高中物理教案精選15篇
作為一名無私奉獻的老師,時常要開展教案準備工作,通過教案準備可以更好地根據具體情況對教學進程做適當的必要的調整。優秀的教案都具備一些什么特點呢?下面是小編為大家整理的高中物理教案,供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
高中物理教案1
知識目標
1、了解什么是能源,了解什么是常規能源,了解常規能源的儲備與人類需求間的矛盾
2、了解常規能源的使用與環境污染的關系。了解哪些能源是清潔能源,哪些能源可再生。
能力目標
培養學生通過分析日常生活現象提高概括物理規律的能力
情感目標
通過第二類永動機無法制成的講解,使學生進一步認識到人類改造自然時必須遵從自然規律,違反自然規律將一事無成
通過介紹開發新能源的重要性,激勵學生認真學習,提高為人類美好未來努力學習的覺悟
新課教學
師:在日常生活和各種產業中我們都要消耗能量。另外,自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性,而產生的能量耗散問題,使得能源問題成為當今世界的一個重要的問題。本節課我們就來學習能源。
一、能源:凡是能提供可利用能量的物質和自然過程。
1、常規能源:煤、石油、天然氣等。常規能源的儲藏是有限的。
問:常規的能源使用帶來了那些負面影響呢?(①溫室效應②酸雨③化學煙霧④放射性污染)(1)溫室效應:溫室效應是由于大氣里溫室氣體(二氧化碳)含量增大而形成的。石油和煤炭燃燒時產生二氧化碳。
(2)酸雨:大氣中酸性污染物質,如二氧化硫等物質會使雨水中的酸度升高,形成“酸雨”。煤炭中含有較多的硫,燃燒時產生二氧化硫等物質。
(3)光化學煙霧:氮氧化合物和碳氫化合物在大氣中受到陽光中強烈紫外線照射后產生的二次污染物質。主要成分是臭氧。
另外常規能源燃燒時產生的浮塵也是一種污染。
常規能源的大量消耗所帶來的環境污染即損害人體健康,又影響動植物的生長,破壞經濟資源,損壞建筑物及文物古跡,嚴重時可改變大氣的性質,使生態受到破壞。
二、開發新能源:綠色能源的開發與利用
綠色能源:在釋放能量或能量轉化過程中對環境不造成污染的能源叫綠色能源。
問:可以開發那些清潔相對無污染的能源呢?(①太陽能②風能③生物質能④核能⑤水能)
世界上石油儲量最大的中東地區一直是發達國家關注的焦點,外交、軍事莫不圍繞著這片從地表上看毫無魅力的區域打轉。世界警察(美國)和他的隨從們最愿意去管中東的事情:兩次海灣戰爭、伊拉克戰爭等等…說明能量消耗巨大的富國們對石油的心痛程度。
令以一方面,“替代品”——新能源的`研發、形式層出不窮。
1、水能:水作為能量的載體,被太陽能驅動地球上三棲(水、陸、空)循環。地表水的流動時,在落差大、流量大的地區,形成可利用的水能資源。目前世界上水力發電還處于起步階段。
2、海洋能:由于地球受月球和太陽引力的周期性不均衡,海水發生非氣候性的漲潮和落潮現象,形成潮汐。潮汐蘊含著巨大能量,既可以用來推動機械裝置,又可以用來發電。
此外,由于海水表層和深層間的存在很大的溫差,利用這種溫差也可以發電(*因為水的沸點與氣壓有關,如果建造一個裝置,用抽真空的方法使表層的海水在20攝氏度時汽化,并推動汽輪機,再將深層的冷水提上來使蒸汽冷卻,如此周而復始,就可以發電了。除這種方法外,還可以用低沸點的流體如丙烷和氨來作為熱機的工作介質)。法國已經建成了世界上第一座溫差發電站,發電容量為14,000kW。
3、風能:利用風的機械能發電,風能是一種重要的自然能源。據有關專家估算,在全球邊界層內的總能量為1.3×1015瓦,一年中約為1.4×1016千瓦時電力的能量,相當于目前全世界 每年所燃燒能量的3000倍。其中1/10為可取用的極限量。
風能的優點是:總能量巨大,利用簡單、無污染、可再生。缺點是:能量密度低(當流速同為3米/秒時,風力的能量密度僅為水力的1/1000)、不穩定性大,連續性、可靠性差,時空分布不均勻。
4、沼氣:利用厭氧微生物在密閉條件下分解(廢棄)有機物,產生沼氣,沼氣具有很高的熱值,燃燒后生成二氧化碳和水,不污染空氣,不危害農作物和人畜健康。生成沼氣的原料本身就是各種廢棄物,生產過程可以減少(有機物)垃圾的數量。
在農村到處可以看到許多生物質的廢棄物,如人畜糞便、秸稈、雜草和不能食用的果蔬,等等。將這些廢棄物收集起來,經過細菌發酵可以產生沼氣,用沼氣做燃料和照明,也可以發電。
5、太陽能:太陽能是一種可廣泛利用的清潔能源。我們目前的利用方式主要是兩種——
一是將陽光聚焦,將光能轉化為熱能(傳說阿基米德就曾經利用聚光鏡反射陽光,燒毀了來犯的敵艦)。在日照充分的地方,人們在生產和生活中已大量使用太陽灶、干燥器和太陽能熱水器(太陽能熱水器的構造要簡單的多。因為不需要它產生太高的溫度。在大多數情況下,可以將太陽能熱水器的集熱器制成箱式、蛇型管式、直管式、平板式或枕式,通過管道與水源和儲水箱相連。太陽能熱水器在我國北方比較常見)。
二是將太陽能轉化為化學能,再用化學能發電。比較常見的光電池是硅電池(它能將13%-20%的日光能轉化為電能)。許多電子計算器和其他小型電子儀器現在已經采用太陽能電池供電,人造衛星和宇宙飛船更是主要依靠太陽能電池來提供電力。
但是陽光在達到地面以前要經過大氣的反射、散射和吸收,能量損失較大,加上陰天、晝夜變化和雨雪等降水過程的影響,目前地面上利用日光發電受到一定限制。
無論是生物質能、風能,還是水力、溫差和潮汐能,歸根結底都是太陽能的轉化形式。即使礦物燃料,也是通過生物的化石形式保存下來的億萬年以前的太陽能。
6、地熱能:用地熱采暖、將地熱用于農業、水產養殖業、工業生產等,在全世界范圍內受到關注。(從直接利用地熱的規模來說,最常用的是地熱水淋浴,占總利用量的1/3以上,其次是地熱水養殖和種植約占20%,地熱采暖約占13%,地熱能工業利用約占2%)。
利用地熱能,占地很少,無廢渣、粉塵污染,用后的棄(尾)水既可綜合利用,又可回注到地下儲層,達到增加壓力、保護儲層、保護地熱資源的雙重目的。*據美國地熱資源委員會(GRC) 1990年的調查,世界上18個國家有地熱發電,總裝機容量5827.55兆瓦,裝機容量在100兆瓦以上的國家有美國、菲律賓、墨西哥、意大利、新西蘭、日本和印尼。我國的地熱資 源也很豐富,但開發利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省區。除以上利用外,從熱水中還可提取鹽類、有益化學組分和硫磺等。
7、核能:鈾在自然界中有三種放射性同位素:U235、U238、U234 ,在衰變過程中放出熱量。在軍事上鈾主要用來制造核武器和核動力燃料。鈾的和平用途十分廣泛,其中最主要的是用作核電反應堆的燃料。
由于核電具有發電成本低、對環境污染小和安全等優點,世界各國,尤其是工業發達的國家和地區都大力發展核電,估計到20xx年核電將達到世界總發電量的25%左右。我國已建成秦山、大亞灣核電站,目前還有多處正在籌建。
大自然賜給人類的綠色能源儲量豐富,只要我們科學開發,合理利用,必將對人類做出前所未有的貢獻。
高中物理教案2
一、核式結構模型與經典物理的矛盾
(1)根據經典物理的觀點推斷:①在軌道上運動的電子帶有電荷,運動中要輻射電磁波。②電子損失能量,它的軌道半徑會變小,最終落到原子核上。
③由于電子軌道的變化是連續的,輻射的電磁波的頻率也會連續變化。
事實上:①原子是穩定的;②輻射的電磁波頻率也只是某些確定值。
二、玻爾理論
①軌道量子化:電子繞核運動的軌道半徑只能是某些分立的數值。對應的氫原子的軌道半徑為:rn=n2r1(n=1,2,3,),r1=0.5310-10m。
②能量狀態量子化:原子只能處于一系列不連續的能量狀態中,這些狀態的能量值叫能級,能量最低的狀態叫基態,其它狀態叫激發態。原子處于稱為定態的能量狀態時,雖然電子做加速運動,但并不向外輻射能量.
氫原子的`各能量值為:
③躍遷假說:原子從一種定態躍遷到另一種定態要輻射(或吸收)一定頻率的光子,即:h=Em-En
三、光子的發射和吸收
(1)原子處于基態時最穩定,處于較高能級時會自發地向低能級躍遷,經過一次或幾次躍遷到達基態,躍遷時以光子的形式放出能量。
(2)原子在始末兩個能級Em和Enn)間躍遷時發射光子的頻率為,其大小可由下式決定:h=Em-En。
(3)如果原子吸收一定頻率的光子,原子得到能量后則從低能級向高能級躍遷。
(4)原子處于第n能級時,可能觀測到的不同波長種類N為:
考點分析:
考點:波爾理論:定態假設;軌道假設;躍遷假設。
考點:h=Em-En
考點:原子處于第n能級時,可能觀測到的不同波長種類N為:
考點:原子的能量包括電子的動能和電勢能(電勢能為電子和原子共有)即:原子的能量En=EKn+EPn.軌道越低,電子的動能越大,但勢能更小,原子的能量變小。
電子的動能: ,r越小,EK越大。
高中物理教案3
一、教學目標
1、知識與技能目標
(1)知道什么是彈力,彈力產生的條件(2)能正確使用彈簧測力計(3)知道形變越大,彈力越大
2、過程和方法目標
(1)通過觀察和實驗了解彈簧測力計的結構
(2)通過自制彈簧測力計以及彈簧測力計的使用,掌握彈簧測力計的使用方法
3、情感、態度與價值目標
通過彈簧測力計的制作和使用,培養嚴謹的科學態度和愛動手動腦的好習慣
二、重點難點
重點:什么是彈力,正確使用彈簧測力計。
難點:彈簧測力計的測量原理。
三、教學方法:探究實驗法,對比法。
四、教學儀器:直尺,橡皮筋,橡皮泥,紙,彈簧測力計
五、教學過程
(一)彈力
1、彈性和塑性
學生實驗,注意觀察所發生的現象:
(1)將一把直尺的兩端分別靠在書上,輕壓使它發生形變,體驗手感,撤去壓力,直尺恢復原狀;
(2)取一條橡皮筋,把橡皮筋拉長,體驗手感,松手后,橡皮筋會恢復原來的長度。
(3)取一塊橡皮泥,用手捏,使其變形,手放開,橡皮泥保持變形后的形狀。
(4)取一張紙,將紙揉成一團再展開,紙不會恢復原來形狀。
讓學生交流實驗觀察到的現象上,并對這些實驗現象進行分類,說明按什么分類,并要求各類再舉些類似的例子。(按物體受力變形后能否恢復原來的形狀這一特性進行分類)
直尺、橡皮筋等受力會發生形變,不受力時又恢復到原來的形狀,物體的這種特性叫做彈性;橡皮泥、紙等變形后不能自動恢復原來的形狀,物體的這種特性叫做塑性。
2、彈力
我們在壓尺子、拉橡皮筋時,感受到它們對于有力的'作用,這種力在物理學上叫做彈力。
彈力是物體由于彈性形變而產生的力。彈力也是一種很常見的力。并且任何物體只要發生彈性形變就一定會產生彈力。而日常生活中經常遇到的支持物的壓力、繩的拉力等,實質上都是彈力。
3、彈性限度
彈簧的彈性有一定的限度,超過了這個限度就不完全復原了。使用彈簧時不能超過它彈性限度,否則會使彈簧損壞。
(二)彈簧測力計
1、測量原理
它是根據彈簧受到的拉力越大,它的伸長就越長這個道理制作的。
2、讓學生自己歸納使用彈簧測力計的方法和注意事項。
使用測力計應該注意下面幾點:
(1)所測的力不能大于測力計的測量限度,以免損壞測力計
(2)使用前,如果測力計的指針沒有指在零點,那么應該調節指針的位置使其指在零點
(3)明確分度值:了解彈簧測力計的刻度每一大格表示多少N,每一小格表示多少N
(4)把掛鉤輕輕拉動幾下,看看是否靈活。
5、探究:彈簧測力計的制作和使用。
(四)課堂小結:1、什么是彈性?什么是塑性?什么是彈力?
2、彈簧測力計的測量原理
3、彈簧測力計的使用方法。
(五)鞏固練習:
1、乒乓球掉在地上馬上會彈起來,使乒乓球自下而上運動的力是,它是由于乒乓球發生了而產生的。
2、彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長就。它有一個前提條件,該條件是,就是根據這個道理制作的。
3、關于彈力的敘述中正確的是( )
A、只有彈簧、橡皮筋等這類物體才可能產生彈力
B、只要物體發生形變就會產生彈力
C、任何物體的彈性都有一定的限度,因而彈力不可能無限大
D、彈力的大小只與物體形變的程度有關
4、下列哪個力不屬于彈力( )
A、繩子對重物的拉力B、萬有引力C、地面對人的支持力D、人對墻的推力
5、兩個同學同時用4.2N的力,向兩邊拉彈簧測力計的掛鉤和提紐,此時彈簧測力計顯示的示數是。
(六)布置作業:
六、課后反思:
1、成功的地方:
2、不足的地方:
3、改進措施:
附:板書設計:
一、彈力:
1、彈性和塑性
2、彈力:物體由于發生彈性形變而產生的力。
3、彈性限度
二、彈簧測力計:
1、測量原理:彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長就越長。
2、使用方法:(1)認清量程、分度值
(2)檢查指針是否指在零點
高中物理教案4
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;物體所處地理位置的緯度越大,重力加速度越大.
三、自由落體運動的運動規律
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= gt2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,尋找等量關系,分別利用自由落體規律列方程,聯立求解.
自主廣場
●基礎達標
1.在忽略空氣阻力的情況下,讓一輕一重的兩石塊從同一高度處同時自由下落,則
A.在落地前的任一時刻,兩石塊具有相同的速度、位移和加速度
B.重的石塊下落得快、輕的石塊下落得慢
C.兩石塊在下落過程中的平均速度相等
D.它們在第1 s、第2 s、第3 s內下落的高度之比為1∶3∶5
答案:ACD
2.甲、乙兩球從同一高度處相隔1 s先后自由下落,則在下落過程中
A.兩球速度差始終不變B.兩球速度差越來越大
C.兩球距離始終不變D.兩球距離越來越大
答案:AD
3.物體從某一高度自由落下,到達地面時的速度與在一半高度時的速度之比是
A. ∶2 B. ∶1
C.2∶1 D.4∶1
答案:B
4.從同一高度處,先后釋放兩個重物,甲釋放一段時間后,再釋放乙,則以乙為參考系,甲的運動形式是
A.自由落體運動B.勻加速直線運動a
C.勻加速直線運動a>g D.勻速直線運動
答案:D
5.A物體的質量是B物體質量的5倍,A從h高處,B從2h高處同時自由落下,在落地之前,以下說法正確的是
A.下落1 s末,它們的速度相同
B.各自下落1 m時,它們的速度相同
C.A的加速度大于B的加速度
D.下落過程中同一時刻,A的速度大于B的速度
答案:AB
6.從距離地面80 m的高空自由下落一個小球,若取g=10 m/s2,求小球落地前最后1 s內的位移.
答案:35 m
●綜合發展
7.兩個物體用長L=9.8 m的細繩連接在一起,從同一高度以1 s的時間差先后自由下落,當繩子拉緊時,第二個物體下落的時間是多長?
答案:0.5 s
8.一只小球自屋檐自由下落,在Δt=0.2 s內通過高度為Δh=2 m的窗口,求窗口的頂端距屋檐多高?(取g=10 m/s2)
答案:2.28 m
9.如圖2-4-1所示,豎直懸掛一根長15 m的桿,在桿的下方距桿下端5 m處有一觀察點A,當桿自由下落時,從桿的下端經過A點起,試求桿全部通過A點所需的時間.
(g取10 m/s2)
高中物理教案5
教學目標:
1、理解麥克斯韋電磁場理論的兩個支柱:變化的磁場產生電場、變化的電場產生磁場。了解變化的電場和磁場相互聯系形成同一的電磁場。
2、 了解電磁場在空間傳播形成電磁波。
3、 了解麥克斯韋電磁場理論以及赫茲實驗在物理學發展中的貢獻。體會兩位科學家研究物理問題的思想方法。
教學過程:
一、偉大的預言
說明:法拉第發現電磁感應現象那年,麥克斯韋在蘇格蘭愛丁堡附近誕生,從小就表現出了驚人的數學和物理天賦,他從小熱愛科學,喜歡思考,1854年從劍橋大學畢業后,精心研讀了法拉第的著作,法拉第關于“場”和“力線”的思想深深吸引了麥克斯韋,但麥克斯韋也發現了法拉第定性描述的弱點,那就是不能定量的描述電場和磁場的關系。因此,這位初出茅廬的科學家決定用他的數學才能來彌補。1860年初秋,麥克斯韋特意去拜訪法拉第,兩人雖然在年齡上相差四十歲,在性情、愛好、特長方面也迥然各異,可是對物質世界的看法卻產生了共鳴。法拉第鼓勵麥克斯韋:“你不應停留在數學解釋我的觀點”,而應該突破它。
說明:麥克斯韋學習了庫侖、安培、奧斯特、法拉第、亨利的研究成果,結合了自己的'創造性工作,最終建立了經典電磁場理論。
說明:法拉第電磁感應定律告訴我們:閉合線圈中的磁通量發生變化就能產生感應電流,我們知道電荷的定向移動形成電流,為什么會產生感應電流呢?一定是有了感應電場,因此,麥克斯韋認為,這個法拉第電磁感應的實質是變化的磁場產生電場,電路中的電荷就在這個電場的作用下做定向移動,產生了感應電流。即使變化的磁場周圍沒有閉合電路,同樣要產生電場。變化的磁場產生電場,這是一個普遍規律
說明:自然規律存在著對稱性與和諧性,例如有作用力就有反作用力。既然變化的磁場能夠產生電場,那么變化的電場能否產生磁場呢?麥克斯韋大膽地假設,變化的電場能夠產生磁場。
問:什么現象能夠說明變化的電場能夠產生磁場?(例如通電螺線管中的電流發生變化,那么螺線管內部的磁場要發生變化)
說明:根據這兩個基本論點,麥克斯韋推斷:如果在空間在空間某區域中有不均勻變化的電場,那么這個變化的電場能夠引起變化的磁場,這個變化的磁場又引起新的變化的電場.........這樣變化的電場引起變化的磁場,變化的磁場又引起變化的電場,變化的電場和磁場交替產生,由近及遠傳播就形成了電磁波。
二、電磁波
問:在機械波的橫波中,質點的振動方向和波的傳播方向之間有何關系?(兩者垂直)
說明:根據麥克斯韋的理論,電磁波中的電場強度和磁感應強度互相垂直,而且兩者均與電磁波的傳播方向垂直,電磁波是橫波。
問:電磁波以多大的速度傳播呢?(以光速C傳播)
問:在機械波中是位移隨時間做周期性變化,在電磁波中是什么隨時間做周期性變化呢?(電場強度E和磁感應強度B)
三、赫茲的電火花
說明:德國科學家赫茲證明了麥克斯韋關于電磁場的理論
板書設計
一、偉大的預言
1、變化的磁場產生電場
變化的電場產生磁場
2、變化的電場和磁場交替產生,由近及遠傳播形成電磁波
二、電磁波
1、電磁波是橫波,E和B互相垂直,而且兩者均與電磁波的傳播方向垂直÷
2、電磁波以光速C傳播)
3、電磁波中電場強度E和磁感應強度B隨時間做周期性變化
三、赫茲的電火花
赫茲證明了麥克斯韋關于電磁場的理論
高中物理教案6
教學目標
【知識與能力】
探究得出滑動摩擦力產生的條件和影響滑動摩擦力大小的因素以及計算公式。
【過程與方法】
通過觀察,了解滑動摩擦力的存在,實驗探究產生滑動摩擦力的條件以及影響其大小的因素,提高實驗技能和探索能力。
【情感、態度和價值觀】
學生能提高實事求是的科學實驗態度,鍛煉思維能力、抽象能力,運用物理知識解釋生活現象。
教學重難點
【重點】
滑動摩擦力產生條件和計算式。
【難點】
實驗探究的過程。
教學方法
觀察法、實驗法、討論法、問答法等。
教學過程
(一)新課導入
展示幾個情景:孩子玩滑梯、火車急剎車、冰壺運動等。
通過提問這些情景中的現象,引導學生思考,從而得出滑動摩擦力的概念,導出新課。
(二)科學探究
問題1:滑動摩擦力什么情況下才會出現?結合前面學的靜摩擦力條件進行討論。
學生討論:需要有壓力、粗糙的接觸面以及相對運動。
問題2:為什么冰壺、火車、孩子受到的`滑動摩擦力不同呢?
實驗探究:影響滑動摩擦力大小的因素:
1.猜想:與壓力有關,與速度有關,與質量有關,與粗糙程度有關等等。
2.設計實驗:用彈簧秤拉動木塊,可通過加減砝碼改變壓力,改變拉動速度,更換接觸面,例如玻璃、木板、石板、毛巾等。彈簧秤示數便是滑動摩擦力示數,設計表格進行記錄。
3.進行實驗:6人一組進行實驗,注意小組內部的分工問題,教師巡視。
4.得出結論:滑動摩擦力與壓力和接觸面的粗糙程度有關。
5.交流討論:分享實驗中的數據和實驗細節,誤差處理等;討論控制變量法的注意事項,即控制無關變量相同,只改變探究的物理量等;實驗安全問題、保護器材問題等等。
6.總結:結合實驗結論和教材,得出滑動摩擦力的計算公式,f=μN
問題3:滑動摩擦力的方向如何判斷呢?結合示例分析并討論。
示例:木塊在地面上滑動、木塊在木板上滑動并帶動木板一起滑動。
學生討論:滑動摩擦力方向與相對運動方向相反,相對運動方向有時并不是運動方向。
問題4:滑動摩擦力有什么作用呢?舉例說明。
回答:生活中有很多地方可以見到滑動摩擦力,車輛的剎車系統是利用滑動摩擦力進行減速,打磨東西也是利用了滑動摩擦力,同時機器中的滑動摩擦力會損耗器材,所以需要使用潤滑油來減小滑動摩擦力等等。
(三)鞏固提高
給出適當例題,運用公式求解摩擦力大小,判斷摩擦力方向。
(四)小結作業
小結:淺談本節課收獲。
作業:課下繼續探索,拓展科學知識。
高中物理教案7
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8
1、知識與技能
(1)知道波面和波線,以及波傳播到兩種介質的界面時同時發生反射和折射
(2)知道波發 生反射現 象時 ,反射角等于入射角,知道反射波的頻率,波速和波長與入射波相同
(3)知道折射波與入射波的頻率相同,波速與波長不同,理解波發生折射的原因是波在不同介質中速度不同,掌握入射角與折射角的 關系
2、過程與方法:
3、情感、態度與價值觀:
教學重點:惠更斯原理,波的反射和折射規律
教學難點:惠更斯原理
教學方法:課堂演示,flash課件
一.引入新課
1.蝙蝠的“眼睛”:18世紀,意大利教士兼生物學家斯帕蘭扎尼研究蝙蝠在夜間活動時,發現蝙蝠是靠高頻率的尖叫來確定障礙物的位置的。這種尖叫聲在每秒2萬到10萬赫茲之間,我們的耳 朵對這樣頻率范圍內的聲波是聽不到的。這樣的聲波稱為超聲波。蝙蝠發出超聲波,然后借助物體反射回來的回聲,就能判斷出所接近的物體的大小、形狀和運動方式。
2.隱形飛機F—117:雷達是利用無線電 波發現目標,并測定其位置的設備。由于無線電波具有恒速、定向傳播的規 律,因此,當雷達波碰到飛行目 標(飛機、導彈)等時,一部分雷達波便會反射回來,根據反射雷達波的時間和方位便可以計算出飛行目標的位置。
雷達確定目標示意圖
由于一般飛機的外形比較復雜,總有許多部分能夠強烈反射雷達波,因此整個飛機表面涂以黑色的吸收雷達波的涂料。
一.波面和波線
波面:同一時刻,介質中處于波峰或波谷的質點所構成的面叫做波面.
波線:用來表示波的傳播方向的跟各個波面垂直的線叫做波線.
二.惠更斯原理
荷蘭物理 學家 惠 更 斯
1.惠更斯原理:介質中任一波面上的各點,都可以看作發射子波的波源,而后任意時刻,這些子波在波前進方向的包絡面便是新的波面。
2.根據惠更斯原理,只要知道某一時刻的波陣面,就可以確定下一時刻的波陣面。
二.波的反射
1.波遇到障礙物會返回來繼續傳播,這種現象叫做波的`反射.
2.反射規律
反射定律:入射線、法線、反射線在同一平面內,入射線與反射線分居法線兩側,反射角等于入射角。
入射角(i)和反射角(i’):入射波的波線與平面法線的夾角i叫做入射角.反射波的波線與平面法線的夾角i’ 叫做反射角.
反射波的波長、頻率、波速都跟入射波相同.
波遇到兩種介質界面時,總存在反射
三.波的折射
1.波的折射:波從一種介質進入另一種介質時,波的 傳播方向發 生了改變的現象叫做波的折射.
2.折射規律:
(1).折射角(r):折射波的波線與兩介質界面法線的夾角r叫做折射角.
2.折射定律:入射線、法線、折射線在同一平面內,入射線 與折射線分居法線兩側.入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質中的速度跟波在第二種介質中的速度之比:
當入射速度大于折射速度時,折射角折向法線.
當入射速度小于折射速度時,折射角折離法線.
當垂直界面入射時,傳播方向不改變,屬折射中的特例.
在波的折射中,波的頻率不改變,波 速和波長都發生改變.
波發生折射的原因:是波在不同介質中的速度不同.
由惠更斯原理,A、B為同一波面上的兩點,A、B點會發射子波,經⊿t后, B點發射的子波到達界面處D點, A點的到達C點,
高中物理教案9
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
高中物理教案10
一、教學目標
1.知識目標:
(1)進一步深化對電阻的認識
(2)掌握電阻定律及電阻率的物理意義,并了解電阻率與溫度的關系
2.能力目標:
(1)通過類比,培養學生分析解決三個變量之間關系的科學研究方法
(2)通過從猜想→研究方法→實驗操作等一系列探索過程,使學生掌握如何獲取知識,發展思維能力。
3.德育滲透點:
(1)通過對各種材料電阻率的介紹,加強學生安全用電的意識
(2)通過我國對超導現象的研究介紹,激發學生愛國和奮發學習的精神。
二、教學重點、難點分析
1.重點:電阻定律
2.難點:電阻率
3.疑點:超導現象的產生
4.解決辦法
①對于重點,主要是通過課堂上師生一起(教師動手,學生觀察)探索,最后用科學的處理方法導出定律,這樣加深了學生對該知識點的滲透。
②對于難點,主要是通過與電阻的比較,從而明確電阻是反映導體本身屬性;電阻率是材料本身的屬性。
③對于疑點主要是通過實驗來加強直觀感覺。
三、教學方法:
實驗演示,啟發式教學
四、教 具:
電阻定律示教板(含金屬絲) 學生電源 電流表 伏特表 滑動變阻器 電鍵 導線 火柴 廢棄的“220V 40W”白熾燈 幻燈片 投影儀 計算機 自制CAI課件
五、教學過程:
(一)提出問題,引入新課
1.為了改變電路中的電流強度,怎樣做?
由歐姆定律I=U/R,只要增加導體兩端的電壓U或降低導體電阻R即可。
2.R=U/I的含義,如何測定電阻(讓學生自己設計電路)?
從上述的回答我們不難發現電阻R與兩端電壓及流過電流強度無關,那么它由誰決定呢?
(二)進行新課
1.探索定律——電阻定律
①R可能與哪些因素有關?(科學猜想)
(材料、長度、橫截面積、溫度……)
②解決方法——控制變量法。(回憶歐姆定律的研究或牛頓第二定律的研究)
③演示實驗 幻燈投影電路圖。
A.出示電阻定律示教板、金屬材料
B.教師與學生一起連接電路,先讓E、F分別接A、a,測得一組數據(U、I)記入下表。然后把a、b用短導線連接,E、F分別接A、B,又得一組(U、I).再把A、B用一短線連接,E、F分別接A(B)a(b).又得一組數據(U、I).
C.換用E、F分別接不同材料金屬絲C、c,又得一組數據。
D.分析數據
a)先定性觀察→R與材料、長度、橫截面積有關
b)定理推理
2.電阻定律
①內容——在溫度不變時,導線的電阻與它的長度成正比,跟它的`橫截面積成反比。
②表達式
說明 ——長度 S——橫截面積 ——比例系數
3.電阻率——
①單位 歐米
②物理意義 反映材料導電性能好壞。在數值上它等于用該材料制成的1m長,橫截面積為1m2的導體電阻。
③測量——學生思考
(幻燈投影書上154頁各材料電阻率——20℃時)
引導學生結合生活實際,了解為了電業工人的安全,為使在相同電壓下電流小,選用電阻率較大的橡膠、木頭等制造電工用具把套。
④電阻率與溫度關系
由表格上面寫著20℃,要學生明白這意味著這張表格的數據是在20℃時測得的,即電阻率與溫度有關。
[演示](幻燈投影電路圖)
連接,用火柴點燃來加熱白熾燈燈絲后再移開。
現象: 發現小燈泡先變暗后又慢慢變亮
材料的電阻率隨溫度變化而變化。利用金屬的電阻率隨溫度升高而增大,制成溫度計(電阻溫度計),但也有些材料的電阻率不隨溫度改變而改變。
(三)例題精講
【例】 把一均勻導體切成四段并在一起,電阻是原來的多少倍?拉長四倍后是原來多少倍?
解析:由電阻定律
切成四段體積不變,
故 S→4S
所以 變為
同理拉長四倍后, 變為原來的16倍
(四)總結、擴展
打開計算機,利用多媒體教學課件再次展示決定電阻大小的因素,再現實驗現象,形象直觀,給學生留下深刻的印象。
本節課主要通過猜想→探索→得出定律的過程驗證,并得到了電阻定律,由實驗感知電阻率與溫度的關系,關于超導的應用有待同學們進一步去探討。
六、布置作業
1.第154頁(1)(2)(3)題做在作業本上。
2.思考154頁(4)題
高中物理教案11
教學目標
1、知道兩列頻率相同的波才能發生干涉現象;知道干涉現象的特點。
2、知道現象是特殊條件下的疊加現象,知道干涉現象是波特有的現象。
3、通過觀察波的獨立前進,波的疊加和水現象,認識條件及干涉現象的特征。
教學建議
本節重點是對干涉概念的理解和產生穩定干涉條件的應用。學習中要注意兩列波的波峰、波峰相遇處是振動最強的地方,波谷、波谷相遇處也是振動最強的地方;而波峰、波谷或波谷、波峰相遇處則是振動最弱的地方。干涉的圖樣是穩定的,振動加強的地方永遠加強,振動減弱的地方永遠減弱。
為什么頻率不同的兩列波相遇,不發生干涉現象?
因為頻率不同的兩列波相遇,疊加區各點的合振動的振幅,有時是兩個振動的振幅之和,有時是兩個振動的振幅之差,沒有振動總是得到加強或總是減弱的區域,這樣的兩個波源不能產生穩定的干涉現象,不能形成穩定干涉圖樣。而是波疊加中的一個特例,即產生穩定的干涉圖樣.
請教師閱讀下表:
項目
備注
概念
頻率相同的兩列波疊加,使某些區域的振動始終加強,某些區域的振動始終減弱,并且振動的加強區和減弱區相互間隔的現象是波特有的現象。
產生穩定干涉條件
(1)兩列波的頻率相同;
(2)振動情況相同.
產生的原因
波疊加的結果
教學設計
示例教學重點:
波的疊加及發生的條件。教學難點:對穩定的圖樣的理解。教學方法:實驗討論法教學儀器:水槽演示儀,長條橡膠管,計算機多媒體新課引入:問題1:上節課我們研究了波的衍射現象,什么是波的衍射現象呢?(波繞過障礙物的現象)問題2:發生明顯的衍射現象的條件是什么?(障礙物或孔的大小比波長小,或者與波長相差不多)這節課我們研究現象,如果同時投入兩個小石子,形成了兩列波,當它們相遇在一起時又會怎樣?請學生注意觀察演示實驗。
一、觀察現象:
①在水槽演示儀上有兩個振源的條件下,單獨使用其中的一個振源,水波按該振源的振動方式向外傳播;再單獨使用另一個振源,水波按該振源的.振動方式向外傳播。現象結論:每一個波源都按其自己的方式,在介質中產生振動,并能使介質將這種振動向外傳播
②找兩個同學拉著一條長繩,讓他們同時分別抖動一下繩的端點,則會從兩端各產生一個波包向對方傳播。當兩個波包在中間相遇時,形狀發生變化,相遇后又各自傳播。(由于這種現象一瞬間完成,學生看不清楚,教師可用計算機多媒體演示)現象結論:波相遇時,發生疊加。以后仍按原來的方式傳播,是獨立的。
1.波的疊加:在前面的現象的觀察的基礎上,向學生說明什么是波的疊加。教師板書:兩列波相遇時,在波的重疊區域,任何一個質點的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢量和。
結合圖下圖解釋此結論。
解釋時可以這樣說:在介質中選一點為研究對象,在某一時刻,當波源l的振動傳播到點時,若恰好是波峰,則引起點向上振動;同時,波源2的振動也傳播到了點,若恰好也是波峰,則也會引起點向上振動;這時,點的振動就是兩個向上的振動的疊加,點的振動被加強了。(當然,在某一時刻,當波源1的振動傳播到點時,若恰好是波谷,則引起戶點向下振動;同時,波源2的振動傳播到了點時,若恰好也是波谷,則也會引起點向下振動;這時,點的振動就是兩個向下的振動的疊加,點的振動還是被加強了。)用以上的分析,說明什么是振動加強的區域。
波源l經過半周期后,傳播到P點的振動變為波谷,就會使P點的振動向下,但此時波源2傳過來的振動不一定是波谷(因為兩波源的周期可能不同),所以,此時P點的振動可能被減弱,也可能是被加強的。(讓學生來說明原因)
問題:如果希望P點的振動總能被加強,應有什么條件?如果在介質中有另一質點Q,希望Q點的振動總能被減弱,應有什么條件?
總結:波源1和波源2的周期應相同。
觀察現象:
③水槽中的水。對水波干涉圖樣的解釋中,特別要強調兩列水波的頻率是相同的,所以產生了在水面上有些點的振動加強,而另一些點的振動減弱的現象,加強和減弱的點的分布是穩定的。
詳細解釋教材中給出的插圖,如下圖所示。在解釋和說明中,特別應強調的幾點是:
①此圖是某時刻兩列波傳播的情況;
②兩列波的頻率(波長)相等;
③當兩列波的波峰在某點相遇時,這點的振動位移是正的最大值,過半周期后,這點就是波谷和波谷相遇,則這點的振動位移是負的最大值;
④振動加強的點的振動總是加強的,振動減弱的點的振動總是減弱的。
讓學生思考和討論,并在分析的基礎上,給出干涉的定義:
(教師板書)頻率相同的兩列波疊加,使某些區域的振動加強,某些區域的振動減弱,并且振動加強和振動減弱的區域互相間隔,這種現象叫,形成的圖樣叫做圖樣。
請學生反復觀察水槽中的水,分清哪些區域為振動加強的區域,哪些區域為振動減弱的區域。
最后應幫助學生分析清楚:介質中某點的振動加強,是指這個質點以較大的振幅振動;而某點的振動減弱,是指這個質點以較小的振幅振動,這與只有一個波源的振動在介質中傳播時,各質點均按此波源的振動方式振動是不同的。
問題:任何兩列波進行疊加都可以產生干涉現象嗎?(不可以)為什么?(干涉是一種特殊的疊加。任何兩列波都可以進行疊加,但只有兩列頻率相同)
總結:干涉是波特有的現象。
二、應用
請學生思考和討論在我們生活中是否遇到過現象,舉例說明:
例1、水現象。
例2、聲現象。
三、課堂小結
高中物理教案12
一、教學任務分析
勻速圓周運動是繼直線運動后學習的第一個曲線運動,是對如何描述和研究比直線運動復雜的運動的拓展,是力與運動關系知識的進一步延伸,也是以后學習其他更復雜曲線運動(平拋運動、單擺的簡諧振動等)的基礎。
學習勻速圓周運動需要以勻速直線運動、牛頓運動定律等知識為基礎。
從觀察生活與實驗中的現象入手,使學生知道物體做曲線運動的條件,歸納認識到勻速圓周運動是最基本、最簡單的圓周運動,體會建立理想模型的科學研究方法。
通過設置情境,使學生感受圓周運動快慢不同的情況,認識到需要引入描述圓周運動快慢的物理量,再通過與勻速直線運動的類比和多媒體動畫的輔助,學習線速度與角速度的概念。
通過小組討論、實驗探究、相互交流等方式,創設平臺,讓學生根據本節課所學的知識,對幾個實際問題進行討論分析,調動學生學習的情感,學會合作與交流,養成嚴謹務實的科學品質。
通過生活實例,認識圓周運動在生活中是普遍存在的,學習和研究圓周運動是非常必要和十分重要的,激發學習熱情和興趣。
二、教學目標
1、知識與技能
(1)知道物體做曲線運動的條件。
(2)知道圓周運動;理解勻速圓周運動。
(3)理解線速度和角速度。
(4)會在實際問題中計算線速度和角速度的大小并判斷線速度的方向。
2、過程與方法
(1)通過對勻速圓周運動概念的形成過程,認識建立理想模型的物理方法。
(2)通過學習勻速圓周運動的定義和線速度、角速度的定義,認識類比方法的運用。
3、態度、情感與價值觀
(1)從生活實例認識圓周運動的普遍性和研究圓周運動的必要性,激發學習興趣和求知欲。
(2)通過共同探討、相互交流的學習過程,懂得合作、交流對于學習的重要作用,在活動中樂于與人合作,尊重同學的見解,善于與人交流。
三、教學重點難點
重點:
(1)勻速圓周運動概念。
(2)用線速度、角速度描述圓周運動的快慢。
難點:理解線速度方向是圓弧上各點的切線方向。
四、教學資源
1、器材:壁掛式鐘,回力玩具小車,邊緣帶孔的旋轉圓盤,玻璃板,建筑用黃沙,乒乓球,斜面,刻度尺,帶有細繩連接的小球。
2、課件:flash課件——演示同樣時間內,兩個運動所經過的弧長不同的勻速圓周運動;——演示同樣時間內,兩個運動半徑所轉過角度不同的勻速圓周運動。
3、錄像:三環過山車運動過程。
五、教學設計思路
本設計包括物體做曲線運動的條件、勻速圓周運動、線速度與角速度三部分內容。
本設計的基本思路是:以錄像和實驗為基礎,通過分析得出物體做曲線運動的條件;通過觀察對比歸納出勻速圓周的特征;以情景激疑認識對勻速圓周運動快慢的不同描述,引入線速度與角速度概念;通過討論、釋疑、活動、交流等方式,鞏固所學知識,運用所學知識解決實際問題。
本設計要突出的重點是:勻速圓周運動概念和線速度、角速度概念。方法是:通過對鐘表指針和過山車兩類圓周運動的觀察對比,歸納出勻速圓周運動的特征;設置地月對話的情景,引入對勻速圓周運動快慢的描述;再通過多媒體動畫輔助,并與勻速直線運動進行類比得出勻速圓周運動的概念和線速度、角速度的概念。
本設計要突破的難點是:線速度的方向。方法是:通過觀察做圓周運動的小球沿切線飛出,以及由旋轉轉盤邊緣飛出的紅墨水在紙上的徑跡分布這兩個演示實驗,直觀顯示得出。
本設計強調以視頻、實驗、動畫為線索,注重刺激學生的感官,強調學生的體驗和感受,化抽象思維為形象思維,概念和規律的教學體現“建模”、“類比”等物理方法,學生的活動以討論、交流、實驗探究為主,涉及的問題聯系生活實際,貼近學生生活,強調對學習價值和意義的感悟。
完成本設計的內容約需2課時。
六、教學流程
1、教學流程圖
2、流程圖說明
情境I錄像,演示,設問1
播放錄像:三環過山車,讓學生看到物體的運動有直線和曲線。
演示:讓學生向正在做直線運動的乒乓球用力吹氣,體驗球在什么情況下將做曲線運動。
設問1:物體在什么情況下將做曲線運動?
情境II觀察、對比,設問2
觀察、對比鐘表指針和過山車這兩類圓周運動。
設問2:以上兩類圓周運動有什么不同?鐘表指針所做的圓周運動有什么共同特征?建立勻速圓周運動的概念。
情境III演示,動畫
情景:月、地快慢之爭。
多媒體動畫:演示同樣時間內兩個運動所經過的弧長不同的勻速圓周運動,比較得出線速度表
表達式。
演示1:用細繩捆著小球在水平面內做圓周運動,突然松開繩的一端,看到小球沿著圓弧切線方向運動。
演示2:通過實物投影演示旋轉的轉盤邊緣飛出的紅墨水在紙上的徑跡分布,顯示線速度的方向。
情景:變換教室內電風扇的變速檔,看到圓周運動轉動快慢的不同情況,引入角速度概念。
多媒體動畫:演示同樣時間內兩個運動半徑所轉過角度不同的勻速圓周運動,比較得出角速度表達式。
活動討論、實驗、交流、小結。
識別:請同學們說說生活中有哪些圓周運動可以看作是勻速圓周運動。了解學生對勻速圓周運動的理解以及是否具有建模能力。
觀察分析:磁帶、涂改修正帶、自行車鏈條等傳動設備中,兩輪軸邊緣各點的線速度有何關系。了解對線速度概念的理解情況。
算一算:計算壁掛鐘的時針、分針、秒針針尖的線速度大小和它們角速度的倍數關系。了解能否通過實際測量獲取有用數據,靈活運用線速度的公式和角速度公式解決實際問題。
小實驗:提供回力玩具小車,玻璃板,建筑用黃沙,通過對實驗的觀察說明汽車車輪的擋泥板應安裝在什么位置合適,了解對線速度方向的掌握情況。
釋疑:評判地球與月亮之爭。
小結:幻燈片小結。
3、教學主要環節本設計可分為四個主要的教學環節:
第一環節,通過播放錄像和演示,歸納物體做曲線運動的條件。
第二環節,通過觀察對比,建立理想模型,歸納勻速圓周運動特征,類比勻速直線運動得出勻速圓周運動概念。
第三環節,以情景激疑引入用線速度、角速度描述圓周運動,借助多媒體動畫,類比勻速直線運動得出線速度、角速度定義和公式。
第四環節,以學生活動為中心,針對幾個實際問題開展討論、探究、交流,深化對本節課知識的理解和應用。
七、教案示例
第一環節物體做曲線運動的條件
[創設情景]播放錄像:森林公園三環過山車的運動。
[提出問題] 1、請同學們說說過山車都做了哪些不同性質的運動? (勻速直線運動、勻加速直線運動、勻減速直線運動、曲線運動、圓周運動等)
2、什么條件下物體將做曲線運動?
[演示]讓乒乓球從斜面上滾下到達水平桌面上做直線運動,請一個同學向著與球運動不一致的方向用力吹球,觀察球的運動軌跡有何變化?
[結論]當物體受到的合力與速度方向不在一條直線上時,物體就做曲線運動。
[引言]運動軌跡是圓的曲線運動叫做圓周運動,下面我們就從圓周運動開始學習如何對曲線運動進行研究。
第二環節勻速圓周運動的概念
[觀察討論]鐘表的時針、分針、秒針的圓周運動有什么共同的特征?它們與過山車的圓周運動有什么不同?
(鐘表的時針、分針、秒針的圓周運動,它們的.共同特征是勻速轉動的,而過山車的圓周運動列車的速度大小是不斷變化的)
[提出問題]怎樣給勻速圓周運動下定義呢?(引導學生類比勻速直線運動定義勻速圓周運動)
[結論]質點在任何相同時間內,所通過的弧長都相等的圓周運動叫做勻速圓周運動。
勻速圓周運動是最基本最簡單的圓周運動,它是一種理想化的物理模型。
[引言]我們如何對圓周運動進行研究呢?
第三環節線速度、角速度概念
[創設情景]地、月快慢之爭
地球:我繞太陽運動1秒走29.79千米,你繞我1秒才走1.02千米,你太慢了!
月亮:你一年才繞一圈,我28天就繞一圈,你才慢呢!
[提出問題]怎樣定義描述圓周運動快慢的物理量?(引導學生與勻速直線運動的速度類比)多媒體動畫:演示同樣時間內,兩個運動所經過的弧長不同的勻速圓周運動;
[結論]線速度定義:質點經過的圓弧長度s與所用時間t的比值,叫做圓周運動的線速度。
公式:單位:m/s(米/秒)
[問題]速度是矢量,圓周運動的線速度方向是怎樣的?
[演示] 1、用一端連有細線的小球,將線的一端套在釘子上,釘子豎直立在桌面上,給球初速讓球在水平桌面上做圓周運動,突然向上抽出釘子,看到球沿圓周的切線方向運動;
2、通過投影儀觀察旋轉圓盤邊緣紅墨水飛出的情景以及落在紙面上的徑跡分布;
[結論]線速度方向:沿圓弧的切線方向
線速度表示圓周運動的瞬時速度,它是矢量;圓周運動的線速度方向是不斷改變的,所以勻速圓周運動是變速運動,勻速圓周運動中的“勻速”是“勻速率”的意思。
[情景]打開教室內的電風扇,變換不同的檔觀察它轉動的快慢。(引導學生認識要引入與線速度不同的、描述圓周運動轉動快慢的物理量)
高中物理教案13
【教學目標】
(一)知識與技能
1.知道兩種電荷及其相互作用.知道電量的概念.
2.知道摩擦起電,知道摩擦起電不是創造了電荷,而是使物體中的正負電荷分開.
3.知道靜電感應現象,知道靜電感應起電不是創造了電荷,而是使物體中的電荷分開.
4.知道電荷守恒定律.
5.知道什么是元電荷.
(二)過程與方法
1、通過對初中知識的復習使學生進一步認識自然界中的兩種電荷
2、通過對原子核式結構的學習使學生明確摩擦起電和感應起電不是創造了電荷,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,電荷的代數和不變。
(三)情感態度與價值觀
通過對本節的學習培養學生從微觀的角度認識物體帶電的本質
重點:電荷守恒定律
難點:利用電荷守恒定律分析解決相關問題摩擦起電和感應起電的相關問題。
預習導學→引導點撥→突出重點,突破難點→典型例題分析→鞏固知識→達標提升
【自主預習】
1.自然界中存在兩種電荷,即 電荷和 電荷.
2.原子核的正電荷數量與核外電子的負電荷的數量一樣多,所以整個原子對 表現為電中性.
3.不同物質的微觀結構不同,核外電子的多少和運動情況也不同。在金屬中離原子核最遠的電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動,這種電子叫做自由電子。失去這種電子的原子便成為帶正電的離子,離子都在自己的平衡位置上振動而不移動,只有自由電子穿梭其中。所以金屬導電時只有 在移動.
4.物體的帶電方式:(1)摩擦起電:兩個不同的物體相互摩擦,失去電子的帶 電,獲得電子的帶 電.(2)感應起電:導體接近(不接觸)帶電體,使導體靠近帶電體一端帶上與帶電體相 的電荷,而另一端帶上與帶電體相 的電荷.
5.電荷守恒定律:電荷既不能 ,也不會 ,只能從一個物體轉移到另一個物體,或者從物體的一部分轉移到另一部分;在轉移的過程中,電荷量的總量保持不變.
6.電子和質子帶有等量的異種電荷,電荷量e= C.實驗指出,所有帶電體的電荷量都是電荷量e的 .所以,電荷量e稱為 .電荷量e的數值最早是由美國物理學家 測得的。
7.下列敘述正確的是( )
A.摩擦起電是創造電荷的過程
B.帶等量異種電荷的兩個導體接觸后電荷會消失,這種現象叫電荷的湮沒
C.接觸起電是電荷轉移的過程
D.玻璃棒無論和什么物體摩擦都會帶正電
8.關于元電荷的理解,下列說法正確的是 ( )
A.元電荷就是電子 B.元電荷是表示跟電子所帶電量數值相等的電量
C.元電荷就是質子 D.物體所帶的電量只能是元電荷的整數倍
【互動交流】
思考問題
1、初中學過自然界有幾種電荷,兩種電荷是怎樣定義的?它們間的相互作用如何?電荷的多少用什么表示?
2、電荷的基本性質是什么呢?
一.電荷
1.電荷的種類:自然界中有 種電荷
①.用絲綢摩擦過的玻璃棒上所帶的電荷,叫 電荷;
②.用毛皮摩擦過的橡膠棒上所帶的電荷,叫 電荷。
2.電荷間相互作用的規律:同種電荷相互 ,異種電荷相互 。
二.使物體帶電的三種方法
問題一:
思考a:一般情況下物體不帶電,不帶電的物體內是否存在電荷?物質的微觀結構是怎樣的?
思考b:什么是摩擦起電,為什么摩擦能夠使物體帶電呢?實質是什么呢?
(1)原子的核式結構及摩擦起電的微觀解釋(原子:包括原子核(質子和中子)和核外電子。)
(2)摩擦起電的原因:不同物質的原子核束縛電子的能力不同.
實質:電子的轉移. 結果:兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷.
1. 摩擦起電
產生?結果?
實質:摩擦起電實質是電子從一個物體 到另一個物體上。得到電子,帶 ;失去電子,帶
例1.毛皮與橡膠棒摩擦后,毛皮帶正電,這是因為( )
A.毛皮上的一些電子轉移到橡膠棒上了 B.毛皮上的一些正電荷轉移到了橡膠棒上了
C.橡膠棒上的一些電子轉移到了毛皮上了 D.橡膠棒上的一些正電荷轉移到毛皮上了
問題二:
思考a:接觸帶電的實質是什么呢?
思考b:兩個完全相同的帶電導體,接觸后再分開,二者所帶電量怎樣分配呢?
電中和現象及電荷均分原理:
a.兩個帶 電荷的物體相互接觸后都不顯電性,這種現象叫做電中和現象。
b.兩個相同的帶電金屬導體接觸后,電荷要重新 分配,這種現象叫做電荷均分原理。
2. 接觸帶電
產生?結果?
實質:自由電子在 的轉移。
例2. 兩個完全相同的金屬球,一個帶+6×10-8C的電量,另一個帶-2×10-8C的電量。把兩球接觸后再分開,兩球分別帶電多少?
問題三:
(1)思考a:金屬為什么能夠成為導體?
(2)【演示】
思考a:把帶正電荷的球C移近導體A,箔片有什么變化,現象說明了什么呢?然后又移走C呢?
思考b:如果先把A和B分開,然后移開C,箔片什么變化,這種現象又說明什么呢?
思考c:在上一步的基礎上,再讓A和B接觸,又會看到什么現象呢?這個現象說明了什么呢?
(3)什么是靜電感應和感應起電?感應起電的實質什么呢?
3. 感應起電
⑴靜電感應:當一個帶電體 導體時,可以使導體帶電的現象,叫做靜電感應。
⑵感應起電:利用靜電感應使金屬導體帶電的過程。
實質:自由電子從 物體的一部分轉移到另一部分。
規律:近端感應 種電荷,遠端感應 種電荷。
靜電感應的`原因?
分析物質的微觀分子結構,分析起電的本質原因:把帶電的球C移近金屬導體A和B時,由于同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,使導體上的自由電子被吸引過來,因此導體A和B帶上了等量的異種電荷.感應起電也不是創造了電荷,而是使物體中的正負電荷分開,是電荷從物體的一部分轉移到另一部分。
得出電荷守恒定律.
例3. 如圖所示,將用絕緣支柱支持的不帶電金屬導體A和B 接觸,再將帶負電的導體C移近導體A,然后把導體A、B分開,再移去C,則 ( )
A.導體A帶負電,B帶正電
B.導體A帶正電,B帶負電
C.導體A失去部分負電荷,導體C得到負電荷
D.導體A帶正電是由于導體B的部分電子轉移到A上,故A、B帶等量異種電荷
小結:使物體帶電的方式及本質
三.電荷守恒定律
1、電荷守恒定律的兩種表述:
表述一:
表述二:一個與外界沒有電荷交換的系統,電荷的代數和總是保持不變。
例4.關于電荷守恒定律,下列敘述正確的是: ( )
A.一個物體所帶的電量總是守恒的;
B.在與外界沒有電荷交換的情況下,一個系統所帶的電量總是守恒的;
C.在一定的條件下,一個系統內的等量的正負電荷即使同時消失,但是這并不違背電荷守恒定律;
D.電荷守恒定律并不意味著帶電系統一定和外界沒有電荷交換;
四.元電荷
閱讀課本并回答
(1)電荷的多少如何表示?它的單位是什么?
(2)什么是元電荷?一個電子就是一個元電荷嗎?
(3)元電荷的數值是多少?它的數值最早是由哪位物理學家測定的?
(4)什么是比荷?電子的比荷是多少?
1. 電荷量( ):電荷的多少,簡稱電量。單位: ,符號:
2. 元電荷是一個電子或質子所帶的電荷量,它是電荷量的最 單位。
元電荷的值:e= ,最早由美國物理學家 測定。
注意:所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數倍。就是說,電荷量是不能連續變化的物理量。
3. 比荷(荷質比):帶電體的 與其 的比值。
比荷:電子的電荷量e和電子的質量me的比值,為 C/㎏
例5.關于物體的帶電荷量,以下說法中正確的是( )
A.物體所帶的電荷量可以為任意實數
B.物體所帶的電荷量應該是某些特定值
C.物體帶電+1.60×10-9C,這是因為該物體失去了1.0×1010個電子
D.物體帶電荷量的最小值為1.6×10-19C
例6.5個元電荷的電量是________, 16 C電量等于________元電荷.
五.驗電器和靜電計
1、人們選用什么儀器來判斷物體是否帶電?它的工作原理是什么?
閱讀課本了解驗電器和靜電計的結構和功能 靜電計(指針式驗電器)
2、思考:是否只有當帶電體與導體棒的上端直接接觸時,金屬箔片才開始張開?解釋看到的現象.
【隨堂檢測】
1.下列說法正確的是 ( )
A.摩擦起電和靜電感應都是使物體正負電荷分開,而總電荷量并未變化
B.毛皮摩擦過的橡膠棒帶負電,摩擦過程中橡膠棒上正電荷轉移到毛皮上
C.用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電是摩擦過程中玻璃棒得到電子
D.物體不帶電,表明物體中沒有電荷
2.帶電微粒所帶電量不可能是下列值中的 ( )
A.2.4×10-19C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-18C D.4.0×10-17C
.3.關于摩擦起電和感應起電的實質,下列說法中正確的是 ( )
A.摩擦起電說明機械能可以轉化為電能,也說明通過做功可以創造出電荷
B.摩擦起電說明電荷可以從一個物體轉移到另一個物體
C.感應起電說明電荷可以從物體的一部分轉移到另一個部分
D.感應起電說明電荷可以從帶電的物體轉移到原來不帶電的物體
4.如圖所示,原來不帶電的絕緣金屬導體MN,在其兩端下面都懸掛著金屬驗電箔.若使帶負電的絕緣金屬球A靠近導體的M端,可能看到的現象是( )
A.只有M端驗電箔張開,且M端帶正電
B.只有N端驗電箔張開,且N端帶負電
C.兩端的驗電箔都張開,且左端帶負電,右端帶正電
D.兩端的驗電箔都張開,且左端帶正電,右端帶負電
5. 如圖所示,A.B是被絕緣支架分別架起的金屬球,并相隔一定距離,其中A帶正電,B不帶電,則以下說法中正確的是( )
A.導體B帶負電
B.導體B左端出現負電荷,右端出現正電荷,并且電荷量大小相等
C.若A不動,將B沿圖中虛線分開,則左邊的電荷量小于右邊的電荷量
D.若A、B接觸一下,A、B金屬體所帶總電荷量保持不變
6科學家在研究原子、原子核及基本粒子時,為了方便,常常用元電荷作為電量的單位,關于元電荷,下列論述正確的是:( )
A.把質子或電子叫元電荷. B.電子帶有最小的負電荷,其電量的絕對值叫元電荷.
C.1.60×10-19C的電量叫元電荷 D.質子帶有最小的正電荷,其電量的絕對值叫元電荷.
教后記:
1、 學生對三種起電方式展開了激烈的討論,還例舉了生活中的靜電現象。
對點電荷、元電荷、質子電量、電子電量之間關系下節課還要復習。
1.用毛皮摩擦橡膠棒時,橡膠棒帶 電荷,毛皮帶 電荷.當橡膠棒帶有3.2×10-9庫侖的電量時,電荷量為1.6 ×10-19庫侖的電子有 個從 移到 上.
2.絕緣細線上端固定,下端懸掛一輕質小球a,a的表面鍍有鋁膜.在a的近旁有一絕緣金屬球b,開始時a、b都不帶電,如圖所示.現使b帶電,則 ( )
A.ab之間不發生相互作用 B.b將吸引a,吸在一起不分開
C.b立即把a排斥開 D.b先吸引a,接觸后又把a排斥開
3.關于電現象的敘述,正確的是 ( )
A.玻璃棒無論與什么物體摩擦都帶正電,膠木棒無論與什么物體摩擦都帶負電.
B.摩擦可以起電,是普遍存在的現象,相互摩擦的兩個物體總是同時帶等量異種電荷.
C.帶電現象的本質是電子的轉移,物體得到多余電子就一定顯負電性,失去電子就一定顯正電性.
D.當一種電荷出現時,必然有等量異號的電荷出現,當一種電荷消失時,必然有等量異號電荷同時消失
高中物理教案14
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。
高中物理教案15
研究性實驗:(1) 研究勻變速運動練習使用打點計時器:
1.構造:見教材。
2.操作要點:接50HZ,4---6伏的交流電 S1 S2 S3 S4
正確標取記:在紙帶中間部分選5個點 。T 。T 。 T 。 T 。
3.重點:紙帶的分析 0 1 2 3 4
a.判斷物體運動情況:
在誤差范圍內:如果S1=S2=S3=......,則物體作勻速直線運動。
如果?S1=?S2=?S3= .......=常數, 則物體作勻變速直線運動。
b.測定加速度:
公式法: 先求?S,再由?S= aT2求加速度。
圖象法: 作v-t圖,求a=直線的斜率
c.測定即時速度: V1=(S1+S2)/2T V2=(S2+S3)/2T
測定勻變速直線運動的加速度:
1.原理::?S=aT2
2.實驗條件:
a.合力恒定,細線與木板是平行的。
b.接50HZ,4-6伏交流電。
3.實驗器材:電磁打點計時器、紙帶、復寫紙片、低壓交流電源、小車、細繩、一端附有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、導線、兩根導線。
4.主要測量:
選擇紙帶,標出記數點,測出每個時間間隔內的位移S1、S2、S3 。。。。圖中O是任一點。
5. 數據處理: 0 1 2 3 4 5 6
根據測出的S1、S2、S3....... 。S1 。S2 。 S3 。S4 。 S5 。 S6 。
用逐差法處理數據求出加速度:
S4-S1=3a1T2 , S5-S2=3a2T2 , S6-S3=3a3T2
a=(a1+a2+a3)/3=(S4+S5+S6- S1-S2-S3)/9T2
測勻變速運動的.即時速度:(同上)
(2) 研究平拋運動
1.實驗原理:
用一定的方法描出平拋小球在空中的軌跡曲線,再根據軌跡上某些點的位置坐標,由h=求出t,再由x=v0t求v0,并求v0的平均值。
2.實驗器材:
木板,白紙,圖釘,未端水平的斜槽,小球,刻度尺,附有小孔的卡片,重錘線。
3.實驗條件:
a. 固定白紙的木板要豎直。
b. 斜槽未端的切線水平,在白紙上準確記下槽口位置。
c.小球每次從槽上同一位置由靜止滑下。
(3) 研究彈力與形變關系
方法歸納:
(1)用懸掛砝碼的方法給彈簧施加壓力
(2)用列表法來記錄和分析數據(如何設計實驗記錄表格)
(3)用圖象法來分析實驗數據關系
步驟:
1以力為縱坐標、彈簧伸長為橫坐標建立坐標系
2根據所測數據在坐標紙上描點
3按照圖中各點的分布和走向,嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)
4以彈簧的伸重工業自變量,寫出曲線所代表的函數,首先嘗試一次函數,如不行則考慮二次函數,如看似象反比例函數,則變相關的量為倒數再研究一下是否為正比關系(圖象是否可變為直線)----化曲為直的方法等。
5解釋函數表達式中常數的意義。
2. 注意事項:所加砝碼不要過多(大)以免彈簧超出其彈性限度
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