高中物理優秀教案
作為一位無私奉獻的人民教師,很有必要精心設計一份教案,借助教案可以讓教學工作更科學化。我們應該怎么寫教案呢?以下是小編幫大家整理的高中物理優秀教案,歡迎大家借鑒與參考,希望對大家有所幫助。
高中物理優秀教案1
三維教學目標
1、知識與技能
(1)知道波的疊加原理,知道什么是波的干涉條件、干涉現象和干涉圖樣;
(1)知道什么是波的衍射現象,知道波發生明顯衍射現象的條件;
(2)知道干涉現象、波的衍射現象都是波所特有的現象。
2、過程與方法:
3、情感、態度與價值觀:
教學重點:波的疊加原理、波的干涉條件、干涉現象和干涉圖樣、波發生明顯衍射現象的條件。
教學難點:波的干涉圖樣
教學方法:實驗演示
教學教具:長繩、發波水槽(電動雙振子)、音叉
(一)引入新課
大家都熟悉“聞其聲不見其人”的物理現象,這是什么原因呢?通過這節課的學習,我們就會知道,原來波遇到狹縫、小孔或較小的障礙物時會產生一種特有得現象,這就是波的衍射。
(二)進行新課
波在向前傳播遇到障礙物時,會發生波線彎曲,偏離原來的直線方向而繞到障礙物的背后繼續轉播,這種現象就叫做波的衍射。
1. 波的衍射
(1)波的衍射:波可以繞過障礙物繼續傳播,這種現象叫做波的衍射。
哪些現象是波的衍射現象?(在水塘里,微風激起的水波遇到露出水面的小石頭、蘆葦的細小的障礙物,會繞過它們繼續傳播。)
實驗:下面我們用水波槽和小擋板來做,請大家認真觀察。
現象:水波繞過小擋板繼續傳播。將小擋板換成長擋板,
重新做實驗:
現象:水波不能繞到長擋板的背后傳播。這個現象說明發生衍生的條件與障礙物的大小有關。
(2)衍射現象的條件
演示:在水波槽里放兩快小擋板,當中留一狹縫,觀察波源發出的水波通過窄縫后怎樣傳播。
第一、保持水波的波長不變,該變窄縫的寬度(由窄到寬),觀察波的傳播情況有什么變化。觀察到的現象:在窄縫的寬度跟波長相差不多的情況下,發生明顯的衍射現象。水波繞到擋板后面繼續傳播。(參見課本圖10-26甲)
在窄縫的寬度比波長大得多的情況下,波在擋板后面的傳播就如同光線沿直線傳播一樣,在擋板后面留下了“陰影區”。(參見課本圖10-26乙)
第二、保持窄縫的寬度不變,改變水波的波長(由小到大),將實驗現象用投影儀投影在大屏幕上。可以看到:在窄縫不變的情況下,波長越長,衍射現象越明顯。
將課本圖10-27中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上,它們是做衍射實驗時拍下的照片。甲中波長是窄縫寬度的3/10,乙中波長是窄縫寬度的5/10,丙中波長是窄縫寬度的7/10。
通過對比可以看出:窄縫寬度跟波長相差不多時,有明顯的衍射現象。
窄縫寬度比波長大得多時,衍射現象越不明顯。窄縫寬度與波長相比非常大時,水波將直線傳播,觀察不到衍射現象。
結論:只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多,或者比波長更小時,才能觀察到明顯的衍射現象。一切波都能發生衍射,衍射是波的特有現象。
2、波的疊加
我們有這樣的生活經驗:將兩塊石子投到水面上的兩個不同地方,會激起兩列圓形水波。它們相遇時會互相穿過,各自保持圓形波繼續前進,與一列水波單獨傳播時的情形完全一樣,這兩列水波互不干擾。
3、波的干涉
一般地說,振動頻率、振動方向都不相同的幾列波在介質中疊加時,情形是很復雜的。我們只討論一種最簡單的但卻是最重要的情形,就是兩個振動方向、振動頻率都相同的.波源所發出的波的疊加。
演示:在發波水槽實驗裝置中,振動著的金屬薄片AB,使兩個小球S1、S2同步地上下振動,由于小球S1、S2與槽中的水面保持接觸,構成兩個波源,水面就產生兩列振動方向相同、頻率也相同的波,這樣的兩列波相遇時產生的現象如課本圖10-29所示。為什么會產生這種現象呢?我們可以用波的疊加原理來解釋。
課本圖10-30所示的是產生上述現象的示意圖。S1和S2表示兩列波的波源,它們所產生的波分別用兩組同心圓表示,實線圓弧表示波峰中央,虛線圓弧表示波谷中央。
某一時刻,如果介質中某點正處在這兩列波的波峰中央相遇處[課本圖10-30所示中的a點],則該點(a點)的位移是正向最大值,等于兩列波的振幅之和。經過半個周期,兩列波各前進了半個波長的距離,a點就處在這兩列波的波谷中央相遇處,該點(a點)的位移就是負向最大值。再經過半個周期,a點又處在兩列波的波峰中央相遇處。這樣,a點的振幅就等于兩列波的振幅之和,所以a點的振動總是最強的。這些振動最強的點都分布在課本圖10-30中畫出的粗實線上。
某一時刻,介質中另一點如果正處在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中央相遇處[課本圖10-30中的b點],該點位移等于兩列波的振幅之差。經過半個周期,該點就處在一列波的波谷中央和另一列波的波峰中央相遇處,再經過半個周期,該點又處在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中央相遇處。這樣,該點振動的振幅就等于兩列波的振幅之差,所以該點的振動總是最弱的。如果兩列波的振幅相等,這一點的振幅就等于零。這就是為什么在某些區域水面呈現平靜的原因。這些振動最弱的點都分布在課本圖10-30中畫出的粗虛線上。可以看出,振動最強的區域和振動最弱的區域是相互間隔開的。
頻率相同的波,疊加時形成某些區域的振動始終加強,另一些區域的振動始終減弱,并且振動加強和振動減弱的區域相互間隔,這種現象叫做波的干涉(inerference)。形成的圖樣叫做干涉圖樣。
只有兩個頻率相同、振動方向相同的波源發出的波,疊加時才會獲得穩定的干涉圖樣,這樣的波源叫做相干波源,它們發出的波叫做相干波。不僅水波,一切波都能發生干涉,干涉現象是一切波都具有的重要特征之一。
演示:敲擊音叉使其發聲,然后轉動音叉,就可以聽到聲音忽強忽弱。這就是聲波的干涉現象。
(1)做波的干涉:頻率相同的波,疊加時形成某些區域的振動始終加強,另一些區域的振動始終減弱,并且振動加強和振動減弱的區域相互間隔,這種現象叫做波的干涉。形成的圖樣叫做干涉圖樣。
(2)特點:干涉現象是一切波都具有的現象。
(3)產生條件:兩列波的頻率必須相同。
高中物理優秀教案2
教學設計思路
根據課堂教學設計的基本原理,制定“滑動摩擦力”的教學設計方案。
對于“滑動摩擦力產生的現象、機理及其應用”部分,主要是采用接受性學習(了解)的方式,具體思路是:先通過生活中常見的有關滑動摩擦力的例子,引出滑動摩擦力;接著介紹摩擦力是怎樣產生的;再說明滑動摩擦力的特點(方向等);最后說明生活中的應用(利與弊)。
對于“滑動摩擦力公式”部分,主要采用實驗探究學習的方式,具體設計思路是:把學生分成三組,自己設計實驗分別探究不同接觸面性質、接觸面積和接觸面壓力情況下滑動摩擦力的大小;然后一起分析得出滑動摩擦力的公式;最后舉例鞏固一下。
學習任務分析
滑動摩擦力是山東科學技術出版社出版的物理1(必修)第四章第三節的內容,主要是滑動摩擦力。該內容是學習了重力與重心和形變與彈力的基礎上,繼續學習摩擦力。其主要特點是實驗探究學習“滑動摩擦力”,培養學生動手能力、科學的思維方法和強化學生分析和論證的能力;強調滑動摩擦力的實際生活應用,為以后動力學的知識打下堅實的基礎。
(1)教學重點
○1 通過實驗探究滑動摩擦力,并尋找其中規律,得出滑動摩擦力的公式;
○2加深對“滑動摩擦力”的理解(條件與方向);
○3正確理解滑動摩擦力的產生及其在生活中的應用。
(2)教學難點
○1學會實驗探究滑動摩擦力;
○2了解滑動摩擦力的產生及其在生活中的應用。
學習者分析
學生是普通水平的高一學生。
○1已學習了重力與重心、形變與彈力;
○2 平時重視課本知識的學習,但對知識的實際應用了解甚少,比如滑動摩擦力的日常應用(利與弊);
○3 學生對自己動手實驗有著較濃厚的興趣,利用實驗探究的學習方法調動學生學習的積極性以及激起學生的求知欲。
教學目標
1 知識與技能
○1 通過實驗探究、理解滑動摩擦力;
○2 知道滑動摩擦力與哪些因素有關,尋找其中規律并導出滑動摩擦力的公式;
○3知道滑動摩擦力的產生及其在生活中的應用。
2 過程與方法
○1通過生活中的實例了解摩擦現象的普遍存在,并初步培養學生的觀察能力和提出問題的能力‘
○2 通過實驗探究影響摩擦力大小的因素,初步體會科學研究的方法,培養學生收集和處理數據的能力;
○3通過實驗探究生活中的摩擦現象培養學生的信息交流能力。
3 情感態度與價值觀
○1 使學生能聯系實際探究自然現象和日常生活中的物理道理,養成勇于探索生活中的物理道理與原理的精神;
○2 培養學生實踐-----認識(規律)-----實踐(解決實際問題)的思想;
○3 通過探究活動和小組合作培養學生善于將自己的見解公開和與人交流的能力以及合作精神。
教學設備 砝碼(若干個) 木板 貼有砂紙的木板 木板(長寬高不等)彈簧秤
板書設計
滑動摩擦力
一 定義:滑動摩擦力是當兩個物體彼此接觸和擠壓,并發生相對滑動時,在接觸面上產生的一種阻礙相對滑動的力。
二 條件 接觸 擠壓 相對滑動
方向 阻礙相對滑動-----與運動趨勢方向相反
二 決定滑動摩擦力大小因素: 壓力大小(N) 接觸面粗糙程度(μ)(將教學過程設計中的表格畫在黑板上)
三 公式:f=μ N (0<μ<1)
四 應用
教學過程設計
(1) 復習彈力、導入新課
復習彈力,聯系實際說明——相互接觸的兩個物體相互作用時的現象(例如:一個彈簧板上放著一個物體,當換放一個更重的物體時,彈簧板的形變量會增大,說明物體和彈簧板間的彈力變大;與此相對應的另外一種現象是,當我們用力推講桌時,我們會感覺到好象有一種阻礙的力量(老師實驗)。我們知道,這種力量決不是彈力,但它一定和彈力有關系,因為當我們推一個較小的物體時,我們就會覺得很輕松。那么,這種力到底是一種什么力呢?)馬拉雪橇在冰道上滑行卻能拉很重的貨物,在普通路面卻不行。走路時在光滑的路面容易摔倒。這些是為什么?引入。
師:當兩個物體彼此接觸和擠壓,并發生相對滑動時,在接觸面上產生的一種阻礙相對滑動的力稱為滑動摩擦力。(板書)
師:從定義中可以知道滑動摩擦力產生的條件和方向。提問。
生1:條件是接觸、擠壓、相對滑動。
生2:方向是阻礙相對滑動的力,即與相對滑動的力方向相反。
(2) 探究思考
師:那讓我們實驗探究一下滑動摩擦力大小與什么因素有關呢?
生1:彈力。
生2:接觸面大小。
師:很好!其實呢,老師認為還與接觸面的性質有關。那我們現在對其進行實驗探究,分別對它們進行探究,看看我們的推測是否正確。
老師把學生分成甲乙丙三組,完成下表中的實驗,并完成下列表格的內容。 (在實驗過程中,老師要下來觀看同學實驗,并指導。)
表一
甲組 乙組 丙組
探究內容 與接觸面壓力關系 與接觸面面積關系 與接觸面性質關系
實驗器材 彈簧秤、木板、
木塊、砝碼, 彈簧秤、木板、
木塊 彈簧秤、木板、
木塊、貼有砂紙
的的木板
實驗步驟 把木塊放在水平木板
上,用彈簧秤勻速
拉木塊,讀出這
時的拉力并記錄
。在木板上放上砝
碼,再次用彈簧
秤勻速拉木塊,讀出
這時的拉力和用
彈簧秤測出的重力
(壓力)并記錄。 把木塊放在水平木
板上,用彈簧秤
勻速拉木塊,讀出
這時的拉力并記
錄。再把木塊另
一側面朝下,
(這次側面應與
上次面積不同)
用彈簧秤勻速拉
木塊,讀出這時
的拉力和用彈簧
秤測出的重力
(壓力)并記錄。 把木塊放在水平
木板上,用彈簧秤
勻速拉木塊,讀
出這時的拉力并
記錄。把木塊放
在貼有砂紙的木
板上,用彈簧秤
勻速拉木塊,讀
出這時的拉力和
用彈簧秤測出的
重力(壓力)并
記錄。
結果 放砝碼的物體受摩
擦力大于不放砝
碼的物體受摩擦力。
(由學生自行完成) 兩次受摩擦力一樣
大(由學生自行完
成) 木塊放在貼有砂
紙的`木板上受的
摩擦力大于在木
板上受的摩擦力
(由學生自行完成)
結論 滑動摩擦力大小
與接觸面的壓力有關 滑動摩擦力大小與
接觸面的面積無關 滑動摩擦力大小與
接觸面的性質有關
師:從上述實驗中我們可以得出什么呢?
生:滑動摩擦力大小與接觸面的壓力、接觸面的性質有關,與接觸面的面積無關。
(老師板書)
表二
根據每組同學們測出的數據填入以下表格;
壓力N
摩擦力f
作出壓力N與摩擦力f的圖像,尋找其規律。并對實驗過程和結論進行評估和交流吧!
師:好!那從圖像中我們得出什么呢?
生:壓力與摩擦力成正比。
師:對。其比例系數由接觸面得材料決定,我們稱之為動摩擦因數,記為μ。即有:μ=f/N。(板書)故f=μN。(補充說明:μ跟相互接觸的兩個物體的材料有關,還跟接觸面的粗糙程度有關,從式子中可知μ沒有單位并由大量的實驗證明0<μ<1。)
師:下面我們舉幾個題目鞏固一下。
題1.課本73頁的例題。
題2:課本77頁作業的第一題。
題3:一個橡皮繩,原長為l0,用它懸掛一本書,靜止時測出橡皮繩的長度為l1。用橡皮繩沿水平方向拉書使書做勻速運動,測得橡皮繩的長度為l2。設橡皮繩伸長的長度要跟受到的拉力成正比,求出書與桌面的動摩擦因數。(μ=(l2-- l0)/( l1-- l0))
師:下面談談滑動摩擦力的應用。運用我們今天課堂上學的知識,同學們可以提出增大有益摩擦和減小有害摩擦的方法嗎?
生1:增大有益摩擦的方法有:增大接觸面的粗糙程度或增大物體之間的壓力。
生2:減少有害摩擦的方法有:減少接觸面得粗糙程度或減少物體之間的壓力。
師:生活的運用有:加潤滑油,使用氣墊;釘鞋,在輪胎上刻花紋等。
(拓展:如果時間充足的話講課本中的信息窗與同學們分享一下。)
作業:課本77頁第二、四題。
教學總結
更為精確的實驗表明:滑動摩擦力的大小跟壓力成正比,也就是跟兩個物體間的垂直作用力成正比。摩擦力與接觸面面積大小和滑動的速度大小無關。如果f表示滑動摩擦力的大小,用N表示壓力的大小,則有f=μN,其中μ表示滑動摩擦因數,它跟相互接觸的兩個物體的材料及粗糙程度有關,是一個無單位的物理量,能直接影響運動狀態和受力情況。其取值范圍是0<μ<1。
教學反思
本節課在考慮到科學探究的難度和學生的實際基礎上讓學生在老師的引導下進行假設猜想、設計實驗師生共同探究。由學生小組自行進行探究,最后形成結論。實現學科核心向學生核心的
轉移,讓學生主動獲取知識;通過具體事例將知識應用于生活和生產,讓學生體會物理知識的應用價值,培養學生熱愛科學的態度和價值觀,不會由受到傳統教學的影響太多而不敢過分相信學生“放手”讓學生去探究,從而制約了學生的進步和創新。
教學過程流程圖
教學設計后記
1. 通過生活的例子引入滑動摩擦力,并了解其產生的條件和其方向;
2. 通過互動實驗探究影響滑動摩擦力大小的因素,改變“以往以定論式的結論告訴學生”的教學,使學生對公式有更深刻的理解;
3. 探究過程中采用合作學習的方式來吸引學生的學習興趣。
高中物理優秀教案3
一、教材分析
“實驗:測定電池的電動勢和內阻”是人教版高中物理選修3-1第二章第九節的內容,它是閉合電路歐姆定律的深化和實際應用,學生通過本節課的學習,既能鞏固電學問題的分析思路,加深對閉合電路歐姆定律的理解,激發學生的學習興趣,培養學生合作、探究、交流能力,具有很重要的實際意義。。
二、教學目標
一、知識與技能
1、理解閉合電路歐姆定律內容
2、理解測定電源的電動勢和內阻的基本原理,體驗測定電源的電動勢和內阻的探究過程。
3、用解析法和圖象法求解電動勢和內阻。
4、使學生掌握利用儀器測量電池電動勢和內電阻的方法,并通過設計電路和選擇儀器,開闊思路,激發興趣。
二、過程與方法
1、體驗實驗研究中獲取數據、分析數據、尋找規律的科學思維方法。
2、學會利用圖線處理數據的方法。
三、情感態度與價值觀
使學生理解和掌握運用實驗手段處理物理問題的基本程序和技能,具備敢于質疑的習慣、嚴謹求實的態度和不斷求索的精神,培養學生觀察能力、思維能力和操作能力,提高學生對物理學習的動機和興趣。
三、教學重點難點
重點:利用圖線處理數據
難點:如何利用圖線得到結論以及實驗誤差的分析
四、學情分析
1.知識基礎分析:
①掌握了閉合電路歐姆定律,會利用該定律列式求解相關問題。
②掌握了電流表、電壓表的使用方法。
2.學習能力分析:
①學生的觀察、分析能力不斷提高,能夠初步地、獨立發現事物內在聯系和一般規律的能力。
②具有初步的概括歸納總結能力、邏輯推力能力、綜合分析能力。
五、教學方法
實驗法,講解法
六、課前準備
1.學生的學習準備:預習學案。
2.教師的教學準備:多媒體課件制作,課前預習學案,課內探究學案,課后延伸拓展學案。3.教學環境的設計和布置:兩人一組,實驗室內教學。
七、課時安排:1課時
八、教學過程
(一)預習檢查、總結疑惑
(二)情景引入、展示目標
回顧上節所學內容,引入新內容
教師: 上堂課我們學習了閉合電路的歐姆定律,那么此定律文字怎么述?公式怎么寫?
學生: 閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比,跟整個電路的電阻成反比,這就是閉合電路的歐姆定律。
提出問題:現在有一個干電池,要想測出其電動勢和內電阻,你需要什么儀器,采用什么樣的電路圖,原理是什么?
學生討論后,得到的大致答案為:由前面的閉合電路歐姆定律I=E/(r+R)可知E=I(R+r),或E=U+Ir,只需測出幾組相應的數值便可得到,可以采用以下的電路圖:
這幾種方法均可測量,今天我們這節課選擇用 測量的這一種。
(三)合作探究、精講點播
1.實驗原理:閉合電路歐姆定律E=U+Ir
2.實驗器材:
學生回答: 測路端電壓; 測干路電流,即過電源的電流。需測量的是一節干電池,電動勢約為1.5V,內電阻大約為零點幾歐。
電流表、電壓表及滑動變阻器的規格要根據實驗的具體需要來確定,看看我們用到的電路圖里面 、 各需測的是什么?
提出問題:選用電路圖時,還可將 接在外面,原則上也是可以的,那么我們在做實驗時是否兩個都可以,還是哪一個更好?為什么?
學生回答:兩種方式測量都會帶來誤差。
采用圖1 示數準確 示數偏小
采用圖2 示數準確 示數偏小
選用哪種方式,要根據實際測量的需要確定,現在要想測出電源的內阻,如果采用圖2方式,最后得到的結果相當于電源內阻與電流表內阻的總和,而兩者相差又不太多,這樣一來誤差就會比較大,所以應采用圖1的電路圖。明確各儀器的規格:
電流表0~0.6A量程,電壓表0~3V量程。
滑動變阻器0~50Ω。
此外,開關一個,導線若干。
3.數據處理:
原則上,利用兩組數據便可得到結果,但這樣做誤差會比較大,為此,我們可以多測幾組求平均,也可以將數據描在圖上,利用圖線解決問題。
明確:
①圖線的縱坐標是路端電壓,它反映的是:當電流I增大時,路端電壓U將隨之減小,U與I成線性關系,U=E—Ir。也就是說它所反映的是電源的性質,所以也叫電源的外特性曲線。
②電阻的伏安特性曲線中,U與I成正比,前提是R保持一定,而這里的U-I圖線中,E、r不變,外電阻R改變,正是R的變化,才有I和U的變化。
實驗中至少得到5組數據,畫在圖上擬合出一條直線。要求:使多數點落在直線上,并且分布在直線兩側的數據點的個數要大致相等,這樣,可使偶然誤差得到部分抵消,從而提高精確度。
討論:將圖線延長,與橫縱軸的交點各代表什么情況?
歸納:將圖線兩側延長,分別交軸與A、B點。
A點意味著開路情況,它的縱軸截距就是電源電動勢E。
說明:
①A、B兩點均是無法用實驗實際測到的,是利用得到的圖線向兩側合理外推得到的。
②由于r一般很小,得到的圖線斜率的絕對值就較小。為了使測量結果準確,可以將縱軸的坐標不從零開始,計算r時選取直線上相距較遠的兩點求得。
4.誤差分析:
實驗中的誤差屬于系統誤差,請同學們進一步討論,得到的數值是偏大還是偏小?(提示:利用圖線及合理的推理)
可以請幾位同學發言,最后得到結論。
因為 電壓表的分流作用
所以 I真=I測+Iv
即 (I真—I測)↑,
反映在圖線上:
當 U=0時,Iv→0 I→I真
故 r真>r測 E真>E測
5.布置作業:
認真看書,寫好實驗報告。
(四)反思總結,當堂檢測。
教師組織學生反思總結本節課的主要內容,并進行當堂檢測。
設計意圖:引導學生構建知識網絡并對所學內容進行簡單的反饋糾正。(課堂實錄)
(五)發導學案、布置預習。
九、板書設計
一、實驗原理:
二、實驗步驟:
三、數據處理:
計算:
圖像:
四、誤差分析:
十、教學反思:本節課重在數據處理、誤差分析。
學校:臨清三中 學科:物理 編寫人:孫風武 審稿人:盛淑貞
多用電表學案
課前預習學案
一、預習目標
學習測量電源電動勢和內阻的方法,掌握科學測量的主要步驟。
二、預習內容
一、實驗目的
測定電源的________________。
二、實驗原理
1、圖2.6-1中,電源電動勢E、內電阻r,與路端電壓U、電流I的關系可寫為
E=______________。(1)
2、圖2.6-2中,電源電動勢E、內電阻r、電流I、電阻R的關系可寫為
E=______________。(2)
3、圖2.6-3中電源E、內電阻r、路端電壓U、電阻R的關系可寫為
E=______________。(3)
E r R
E r R
圖2.6-2 圖2.6-3
實驗原理1是本節課的重點。測出幾組U,I數值,帶入(1)式得到的方程兩兩組成方程組,可得到E,r值。這種方法誤差較大。還可以多測出幾組U,I值,然后在U-I坐標平面內描出各組U、I值所對應的點,然后通過這些點畫一直線,如圖2.6-4所示,直線與縱軸的的交點的縱坐標就是電池的電動勢的大小,直線與橫軸的交點的橫坐標就是電池的短路電流Io=E/r,因此可求的內電阻r=E/Io。
三、實驗器材
_________ 、__________、__________、__________、開關、
導線。
三、提出疑惑
同學們,通過你的自主學習,你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點 疑惑內容
課內探究學案
一、學習目標
學會科學處理實驗數據的方法,有公式法和圖像法。
學習重難點:圖像法計算E、r。
二、學習過程
實驗步驟
1.連接電路。如圖2.6-1所示。電流表取0.6A量程,電壓表 o Io I/A
取3V量程,移動觸頭位置使連入電路中的有效阻值_______。 圖2.6-4
2.測幾組(I,U)值。閉合電鍵,移動變阻器觸頭位置,使電流有明顯示數,記下一組(I,U)值,斷開電鍵。用同樣方法,多次移動變阻器觸頭位置,記錄多組(I,U)值,然后斷開電鍵。
3.建立坐標系、描點。縱軸表示__________,橫軸表示__________,取合適的標度,使所描坐標點分布絕大部分坐標紙,必要時縱坐標可以_________________。
4.據描出的坐標點作出U-I圖像。應使圖象盡量多的通過描出的點,不在圖象上的點要盡量對稱的分布于圖線兩側,誤差很大,應堅決舍棄。
5.測算電動勢和內電阻。準確讀出U-I圖線與縱軸和橫軸的交點坐標,并帶入U=E-Ir中,算出E=?r=?
【典型例題】
用電流表和電壓表測定電池的電動勢E和內電阻r,所用的電路如圖2.6-5所示,一位同學測得六組數據如下表中所示。
組別 I(A) U(V)
1 0.12 1.37
2 0.20 1.32
3 0.31 1.24
4 0.32 1.18
5 0.50 1.10
6 0.57 1.05
(1)試根據這些數據在圖2.6-6中作出U-I圖線。
(2)根據圖線得出電池的電動勢E=____V,電池的內電阻r= ________ 。
(3)若不作出圖線,只選用其中兩組U和I數據, 可利用公式E=U1+I1r,E=U2+I2r算出E和r,這樣做可能得出誤差很大的結果,選用第______組和第 ______組的數據,求得E和r誤差最大。
(三)反思總結
誤差分析是難點
(四)當堂檢測
1.在《測定電池的電動勢和內電阻》的實驗中,待測電池、開關和導線配合下列哪些儀器.可以達到測定目的( )
A.一只電流表和一只滑動變阻器
B.一只電流表和一只電壓表
C.一只電流表和一只電阻箱
D.一只電壓表和一只電阻箱
2.下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內電阻的數據處理方法,其中既減小偶然誤差,又直觀、簡便的方法是 ( )
A.測出兩組I,U的數據,代入方程組E=U1+I1r和E=U2+I2r中,即可求出E和r
B.多測幾組I,U的數據,求出幾組E,r,最后分別求出其平均值
C.測出多組I,U的數據,畫出U—I圖像,再根據圖像求E,r
D.多測出幾組I,U數據,分別求出I和U的平均值,用電壓表測出開路時的路端電壓即為電壓勢E,再用閉合電路歐姆定律求出內電阻r
3.現有器材:量程為10.0mA、內阻約30 -40 的電流表一個,定值電阻R1=150 ,定值電阻R2=100 ,單刀單擲開關S,導線若干。要求利用這些器材測量一干電池(電動勢約1.5V)的'電動勢。
(1)按要求在實物圖上連線。
(2)用已知量和直接測得量表示的待測電動勢的表達式為E= ,式中各直接測得量的意義是: .
課后練習與提高
1.用電壓表、電流表測定a、b兩節干電池的電動勢Ea、Eb和內電阻ra、rb時,畫出的圖線如圖所示,則( )
A、.Ea>Eb,ra>rb B、Ea>Eb,ra C、Earb D、Ea 2.在圖所示的電路中,R1、R2為標準電阻,測定電源電動勢和內電阻時,如果偶然誤差可以忽略不計,則電動勢的測量值______真實值,內電阻的測量值______真實值,測量誤差產生的原因是______. 3.在測定一節干電池的電動勢和內電阻的實驗中,備有下列器材: ① 干電池E(電動勢約為1.5V、內電阻大約為1.0 ) ② 電壓表V(0~15V) ③ 電流表A(0~0.6A、內阻0.1 ) ④ 電流表G(滿偏電流3mA、內阻Rg=10 ) ⑤ 滑動變阻器R1(0~10 、10A) ⑥ 滑動變阻器R2(0~100 、1A) ⑦ 定值電阻R3=990 ⑧ 開關、導線若干 ⑴ 為了方便且能較準確地進行測量,其中應選用的滑動變阻器是_________(填寫字母代號); ⑵ 請在線框內畫出你所設計的實驗電路圖,并在圖中標上所選用器材的符號。 (3) 上圖為某一同學根據他設計的實驗,繪出的I1—I2圖線(I1為電流表G的示數,I2為電流表A的示數),由圖線可求得被測電池的電動勢E =_____V,內電阻r =_____ 。 4.在測定一節干電池(電動勢約為1.5V,內阻約為2)的電動勢和內阻的實驗中,變阻器和電壓表各有兩個供選:A 電壓表量程為15V,B 電壓表量程為3V,A變阻器為(20,3A),B變阻器為(500,0.2A)。 電壓表應該選_______(填A或B),這是因_______________________________________; 變阻器應該選_______(填A或B),這是因_______________________________________。 5.要求測量由2節干電池串聯而成的電池組的電動勢E和內阻r(約幾歐),提供下列器材:電壓表V(量程3V,內阻1kΩ)、電壓表V2(量程15V,內阻2kΩ)、電阻箱(0~9999Ω)、開關、導線若干。 某同學用量程為15 V的電壓表連接成如圖所示的電路,實驗步驟如下: (l)合上開關S,將電阻箱R阻值調到R1=10Ω,讀得電壓表的讀數為U1 (2)將電阻箱R阻值調到R2=20Ω,讀得電壓表的讀數為U2,由方程組U1=ε-U1r/R1、U2=ε-U2/R2 解出ε、r 為了減少實驗誤差,上述實驗在選擇器材和實驗步驟中,應做哪些改進? 6.測量電源B的電動勢E及內阻r(E約為4.5V,r約為1.5Ω)。 器材:量程3V的理想電壓表○V,量程0.5A的電流表○A(具有一定內阻),固定電阻R=4Ω,滑動變阻器R′,開關S,導線若干。 ① 畫出實驗電路原理圖。圖中各無件需用題目中給出的符號或字母標出。 ②實驗中,當電流表讀數為I1時,電壓表讀數為U1;當電流表讀數為I2時,電壓表讀數為U2。則可以求出E= ,r= 。(用I1,I2,U1,U2及R表示) 答案:當堂檢測 1、CD 2、C 3、(1)連圖:左圖只用R1接入電路;右圖用R1和R2串聯接入電路。 (2) R2 I1是外電阻為R1時的電流,I2是外電阻為R1和R2串聯時的電流 課后練習與提高 1、A 2、等于,大于電流表具有內電阻 3、⑴R1; ⑵電路圖如右圖所示; ⑶1.47(1.46~1.48均可);0.83 (0.81~0.85均可) 4、B,A電壓表的量程過大,誤差較大;A,B變阻器額定電流過小且調節不便。 5、應選用量程為3V的電壓表. 改變電阻箱阻值R,讀取若干個U的值,由I=U/R計算出電流的值,然后作出U-I圖線,得到ε、r。 6、①實驗電路原理圖如圖。 整體設計 高中學習的速度概念較之初中所學的速度有了很大的提升,對學生來說是比較困難的,所以教學設計先通過說明如何用坐標和坐標的變化量來表示質點的位置和位移,為速度概念的敘述作好準備。速度的矢量性問題,是本節的重點,特別是對瞬時速度的理解,體現了一種極限的思想,對此要求引導學生逐步理解,不要急于求成。速度的定義是高中物理中第一次向學生 介紹比值定義物理量的方法,要求教師正確地加以引導,力求學生能理解。教學過程中,要多舉實例,通過具體的例子從大小和方向兩方面來強化對速度概念的認識,在實際情景中達到建立速度概念的目的。教學設計最后說明速度的應用,特別以“STS”形式從一個側面說明速度與社會發展的關系。 教學重點 速度概念的建立;速度的比值定義法的理解。 教學難點 速度矢量性的理解;瞬時速度的推導。 時間安排 2課時 三維目標 知識與技能 1、理解速度的概念。知道速度是表示物體運動快慢的物理量,知道它的含義、公式、符號和單位,知道它是矢量。 2、理解平均速度,知道瞬時速度的概念。 3、知道速度和速率以及它們的區別。 過程與方法 1、記住勻速直線運動中速度的計算公式,能用公式解決有關問題。 2、理解平均速度的物理含義,會求某段時間內的平均速度。 情感態度 與價值觀 1、通過介紹或學習各種工具的速度,去感知科學的價值和應用。 2、培養對科學的興趣,堅定學習思考探索的信念。 教學過程 導入新課 問題導入 為了推動我國田徑事業的發展,四川省曾舉辦過一次100 m飛人挑戰賽。有8名世界短跑名將參加角逐,其中包括我國的李雪梅和美國的瓊斯,最終瓊斯奪得冠軍。我們知道百米賽跑分為起跑、途中跑和沖刺三個階段,李雪梅的途中跑階段比瓊斯的起跑階段跑得快,但我們都說瓊斯比李雪梅跑得快,這是為什么? 通過本節課學習,我們就可以給出合理的評判標準。 情景導入 課件展示各種物體的運動,激發學生的學習興趣。 影片展示:大自然中,物體的運動有快有慢。天空中,日出日落;草原上,獵豹急馳;葡萄架上,蝸牛爬行。 飛奔的獵豹、夜空的流星在運動;房屋、橋梁、樹木,隨著地球的自轉、公轉也在運動。天上的恒星,看起來好像不動,其實它們也在飛快地運動,速度至少在幾十千米每秒以上,只是由于距離太遠,在幾十年、幾百年的時間內肉眼看不出它們位置的變化。 當高臺跳雪運動員出現在賽道的頂端時,全場觀眾的目光都集中在他身上。運動員由高處急速滑下,在即將到達賽道底部時,他的速度已達到100 km/h。這時,他雙膝彎曲,使勁一蹬,順勢滑向空中。然后,為了減小空氣阻力的影響,他上身前傾,雙臂后擺,整個身體就像一架飛機,向前滑翔。刺骨的寒風抽打著他的臉龐,兩邊的雪松飛快地向后掠過。最終,滑雪板穩穩地落在地面。 在以上的各種運動現象中,都有關于運動的描述,運動的快慢如何,要用一個新的物理量來描述,那就是速度。 推進新課 一、坐標與坐標的變化量 復習舊知:在上一節的學習中,我們學習了位移這一較為重 要的`矢量。大家回憶一下,位移的定義是什么? 學生積極思索并回答出位移的定義:從初位置指向末位置的有向線段。(復習此知識點,旨在為速度的引入奠定知識基礎,讓學生知道位移大小的關鍵在于初末位置。由位置到位置坐標再到坐標的變化量,使學生的認知呈階梯狀上升) 教師引導:既然位移是描述物體位置變化的物理量,所以物體的位移可以通過位置坐標的變化量來表示。 問題展示:在訓練場上,一輛實習車沿規定好的場地行駛,教練員想在車旁記錄汽車在各個時刻的位置情況,他該如何做?假設在每一秒汽車都在做單向直線運動。 問題啟發:對于物體位置的描述,我們往往需要建立坐標系。該教練員如何建立坐標系,才能方便地確定該車的位置? 點評:通過設問,發揮教 師的引導作用,“變教為誘”“變教為導”,實現學生的“變學為思”“變學為悟”,達到“以誘達思”的目標。 教師指導學生分組合作討論并總結。 小結:直線運動是最簡單的運動,其表示方式也最簡單。如以出發點為起點,車行駛20 m,我們就很容易地確定車的位置。所以,應該建立直線坐標系來描述汽車的位置。 課堂訓練 教練員以汽車的出發點為坐標原點,以汽車開始行駛的方向為正方向,建立直線坐標系,其對應時刻的位置如下表所示: 時刻(s) 0 1 2 3 4 位置坐標(m) 0 10 —8 —2 —14 根據教練員記錄的數據你能找出: (1)幾秒內位移最大? (2)第幾秒內的位移最大? 解析:汽車在0時刻的坐標x0=0 汽車在1 s時刻的坐標x1=10 汽車在第1 s內的位置變 化為Δx=x1—x0=(10—0) m=10 m 所以,汽車在第1 s內的位移為10 m。 同理可求,汽車在1 s內、2 s內、3 s內、4 s內的位移分別為10 m、—8 m、—2 m、—14 m。汽車在第1 s內、第2 s內、第3 s內、第4 s內的位移分別為10 m,—18 m,6 m,—12 m。 所以,第2 s內的位移最大,4 s內的位移最大。 答案:(1)4 s內 (2)第2 s內 二、速度 以下有四個運動物體,請同學們來比較一下它們運動的快慢程度。 運動物體[來源:學*科*網Z*X*X*K] 初始位置(m) 經過時間(s) 末位置(m) A、自行車沿平直道路行駛 0 20 100 B、公共汽車沿平直道路行駛 0 10 100 C、火車沿平直軌道行駛 500 30 1 250 D、飛機在天空直線飛行 500 10 2 500 如何比較A、B、C、D四個物體的運動快慢呢? 比較1:對A和B,它們經過的位移相同(都是100 m),A用的時間長(20 s),B用的時間短(10 s)。在位移相等的情況下,時間短的運動得快,即汽車比自行車快。 比較2:對B和D,它們所用的時間相等(10 s),B行駛了100 m,D飛行了200 m,B行駛的距離比D短,在時間相等的情況下,位移大的運動得快,即飛機比汽車快。 提出問題 以上兩種比較都是可行的。位移相等比較時間,時間相等比較位移。如何比較B和C的快慢程度呢?它們的位移不相等,時間也不相等。 教師指導學生分小組討論,5分鐘后提出比較意見。 方法1:B和C的位移和時間都不相等,但可以計算它們每發生1 m的位移所用的時間,即用各自的時間t去除以位移Δx,數值大的運動得慢。 方法2:B和C的位移和時間都不相等,但可以計算它們平均每秒鐘位移的大小量,單位時間內位移大的運動得快。 師生討論:兩種方法都可以用來比較物體運動的快慢,但方法2更能夠符合人們的思維習慣。 點評:問題由教師提出,明確猜想和探究的方向,教師引導學生利用已有的知識和現象,鼓勵大膽猜想討論。通過這個開放性的問題,創設一種情境,把學生帶進一個主動探究學習的空間。 引子:大自然中,物體的運動有快有慢。天空,日出日落;草原,駿馬奔馳;樹叢,蝸牛爬行。仔細觀察物體的運動,我們發現,在許多情況下,物體運動快慢各不相等且發生變化,在長期對運動的思索、探索過程中,為了比較準確地描述運動,人們逐步建立起速度的概念。 提出問題 如何對速度進行定義? 學生閱讀課本并回答。 1、速度的定義:位移與發生這個位移所用時間的比值。 2、速度的定義式:v= 3、速度的單位:m/s 常用單位:km/h,cm/s。 提示:速度是矢量,其大小在數值上等于單位時間內物體位移的大小,其方向就是物體運動的方向。 再次呈現:四個物體A、B、C、D快慢比較的表格,讓學生分別計算它們的速度。 A、5 m/s B。10 m/s C、25 m/s D。200 m/s 對比以上A、B、C、D的速度就很容易比較它們的快慢程度了。 課堂訓練 汽車以36 km/h的速度從甲地勻速運動到乙地用了2 h,如果汽車從乙地返回甲地仍做勻速直線運動用了2。5 h,那么汽車返回時的速度為(設甲、乙兩地在同一直線上)( ) A。—8 m/s B。8 m/s C。—28。8 km/h D。28。8 km/h 解析:速度和力、位移一樣都是矢量,即速度有正方向、負方向,分別用“+”“—”號表示。當為正方向時,一般不帶“+”號。速度的正方向可以根據具體問題自己規定。有時也隱含在題目之中。例如該題中汽車從甲地到乙地的速度為36 km/h,為正值,隱含著從甲地到乙的方向為正,所以返回速度為負值,故淘汰B、D。 依據甲、乙兩地距離為36×2 km=72 km,所以返回速度為 =—28。8 km/h=—28。8× m/s=—8 m/s。 答案:A 方法提煉:速度是一個矢量,有大小也有方向。在我們選擇了正方向以后,當速度為正值時,說明質點沿正方向運動,當速度為負值 時,說明質點沿負方向運動,在物理學上,對矢量而言“負號”也有意義,說明它的方向與所選正方向相反。 三、平均速度和瞬時速度 坐在汽車駕駛員的旁邊,觀察汽車上的速度計,在汽車行駛的過程中,速度計指示的數值是時常變化的,如啟動時,速度計的數值增大,剎車時速度計的數值減小。可見物體運動快慢程度是在變化的。這時我們說的汽車的“速度”是指什么? 提出問題 其實,我們日常所看到的直線運動,有許多都是變速運動。由于這種運動的快慢是時刻變化的,沒有恒定的速度,我們怎么來描述它的快慢呢? 課件展示:北京至香港的京九鐵路,就像一條長長的直線,把祖國首都與香港連接起來。京九線全長2 400 km,特快列車從北京到香港只需30 h,那么列車在整個過程的運動快慢如何表示? 學生解答:已知s=2 400 km,t=30 h,所以v=80 km/h 問題追蹤:計算出的結果是否表示列車單位時間的位移都是80 km呢?教師在學生回答的基礎上引導學生認識此速度的平均效果。既然列車是做變速運動,那么怎么看列車的速度是80 km/h? 學生總結:如果將列車的變速直線運動看作勻速直線運動來處理 的話,列車平均每小時的位移是80 km。 教師設疑:為了描述變速直線運動的快慢程度,我們可以用一種平均的思考方式,即引入平均速度的概念。平均速度應如何定義? 師生總結:1、平均速度:運動物體的位移和時間的比值叫做這段時間的平均速度。 2、定義式: = 知識拓展:課件展示某些物體運動的平均速度,加深對平均速度的概念理解。 某些物體運動的平均速度/(ms—1) 真空中的光速c 3、0×108 自行車行駛 約5 太陽繞銀河系中心運動 20×105 人步行 約1。3 地球繞太陽運動 3。0×104 蝸牛爬行 約3×10—3 子彈發射 9×102 大陸板塊漂移 約10×10—9 民航客機飛機 2。5×102 例1斜面滾下時在不同時刻的位置,如圖1—3—1所示。可以從圖中觀察分析小球通過OA、OB、OC的過程中的運動快慢。 計算各段的平均速度。 圖1—3—1 學生認真計算并公布結果: 段: =0。7 m/s, 段: =0。8 m/s。 段: =0。9 m/s。 總結歸納:計算結果表明,不同階段的平均速度一般是不相等的。計算一個具體的平均速度,必須指明是哪一段時間(或位移)內的平均速度。 教師點評:由于小球運動快慢是在不斷變化的,平均速度不能具體地告訴我們小球在每一時刻的運動快慢。可見,平均速度只是粗略地描述物體在一段運動過程中的總體快慢程度。 教師設疑:那么,怎樣來描述物體在各個時刻的運動快慢呢? 學生通過課本預習知道,要精確地描述某一時刻的運動快慢必須引入瞬時速度這一物理量。 根據平均速度的定義可以知道: = ,對應的是一段位移和一段時間,如何建立瞬時速度的概念呢?瞬時速度對應的應該是某一位置和某一時刻。 師生探究:我們 已經知道平均速度對應的是一段時間,為求瞬時速度我們可以采取無限取微、逐漸逼近的方法。 方法介紹:以質點經過某點起在后面取一小段位移,求出質點在該段位移上的平均速度,從該點起取到的位移越小,質點在該段時間內的速度變化就越小,即質點在該段時間內的運動越趨于勻速直線運動。當位移足夠小(或時間足夠短)時,質點在這段時間內的運動可以認為是勻速的,求得的平均速度就等于質點通過該點時的瞬時速度。 教師演示:如圖1—3—2所示,讓滑塊沿傾斜的氣墊導軌做加速運動,利用擋光片的寬度Δx除以擋光的時間Δt,即可求得擋光片通過光電門的平均速度。 圖1—3—2 將滑塊放上不同寬度的遮光片,即Δx分別為1 cm、3 cm、5 cm、10 cm,若沒有成品擋光片,可用硬紙片自制成需要的寬度。 測出每 個遮光片通過光電門所用的一段時間間隔Δt。 遮光片越窄、Δt越小時, 描述通過該位置的運動快慢越精確,當Δx小到一定程度,可認為 是瞬時速度。 教師總結:瞬時速度:運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度。準確地講,瞬時速度是物體在某時刻前后無窮短時間 內的平均速度,是矢量,其大小反映了物體此時刻的運動快慢,它的方向就是物體此時刻的運動方向,即物體運動軌跡在該點的切線方向。 四、速度和速率 速率:瞬時速度的大小叫做速率。平均速率:物體運動的路程與所用時間的比值。 例2如圖1—3—3,一質點沿直線AB運動,先以速度v從A勻速運動到B, 接著以速度2v沿原路返回到A,已知A B間距為x,求整個過程的平均速度、平均速率。 圖1—3—3 解析:整個過程位移為0,所以整個過程的平均速度為0。 整個過程通過的總路程為2x,所用的總時間為t= 。 所以平均速率為 = = x。 答案:0 x 要點總結:1、速度是矢量,既有大小,又有方向;速率是標量,只有大小,沒有方向。 2、無論速度方向如何,瞬時速度的大小總等于該時刻的速率。 3、平均速度是矢量,其方向與對應的位移方向相同;平均速率是標量,沒有方向。 4、平均速度等于位移與所用時間的比值,平均速率等于路程與所用時間的比值,平均速度的大小不等于平均速率。 5、只有單向直線運動時,平均速度的大小等于平均速率,其他情況下,平均速度均小于速率,二者的關系類似于位移和路程。 課堂小結 定義 物理意義 注意問題 速度 位移與發生這個位移所用時間的比值 描述物體的快慢程度和運動方向 v和s及t是對應關系。是矢量,方向就是物體運動的方向 平均速度 物體在時間間隔Δt內運動的平均快慢 描述在一段時間內物體運動的快慢和方向 只能粗略地描述物體的運動快慢。大小和所研究的時間間隔Δt有關;是矢量,方向和運動方向相同 瞬時速度 物體在某時刻或某位置的速度 描述物體在某時刻的運動快慢和方向 精確地描述物體的運動快慢。矢量,方向沿物體運動軌跡的切線方向 速率 瞬時速度的大小叫做速率 描述物體的運動快慢 是標量,只考慮其大小不考慮其方向 布置作業 1、教材第18頁“問題與練習”,第1、2題。 2、觀察生活中各種物體的運動快慢,選取一定的對象,測量它們的速度,并說明是平均速度還是瞬時速度,并把測量的數據與同學交流討論。 板書設計 3 、運動快慢的描述 速度 活動與探究 課題:用光電門測瞬時速度 請你找老師配合,找齊所用儀器,根據說明書,自己親自體驗用光電門測瞬時速度,并寫一實驗報告。 步驟 學生活動 教師指導 目的 1 根據查閱的資料,確定實驗方案 介紹相關書籍資料 1。讓學生了解光電門測瞬時速度的原理 2。培養學生的動手能力和獨立思考能力 2 進行實驗和收集數據 解答學生提出的具體問題 3 相互交流活動的感受 對優秀實驗成果進行點評 參考資料: 瞬間無長短,位置無大小,除了用速度計外,還可以用光電門測瞬時速度。實驗裝置如圖1—3—4所示,使一輛小車從一端墊高的木板上滑下,木板旁有光電門,其中A管發出光線,B管接收光線。當固定在車上的遮光板通過光電門時,光線被阻擋,記錄儀上可以直接讀出光線被阻擋的時間。這段時間就是遮光板通過光電門的時間。根據遮光板的寬度Δx和測出的時間Δt,就可以算出遮光板通過光電門的平均速度 = 。由于遮光板的寬度Δx很小, 因此可以認為,這個平均速度就是小車通過光電門的瞬時速度。 圖1—3—4 習題詳解 1、解答:(1)1光年=365×24×3 600×3。0×108 m=9。5×1015 m。 ( 2)需要時間為 s=4。2年。 2、解答:(1)前1 s平均速度v1=9 m/s 前2 s平均速度v2=8 m/s 前3 s平均速度v3=7 m/s 前4 s平均速度v4=6 m/s 全程的平均速度v5=5 m/s v1最接近汽車關閉油門時的瞬時速度,v1小于關閉油門時的瞬時速度。 (2)1 m/s,0 說明:本題要求學生理解平均速度與所選取的一段時間有關,還要求學生聯系實際區別平均速度和(瞬時)速度。 3、解答:(1)24。9 m/s (2)36。6 m/s (3)0 說明:本題說的是平均速度是路程與時間的比,這不是教材說的平均速度,實際是平均速率。應該讓學生明確教材說的平均速度是矢量,是位移與時間的比,平均速率是標量,日常用語中把平均速率說成平均速度。 設計點評 本節內容是在坐標和坐標的變化基礎上,建立速度的概念。速度的建立采用了比值定義法,在教學中稍加說明,在以后的學習中還會有更加詳細的介紹。對速度的引用,本設計采用了“單位時間的位移”與“單位位移的時間”進行對比,體會速度引入的方便性。以京九鐵路為情景,既激發了學生的學習熱情又培養了愛國之情。在瞬時速度的理解上,本設計利用了光電門的裝置進行說明,起到了良好的效果。 【教學目標】 (一)知識與技能 1.了解無線電波的波長范圍。 2.了解無線電波的發射過程和調制的簡單概念。 3.了解調諧、檢波及無線電波接收的基本原理。 (二)過程與方法 通過觀察總結了解無線電波的基本應用,了解現代技術的應用方法,學會基本原理。 (三)情感、態度與價值觀 通過對無線電波應用原理的基本認識感悟科學技術的價值和重要性。端正科學態度,培養科學的價值觀。 【教學重點】 對本節基本概念的理解。 【教學難點】 對調諧的理解,無線電波發射與接收過程。 【教學方法】 演示推理法和分析類比法 【教學用具】 信號源,示波器,收音機,錄音機,調頻發射機,計算機多媒體,實物投影儀等。 【教學過程】 (一)引入新課 師:在信息技術高速發展的今天,電磁波對我們來說越來越重要,無論是廣播、電視還是無線電通信以及航空、航天中的自動控制和通信聯系,都離不開電磁波.在無線電技術中使用的電磁波叫做無線電波,那么無線電波是怎樣發射和接收的呢?這節課我們就來學習電磁波的發射和接收。 (二)進行新課 1.無線電波的發射 師:請同學們討論,在普通LC振蕩電路中能否有效地發射電磁波? 學生討論。 生:在普通LC振蕩電路中,電場主要集中在電容器的極板之間,磁場主要集中在線圈內部。在電磁振蕩過程中,電場能和磁場能的相互轉化主要是在電路內部完成的,輻射出去的能量很少。不能有效地發射電磁波 師:有效地發射電磁波的條件是什么? 學生閱讀教材有關內容。 師生總結:要有效地向外發射電磁波,振蕩電路要滿足如下條件: (1)要有足夠高的振蕩頻率。 (2)振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間,才能有效地把電磁場的能量傳播出去。 引導學生討論:如何改造普通的LC振蕩電路,才能使它能夠有效地發射電磁波? 師生一起討論后,引出開放電路的概念。將閉合電路變成開放電路就可以有效地把電磁波發射出去。 如圖所示,是由閉合電路變成開放電路的示意圖。 師:無線電波是由開放電路發射出去的。 講解:在實際應用中常把開放電路的下端跟地連接。跟地連接的導線叫做地線。線圈上部接到比較高的導線上,這條導線叫做天線。天線和地線形成了一個敞開的電容器,電磁波就是由這樣的開放電路發射出去的。電視發射塔要建得很高,是為了使電磁波發射得較遠。實際發射無線電波的裝置中還需在開放電路旁加一個振蕩器電路與之耦合,如圖所示。 振蕩器電路產生的高頻率振蕩電流通過L2與L1的互感作用,使L1也產生同頻率的振蕩電流,振蕩電流在開放電路中激發出無線電波,向四周發射. 師:發射電磁波是為了利用它傳遞某種信號。例如無線電報傳遞的'是電碼符號,無線電廣播傳遞的是聲音,電視廣播傳遞的不僅有聲音,還有圖像。這就要求發射的電磁波隨信號而改變。電磁波是怎樣傳遞這些信號的呢? 講解:在電磁波發射技術中,如果把這種電信號“加”到高頻等幅振蕩電流上,那么,載有信號的高頻振蕩電流產生的電磁波就載著要傳送的信號一起發射出去。把要傳遞的信號“加”到高頻等幅振蕩電流上,使電磁波隨各種信號而改變的技術叫做調制。 進行調制的裝置叫做調制器。要傳遞的電信號叫做調制信號。 使高頻振蕩電流的振幅隨調制信號而改變叫做調幅(AM)。 使高頻振蕩電流的頻率隨調制信號而改變叫做調頻(FM)。 右圖是調幅裝置的示意圖.接在振蕩器和線圈之間的話筒就是一個最簡單的調制器,由聲源發出的聲音振動使話筒里的碳粒發生時松時緊的變化,它的電阻也發生時大時小的變化。所以,雖然振蕩器產生的是高頻等幅振蕩電流,但是線圈通過的卻是隨聲音而改變的高頻調幅電流.由于線圈的互感作用,從開放電路中發射的也是這種高頻調幅電流。這種電磁波叫調幅波。(多媒體演示:調幅波) (用示波器觀察調幅波形) 2.無線電波的接收 師:處在電磁波傳播空間中的導體,會產生感應電流,導作中感應電流的頻率與激起它的電磁波頻率相同,因此,利用放在電磁波傳播空間中的導體,就可以接收到電磁波,這樣的導體就是接收天線。 在無線電技術中,用天線和地線組成的接收電路來接收電磁波。 講解:世界上有許許多多的無線電臺、電視臺以及各種無線電通訊設備,它們不斷地向空中發射不同頻率的電磁波,這些電磁波強弱不等地彌漫在我們周圍。如果不加選擇地把它們都接收下來,那必然是信號一片混亂,分辨不清,達不到我們傳遞信息的目的。所以,接收電磁波時,首先要從諸多的電磁波中把我們需要的選出來,通常叫做選臺。這就要設法使我們需要的電磁波在接收天線中激起的感應電流最強。在無線電技術里,是利用電諧振來達到這個目的的。當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時,接收電路中產生的振蕩電流最強。這種現象叫做電諧振,相當于機械振動中的共振。 (用示波器觀察電諧振波形) 師:接收電路產生電諧振的過程叫做調諧,能夠調諧的接收電路叫做調諧電路。 如圖是收音機的調諧電路。調節可變電容器的電容來改變調諧電路的頻率,使它跟要接收的電臺發出的電磁波的頻率相同,這個頻率的電磁波在調諧電路里激起較強的感應電流,這樣就選出了這個電臺。(演示調諧過程) 講解:收音機接收的經過調制的高頻振蕩電流(對應圖講解),這種電流通過收音機的耳機或揚聲器,并不能使它們振動而發聲,為什么呢,假定某一個半周期電流的作用是使振動片向某個方向運動,下一個半周期電流就以幾乎同樣大的作用使振動片向反方向運動.高頻電流的周期非常短,半周期更短,而振動片的慣性相當大,所以在振動片還沒有來得及在電流的作用下向某個方向運動的時候,就立刻有一個幾乎同樣大的作用要使它向反方向運動,結果振動片實際上不發生振動.要聽到聲音,必須從高頻振蕩電流中“檢”出聲音信號,使揚聲器(或耳機)中的動片隨聲音信號振動。 從接收到的高頻振蕩電流中“檢”出所攜帶的調制信號過程,叫做檢波。檢波是調制的逆過程,因此也叫解調。由于調制的方法不同,檢波的方法也不同。檢波之后的信號再經過放大、重現,我們就可以聽到或看到了。 下面介紹收音機中對調幅波的檢波。 右圖是晶體二極管的檢波電路,是利用晶體二極管的單向導電性來進行檢波的。調諧電路中產生的是經過調幅的高頻振蕩電流,L1和L2繞在同一磁棒上,由于互感作用,在L2上產生的是高頻交變電壓.由于二極管的單向導電性,通過它的是單向脈動電流,這個單向脈動電流既有高頻成分,又有低頻的聲音信號,高頻成分基本從電容器C(復習旁路電容器)通過,剩下的音頻電流通過耳機發聲。(用示波器觀察檢波過程)實際上就是一個晶體二極管收音機的電路圖.這種收音機聲音很小,只能用開機收聽本地電臺.為了提高收音機的接收性能,需要用放大器把微弱的信號放大.圖示是加有放大器的收音機方框圖.由天線和調諧電路接收到的高頻調幅電流,先通過放大器進行高頻放大,然后進行檢波和低頻放大,放大后的音頻電流輸送到喇叭,使它們發出聲音。 下面我們通過調幅和調頻兩種方式,來看看無線電波發射和接收的全過程。 (1)調幅發射和接收。(實驗演示) (2)調頻發射和接收。(實驗演示) 比喻: 高頻電流→火車 音頻電流→貨物 調制→發射→傳播→調諧→解調 裝貨→出站→運行→進站→卸貨 師:我們再來看一下無線電波的分段。(投影) 波段 波長 頻率 傳播方式 主要用途 長波 30 000 m~3 000 m 10 kHz~100 kHz 地波 超遠程無線通訊和導航 中波 3 000 m~200 m 100 kHz~1 500 kHz 地波和天波 調幅無線電廣播、電報、通信 中短波 200 m~50 m 1500 kHz~6 000 kHz 短波 50 m~10 m 6MHz~30 MHz 天波 微波 米波 10 m~1 m 30MHz~300MHz 近似直線傳播 調頻無線電廣播、電視、導航 分米波 1 m~0.1 m 300 MHz~3 000 MHz 直線傳播 電視、雷達、導航 厘米波 10 cm~1 cm 3 000 MHz~30 000 MHz 毫米波 10 mm~1 mm 30000MHz~300 000 MHz (三)課堂總結、點評 本節課主要學習了以下內容 1.電磁波的產生和發射條件。 2.開放電路的結構和特點。 3.電磁波的發射過程和接收過程 (四)課余作業 完成P92“問題與練習”中的題目。閱讀P91“科學足跡”。 預習下一節:電磁波的發射和接收。 教學目標: 1、了解磁化與退磁的概念。 2、了解磁性材料及其應用 教學過程: 一、磁化和退磁 說明:縫衣針、螺絲刀等鋼鐵物體,與磁鐵接觸后就會顯示出磁性,我們把鋼性材料與磁鐵接觸后顯示出磁性的現象稱之為磁化 說明:原來有磁性的物體,經過高溫、劇烈震動或者逐漸減弱的交變磁場的作用,就會失去磁性,這種現象叫做退磁 說明:鐵、鈷、鎳以及它們的合金.還有一些氧化物,磁化后的磁性比其他物質強得多,這些物質叫做鐵磁性物質,也叫強磁性物質 問:為什么鐵磁性物質磁化后能有很強的磁性?(鐵磁性物質的結構與其他物質有所不同,物質是由原子構成的,原子是由原子核和電子構成,電子繞核旋轉,這就相當于一個小磁體,稱之為磁疇,磁化前,各個磁疇的磁化方向不同,雜亂無章地混在一起,各個磁疇的作用在宏觀上互相抵消,物體對外不顯磁性。磁化過程中,由于外磁場的影響,磁疇的磁化方向有規律地排列起來,使得磁場大大加強。這個過程就是磁化的過程,高溫下,磁性材料的磁疇會被破壞.在受到劇烈震動時,磁疇的排列會被打亂,這些悄況下材料都會產生退磁現象。有些鐵磁性材料,在外磁場撤去以后,各磁疇的方向仍能很好地保持一致,物體具有很強的剩磁.這樣的材料叫做硬磁性材料。有的鐵磁性材料,外磁場撤去以后,磁疇的磁化的方向又變得雜亂,物體沒有明顯的剩磁,這樣的材料叫做軟磁性材料。永磁體要有很強的剩磁,所以要用硬磁性材料制造.電磁鐵要在通電時有磁性,斷電時失去磁性,所以要用軟磁性材料制造。) 二、磁性材料的發展 閱讀 三、磁記錄 閱讀 四、地球磁場留下的記錄 閱讀 第五節、磁性材料 一、磁化和退磁 1、磁化:鋼性材料與磁鐵接觸后顯示出磁性的現象 2、退磁:原來有磁性的物體,經過高溫、劇烈震動或者逐漸減弱的交變磁場的'作用,就會失去磁性 3、鐵磁性物質(強磁性物質):鐵、鈷、鎳以及它們的合金.還有一些氧化物,磁化后的磁性比較強 4、磁化和退磁解釋:物質是由原子構成的,原子是由原子核和電子構成,電子繞核旋轉,這就相當于一個小磁體,稱之為磁疇,磁化前,各個磁疇的磁化方向不同,雜亂無章地混在一起,各個磁疇的作用在宏觀上互相抵消,物體對外不顯磁性。磁化過程中,由于外磁場的影響,磁疇的磁化方向有規律地排列起來,使得磁場大大加強。這個過程就是磁化的過程,高溫下,磁性材料的磁疇會被破壞.在受到劇烈震動時,磁疇的排列會被打亂,這些悄況下材料都會產生退磁現象 5、硬磁性材料:磁化后撤去外磁場,物體具有很強的剩磁 軟磁性材料:磁化后磁疇的磁化的方向又變得雜亂,物體沒有明顯的剩磁 二、磁性材料的發展 三、磁記錄 四、地球磁場留下的記錄 【教學反思】 一、教案的“亮點” 1、對于初中物理來說,歐姆定律是電學中重要的定律,貫穿于電學各類計算,因此歐姆定律是電學內容的核心、重點。必須讓學生走好第一步,為使學生深入、透徹地理解歐姆定律,選擇了有代表性、有針對性的題目,深淺適中,突出重點。 2、為適應學生認知能力和思維發展水平,根據教學的目的和特點,針對學生的實際情況,在教學過程中采用的教法有:啟發、引導、實踐、探究、分析與歸納等;采用的學法有觀察、操作、討論、思考、分析、歸納等。使學生真正理解歐姆定律。 3、教學時讓不同層次的學生有難易不同的參與,注重引導學生反思解題過程,讓學生通過練習知道學到了什么,加深對電阻、電壓的理解,讓全體學生獲得成就感,增強自信。 二、教學中易出現的問題 學生在運用歐姆定律進行簡單串、并聯電路計算時,常有以下幾方面的表現: 1、使用已知量時,常常張冠李戴,不能得到正確的答案。 2、習慣于套用公式直接得到答案,不能直達題目答案便不知所措。 3、解題時思路混亂,弄不清題目已知條件,不能發現已知量和未知量的內在聯系,無從下手。 附件: 【課堂檢測】 1. 關于歐姆定律公式I=U/R,下列說法正確的是( ) A.通過導體的電流越大,這段導體的電阻就越小 B.導體兩端的電壓越高,這段導體的電阻就越大 C.導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比 D.導體的電阻與電壓成正比,與電流成反比 2.如圖所示為A、B兩個導體的I-U圖象,由圖象可知( ) A.RA>RB B.RA C.RA=RB D.無法確定 3. 二氧化錫傳感器能用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測,它的原理是其中的'電阻隨一氧化碳濃度的增大而減小,將二氧化錫傳感器接入如圖所示的電路中,則當二氧化錫傳感器所處空間中的一氧化碳濃度增大時,電壓表示數U與電流表示數I發生變化,其中正確的是( ) A. U變大,I變大 B. U變小, I變小 C. U變小, I變大 D. U變大, I變小 4. 一導體兩端電壓為3V時,通過的電流為0.3A,則此導體的電阻為 Ω;當該導體兩端電壓為0時,導體的電阻為 Ω。 5. 如圖所示電路中,電源電壓為6V,R1=4Ω,閉合開關S后,電壓表讀數為2V,則電流表的示數為 A,電阻R2的阻值為 Ω。 答案: 1. C 2.B 3.A 4. 10 10 5.0.5 8 教學目標 (一)知識與技能 1.知道產生感應電流的條件。 2.會使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實驗。 (二)過程與方法 學會通過實驗觀察、記錄結果、分析論證得出結論的科學探究方法 (三)情感、態度與價值觀 滲透物理學方法的教育,通過實驗觀察和實驗探究,理解感應電流的產生條件。舉例說明電磁感應在生活和生產中的應用。 教學重點、難點 教學重點:通過實驗觀察和實驗探究,理解感應電流的產生條件。 教學難點:感應電流的產生條件。 教學方法 實驗觀察法、分析法、實驗歸納法、講授法 教學手段 條形磁鐵(兩個),導體棒,示教電流表,線圈(粗、細各一個),學生電源,開關,滑動變阻器,導線若干, 教學過程 一、基本知識 (一)知識準備 ①磁通量 定義:公式:?=BS 單位:符號: 推導:B=?/S,磁感應強度又叫磁通密度,用Wb/ m2表示B的單位; 計算:當B與S垂直時,或當B與S不垂直時,?的計算 ②初中知識回顧:當閉合電路的一部分做切割磁感線運動時,電路中會產生感應電流。 電磁感應現象:由磁產生電的現象 (二)新課講解 1、實驗一:閉合電路的'部分導線在勻強磁場中切割磁感線,教材P6圖4.2-1 探究導線運動快慢與電流表示數大小的關系. 實驗二:向線圈中插入磁鐵,或把磁鐵從線圈中抽出,教材P6圖4.2-2 探究磁鐵插入或抽出快慢與電流表示數大小的關系 2、模仿法拉第的實驗:通電線圈放入大線圈或從大線圈中拔出, 或改變線圈中電流的大小(改變滑線變阻器的滑片位置), 教材P7圖4.2-3 探究將小線圈從大線圈中抽出或放入快慢與電流表示數的 關系 3、分析論證: 實驗一:磁場強度不發生變化,但閉合線圈的面積發生變化; 實驗二:①磁鐵插入線圈時,線圈的面積不變,但磁場由弱變強; ②磁鐵從線圈中抽出時,線圈的面積也不改變,磁場由強變弱; 實驗三:①通電線圈插入大線圈時,大線圈的面積 不變,但磁場由弱變強; ②通電線圈從大線圈中抽出時,大線圈的 面積也不改變,但磁場由強變弱; ③當迅速移動滑線變阻器的滑片,小線圈 中的電流迅速變化,電流產生的磁場也隨 之而變化,而大線圈的面積不發生變化, 但穿過線圈的磁場強度發生了變化。 4、歸納總結: 在幾種實驗中,有的磁感應強度沒有發生變化,面積發生了變化;而又有的線圈的面積沒有變化,但穿過線圈的磁感應強度發生了變化。其共同點是穿過線圈的磁通量發生了變化。磁通量變化的快慢與閉合回路中感應電流的大小有關。 結論:只要穿過閉合回路的磁通量發生變化,閉合電路中就有感應電流產生。 5、課堂總結: 1、產生感應電流的條件:①電路閉合;②穿過閉合電路的磁通量發生改變 2、電磁感應現象:利用磁場產生電流的現象叫電磁感應現象 3、感應電流:由磁場產生的電流叫感應電流 6、例題分析 例1、右圖哪些回路中比會產生感應電流 例2、如圖,要使電流計G發生偏轉可采用的方法是 A、K閉合或斷開的瞬間 B、K閉合,P上下滑動 C、在A中插入鐵芯 D、在B中插入鐵芯 7、練習與作業 1、關于電磁感應,下列說法中正確的是 A導體相對磁場運動,導體內一定會產生感應電流 B導體做切割磁感線的運動,導體內一定會產生感應電流 C閉合電路在磁場中做切割磁感線的運動,電路中一定會產生感應電流 D穿過閉合電路的磁通量發生變化,電路中一定會產生感應電流 2、恒定的勻強磁場中有一圓形閉合圓形線圈,線圈平面垂直于磁場方向,當線圈在此磁場中做下列哪種運動時,線圈中能產生感應電流 A線圈沿自身所在的平面做勻速運動 B線圈沿自身所在的平面做加速直線運動 C線圈繞任意一條直徑做勻速轉動 D線圈繞任意一條直徑做變速轉動 3、如圖,開始時距形線圈平面與磁場垂直,且一半在勻強磁場外,另一半在勻強磁場內,若要使線圈中產生感應電流,下列方法中可行的是 A以ab為軸轉動 B以oo/為軸轉動 C以ad為軸轉動(轉過的角度小于600) D以bc為軸轉動(轉過的角度小于600) 4、如圖,距形線圈abcd繞oo/軸在勻強磁場中勻速轉動,下列說法中正確的是 A線圈從圖示位置轉過90?的過程中,穿過線圈的磁通量不斷減小 B線圈從圖示位置轉過90?的過程中,穿過線圈的磁通量不斷增大 C線圈從圖示位置轉過180?的過程中,穿過線圈的磁通量沒有發生變化 D線圈從圖示位置轉過360?的過程中,穿過線圈的磁通量沒有發生變化 6、在無限長直線電流的磁場中,有一閉合的金屬線框abcd,線框平面與直導線ef在同一平面內(如圖),當線框做下列哪種運動時,線框中能產生感應電流 A、水平向左運動B、豎直向下平動 C、垂直紙面向外平動D、繞bc邊轉動 教學目標: 1.理解電勢差的概念及期 定義式 ,會根據電荷q在電場中移動時電場力所做的功WAB計算UAB,會根據電勢差UAB計算電荷Q在電場中移動時電場力所做的功WAB=qUAB 2.理解電勢的概念,知道電勢與電勢差的關系UAB= A - B ,知道電勢的值與零電勢的選擇有關。 3.知道在電場中沿著電場線的方向電勢越來越低。 4.知道什么是電勢能,知道電場力做功與電勢能改變的關系。 能力目標:培養學生的分析能力、綜合能力。 德育目標:使學生能從類似的事物中找出共性。 教學重點: 電勢、電勢差的概念 教學難點: 電勢、電勢差的概念的引入 教學方法: 類比法、歸納法、問題解決法 教學過程: 一、復習引入 一個帶正電的小球處于勻強電場中,會受到電場對它的力的作用,受力的方向如何呢?受力的大小呢? (F=Eq)。電荷在電場中受力的作用,我們引入了描述電場力的性質的物理量,場強E。它是與有無電荷q無關的物理量,是由電場本身決定的物理量。 如果將帶電小球從A點移動到B時,電場力對電荷做功嗎?從本節課開始,我們從功和能的角度來研究電場。學習與電場能量有關的幾個物理量(展示課題) 二、新課教學 電場力做功的問題我們不熟悉,但重力做功的問題。下面我們將從重力做功的問題出發來類比研究電場力做功。 (一)電場力做功與路徑無關 (出示重力做功與路徑無關的圖) 物體在重力作用下,從A沿不同的路徑運動到B位置,重力做功勻為mgh,與路徑無關。 與此類似,電荷在勻強電場中受力的作用,把電荷從A移到電場中的B位置時,也可以沿不同的路徑運動。類似重力做功,電場力做功也與運動路徑無關。這個結論是從勻強電場得到的,對于非勻強電場也適用。所以我們在后面的課程中,研究電荷在電場中移動時,電場力做功的問題,可以認為電荷沿直線運動到另一位置。這是電場力做功的一個特點。 (二)電勢差 1.引入(出示重力做功與重力成正比的圖) 如果我們讓不同的物體先后通過空間的A、B兩個固定的位置。 如:重力為G物體,做功為W1=GhAB 重力為G2=2G……W2=…2GhAB…… 則:WG G成正比,其比值 也就是說重力場中確定的兩點間的高度差是一定的。與重物G的大小無關與有無重物下落是無關的。 但讓一重物在A、B間落下時,則出W和G,可以用比值量度出hAB。 類似地(出示電場力做功Q與成正比的圖) 我們在電場中A、B兩點間移動不同電量的帶電體時: 如果q1=+ q,設電場力做功為W1=W 則q2==+2q,則A到B時,位移相等,在移動過程的任一位置處,q2==+2q,則q2所受電場為q1的2倍,即移動過程中電場力做的功W2=2W…… 則:W電 q成正比, 為一定值。 這個比值是由電場的A、B兩點的位置決定的量。 與在這兩個位置間移動電荷的電量大小無關,與是正電荷、負電荷無關,與在無電荷q無關。只是讓這個電荷在這兩點間移動后,用功和電量的比值把它的大小量度出來。在物理學中,把這個比值叫做電場中A、B兩點間電勢差。 2.電勢差的概念: 板書:一、電勢差 1.定義:電荷q在電場中由一點A移動到另一點B時,電場力所做的功WAB與電荷量q的比值WAB/q,叫做A、B兩點間的電勢差。用UAB表示。 2.定義式:UAB= 同AB電荷在電場中不同位置間移動時,電場力做的.功多,兩點間的電勢差大。但兩點間電電勢差由電場本身決定,與Wq無關的。板書五:(1)點 (1)物理意義:電勢差是電場本身的性質,與Wq無關。 (2)單位:1V=1J/C 電量為1C的正荷,在電場中兩點間移動時,電場力做的功如果為1J,則兩點的電勢差為1伏特。 3.小練習:下面請看例1: 動畫演示過程,標出力和V的方向,指出A到B的過程,電場力做正功,則 UAB= =……=2V。 如果從B到A移動時,電場力做負功,其WBA=-WAB 則UBA= =-2V 由例題得到以下啟示: (1):UAB=-UBA,(2)由于q有正負,WAB有正、負功,則其比值有可能為正、負值。一般我們只關心其大小,且電勢差的大小記為U電壓。初中物理中某導體兩端的電壓,指兩點間的電勢差。 得到板書: (3)UAB=-UBA (4)|UAB|=|UBA|=U 根據電勢差的定義式,得變形公式WAB=qUAB 板書:3:WAB=qUAB (三)電勢 我們用重力場中的高度差類比得到了電場中兩點的電勢差。重力場中還有高度一詞,表示什么意思呢?劈如說選擇(室內)地面作為參考平面,吊燈與地面之間的高度差為hA0=3m,我們也說成吊燈的高度為3m。類似地,如果把電場中的某一點作為參考點,另一點A與參考點之間的電勢差就叫作A點的電勢。 電勢的概念 板書:二、電勢 定義:如果在電場中選擇某一點為參考點(零電勢點),則A點與參考點O之間的電勢差叫做A點的電勢,記為 A,為特殊的電勢差。 A=UAO= 所以其單位也是伏特。 下面做一個練習,求電場中各點的電勢 已知:q=+1C WAC=15J WBC=5J UBC WDC=-3J UAC UCD (邊展示力分析為何正功、負功) 則以C點為零電勢點,則: 類似地:UBC=5V,UDC=-3V(做成填空) 則 A=15V B=5V D=-3V ①從計算中得到:電勢有正、負值,是表示該點電勢比零電勢點的電勢低,不代表方向,是標量。 ②此時:AB之間的電勢差呢? 推導: 經觀察,與A、B點的電勢有何關系? (UAB= A- B) 原來,AB點的電勢差就是A、B點的電勢之差,其值為負,表示A點電勢比B點電勢低是標量。不代表方向。 ③如果以B點為零電勢點,則A、C點的電勢呢? 則 A=UAB=10V B=0V 看來,取不同的零電勢點,各點的電勢不同. ④此時AC點的電勢差呢? UAC= A- c=10V-(-5V)=15V 與原來以C點為零電勢點的電勢差相等。所以電勢差是絕對的,與零電勢點的選擇無關,電勢是相對的 出示板書內容: UAB= A- B 說明:電勢是相對的,電勢差是絕對的 ⑤再看例題中各點的電勢,沿著電場線的方向,電勢逐漸降低。 3.練習:例2: ①注意分析UAB=-10V為什么? 正電荷由A B點,F與位移的方向做什么功? 則WAB= qUAB=4×10-8J 則電勢能增加了4×10-8J,其它形式的能轉化為電勢能。 ②如果電荷為負電荷,在同一電場由一點A移動到同一點B呢? 由于電場沒關,兩點的位置沒有變,則AB間的電熱差不變。 所以WAB= qUAB=2×10-8J 電勢能減少了,轉化成了其它形式的能。 ③此題還可由W=Uθ來計算,W的正負根據分析得出,正功為正,負功為負。 四、小結: 1.類比重力場的高度差引入電勢差: UAB= 與q無關 2.類比重力場的高度引入電勢 {課前感知} 1.經典力學認為,物體的質量與物體的運動狀態 ;而狹義相對淪認為,物體的質量隨著它的速度的增大而 ,若一個物體靜止時的質量為 ,則當它以速度 運動時,共質量m= 。 2.每一個天體都有一個引力半徑,半徑的大小由 決定;只要天體實際半徑 它們的引力半徑,那么由愛因斯坦和牛頓引力理論計算出的力的差異 。但當天體的實際半徑接近引力半徑時,這種差異 。 {即講即練} 【典題例釋】 【我行我秀】 【例1】20世紀以來,人們發現了一些事實,而經典力學卻無法解釋,經典力學只適用于解決物體的 問題,不能用來處理 運動問題,只適用于 物體,一般不適用于 粒子。這說明人們對客觀事物的具體認識在廣度上是有 的,人們應當 。 【思路分析】人們對客觀世界的認識要受到他所處的時代客觀條件和科學水平的制約,所以人們只有不斷擴展自己的認識,才能掌握更廣闊領域內的不同事物的本質與規律。 【答案】低速運動 高速 宏觀 微觀 局限性 不斷擴展認識,在更廣闊的領域內掌握不同事物的本質與規律 【類題總結】歷史的科學成就不會被新的科學成就所否定,它只能是新的科學在一定條件下的特殊情形 【例2】繼哥白尼提出“太陽中心說”、開普勒提出行星運動三定律后,牛頓站在世人的肩膀上,創立了經典力學,揭示了包括行星在內的宏觀物體的運動規律;愛因斯坦既批判了牛頓力學的不足,又進一步發展了牛頓的經典力學,創立了相對論,這說明 ( ) A.世界無限擴大,人不可能認識世界,只能認識世界的一部分 B.人的意識具有能動性,能夠正確地反映客觀世界 C.人對世界的每一個正確認識都有局限性,需要發展和深化 D.每一個認識都可能被后人推翻,人不可能獲得正確的認識 【思路分析】發現總是來自于認識過程,觀點總是為解釋發現而提出的,主動認識世界,積極思考問題,追求解決(解釋)問題,這是科學研究的基本軌跡。愛因斯坦的相對理論是對牛頓力學的理論的發展和深化,但也有人正在向愛因斯坦理論挑戰 【答案】BC 【類題總結】一切科學的發現都是人們主動認識世界的結果,而每個人的研究又都是建立在前人研究的基礎上,通過自己的努力去發展和提高。愛因斯坦的相對論理論并沒有否定牛頓力學的理論,而是把它看成是在一定條件下的特殊情形。 【例3】一個原來靜止的電子,經電壓加速后,獲得的速度為 .問電子的質量增大了還是減小了?改變了百分之幾? 【思路分析】根據愛因斯坦的狹義相對論 得運動后質量增大了。 所以改變的百分比為 . 【答案】增大了 0.02% 【類題總結】在這種情況下,由于質量改變很小,可以忽略質量的改變,經典力學理論仍然適用,而宏觀物體的運動速度一般都很小(相比于光速),所以經典力學解決宏觀物體的動力學問題是適用的。 1. 19世紀末和20世紀以來,物理學的研究深入到 ,發現 等微觀粒子不僅有 ,而且有 ,它們的運動規律不能用經典力學來說明。 2. 下列說法正確的是 ( ) A.經典力學能夠說明微觀粒子的規律性 B.經典力學適用于宏觀物體的低速運動問題,不適用于高速運動的問題 C.相對論與量了力學的出現,表示經典力學已失去意義 D.對于宏觀物體的高速運動問題,經典力學仍能適用 3.對于公式 ,下列說法中正確的是( ) A.式中的 是物體以速度V運動時的質量 B.當物體的運動速度 時,物體的質量為 0,即物體質量改變了,故經典力學不適用,是不正確的 C.當物體以較小的速度運動時,質量變化十分微弱,經典力學理論仍然適用,只有當物體以接近光速運動時,質量變化才明顯,故經典力學適用于低速運動,而不適用于高速運動 D.通常由于物體的運動速度太小,故質量的變化引不起我們的感覺,在分析地球上物體的運動時,不必考慮質量的變化 {超越課堂} 〖基礎鞏固 1.下列說法正確的是 ( ) A.在經典力學中,物體的質量不隨運動狀態而改變,在狹義相對論中,物體的質量也不隨運動狀態而改變 B.在經典力學中,物體的質量隨運動速度的增加而減小,在狹義相對論中,物體的質量隨物體速度的增大而增大 C.在經典力學中,物體的質量是不變的,在狹義相對論中,物體的質量隨物體速度的增大而增大 D.上述說法都是錯誤的 2.下列說法正確的是 ( ) A.牛頓定律就是經典力學 B.經典力學的基礎是牛頓運動定律 C.牛頓運動定律可以解決自然界中所有的問題 D.經典力學可以解決自然界中所有的問題 3.20世紀初,著名物理學家愛因斯坦提出了 ,闡述物體 時所遵從的規律,改變了經典力學的一些結論.在經典力學中,物體的質量是 的. 而且具有 ,它們的運動規律不能用經典力學來說明. 4. 與 都沒有否定過去的科學,而認為過去的科學是自己在一定條件下的特殊情形. 5.一條河流中的水以相對于河岸的速度v水岸流動,河中的船以相對于河水的速度V船水順流而下,在經典力學中的速度為:V船岸= . 6.在粒子對撞機中,有一個電子經過高壓加速,速度達到光速的0.5倍,試求此時電子的質量變為靜止時的多少倍? 〖能力提升 7.〖概念理解題20世紀以來,人們發現了一些新的事實,而經典力學卻無法解釋.經典力學只適用于解決物體的低速運動問題,不能用來處理高速運動問題,只適用于宏觀物體,一般不適用于微觀粒子.這說明 ( ) A.隨著認識的發展,經典力學已成了過時的理論 B.人們對客觀事物的具體認識在廣度上是有局限性的 C.不同領域的事物各有其本質與規律 D.人們應當不斷擴展認識,在更廣闊的領域內掌握不同事物的本質與規律 8.〖概念理解題下列說法正確的是 ( ) ①愛因斯坦的狹義相對論研究的是物體在低速運動時所遵循的規律 ②愛因斯坦的狹義相對論研究的是物體在高速運動時所遵循的規律 ③牛頓力學的運動定律研究的是物體在低速運動時所遵循的規律 ④牛頓力學的運動定律研究的`是物體在高速運動時所遵循的規律 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 9.〖應用題關于經典力學和量子力學,下面說法中正確的是( ) A.不論是對客觀物體,還是微觀粒子,經典力學和量子力學都是適用的 B.量子力學適用于宏觀物體的運動,經典力學適用于微觀粒子的運動 C.經典力學適用于宏觀物體的運動,量子力學適用于微觀粒子的運動 D.上述說法都是錯誤的 10. 〖概念理解題下面說法中正確的是 ( ) A.根據牛頓的萬有引力定律可以知道,當星球質量不變,半徑變為原來的一半時,表面上的引力將變為原來的4倍 B.按照廣義相對論可以知道,當星球質量不變,半徑變為原來的一半時,表面上的引力將大于原來的4倍 C.在球體的實際半徑遠大于引力半徑時,根據愛因斯坦的理論和牛頓的引力理論計算出的力差異很大 D.在天體的實際半徑接近引力半徑時,根據愛因斯坦的引力理論和牛頓的引力理論計算出的力差異不大 11.〖應用題丹麥天文學家第谷連續20年詳細記錄了行星的運動過程中的位置的變化。這些資料既豐富又準確,達到了肉眼所能及的限度。但他并沒有發現行星運動規律。對此,下列說法正確的有 ( ) A.占有大量感性材料是毫無意義的 B.第谷的工作為發現行星運動規律創造了前提 C.說明第谷沒有真正發揮主觀能動性 D.第谷缺少的是對感性材料的加工、制作 〖思維拓展 12.〖應用題當物體的速度v=0.8c(c為光速)時,質量增大到原質量的 倍。 13. 〖應用題兩臺升降機甲、乙同時自由下落,甲上的人看到乙是靜止的,也就是說,在甲看來,乙的運動狀態并沒有改變,但是乙確實受到向下的地球引力,根據牛頓定律,受到外力作用的物體,其運動狀態一定會改變,這不是有矛盾嗎?你是如何理解的? 第六節 經典力學的局限性 【課前感知】 1.無關;增大; 2.天體的質量;遠大于;并不很大;將急劇增大 【我行我秀】 1.(1)微觀世界 電子 質子 中子 粒子性 波動性 2.(1)B 【思路分析】經典力學的適用范圍是宏觀、低速運動的物體,對于微觀粒子和高速運動的物體的運動規律可用量子力學與相對論觀點解釋,兩者研究問題的對象不一樣,是相互補充的。 3.(1)C、D 【思路分析】公式中m0是靜止質量,m是物體以速度v運動時的質量,A不對。由公式可知,只不當v接近光速時,物體的質量變化才明顯,一般情況下物體的質量變化十分微小,故經典力學仍然適用,故B不對,C、D正確。 【超越課堂】 1.C【思路分析】在經典力學中,物體的質量是不變,在狹義相對論中,物體的質量隨物體速度的增大而增大,二者在速度遠小于光速時是統一的。 2.B【思路分析】經典力學并不等于牛頓定律,牛頓運動定律只是經典力學的基礎;經典力學并非萬能,也有其適用范圍,并不能解決自然界中所有的問題 ,沒有哪個理論可以解決自然界中所有問題。因此只有搞清牛頓運動定律和經典力學的隸屬關系,明確經典力學的適用范圍,才能正確解決此類問題。 3.狹義相對論 以接近光速的速度運動 不變 4.相對論 量子力學 5.v船水+v水岸 6.1.155倍 7.BCD 8.D 9.C 10.AB 【思路分析】在球體的實際半徑遠大于引力半徑時,根據愛因斯坦的理論和牛頓的引力理論計算出力差異并不很大。 11.BD【思路分析】開普勒是通過對第谷的資料研究才發現行星運動的規律的,如果第谷對自己的感性材料進行加工制作,相信他也能夠發現行星運動的規律。 12.1.7倍 【思路分析】根據質量與速度的關系,將v=0.8c代入求得 m= = =1.7m0. 第一章 靜電場 學案1 電荷及其守恒定律 1.自然界中只存在兩種電荷:______電荷和________電荷.電荷間的作用規律是:同種電荷相互______,異種電荷相互________. 2.用毛皮摩擦橡膠棒時,橡膠棒帶____________電荷,毛皮帶__________電荷.用絲綢摩擦玻璃棒,玻璃棒帶______電荷,絲綢帶______電荷. 3.原子核的正電荷數量與電子的負電荷數量一樣多,所以整個原子對外界表現為________.金屬中距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________________.失去這種電子的原子便成為帶____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.把帶電體移近不帶電的導體,可以使導體靠近帶電體的一端帶________,遠離的一端帶________這種現象叫靜電感應.利用靜電感應使物體帶電叫________起電.常見的起電方式還有________和________等. 5.電荷既不能創生,也不能消滅,只能從一個物體______到另一物體,或者從物體的一部分____________到另一部分. 6.物體所帶電荷的多少叫________________.在國際單位制中,它的單位是________,用________表示. 7.最小的電荷量叫________,用e表示,e=________.所有帶電體的電荷量都等于e的____________.電子的電荷量與電子的質量之比叫做電子的________. 答案 1.正 負 排斥 吸引 2.負 正 正 負 3.電中性 自由電子 正 自由電子 4.異號電荷 同號電荷 感應 摩擦起電 接觸起電 5.轉移 轉移 6.電荷量 庫侖 C 7.元電荷 1.6 ×10-19 C 整數倍 比荷 一、電荷 [問題情境] 在干燥的冬天,當你伸手接觸金屬門把的一剎那,突然聽到“啪”的一聲,手麻了一下,弄得你虛驚一場,是誰在惡作劇?原來是電荷在作怪. 1.這些電荷是哪里來的?物質的微觀結構是怎樣的?摩擦起電的原因是什么? 2.什么是自由電子,金屬成為導體的原因是什么? 3.除了摩擦起電,還有其它方法可以使物體帶電嗎? 答案 1.來自原子內部 ; 物質由原子組成,而原子則由原子核(質子和中子)和核外電子構成; 不同物質的原子核束縛電子的能力不同. 2.金屬中距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,這種電子叫自由電子; 自由電子的自由活動是金屬成為導體的原因. 3.感應起電和接觸起電. [要點提煉] 1.摩擦起電的原因:在兩個物體相互摩擦時,一些束縛不緊的電子會從一個物體轉移到另一個物體,于是原來呈電中性的物體由于得到電子而帶____電,失去電子的物體則帶____電. 2.感應起電的原因:當一個帶電體靠近導體時,由于電荷間的相互吸引和排斥,導體中的自由電子便會趨向或遠離帶電體,使導體靠近帶電體的一端帶____電荷,遠離的一端帶____電荷. 3.常見的起電方式有摩擦起電、感應起電和接觸起電.三種起電方式的實質都是________ 的轉移. 答案 1.負 正 2.異號 同號 3.電子 [問題延伸] 感應起電現象中實驗物體必須是導體嗎? 答案 必須是導體,因為導體中有自由電子,可以自由移動. 二、電荷守恒定律 [問題情境] 現代生活中電無處不在,北京市一天的耗電量可達千萬度,那么,電荷會不會像煤和石油一樣總有一天會被用完呢? 1.電荷是摩擦的過程中創造出來的嗎? 2.在電荷轉移的過程中其總量是否守恒? 答案 1.電荷不是創造出來的,它是物體組成的一部分 2.守恒 [要點提煉] 1.電荷守恒定律的內容:電荷既不能創生,也不能消滅,只能從一個物體轉移到另一物體,或者從物體的一部分轉移到另一部分. 2.“電荷的中和”是指電荷的種類和數量達到等量、異號,這時正、負電荷的代數和為________,而不是正、負電荷一起消失了. 答案 2.零 [問題延伸] 怎樣理解電荷守恒定律中“電荷的總量”? 答案 “電荷的總量” 可理解為正、負電荷的代數和. 例1 如圖1所示,不帶電的枕形導體的A、B兩端各貼有一對金箔.當枕形導體的A端靠近一帶電導體C時( ) 圖1 A.A端金箔張開,B端金箔閉合 B.用手觸摸枕形導體后,A端金箔仍張開,B端金箔閉合 C.用手觸摸枕形導體后,將手和C都移走,兩對金箔均張開 D.選項A中兩對金箔分別帶異種電荷,選項C中兩對金箔帶同種電荷 解析 根據靜電感應現象,帶正電的導體C放在枕形導體附近,在A端出現了負電,在B端出現了正電,這樣的帶電并不是導體中有新的電荷,只是電荷的重新分布.金箔上帶電相斥而張開.選項A錯誤. 用手觸摸枕形導體后,B端不是最遠端了,人是導體,人的腳部甚至地球是最遠端,這樣B端不再有電荷,金箔閉合.選項B正確. 用手觸摸導體時,只有A端帶負電,將手和C移走后,不再有靜電感應,A端所帶負電便分布在枕形導體上,A、B端均帶有負電,兩對金箔均張開.選項C正確. 以上分析看出,選項D也正確. 答案 BCD 名師點撥 本節要求知道三種起電方法的特點,接觸起電帶同種電荷,摩擦起電帶等量的異種電荷,感應起電則是近異遠同,注意用手觸摸最遠端是腳或地球. 變式訓練1 如圖2所示,A、B、C是三個安裝在絕緣支架上的金屬體,其中C球帶正電,A、B兩個完全相同的枕形導體不帶電.試問: 圖2 (1)如何使A、B都帶等量正電? (2)如何使A、B都帶等量負電? (3)如何使A帶負電B帶等量的正電? 答案 見解析 解析 (1)把AB緊密靠攏,讓C靠近B,則在B端感應出負電荷,A端感應出等量正電荷,把A與B分開后再用手摸一下B,則B所帶的負電荷就被中和,再把A與B接觸一下,A和B就帶等量正電荷.(2)把AB緊密靠攏,讓C靠近B,則在B端感應出負電荷,A端感應出等量正電荷,再用手摸一下A或B,則A所帶的正電荷就被中和,而B端的負電荷不變,移去C以后再把A與B分開,則A和B就帶等量負電荷.(3)把AB緊密靠攏,讓C靠近A,則在A端感應出負電荷,B端感應出等量正電荷,馬上把A與B分開,則A帶負電B帶等量的正電. 例2 有兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B,分別帶有電荷量6.4×10-9 C和-3.2×10-9 C,讓兩絕緣金屬小球接觸,在接觸過程中,電子如何轉移并轉移了多少? 解析 當兩小球接觸時,帶電荷量少的負電荷先被中和,剩余的正電荷再重新分配.由于兩小球相同,剩余正電荷必均分,即接觸后兩小球帶電荷量 QA′=QB′=QA+QB2=1.6×10-9 C 在接觸過程中,電子由B球轉移到A球,不僅將自身電荷中和,且繼續轉移,使B球帶QB′的正電,這樣,共轉移的電子電荷量為 ΔQ=-QB+QB′=3.2×10-9 C+1.6×10-9 C=4.8×10-9 C 轉移的電子數N=ΔQe=3.0×1010個 答案 見解析 名師點撥 對于兩個帶電小球電荷量重新分配的問題,如果是兩個完全相同的小球,同性則總量平均分到一半,如異性則先中和,剩下的平均分配.如果未講明相同的小球,不一定平均分配. 變式訓練2 有三個相同的金屬小球A、B、C,其中小球A帶有2.0×10-5 C的正電荷,小球B、C不帶電,現在讓小球C先與球A接觸后取走,再讓小球B與球A接觸后分開,最后讓小球B與小球C接觸后分開,最終三球的帶電荷量分別為qA=________ C,qB=________ C,qC=________ C. 答案 0.5×10-5 0.75×10-5 0.75×10-5 【即學即練】 1.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.元電荷就是質子 C.元電荷是表示跟電子所帶電荷量數值相等的電荷量 D.元電荷就是自由電荷的簡稱 答案 C 解析 最小的電荷量叫元電荷,表示跟電子所帶電荷量數值相等. 2.關于摩擦起電和感應起電的實質,下列說法中正確的是( ) A.摩擦起電說明電荷可以被創造 B.摩擦起電是由于電荷從一個物體轉移到另一個物體上 C.感應起電是由于電荷從帶電物體轉移到另一個物體上 D.感應起電是電荷在同一物體上的轉移 答案 BD 解析 摩擦起電是電子在物體之間的轉移,而感應起電則是物體內部電子的轉移. 3.如圖3所示,將帶正電的球C移近不帶電的枕形金屬導體時,枕形導體上電荷的移動情況是( ) 圖3 A.枕形導體中的`正電荷向B端移動,負電荷不移動 B.枕形導體中電子向A端移動,正電荷不移動 C.枕形導體中的正、負電荷同時分別向B端和A端移動 D.枕形導體中的正、負電荷同時分別向A端和B端移動 答案 B 解析 導體中自由電子可以自由移動,正電荷是原子核,不能移動. 4.帶電微粒所帶電荷量不可能是下列值中的( ) A.2.4×10-19 C B.-6.4×10-19 C C.-1.6×10-18 C D.4.0×10-17 C 答案 A 解析 帶電體所帶電荷量只能是元電荷1.6 ×10-19 C的整數倍. 1.下列關于電現象的敘述中正確的是( ) A.玻璃棒無論與什么物體摩擦都帶正電,橡膠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的異種電荷 C.帶電現象的本質是電子的轉移,物體得到電子一定顯負電性,失去電子顯正電性 D.當一種電荷出現時,必然有等量的異種電荷出現;當一種電荷消失時,必然有等量的異種電荷消失 答案 BCD 2.以下說法正確的是( ) A.摩擦起電是自由電子的轉移現象 B.摩擦起電是通過摩擦產生的正電荷和電子 C.感應起電是自由電子的轉移現象 D.金屬導電是由于導體內有可以移動的正電荷 答案 AC 解析 摩擦起電是電子在物體之間的轉移,感應起電則是物體內部電子的轉移,所以A、C正確,B錯誤.金屬導電是由于導體內有可以移動的自由電子,而不是正電荷,D項錯. 3.將兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下,再分開一小段距離,發現兩小球之間相互排斥,則A、B兩球原來帶電情況可能是( ) A.A和B原來帶有等量異種電荷 B.A和B原來帶有同種電荷 C.A和B原來帶有不等量異種電荷 D.A和B原來只有一個帶電 答案 BCD 解析 當A和B帶有等量異種電荷時,接觸一下后電荷被中和.A項錯誤. 4.將帶電棒移近兩個不帶電的導體球,兩個導體球開始時互相接觸且對地絕緣,如圖4所示,下列幾種方法能使兩球都帶電的是( ) 圖4 A.先把兩球分開,再移走棒 B.先移走棒,再把兩球分開 C.先將棒接觸一下其中一球,再把兩球分開 D.棒帶的電荷量如果不變,不能使兩導體球帶電 答案 AC 解析 A項正確,這是感應起電的正確操作步驟,B項錯;C項正確,描述的是接觸起電的操作步驟;D項錯誤,在感應起電中可以做到“棒帶的電荷量不變,兩導體球都帶電”. 5.如圖5所示,有一帶正電的驗電器,當一金屬球A靠近驗電器的小球B(不接觸)時,驗電器的金箔張角減小,則( ) 圖5 A.金屬球A可能不帶電 B.金屬球A可能帶負電 C.金屬球A可能帶正電 D.金屬球A一定帶正電 答案 AB 解析 由題意可知驗電器是帶電的(因箔片有張角),當不帶電的金屬球A靠近驗電器的小球B時,由于感應起電,金屬球A會帶上異種電荷,因異種電荷相吸,所以驗電器上帶的電荷會更多的聚集到小球B上,箔片上聚集的電荷會減少,故張角減小,A項正確;當金屬球A帶負電時,同樣因異種電荷相吸,使得箔片上聚集的電荷減少,張角減小,B項正確. 6. 絕緣細線上端固定,下端掛一輕質小球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6所示,現使b帶正電,則( ) 圖6 A.b將吸引a,吸住后不放開 B.b先吸引a,接觸后又把a排斥開 C.a、b之間不發生相互作用 D.b立即把a排斥開 答案 B 7.M和N是原來都不帶電的物體,它們互相摩擦后M帶正電荷1.6×10-10 C,下列判斷中正確的是( ) A.在摩擦前M和N的內部沒有任何電荷 B.摩擦的過程中電子從N轉移到了M C.N在摩擦后一定帶負電荷1.6×10-10 C D.M在摩擦過程中失去了1.6×10-10個電子 答案 C 解析 由電荷守恒可知C項正確. 8.某人做靜電感應實驗,有下列步驟及結論:①把不帶電的絕緣導體球甲移近帶負電的絕緣導體球乙,但甲、乙兩球不接觸.②用手指摸甲球.③手指移開.④移開乙球.⑤甲球帶正電.⑥甲球不帶電.下列操作過程和所得結論正確的有( ) A.○1→②→③→④→⑥ B.①→②→④→③→⑥ C.○1→②→③→④→⑤ D.①→②→④→③→⑤ 答案 C 解析 ○1→②→③→④→⑤是做靜電感應實驗的正確步驟. 9.兩個完全相同的金屬球,一個帶+6×10-8 C的電荷量,另一個帶-2×10-8 C的電荷量.把兩球接觸后再分開,兩球分別帶電多少? 答案 兩球都帶正電且均為2×10-8 C 解析 兩個完全相同的金屬球接觸后再分開,要平均分配電荷量,故兩球均帶q=(q1+q2)/2=[(+6×10-8)+(-2×10-8)]/2 C=2×10-8 C,帶正電. 10. 如圖7所示,通過調節控制電子槍產生的電子束,使其每秒鐘有104個電子到達收集電子的金屬瓶,經過一段時間,金屬瓶上帶有-8×10-12 C的電荷量,求: 圖7 (1)電子瓶上收集到多少個電子; (2)實驗的時間為多長. 答案 (1)5×107 (2)5×103 s 解析 因每個電子的帶電荷量為-1.6×10-19 C,金屬瓶上帶有-8×10-12 C的電荷量,所以電子瓶上收集到的電子個數為n=(-8×10-12 C)/(-1.6×10-19 C)=5×107個 實驗的時間為t=(5×107)/104 s=5×103 s 電阻一定時,電流與電壓成正比。 思考、交流、回答: 不能這樣說。 導體的電阻是由導體本身的性質決定的,它跟導體兩端是否有電壓或電壓的大小,導體中是否有電流或電流的大小無關。所以,我們不能認為電阻R跟電壓U成正比,跟電流I成反比。 電壓是電路中形成電流的原因,導體兩端不加電壓時,電流為零,但導體電阻依然存在。因此不能認為電壓U跟電流I成正比,跟電阻R也成正比。 閱讀科學世界,了解酒精檢測儀的原理; 觀察圖片,了解電子秤的'原理。 思考、交流、回答: 可以由導體兩端的電壓和通過這段導體的電流,利用歐姆定律的變形公式R=U/I來求解。而導體兩端的電壓和通過導體的電流可以測出來。即:用電流表測出通過導體中的電流,用電壓表測出導體兩端的電壓,就可以求出導體的電阻了。 三、課堂小結 回顧本節課的學習內容 本節課你有哪些收獲?還有哪些困惑?學生討論梳理知識,交流收獲和困惑。見板書設計。 四、課堂檢測教師巡視、講評完成檢測題。見附件。 五、布置作業1.完成《助學》上本節的題。 2.完成“周六自測”。課后完成 【板書設計】 教學目標: (一):知識與技能: 1、知道力的分解的含義。并能夠根據力的效果分解力 2、通過實驗探究,理解力的分解,會用力的分解的方法分析日常生活中的問題。 3、培養觀察、實驗能力;以及利用身邊材料自己制作實驗器材的能力 (二)過程與方法: 1、通過經歷力的分解概念和規律的學習過程,了解物理學的研究方法,認識物理實驗、物理模型和數學工具在物理學研究過程中的作用。 2、通過經歷力的分解科學探究過程,認識科學探究的意義,嘗試應用科學探究的方法研究物理問題,驗證物理規律。 (三)情感態度與價值觀 1、培養學生實事求是的科學態度。 2、通過學習,了解物理規律與數學規律之間存在和諧美,領略自然界的奇妙與和諧。 3、發展對科學的好奇心與求知欲,培養主動與他人合作的精神,能將自己的見解與他人交流的愿望,培養團隊精神。 設計意圖 為什么要實施力的分解?如何依據力的作用效果實施分解?這既是本課節教學的內容,更是該課節教學的重心!很多交換四認為只要教會學生正交分解就可以了,而根據力的效果分解沒有必要,所以覺得這一節根本不需要教。其實本節內容是一個很好的科學探究的材料。本人對這節課的設計思路如下:受伽利略對自由落體運動的研究的啟發,按照伽利略探究的思路:“猜想――驗證”,本節課主要通過學生的猜想――實驗探究得出力的分解遵循平行四邊形定則,讓學生通過實驗自己探究出把一個理分解應該根據力的效果來分解。同時物理是一門實驗學科,本節課通過自己挖掘生活中的很多材料,設計了一些很有趣而且效果非常好實驗讓學生動手做,親身去體驗和發現力的分解應該根據什么來分解。同時也讓學生了解到做實驗并不是一定要有專門的實驗室,實驗的條件完全可以自己去創造,從而激發學生做實驗的興趣。 教學流程 一、通過一個有趣的實驗引入新課:激發學生的興趣 【實驗】“四兩撥千斤” (兩位大力氣男同學分別用雙手拉住繩子兩端,一位女生在繩子中間只用小手一拉就把兩位男生拉動了) 二、通過演示實驗引入“力的分解”的概念 【演示實驗】在墻上固定一個松緊繩(帶有兩個細繩套),教師用一個力把它拉到一個確定點,然后請兩個學生合作把它拉到確定點。 得出“力的分解”的定義 三、探究“力的分解”方法: 探究一:力的分解遵循什么定則? 結合伽利略探究的思路: 問題-猜想-邏輯(數學)推理-實驗驗證-合理外推-得出結論 請學生猜想 請學生邏輯推理:力的分解是力的合成的逆運算,所以它們遵從同樣的規律 請學生實驗驗證(思考:如何驗證?) 利用上面的演示實驗的器材,請一位同學用一個繩套把結點拉到一定點O,記下力的大小和方向;而另一位同學用兩個力把結點也拉到O,記下力的大小和方向。從而驗證平行四邊形定則。 得出結論:力的分解遵循平行四邊形定則 探究二:在實際問題中,一個已知力究竟要怎樣分解? 請學生思考:一個力可以分解成怎樣的兩個力?分解的結果是否唯一?有多少種可能性?(根據一條對角線可以做無數個平行四邊形,所以有無數解) 請學生思考:那在實際問題中,一個已知力究竟要怎樣分解呢? 通過課堂一開始的實驗啟發學生:為什么一個人可以拉動兩個人,她的一個力從效果上來說可以分解成兩個沿著繩子的拉力從而把兩個人拉動。因此我們在實際問題中應該根據力的效果來分解已知力。 探究三:如何確定一個力產生的實際效果? 實例1、在斜面上的物塊所受的重力的分解 學生猜想:斜面上物體的重力會有哪些效果? 實驗驗證:用海綿鋪在斜面上和擋板側面,把比較重的物塊壓在上面可以明顯看到海綿發生的形變,這就是重力作用的效果 根據實驗知道力的作用效果就可以確定兩個分力的方向。 根據平行四邊形定則通過計算可以求出兩個分力的大小 總結:力分解的步驟: 1、分析力的作用效果; 2、據力的作用效果定分力的方向;(畫兩個分力的方向) 3、用平行四邊形定則定分力的大小;(把力F作為對角線,畫平行四邊形得分力) 拓展引申:為什么高大的.橋要建造引橋,為什么公園的溜溜板要傾角很大? 實例2、三角支架上的力的分解 學生猜想:物體對繩的拉力會有什么效果? 實驗一:用橡皮筋、鉛筆、繩套、鉤碼為器材做學生實驗自己體會(學生每人一套器材,人人動手實驗) 實驗二:兩名同學相互合作,一人一手叉腰,另一同學在肘部用力下拉去體會力的效果,然后兩人互換 實驗三:觀看視頻(在支架與豎直墻相連處用橡皮膜展示力的效果) 拓展引申:如果上方細繩與水平桿的夾角變小,兩個分力大小如何變? 實驗驗證:(自制教具:用一個拐杖,沒有拐的一端系上很寬的橡皮筋,同時那一端掉著一個3千克的鉛球,有拐的一端讓學生頂在腰間,慢慢減小橡皮筋與拐杖之間的夾角,會發現學生手臂上越來越吃力,同時腰間感覺越來越難受,)請一位同學做演示實驗去體會。 探究四:合力一定,兩個分力隨它們之間的夾角變化如何變化? 學生猜想: 實驗驗證:用一根繩中間吊一鉛球,然后把兩個繩的端點距離逐漸拉大,最后會發現繩子拉斷,說明分力是逐漸變大的。請學生上講臺親自實踐,其他同學觀察分析。 請同學解釋一開始的實驗,為什么“四兩可以撥千斤”? 拓展引申:請同學們思考,我們自己可不可以自制一個專門用來測繩子能承受的最大拉力的一個儀器呢?應該如何制造? 課后探究:一個已知力分解成兩個力,在一定條件下分解結果有多少種? 教學反思: 執教完該課節后感到最大的成功就是如何圍繞體驗性探究實驗做好了精心的設計,不僅有利于學習任務的推進,更主要是對教學重點和難點的分化起到了有效的化解。這就讓學生明白實驗對物理的重要性,同時也知道要自己創造條件去探究物理世界中很多未知的奇妙的東西。真正明白了物理就在生活中,這對學生的終身發展是非常有益的。覺得不足之處在于由于受上課時間的限制,這些實驗都是老師課前準備好的,如果能夠讓學生自己去思考設計,親歷那設計的過程,這樣就更加有意義,對學生的終身發展更加有益。 1、一心向著目標前進的人,整個世界都得給他讓路。 2、成功就在再堅持一下的努力之中。 3、奇跡,就在凝心聚力的靜悟之中。 一、“靜”什么? 1、 環境“安靜”:鴉雀無聲,無人走動,無聲說話、交流,無人隨意出進。每一個人充分沉浸在難得的靜謐之中。以享受維護安靜環境為榮,以影響破壞安靜環境為恥。 2 、心態“安靜”:心靜自然“涼”,腦子自然清醒,精力自然集中,思路自然清晰。心靜如水,超然物外,成為時間的主人,學習的主人。情緒穩定,效率較高。心不靜,則心亂如麻,心神不定,心不在焉,如坐針氈,眼在此心在彼,貌似用功,實則騙人。 二、【高考常考查的知識點】 1.靜力學的受力分析與共點力平衡(選擇題) 此題定位為送分題目,一般安排為16題,即物理學科的第一題,要求學生具有規范的受力分析習慣,熟練運用靜力學的基本規律,如胡克定律、滑動摩擦定律與靜摩擦力的變化規律、力的合成與分解、正交分解法等,可涉及兩個狀態,但一般不涉及變化過程的動態分析,也不至于考查相似三角形法等非常規方法。不必考慮計算題 2.運動圖象及其綜合應用(選擇題) 山東卷對物理圖象的專門考查以運動圖象為代表,立足于對物理圖象的理解。可涉及物理圖象的基本意義、利用運動圖象的分析運動過程、用不同物理量關系圖象描述同一運動過程等。以寧夏、海南為代表的利用運動圖象考查追及、相遇問題尚未被山東采納。專題設計為選擇題,盡量多涉及不同的圖象類型。 3.牛頓定律的直接應用(選擇、計算題) 與自感一樣,超重失重為Ⅰ級要求知識點,此題為非主干知識考查題,為最可能調整和變化的題目。 但對牛頓定律的考查不會削弱,而很可能更加寬泛和深入,可拓展為具體情境中力和運動關系的分析(選擇)、直線、類平拋和圓周運動中牛頓第二定律的計算(計算題的一部分)。 此專題定位在牛頓定律的直接應用,針對基本規律的建立、定律物理內涵的理解及實際情境中規律的應用,可涉及瞬時分析、過程分析、動態分析、特殊裝置、臨界條件,以及模型抽象、對象轉換、整體隔離、合成分解等方法問題。 4.第四專題 萬有引力與航天(選擇、計算題) 此專題內容既相對寬泛又相對集中,寬泛指萬有引力與航天的內容均可涉及,集中即一定是本章內容且集中在一道題目中。這部分內容也是必考內容,今年考試說明中本章知識點增加了“經典時空觀和相對論時空觀(Ⅰ)”,“環繞速度”由(Ⅱ)到(Ⅰ)。可以理解為深度減弱,廣度增加,最大的可能仍是選擇題,也不排除作為力學綜合題出現的可能,復習時應適當照顧。需特別注意的是,一定要關注近一年內天文的新發現或航天領域的新成就,題目常以此類情境為載體。 5.功能關系:(選擇、計算題)動能定理、機械能守恒、功能關系、能量守恒是必考內容,要結合動力學過程分析、功能分析,進行全過程、分過程列式。考查形式選擇題、計算題 注意:必修1、2部分考察多為選擇題,但在牛頓定律結合功能關系以及拋體運動和圓周運動部分綜合的計算,出現在24題上,本題一般涉及多個過程,是中等難度的保分題。 6.靜電場主要以考察電場線、電勢、電勢差、電勢能、電容器、帶電粒子的加速與偏轉為主 7.恒定電流以考察電學實驗為主,選擇中也容易出電路的分析題 8.磁場以考察磁場對運動電荷和通電導線的作用為主,選擇中易出一個題,在大題中容易出與電場及重力場相結合的題目。 9.電磁感應以選擇題、計算題,主要考察導體棒的切割以及感生電動勢,楞次定律,注意圖像問題 10.交流電主要考察交流電的四值、圖像,以及遠距離輸電變壓器問題,通常以選擇形式出現 11.熱學3-3:油膜法、微觀量計算,氣體實驗定律,熱一律、壓強微觀解釋、熱二律是重點 10.選修3-5中動量守恒、動量變化量計算、原子結構中能級躍遷、原子核中質能方程、核反應方程是考察重點。 三、【靜悟注意事項】 1. 以查缺補漏為主要目的,以考綱知識點為主線復習 2. 重點看課本、課后題、改錯本、以前做過的相關題目 3. 把不會的問題記下來,集中找時間找老師解決 4. 必須邊思考,邊動筆。靜悟最忌只動眼動嘴的學習方式,必須多動腦多動手,做到手不離筆,筆不離紙。 勻變速直線運動 【考試說明】 主題 內 容 要求 說明 質點的直線 運動 參考系、質點 位移、速度和加速度 勻變速直線運動及其公式、圖像 【知識網絡】 【考試說明解讀】 1.參考系 ⑴定義:在描述一個物體的運動時,選來作為標準的假定不動的物體,叫做參考系。 ⑵運動學中的同一公式中涉及的各物理量應以同一參考系為標準。 2.質點 ⑴定義:質點是指有質量而不考慮大小和形狀的物體。 ⑵質點是物理學中一個理想化模型,能否將物體看作質點,取決于所研究的具體問題,而不是取決于這一物體的大小、形狀及質量,只有當所研究物體的大小和形狀對所研究的問題沒有影響或影響很小,可以將其形狀和大小忽略時,才能將物體看作質點。 物體可視為質點的主要三種情形: ①物體只作平動時; ②物體的位移遠遠大于物體本身的尺度時; ③只研究物體的平動,而不考慮其轉動效果時。 3.時間與時刻 ⑴時刻:指某一瞬時,在時間軸上表示為某一點。 ⑵時間:指兩個時刻之間的間隔,在時間軸上表示為兩點間線段的長度。 ⑶時刻與物體運動過程中的某一位置相對應,時間與物體運動過程中的位移(或路程)相對應。 4.位移和路程 ⑴位移:表示物體位置的變化,是一個矢量,物體的位移是指從初位置到末位置的有向線段,其大小就是此線段的長度,方向從初位置指向末位置。 ⑵路程:路程等于運動軌跡的長度,是一個標量。只有在單方向的直線運動中,位移的大小才等于路程。 5.速度、平均速度、瞬時速度 ⑴速度:是表示質點運動快慢的物理量,在勻速直線運動中它等于位移與發生這段位移所用時間的比值,速度是矢量,它的方向就是物體運動的方向。 ⑵平均速度:物體所發生的位移跟發生這一位移所用時間的比值叫這段時間內的平均速度,即 ,平均速度是矢量,其方向就是相應位移的方向。公式 =(V0+Vt)/2只對勻變速直線運動適用。 ⑶瞬時速度:運動物體經過某一時刻(或某一位置)的速度,其方向就是物體經過某有一位置時的運動方向。 6.加速度 ⑴加速度是描述物體速度變化快慢的物理量,是一個矢量,方向與速度變化的方向相同。 ⑵做勻速直線運動的物體,速度的變化量與發生這一變化所需時間的比值叫加速度,即 ⑶速度、速度變化、加速度的關系: ①方向關系:加速度的方向與速度變化的方向一定相同,加速度方向和速度方向沒有必然的聯系。 ②大小關系:V、△V、a無必然的大小決定關系。 ③只要加速度方向跟速度方向相同,無論加速度在減少還是在增大,物體的速度一定增大,若加速度減小,速度增大得越來越慢(仍然增大);只要加速度方向跟速度方向相反,物體的速度一定減小。 7、運動圖象:s—t圖象與v—t圖象的比較 下圖和下表是形狀一樣的`圖線在s—t圖象與v—t圖象中的比較. s—t圖 v—t圖 ①表示物體勻速直線運動(斜率表示速度v) ①表示物體勻加速直線運動(斜率表示加速度a) ②表示物體靜止 ②表示物體做勻速直線運動 ③表示物體向反方向做勻速直線運動;初位移為s0 ③表示物體做勻減速直線運動;初速度為v0 ④t1時間內物體位移s1 ④t1時刻物體速度v1(圖中陰影部分面積表示質點在0~t1時間內的位移) 補充:(1) s—t圖中兩圖線相交說明兩物體相遇,v—t圖中兩圖線相交說明兩物體在交點時的速度相等 (2) s—t圖象與橫軸交叉,表示物體從參考點的一邊運動到另一邊. v—t圖線與橫軸交叉,表示物體運動的速度反向. (3) s—t圖象是直線表示物體做勻速直線運動或靜止.圖象是曲線則表示物體做變速運動. v—t圖線是直線表示物體做勻變速直線運動或勻速直線運動;圖線是曲線表示物體做變加速運動. (4) s—t圖象斜率為正值,表示物體沿與規定正方向相同的方向運動.圖象斜率為負值,表示物體沿與規定正方向相反的方向運動. v—t圖線的斜率為正值,表示物體的加速度與規定正方向相同;圖象的斜率為負值,表示物體的加速度與規定正方向相反. 【例題:07山東理綜】如圖所示,光滑軌道MO和ON底端對接且ON=2MO,M、N兩點高度相同。小球自M點右靜止自由滾下,忽略小球經過O點時的機械能損失,以v、s、a、EK分別表示小球的速度、位移、加速度和動能四個物理量的大小。下列圖象中能正確反映小球自M點到N點運動過程的是 【例題:08山東理綜】質量為1500kg的汽車在平直的公路上運動,v-t圖象如圖所示.由此可求 (ABD ) A.前25 s內汽車的平均速度 B.前l0 s內汽車的加速度 C.前l0 s內汽車所受的阻力 D.15~25 s內合外力對汽車所做的功 8.勻變速直線運動的基本規律及推論: 基本規律: ⑴Vt=V0+at, ⑵s=V0t+at2/2 推論: ⑴Vt2 _VO2=2as ⑵ (Vt/2表示時間t的中間時刻的瞬時速度) ⑶任意兩個連續相等的時間間隔(T)內,位移之差是一恒量.即: sⅡ-sⅠ=sⅢ-sⅡ=……=sN-sN-1=△s=aT2. 9.初速度為零的勻加速直線運動的特點: (設T為等分時間間隔): ⑴1T末、2T末、3T末……瞬時速度的比為:v1:v2:v3:……vn=1:2:3:……:n ⑵1T內、2T內、3T內……位移的比為:s1:s2:s3:……:sn=12:22:32:……:n2 ⑶第一個T內、第二個T內、第三個T內……位移的比為:s1:sⅡ:sⅢX……:sN=1:3:5:……:(2n-1) ⑷從靜止開始通過連續相等的位移所用時間的比 t1:t2:t3:……:tn= 10、豎直上拋運動的兩種研究方法 ①分段法:上升階段是勻減速直線運動,下落階段是自由落體運動. ②整體法:從全程來看,加速度方向始終與初速度v0的方向相反,所以可把豎直上拋運動看成是一個勻變速直線運動,應用公式時,要特別注意v,h等矢量的正負號.一般選取向上為正方向,則上升過程中v為正值下降過程中v為負值,物體在拋出點以下時h為負值. 11、追及問題的處理方法 1. 要通過兩質點的速度比較進行分析,找到隱含條件. 再結合兩個運動的時間關系、位移關系建立相應的方程求解,也可以利用二次函數求極值,及應用圖象法和相對運動知識求解 2. 追擊類問題的提示 1.勻加速運動追擊勻速運動,當二者速度相同時相距最遠. 2.勻速運動追擊勻加速運動,當二者速度相同時追不上以后就永遠追不上了.此時二者相距最近. 3.勻減速直線運動追勻速運動,當二者速度相同時相距最近,此時假設追不上,以后就永遠追不上了. 4.勻速運動追勻減速直線運動,當二者速度相同時相距最遠. 【例題:09海南】甲乙兩車在一平直道路上同向運動,其 圖像如圖所示,圖中 和 的面積分別為 和 .初始時,甲車在乙車前方 處.(ABC) A.若 ,兩車不會相遇 B.若 ,兩車相遇2次 C.若 ,兩車相遇1次 D.若 ,兩車相遇1次 【高中物理優秀教案】相關文章: 高中物理的優秀教案01-14 高中物理的優秀教案(通用14篇)05-19 高中物理《運動快慢的描述速度》的優秀教案08-26 高中物理《彈力》教案01-04 高中物理重力教案01-05 高中物理力教案01-04 高中物理教學教案11-10 高中物理教案06-09 高中物理必修2教案01-07高中物理優秀教案4
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