。
本題考查安培力大小的計算。
2..一段長0.2 m,通過2.5 A電流的直導線,關于在磁感應強度為B的勻強磁場中所受安培力F的情況,正確的是( )
A.如果B=2 T,F一定是1 N
B.如果F=0,B也一定為零
C.如果B=4 T,F有可能是1 N
D.如果F有最大值時,通電導線一定與B平行
答案:C
解析:當導線與磁場方向垂直放置時,F=BIL,力最大,當導線與磁場方向平行放置時,F=0,當導線與磁場方向成任意其他角度放置時,0 3. 首先對電磁作用力進行研究的是法國科學家安培.如圖所示的裝置,可以探究影響安培力大小的因素,實驗中如果想增大導體棒AB擺動的幅度,可能的操作是( ) A.把磁鐵的N極和S極換過來 B.減小通過導體棒的電流強度I C.把接入電路的導線從②、③兩條換成①、④兩條 D.更換磁性較小的磁鐵 答案:C 解析:安培力的大小與磁場強弱成正比,與電流強度成正比,與導線的長度成正比,C正確. 4. 一條形磁鐵放在水平桌面上,它的上方靠S極一側吊掛一根與它垂直的導電棒,圖中只畫出此棒的截面圖,并標出此棒中的電流是流向紙內的,在通電的一瞬間可能產生的情況是( ) A.磁鐵對桌面的壓力減小 B.磁鐵對桌面的壓力增大 C.磁鐵受到向右的摩擦力 D.磁鐵受到向左的摩擦力 答案:AD 解析:如右圖所示.對導體棒,通電后,由左手定則,導體棒受到斜向左下方的安培力,由牛頓第三定律可得,磁鐵受到導體棒的作用力應斜向右上方,所以在通電的一瞬時,磁鐵對桌面的壓力減小,磁鐵受到向左的摩擦力,因此A、D正確. 5..質量為m的通電細桿ab置于傾角為θ的平行導軌上,導軌寬度為d,桿ab與導軌間的動摩擦因數為μ.有電流時ab恰好在導軌上靜止,如圖右所示.,下圖是沿b→a方向觀察時的四個平面圖,標出了四種不同的勻強磁場方向,其中桿與導軌間摩擦力可能為零的是 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 答案: A 解析: ①中通電導體桿受到水平向右的安培力,細桿所受的摩擦力可能為零.②中導電細桿受到豎直向上的安培力,摩擦力可能為零.③中導電細桿受到豎直向下的安培力,摩擦力不可能為零.④中導電細桿受到水平向左的安培力,摩擦力不可能為零.故①②正確,選A. 6.如圖所示,兩根無限長的平行導線a和b水平放置,兩導線中通以方向相反、大小不等的恒定電流,且Ia>Ib.當加一個垂直于a、b所在平面的勻強磁場B時;導線a恰好不再受安培力的作用.則與加磁場B以前相比較( ) A.b也恰好不再受安培力的作用 B.b受的安培力小于原來安培力的2倍,方向豎直向上 C.b受的安培力等于原來安培力的2倍,方向豎直向下 D.b受的安培力小于原來安培力的大小,方向豎直向下 答案:D 解析:當a不受安培力時,Ib產生的磁場與所加磁場在a處疊加后的磁感應強度為零,此時判斷所加磁場垂直紙面向外,因Ia>Ib,所以在b處疊加后的磁場垂直紙面向里,b受安培力向下,且比原來小.故選項D正確. 7. 如圖所示,在絕緣的水平面上等間距固定著三根相互平行的通電直導線a、b和c,各導線中的電流大小相同,其中a、c導線中的電流方向垂直紙面向外,b導線電流方向垂直紙面向內.每根導線都受到另外兩根導線對它的安培力作用,則關于每根導線所受安培力的合力,以下說法中正確的是( ) A.導線a所受合力方向水平向右 B.導線c所受合力方向水平向右 C.導線c所受合力方向水平向左 D.導線b所受合力方向水平向左 答案:B 解析:首先用安培定則判定導線所在處的磁場方向,要注意是合磁場的方向,然后用左手定則判定導線的受力方向.可以確定B是正確的. 8.如圖所示,在空間有三根相同的導線,相互間的距離相等,各通以大小和方向都相同的電流.除了相互作用的磁場力外,其他作用力都可忽略,則它們的運動情況是______. 答案: 兩兩相互吸引,相聚到三角形的中心 解析:根據通電直導線周圍磁場的特點,由安培定則可判斷出,它們之間存在吸引力. 9.如圖所示,長為L、質量為m的兩導體棒a、b,a被置在光滑斜面上,b固定在距a為x距離的同一水平面處,且a、b水平平行,設θ=45°,a、b均通以大小為I的同向平行電流時,a恰能在斜面上保持靜止.則b的電流在a處所產生的磁場的磁感應強度B的大小為 . 答案: 解析: 由安培定則和左手定則可判知導體棒a的受力如圖,由力的平衡得方程: mgsin45°=Fcos45°,即 mg=F=BIL 可得B= . 10.一勁度系數為k的輕質彈簧,下端掛有一匝數為n的矩形線框abcd.bc邊長為l.線框的下半部處在勻強磁場中,磁感應強度大小為B,方向與線框平面垂直.在下圖中,垂直于紙面向里,線框中通以電流I,方向如圖所示.開始時線框處于平衡狀態,令磁場反向,磁感強度的大小仍為B,線框達到新的平衡.在此過程中線框位移的大小Δx______,方向______. 答案: ;位移的方向向下 解析:設線圈的質量為m,當通以圖示電流時,彈簧的伸長量為x1,線框處于平衡狀態,所以kx1=mg-nBIl.當電流反向時,線框達到新的平衡,彈簧的伸長量為x2,由平衡條件可知 kx2=mg+nBIl. 所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl 所以Δx= 電流反向后,彈簧的伸長是x2>x1,位移的方向應向下. 一、教材分析 本節教材選自人民教育出版社全日制普通高中課程標準實驗教科書(物理2·必修)第五章《曲線運動》第六節《向心力》。 教材的內容方面來看,本章節主要講解了向心力的定義、定義式、方向及驗證向心力的表達式,變速圓周運動和一般曲線運動。前面幾節已經學習了曲線運動、圓周運動、向心加速度,這節講的是描述使物體做圓周運動的合外力,是對物體運動認識上的升華,為接下來萬有引力的的學習奠定了基礎。所以在整個教材體系中起了承上啟下的作用,并且這樣的安排由簡單到復雜,符合學生的認知規律。 從教材的地位和作用方面來看,本章節是運動學中的.重要概念,也是高一年級物理課程中比較重要的概念之一,是對物體運動認識上的升華,它把運動學和動力學聯系在了一起,具有承上啟下的橋梁作用,也是學生知識系統中不可或缺的重要組成部分。 二、學情分析 【知識基礎方面】在學習本節課前學生已經學習了曲線運動、圓周運動、向心加速度,具備了探究向心力的基本知識和基本技能,這為本節課的探究性學習起到了鋪墊作用。 【思維基礎方面】高一的學生通過初中科學和第一學期的學習,具有了一定的物理思維方法和較強的計算能力,但接受能力尚欠缺,需要教師正確的引導和啟發。 【情感態度方面】在學生的生活經驗中,與向心力有關的現象有,但是有一些是錯誤的這就給學生理解向心力的概念帶來困難。 三、教學目標 【知識技能目標】理解向心力的定義; 能說出向心力的定義、寫出向心力的定義式和單位理解向心力的作用效果;用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式; 【過程方法目標】 通過對向心力,向心加速度,圓周運動,牛頓第二定律的理解與學習,相互聯系,體驗對物理概念的學習方法 【情感態度與價值觀目標】 通過用概念前后聯系的方法得出加速度的概念,感悟到探索問題解決問題的興趣和學無止境的觀點; 通過向心力的教學引導學生從現實的生活經歷與體驗出發,激發學生的學習興趣;通過一些有趣的實驗實驗,加深學生的印象,容易讓學生理解,引起學生興趣; 四、重點與難點 重點:向心力表達式驗證,向心力來源與作用效果。設定一定運動情景,來驗證向心力表達式。來源進行舉例說明,進行受力分析。(重點如何落實) 難點:向心力表達式的驗證。通過用圓錐擺粗濾驗證表達式,通過圓錐擺做勻速圓周運動解釋原理,分析其在運動角度和手里角度的合外力,測量數據與測量器材,一步步得出表達式的正確。(難點咋么突破) 五、教學方法與手段 教學方法:演示法,講授法,討論法教學手段:多媒體,口述 六、教學過程 1.引入 回顧本章內容,復習向心加速度,放一個有關視屏,向同學提問物體為甚么做圓周運動? 2.新課教學(熟悉一下過渡) 一、做小球做圓周運動的實驗,多問題進行思考,得出向心力特點進行總結 二、教授有關向心力的有關知識并進行一定補充。 三、用圓錐擺粗濾驗證向心力表達式小結:向心力定義表達式 名師導航 ●重點與剖析 一、自由落體運動 1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動. 思考:不同的物體,下落快慢是否相同?為什么物體在真空中下落的情況與在空氣中下落的情況不同? 在空氣中與在真空中的區別是,空氣中存在著空氣阻力.對于一些密度較小的物體,例如降落傘、羽毛、紙片等,在空氣中下落時,受到的空氣阻力影響較大;而一些密度較大的物體,如金屬球等,下落時,空氣阻力的影響就相對較小了.因此在空氣中下落時,它們的快慢就不同了. 在真空中,所有的物體都只受到重力,同時由靜止開始下落,都做自由落體運動,快慢相同. 2.不同物體的下落快慢與重力大小的關系 (1)有空氣阻力時,由于空氣阻力的影響,輕重不同的物體的下落快慢不同,往往是較重的物體下落得較快. (2)若物體不受空氣阻力作用,盡管不同的物體質量和形狀不同,但它們下落的快慢相同. 3.自由落體運動的特點 (1)v0=0 (2)加速度恒定(a=g). 4.自由落體運動的'性質:初速度為零的勻加速直線運動. 二、自由落體加速度 1.自由落體加速度又叫重力加速度,通常用g來表示. 2.自由落體加速度的方向總是豎直向下. 3.在同一地點,一切物體的自由落體加速度都相同. 4.在不同地理位置處的自由落體加速度一般不同. 規律:赤道上物體的重力加速度最小,南(北)極處重力加速度最大;物體所處地理位置的緯度越大,重力加速度越大. 三、自由落體運動的運律動規 因為自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動,所以勻變速直線運動的基本公式及其推論都適用于自由落體運動. 1.速度公式:v=gt 2.位移公式:h= gt2 3.位移速度關系式:v2=2gh 4.平均速度公式: = 5.推論:Δh=gT2 ●問題與探究 問題1 物體在真空中下落的情況與在空氣中下落的情況相同嗎?你有什么假設與猜想? 探究思路:物體在真空中下落時,只受重力作用,不再受到空氣阻力,此時物體的加速度較大,整個下落過程運動加快.在空氣中,物體不但受重力還受空氣阻力,二者方向相反,此時物體加速度較小,整個下落過程較慢些. 問題2 自由落體是一種理想化模型,請你結合實例談談什么情況下,可以將物體下落的運動看成是自由落體運動. 探究思路:回顧第一章質點的概念,談談我們在處理物理問題時,根據研究問題的性質和需要,如何抓住問題中的主要因素,忽略其次要因素,建立一種理想化的模型,使復雜的問題得到簡化,進一步理解這種重要的科學研究方法. 問題3 地球上的不同地點,物體做自由落體運動的加速度相同嗎? 探究思路:地球上不同的地點,同一物體所受的重力不同,產生的重力加速度也就不同.一般來講,越靠近兩極,物體做自由落體運動的加速度就越大;離赤道越近,加速度就越小. ●典題與精析 例1 下列說法錯誤的是 A.從靜止開始下落的物體一定做自由落體運動 B.若空氣阻力不能忽略,則一定是重的物體下落得快 C.自由落體加速度的方向總是垂直向下 D.滿足速度跟時間成正比的下落運動一定是自由落體運動 精析:此題主要考查自由落體運動概念的理解,自由落體運動是指物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動.選項A沒有說明是什么樣的物體,所受空氣阻力能否忽略不得而知;選項C中自由落體加速度的方向應為豎直向下,初速度為零的勻加速直線運動的速度都與時間成正比,但不一定是自由落體運動. 答案:ABCD 例2 小明在一次大雨后,對自家屋頂滴下的水滴進行觀察,發現基本上每滴水下落的時間為1.5 s,他由此估計出自家房子的大概高度和水滴落地前瞬間的速度.你知道小明是怎樣估算的嗎? 精析:粗略估計時,將水滴下落看成是自由落體,g取10 m/s2,由落體運動的規律可求得. 答案:設水滴落地時的速度為vt,房子高度為h,則: vt=gt=10×1.5 m/s=15 m/s h= gt2= ×10×1.52 m=11.25 m. 綠色通道:學習物理理論是為了指導實踐,所以在學習中要注重理論聯系實際.分析問題要從實際出發,各種因素是否對結果產生影響都應具體分析. 例3 一自由下落的物體最后1 s下落了25 m,則物體從多高處自由下落?(g取10 m/s2) 精析:本題中的物體做自由落體運動,加速度為g=10 N/kg,并且知道了物體最后1 s的位移為25 m,如果假設物體全程時間為t,全程的位移為s,該物體在前t-1 s的時間內位移就是s-25 m,由等式h= ggt2和h-25= g(t-1)2就可解出h和t. 答案:設物體從h處下落,歷經的時間為t.則有: h= gt2 ① h-25= g(t-1)2 ② 由①②解得:h=45 m,t=3 s 所以,物體從離地45 m高處落下. 綠色通道:把物體的自由落體過程分成兩段,尋找等量 一、設計實驗 讓學生闡述自己進行實驗的初步構想。 ①器材。 ②電路。 ③操作。 對學生的實驗方法提出異議,促使學生思索實驗的改進。 鎖定實驗方案,板書合理的器材選擇、電路圖、數據記錄方法、操作過程。學生按照學案的過程,補充實驗器材,畫電路圖,并且簡單陳述自己的實驗操作過程。 學生根據老師提出的異議,討論實驗的改進方案,并修正器材、電路圖、操作方法。設計實驗部分是一個難點,教師要進行引導,不要輕易否定學生的想法,在設計過程中教師可以提出啟發性的問題,讓學生自我發現問題。 二、進行實驗 教師巡視指導,幫助困難學生。學生以小組為單位進行實驗。 實驗數據之間的關系非常明顯,要讓學生從分析數據的過程中感受歐姆定律發現的邏輯過程,傳授學生控制變量法。 三、分析論證 傳授學生觀察數據的方法,投影問題,讓學生通過觀察數據找到問題的答案,最終得到結論。學生根據教師投影出的問題觀察數據,在回答問題的過程中發現規律。 四、評估交流 讓學生討論在實驗中遇到的問題以及自己對問題的看法和解決辦法,教師引領回答幾個大家普遍遇到的問題。學生小組內討論。 使學生意識到共同討論可以發現自己的不足,借鑒別人的經驗。 反思總結、當堂檢測 擴展記錄表格,讓學生補充。 投影一道與生活有關的題目。學生補充表格。 學生在作業本上完成。這個練習很簡單,但能使學生沿著前面的思維慣性走下去,強化學生對歐姆定律的認識。 這一道練習主要是讓學生了解歐姆定律在生活中的應用。 課堂小結 讓學生歸納這節課學到的知識,回顧實驗的設計和操作過程,既強化了知識又鍛煉了學生歸納整理知識的能力。學生歸納。 讓學生意識到課堂回顧的重要性,并培養學生歸納整理的能力,對提高學生的自學能力有重要的作用。 五、教學反思 學生對實驗方法的掌握既是重點也是難點,這個實驗難度比較大,主要在實驗的設計、數據的記錄以及數據的分析方面。由于實驗的難度比較大,學生出現錯誤的可能性也比較大,所以實驗的評估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導和協助,所以這次課采用啟發式綜合的教學方法。 初中物理新課程強調實現學生學習方式的根本變革,轉變學生學習中這種被動的學習態度,提倡和發展多樣化學習方式,特別是提倡自主、探究與合作的學習方式,讓學生成為學習的主人,使學生的主體意識、能動性、獨立性和創造性不斷得到發展,發展學生的`創新意識和實踐能力。 一、要充分發揮學生的主體作用。 教師在教學中就要敢于“放”,讓學生動腦、動手、動口、主動積極的學,要充分相信學生的能力。但是,敢“放”并不意味著放任自流,而是科學的引導學生自覺的完成探究活動。當學生在探究中遇到困難時,教師要予以指導。當學生的探究方向偏離探究目標時,教師也要予以指導。作為一名物理教師,如何緊跟時代的步伐,做新課程改革的領跑人呢?這對物理教師素質提出了更高的要求,向傳統的教學觀、教師觀提出了挑戰,迫切呼喚教學觀念的轉變和教師角色的再定位。 二,注重學法指導。 中學階段形成物理概念,一是在大量的物理現象的基礎上歸納、總結出來的;其次是在已有的概念、規律的基礎上通過演繹出來的。所以,在課堂教學中教師應該改變以往那種講解知識為主的傳授者的角色,應努力成為一個善于傾聽學生想法的聆聽者。而在教學過程中,要想改變以往那種以教師為中心的傳統觀念就必須加強學生在教學這一師生雙邊活動中的主體參與。 三、教學方式形式多樣,恰當運用現代化的教學手段,提高教學效率。 科技的發展,為新時代的教育提供了現代化的教學平臺,為“一支粉筆,一張嘴,一塊黑板加墨水”的傳統教學模式注入了新鮮的血液。在新形勢下,教師也要對自身提出更高的要求,提高教師的科學素養和教學技能,提高自己的計算機水平,特別是加強一些常用教學軟件的學習和使用是十分必要的。 最后,在教學過程中應有意向學生滲透物理學的常用研究方法。例如理想實驗法、控制變量法、轉換法、等效替代法、以及模型法等。學生如果對物理問題的研究方法有了一定的了解,將對物理知識領會的更加深刻,同時研究物理問題的思維方法,增強了學習物理的能力。 思考。 一、教學目標 知識與技能: 1、理解力的分解概念。 2、知道力的分解是合成的逆運算,并知道力的分解遵循平行四邊形定則。 3、學會按力的實際作用效果分解力。 4、學會用力的分解知識解釋一些簡單的物理現象。 過程與方法: 1、通過生活情景的再現和實驗模擬體會物理與實際生活的密切聯系。 3、通過對力的實際作用效果的分析,理解按實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、態度與價值觀: 1、通過聯系生活實際情景,激發求知欲望和探究的興趣。 2、通過對力的分解實際應用的分析與討論,養成理論聯系實際的自覺性,培養解決生活實際問題的能力。 二、教學重點難點 教學重點: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行力的分解。 教學難點:力的實際作用效果的分析。 三、教學過程 (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,指出用多個力的共同作用來代替一個力的作用的'實際意義,突出等效替代的思想。 3、引出力的分解的概念:把一個力分解成幾個分力的方法叫力的分解。 (二)一個力可分解為幾個力? 由打夯的例子可以看出一個力的作用可以分解為任意幾個力,最簡單的情況就是把一個力分解為兩個力。 (三)一個力分解成兩個力遵循什么規則? 力的分解是力的合成的逆運算,因此把一個力分解為兩個分力也遵循平行四邊形定則。 (四)力的分解實例分析 以一個力為對角線作平行四邊形可以作出無數個平行四邊形,因此把一個力分解為兩個力有無數組解,但如果已知兩個分力的方向,那力的分解就只有唯一解了。如何確定兩個分力的方向呢?在解決實際問題時要根據力的實際作用效果確定分力的方向。 一、斜面上重力的分解 [演示]用薄塑料片做成斜面,將物塊放在斜面上,斜面被壓彎,同時物塊沿斜面下滑. [結論]重力G產生兩個效果:使物體沿斜面下滑和壓緊斜面. [分析]重力的兩個分力大小跟斜面的傾斜角有何關系? [結論]通過作圖和實驗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? [分析]斜面傾角越大,使物體下滑的力越大,物體越容易下滑,故公園滑梯傾角較大,但山路若直接從山腳往山頂修,則傾角太大,車輛上坡艱難而下坡又不安全,是不可行的,修成盤山狀則可解決這個問題。 二、直角支架所受拉力的分解 [實驗模擬]同學甲用一手撐腰,同學乙用力向下拉甲同學的肘部,讓同學談體會,即分析向下拉肘部的力產生的作用效果。 [實驗演示]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。 [分解]按效果分解拉力并作出平行四邊形法。 三、劈木柴刀背上力的分解 [觀察圖片]為什么一斧頭下去,木樁被劈開了?作用在斧頭上的力實際產生了什么效果? [小實驗]同學甲雙手合十,同學乙用一只手試圖從甲的兩手中間劈下去,體會手上的感覺。 [分析]乙同學的手向兩側擠壓甲同學的兩只手,因此刀背上的力的作用效果也是使得刀的兩個側面去擠壓木柴。 [分解]按力的作用效果分解刀背上的力,作出平行四邊形,并比較分力與合力的大小關系。 [思考]由生活經驗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系。 [體驗]通過小實驗體會在合力一定的情況下,分力大小隨其夾角變化而變化的規律: ○用一根羊絨線,中間吊一個砝碼,觀察當抓住線的兩手距離不斷增大時線有何變化。 ○用兩個彈簧秤共同拉一個砝碼,拉的夾角逐漸增大,觀察彈簧秤示數的變化。 [規律總結]在合力一定的情況下,對稱分布的兩個分力的夾角越大,分力越大。 [應用] ○如何把陷進泥潭的汽車拉出來? ○如何移動一只很重的箱子? (五)小結: 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、掌握在解決實際問題時按力的實際作用效果分解的方法。 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? ②線的拉力方向有何特點? ③一旦線斷或松手,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? 一、知識與技能 1.粗略了解物理學史上對電荷間相互作用力的認識過程。 2.知道電荷間的相互作用是通過電場發生的,電場是客觀存在的一種特殊的形態。 3.理解電場強度的概念及其定義,會根據電場強度的定義進行有關的計算。知道電場強度是矢量,知道電場強度的方向是怎樣規定的。 4.能根據庫侖定律和電場強度的定義推導點電荷場強的計算式,并能用此公式進行有關的計算。 5.知道場強的疊加原理,并能應用這一原理進行簡單的計算。 二、過程與方法 1.經歷“探究描述電場強弱的物理量”的過程,獲得探究活動的體驗。 2.領略通過電荷在電場中所受靜電力研究電場、理想模型法、比值法、類比法等物理學研究方法。 三、情感態度與價值觀 1.體驗探究物理規律的艱辛與喜悅。 2.學習科學家嚴謹科學的態度。 【教學重點】 1.探究描述電場強弱的物理量。 2.理解電場、電場強度的概念,并會根據電場強度的定義進行有關的計算。 【教學難點】 探究描述電場強弱的物理量。 【教學用具】多媒體課件 【設計思路】 以“電荷間相互作用如何發生”、“如何描述電場的強弱”兩大問題為主線展開,具體操作思路是: 1.學生自學電場,培養學生閱讀、汲取信息的能力。 2.通過實驗模擬和定量分析的方法探究描述電場強弱的物理量。 3.通過練習鞏固加深對電場強度概念的理解,探討點電荷的電場及場強疊加原理。 【教學設計】 一、復習提問、新課導入(5分鐘) 教師:上一節課我們學習了庫侖定律,請同學們回憶一下:庫侖定律的內容是什么? 學生回答:略 教師:我們不免會產生這樣的疑問: 投影展示問題1:真空中?它們之間相隔一定的距離這種相互作用是如何產生的呢?難道能夠不需介質超越空間? 投影展示“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片(1.2-1)。 教師:這幅圖大家不陌生,那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣,說明了什么? 學生回答:庫侖力的大小與距離有關。 教師:其本質原因又是什么呢?(投影展示問題2) 教師:帶著這兩個疑問,本節課我們一齊來學習第三節電場強度。(板書課題) 二、新課教學(35分鐘) (一)電場 教師:請同學們帶著以下問題自學“電場”內容。 (1)電荷間的相互作用是如何發生的?這一觀點是誰提出來的? (2)請用自己的語言描述一下什么是電場? (3)電場有什么本領? 學生自學,師板書“一、電場”。 學生回答:(1)略; 教師:法拉第同學們曾記否? 學生(集體)回答:電磁感應現象。 教師:法拉第是英國物理學家、化學家,對事物的本質有著非常敏銳的.洞察力,在電學上有著突出的貢獻。依據法拉第的觀點,我們如何描述電荷A、B之間的作用力。 師生共析。 (2)略; 教師啟發引導:場是“物質”──它和分子、原子組成的實物一樣具有能量、質量和動量,電視機、收音機信號的發射與接受就是電磁場在空間的傳播;“特殊”──看不見、摸不著;“存在于電荷周圍”并板書。 (電場是)存在于電荷周圍的一種特殊的物質。 教師:場與實物是物質存在的兩種不同形式。 (3)學生回答:對放入其中的電荷有靜電力的作用。 (二)科學探究描述電場強弱的方法 教師:下面我們再來探討第二個問題。 依次投影問題:①相同的小球在不同的位置所受作用力不一樣,其本質原因是什么呢?(對照“探究影響電荷間相互作用力的因素”圖片說明) 學生回答:電場強弱不同。 ②那么如何來描述電場的強弱呢? 教師啟發:像速度、密度等尋找一個物理量來表示。 ③如何來研究電場? (學生思考) 教師啟發引導:電場的本領是對場中的其他電荷具有作用力,這也是電場的最明顯、最基本的特征之一。因此在研究電場的性質時,我們可以從靜電力入手。(板書研究方法) 教師:對于像電場這樣,看不見,摸不到,但又客觀存在的物質,可以根據它表現出來的性質來研究它,這是物理學中常用的研究方法。 教師:還需要什么? 學生回答:電場及放入其中的電荷。 多媒體依次展示,教師簡述:①“探究影響電荷間相互作用力的因素”中的試探電荷;②場源電荷。 師生共析對試探電荷的要求。 教師:下面請同學們仔細觀察模擬實驗的動畫演示,并描述你看到的現象說明了什么。多媒體動畫模擬:①不同位置偏角不同;②增加試探電荷帶電量偏角均增加。 學生回答:不同位置受力不同;同一位置試探電荷帶電量增加,受力增大,但不同位置受力大小關系不變。 教師:下面我們再通過表格定量地來看一看: 將表格填完整,并分析、比較表格中的數據有什么特點和規律,看你能否得出如何來描述電場的強弱。多媒體展示表格,學生回答后依次填入:①F1、F2、F3及F1<F2<F3;②2F1、3F1、4F1、nF1等。 表一:(P1位置) 試探電荷 q 2q 3q 4q nq 靜電力 F1 2F1 3F1 4F1 nF1 表二:(P2位置) 試探電荷 q 2q 3q 4q nq 靜電力 F2 2F2 3F2 4F2 nF2 表三:(P3位置) 試探電荷 q 2q 3q 4q nq 靜電力 F3 2F3 3F3 4F3 nF3 (學生思考并交流討論) 學生回答: (1)不同的電荷,即使在電場中的同一點,所受靜電力也不同,因而不能直接用試探電荷所受的靜電力來表示電場的強弱; (2)電場中同一點,比值F/q是恒定的,與試探電荷的電荷量無關;(同一張表格) (3)在電場中不同位置比值F/q不同。(三張表格比較) 師生共同小結:比值由電荷q在電場中的位置決定,與電荷q的電荷量大小無關,它才是反映電場性質的物理量。 教師:在物理學中我們定義放入電場中某點的電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值,叫做該點的電場強度。并板書。 (三)電場強度 1.定義: 教師:以前我們還學過哪些物理量是用比值法來定義的? 學生回答:略。 教師:從它的定義,電場強度的單位是什么? 學生回答:N/C 教師介紹另一種單位并板書。 2.單位:N/C或V/m,1N/C=1V/m 教師結合板畫:在電場中不同位置,同種電荷受力方向不同,說明場強是矢量還是標量? 學生(集體)回答:矢量 教師結合板畫:電場中同一點放入正電荷和負電荷受力方向不同,如何確定場強的方向呢? 教師:在物理學中作出了這樣的規定。(板書) 3.方向:電場中某點電場強度的方向跟正電荷在該點所受靜電力的方向相同。 教師:按照這個規定,如果放入電場中的是負電荷呢? 學生回答:與負電荷在電場中某點所受靜電力的方向相反。 投影練習: 練習1(加深對場強的理解,探討點電荷的場強大小與方向) 點電荷是最簡單的場源電荷。設一個點電荷的電荷量為+Q,與之相距為r的A點放一試探電荷,所帶電荷量為+q。 (1)試用所學的知識推導A點的場強的大小,并確定場強的方向; (2)若所放試探電荷為-2q,結果如何? (3)如果移走所放的試探電荷呢? (請兩位同學板演前兩問后,共同完成第三問) 師生共同歸納總結: 1.點電荷電場的場強大小與方向。(多媒體動畫演示方向的確定方法) 2.電場強度是描述電場(力的)性質的物理量,在靜電場中,它不隨時間改變。電場中某點的場強完全由電場本身決定,與是否放入電荷,放入電荷的電荷量、電性無關! 辨析 和 的關系,強調 的適用條件。 練習2(探討場強的疊加,鞏固對場強的理解及公式的靈活運用,加強計算能力培養) 如圖所示,真空中有兩個點電荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C,它們相距0.1m,A點與兩個點電荷的距離r相等,r=0.1m。求: (1)電場中A點的場強; (2)在A點放入電量q=-1×10-6C,求它受的電場力。 教師:題中場源電荷不止一個,如何來確定電場中某點的場強? 學生:平行四邊形定則 (請兩位同學板演) 教師:根據場強的疊加原理對于一個比較大的不能看成點電荷的帶電物體產生電場的場強如何確定? 學生思考后回答:無限等分成若干個點電荷。 教師:根據以上方法,同學們設想一下一個半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)外部產生電場的場強,如何求解? 學生思考后回答:等效成電荷量集中于球心的點電荷。 三、小結(多媒體依次投影,并簡述) 通過本節課的學習,我們知道電荷間的相互作用是通過電場發生的,電場是存在于電荷周圍的一種特殊的物質,它最基本的特征是對放入其中的電荷具有力的作用。正是利用電場的這一特性,我們通過研究試探電荷的所受靜電力特點,引入了描述電場強弱的物理量──電場強度。電場強度是用比值法定義的,它是矢量,有方向。 電場、電場強度的概念是電學中最重要的概念之一,它的研究方法和定義方法也是物理學中比較常見的方法。 四、板書設計 一、電場 客觀存在的一種特殊的物質形態 二、電場強度 1.定義:E=F/q 2.單位: 3.方向:跟正電荷在該點所受靜電力的方向相同 三、點電荷的電場 1.推導: 2.大小: 3.方向: 四、電場強度的疊加 五、布置作業 教材P16-171、2、7 思考題: 完成課本P173,比較電場強度E=F/q與重力加速度g=G/m有什么相同點和不同點 六、教學反思 探究描述電場強弱的物理量是本節課的重難點內容之一,應給學生充分的思考時間,并讓學生相互交流討論,教師還可進行適當啟發引導。另外,探究時間很難控制,在內容處理上應做到詳略得當,發揮學生的主動性,如對電場及練習題的處理,盡可能由學生完成。 知識目標 (1)伽利略理想實驗; (2)慣性概念; (3)掌握牛頓第一定律的內容; (4)理解力是改變物體運動狀態的原因; (5)能用牛頓第一定律解釋慣性現象. 能力目標 培養學生嚴謹的邏輯推理能力;培養學生的口頭表達能力.學習科學的實驗方法. 情感目標 對任何現象的發生不能夠想當然,要有嚴謹、認真的科學態度. 教學建議 教材分析 本節內容是分兩塊內容介紹的,先是介紹了人類對力和運動關系的發展歷史,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. 教法建議 1、本節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. 2、適當介紹一些學史的知識,讓學生意識到:一個規律的發現并不是一帆風順的,或者是一開始的認識就是對的,而是需要人類不斷探索才能形成的',它們的學習也是這樣. 3、重點講述伽利略理想實驗的科學思想,讓學生學會一種科學思維方法. 4、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. 教學設計示例 教學重點:對伽利略理想實驗的理解;牛頓第一運動定律. 教學難點:對伽利略理想實驗的理解. 示例: 一、歷史的回顧 1、人類對力和運動關系的最初認識及亞里士多德其人.(見擴展資料) 2、伽利略理想實驗: (1)動畫模擬該實驗,并指出不能夠真正試驗的原因.或做課本所講的氣墊導軌實驗(有視頻資料),并指出為什么只是近似驗證.由實驗結果推出亞里士多德觀點的錯誤,矛盾的焦點蝕是試實驗條件的不同. (2)分析伽利略理想實驗:它是一個理想化的過程,但并不是憑空想象的來的,而在抽象思維過程中所創造出的一種科學推理,理想化實驗是物理學中重要的研究方法. (3)介紹伽利略. 二、牛頓第一運動定律 1、牛頓第一運動定律(慣性定律):一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止. 2、慣性:物體保持原來的勻速直線運動或靜止狀態的性質. 3、注意:(通過實例分析) (1)慣性與慣性定律不同. (2)慣性是物體的固有性質,任何時候物體都具有慣性,這與物體處于什么狀態無關. (3)力和運動的關系:力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因. 4、實例參考(要讓學生充分參與討論): 分析剎車時人往前傾;啟動時人往后仰. 做小實驗:慣性實驗器演示慣性現象,并分析. 讓學生舉例分析,并指出哪些慣性現象有利,哪些慣性現象有害. 探究活動 題目:可以觀察的慣性現象 組織:小組或個人 方案:自己設計小實驗并展示、講解,由同學互相評判 評價:具有可操作性,讓學生把學過的知識靈活應用 教學目標 知識與技能 1.知道時間和時刻的區別和聯系. 2.理解位移的概念,了解路程與位移的區別. 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、相互補充的思想中,培養同學們建立事物是相互聯系的唯物主義觀點. 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別和聯系 2.位移的概念以及它與路程的區別. 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,并粗看這節課的黑體字標題,提出問題:要描述物體的機械運動,本節課還將從哪幾個方面去描述? 生通過閱讀、思考,對本節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,每一個活動所經歷的一段時間都是指時間間隔. 師:根據以上討論與交流,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)根據下列“列車時刻表”中的數據,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合國旗,再經11小時42分10秒至16日06時23分,飛船在內蒙古中部地區成為著陸.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,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,發令槍響,某運動員從跑道上最內圈的起跑點出發,繞運動場跑了3圈多,到達終點,成績是4分38秒.請根據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. 本節課用到的數學知識和方法:用數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。 教學目標 (一)知識與技能 1.知道彈力產生的條件。 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.會用胡克定律解決有關問題。 (二)過程與方法 1.通過在實際問題中確定彈力方向的能力。 2.自己動手進行設計實驗和操作實驗的能力。 3.知道實驗數據處理常用的方法,嘗試使用圖象法處理數據。 (三)情感態度與價值觀 1.真實準確地記錄實驗數據,體會科學的精神和態度在科學探究過程的重要作用。 2.在體驗用簡單的工具和方法探究物理規律的過程中,感受學習物理的'樂趣,培養學生善于把物理學習與生活實踐結合起來的習慣。 教學重點 1.彈力有無的判斷和彈力方向的判斷。 2.彈力大小的計算。 3.實驗設計與操作。 教學難點 彈力有無的判斷及彈力方向的判斷. 教學方法 探究、講授、討論、練習 教學手段 教具準備 彈簧、鉤碼、泡沫塑料塊、粉筆、燒瓶(內裝紅墨水瓶塞上面插細玻璃管)、 演示胡克定律用的鐵架臺、刻度尺、彈簧、鉤碼等等. 一、教學目標 【知識與技能】 1、知道常見的形變,了解物體的彈性; 2、知道彈力產生的條件; 3、知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的示意圖中畫出它們的方向。 【過程與方法】 通過探究彈力的存在,能提高在實際問題中確定彈力方向的能力,體會假設推理法解決問題的巧妙。 【情感態度與價值觀】 觀察和了解形變的有趣現象,感受自然界的奧秘,感受學習物理的樂趣,建立把物理學習與生活實踐結合起來的習慣。 二、教學重難點 【重點】 彈力產生的條件及彈力方向的判定 【難點】 接觸的物體是否發生形變及彈力方向的.確定 三、教學過程 環節一:導入新課 教學一開始前,給每個學生小組分發彈簧和尺子,讓每個小組試著把玩這些物件,如用力拉或壓彈簧,用力彎動尺子等。在操作過程中思考被拉或壓的彈簧,彎動的尺子的有什么共同點是什么?大家可否試著舉出生活中其他的一些諸如這個彈簧和尺子的例子? 物體的形狀都發生了改變。由此引入物體的形態發生了變化是源于物體都受到了力的作用,這種力就是今天要學習的彈力。 環節二:新課講授 (一)彈性形變和彈力 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,書和桌面發生形變了沒有? 學生會產生疑惑分歧,但教師此時可以不用詳解,而是做現場演示實驗1,讓學生觀察用手擠壓時XX形變(雙手握住注滿紅墨水的燒瓶,用力擠壓底部。上插玻璃管中的紅墨水液面上升。) 為了讓學生有更直觀深刻的印象,也會用視頻播放演示實驗2:桌面微小形變的激光演示(在一個大桌上放兩個平面鏡M和N,讓一束光依次被這兩面鏡子反射,最后射在刻度尺上形成一個光點。用力壓桌面,觀察刻度尺上光點位置的變化。) 學生觀察后思考:通過上面的實驗,我們觀察到什么樣的實驗現象?我們用了什么樣的方法?那書放在桌面上,書和桌面發生形變了沒有? 分析得出:通過微觀放大的方法觀察,我們發現原來不容易觀察的瓶子和桌面也發生了形變。 歸納:由此我們可以想到一切物體都可以發生形變,形變分為很多種類,有些物體在形變后能夠恢復原狀,這種形變叫做彈性形變。 提問:發生彈性形變的物體是不是在所有的情況下都可以恢復原狀呢?請舉例說明? 學生能舉出有時彈簧拉得過長就恢復不了原狀。指出:如果形變過大,超過一定的限度,撤去作用力后物體不能完全恢復原來的形狀,這個限度叫做彈性限度。 根據前面的鋪墊,總結彈力的概念:發生形變的物體,由于要恢復原狀,對與它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫做彈力。例舉蹦床的例子說明。 (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,與學生一起分析之間的相互作用關系,指出書對桌面的壓力和桌面對書的支持力都是彈力。 舉出實例:給出吊燈圖片,做出分析。以燈為研究受力對象,鏈子指向鏈子收縮的方向吊住吊燈,鏈子發生形變。鏈子被拉長,就要企圖恢復形變。這里施力物體——鏈子,受力物體——燈。這時候鏈子對燈的拉力的方向是——豎直向上,指向鏈子收縮的方向。 做出總結:彈力方向——施力物體形變恢復的方向;與施力物體形變方向相反。壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面指向受力物體,繩的拉力總是沿著繩子指向繩收縮的方向。 環節三:鞏固提高 給出如下三個圖片,要求學生畫出彈力的示意圖。 歸納總結: 三種接觸情況下彈力的方向: (1)面面接觸,垂直于接觸面指向被支持的物體 (2)點面接觸,垂直于接觸面指向被支持的物體 (3)點點接觸,垂直于接觸點的切面指向被支持物體。 環節四:小結作業 小結:師生歸納彈力的相關知識點。 作業:預習后面胡克定律,了解彈力大小的特點。 四、板書設計 五、教學反思 【高中物理教案】相關文章: 高中物理教案:《彈力》01-11 彈力高中物理教案11-17 高中物理教案精選15篇01-08 高中物理教案14篇01-09 高中物理教案(14篇)02-15 高中必修一物理教案02-14 高中物理教案(15篇)11-09 高中物理教案(精選15篇)12-29 高中物理教案(精選20篇)09-01 高中物理教案 篇5
高中物理教案 篇6
高中物理教案 篇7
高中物理教案 篇8
高中物理教案 篇9
高中物理教案 篇10
高中物理教案 篇11
高中物理教案 篇12
高中物理教案 篇13
高中物理教案 篇14