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高中物理教案
作為一位無私奉獻(xiàn)的人民教師,時常需要編寫教案,教案是教材及大綱與課堂教學(xué)的紐帶和橋梁。那要怎么寫好教案呢?以下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
【教學(xué)目標(biāo)】
1、了解什么是熱輻射及熱輻射的特性。
2、了解黑體輻射,了解黑體熱輻射的強度與波長的關(guān)系。
3、了解能量子的概念及提出的科學(xué)過程,領(lǐng)會這一科學(xué)突破過程中科學(xué)家的思想。
4、了解宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點,體會量子論的建立深化了人們對于物質(zhì)世界的認(rèn)識。
【教學(xué)重點】
能量子的概念。
【教學(xué)難點】
黑體輻射的實驗規(guī)律。
【教學(xué)方法】
講授為主,啟發(fā)、引導(dǎo)。
【教學(xué)用具】
多媒體輔助教學(xué)設(shè)備。
【教學(xué)過程】
一、引入新課
師:19世紀(jì)末,牛頓定律在各個領(lǐng)域里都取得了很大的成功:在機械運動方面不用說,在分子物理方面,成功地解釋了溫度、壓強、氣體的內(nèi)能。在電磁學(xué)方面,建立了一個能推斷一切電磁現(xiàn)象的Maxwell方程。另外還找到了力、電、光、聲等都遵循的規(guī)律———能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。當(dāng)時許多物理學(xué)家都沉醉于這些成績和勝利之中。他們認(rèn)為物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展到頭了。
1900年在英國皇家學(xué)會的新年慶祝會上,著名物理學(xué)家開爾文作了展望新世紀(jì)的發(fā)言:“科學(xué)的大廈已經(jīng)基本完成,后輩的'物理學(xué)家只要做一些零碎的修補工作就行了! “但是,在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)處,還有兩朵令人不安的烏云!
這兩朵烏云是指什么呢?一朵與黑體輻射有關(guān),另一朵與邁克爾遜實驗有關(guān)。然而,事隔不到一年(1900年底),就從第一朵烏云中降生了量子論,緊接著(1905年)從第二朵烏云中降生了相對論。經(jīng)典物理學(xué)的大廈被徹底動搖,物理學(xué)發(fā)展到了一個更為遼闊的領(lǐng)域。正可謂“山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村”。
我們這節(jié)課就來學(xué)習(xí)“能量量子化的發(fā)現(xiàn)——物理學(xué)新紀(jì)元的到來”。
二、進(jìn)行新課
1、黑體與黑體輻射
師:請同學(xué)們閱讀教材27第一段,思考:什么是熱輻射,物體的熱輻射有什么特性?(學(xué)生閱讀教材、思考問題)
。1)熱輻射現(xiàn)象
師:我們周圍的一切物體都在輻射各種波長的電磁波,這種輻射與由于物體中的分子、原子受到激發(fā)而造成的,它與溫度有關(guān),因此稱為熱輻射。
所輻射電磁波的特征與溫度有關(guān)。當(dāng)溫度升高時,熱輻射中較短波長的成分越來越強。例如:在給鐵塊加熱使其溫度升高時,從看不出發(fā)光到暗紅到橙色到黃白色,這表明輻射強度按波長的分布情況隨物體的溫度而有所不同。
課件展示:鐵塊在溫度升高時顏色的變化(下圖)。
。ò鍟1熱輻射
、俣x
、谔匦
輻射強度按波長的分布情況隨物體的溫度而有所不同。
。2)黑體
教師:除了熱輻射之外,物體表面還會吸收和反射外界射來的電磁波。不同的物體吸收和反射電磁波的能力是不一樣的。
(板書)能全部吸收各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體,稱為絕對黑體,簡稱黑體。
教師:課件展示黑體模型(如下圖)并進(jìn)行闡釋。
不透明的材料制成帶小孔的空腔,那么射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面會發(fā)生多次反射和吸收,最終不能從空腔射出。這個小孔可近似看作黑體。
2、黑體輻射的實驗規(guī)律
教師:一般材料的物體和黑體輻射電磁波的情況有什么不同呢?
高中物理教案2
教學(xué)目標(biāo):
一、知識目標(biāo)
1、掌握勻變速直線運動的速度、位移公式
2、會推出勻變速直線運動的位移和速度的關(guān)系式,并會應(yīng)用它進(jìn)行計算二、能力目標(biāo)提高學(xué)生靈活應(yīng)用公式解題的能力三、德育目標(biāo)本部分矢量較多,在解題中要依據(jù)質(zhì)點的運動情況確定出各量的方向,不要死套公式而不分析實際的客觀運動。
教學(xué)重點:
勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用
教學(xué)難點:
據(jù)速度和位移公式推導(dǎo)得到的速度和位移關(guān)系式的正確使用
教學(xué)方法:
講練法、推理法、歸納法
教學(xué)用具:投影儀、投影片、CAI課件
課時安排1課時
教學(xué)過程:
一、導(dǎo)入新課
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了勻變速直線運動的速度、位移和時間之間的關(guān)系,本節(jié)課我們來學(xué)生上述規(guī)律的應(yīng)用。
二、新課教學(xué)
。ㄒ唬┯猛队捌鍪颈竟(jié)課的學(xué)生目標(biāo)1、會推導(dǎo)勻變速直線運動的位移和速度的關(guān)系式2、能應(yīng)用勻變速直線運動的規(guī)律求解有關(guān)問題。3、提問靈活應(yīng)用公式解題的能力
(二)學(xué)生目標(biāo)完成過程:1、勻變速直線運動的規(guī)律(1)學(xué)生在白紙上書寫勻變速直線運動的速度和位移公式:(2)在實物投影儀上進(jìn)行檢查和評析(3)據(jù),消去時間,同學(xué)們試著推一下,能得到一個什么關(guān)系式。(4)學(xué)生推導(dǎo)后,抽查推導(dǎo)過程并在實物投影儀上評析。(5)教師說明:一般在不涉及時間的前提下,我們使用剛才得到的推論求解。(6)在黑板上板書上述三個公式:2、勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用(1)a.用投影片出示例題1:發(fā)射炮彈時,炮彈在槍筒中的運動可以看作是勻加速運動,如果槍彈的加速度是,槍筒長0.64m,槍彈射出槍口時的速度是多大b:用CAI課體模擬題中的物理情景,并出示分析思考題:1)槍筒的長度對應(yīng)于槍彈做勻加速運動的哪個物理量2)槍彈的初速度是多大3)槍彈出槍口時的速度對應(yīng)于槍彈做勻加速運動的什么速度4)據(jù)上述分析,你準(zhǔn)備選用哪個公式求解C:學(xué)生寫出解題過程,并抽查實物投影儀上評析。(2)用投影片注視鞏固練習(xí)I:物體做勻加速運動,初速度為v0=2m/s,加速度a=0.1,求A:前4s內(nèi)通過的位移B:前4s內(nèi)的平均速度及位移。(3)a.用投影片出示例題2一個滑雪的人,從85米長的.山坡上勻變速滑下,初速度是1.8m/s,末速度系5.0m/s,他通過這段山坡需要多長時間b:用CAI課件模擬題中的物理情景。c:據(jù)物理情景,同學(xué)們思考1)該滑雪人的運動可當(dāng)做哪一種勻變速運動2)你認(rèn)為所給的已知條件等效為勻變速直線運動的哪些物理量3)要求得時間t,你準(zhǔn)備用什么方法求d:經(jīng)同學(xué)們討論后,用投影片展示課本上的解題過程:解:滑雪的人做勻加速直線運動,由e:說明:對于勻變速直線運動也就是說:對于變速直線運動,平均速度的求解有兩個途徑:(1)(2)這兩個公式綜合使用往往可使問題簡化。
三、鞏固練習(xí)做勻加速直線運動的物體,速度從v增加到2v時結(jié)果的位移是s,測它的速度從2v增加到4v經(jīng)過的位移是多少
四、小結(jié)本節(jié)課我們主要是應(yīng)用勻變速直線運動的下述公式解決了一些實際問題:vt=v0+at;s=v0t+at2;=2ass=這些公式共涉及v0、vt、a、s、t五個物理量,對于一段直線運動,只要已知三個物理量,總可以就出另外兩個物理量。四、作業(yè)課后習(xí)題五、板書設(shè)計
高中物理教案3
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1、了解形變的概念,了解彈力是物體發(fā)生彈性形變時產(chǎn)生的.
2、能夠正確判斷彈力的有無和彈力的方向,正確畫出物體受到的彈力.
3、掌握運用胡克定律計算彈簧彈力的方法.
能力目標(biāo)
1、能夠運用二力平衡條件確定彈力的大小.
2、針對實際問題確定彈力的大小方向,提高判斷分析能力.
教學(xué)建議
一、基本知識技能:
(一)、基本概念:
1、彈力:發(fā)生形變的物體,由于要回復(fù)原狀,對跟它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力.
2、彈性限度:如果形變超過一定限度,物體的形狀將不能完全恢復(fù),這個限度叫做彈性限度.
3、彈力的大小跟形變的大小有關(guān),形變越大,彈力也越大.
4、形變有拉伸形變、彎曲形變、和扭轉(zhuǎn)形變.
(二)、基本技能:
1、應(yīng)用胡克定律求解彈簧等的產(chǎn)生彈力的大小.
2、根據(jù)不同接觸面或點畫出彈力的圖示.
二、重點難點分析:
1、彈力是物體發(fā)生形變后產(chǎn)生的,了解彈力產(chǎn)生的原因、方向的判斷和大小的確定是本節(jié)的教學(xué)重點.
2、彈力的有無和彈力方向的判斷是教學(xué)中學(xué)生比較難掌握的知識點.
教法建議
一、關(guān)于講解彈力的產(chǎn)生原因的教法建議
1、介紹彈力時,一定要把物體在外力作用時發(fā)生形狀改變的事實演示好,可以演示橢圓形狀玻璃瓶在用力握緊時的形狀變化,也可以演示其它明顯的形變實驗,如礦泉水瓶的形變,握力器的形變,鋼尺的形變,也可以借助媒體資料演示一些研究觀察物體微小形變的方法.通過演示,介紹我們在做科學(xué)研究時,通常將微小變化“放大”以利于觀察.
二、關(guān)于彈力方向講解的教法建議
1、彈力的方向判斷是本節(jié)的重點,可以將接觸面的關(guān)系具體為“點——面(平面、曲面)”接觸和“面——面”接觸.舉一些例子,將問題簡單化.往往彈力的方向的判斷以“面”或“面上接觸點的切面”為準(zhǔn).
如所示的簡單圖示:
2、注意在分析兩物體之間彈力的作用時,可以分別對一個物體進(jìn)行受力分析,確切說明,是哪一個物體的形變對其產(chǎn)生彈力的作用.配合教材講解繩子的拉力時,可以用具體的例子,畫出示意圖加以分析.
第三節(jié) 彈力
教學(xué)方法:實驗法、講解法
教學(xué)用具:演示形變用的鋼尺、橡皮泥、彈簧、重物(鉤碼).
教學(xué)過程設(shè)計
(一)、復(fù)習(xí)提問
1、重力是的產(chǎn)生原因是什么?重力的方怎樣?
2、復(fù)習(xí)初中內(nèi)容:形變;彈性形變.
(二)、新課教學(xué)
由復(fù)習(xí)過渡到新課,并演示說明
1、演示實驗1:捏橡皮泥,用力拉壓彈簧,用力彎動鋼尺,它們的形狀都發(fā)生了改變,教師總結(jié)形變的概念.
形變:物體的形狀或體積的變化叫做形變,形變的原因是物體受到了力的作用.針對橡皮泥形變之后形狀改變總結(jié)出彈性形變的概念:能夠恢復(fù)原來形狀的形變叫做彈性形變.不能恢復(fù)原來形狀的形變叫做塑性形變.
2、將鉤碼懸掛在彈簧上,彈簧另一端固定,彈簧被拉長,提問:
(1)鉤碼受哪些力?(重力、拉力、這二力平衡)
(2)拉力是誰加給鉤碼的?(彈簧)
(3)彈簧為什么對鉤碼產(chǎn)生拉力?(彈簧發(fā)生了彈性形變)
由此引出彈力的概念:
3、彈力:發(fā)生彈性形變的物體,會對跟它直接接觸的物體產(chǎn)生力的作用.這種力就叫彈力.
就上述實驗繼續(xù)提問:
(1)彈力產(chǎn)生的條件:物體直接接觸并發(fā)生彈性形變.
(2)彈力的方向
提問:課本放在桌子上.書給桌子的壓力和桌子對書的支持力屬于什么性質(zhì)的力?其受力物體、施力物體各是什么?方向如何?
與學(xué)生討論,然后總結(jié):
4、壓力的方向總是垂直與支持面而指向受力物體(被壓物體).
5、支持力的方向總是垂直與支持面而指向受力物體(被支持物體).
繼續(xù)提問:電燈對電線產(chǎn)生的拉力和電線對電燈產(chǎn)生的拉力又是什么性質(zhì)的力?
其受力物體、施力物體各是誰?方向如何?
分析討論,總結(jié).
6、繩的拉力是繩對所拉物體的彈力,方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向.
7、胡克定律
彈力的大小與形變有關(guān),同一物體,形變越大,彈力越大.彈簧的彈力,與 形變的'關(guān)系為:
在彈性限度內(nèi),彈力的大小 跟彈簧的伸長(或縮短)的長度 成正比,即:
式中 叫彈簧的倔強系數(shù),單位:N/m.它由彈簧本身所決定.不同彈簧的倔強系數(shù)一般不相同.這個規(guī)律是英國科學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)的,叫胡克定律. 胡克定律的適用條件:只適用于伸長或壓縮形變.
8、練習(xí)使用胡克定律,注意強調(diào) 為形變量的大小.
彈力高中物理教學(xué)反思
本節(jié)課注意了對學(xué)生開放性、創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。開放性創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)不是一句口號,而應(yīng)該落到實處,這是基礎(chǔ)教育課程改革的要求,也是在教學(xué)實際中很難落實的一個問題。
一般情況下,教師在組織學(xué)生學(xué)習(xí)塑性和彈性的時候,往往是通過舉出生活中或者學(xué)生能夠接觸的彈性物體和非彈性物體若干實例,通過歸納的方法得出塑性和彈性。在這個問題的處理上并沒有按照往常的方法,而是讓學(xué)生對教師給出的若干物體進(jìn)行分類,潛移默化的對學(xué)生進(jìn)行了方法教育。分類的標(biāo)準(zhǔn)不同,分類結(jié)果也就不同,學(xué)生的興奮點就非常多,都試圖依照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類,學(xué)生的思維隨著分類的翅膀在飛翔。
從學(xué)生的生活出發(fā),關(guān)注學(xué)生的體驗。物理不是獨立和抽象于生活之外的,尤其在初中階段來看更是如此。在組織教學(xué)的時候沒有過分關(guān)注基本的知識和概念,而是從學(xué)生生活中常見的橡皮筋、海綿、彈簧、減震等學(xué)生常見常聽的事物出發(fā),學(xué)生在對物體的彈性和塑性有充分的感性基礎(chǔ)上,總結(jié)出什么是塑性和彈性。關(guān)注學(xué)生自己的體驗,讓兩位同學(xué)在拉測力計的活動中體驗拉力的不同,認(rèn)識到彈力的大小與彈性形變的物體的形變大小有關(guān)的。學(xué)生親自參與到了物理知識的建構(gòu)中,認(rèn)識當(dāng)然是非常深刻的。師生關(guān)系融洽和諧,這也是本節(jié)課的一個閃光點。
主要缺點:
學(xué)生在進(jìn)行分類的時候沒有充分放開學(xué)生的思維。為什么學(xué)生的分類答案都是與本節(jié)內(nèi)容是對應(yīng)的?為什么沒有學(xué)生按照物質(zhì)的組成去分?為什么沒有按照物質(zhì)的導(dǎo)電性能或者密度大小去分?這是受到了思維定勢的影響,既然本節(jié)學(xué)習(xí)彈性和塑性,當(dāng)然就是這一種分類方法。在以后的教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生在充分分類的基礎(chǔ)上,從中挑出一組依照彈性和塑性分類的一組,讓學(xué)生分析這一種分類的標(biāo)準(zhǔn)是什么,同樣回到了環(huán)節(jié)的主題。
高中物理教案4
教學(xué)目的:
1、了解電能輸送的過程。
2、知道高壓輸電的道理。
3、培養(yǎng)學(xué)生把物理規(guī)律應(yīng)用于實際的能力和用公式分析實際問題的能力。
教學(xué)重點:培養(yǎng)學(xué)生把物理規(guī)律應(yīng)用于實際的能力和用公式分析實際問題的能力。
教學(xué)難點:高壓輸電的道理。
教學(xué)用具:電能輸送過程的掛圖一幅(帶有透明膠),小黑板一塊(寫好題目)。
教學(xué)過程:
一、引入新課
講述:前面我們學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象和發(fā)電機,通過發(fā)電機我們可以大量地生產(chǎn)電能。比如,葛洲壩電站通過發(fā)電機把水的機械能為電能,發(fā)電功率可達(dá)271。5萬千瓦,這么多的電能當(dāng)然要輸?shù)接秒姷牡胤饺,今天,我們就來學(xué)習(xí)輸送電能的有關(guān)知識。
二、進(jìn)行新課
1、輸送電能的過程
提問:發(fā)電站發(fā)出的電能是怎樣輸送到遠(yuǎn)方的呢?如:葛洲壩電站發(fā)出的電是怎樣輸?shù)轿錆h、上海等地的呢?很多學(xué)生憑生活經(jīng)驗?zāi)芑卮穑菏峭ㄟ^電線輸送的。在教師的啟發(fā)下學(xué)生可以回答:是通過架設(shè)很高的、很粗的高壓電線輸送的。
出示:電能輸送掛圖,并結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗作介紹。
板書:第三節(jié) 電能的輸送
輸送電能的過程:發(fā)電站→升壓變壓器→高壓輸電線→ 降壓變壓器→用電單位。)
2、遠(yuǎn)距離輸電為什么要用高電壓?
提問:為什么遠(yuǎn)距離輸電要用高電壓呢?學(xué)生思考片刻之后,教師說:這個實際問題就是我們今天要討論的重點。
板書:(高壓輸電的道理)
分析討論的思路是:輸電→導(dǎo)線(電阻)→發(fā)熱→損失電能→減小損失
講解:輸電要用導(dǎo)線,導(dǎo)線當(dāng)然有電阻,如果導(dǎo)線很短,電阻很小可忽略,而遠(yuǎn)距離輸電時,導(dǎo)線很長,電阻大不能忽略。列舉課本上的一組數(shù)據(jù)。電流通過很長的導(dǎo)線要發(fā)出大量的熱,請學(xué)生計算:河南平頂山至湖北武昌的高壓輸電線電阻約400歐,如果能的電流是1安,每秒鐘導(dǎo)線發(fā)熱多少?學(xué)生計算之后,教師講述:這些熱都散失到大氣中,白白損失了電能。所以,輸電時,必須減小導(dǎo)線發(fā)熱損失。
3、提問:如何減小導(dǎo)線發(fā)熱呢?
分析:由焦耳定律 ,減小發(fā)熱 ,有以下三種方法:一是減小輸電時間 ,二是減小輸電線電阻 ,三是減小輸電電流 。
4、提問:哪種方法更有效?
第一種方法等于停電,沒有實用價值。第二種方法從材料、長度、粗細(xì)三方面來說都有實際困難。適用的超導(dǎo)材料還沒有研究出來。排除了前面兩種方法,就只能考慮第三種方法了。從焦耳定律公式可以看出。第三種辦法是很有效的:電流減小一半,損失的電能就降為原來的四分之一。通過后面的學(xué)習(xí),我們將會看到這種辦法了也是很有效的。
板書結(jié)論:(A:要減小電能的損失,必須減小輸電電流。)
講解:另一方面,輸電就是要輸送電能,輸送的功率必須足夠大,才有實際意義。
板書:(B:輸電功率必須足夠大。)
5、提問:怎樣才能滿足上述兩個要求呢?
分析:根據(jù)公式 ,要使輸電電流 減小,而輸送功率 不變(足夠大),就必須提高輸電電壓 。
板書:(高壓輸電可以保證在輸送功率不變,減小輸電電流來減小輸送電的電能損失。)
變壓器能把交流電的電壓升高(或降低)
講解:在發(fā)電站都要安裝用來升壓的變壓器,實現(xiàn)高壓輸電。但是我們用戶使用的.是低壓電,所以在用戶附近又要安裝降壓的變壓器。
討論:高壓電輸?shù)接秒妳^(qū)附近時,為什么要把電壓降下來?(一是為了安全,二是用電器只能用低電壓。)
板書:(3。變壓器能把交流電的電壓升高或降低)
三、引導(dǎo)學(xué)生看課本,了解我國輸電電壓,知道輸送電能的優(yōu)越性。
四、課堂小結(jié):
輸電過程、高壓輸電的道理。
五、作業(yè)布置:
某電站發(fā)電功率約271。5萬千瓦,如果用1000伏的電壓輸電,輸電電流是多少?如果輸電電阻是200歐,每秒鐘導(dǎo)線發(fā)熱損失的電能是多少?如果采用100千伏的高壓輸電呢?
探究活動
考察附近的變電站,學(xué)習(xí)日常生活中的電學(xué)知識和用電常識。
了解變壓器的工作原理
調(diào)查生活中的有關(guān)電壓變換情況。
調(diào)查:
在電能的傳輸過程中,為了減小能量損耗而采用提高電壓的方法,可是在提高電壓后相應(yīng)的對一些設(shè)備的要求也會提高,請調(diào)查在高壓輸電和低壓輸電過程中的投入產(chǎn)出比。
高中物理教案5
本節(jié)教材分析
這節(jié)課通過對一些天體運動的實例分析,使學(xué)生了解:通常物體之間的萬有引力很小,常常覺察不出來,但在天體運動中,由于天體的質(zhì)量很大,萬有引力將起決定性作用,對天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動作用,其中一個重要的應(yīng)用就是計算天體的質(zhì)量.
在講課時,應(yīng)用萬有引力定律有兩條思路要交待清楚.
1.把天體(或衛(wèi)星)的運動看成是勻速圓周運動,即F引=F向,用于計算天體(中心體)的質(zhì)量,討論衛(wèi)星的速度、角速度、周期及半徑等問題.
2.在地面附近把萬有引力看成物體的重力,即F引=mg.主要用于計算涉及重力加速度的問題.
一、教學(xué)目標(biāo)
1.通過對行星繞恒星的運動及衛(wèi)星繞行星的運動的研究,使學(xué)生初步掌握研究此類問題的基本方法:萬有引力作為物體做圓周運動的向心力。
2.使學(xué)生對人造地球衛(wèi)星的發(fā)射、運行等狀況有初步了解,使多數(shù)學(xué)生在頭腦中建立起較正確的圖景。
二、重點、難點分析
1.天體運動的向心力是由萬有引力提供的,這一思路是本節(jié)課的重點。
2.第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度,是衛(wèi)星運行的最大速度,它們的統(tǒng)一是本節(jié)課的難點。
三、教具
自制同步衛(wèi)星模型。
四、教學(xué)過程
(一)引入新課
1.復(fù)習(xí)提問:
(1)物體做圓周運動的向心力公式是什么?分別寫出向心力與線速
(2)萬有引力定律的內(nèi)容是什么?如何用公式表示?(對學(xué)生的回答予以糾正或肯定。)
(3)萬有引力和重力的關(guān)系是什么?重力加速度的決定式是什么?(學(xué)生回答:地球表面物體受到的重力是物體受到地球萬有引力的一個分力,但這個分力的大小基本等于物體受到地球的萬有引力。如不全面,教師予以補充。)
2.引課提問:根據(jù)前面我們所學(xué)習(xí)的知識,我們知道了所有物體之間都存在著相互作用的萬有引力,而且這種萬有引力在天體這類質(zhì)量很大的物體之間是非常巨大的。那么為什么這樣巨大的引力沒有把天體拉到一起呢?(可由學(xué)生討論,教師歸納總結(jié)。)
因為天體都是運動的,比如恒星附近有一顆行星,它具有一定的速度,根據(jù)牛頓第一定律,如果不受外力,它將做勻速直線運動,F(xiàn)在它受到恒星對它的萬有引力,將偏離原來的運動方向。這樣,它既不能擺脫恒星的控制遠(yuǎn)離恒星,也不會被恒星吸引到一起,將圍繞恒星做圓周運動。此時,行星做圓周運動的向心力由恒星對它的萬有引力提供。(教師邊講解,邊畫板圖。)
可見萬有引力與天體的運動密切聯(lián)系,我們這節(jié)課就要研究萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用。
板書:萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用人造衛(wèi)星
(二)教學(xué)過程
1.研究天體運動的基本方法
剛才我們分析了行星的運動,發(fā)現(xiàn)行星繞恒星做圓周運動,此時,恒星對行星的萬有引力是行星做圓周運動的向心力。其實,所有行星繞恒星或衛(wèi)星繞行星的運動都可以基本上看成是勻速圓周運動。這時運動的行星或衛(wèi)星的受力情況也非常簡單:它不可能受到彈力或摩擦力,所受到的力只有一種——萬有引力。萬有引力作為其做圓周運動的向心力。
板書:F萬=F向
下面我們根據(jù)這一基本方法,研究幾個天文學(xué)的問題。
(1)天體質(zhì)量的計算
如果我們知道了一個衛(wèi)星繞行星運動的周期,知道了衛(wèi)星運動的軌道半徑,能否求出行星的質(zhì)量呢?根據(jù)研究天體運動的基本方法:萬有引力做向心力,F(xiàn)萬=F向
(指副板書)此時知道衛(wèi)星的圓周運動周期,其向心力公式用哪個好呢?
等式兩邊都有m,可以約去,說明與衛(wèi)星質(zhì)量無關(guān)。我們就可以得
(2)衛(wèi)星運行速度的比較
下面我們再來看一個問題:某行星有兩顆衛(wèi)星,這兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑都不相同,哪顆衛(wèi)星運動的速度快呢?我們?nèi)匀焕醚芯刻祗w運動的基本方法:以萬有引力做向心力
F萬=F向
設(shè)行星質(zhì)量為M,某顆衛(wèi)星運動的軌道半徑為r,此衛(wèi)星質(zhì)量為m,它受到行星對它的萬有引力為
(指副板書)于是我們得到
等式兩邊都有m,可以約去,說明與衛(wèi)星質(zhì)量無關(guān)。于是我們得到
從公式可以看出,衛(wèi)星的運行速度與其本身質(zhì)量無關(guān),與其軌道半徑的平方根成反比。軌道半徑越大,運行速度越。卉壍腊霃皆叫,運行速度越大。換句話說,離行星越近的衛(wèi)星運動速度越大。這是一個非常有用的結(jié)論,希望同學(xué)能夠給予重視。
(3)海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)
剛才我們研究的問題只是實際問題的一種近似,實際問題要復(fù)雜一些。比如,行星繞太陽的運動軌道并不是正圓,而是橢圓;每顆行星受到的引力也不僅由太陽提供,除太陽的引力最大外,還要受到其他行星的引力。這就需要更復(fù)雜一些的運算,而這種運算,導(dǎo)致了海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)。
200年前,人們認(rèn)識的太陽系有7大行星:水星、金星、地球、火星、土星、木星和天王星,后來,人們發(fā)現(xiàn)最外面的行星——天王星的運行軌道與用萬有引力定律計算出的有較大的偏差。于是,有人推測,在天王星的軌道外側(cè)可能還有一顆行星,它對天王星的引力使天王星的軌道發(fā)生偏離。而且人們計算出這顆行星的可能軌道,并且在計算出的位置終于觀測到了這顆新的行星,將它命名為海王星。再后,又發(fā)現(xiàn)海王星的軌道也與計算值有偏差,人們進(jìn)一步推測,海王星軌道外側(cè)還有一顆行星,于是用同樣的方法發(fā)現(xiàn)了冥王星。可見萬有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用價值。
2.人造地球衛(wèi)星
下面我們再來研究一下人造地球衛(wèi)星的.發(fā)射及運行情況。
(1)衛(wèi)星的發(fā)射與運行
最早研究人造衛(wèi)星問題的是牛頓,他設(shè)想了這樣一個問題:在地面某一高處平拋一個物體,物體將走一條拋物線落回地面。物體初速度越大,飛行距離越遠(yuǎn)。考慮到地球是圓形的,應(yīng)該是這樣的圖景:(板圖)
當(dāng)拋出物體沿曲線軌道下落時,地面也沿球面向下彎曲,物體所受重力的方向也改變了。當(dāng)物體初速度足夠大時,物體總要落向地面,總也落不到地面,就成為地球的衛(wèi)星了。
從剛才的分析我們知道,要想使物體成為地球的衛(wèi)星,物體需要一個最小的發(fā)射速度,物體以這個速度發(fā)射時,能夠剛好貼著地面繞地球飛行,此時其重力提供了向心力。
其中,g為地球表面的重力加速度,約9.8m/s2。R為地球的半徑,約為6.4×106m。代入數(shù)據(jù)我們可以算出速度為7.9×103m/s,也就是7.9km/s。這個速度稱為第一宇宙速度。
板書:第一宇宙速度v=7.9km/s
第一宇宙速度是發(fā)射一個物體,使其成為地球衛(wèi)星的最小速度。若以第一宇宙速度發(fā)射一個物體,物體將在貼著地球表面的軌道上做勻速圓周運動。若發(fā)射速度大于第一宇宙速度,物體將在離地面遠(yuǎn)些的軌道上做圓周運動。
現(xiàn)在同學(xué)思考一個問題:剛才我們分析衛(wèi)星繞行星運行時得到一個結(jié)論:衛(wèi)星軌道離行星越遠(yuǎn),其運動速度越小,F(xiàn)在我們又得到一個結(jié)論:衛(wèi)星的發(fā)射速度越大,其運行軌道離地面越遠(yuǎn)。這兩者是否矛盾呢?
其實,它們并不矛盾,關(guān)鍵是我們要分清發(fā)射速度和運行速度是兩個不同的速度:比如我們以10km/s的速度發(fā)射一顆衛(wèi)星,由于發(fā)射速度大于7.9km/s,衛(wèi)星不可能在地球表面飛行,將會遠(yuǎn)離地球表面。而衛(wèi)星遠(yuǎn)離地球表面的過程中,其在垂直地面方向的運動,相當(dāng)于豎直上拋運動,衛(wèi)星速度將變小。當(dāng)衛(wèi)星速度減小到7.9km/s時,由于此時衛(wèi)星離地球的距離比剛才大,根據(jù)萬有引力定律,此時受到的引力比剛才小,仍不能使衛(wèi)星在此高度繞地球運動,衛(wèi)星還會繼續(xù)遠(yuǎn)離地球。衛(wèi)星離地面更遠(yuǎn)了,速度也進(jìn)一步減小,當(dāng)速度減小到某一數(shù)值時,比如說5km/s時,衛(wèi)星在這個位置受到的地球引力剛好滿足衛(wèi)星在這個軌道以這個速度運動所需向心力,衛(wèi)星將在這個軌道上運動。而此時的運行速度小于第一宇宙速度。所以,第一宇宙速度是發(fā)射地球衛(wèi)星的最小速度,是衛(wèi)星地球運行的最大速度。
板書:第一宇宙速度是發(fā)射地球衛(wèi)星的最小速度,是衛(wèi)星繞地球運行的最大速度。
如果物體發(fā)射的速度更大,達(dá)到或超過11.2km/s時,物體將能夠擺脫地球引力的束縛,成為繞太陽運動的行星或飛到其他行星上去。11.2km/s這個速度稱為第二宇宙速度。
板書:第二宇宙速度v=11.2km/s
如果物體的發(fā)射速度再大,達(dá)到或超過16.7km/s時,物體將能夠擺脫太陽引力的束縛,飛到太陽系外。16.7km/s這個速度稱為第三宇宙速度。
板書:第三宇宙速度v=16.7km/s
(2)同步通訊衛(wèi)星
下面我們再來研究一種衛(wèi)星——同步通信衛(wèi)星。這種衛(wèi)星繞地球運動的角速度與地球自轉(zhuǎn)的速度相同,所以從地面上看,它總在某地的正上方,因此叫同步衛(wèi)星。這種衛(wèi)星一般用于通訊,又叫同步通訊衛(wèi)星。我們平時看電視實況轉(zhuǎn)播時總聽到解說員講:正在通過太平洋上空或印度洋上空的通訊衛(wèi)星轉(zhuǎn)播電視實況,為什么北京上空沒有同步衛(wèi)星呢?大家來看一下模型(出示模型):
若在北緯或南緯某地上空真有一顆同步衛(wèi)星,那么這顆衛(wèi)星軌道平面的中心應(yīng)是地軸上的某點,而不是地心,其需要的向心力也指向這一點。而地球所能夠提供的引力只能指向地心,所以北緯或南緯某地上空是不可能有同步衛(wèi)星的。另外由于同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,所以此衛(wèi)星離地球的距離只能是一個定值。換句話說,所有地球的同步衛(wèi)星只能分布在赤道正上方的一條圓弧上,而為了衛(wèi)星之間不相互干擾,大約3度角左右才能放置一顆衛(wèi)星,地球的同步通訊衛(wèi)星只能有120顆?梢,空間位置也是一種資源。(可視時間讓學(xué)生推導(dǎo)同步衛(wèi)星的高度)
五、課堂小結(jié)
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了如何用萬有引力定律來研究天體運動的問題;掌握了萬有引力是向心力這一研究天體運動的基本方法;了解了衛(wèi)星的發(fā)射與運行的一些情況;知道了第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度,是衛(wèi)星繞地球運行的最大速度。最后我們還了解了通訊衛(wèi)星的有關(guān)情況,本節(jié)課我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容較多,希望及時復(fù)習(xí)。
六、說明
1.設(shè)計思路:本節(jié)課是一節(jié)知識應(yīng)用與擴展的課程,所以設(shè)計時注意加大知識含量,引起學(xué)生興趣。同時注意方法的培養(yǎng),讓學(xué)生養(yǎng)成用萬有引力是天體運動的向心力這一基本方法研究問題的習(xí)慣,避免套公式的不良習(xí)慣。圍繞第一宇宙速度的討論,讓學(xué)生形成較正確的衛(wèi)星運動圖景。
2.同步衛(wèi)星模型是用一地球儀改制而成,用一個小球當(dāng)衛(wèi)星,小球與地球儀用細(xì)線相連,細(xì)線的一端可在地球儀的不同緯度處固定。
第六章萬有引力定律(四、萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用)
第六章萬有引力定律(四、萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用)
教材分析
這節(jié)課通過對一些天體運動的實例分析,使學(xué)生了解:通常物體之間的萬有引力很小,常常覺察不出來,但在天體運動中,由于天體的質(zhì)量很大,萬有引力將起決定性作用,對天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動作用,其中一個重要的應(yīng)用就是計算天體的質(zhì)量。
在講課時,應(yīng)用萬有引力定律有兩條思路要交待清楚。
1.把天體(或衛(wèi)星)的運動看成是勻速圓周運動,即F引=F向,用于計算天體(中心體)的質(zhì)量,討論衛(wèi)星的速度、角速度、周期及半徑等問題。
2.在地面附近把萬有引力看成物體的重力,即F引=mg.主要用于計算涉及重力加速度的問題。
這節(jié)內(nèi)容是這一章的重點,這是萬有引力定律在實際中的具體應(yīng)用.主要知識點就是如何求中心體質(zhì)量及其他應(yīng)用,還是可發(fā)現(xiàn)未知天體的方法。
教學(xué)目標(biāo)
一知識目標(biāo)
1.了解行星繞恒星運動及衛(wèi)星繞行星的運動的共同點:萬有引力作為行星、衛(wèi)星圓周運動的向心力。
2.了解萬有引力定律在天文學(xué)上有重要應(yīng)用。
3.會用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量。
二能力目標(biāo)
通過萬有引力定律在實際中的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。
教學(xué)重點
1.人造衛(wèi)星、月球繞地球的運動;行星繞太陽的運動的向心力是由萬有引力提供的。
2.會用已知條件求中心天體的質(zhì)量。
教學(xué)難點
根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量。
教學(xué)步驟
一導(dǎo)入新課
復(fù)習(xí)舊課:
1.卡文迪許實驗測萬有引力常量的原理是什么?
答:利用引力矩與金屬絲的扭轉(zhuǎn)力矩的平衡來求得。
2.萬有引力常量的測出的物理意義。
答:使萬有引力定律有了其實際意義,可以求得地球的質(zhì)量等。
對了,萬有引力常量一經(jīng)測出,萬有引力定律對天文學(xué)的發(fā)展起了很大的推動作用,這節(jié)課我們來學(xué)習(xí)萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用。
二新課教學(xué)
(一)天體質(zhì)量的計算
提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考:在天文學(xué)上,天體的質(zhì)量無法直接測量,能否利用萬有引力定律和前面學(xué)過的知識找到計算天體質(zhì)量的方法呢?
1.基本思路:在研究天體的運動問題中,我們近似地把一個天體繞另一個天體的運動看作勻速圓周運動,萬有引力提供天體作圓周運動的向心力。
2.計算表達(dá)式:
例如:已知某一行星到太陽的距離為r,公轉(zhuǎn)周期為T,太陽質(zhì)量為多少?
分析:設(shè)太陽質(zhì)量為M,行星質(zhì)量為m,由萬有引力提供行星公轉(zhuǎn)的向心力得:
,∴
提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考:如何計算地球的質(zhì)量?
分析:應(yīng)選定一顆繞地球轉(zhuǎn)動的衛(wèi)星,測定衛(wèi)星的軌道半徑和周期,利用上式求出地球質(zhì)量。因此上式是用測定環(huán)繞天體的軌道半徑和周期方法測被環(huán)繞天體的質(zhì)量,不能測定環(huán)繞天體自身質(zhì)量。
對于一個天體,M是一個定值.所以,繞太陽做圓周運動的行星都有。即開普勒第三定律。
老師總結(jié):應(yīng)用萬有引力定律計算天體質(zhì)量的基本思路是:根據(jù)行星(或衛(wèi)星)運動的情況,求出行星(或衛(wèi)星)的向心力,而F向=F萬有引力。根據(jù)這個關(guān)系列方程即可。
例如:已知月球到地球的球心距離為r=4×108m,月亮繞地球運行的周期為30天,求地球的質(zhì)量。
解:月球繞地球運行的向心力即月地間的萬有引力即有:
F向=F引=
得:
求某星體表面的重力加速度
例:一個半徑比地球大2倍,質(zhì)量是地球的36倍的行星,它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的
A.6倍B.18倍C.4倍D.13.5倍
分析:在星體表面處,F(xiàn)引≈mg.所以,在地球表面處:
在某星球表面處:
∴
即正確選項為C
學(xué)生自己總結(jié):求某星球表面的重力加速度,一般采用某物體在星體表面受到的重力等于其萬有引力.一般采用比例計算法。
練習(xí):金星的半徑是地球的0.95倍,質(zhì)量是地球的0.82倍,金星表面的重力加速度是多大?
3.發(fā)現(xiàn)末知天體
用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量是天文學(xué)上的重要應(yīng)用之一,一個科學(xué)的理論,不但要能說明已知事實,而且要能預(yù)言當(dāng)時不知道的事實,請同學(xué)們閱讀課本并思考:科學(xué)家是如何根據(jù)萬有引力定律發(fā)現(xiàn)海王星的?
請同學(xué)們推導(dǎo):已知中心天體的質(zhì)量及繞其運動的行星的運動情況,在太陽系中,行星繞太陽運動的半徑r為:
根據(jù)F萬有引力=F向=,而F萬有引力=,兩式聯(lián)立得:
在18世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的第七個行星──天王星的運動軌道,總是同根據(jù)萬有引力定律計算出來的有一定偏離。當(dāng)時有人預(yù)測,肯定在其軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的新星。后來,亞當(dāng)斯和勒維列在預(yù)言位置的附近找到了這顆新星。后來,科學(xué)家利用這一原理還發(fā)現(xiàn)了許多行星的衛(wèi)星,由此可見,萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用,有極為重要的意義。
海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn),顯示了萬有引力定律對研究天體運動的重要意義,同時證明了萬有引力定律的正確性。
三例題分析
例1.木星的一個衛(wèi)星運行一周需要時間1.5×104s,其軌道半徑為9.2×107m,求木星的質(zhì)量為多少千克?
解:木星對衛(wèi)星的萬有引力提供衛(wèi)星公轉(zhuǎn)的向心力:
,例2.地球繞太陽公轉(zhuǎn),軌道半徑為R,周期為T。月球繞地球運行軌道半徑為r,周期為t,則太陽與地球質(zhì)量之比為多少?
解:⑴地球繞太陽公轉(zhuǎn),太陽對地球的引力提供向心力
則,得:
、圃虑蚶@地球公轉(zhuǎn),地球?qū)υ虑虻囊μ峁┫蛐牧?/p>
則,得:
、翘柵c地球的質(zhì)量之比
例3.一探空箭進(jìn)入繞太陽的近乎圓形的軌道運行,軌道半徑是地球繞太陽公轉(zhuǎn)半徑的9倍,則探空火箭使太陽公轉(zhuǎn)周期為多少年?
解:方法一:設(shè)火箭質(zhì)量為m1,軌道半徑R,太陽質(zhì)量為M,地球質(zhì)量為m2,軌道半徑為r。
⑴火箭繞太陽公轉(zhuǎn),則
得:………………①
⑵地球繞太陽公轉(zhuǎn),則
得:………………②
∴∴火箭的公轉(zhuǎn)周期為27年。
方法二:要題可直接采用開普勒第三定律求解,更為方便。
四鞏固練習(xí)
1.將一物體掛在一彈簧秤上,在地球表面某處伸長30mm,而在月球表面某處伸長5mm.如果在地球表面該處的重力加速度為9.84m/s2,那么月球表面測量處相應(yīng)的重力加速度為
A.1.64m/s2B.3.28m/s2
C.4.92m/s2D.6.56m/s2
2.地球是一個不規(guī)則的橢球,它的極半徑為6357km,赤道半徑為6378km,物體在兩極所受的引力與在赤道所受的引力之比為
參考答案:
1.A2.1.0066
五小結(jié)(用投影片出示)
這節(jié)課我們主要掌握的知識點是:
1.萬有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用,一般有兩條思路:
(1)F萬有引力=環(huán)繞體所需的向心力
(2)地面(或某星球表面)的物體的重力=F萬有引力。
2.了解萬有引力定律在天文學(xué)中具有的重要意義。
五作業(yè)
高中物理教案6
課 題:碰撞
教學(xué)目標(biāo):
1、使學(xué)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(xué)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(yīng)用
教學(xué)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(tǒng)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(tǒng)動能和小于碰撞前系統(tǒng)動能和,若系統(tǒng)結(jié)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(dǎo)軌上,一個質(zhì)量為600g的滑塊以15cm/s的速度與另一個質(zhì)量為400g、速度為10cm/s方向相反的滑塊迎面相撞,碰撞后兩個滑塊并在一起,求碰撞后的滑塊的速度大小和方向。
例2、質(zhì)量為m速度為υ的A球跟質(zhì)量為3m靜止的B球發(fā)生正碰。碰撞可能是彈性的,也可能是非彈性的`,因此,碰撞后B球的速度允許有不同的值。請你論證:碰撞后B球的速度可能是以下值嗎?
。1)0.6υ(2)0.4υ(3)0.2υ。
7、小結(jié):略
8、學(xué)生作業(yè)P19 ③⑤
高中物理教案7
一、設(shè)計實驗
讓學(xué)生闡述自己進(jìn)行實驗的初步構(gòu)想。
、倨鞑摹
、陔娐。
③操作。
對學(xué)生的實驗方法提出異議,促使學(xué)生思索實驗的改進(jìn)。
鎖定實驗方案,板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。學(xué)生按照學(xué)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(xué)生根據(jù)老師提出的異議,討論實驗的改進(jìn)方案,并修正器材、電路圖、操作方法。設(shè)計實驗部分是一個難點,教師要進(jìn)行引導(dǎo),不要輕易否定學(xué)生的想法,在設(shè)計過程中教師可以提出啟發(fā)性的問題,讓學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)問題。
二、進(jìn)行實驗
教師巡視指導(dǎo),幫助困難學(xué)生。學(xué)生以小組為單位進(jìn)行實驗。
實驗數(shù)據(jù)之間的關(guān)系非常明顯,要讓學(xué)生從分析數(shù)據(jù)的過程中感受歐姆定律發(fā)現(xiàn)的邏輯過程,傳授學(xué)生控制變量法。
三、分析論證
傳授學(xué)生觀察數(shù)據(jù)的方法,投影問題,讓學(xué)生通過觀察數(shù)據(jù)找到問題的答案,最終得到結(jié)論。學(xué)生根據(jù)教師投影出的問題觀察數(shù)據(jù),在回答問題的過程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
四、評估交流
讓學(xué)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(lǐng)回答幾個大家普遍遇到的問題。學(xué)生小組內(nèi)討論。
使學(xué)生意識到共同討論可以發(fā)現(xiàn)自己的不足,借鑒別人的經(jīng)驗。
反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測
擴展記錄表格,讓學(xué)生補充。
投影一道與生活有關(guān)的題目。學(xué)生補充表格。
學(xué)生在作業(yè)本上完成。這個練習(xí)很簡單,但能使學(xué)生沿著前面的思維慣性走下去,強化學(xué)生對歐姆定律的認(rèn)識。
這一道練習(xí)主要是讓學(xué)生了解歐姆定律在生活中的應(yīng)用。
課堂小結(jié)
讓學(xué)生歸納這節(jié)課學(xué)到的知識,回顧實驗的設(shè)計和操作過程,既強化了知識又鍛煉了學(xué)生歸納整理知識的能力。學(xué)生歸納。
讓學(xué)生意識到課堂回顧的重要性,并培養(yǎng)學(xué)生歸納整理的能力,對提高學(xué)生的自學(xué)能力有重要的作用。
五、教學(xué)反思
學(xué)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(shè)計、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實驗的難度比較大,學(xué)生出現(xiàn)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(dǎo)和協(xié)助,所以這次課采用啟發(fā)式綜合的教學(xué)方法。
初中物理新課程強調(diào)實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的根本變革,轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)中這種被動的學(xué)習(xí)態(tài)度,提倡和發(fā)展多樣化學(xué)習(xí)方式,特別是提倡自主、探究與合作的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人,使學(xué)生的主體意識、能動性、獨立性和創(chuàng)造性不斷得到發(fā)展,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。
一、要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。
教師在教學(xué)中就要敢于“放”,讓學(xué)生動腦、動手、動口、主動積極的學(xué),要充分相信學(xué)生的能力。但是,敢“放”并不意味著放任自流,而是科學(xué)的引導(dǎo)學(xué)生自覺的完成探究活動。當(dāng)學(xué)生在探究中遇到困難時,教師要予以指導(dǎo)。當(dāng)學(xué)生的探究方向偏離探究目標(biāo)時,教師也要予以指導(dǎo)。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(lǐng)跑人呢?這對物理教師素質(zhì)提出了更高的要求,向傳統(tǒng)的教學(xué)觀、教師觀提出了挑戰(zhàn),迫切呼喚教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變和教師角色的再定位。
二,注重學(xué)法指導(dǎo)。
中學(xué)階段形成物理概念,一是在大量的物理現(xiàn)象的基礎(chǔ)上歸納、總結(jié)出來的;其次是在已有的概念、規(guī)律的基礎(chǔ)上通過演繹出來的。所以,在課堂教學(xué)中教師應(yīng)該改變以往那種講解知識為主的傳授者的角色,應(yīng)努力成為一個善于傾聽學(xué)生想法的聆聽者。而在教學(xué)過程中,要想改變以往那種以教師為中心的傳統(tǒng)觀念就必須加強學(xué)生在教學(xué)這一師生雙邊活動中的主體參與。
三、教學(xué)方式形式多樣,恰當(dāng)運用現(xiàn)代化的教學(xué)手段,提高教學(xué)效率。
科技的發(fā)展,為新時代的教育提供了現(xiàn)代化的教學(xué)平臺,為“一支粉筆,一張嘴,一塊黑板加墨水”的傳統(tǒng)教學(xué)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(xué)素養(yǎng)和教學(xué)技能,提高自己的計算機水平,特別是加強一些常用教學(xué)軟件的學(xué)習(xí)和使用是十分必要的。
最后,在教學(xué)過程中應(yīng)有意向?qū)W生滲透物理學(xué)的常用研究方法。例如理想實驗法、控制變量法、轉(zhuǎn)換法、等效替代法、以及模型法等。學(xué)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(lǐng)會的更加深刻,同時研究物理問題的思維方法,增強了學(xué)習(xí)物理的能力。
思考。
高中物理教案8
一、教學(xué)目標(biāo)
1、通過抽象概括的過程,理解加速度的概念,知道加速度的定義式、方向和單位。
2、理解加速度的矢量性,會根據(jù)速度變化的方向判斷加速度的方向并結(jié)合速度的方向判斷運動性質(zhì)。
3、學(xué)習(xí)并體會用物理量之比定義新物理量的方法。
4、理解加速度與速度、速度變化量和速度變化率之間的區(qū)別與聯(lián)系,并會分析生活中的運動實例。初步體會變化率對描述變化過程的意義。
5、通過生活中有關(guān)加速度的利用和危害防止的實例,體會物理與生活實際的緊密聯(lián)系,激發(fā)物理學(xué)習(xí)興趣。
二、教學(xué)重點
建立和理解加速度的概念。
三、教學(xué)難點
熟練應(yīng)用加速度,解決實際問題。
四、教學(xué)過程
。ㄒ唬⿲(dǎo)入
圖片展示電動自行車與汽車的起步與剎車的數(shù)據(jù)表格,學(xué)生回答如下幾個問題:
1、是否能用誰的速度大描述上述過程中汽車和電車運動的不同;
2、是否能用誰的速度變化大描述上述過程中汽車與電車運動的不同?
3、應(yīng)該用什么方法描述它們運動的不同?通過學(xué)生的回答,引入課題。
。ǘ┬率
1、加速度概念的引入
針對上述遺留問題,繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考:對于起步和剎車過程,都涉及到了哪些物理量?進(jìn)一步通過觀察速度變化量與時間的關(guān)系,讓學(xué)生聯(lián)想到速度的定義,并根據(jù)類比的方法,采用比值定義的方式,得到加速度的.定義式。與此同時給出單位,介紹其物理意義,拓展變化率的含義。
2、加速度的方向
通過計算表格中各組的加速度,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)加速度的正負(fù)值,從而引入方向的判斷。結(jié)合運動速度的變大或減小,建立加速度的方向與運動變化之間的聯(lián)系。
引入矢量表示的形式,并對起步加速過程進(jìn)行矢量作圖演示。學(xué)生根據(jù)演示,嘗試用矢量作圖方式解決剎車減速過程的加速度。同時提醒學(xué)生,矢量計算要先設(shè)定正方向。
在綜合代數(shù)與矢量作圖的基礎(chǔ)上,對加速度的方向作出明確說明,即加速度的方向與速度變化方向一致。
3、加速度的含義
學(xué)生思考以下幾個問題:
1、速度大,則加速度大?
2、速度變化量大,則加速度大?
3、速度變化快,則加速度大?學(xué)生回答總結(jié),明確加速度的大小只表示速度變化的快慢,而與速度的大小或速度變化的大小無因果關(guān)系。
(三)鞏固
出示練習(xí)題,已知汽車末速度、運行時間和加速度,求其初速度。
。ㄋ模┬〗Y(jié)
學(xué)生自主總結(jié)本課所學(xué),教師適時歸納補充。并引用電車數(shù)據(jù),解釋引入“國標(biāo)”的必要性。
。ㄎ澹┳鳂I(yè)
搜集資料,關(guān)于飛機、高鐵、賽車、獵豹等不同物體的速度數(shù)據(jù),并計算其加速度大小進(jìn)行比較。
五、板書設(shè)計
高中物理教案9
一、核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典物理的矛盾
(1)根據(jù)經(jīng)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。
、塾捎陔娮榆壍赖淖兓沁B續(xù)的,輻射的電磁波的頻率也會連續(xù)變化。
事實上:①原子是穩(wěn)定的;②輻射的電磁波頻率也只是某些確定值。
二、玻爾理論
、佘壍懒孔踊弘娮永@核運動的軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。對應(yīng)的氫原子的軌道半徑為:rn=n2r1(n=1,2,3,),r1=0.5310-10m。
、谀芰繝顟B(tài)量子化:原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,這些狀態(tài)的能量值叫能級,能量最低的狀態(tài)叫基態(tài),其它狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)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(tài)躍遷到另一種定態(tài)要輻射(或吸收)一定頻率的光子,即:h=Em-En
三、光子的發(fā)射和吸收
(1)原子處于基態(tài)時最穩(wěn)定,處于較高能級時會自發(fā)地向低能級躍遷,經(jīng)過一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài),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(fā)射光子的頻率為,其大小可由下式?jīng)Q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(tài)假設(shè);軌道假設(shè);躍遷假設(shè)。
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10
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1.知道彈力產(chǎn)生的條件。
2.知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的示意圖中畫出它們的方向。
3.知道彈性形變越大彈力越大,知道彈簧的彈力跟彈簧的形變量成正比,即胡克定律.會用胡克定律解決有關(guān)問題。
。ǘ┻^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(jìn)行設(shè)計實驗和操作實驗的能力。
3.知道實驗數(shù)據(jù)處理常用的方法,嘗試使用圖象法處理數(shù)據(jù)。
。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價值觀
1.真實準(zhǔn)確地記錄實驗數(shù)據(jù),體會科學(xué)的精神和態(tài)度在科學(xué)探究過程的重要作用。
2.在體驗用簡單的工具和方法探究物理規(guī)律的`過程中,感受學(xué)習(xí)物理的樂趣,培養(yǎng)學(xué)生善于把物理學(xué)習(xí)與生活實踐結(jié)合起來的習(xí)慣。
教學(xué)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(shè)計與操作。
教學(xué)難點
彈力有無的判斷及彈力方向的判斷.
教學(xué)方法
探究、講授、討論、練習(xí)
教學(xué)手段
教具準(zhǔn)備
彈簧、鉤碼、泡沫塑料塊、粉筆、燒瓶(內(nèi)裝紅墨水瓶塞上面插細(xì)玻璃管)、
演示胡克定律用的鐵架臺、刻度尺、彈簧、鉤碼等等.
高中物理教案11
研究性實驗:(1) 研究勻變速運動練習(xí)使用打點計時器:
1.構(gòu)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(biāo)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(nèi):如果S1=S2=S3=......,則物體作勻速直線運動。
如果?S1=?S2=?S3= .......=常數(shù), 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(xì)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(fù)寫紙片、低壓交流電源、小車、細(xì)繩、一端附有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、導(dǎo)線、兩根導(dǎo)線。
4.主要測量:
選擇紙帶,標(biāo)出記數(shù)點,測出每個時間間隔內(nèi)的位移S1、S2、S3 。。。。圖中O是任一點。
5. 數(shù)據(jù)處理: 0 1 2 3 4 5 6
根據(jù)測出的S1、S2、S3....... 。S1 。S2 。 S3 。S4 。 S5 。 S6 。
用逐差法處理數(shù)據(jù)求出加速度:
S4-S1=3a1T2 , S5-S2=3a2T2 , S6-S3=3a3T2
a=(a1+a2+a3)/3=(S4+S5+S6- S1-S2-S3)/9T2
測勻變速運動的即時速度:(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(jù)軌跡上某些點的位置坐標(biāo),由h=求出t,再由x=v0t求v0,并求v0的平均值。
2.實驗器材:
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(zhǔn)確記下槽口位置。
c.小球每次從槽上同一位置由靜止滑下。
。3) 研究彈力與形變關(guān)系
方法歸納:
(1)用懸掛砝碼的方法給彈簧施加壓力
(2)用列表法來記錄和分析數(shù)據(jù)(如何設(shè)計實驗記錄表格)
(3)用圖象法來分析實驗數(shù)據(jù)關(guān)系
步驟:
1以力為縱坐標(biāo)、彈簧伸長為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系
2根據(jù)所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點
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(yè)自變量,寫出曲線所代表的函數(shù),首先嘗試一次函數(shù),如不行則考慮二次函數(shù),如看似象反比例函數(shù),則變相關(guān)的量為倒數(shù)再研究一下是否為正比關(guān)系(圖象是否可變?yōu)橹本)----化曲為直的方法等。
5解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的意義。
2. 注意事項:所加砝碼不要過多(大)以免彈簧超出其彈性限度
高中物理教案12
1、知識與技能
。1)知道波面和波線,以及波傳播到兩種介質(zhì)的界面時同時發(fā)生反射和折射
(2)知道波發(fā) 生反射現(xiàn) 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(fā)生折射的原因是波在不同介質(zhì)中速度不同,掌握入射角與折射角的 關(guān)系
2、過程與方法:
3、情感、態(tài)度與價值觀:
教學(xué)重點:惠更斯原理,波的反射和折射規(guī)律
教學(xué)難點:惠更斯原理
教學(xué)方法:課堂演示,flash課件
一.引入新課
1.蝙蝠的“眼睛”:18世紀(jì),意大利教士兼生物學(xué)家斯帕蘭扎尼研究蝙蝠在夜間活動時,發(fā)現(xiàn)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(nèi)的聲波是聽不到的。這樣的聲波稱為超聲波。蝙蝠發(fā)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(dá)是利用無線電 波發(fā)現(xiàn)目標(biāo),并測定其位置的設(shè)備。由于無線電波具有恒速、定向傳播的規(guī) 律,因此,當(dāng)雷達(dá)波碰到飛行目 標(biāo)(飛機、導(dǎo)彈)等時,一部分雷達(dá)波便會反射回來,根據(jù)反射雷達(dá)波的時間和方位便可以計算出飛行目標(biāo)的位置。
雷達(dá)確定目標(biāo)示意圖
由于一般飛機的外形比較復(fù)雜,總有許多部分能夠強烈反射雷達(dá)波,因此整個飛機表面涂以黑色的`吸收雷達(dá)波的涂料。
一.波面和波線
波面:同一時刻,介質(zhì)中處于波峰或波谷的質(zhì)點所構(gòu)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(xué)家 惠 更 斯
1.惠更斯原理:介質(zhì)中任一波面上的各點,都可以看作發(fā)射子波的波源,而后任意時刻,這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面便是新的波面。
2.根據(jù)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(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫做波的反射.
2.反射規(guī)律
反射定律:入射線、法線、反射線在同一平面內(nèi),入射線與反射線分居法線兩側(cè),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(zhì)界面時,總存在反射
三.波的折射
1.波的折射:波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時,波的 傳播方向發(fā) 生了改變的現(xiàn)象叫做波的折射.
2.折射規(guī)律:
(1).折射角(r):折射波的波線與兩介質(zhì)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(nèi),入射線 與折射線分居法線兩側(cè).入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質(zhì)中的速度跟波在第二種介質(zhì)中的速度之比:
當(dāng)入射速度大于折射速度時,折射角折向法線.
當(dāng)入射速度小于折射速度時,折射角折離法線.
當(dāng)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(fā)生改變.
波發(fā)生折射的原因:是波在不同介質(zhì)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(fā)射子波,經(jīng)⊿t后, B點發(fā)射的子波到達(dá)界面處D點, A點的到達(dá)C點,
高中物理教案13
課前預(yù)習(xí)
一、安培力
1.磁場對通電導(dǎo)線的作用力叫做___○1____.
2.大。海1)當(dāng)導(dǎo)線與勻強磁場方向________○2_____時,安培力最大為F=_____○3_____.
。2)當(dāng)導(dǎo)線與勻強磁場方向_____○4________時,安培力最小為F=____○5______.
(3) 當(dāng)導(dǎo)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(dǎo)線在磁場中的__○12___方向.
二、磁電式電流表
1.磁電式電流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____構(gòu)成.
2.蹄形磁鐵的磁場的方向總是沿著徑向均勻地分布的,在距軸線等距離處的磁感應(yīng)強度的大小總是相等的,這樣不管線圈轉(zhuǎn)到什么位置,線圈平面總是跟它所在位置的磁感線平行,I與指針偏角θ成正比,I越大指針偏角越大,因而電流表可以量出電流I的大小,且刻度是均勻的,當(dāng)線圈中的電流方向改變時,安培力的方向隨著改變,指針偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變,又可知道被測電流的方向。
3、磁電式儀表的優(yōu)點是____○18________,可以測很弱的電流,缺點是繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì),允許通過的電流很弱。
課前預(yù)習(xí)答案
○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一個平面內(nèi)○10垂直穿入手心○11電流○12受力○13蹄形磁鐵 ○14 鐵芯○15繞在線框上的線圈○16螺旋彈簧○17指針○18靈敏度高
重難點解讀
一、 對安培力的認(rèn)識
1、 安培力的性質(zhì):
安培力是磁場對電流的作用力,是一種性質(zhì)力。
2、 安培力的作用點:
安培力是導(dǎo)體中通有電流而受到的力,與導(dǎo)體的中心位置無關(guān),因此安培力的作用點在導(dǎo)體的幾何中心上,這是因為電流始終流過導(dǎo)體的所有部分。
3、安培力的方向:
。1)安培力方向用左手定則判定:伸開左手,使大拇指和其余四指垂直,并且都跟手掌在同一個平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流方向,那么大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向。
。2)F、B、I三者間方向關(guān)系:已知B、I的方向(B、I不平行時),可用左手定則確定F的唯一方向:F⊥B,F(xiàn)⊥I,則F垂直于B和I所構(gòu)成的平面(如圖所示),但已知F和B的方向,不能唯一確定I的方向。由于I可在圖中平面α內(nèi)與B成任意不為零的夾角。同理,已知F和I的方向也不能唯一確定B的方向。
。3)用“同向電流相吸,反向電流相斥”(反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì))。只要兩導(dǎo)線不是互相垂直的,都可以用“同向電流相吸,反向電流相斥”判定相互作用的磁場力的方向;當(dāng)兩導(dǎo)線互相垂直時,用左手定則判定。
4、安培力的大。
。1)安培力的計算公式:F=BILsinθ,θ為磁場B與直導(dǎo)體L之間的夾角。
(2)當(dāng)θ=90°時,導(dǎo)體與磁場垂直,安培力最大Fm=BIL;當(dāng)θ=0°時,導(dǎo)體與磁場平行,安培力為零。
。3)F=BILsinθ要求L上各點處磁感應(yīng)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(guān),還與放置方式θ有關(guān)。②L是有效長度,不一定是導(dǎo)線的實際長度。彎曲導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體轉(zhuǎn)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(huán)形電流可等效成小磁針,通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個環(huán)形電流,反過來等效也成立。
。4)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)?
解:畫出偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)側(cè)的電流,是左半線圈靠電子流的一側(cè)為向里,右半線圈靠電子流的一側(cè)為向外。電子流的等效電流方向是向里的,根據(jù)“同向電流互相吸引,反向電流互相排斥”,可判定電子流向左偏轉(zhuǎn)。(本題用其它方法判斷也行,但不如這個方法簡潔)。
答案:向左偏轉(zhuǎn)
規(guī)律總結(jié):安培力方向的判定方法:
。1)用左手定則。
。2)用“同性相斥,異性相吸”(只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部時)。
。3)用“同向電流相吸,反向電流相斥”(反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì))?梢园褩l形磁鐵等效為長直螺線管(不要把長直螺線管等效為條形磁鐵)。
題型二、安培力的大小
例2、如圖,一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強度大小為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(jīng)導(dǎo)線的電流為I,方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線段abcd所受到的磁場的作用力的合力
A. 方向沿紙面向上,大小為
B. 方向沿紙面向上,大小為
C. 方向沿紙面向下,大小為
D. 方向沿紙面向下,大小為
解析:該導(dǎo)線可以用a和d之間的直導(dǎo)線長為 來等效代替,根據(jù) ,可知大小為 ,方向根據(jù)左手定則.A正確。
答案:A
規(guī)律總結(jié):應(yīng)用F=BILsinθ來計算時,F(xiàn)不僅與B、I、L有關(guān),還與放置方式θ有關(guān)。L是有效長度,不一定是導(dǎo)線的實際長度。彎曲導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)線中電流的磁場中通過兩極的那條磁感線(如圖中粗虛線所示),可看出兩極受的磁場力的合力豎直向上。磁鐵對水平面的壓力減小,但不受摩擦力。⑵畫出條形磁鐵的磁感線中通過通電導(dǎo)線的那一條(如圖中細(xì)虛線所示),可看出導(dǎo)線受到的安培力豎直向下,因此條形磁鐵受的反作用力豎直向上。⑶把條形磁鐵等效為通電螺線管,上方的電流是向里的,與通電導(dǎo)線中的電流是同向電流,所以互相吸引。
答案:減小 零
規(guī)律總結(jié):分析通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運動常用方法:(1)電流元分析法,(2)特殊位置分析法, (3)等效法,(4)轉(zhuǎn)換研究對象法
題型四、安培力作用下的導(dǎo)體的平衡問題
例4、 水平面上有電阻不計的U形導(dǎo)軌NMPQ,它們之間的寬度為L,M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內(nèi)阻).現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m,電阻為R的金屬棒ab,并加一個范圍較大的勻強磁場,磁感應(yīng)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(dāng)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(cè)視圖如圖所示.
(1)水平方向:F=FAsin θ①
豎直方向:FN+FAcos θ=mg②
又 FA=BIL=BERL③
聯(lián)立①②③得:FN=mg-BLEcos θR,F(xiàn)=BLEsin θR.
(2)使ab棒受支持力為零,且讓磁場最小,可知安培力豎直向上.則有FA=mg
Bmin=mgREL,根據(jù)左手定則判定磁場方向水平向右.
答案:(1)mg-BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右
規(guī)律總結(jié):對于這類問題的求解思路:
。1)若是立體圖,則必須先將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖
(2)對物體受力分析,要注意安培力方向的確定
(3)根據(jù)平衡條件或物體的運動狀態(tài)列出方程
。4)解方程求解并驗證結(jié)果
鞏固拓展
1. 如圖,長為 的直導(dǎo)線拆成邊長相等,夾角為 的 形,并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為 ,當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強度為 的電流時,該 形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為
。ˋ)0 (B)0.5 (C) (D)
答案:C
解析:導(dǎo)線有效長度為2lsin30°=l,所以該V形通電導(dǎo)線收到的安培力大小為 。選C。
本題考查安培力大小的計算。
2..一段長0.2 m,通過2.5 A電流的直導(dǎo)線,關(guān)于在磁感應(yīng)強度為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(xiàn)一定是1 N
B.如果F=0,B也一定為零
C.如果B=4 T,F(xiàn)有可能是1 N
D.如果F有最大值時,通電導(dǎo)線一定與B平行
答案:C
解析:當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向垂直放置時,F(xiàn)=BIL,力最大,當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向平行放置時,F(xiàn)=0,當(dāng)導(dǎo)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(jìn)行研究的是法國科學(xué)家安培.如圖所示的裝置,可以探究影響安培力大小的因素,實驗中如果想增大導(dǎo)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(dǎo)體棒的電流強度I C.把接入電路的導(dǎo)線從②、③兩條換成①、④兩條 D.更換磁性較小的磁鐵 答案:C 解析:安培力的大小與磁場強弱成正比,與電流強度成正比,與導(dǎo)線的長度成正比,C正確. 4. 一條形磁鐵放在水平桌面上,它的上方靠S極一側(cè)吊掛一根與它垂直的導(dǎo)電棒,圖中只畫出此棒的截面圖,并標(biāo)出此棒中的電流是流向紙內(nèi)的,在通電的一瞬間可能產(chǎn)生的情況是( ) A.磁鐵對桌面的壓力減小 B.磁鐵對桌面的壓力增大 C.磁鐵受到向右的摩擦力 D.磁鐵受到向左的摩擦力 答案:AD 解析:如右圖所示.對導(dǎo)體棒,通電后,由左手定則,導(dǎo)體棒受到斜向左下方的安培力,由牛頓第三定律可得,磁鐵受到導(dǎo)體棒的作用力應(yīng)斜向右上方,所以在通電的一瞬時,磁鐵對桌面的壓力減小,磁鐵受到向左的摩擦力,因此A、D正確. 5..質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ的平行導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌寬度為d,桿ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ.有電流時ab恰好在導(dǎo)軌上靜止,如圖右所示.,下圖是沿b→a方向觀察時的四個平面圖,標(biāo)出了四種不同的勻強磁場方向,其中桿與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零的是 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 答案: A 解析: ①中通電導(dǎo)體桿受到水平向右的安培力,細(xì)桿所受的摩擦力可能為零.②中導(dǎo)電細(xì)桿受到豎直向上的安培力,摩擦力可能為零.③中導(dǎo)電細(xì)桿受到豎直向下的安培力,摩擦力不可能為零.④中導(dǎo)電細(xì)桿受到水平向左的安培力,摩擦力不可能為零.故①②正確,選A. 6.如圖所示,兩根無限長的平行導(dǎo)線a和b水平放置,兩導(dǎo)線中通以方向相反、大小不等的恒定電流,且Ia>Ib.當(dāng)加一個垂直于a、b所在平面的勻強磁場B時;導(dǎo)線a恰好不再受安培力的作用.則與加磁場B以前相比較( ) A.b也恰好不再受安培力的作用 B.b受的安培力小于原來安培力的2倍,方向豎直向上 C.b受的安培力等于原來安培力的2倍,方向豎直向下 D.b受的安培力小于原來安培力的大小,方向豎直向下 答案:D 解析:當(dāng)a不受安培力時,Ib產(chǎn)生的磁場與所加磁場在a處疊加后的磁感應(yīng)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。蔬x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(dǎo)線a、b和c,各導(dǎo)線中的電流大小相同,其中a、c導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外,b導(dǎo)線電流方向垂直紙面向內(nèi).每根導(dǎo)線都受到另外兩根導(dǎo)線對它的安培力作用,則關(guān)于每根導(dǎo)線所受安培力的合力,以下說法中正確的是( ) A.導(dǎo)線a所受合力方向水平向右 B.導(dǎo)線c所受合力方向水平向右 C.導(dǎo)線c所受合力方向水平向左 D.導(dǎo)線b所受合力方向水平向左 答案:B 解析:首先用安培定則判定導(dǎo)線所在處的磁場方向,要注意是合磁場的方向,然后用左手定則判定導(dǎo)線的受力方向.可以確定B是正確的. 8.如圖所示,在空間有三根相同的導(dǎo)線,相互間的距離相等,各通以大小和方向都相同的電流.除了相互作用的磁場力外,其他作用力都可忽略,則它們的運動情況是______. 答案: 兩兩相互吸引,相聚到三角形的中心 解析:根據(jù)通電直導(dǎo)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(zhì)量為m的兩導(dǎo)體棒a、b,a被置在光滑斜面上,b固定在距a為x距離的同一水平面處,且a、b水平平行,設(shè)θ=45°,a、b均通以大小為I的同向平行電流時,a恰能在斜面上保持靜止.則b的電流在a處所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度B的大小為 . 答案: 解析: 由安培定則和左手定則可判知導(dǎo)體棒a的受力如圖,由力的平衡得方程: mgsin45°=Fcos45°,即 mg=F=BIL 可得B= . 10.一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,下端掛有一匝數(shù)為n的矩形線框abcd.bc邊長為l.線框的下半部處在勻強磁場中,磁感應(yīng)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(tài),令磁場反向,磁感強度的大小仍為B,線框達(dá)到新的平衡.在此過程中線框位移的大小Δx______,方向______. 答案: ;位移的方向向下 解析:設(shè)線圈的質(zhì)量為m,當(dāng)通以圖示電流時,彈簧的伸長量為x1,線框處于平衡狀態(tài),所以kx1=mg-nBIl.當(dāng)電流反向時,線框達(dá)到新的平衡,彈簧的伸長量為x2,由平衡條件可知 kx2=mg+nBIl. 所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl 所以Δx= 電流反向后,彈簧的伸長是x2>x1,位移的方向應(yīng)向下. 教學(xué)目標(biāo) 【知識與能力】 探究得出滑動摩擦力產(chǎn)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(chǎn)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(tài)度和價值觀】 學(xué)生能提高實事求是的科學(xué)實驗態(tài)度,鍛煉思維能力、抽象能力,運用物理知識解釋生活現(xiàn)象。 教學(xué)重難點 【重點】 滑動摩擦力產(chǎn)生條件和計算式。 【難點】 實驗探究的過程。 教學(xué)方法 觀察法、實驗法、討論法、問答法等。 教學(xué)過程 (一)新課導(dǎo)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(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生思考,從而得出滑動摩擦力的概念,導(dǎo)出新課。 (二)科學(xué)探究 問題1:滑動摩擦力什么情況下才會出現(xiàn)?結(jié)合前面學(xué)的靜摩擦力條件進(jìn)行討論。 學(xué)生討論:需要有壓力、粗糙的接觸面以及相對運動。 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(guān),與速度有關(guān),與質(zhì)量有關(guān),與粗糙程度有關(guān)等等。 2.設(shè)計實驗: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(shù)便是滑動摩擦力示數(shù),設(shè)計表格進(jìn)行記錄。 3.進(jìn)行實驗:6人一組進(jìn)行實驗,注意小組內(nèi)部的分工問題,教師巡視。 4.得出結(jié)論:滑動摩擦力與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)。 5.交流討論:分享實驗中的數(shù)據(jù)和實驗細(xì)節(jié),誤差處理等;討論控制變量法的注意事項,即控制無關(guān)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(jié):結(jié)合實驗結(jié)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(jié)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(xué)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(tǒng)是利用滑動摩擦力進(jìn)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(dāng)例題,運用公式求解摩擦力大小,判斷摩擦力方向。 (四)小結(jié)作業(yè) 小結(jié):淺談本節(jié)課收獲。 作業(yè):課下繼續(xù)探索,拓展科學(xué)知識。 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 預(yù)習(xí)“光的干涉”,初步了解產(chǎn)生光的明顯干涉的條件以及出現(xiàn)明暗條紋的規(guī)律。 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 1、 請同學(xué)們回顧機械波的干涉現(xiàn)象 以及產(chǎn)生的條件 ; 2、 對機械波而言,振動加強的點表明該點是兩列波的 ,該點的位移隨時間 (填變化或者不變化);振動減弱的點表明該點是兩列波的 ; 3、 不僅機械波能發(fā)生干涉,電磁波等一切波都能發(fā)生干涉,所以光若是一種波,則光也應(yīng)該能發(fā)生干涉 4、 相干光源是指: 5、 光的干涉現(xiàn)象: 6、 光的干涉條件是: 7、 楊氏實驗證明: 8、 光屏上產(chǎn)生亮條紋的條件是 ;光屏上產(chǎn)生暗條紋的條件是 9、 光的干涉現(xiàn)象在日常生活中很少見的,這是為什么? 三、提出疑惑 同學(xué)們,通過你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中 疑惑點 疑惑內(nèi)容 課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.說出什么叫光的干涉 2.說出產(chǎn)生明顯干涉的條件 3.準(zhǔn)確記憶產(chǎn)生明暗條紋的規(guī)律 學(xué)習(xí)重難點:產(chǎn)生明暗條紋規(guī)律的理解 二、學(xué)習(xí)過程 (一)光的干涉 探究一:回顧機械波的干涉 1.干涉條件: 2.干涉現(xiàn)象: 3.規(guī)律總結(jié) 探究二:光的干涉條件及出現(xiàn)明暗條紋的規(guī)律 1.光產(chǎn)生明顯干涉的條件是什么? 2.產(chǎn)生明暗條紋時有何規(guī)律: 。1)兩列振動步調(diào)相同的光源: (2)兩列振動步調(diào)正好相反的光源: 。ㄈ┱n堂小結(jié) (四)當(dāng)堂檢測 1、 在楊氏雙縫實驗中,如果 ( BD ) A、 用白光做光源,屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋 B、 用紅光做光源,屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋. C、 用紅光照射一條狹縫,用紫光照射另一條狹縫,屏上將呈現(xiàn)彩色條紋 D、 用紫光作為光源,遮住其中一條狹縫,屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋. 2、20xx年諾貝爾物理學(xué)家將授予對激光研究做處杰出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。如圖所示是研究激光相干性的雙縫干涉示意圖,擋板上有兩條狹縫S1、S2, 由S1和S2發(fā)出的兩列波到達(dá)屏上時會產(chǎn)生干涉條紋。已知入射激光波長為λ,屏上的P點到兩縫S1和S2的.距離相等,如果把P處的亮條紋記做0號亮 條紋,由P向上數(shù)與0號亮紋相鄰的是1號亮紋,與 1號亮紋相鄰的亮紋為2號亮紋,設(shè)P1處的亮紋恰好 是10號亮紋,直線S1 P1的長度為r1, S2 P1的長度為 r2, 則r2-r1等于( B ) A、5λ B、10λ. C、20λ D、40λ 課后練習(xí)與提高 1. 在雙縫干涉實驗中,入射光的波長為λ,若雙縫處兩束光的振動情況恰好相同,在屏上距兩縫波程差d1= 地方出現(xiàn)明條紋;在屏上距兩縫波程差d2= 地方出現(xiàn)暗條紋;若雙縫處兩束光的振動情況恰好相反,在屏上距兩縫波程差d3= 地方出現(xiàn)明條紋;在屏上距兩縫波程差d4= 地方出現(xiàn)暗條紋 。 2. 用白光光源進(jìn)行雙縫實驗,若用一個純紅色的濾光片遮蓋一條縫,用一個純藍(lán)色的濾光片遮蓋另一條縫,則 (A) 干涉條紋的寬度將發(fā)生改變. (B) 產(chǎn)生紅光和藍(lán)光的兩套彩色干涉條紋. (C) 干涉條紋的亮度將發(fā)生改變. 。―) 不產(chǎn)生干涉條紋 [ D 】 3. 雙縫干涉中屏幕E上的P點處是明條紋.若將縫S2蓋住,并在S1 S2連線的垂直平分面處放一高折射率介質(zhì)反射面M,如圖所示,則此時 [ A ] (A) P點處仍為明條紋. (B) P點處為暗條紋. (C) 不能確定P點處是明條紋還是暗條紋. (D) 無干涉條紋. 【高中物理教案】相關(guān)文章: 高中物理教案01-04 彈力高中物理教案11-17 高中物理教案:《彈力》01-11 高中物理教案(精選16篇)04-08 高中物理教案14篇01-09 高中物理教案設(shè)計11-08 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15篇01-08高中物理教案14
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