下面是范文網(wǎng)小編收集的高二物理教案5篇(摩擦力物理教案),供大家參閱。
高二物理教案1
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義及單位.
2、知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?/p>
3、知道什么叫勻強(qiáng)磁場(chǎng),知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線的分布情況.
4、知道什么是安培力,知道電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí),電流受的安培力為零;電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),電流受安培力的大?。?/p>
5、會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向.
能力目標(biāo)
1、通過(guò)演示磁場(chǎng)對(duì)電流作用的實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力.
2、通過(guò)學(xué)習(xí)左手定則,理解磁場(chǎng)方向、電流方向和安培力方向三者之間的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力.
情感目標(biāo)
通過(guò)對(duì)安培定則的學(xué)習(xí),使得學(xué)生了解科學(xué)的發(fā)現(xiàn)不僅需要勤奮的努力,還需要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)密的科學(xué)態(tài)度.
教學(xué)建議
教材分析
關(guān)于安培力這一重要的內(nèi)容,需要強(qiáng)調(diào):
1、安培力的使用條件:磁場(chǎng)均勻,電流方向與磁場(chǎng)方向垂直。
2、電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí),安培力具有最小值。電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),安培力具有最大值。
教法建議
由于前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)電場(chǎng)的有關(guān)知識(shí),講解時(shí)可以將磁場(chǎng)和電場(chǎng)進(jìn)行類比,以加深學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)的有關(guān)知識(shí)的理解。例如:電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互對(duì)比,電場(chǎng)線與磁感線相互對(duì)比,磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比等等。
在上一節(jié)的基礎(chǔ)上,啟發(fā)學(xué)生回憶電場(chǎng)強(qiáng)度的定義,對(duì)比說(shuō)明引入磁場(chǎng)強(qiáng)度的定義的思路是通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力的研究得出的。為了讓學(xué)生更好的理解磁場(chǎng),可以在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度
一、素質(zhì)教育目標(biāo)
(一)知識(shí)教學(xué)點(diǎn)
1 、理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義及單位.
2 、知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?/p>
3 、知道什么叫勻強(qiáng)磁場(chǎng),知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線的分布情況.
4 、知道什么是安培力,知道電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí),電流受的安培力為零;電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),電流受安培力的大小
5 、會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向.
?。ǘ┠芰τ?xùn)練點(diǎn)
1 、通過(guò)演示磁場(chǎng)對(duì)電流的作用的實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生利用控制變量法總結(jié)歸納物理規(guī)律的能力.
2 、通過(guò)學(xué)習(xí)左手定則,理解磁場(chǎng)方向、電流方向和安培力方向三者之間的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生空間想像能力.
?。ㄈ┑掠凉B透點(diǎn)
通過(guò)閱讀材料介紹奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng),說(shuō)明科學(xué)家之所以能取得輝煌的成就,除了本身所具有的聰明才智外,刻苦勤奮地學(xué)習(xí)和工作,善于捕捉稍縱即逝的靈感更為重要,鼓勵(lì)和激發(fā)學(xué)生從現(xiàn)在開(kāi)始更加發(fā)奮地學(xué)習(xí),將來(lái)為國(guó)家做貢獻(xiàn).
?。ㄋ模┟烙凉B透點(diǎn)
通過(guò)介紹物理學(xué)家安培取得輝煌成就的原因是靠勤奮自學(xué)、刻苦鉆研的頑強(qiáng)意志,讓學(xué)生感受物理學(xué)家們的人格美、情操美.
二、學(xué)法引導(dǎo)
1 、教師通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)法直觀教學(xué),決定安培力大小的因素,通過(guò)啟發(fā)講解,幫助學(xué)生歸納總結(jié)公式
及B的定義式.結(jié)合練習(xí)法使學(xué)生掌握左手定則使用.
2 、學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn),在教師啟發(fā)的指導(dǎo)下總結(jié)規(guī)律,積極動(dòng)手動(dòng)腦理解公式,掌握左手定則的應(yīng)用.
三、重點(diǎn)·難點(diǎn)·疑點(diǎn)及解決辦法
1 、重點(diǎn)
(1)理解磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小的決定因素,掌握電流與磁場(chǎng)垂直時(shí),安培力大小為:
?。?)掌握左手定則.
2 、難點(diǎn)
對(duì)左手定則的理解.
3 、疑點(diǎn)
磁場(chǎng)方向、電流方向和安培力方向三者之間的空間關(guān)系.
4 、解決辦法
以演示實(shí)驗(yàn)為突破口,直觀地引導(dǎo)學(xué)生掌握電流在磁場(chǎng)中所受安培力大小的決定因素;反復(fù)地借助實(shí)驗(yàn),來(lái)理解左手定則,建立磁場(chǎng)方向、電流方向和安培力方向三者關(guān)系的正確圖景.
四、課時(shí)安排
1課時(shí)
五、教具學(xué)具準(zhǔn)備
鐵架臺(tái)、三個(gè)相同的蹄形磁鐵、電源、滑動(dòng)變阻器、電鍵、導(dǎo)線.
六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)
教師先通過(guò)實(shí)驗(yàn),學(xué)生觀察分析、討論、總結(jié)出安培力公式,再引入磁感強(qiáng)度B的定義式,通過(guò)講解類比電場(chǎng)強(qiáng)度,啟發(fā)學(xué)生理解公式
的意義,借助墻角(或桌角)幫助學(xué)生建立三維坐標(biāo)空間,理解掌握左手定同.
七、教學(xué)步驟
?。ㄒ唬┟鞔_目標(biāo)
(略)
?。ǘ┱w感知
本節(jié)教學(xué)是在上一節(jié)學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)的概念及方向性的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱性質(zhì),根據(jù)磁場(chǎng)力的性質(zhì)用定義法定義B描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,用磁感線形象地反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,同時(shí)利用定義式來(lái)計(jì)算安培力的大小,再用左手定則來(lái)確定磁場(chǎng)方向、電流方向和安培力的方向.
?。ㄈ┲攸c(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程
1 、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用
用條形磁鐵可以在一定的距離內(nèi)吸起較小質(zhì)量的鐵塊,巨大的電磁鐵卻能吸起成噸的鋼塊,表明磁場(chǎng)有強(qiáng)有弱,如何表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱呢?我們利用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力——安培力來(lái)研究磁場(chǎng)的強(qiáng)弱.
2 、決定安培力大小的因素有哪些?
利用演示實(shí)驗(yàn)裝置,研究安培力大小與哪些因素有關(guān)
(1)與電流的大小有關(guān).
保持導(dǎo)線在磁鐵中所處的.位置及與磁場(chǎng)方向不變這兩個(gè)條件下,通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭改變導(dǎo)線中電流的大?。?/p>
請(qǐng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.導(dǎo)線擺動(dòng)的角度大小隨電流的改變而改變,電流大,擺角大;電流小,擺角小.
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線,受到磁場(chǎng)的作用力的大小眼導(dǎo)線中電流的大小有關(guān),電流大,作用力大;電流小,作用力也?。?/p>
(2)與通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度有關(guān).
保持導(dǎo)線在磁鐵中所處的位置及方向不變,電流大小也不變,改變通電電流部分的長(zhǎng)度.學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.導(dǎo)線擺動(dòng)的角度大小隨通電導(dǎo)線長(zhǎng)度而改變,導(dǎo)線長(zhǎng)、擺角大;導(dǎo)線短,擺角小.
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線,受到的磁場(chǎng)的作用力的大小限通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度有關(guān),導(dǎo)線長(zhǎng)、作用力大;導(dǎo)線短,作用力?。?/p>
(3)與導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的放置方向有關(guān).
保持電流的大小及通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度不變,改變導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向的夾角,當(dāng)夾角為0 °時(shí),導(dǎo)線不動(dòng),即電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)不受安培力作用;當(dāng)夾角增大到90 °的過(guò)程中,導(dǎo)線擺角不斷增大,即電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),所受安培力最大;不平行也不垂直時(shí),安培力大小介于和最大值之間.
3 、磁感應(yīng)強(qiáng)度
總結(jié)歸納以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,用L表示通電導(dǎo)線長(zhǎng)度,I表示電流,保持電流和磁場(chǎng)方向垂直,通電導(dǎo)線所受的安培力大小FIL
用B表示這一比值,有B的物理意義為:通電導(dǎo)線垂直置于磁場(chǎng)同一位置,B值保持不變;若改變通電導(dǎo)線的位置,B值隨之改變.表明B值的大小是由磁場(chǎng)本身的位置決定為.對(duì)于電流和長(zhǎng)度相同的導(dǎo)線,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁場(chǎng)強(qiáng).放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁場(chǎng)弱
4 、安培力的大小和方向.
根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式,可得通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放置時(shí)所受的安培力大小為:
舉例計(jì)算安培力的大?。?/p>
安培力的方向如何呢?還過(guò)前面的演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力方向跟導(dǎo)線中的電流方向、磁場(chǎng)方向都有關(guān)系.人們通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究,總結(jié)出通電導(dǎo)線受安培力方向和電流方向、磁場(chǎng)方向存在著一個(gè)規(guī)律——左手定則.
左手定則:伸開(kāi)左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi),把手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開(kāi)的四指指向電流方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向.
應(yīng)該注意的是:若電流方向和磁場(chǎng)方向垂直,則磁場(chǎng)力的方向、電流方向、磁場(chǎng)方向三者互相垂直;若電流方向和磁場(chǎng)方向不垂直,則磁場(chǎng)力的方向仍垂直于電流方向,也同時(shí)垂直于磁場(chǎng)方向.
(四)總結(jié)、擴(kuò)展
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用——安培力,通過(guò)研究安培力的大小,我們定義了反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度
八、布置作業(yè)
九、 板書設(shè)計(jì)
高二物理教案2
?、耪n題:高二物理:第一章靜電場(chǎng)
⑵授課教師:黎亭
?、钦n時(shí):2小時(shí)
⑷學(xué)生現(xiàn)狀分析:現(xiàn)物理水平為60分左右,屬于中下水平。補(bǔ)課安排:復(fù)習(xí)講解高二知識(shí),抓基礎(chǔ)知識(shí)為切入點(diǎn),后繼強(qiáng)化。
(5)教學(xué)內(nèi)容
高二物理上冊(cè)第一章第一節(jié)與第二節(jié)
第一節(jié)電荷及其守恒定律
本節(jié)從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識(shí)物體帶電的本質(zhì),使物體帶電的方法。給學(xué)生滲透看問(wèn)題要透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的思想。摩擦起電、兩種電荷的相互作用、電荷量的概念初中已接觸,電荷守恒定律對(duì)學(xué)生而言不難接受,在此從原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上做本質(zhì)上分析,使學(xué)生體會(huì)對(duì)物理螺旋式學(xué)習(xí)的過(guò)程。本節(jié)關(guān)鍵是做好實(shí)驗(yàn),從微觀分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。有了使物體帶電的理解,電荷守恒定律便水到渠成,進(jìn)一步鞏固高中的守恒思想。培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)習(xí)慣。通過(guò)閱讀材料,展示物理學(xué)發(fā)展中充滿睿智和靈氣的科學(xué)思維,弘揚(yáng)前輩物理學(xué)家探尋真理的堅(jiān)強(qiáng)意志和科學(xué)精神。
【教學(xué)預(yù)設(shè)】
使用幻燈片時(shí)充分利用它的高效同時(shí),盡量保留黑板的功能始終展示本節(jié)課的知識(shí)框架。
在條件允許的情況下努力使實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)化,給學(xué)生傳遞這樣一個(gè)信息──善于從簡(jiǎn)單中捕捉精彩瞬間,從日常生活中發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn)科學(xué)(閱讀材料)。
練習(xí)題設(shè)計(jì)力求有針對(duì)性、導(dǎo)向性、層次性。
【教學(xué)目標(biāo)】
(一)知識(shí)與技能
知道兩種電荷及其相互作用。
知道三種使物體帶電的方法及帶電本質(zhì)。
知道電荷守恒定律。
知道什么是元電荷、比荷、電荷量、靜電感應(yīng)的概念。
?。ǘ┻^(guò)程與方法
物理學(xué)螺旋式遞進(jìn)的學(xué)習(xí)方法。
由現(xiàn)象到本質(zhì)分析問(wèn)題的方法。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度認(rèn)識(shí)物體帶電的`本質(zhì)—透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。
科學(xué)家科學(xué)思維和科學(xué)精神的滲透─—課后閱讀材料。
【教學(xué)重、難點(diǎn)】
重點(diǎn):電荷守恒定律
難點(diǎn):利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問(wèn)題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問(wèn)題。
【教學(xué)過(guò)程】
引入新課:今天開(kāi)始我們進(jìn)入物理學(xué)另一個(gè)豐富多彩,更有趣的殿堂,電和磁的世界。高中的電學(xué)知識(shí)大致可分為電場(chǎng)的電路,本章將學(xué)習(xí)靜電學(xué),將從物質(zhì)的微觀的角度認(rèn)識(shí)物體帶電的本質(zhì),電荷相互作用的基本規(guī)律,以及與靜止電荷相聯(lián)系的靜電場(chǎng)的基本性質(zhì)。
【板書】第一章靜電場(chǎng)
【板書】一、電荷(復(fù)習(xí)初中知識(shí))
1.兩種電荷:正電荷和負(fù)電荷:把用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷,用正數(shù)表示。把用毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負(fù)電荷,用負(fù)數(shù)表示。
2.電荷及其相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
3.使物體帶電的方法:
摩擦起電──學(xué)生自學(xué)P2后解釋摩擦起電的原因,培養(yǎng)學(xué)生理解能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。為電荷守恒定律做鋪墊。
演示摩擦起電,用驗(yàn)電器檢驗(yàn)是否帶電,讓學(xué)生分析使金屬箔片張開(kāi)的原因過(guò)渡到接觸起電。
接觸起電──電荷從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上仔細(xì)觀察從靠近到接觸過(guò)程中還有哪些現(xiàn)象?──靠近未接觸時(shí)箔片張開(kāi)張開(kāi)意味著箔片帶電?看來(lái)還有其他方式使物體帶電?其帶電本質(zhì)是什么?──設(shè)置懸念。
自學(xué)P3第二段后,回答自由電子和離子的概念及各自的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。解釋觀察到的現(xiàn)象。
再演示,靠近(不接觸)后再遠(yuǎn)離,箔片又閉合,即不帶電,有沒(méi)有辦法遠(yuǎn)離后箔片仍帶電?
提供器材,鼓勵(lì)學(xué)生到時(shí)講臺(tái)演示。得出靜電感應(yīng)和感應(yīng)起電。
靜電感應(yīng)和感應(yīng)起電──電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。
通過(guò)對(duì)三種起電方式本質(zhì)的分析,讓學(xué)生思考滿足共同的規(guī)律是什么?得出電荷守恒定律。
學(xué)生自學(xué)教材,掌握電荷守恒定律的內(nèi)容,電荷量、元電荷、比荷的概念。
【板書】
二、電荷守恒定律:
電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。
一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變。
【板書】
三、幾個(gè)基本概念
電荷量──電荷的多少叫做電荷量。符號(hào):Q或q單位:庫(kù)侖符號(hào):C。
元電荷──電子所帶的電荷量,用e表示,e=1.60×10C。
注意:所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數(shù)倍。電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。最早由美國(guó)物理學(xué)家密立根測(cè)得
比荷──電荷的電荷量q與其質(zhì)量m的比值q/m,符號(hào):C/㎏。
靜電感應(yīng)和感應(yīng)起電──當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí),由于電荷間相互吸引或排斥,導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異號(hào)電荷,遠(yuǎn)離一端帶同號(hào)電荷。這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過(guò)程叫做感應(yīng)起電。
課堂訓(xùn)練:見(jiàn)附件
高二物理教案3
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與技能
1.知道曲線運(yùn)動(dòng)的方向,理解曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)
2.知道曲線運(yùn)動(dòng)的條件,會(huì)確定軌跡彎曲方向與受力方向的關(guān)系過(guò)程與方法
1.體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別
2.體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)及它的速度方向的變化
情感態(tài)度與價(jià)值觀
能領(lǐng)會(huì)曲線運(yùn)動(dòng)的奇妙與和諧,培養(yǎng)對(duì)科學(xué)的好奇心和求知欲
【教學(xué)重點(diǎn)】
1.什么是曲線運(yùn)動(dòng)
2.物體做曲線運(yùn)動(dòng)方向的判定3.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件
【教學(xué)難點(diǎn)】
物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件
【教學(xué)課時(shí)】
1課時(shí)
【探究學(xué)習(xí)】
1、曲線運(yùn)動(dòng):__________________________________________________________2、曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向:
質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度,沿曲線在這一點(diǎn)的方向。3、曲線運(yùn)動(dòng)的條件:
(1)時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)。(2)運(yùn)動(dòng)速度方向與加速度的方向共線時(shí),運(yùn)動(dòng)軌跡是___________
(3)運(yùn)動(dòng)速度方向與加速度的方向不共線,且合力為定值,運(yùn)動(dòng)為_(kāi)________運(yùn)動(dòng)。(4)運(yùn)動(dòng)速度方向與加速度的方向不共線,且合力不為定值,運(yùn)動(dòng)為_(kāi)__________運(yùn)動(dòng)。4、曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì):
(1)曲線運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)的方向時(shí)刻_______(變、不變),質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻(某一點(diǎn))的速度方向是沿__________________________________________,并指向運(yùn)動(dòng)軌跡凹下的一側(cè)。
?。?)曲線運(yùn)動(dòng)一定是________運(yùn)動(dòng),一定具有_________。
【課堂實(shí)錄】
【引入新課】
生活中有很多運(yùn)動(dòng)情況,我們學(xué)習(xí)過(guò)各種直線運(yùn)動(dòng),包括勻速直線運(yùn)動(dòng),勻變速直線運(yùn)動(dòng)等,我們知道這幾種運(yùn)動(dòng)的共同特點(diǎn)是物體運(yùn)動(dòng)方向不變。下面我們就來(lái)欣賞幾組圖片中的物體有什么特點(diǎn)(展示圖片)
再看兩個(gè)演示
第一,自由釋放一只較小的粉筆頭
第二,平行拋出一只相同大小的粉筆頭
兩只粉筆頭的運(yùn)動(dòng)情況有什么不同?學(xué)生交流討論。
結(jié)論:前者是直線運(yùn)動(dòng),后者是曲線運(yùn)動(dòng)
在實(shí)際生活普遍發(fā)生的是曲線運(yùn)動(dòng),那么什么是曲線運(yùn)動(dòng)?本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題。新課講解
一、曲線運(yùn)動(dòng)
1.定義:運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫做曲線運(yùn)動(dòng)。
2.舉出曲線運(yùn)動(dòng)在生活中的實(shí)例。
問(wèn)題:曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的,怎樣確定做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻速度的方向呢?
引出下一問(wèn)題。
二、曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向
看圖片:撐開(kāi)帶有水滴的雨傘繞柄旋轉(zhuǎn)。
問(wèn)題:水滴沿什么方向飛出?學(xué)生思考
結(jié)論:雨滴沿飛出時(shí)在那點(diǎn)的切線方向飛出。
如果球直線上的某處A點(diǎn)的瞬時(shí)速度,可在離A點(diǎn)不遠(yuǎn)處取一B點(diǎn),求AB點(diǎn)的平均速度來(lái)近似表示A點(diǎn)的瞬時(shí)速度,時(shí)間取得越短,這種近似越精確,如時(shí)間趨近于零,那么AB見(jiàn)的平均速度即為A點(diǎn)的瞬時(shí)速度。
結(jié)論:質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。三、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件
實(shí)驗(yàn)1:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在不受外力作用時(shí)將如何運(yùn)動(dòng)?學(xué)生實(shí)驗(yàn)
結(jié)論:做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)2:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在運(yùn)動(dòng)方向的正前方或正后方放一條形
磁鐵,小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)?學(xué)生實(shí)驗(yàn)
結(jié)論:小球講做加速直線運(yùn)動(dòng)或者減速直線運(yùn)動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)3:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在運(yùn)動(dòng)方向一側(cè)放一條形磁鐵,小球?qū)?/p>
如何運(yùn)動(dòng)?學(xué)生實(shí)驗(yàn)
結(jié)論:小球?qū)⒏淖冘壽E而做曲線運(yùn)動(dòng)。
總結(jié)論:曲線運(yùn)動(dòng)的`條件是,
當(dāng)物體所受合力的方向跟物體
運(yùn)動(dòng)的方向不在同一條直線時(shí),物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。
四、曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)
問(wèn)題:曲線運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)還是變速運(yùn)動(dòng)學(xué)生思考討論問(wèn)題引導(dǎo):
速度是(矢量、標(biāo)量),所以只要速度方向變化,速度矢量就發(fā)生了,也就具有,因此曲線運(yùn)動(dòng)是。結(jié)論:曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。
【課堂訓(xùn)練】
例題1、已知物體運(yùn)動(dòng)的初速度v的方向及受恒力的方向如圖所示,則圖中可能正確的運(yùn)動(dòng)
例題2、一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到兩個(gè)互成銳角的F1和F2的作用,有靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),若運(yùn)動(dòng)中保持力的方向不變,但F1突然增大到F1+F,則此質(zhì)點(diǎn)以后做_______________________解析:
例題3、一個(gè)物體在光滑的水平面上以v做曲線運(yùn)動(dòng),已知運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受一個(gè)恒力作用,
運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則,自M到N的過(guò)程速度大小的變化為_(kāi)_______________________請(qǐng)做圖分析:
【課堂小結(jié)】
1.曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),及速度的有可能變化,速度的方向一定變化。
2.當(dāng)物體所受合力的方向跟物體運(yùn)動(dòng)的方向不在同一條直線時(shí),物體就做曲線運(yùn)動(dòng),所
以物體的加速度方向也跟速度方向不在同一直線上。
【板書設(shè)計(jì)】
第一節(jié)拋體運(yùn)動(dòng)
1、曲線運(yùn)動(dòng)
定義:運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫做曲線運(yùn)動(dòng)。2、曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向
質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度,沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向3、曲線運(yùn)動(dòng)的條件
當(dāng)物體所受合力的方向跟物體運(yùn)動(dòng)的方向不在同一條直線時(shí),物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。4、曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)
曲線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,速度方向始終在變化,因此曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。
【訓(xùn)練答案】
例1、B例2、勻變速曲線運(yùn)動(dòng)例3、自M到N速度變大(因?yàn)樗俣扰c力的夾角為銳角。
高二物理教案4
1、理解振幅、周期和頻率的概念,知道全振動(dòng)的含義。
2、了解初相位和相位差的概念,理解相位的物理意義。
3、了解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)位移方程中各量的物理意義,能依據(jù)振動(dòng)方程描繪振動(dòng)圖象。
4、理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的物理意義,會(huì)根據(jù)振動(dòng)圖象判斷振幅、周期和頻率等。
重點(diǎn)難點(diǎn):對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期、頻率、全振動(dòng)等概念的理解,相位的物理意義。
教學(xué)建議:本節(jié)課以彈簧振子為例,在觀察其振動(dòng)過(guò)程中位移變化的周期性、振動(dòng)快慢的特點(diǎn)時(shí),引入描繪簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量(振幅、周期和頻率),再通過(guò)單擺實(shí)驗(yàn)引出相位的概念,最后對(duì)比前一節(jié)得出的圖象和數(shù)學(xué)表達(dá)式,進(jìn)一步體會(huì)這些物理量的含義。本節(jié)要特別注意相位的概念。
導(dǎo)入新課:你有喜歡的歌手嗎?我們常常在聽(tīng)歌時(shí)會(huì)評(píng)價(jià),歌手韓紅的音域?qū)拸V,音色嘹亮圓潤(rùn);歌手王心凌的聲音甜美;歌手李宇春的音色沙啞,獨(dú)具個(gè)性……但同樣的歌曲由大多數(shù)普通人唱出來(lái),卻常常顯得干巴且單調(diào),為什么呢?這些是由音色決定的,而音色又與頻率等有關(guān)。
1、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量
?。?)振幅
振幅是振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的①最大距離。振幅的②兩倍表示的是振動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)范圍的大小。
?。?)全振動(dòng)
振子以相同的速度相繼通過(guò)同一位置所經(jīng)歷的過(guò)程稱為③全振動(dòng),這一過(guò)程是一個(gè)完整的振動(dòng)過(guò)程,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在這一振動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程等于④4倍的振幅。
?。?)周期和頻率
做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體,完成⑤全振動(dòng)的時(shí)間,叫作振動(dòng)的周期;單位時(shí)間內(nèi)完成⑥全振動(dòng)的次數(shù)叫作振動(dòng)的頻率。在國(guó)際單位制中,周期的單位是⑦秒,頻率的單位是⑧赫茲。用T表示周期,用f表示頻率,則周期和頻率的關(guān)系是⑨f=。
(4)相位
在物理學(xué)中,我們用不同的⑩相位來(lái)描述周期性運(yùn)動(dòng)在各個(gè)時(shí)刻所處的 不同狀態(tài)。
2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式
(1)根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí),xOy坐標(biāo)系中正弦函數(shù)圖象的表達(dá)式為 y=Asin(ωx+φ)。
?。?)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的位移(x)與時(shí)間(t)關(guān)系的表達(dá)式為 x=Asin(ωt +φ),其中 A代表簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅, ω叫作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的“圓頻率”, ωt+φ代表相位。
1、彈簧振子的運(yùn)動(dòng)范圍與振幅是什么關(guān)系?
解答:彈簧振子的運(yùn)動(dòng)范圍是振幅的兩倍。
2、周期與頻率是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特有的概念嗎?
解答:不是。描述任何周期性過(guò)程,都可以用這兩個(gè)概念。
3、如果兩個(gè)振動(dòng)存在相位差,它們振動(dòng)步調(diào)是否相同?
解答:不同。
主題1:振幅
問(wèn)題:(1)同一面鼓,用較大的力敲鼓面和用較小的力敲鼓面,鼓面的振動(dòng)有什么不同?聽(tīng)上去感覺(jué)有什么不同?
?。?)根據(jù)(1)中問(wèn)題思考振幅的物理意義是什么?
解答:(1)用較大的力敲,鼓面的振動(dòng)幅度較大,聽(tīng)上去聲音大;反之,用較小的力敲,鼓面的振動(dòng)幅度較小,聽(tīng)上去聲音小。
(2)振幅是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量,振幅的大小對(duì)應(yīng)著物體振動(dòng)的強(qiáng)弱。
知識(shí)鏈接:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅是物體離開(kāi)平衡位置的最大距離,是標(biāo)量,表示振動(dòng)的強(qiáng)弱和能量,它不同于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移。
主題2:全振動(dòng)、周期和頻率
問(wèn)題:(1)觀察課本“彈簧振子的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”示意圖,振子從P0開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),怎樣才算完成了全振動(dòng)?列出振子依次通過(guò)圖中所標(biāo)的點(diǎn)。
?。?)閱讀課本,思考并回答下列問(wèn)題:周期和頻率與計(jì)時(shí)起點(diǎn)(或位移起點(diǎn))有關(guān)嗎?頻率越大,物體振動(dòng)越快還是越慢?振子在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程和位移分別是多少?
?。?)完成課本“做一做”,猜想彈簧振子的振動(dòng)周期可能由哪些因素決定?假如我們能看清楚振子的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,那么從什么位置開(kāi)始計(jì)時(shí)才能更準(zhǔn)確地測(cè)量振動(dòng)的周期?為什么?
解答:(1)振子從P0出發(fā)后依次通過(guò)O、M'、O、P0、M、P0的過(guò)程,就是全振動(dòng)。
(2)周期和頻率與計(jì)時(shí)起點(diǎn)(或位移起點(diǎn))無(wú)關(guān);頻率越大,周期越小,表示物體振動(dòng)得越快。振子在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程是4倍的振幅,而在一個(gè)周期內(nèi)的.位移是零。
(3)影響彈簧振子周期的因素可能有振子的質(zhì)量、彈簧的勁度系數(shù)等;從振子經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)能更準(zhǔn)確地測(cè)量振動(dòng)周期,因?yàn)檎褡咏?jīng)過(guò)平衡位置時(shí)速度最大,這樣計(jì)時(shí)的誤差最小。
知識(shí)鏈接:完成全振動(dòng),振動(dòng)物體的位移和速度都回到原值(包括大小和方向),振動(dòng)物體的路程是振幅的4倍。
主題3:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式
問(wèn)題:閱讀課本有關(guān)“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式”的內(nèi)容,討論下列問(wèn)題。
?。?)一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)其相位變化多少就意味著完成了全振動(dòng)?
(2)若采用國(guó)際單位,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的位移(x)與時(shí)間(t)關(guān)系的表達(dá)式x=Asin(ωt+φ)中ωt+φ的單位是什么?
?。?)甲和乙兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率相同,相位差為 ,這意味著什么?
解答:(1)相位每增加2π就意味著完成了全振動(dòng)。
(2)ωt+φ的單位是弧度。
(3)甲和乙兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差為 ,意味著乙(甲)總是比甲(乙)滯后個(gè)周期或次全振動(dòng)。
知識(shí)鏈接:頻率相同的兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),相位差為0稱為“同相”,振動(dòng)步調(diào)相同;相位差為π稱為“反相”,振動(dòng)步調(diào)相反。
1、(考查對(duì)全振動(dòng)的理解)如圖所示,彈簧振子以O(shè)為平衡位置在B、C間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),則( )。
A、從B→O→C為全振動(dòng)
B、從O→B→O→C為全振動(dòng)
C、從C→O→B→O→C為全振動(dòng)
D、從D→C→O→B→O為全振動(dòng)
【解析】選項(xiàng)A對(duì)應(yīng)過(guò)程的路程為2倍的振幅,選項(xiàng)B對(duì)應(yīng)過(guò)程的路程為3倍的振幅,選項(xiàng)C對(duì)應(yīng)過(guò)程的路程為4倍的振幅,選項(xiàng)D對(duì)應(yīng)過(guò)程的路程大于3倍的振幅,又小于4倍的振幅,因此選項(xiàng)A、B、D均錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確。
【答案】C
【點(diǎn)評(píng)】要理解全振動(dòng)的概念,只有振動(dòng)物體的位移與速度第同時(shí)恢復(fù)到原值,才是完成全振動(dòng)。
2、(考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅和周期)周期為T=2 s的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),在半分鐘內(nèi)通過(guò)的路程是60 cm,則在此時(shí)間內(nèi)振子經(jīng)過(guò)平衡位置的次數(shù)和振子的振幅分別為( )。
A、15次,2 cm B、30次,1 cm
C、15次,1 cm D、60次,2 cm
【解析】振子完成全振動(dòng)經(jīng)過(guò)軌跡上每個(gè)位置兩次(除最大位移處外),而每次全振動(dòng)振子通過(guò)的路程為4個(gè)振幅。
【答案】B
【點(diǎn)評(píng)】一個(gè)周期經(jīng)過(guò)平衡位置兩次,路程是振幅的4倍。
3、圖示為質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,下列判斷中正確的是( )。
A、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期是8 s
B、振幅是4 cm
C、4 s末質(zhì)點(diǎn)的速度為負(fù),加速度為零
D、10 s末質(zhì)點(diǎn)的加速度為正,速度為零
【解析】由振動(dòng)圖象可得,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為8 s,A對(duì);振幅為2 cm,B錯(cuò);4 s末質(zhì)點(diǎn)經(jīng)平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動(dòng),速度為負(fù)向最大,加速度為零,C對(duì);10 s末質(zhì)點(diǎn)在正的最大位移處,加速度為負(fù)值,速度為零,D錯(cuò)。
【答案】AC
【點(diǎn)評(píng)】由振動(dòng)圖象可以直接讀出周期與振幅,可以判斷各個(gè)時(shí)刻的速度方向與加速度方向。
4、(考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式)兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)分別為x1=4asin(4πbt+π)和x2=2asin(4πbt+π),求它們的振幅之比、各自的頻率,以及它們的相位差。
【解析】根據(jù)x=Asin(ωt+φ)得:A1=4a,A2=2a,故振幅之比 = =2
由ω=4πb及ω=2πf得:二者的頻率都為f=2b
它們的相位差:(4πbt+π)—(4πbt+π)=π,兩物體的振動(dòng)情況始終反相。
【答案】2∶1 2b 2b π
【點(diǎn)評(píng)】要能根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式得出振幅、頻率、相位。
拓展一:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式
1、某做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體,其位移與時(shí)間的變化關(guān)系式為x=10sin 5πt cm,則:
?。?)物體的振幅為多少?
?。?)物體振動(dòng)的頻率為多少?
?。?)在時(shí)間t=0、1 s時(shí),物體的位移是多少?
?。?)畫出該物體簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象。
【分析】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的變化關(guān)系式就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式,將它與教材上的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式進(jìn)行對(duì)比即可得出相應(yīng)的物理量。
【解析】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式x=Asin(ωt+φ),比較題中所給表達(dá)式x=10sin 5πt cm可知:
?。?)振幅A=10 cm。
(2)物體振動(dòng)的頻率f= = Hz=2、5 Hz。
?。?)t=0、1 s時(shí)位移x=10sin(5π×0、1) cm=10 cm。
?。?)該物體簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T==0、4 s,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示。
【答案】(1)10 cm (2)2、5 Hz (3)10 cm (4)如圖所示
【點(diǎn)撥】在解答簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式的題目時(shí)要注意和標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式進(jìn)行比較,知道A、ω、φ各物理量所代表的意義,還要能和振動(dòng)圖象結(jié)合起來(lái)。
拓展二:簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期性和對(duì)稱性
甲
2、如圖甲所示,彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),從O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí),振子第到達(dá)M點(diǎn)用了0、3 s的時(shí)間,又經(jīng)過(guò)0、2 s第二次通過(guò)M點(diǎn),則振子第三次通過(guò)M點(diǎn)還要經(jīng)過(guò)的時(shí)間可能是( )。
A、 s B、 s C、1、4 s D、1、6 s
【分析】題目中只說(shuō)從O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí),并沒(méi)說(shuō)明從O點(diǎn)向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng),它可能直接向M點(diǎn)運(yùn)動(dòng),也可能向遠(yuǎn)離M點(diǎn)的方向運(yùn)動(dòng),所以本題可能的選項(xiàng)有兩個(gè)。
乙
【解析】如圖乙所示,根據(jù)題意可知振子的運(yùn)動(dòng)有兩種可能性,設(shè)t1=0、3 s,t2=0、2 s
第一種可能性:=t1+=(0、3+ ) s=0、4 s,即T=1、6 s
所以振子第三次通過(guò)M點(diǎn)還要經(jīng)過(guò)的時(shí)間t3=+2t1=(0、8+2×0、3) s=1、4 s
第二種可能性:t1—+=,即T= s
所以振子第三次通過(guò)M點(diǎn)還要經(jīng)過(guò)的時(shí)間t3=t1+(t1—)=(2×0、3— ) s= s。
【答案】AC
【點(diǎn)撥】解答這類題目的關(guān)鍵是理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性和周期性。明確振子往復(fù)通過(guò)同一點(diǎn)時(shí),速度大小相等、方向相反;通過(guò)關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩點(diǎn)時(shí),速度大小相等、方向相同或相反;往復(fù)通過(guò)同一段距離或通過(guò)關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩段距離時(shí)所用時(shí)間相等。另外要注意,因?yàn)檎褡诱駝?dòng)的周期性和對(duì)稱性會(huì)造成問(wèn)題的多解,所以求解時(shí)別漏掉了其他可能出現(xiàn)的情況。
高二物理教案5
知識(shí)目標(biāo):
1、了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程。
2、理解萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)萬(wàn)有引力定律。
3、知道任何物體間都存在著萬(wàn)有引力,且遵守相同的規(guī)律
能力目標(biāo):
1、培養(yǎng)學(xué)生研究問(wèn)題時(shí),抓住主要矛盾,簡(jiǎn)化問(wèn)題,建立理想模型的處理問(wèn)題的能力。
2、訓(xùn)練學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象(行星的運(yùn)動(dòng))看本質(zhì)(受萬(wàn)有引力的作用)的判斷、推理能力
德育目標(biāo):
1、通過(guò)牛頓在前人的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的思考過(guò)程,說(shuō)明科學(xué)研究的長(zhǎng)期性,連續(xù)性及艱巨性,滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方_育。
2、培養(yǎng)學(xué)生的猜想、歸納、聯(lián)想、直覺(jué)思維能力。
教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):
月——地檢驗(yàn)的推倒過(guò)程
教學(xué)難點(diǎn):
任何兩個(gè)物體間都存在萬(wàn)有引力
教學(xué)過(guò)程
(一)引入:
太陽(yáng)對(duì)行星的引力是行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,,這個(gè)力使行星不能飛離太陽(yáng);地面上的物體被拋出后總要落到地面上;是什么使得物體離不開(kāi)地球呢?是否是由于地球?qū)ξ矬w的引力造成的呢?
若真是這樣,物體離地面越遠(yuǎn),其受到地球的引力就應(yīng)該越小,可是地面上的物體距地面很遠(yuǎn)時(shí)受到地球的引力似乎沒(méi)有明顯減小。如果物體延伸到月球那里,物體也會(huì)像月球那樣圍繞地球運(yùn)動(dòng)。地球?qū)υ虑虻囊Γ厍驅(qū)Φ孛嫔系奈矬w的引力,太陽(yáng)對(duì)行星的引力,是同一種力。你是這樣認(rèn)為的嗎?
(二)新課教學(xué):
一.牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程
(引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材找出發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的思路)
假想,理論推導(dǎo),實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)
(1)牛頓對(duì)引力的思考
牛頓看到了蘋果落地發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力,這只是一種傳說(shuō)。但是,他對(duì)天體和地球的引力確實(shí)作過(guò)深入的思考。牛頓經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀察研究,產(chǎn)生如下的假想:太陽(yáng)、行星以及離我們很遠(yuǎn)的恒星,不管彼此相距多遠(yuǎn),都是互相吸引著,其引力隨距離的增大而減小,地球和其他行星繞太陽(yáng)轉(zhuǎn),就是靠劂的引力維持。同樣,地球不僅吸引地面上和表面附近的物體,而且也可以吸引很遠(yuǎn)的物體(如月亮),其引力也是隨距離的增大而減弱。牛頓進(jìn)一步猜想,宇宙間任何物體間都存在吸引力,這些力具有相同的本質(zhì),遵循同樣的力學(xué)規(guī)律,其大小都與兩者間距離的平方成反比。
(2)牛頓對(duì)定律的推導(dǎo)
首先,要證明太陽(yáng)的引力與距離平方成反比,牛頓憑著他對(duì)于數(shù)學(xué)和物理學(xué)證明的驚人創(chuàng)造才能,大膽地將自己從地面上物體運(yùn)動(dòng)中總結(jié)出來(lái)的運(yùn)動(dòng)定律,應(yīng)用到天體的運(yùn)動(dòng)上,結(jié)合開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,從理論上推導(dǎo)出太陽(yáng)對(duì)行星的引力F與距離r的平方成反比,還證明引力跟太陽(yáng)質(zhì)量M和行星質(zhì)量m的乘積成正比,牛頓再研究了衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng),結(jié)論是:
它們間的引力也是與行星和衛(wèi)星質(zhì)量的乘積成正比,與兩者距離的平方成反比。
(3)。牛頓對(duì)定律的檢驗(yàn)
以上結(jié)論是否正確,還需經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。牛頓根據(jù)觀測(cè)結(jié)果,憑借理想實(shí)驗(yàn)巧妙地解決了這一難題。
牛頓設(shè)想,某物體在地球表面時(shí),其重力加速度為g,若將它放到月球軌道上,讓它繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí),其向心加速度為a。如果物體在地球上受到的重力F1,和在月球軌道上運(yùn)行時(shí)受到的作用力F2,都是來(lái)自地球的吸引力,其大小與距離的平方成反比,那么,a和g之間應(yīng)有如下關(guān)系:
已知月心和地心的距離r月地是地球半徑r地的60倍,得。
從動(dòng)力學(xué)角度得出的這一結(jié)果,與前面用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式算出的數(shù)據(jù)完全一致,
牛頓證實(shí)了關(guān)于地球和物體間、各天體之間的引力都屬于同一種性質(zhì)力,都遵循同樣的力學(xué)規(guī)律的假想是正確的。牛頓把這種引力規(guī)律做了合理的推廣,在1687年發(fā)表了萬(wàn)有引力定律。可以用下表來(lái)表達(dá)牛頓推證萬(wàn)有引力定律的思路。
(引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)問(wèn)題看書,教師引導(dǎo)總結(jié))
(1)什么是萬(wàn)有引力?并舉出實(shí)例。
(2)萬(wàn)有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律?其數(shù)學(xué)表達(dá)式如何?
(3)萬(wàn)有引力定律的適用條件是什么?
二.萬(wàn)有引力定律
1、內(nèi)容:自然界中任何兩個(gè)物體都是互相吸引的,引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比;引力的方向沿著二者的連線。
2.公式:
3.各物理量的含義及單位:
F為兩個(gè)物體間的引力,單位:N.
m1、m2分別表示兩個(gè)物體的質(zhì)量,單位:kg
r為它們間的距離,單位:m
G為萬(wàn)有引力常量:G=6.67×10-11N·m2/kg2,單位:N·m2/kg2.
4.萬(wàn)有引力定律的理解
①萬(wàn)有引力F是因?yàn)橄嗷プ饔玫奈矬w有質(zhì)量而產(chǎn)生的引力,與初中學(xué)習(xí)的電荷間的引力、磁極間的引力不同。
強(qiáng)調(diào)說(shuō)明:
A.萬(wàn)有引力的普遍性.萬(wàn)有引力不僅存在于星球間,任何客觀存在的有質(zhì)量的物體間都存在這種相互吸引的力.
B.萬(wàn)有引力的相互性.兩個(gè)物體相互作用的引力是一對(duì)相互作用的作用力與反作用力,它們大小相等,方向相反,分別作用在兩個(gè)物體上.
C.萬(wàn)有引力的宏觀性.在通常情況下,萬(wàn)有引力非常小,只有在質(zhì)量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間,它的存在才有實(shí)際的物理意義.
D.萬(wàn)有引力的獨(dú)立性.兩物體間的萬(wàn)有引力只與它們本身的質(zhì)量有關(guān),而與所在空間的性質(zhì)無(wú)關(guān),也與周圍有無(wú)其他物體無(wú)關(guān).
②r為兩個(gè)物體間距離:
A、若物體可以視為質(zhì)點(diǎn),r是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離。
B、若是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近,則應(yīng)把r理解為它們的幾何中心的距離。
C、若物體不能視為質(zhì)點(diǎn),則可把每一個(gè)物體視為若干個(gè)質(zhì)點(diǎn)的集合,然后按萬(wàn)有引力定律求出各質(zhì)點(diǎn)間的引力,再按矢量法求它們的合力。
?、跥為萬(wàn)有引力常量,在數(shù)值上等于質(zhì)量都是1kg的兩物體相距1m時(shí)的相互作用的引力
隨堂練習(xí):
1、探究:叫兩名學(xué)生上講臺(tái)做兩個(gè)游戲:一個(gè)是兩人靠攏后離開(kāi)三次以上,二個(gè)是叫兩人設(shè)法跳起來(lái)停在空中看是否能做到。然后設(shè)問(wèn):既然自然界中任何兩個(gè)物體間都有萬(wàn)有引力,那么在日常生活中,我們各自之間或人與物體之間,為什么都對(duì)這種作用沒(méi)有任何感覺(jué)呢?
具體計(jì)算:地面上兩個(gè)50kg的質(zhì)點(diǎn),相距1m遠(yuǎn)時(shí)它們間的萬(wàn)有引力多大?已知地球的質(zhì)量約為6.0×1024kg,地球半徑為6.4×106m,則這個(gè)物體和地球之間的萬(wàn)有引力又是多大?(F1=1.6675×10-7N,F(xiàn)2=493N)
(學(xué)生計(jì)算后回答)
本題點(diǎn)評(píng):由此可見(jiàn)通常物體間的萬(wàn)有引力極小,一般不易感覺(jué)到。而物體與天體間的萬(wàn)有引力(如人與地球)就不能忽略了。
2、要使兩物體間萬(wàn)有引力減小到原來(lái)的1/4,可采用的方法是()
A.使兩物體的質(zhì)量各減少一半,距離保持不變
B.使兩物體間距離增至原來(lái)的2倍,質(zhì)量不變
C.使其中一個(gè)物體質(zhì)量減為原來(lái)的1/4,距離不變
D.使兩物體質(zhì)量及它們之間的距離都減為原來(lái)的1/4
答案:ABC
3.設(shè)地球表面重力加速度為,物體在距離地心4R(R是地球的半徑)處,由于地球的作用而產(chǎn)生的加速度為g,則為()
A.1B1/9C.1/4D.1/16
提示:兩處的加速度各由何力而產(chǎn)生?滿足何規(guī)律?
答案:D
三.引力恒量的測(cè)定
牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律,卻沒(méi)有給出引力恒量的數(shù)值。由于一般物體間的引力非常小,用實(shí)驗(yàn)測(cè)定極其困難。直到一百多年之后,才由英國(guó)的卡文迪許用精巧的扭秤測(cè)出。
(1)用扭秤測(cè)定引力恒量的方法
卡文迪許解決問(wèn)題的思路是:將不易觀察的微小變化量,轉(zhuǎn)化為容易觀察的顯著變化量,再根據(jù)顯著變化量與微小量的關(guān)系,算出微小變化量。
問(wèn):卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)中如何實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化?
測(cè)引力(極小)轉(zhuǎn)化為測(cè)引力矩,再轉(zhuǎn)化為測(cè)石英絲扭轉(zhuǎn)角度,最后轉(zhuǎn)化為光點(diǎn)在刻度尺上移動(dòng)的距離(較大)。根據(jù)預(yù)先求出的石英絲扭轉(zhuǎn)力矩跟扭轉(zhuǎn)角度的關(guān)系,可以證明出扭轉(zhuǎn)力矩,進(jìn)而求得引力,確定引力恒量的值。
卡文迪許在測(cè)定引力恒量的同時(shí),也證明了萬(wàn)有引力定律的正確性。
(四)、小結(jié)
本節(jié)課重點(diǎn)學(xué)習(xí)了萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容、表達(dá)式、理解以及簡(jiǎn)單的應(yīng)用重點(diǎn)理解定律的普遍性、普適性,對(duì)萬(wàn)有引力的性質(zhì)有深層的認(rèn)識(shí)
對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)萬(wàn)有引力的普遍性。它存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間,不管它們之間是否還有其他作用力。
(2)萬(wàn)有引力恒量的普適性。它是一個(gè)僅和m、r、F單位選擇有關(guān),而與物體性質(zhì)無(wú)關(guān)的`恒量。
(3)兩物體間的引力,是一對(duì)作用力和反作用力。
(4)萬(wàn)有力定律只適用于質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)量分布均勻球體間的相互作用。
課后習(xí)題
課本71頁(yè):2、3
板書
萬(wàn)有引力定律
1、萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo):
2、萬(wàn)有引力定律
①內(nèi)容:自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的,引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比。
?、诠剑?/p>
G是引力常量,r為它們間的距離
?、鄹魑锢砹康暮x及單位:
?、苋f(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的重要意義:
3.引力恒量的測(cè)定
4.萬(wàn)有引力定律的理解
?、偃f(wàn)有引力F是因?yàn)橄嗷プ饔玫奈矬w有質(zhì)量而產(chǎn)生的引力,與初中學(xué)習(xí)的電荷間的引力、磁極間的引力不同。
強(qiáng)調(diào)說(shuō)明:
A.萬(wàn)有引力的普遍性.萬(wàn)有引力不僅存在于星球間,任何客觀存在的有質(zhì)量的物體間都存在這種相互吸引的力.
B.萬(wàn)有引力的相互性.兩個(gè)物體相互作用的引力是一對(duì)相互作用的作用力與反作用力,它們大小相等,方向相反,分別作用在兩個(gè)物體上.
C.萬(wàn)有引力的宏觀性.在通常情況下,萬(wàn)有引力非常小,只有在質(zhì)量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間,它的存在才有實(shí)際的物理意義.
D.萬(wàn)有引力的獨(dú)立性.兩物體間的萬(wàn)有引力只與它們本身的質(zhì)量有關(guān),而與所在空間的性質(zhì)無(wú)關(guān),也與周圍有無(wú)其他物體無(wú)關(guān).
?、趓為兩個(gè)物體間距離:
A、若物體可以視為質(zhì)點(diǎn),r是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離。
B、若是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近,則應(yīng)把r理解為它們的幾何中心的距離。
C、若物體不能視為質(zhì)點(diǎn),則可把每一個(gè)物體視為若干個(gè)質(zhì)點(diǎn)的集合,然后按萬(wàn)有引力定律求出各質(zhì)點(diǎn)間的引力,再按矢量法求它們的合力。
③G為萬(wàn)有引力常量,在數(shù)值上等于質(zhì)量都是1kg的兩物體相距1m時(shí)的相互作用的引力。
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