[精]高中物理教案
作為一位兢兢業(yè)業(yè)的人民教師,編寫教案是必不可少的,通過教案準備可以更好地根據(jù)具體情況對教學進程做適當?shù)谋匾恼{(diào)整。那么應當如何寫教案呢?以下是小編精心整理的高中物理教案,希望能夠幫助到大家。
高中物理教案1
教學目標
知識目標
1、知道什么是洛侖茲力,知道電荷運動方向與磁場方向平行時,電荷受到的洛侖茲力等于零;電荷運動方向與磁場方向垂直時,電荷受到的洛侖茲力最大,
2、會用左手定則熟練地判定洛侖茲力方向.
能力目標
由通電電流所受安培力推導出帶電粒子受磁場作用的洛侖茲力的過程,培養(yǎng)學生的遷移能力.
情感目標
通過本節(jié)教學,培養(yǎng)學生科學研究的方法論思想:即“推理——假設——實驗驗證”.
教材分析
本節(jié)的重點是洛倫滋力的大小和它的方向,在引導學生由安培力的概念得出洛倫滋力的概念后,讓學生深入理解洛倫滋力,學習用左手定則判斷洛倫滋力的方向,注意強調(diào):磁場對運動電荷有作用力,磁場對靜止電荷卻沒有作用力.
教法建議
在教學中需要注意教師與學生的互動性,教師先復習導入,通過實驗驗證洛侖茲力的存在,然后啟發(fā)指導學生自己推導公式.理解洛侖茲力方向的判定方向,注意與點電荷所受電場大小、方向的區(qū)別.具體的建議是:
1、教師通過演示實驗法引入,復習提問法導出公式,類比電場辦法掌握公式的應用.
2、學生認真觀察實驗、思考原因,在教師指導下自己推導,類比理解掌握公式.
教學設計方案
磁場對運動電荷作用
一、素質教育目標
。ㄒ唬┲R教學點
1、知道什么是洛侖茲力,知道電荷運動方向與磁場方向平行時,電荷受到的洛侖茲力等于零;電荷運動方向與磁場方向垂直時,電荷受到的洛侖茲力最大,
2、會用左手定則熟練地判定洛侖茲力方向.
(二)能力訓練點
由通電電流所受安培力推導出帶電粒子受磁場作用的洛侖茲力的過程,培養(yǎng)學生的遷移能力.
(三)德育滲透點
通過本節(jié)教學,培養(yǎng)學生進行“推理——假設——實驗驗證”的科學研究的方法論教育.
。ㄋ模┟烙凉B透點
注意營造師生感情平等交流的氛圍,用優(yōu)美的語音感染學生.在平等自由的審美情境中,使師生的感情達到共鳴,從而培養(yǎng)學生的審美情感.
二、學法引導
1、教師通過演示實驗法引入,復習提問法導出公式,類比電場辦法掌握公式的應用。
2、學生認真觀察實驗、思考原因,在教師指導下自己推導,類比理解掌握公式。
三、重點·難點·疑點及解決辦法
1、重點
洛侖茲力的大小和它的方向。
2、難點
用左手定則判斷洛侖茲力的方向。
3、疑點
磁場對運動電荷有作用力,磁場對靜止電荷卻沒有作用力。
4、解決辦法
引導和啟發(fā)學生由安培力的概念得出洛侖茲力的概念,使學生深入理解洛侖茲力的大小和方向。
四、課時安排
1課時
五、教具學具準備
陰極射線發(fā)射器,蹄形磁鐵。
六、師生互動活動設計
教師先復習導入,通過實驗驗證洛侖茲力的存在,然后啟發(fā)指導學生自己推導公式。理解洛侖茲力方向的判定方向,注意與點電荷所受電場大小、方向的區(qū)別。
七、教學步驟
(一)明確目標
。裕
(二)整體感知
本節(jié)教學講述磁場對運動電荷的作用力,首先通過演示實驗表明磁場對運動電荷有作用力,然后由通電導線受磁場力推導出洛侖茲力的大小和方向,重點掌握洛侖茲力的概念。
。ㄈ┲攸c、難點的學習與目標完成過程
1、理論探索
前面我們學習了磁場對通電導線有力的作用,若導線無電流,安培力為零。由此我們就會想到:磁場對通電導線的安培力可能是作用在大量運動電荷上的力的宏觀表現(xiàn),也就是說磁場對運動電荷可能有力的'作用。
2、實驗驗證
從演示實驗中可以觀察到:陰極射線(電子流)在磁場中發(fā)生偏轉,即實驗證明了磁場對運動電荷有力的作用,這一力稱為洛侖茲力.
3、洛侖茲力的方向
根據(jù)左手定則確定安培力方向的辦法,遷移到用左手定則判定洛侖茲力的方向,特別要注意四指應指向正電荷的運動方向;若為負電荷,則四指指向運動的反方向,帶電粒子在磁場中運動過程中,洛侖茲力方向始終與運動方向垂直.請同學們思考,洛侖茲力會改變帶電粒子速度大小嗎?討論:洛侖茲力對帶電粒子是否做功?
4、洛侖茲力的大小
根據(jù)通電導線所受安培力的大小,結合導體中電流的微觀表達式,讓學生推導出:當帶電粒子垂直于磁場的方向上運動時所受洛侖茲力大小,當帶電粒子平行磁場方向運動時,不受洛侖茲力.帶電粒子在磁場中運動所受的洛侖茲力的大小和方向都與其運動狀態(tài)有關.
運動電荷在磁場中受洛侖茲力作用,運動狀態(tài)會發(fā)生變化,其運動方向會發(fā)生偏轉.高能的宇宙射線的大部分不能射到地球上,就是地磁場對射線中的帶電粒子的洛侖茲力改變了其運動方向,對地球上的生物起著保護作用.
。ㄋ模┧季S、擴展
本節(jié)課我們學習了洛侖茲力的概念.我們知道帶電粒子平行磁場運動或靜止時,都不受磁場力的作用,帶電粒子垂直磁場運動時,所受洛侖茲力的大小,方向和磁場方向、運動方向互相街.可用左手定則判斷(舉例練習用左手定則判斷洛侖茲力的方向.)
如果粒子運動方向不與磁場方向垂直時,同學們可根據(jù)今天所學內(nèi)容推導出它受的洛侖茲力大小和方向嗎?
八、布置作業(yè)
九、板書設計
四、磁場對運動電荷的作用
一、磁場對運動電荷的作用力——洛侖茲力
二、洛侖茲力的方向——左手定則
三、洛侖茲力的大小
1、若∥或
2、若⊥,
四、洛侖茲力的特點
1、洛侖茲力對運動電荷不做功,不會改變電荷運動的速率。
2、洛侖茲力的大小和方向都與帶電粒子運動狀態(tài)有關.
高中物理教案2
知識目標
1、進一步理解向心力的概念。
2、理解向心力公式,進一步明確勻速圓周運動的產(chǎn)生條件,掌握向心力公式的應用。
能力目標
1、培養(yǎng)在實際問題中分析向心力來源的能力。
2、培養(yǎng)運用物理知識解決實際問題的能力。
情感目標
1、激發(fā)學生學習興趣,培養(yǎng)學生關心周圍事物的習慣。
教學建議
教材分析
教材首先明確提出向心力是按效果命名的力,任何一個力或幾個力的合力只要它的作用效果是使物體產(chǎn)生向心加速度,它就是物體所受的向心力,接著詳細介紹了火車轉彎和汽車過拱橋兩個常見的實際問題。后面又附有思考與討論,開拓學生的思維。
教法建議
1、培養(yǎng)學生分析向心力來源的能力,分析問題時,要首先引導學生對做周圍運動的物體進行受力情況分析,并讓學生清楚地認識到求出物體沿半徑方向受到的合外力,就是提供給物體做圓周運動的向心力。
2、培養(yǎng)學生運用物體知識解決實際問題的能力。通過例題的.分析與討論(結合動畫或課件),引導學生從中領悟掌握運用向心力公式的思路和方法。即:第一:根據(jù)物體受力情況分析向心力的來源,做勻速圓周運動的物體。
第二:運用向心力公式計算做圓周運動所需的向心力。
第三:由物體實際受到的力提供了它所需要的向心力,列出方程求解。
3、可多舉一些實例讓學生分析。向心力可由重力、彈力、摩擦力等單獨提供,也可由它們的合力提供。
4、在講述汽車過拱橋的問題時,汽車做的是變速圓周運動,對此要根據(jù)牛頓第二定律的瞬時性向學生指出:在變速圓周運動中,物體在各位置受到的向心力分別產(chǎn)生了物體通過各位置的向心加速度,向心力公式仍是適用的。但要注意,對于物體做勻速圓周運動的情況,只有在物體通過最高點和最低點時,向心力才是合外力。同時,還可以向學生指出:此問題中出現(xiàn)的汽車對橋面的壓力大于或小于車重的現(xiàn)象,是發(fā)生在圓周運動中的超重或失重現(xiàn)象。
高中物理教案3
一、教學目標
知識與技能:
1、理解力的分解概念。
2、知道力的分解是合成的逆運算,并知道力的分解遵循平行四邊形定則。
3、學會按力的實際作用效果分解力。
4、學會用力的分解知識解釋一些簡單的物理現(xiàn)象。
過程與方法:
1、通過生活情景的再現(xiàn)和實驗模擬體會物理與實際生活的密切聯(lián)系。
3、通過對力的實際作用效果的分析,理解按實際作用效果分解力的意義,并感受具體問題具體分析的方法。情感、態(tài)度與價值觀:
1、通過聯(lián)系生活實際情景,激發(fā)求知欲望和探究的興趣。
2、通過對力的分解實際應用的分析與討論,養(yǎng)成理論聯(lián)系實際的自覺性,培養(yǎng)解決生活實際問題的能力。
二、教學重點難點
教學重點:理解力的分解的概念,利用平行四邊形定則按力的作用效果進行力的分解。
教學難點:力的實際作用效果的分析。
三、教學過程
(一)引入:
1、觀察一幅打夯的圖片,分析為什么需要那么多人一起打夯。
2、模擬打夯,指出用多個力的共同作用來代替一個力的作用的實際意義,突出等效替代的思想。
3、引出力的分解的概念:把一個力分解成幾個分力的方法叫力的分解。
(二)一個力可分解為幾個力?
由打夯的例子可以看出一個力的作用可以分解為任意幾個力,最簡單的情況就是把一個力分解為兩個力。
。ㄈ┮粋力分解成兩個力遵循什么規(guī)則?
力的分解是力的合成的逆運算,因此把一個力分解為兩個分力也遵循平行四邊形定則。
(四)力的分解實例分析
以一個力為對角線作平行四邊形可以作出無數(shù)個平行四邊形,因此把一個力分解為兩個力有無數(shù)組解,但如果已知兩個分力的方向,那力的分解就只有唯一解了。如何確定兩個分力的方向呢?在解決實際問題時要根據(jù)力的實際作用效果確定分力的方向。
一、斜面上重力的分解
[演示]用薄塑料片做成斜面,將物塊放在斜面上,斜面被壓彎,同時物塊沿斜面下滑.
。劢Y論]重力G產(chǎn)生兩個效果:使物體沿斜面下滑和壓緊斜面.
。鄯治觯葜亓Φ膬蓚分力大小跟斜面的傾斜角有何關系?
。劢Y論]通過作圖和實驗演示可看出傾角越大,下壓分力越小而下滑分力越大。
[問題]游樂場的滑梯為什么傾角很大?山路為什么要修成盤山狀?
[分析]斜面傾角越大,使物體下滑的力越大,物體越容易下滑,故公園滑梯傾角較大,但山路若直接從山腳往山頂修,則傾角太大,車輛上坡艱難而下坡又不安全,是不可行的,修成盤山狀則可解決這個問題。
二、直角支架所受拉力的分解
。蹖嶒災M]同學甲用一手撐腰,同學乙用力向下拉甲同學的'肘部,讓同學談體會,即分析向下拉肘部的力產(chǎn)生的作用效果。
。蹖嶒炑菔荆菰谥Ъ苌蠏煲恢匚,觀察橡皮膜的變化,分析重物對支架的拉力產(chǎn)生的作用效果。
[分析]支架所受拉力一方面擠壓水平桿,另一方面拉伸傾斜桿。
[分解]按效果分解拉力并作出平行四邊形法。
三、劈木柴刀背上力的分解
。塾^察圖片]為什么一斧頭下去,木樁被劈開了?作用在斧頭上的力實際產(chǎn)生了什么效果?
。坌嶒灒萃瑢W甲雙手合十,同學乙用一只手試圖從甲的兩手中間劈下去,體會手上的感覺。
。鄯治觯菀彝瑢W的手向兩側擠壓甲同學的兩只手,因此刀背上的力的作用效果也是使得刀的兩個側面去擠壓木柴。
。鄯纸猓莅戳Φ淖饔眯Ч纸獾侗成系牧,作出平行四邊形,并比較分力與合力的大小關系。
。鬯伎迹萦缮罱(jīng)驗可知砍柴的刀越鋒利越容易把柴劈開,為什么?分析分力大小跟分力夾角的關系。
。垠w驗]通過小實驗體會在合力一定的情況下,分力大小隨其夾角變化而變化的規(guī)律:
○用一根羊絨線,中間吊一個砝碼,觀察當抓住線的兩手距離不斷增大時線有何變化。
○用兩個彈簧秤共同拉一個砝碼,拉的夾角逐漸增大,觀察彈簧秤示數(shù)的變化。
。垡(guī)律總結]在合力一定的情況下,對稱分布的兩個分力的夾角越大,分力越大。
。蹜茫
○如何把陷進泥潭的汽車拉出來?
○如何移動一只很重的箱子?
。ㄎ澹┬〗Y:
1、知道什么叫力的分解
2、知道力的分解遵循平行四邊形定則
3、掌握在解決實際問題時按力的實際作用效果分解的方法。
高中物理教案4
一、教學目標
1.在物理知識方面理解作用力和反作用力的關系,掌握牛頓第三定律的內(nèi)容.
2.牛頓第三定律是通過實驗得到的,在這一節(jié)課中要充分讓學生體會到這一點.通過本節(jié)課的教學,要讓學生在學習物理知識的同時,學會物理學研究現(xiàn)象、總結規(guī)律的方法.
二、重點、難點分析
1.本節(jié)教學的重點是認識并理解作用力和反作用力的關系,學生不應把對它們的認識只停留在大小和方向上.學生應該掌握對作用力和反作用力的正確判斷.
2.作用力和反作用力的關系與平衡力的關系有相同之處,也有不同之處,學生常常把這兩種力混淆.兩個相互作用力是大小相等的,但對兩個物體產(chǎn)生的效果往往也是不同的,要通過對問題的分析解決學生頭腦中不正確的認識.
三、教具
1.演示兩物體間的相互作用力為彈力的小車、彈簧片、細線;
2.演示兩物體間的相互作用力為摩擦力的三合板、遙控玩具汽車、玻璃棒;
3.演示兩物體間的相互作用力為靜電力的通草球、橡膠棒、毛皮、玻璃棒、絲綢;
4.演示兩物體間的相互作用力為磁場力的.小車、磁鐵等;
5.演示兩個學生間相互作用力的小車、繩;
6.演示相互作用力大小關系的彈簧秤.
四、主要教學過程
(一)引入新課
人在劃船時用槳推河岸,發(fā)生了什么現(xiàn)象呢?船離開了岸.這個問題在初中已經(jīng)研究過,當時對這個問題的解釋是:物體間力的作用是相互的當一個物體對另一個物體施加力的作用時,這個物體同樣會受到另一個物體對它的力的作用,我們把這個過程中出現(xiàn)的兩個力分別叫做作用力和反作用力.下面進一步來研究兩個物體之間的作用力和反作用力的關系.
(二)教學過程設計
第六節(jié)牛頓第三定律
1.物體間力的作用是相互的
我們通過幾個實驗來研究今天的內(nèi)容.通過實驗大家要總結出作用力跟反作用力的特點及其關系.在實驗中大家要注意觀察現(xiàn)象,分析現(xiàn)象所說明的問題.
實驗1.在桌面上放兩輛相同的小車,兩車用細線套在一起,兩車間夾一彈簧片.當用火燒斷線后,兩車被彈開,所走的距離相等.
實驗2.在桌面上并排放上一些圓桿,可用靜電中的玻璃棒.在棒上鋪一塊三合板,板上放一輛遙控電動玩具小車.用遙控器控制小車向前運動時,板向后運動;當車向后運動時板向前運動.
實驗3.用細線拴兩個通草球,當兩個通草球帶同種電荷時,相互推斥而遠離;當帶異種電荷時,相互吸引而靠近.
實驗4.在兩輛小車上各固定一根條形磁鐵,當磁鐵的同名磁極靠近時,放手小車兩車被推開;當異名磁極接近時,兩輛小車被吸攏.
實驗5.把兩輛能站人的小車放在地面上,小車上各站一個學生,每個學生拿著繩子的一端.當一個學生用力拉繩時,兩輛小車同時向中間移動.
實驗分析:
、傧嗷バ裕簝蓚物體間力的作用是相互的施力物體和受力物體對兩個力來說是互換的,分別把這兩個力叫做作用力和反作用力.
、谕瑫r性:作用力消失,反作用力立即消失.沒有作用就沒有反作用.
、弁恍裕鹤饔昧头醋饔昧Φ男再|是相同的這一點從幾個實驗中可以看出,當作用力是彈力時,反作用力也是彈力;作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力等等.
④方向:作用力跟反作用力的方向是相反的,在一條直線上.
實驗6.用兩個彈簧秤對拉,觀察兩個彈簧秤間的作用力和反作用力的數(shù)量關系可以得到以下結論.
、荽笮。鹤饔昧头醋饔昧Φ拇笮≡跀(shù)值上是相等的
由此得出結論:
2.牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上.
教師舉幾個作用力和反作用力的實例.
提問:學生舉例說明.
既然兩個物體間的作用力和反作用力是大小相等的,為什么會出現(xiàn)這種情況:雞蛋與石頭相碰時,雞蛋破碎而石頭不破碎;馬拉車時,車會向前走而馬不后退呢?
雞蛋碰石頭和石頭碰雞蛋的都是雞蛋破碎,同樣大小的力作用在兩個物體上會產(chǎn)生不同的效果.效果不同是什么原因呢?
這個效果由物體本身的特性和物體受到其它力的情況有關.物體能夠承受的壓強大就不易損壞;物體是否發(fā)生運動狀態(tài)的變化還要看物體受到的其它力的情況.
3.作用力、反作用力跟平衡力的區(qū)別
前面學習物體受到的平衡力的關系時曾提到,它們大小相等、方向相反、作用在一條直線上,平衡力跟作用力和反作用力有什么不同呢?下面通過列表的方式加以比較.
在列表的同時用相應的例子加以說明.
(三)小結本節(jié)內(nèi)容和布置作業(yè)
五、說明
1.牛頓第三定律是從實驗中得出的這里設計的幾個實驗除實驗5外都體現(xiàn)了作用力跟反作用力間的關系,實驗5是為提高課堂的活躍程度而設計的每做一個實驗都應把實驗裝置畫在黑板上,并講清實驗裝置,留在黑板上的圖是為后面分析實驗總結出規(guī)律用的
2.牛頓第三定律的教學除了讓學生掌握定律的內(nèi)容外,還應通過教學使學生體會研究物理規(guī)律的方法.在教學中要培養(yǎng)學生的思考能力,讓學生多發(fā)表自己的看法.在學生的積極性調(diào)動起來后,教師要注意對課堂的控制
高中物理教案5
課前預習
一、安培力
1.磁場對通電導線的作用力叫做___○1____.
2.大。海1)當導線與勻強磁場方向________○2_____時,安培力最大為F=_____○3_____.
。2)當導線與勻強磁場方向_____○4________時,安培力最小為F=____○5______.
(3) 當導線與勻強磁場方向斜交時,所受安培力介于___○6___和__○7______之間。
3.方向:左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個手指__○8____,并且都跟手掌在___○9___,把手放入磁場中,讓磁感線___○10____,并使伸開的四指指向 _○11___的方向,那么,拇指所指的方向,就是通電導線在磁場中的__○12___方向.
二、磁電式電流表
1.磁電式電流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____構成.
2.蹄形磁鐵的磁場的方向總是沿著徑向均勻地分布的,在距軸線等距離處的磁感應強度的大小總是相等的,這樣不管線圈轉到什么位置,線圈平面總是跟它所在位置的磁感線平行,I與指針偏角θ成正比,I越大指針偏角越大,因而電流表可以量出電流I的大小,且刻度是均勻的,當線圈中的電流方向改變時,安培力的方向隨著改變,指針偏轉方向也隨著改變,又可知道被測電流的方向。
3、磁電式儀表的優(yōu)點是____○18________,可以測很弱的電流,缺點是繞制線圈的導線很細,允許通過的電流很弱。
課前預習答案
○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一個平面內(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、 對安培力的認識
1、 安培力的性質:
安培力是磁場對電流的作用力,是一種性質力。
2、 安培力的作用點:
安培力是導體中通有電流而受到的力,與導體的中心位置無關,因此安培力的作用點在導體的幾何中心上,這是因為電流始終流過導體的所有部分。
3、安培力的方向:
。1)安培力方向用左手定則判定:伸開左手,使大拇指和其余四指垂直,并且都跟手掌在同一個平面內(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體在磁場中的受力方向。
。2)F、B、I三者間方向關系:已知B、I的方向(B、I不平行時),可用左手定則確定F的唯一方向:F⊥B,F(xiàn)⊥I,則F垂直于B和I所構成的平面(如圖所示),但已知F和B的方向,不能唯一確定I的方向。由于I可在圖中平面α內(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)。只要兩導線不是互相垂直的,都可以用“同向電流相吸,反向電流相斥”判定相互作用的磁場力的方向;當兩導線互相垂直時,用左手定則判定。
4、安培力的大。
。1)安培力的計算公式:F=BILsinθ,θ為磁場B與直導體L之間的夾角。
(2)當θ=90°時,導體與磁場垂直,安培力最大Fm=BIL;當θ=0°時,導體與磁場平行,安培力為零。
。3)F=BILsinθ要求L上各點處磁感應強度相等,故該公式一般只適用于勻強磁場。
。4)安培力大小的特點:①不僅與B、I、L有關,還與放置方式θ有關。②L是有效長度,不一定是導線的實際長度。彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長度L=0
二、通電導線或線圈在安培力作用下的運動判斷方法
。1)電流元分析法:把整段電流等效為多段很小的直線電流元,先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向,從而判斷出整段電流所受合力方向,最后確定運動方向.
。2)特殊位置分析法:把通電導體轉到一個便于分析的特殊位置后判斷其安培力方向,從而確定運動方向.
。3)等效法:環(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)轉換研究對象法:因為電流之間,電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律,這樣,定性分析磁體在力的作用下如何運動的問題,可先分析電流在磁場中所受的安培力,然后由牛頓第三定律,再確定磁體所受作用力,從而確定磁體所受合力及運動方向.
典題精講
題型一、安培力的方向
例1、電視機顯象管的偏轉線圈示意圖如右,即時電流方向如圖所示。該時刻由里向外射出的電子流將向哪個方向偏轉?
解:畫出偏轉線圈內(nèi)側的電流,是左半線圈靠電子流的一側為向里,右半線圈靠電子流的一側為向外。電子流的等效電流方向是向里的,根據(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。(本題用其它方法判斷也行,但不如這個方法簡潔)。
答案:向左偏轉
規(guī)律總結:安培力方向的判定方法:
。1)用左手定則。
。2)用“同性相斥,異性相吸”(只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部時)。
(3)用“同向電流相吸,反向電流相斥”(反映了磁現(xiàn)象的電本質)?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,一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中,且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L,且 。流經(jīng)導線的電流為I,方向如圖中箭頭所示。導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力
A. 方向沿紙面向上,大小為
B. 方向沿紙面向上,大小為
C. 方向沿紙面向下,大小為
D. 方向沿紙面向下,大小為
解析:該導線可以用a和d之間的直導線長為 來等效代替,根據(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:應用F=BILsinθ來計算時,F(xiàn)不僅與B、I、L有關,還與放置方式θ有關。L是有效長度,不一定是導線的實際長度。彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度,所以任意形狀的閉合線圈的有效長度L=0
題型三、通電導線或線圈在安培力作用下的運動
例3、如圖11-2-4條形磁鐵放在粗糙水平面上,正中的正上方有一導線,通有圖示方向的電流后,磁鐵對水平面的壓力將會__(增大、減小還是不變?)水平面對磁鐵的摩擦力大小為__。
解析:本題有多種分析方法。⑴畫出通電導線中電流的磁場中通過兩極的那條磁感線(如圖中粗虛線所示),可看出兩極受的磁場力的合力豎直向上。磁鐵對水平面的壓力減小,但不受摩擦力。⑵畫出條形磁鐵的磁感線中通過通電導線的那一條(如圖中細虛線所示),可看出導線受到的安培力豎直向下,因此條形磁鐵受的.反作用力豎直向上。⑶把條形磁鐵等效為通電螺線管,上方的電流是向里的,與通電導線中的電流是同向電流,所以互相吸引。
答案:減小 零
規(guī)律總結:分析通電導線或線圈在安培力作用下的運動常用方法:(1)電流元分析法,(2)特殊位置分析法, (3)等效法,(4)轉換研究對象法
題型四、安培力作用下的導體的平衡問題
例4、 水平面上有電阻不計的U形導軌NMPQ,它們之間的寬度為L,M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內(nèi)阻).現(xiàn)垂直于導軌擱一根質量為m,電阻為R的金屬棒ab,并加一個范圍較大的勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方,如圖8-1-32所示,問:
(1)當ab棒靜止時,受到的支持力和摩擦力各為多少?
(2)若B的大小和方向均能改變,則要使ab棒所受支持力為零,B的大小至少為多少?此時B的方向如何?
解析:從b向a看側視圖如圖所示.
(1)水平方向:F=FAsin θ①
豎直方向:FN+FAcos θ=mg②
又 FA=BIL=BERL③
聯(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:對于這類問題的求解思路:
。1)若是立體圖,則必須先將立體圖轉化為平面圖
。2)對物體受力分析,要注意安培力方向的確定
(3)根據(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果
鞏固拓展
1. 如圖,長為 的直導線拆成邊長相等,夾角為 的 形,并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中,磁感應強度為 ,當在該導線中通以電流強度為 的電流時,該 形通電導線受到的安培力大小為
。ˋ)0 (B)0.5 (C) (D)
答案:C
解析:導線有效長度為2lsin30°=l,所以該V形通電導線收到的安培力大小為 。選C。
本題考查安培力大小的計算。
2..一段長0.2 m,通過2.5 A電流的直導線,關于在磁感應強度為B的勻強磁場中所受安培力F的情況,正確的是( )
A.如果B=2 T,F(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,通電導線一定與B平行
答案:C
解析:當導線與磁場方向垂直放置時,F(xiàn)=BIL,力最大,當導線與磁場方向平行放置時,F(xiàn)=0,當導線與磁場方向成任意其他角度放置時,0;F;BIL,A、D兩項不正確,C項正確;磁感應強度是磁場本身的性質,與受力F無關,B不正確.
3. 首先對電磁作用力進行研究的是法國科學家安培.如圖所示的裝置,可以探究影響安培力大小的因素,實驗中如果想增大導體棒AB擺動的幅度,可能的操作是( )
A.把磁鐵的N極和S極換過來
B.減小通過導體棒的電流強度I
C.把接入電路的導線從②、③兩條換成①、④兩條
D.更換磁性較小的磁鐵
答案:C
解析:安培力的大小與磁場強弱成正比,與電流強度成正比,與導線的長度成正比,C正確.
4. 一條形磁鐵放在水平桌面上,它的上方靠S極一側吊掛一根與它垂直的導電棒,圖中只畫出此棒的截面圖,并標出此棒中的電流是流向紙內(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.對導體棒,通電后,由左手定則,導體棒受到斜向左下方的安培力,由牛頓第三定律可得,磁鐵受到導體棒的作用力應斜向右上方,所以在通電的一瞬時,磁鐵對桌面的壓力減小,磁鐵受到向左的摩擦力,因此A、D正確.
5..質量為m的通電細桿ab置于傾角為θ的平行導軌上,導軌寬度為d,桿ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ.有電流時ab恰好在導軌上靜止,如圖右所示.,下圖是沿b→a方向觀察時的四個平面圖,標出了四種不同的勻強磁場方向,其中桿與導軌間摩擦力可能為零的是
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
答案: A
解析: ①中通電導體桿受到水平向右的安培力,細桿所受的摩擦力可能為零.②中導電細桿受到豎直向上的安培力,摩擦力可能為零.③中導電細桿受到豎直向下的安培力,摩擦力不可能為零.④中導電細桿受到水平向左的安培力,摩擦力不可能為零.故①②正確,選A.
6.如圖所示,兩根無限長的平行導線a和b水平放置,兩導線中通以方向相反、大小不等的恒定電流,且Ia>Ib.當加一個垂直于a、b所在平面的勻強磁場B時;導線a恰好不再受安培力的作用.則與加磁場B以前相比較( )
A.b也恰好不再受安培力的作用
B.b受的安培力小于原來安培力的2倍,方向豎直向上
C.b受的安培力等于原來安培力的2倍,方向豎直向下
D.b受的安培力小于原來安培力的大小,方向豎直向下
答案:D
解析:當a不受安培力時,Ib產(chǎn)生的磁場與所加磁場在a處疊加后的磁感應強度為零,此時判斷所加磁場垂直紙面向外,因Ia>Ib,所以在b處疊加后的磁場垂直紙面向里,b受安培力向下,且比原來。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線a、b和c,各導線中的電流大小相同,其中a、c導線中的電流方向垂直紙面向外,b導線電流方向垂直紙面向內(nèi).每根導線都受到另外兩根導線對它的安培力作用,則關于每根導線所受安培力的合力,以下說法中正確的是( )
A.導線a所受合力方向水平向右
B.導線c所受合力方向水平向右
C.導線c所受合力方向水平向左
D.導線b所受合力方向水平向左
答案:B
解析:首先用安培定則判定導線所在處的磁場方向,要注意是合磁場的方向,然后用左手定則判定導線的受力方向.可以確定B是正確的.
8.如圖所示,在空間有三根相同的導線,相互間的距離相等,各通以大小和方向都相同的電流.除了相互作用的磁場力外,其他作用力都可忽略,則它們的運動情況是______.
答案: 兩兩相互吸引,相聚到三角形的中心
解析:根據(jù)通電直導線周圍磁場的特點,由安培定則可判斷出,它們之間存在吸引力.
9.如圖所示,長為L、質量為m的兩導體棒a、b,a被置在光滑斜面上,b固定在距a為x距離的同一水平面處,且a、b水平平行,設θ=45°,a、b均通以大小為I的同向平行電流時,a恰能在斜面上保持靜止.則b的電流在a處所產(chǎn)生的磁場的磁感應強度B的大小為 .
答案:
解析: 由安培定則和左手定則可判知導體棒a的受力如圖,由力的平衡得方程:
mgsin45°=Fcos45°,即
mg=F=BIL 可得B= .
10.一勁度系數(shù)為k的輕質彈簧,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,線框達到新的平衡.在此過程中線框位移的大小Δx______,方向______.
答案: ;位移的方向向下
解析:設線圈的質量為m,當通以圖示電流時,彈簧的伸長量為x1,線框處于平衡狀態(tài),所以kx1=mg-nBIl.當電流反向時,線框達到新的平衡,彈簧的伸長量為x2,由平衡條件可知
kx2=mg+nBIl.
所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl
所以Δx=
電流反向后,彈簧的伸長是x2>x1,位移的方向應向下.
高中物理教案6
課 題:碰撞
教學目標:
1、使學生了解碰撞的特點,物體間相互作用時間短,而物體間相互作用力很大。
2、理解彈性碰撞和非彈性碰撞,了解正碰、斜碰及廣義碰撞散射的概念。
3、初步學會用動量守恒定律解決一維碰撞問題。
重點:
強性碰撞和非彈性碰撞
難點:
動量守恒定律的應用
教學過程:
1、碰撞的特點:
物體間互相作用時間短,互相作用力很大。
2、彈性碰撞:
碰撞過程中,不僅動量守恒、機械能也守恒,碰撞前后系統(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)結合成一個整體,則機械能損失最大。
4、對心碰撞和非對心碰撞
5、廣義碰撞散射
6、例題
例1、在氣墊導軌上,一個質量為600g的滑塊以15cm/s的'速度與另一個質量為400g、速度為10cm/s方向相反的滑塊迎面相撞,碰撞后兩個滑塊并在一起,求碰撞后的滑塊的速度大小和方向。
例2、質量為m速度為υ的A球跟質量為3m靜止的B球發(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:略
8、學生作業(yè)P19 ③⑤
高中物理教案7
一、教學目標
1.知識目標:
。1)進一步深化對電阻的認識
(2)掌握電阻定律及電阻率的物理意義,并了解電阻率與溫度的關系
2.能力目標:
(1)通過類比,培養(yǎng)學生分析解決三個變量之間關系的科學研究方法
(2)通過從猜想→研究方法→實驗操作等一系列探索過程,使學生掌握如何獲取知識,發(fā)展思維能力。
3.德育滲透點:
。1)通過對各種材料電阻率的介紹,加強學生安全用電的意識
。2)通過我國對超導現(xiàn)象的研究介紹,激發(fā)學生愛國和奮發(fā)學習的精神。
二、教學重點、難點分析
1.重點:電阻定律
2.難點:電阻率
3.疑點:超導現(xiàn)象的產(chǎn)生
4.解決辦法
、賹τ谥攸c,主要是通過課堂上師生一起(教師動手,學生觀察)探索,最后用科學的處理方法導出定律,這樣加深了學生對該知識點的滲透。
、趯τ陔y點,主要是通過與電阻的比較,從而明確電阻是反映導體本身屬性;電阻率是材料本身的屬性。
、蹖τ谝牲c主要是通過實驗來加強直觀感覺。
三、教學方法:
實驗演示,啟發(fā)式教學
四、教 具:
電阻定律示教板(含金屬絲) 學生電源 電流表 伏特表 滑動變阻器 電鍵 導線 火柴 廢棄的“220V 40W”白熾燈 幻燈片 投影儀 計算機 自制CAI課件
五、教學過程:
(一)提出問題,引入新課
1.為了改變電路中的電流強度,怎樣做?
由歐姆定律I=U/R,只要增加導體兩端的電壓U或降低導體電阻R即可。
2.R=U/I的含義,如何測定電阻(讓學生自己設計電路)?
從上述的'回答我們不難發(fā)現(xiàn)電阻R與兩端電壓及流過電流強度無關,那么它由誰決定呢?
(二)進行新課
1.探索定律——電阻定律
①R可能與哪些因素有關?(科學猜想)
(材料、長度、橫截面積、溫度……)
、诮鉀Q方法——控制變量法。(回憶歐姆定律的研究或牛頓第二定律的研究)
、垩菔緦嶒 幻燈投影電路圖。
A.出示電阻定律示教板、金屬材料
B.教師與學生一起連接電路,先讓E、F分別接A、a,測得一組數(shù)據(jù)(U、I)記入下表。然后把a、b用短導線連接,E、F分別接A、B,又得一組(U、I).再把A、B用一短線連接,E、F分別接A(B)a(b).又得一組數(shù)據(jù)(U、I).
C.換用E、F分別接不同材料金屬絲C、c,又得一組數(shù)據(jù)。
D.分析數(shù)據(jù)
a)先定性觀察→R與材料、長度、橫截面積有關
b)定理推理
2.電阻定律
、賰(nèi)容——在溫度不變時,導線的電阻與它的長度成正比,跟它的橫截面積成反比。
、诒磉_式
說明 ——長度 S——橫截面積 ——比例系數(shù)
3.電阻率——
、賳挝 歐米
②物理意義 反映材料導電性能好壞。在數(shù)值上它等于用該材料制成的1m長,橫截面積為1m2的導體電阻。
、蹨y量——學生思考
。ɑ脽敉队皶154頁各材料電阻率——20℃時)
引導學生結合生活實際,了解為了電業(yè)工人的安全,為使在相同電壓下電流小,選用電阻率較大的橡膠、木頭等制造電工用具把套。
、茈娮杪逝c溫度關系
由表格上面寫著20℃,要學生明白這意味著這張表格的數(shù)據(jù)是在20℃時測得的,即電阻率與溫度有關。
[演示](幻燈投影電路圖)
連接,用火柴點燃來加熱白熾燈燈絲后再移開。
現(xiàn)象: 發(fā)現(xiàn)小燈泡先變暗后又慢慢變亮
材料的電阻率隨溫度變化而變化。利用金屬的電阻率隨溫度升高而增大,制成溫度計(電阻溫度計),但也有些材料的電阻率不隨溫度改變而改變。
(三)例題精講
【例】 把一均勻導體切成四段并在一起,電阻是原來的多少倍?拉長四倍后是原來多少倍?
解析:由電阻定律
切成四段體積不變,
故 S→4S
所以 變?yōu)?/p>
同理拉長四倍后, 變?yōu)樵瓉淼?6倍
(四)總結、擴展
打開計算機,利用多媒體教學課件再次展示決定電阻大小的因素,再現(xiàn)實驗現(xiàn)象,形象直觀,給學生留下深刻的印象。
本節(jié)課主要通過猜想→探索→得出定律的過程驗證,并得到了電阻定律,由實驗感知電阻率與溫度的關系,關于超導的應用有待同學們進一步去探討。
六、布置作業(yè)
1.第154頁(1)(2)(3)題做在作業(yè)本上。
2.思考154頁(4)題
高中物理教案8
一、核式結構模型與經(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:
、圮S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;軌道假設;躍遷假設。
考點:h=Em-En
考點:原子處于第n能級時,可能觀測到的不同波長種類N為:
考點:原子的能量包括電子的動能和電勢能(電勢能為電子和原子共有)即:原子的能量En=EKn+EPn.軌道越低,電子的動能越大,但勢能更小,原子的能量變小。
電子的動能: ,r越小,EK越大。
高中物理教案9
教學目標
一、知識目標
1、知道電磁驅動現(xiàn)象。
2、知道三相交變電流可以產(chǎn)生旋轉磁場,知道這就是感應電動機的原理。
3、知道感應電動機的基本構造:定子和轉子。
4、知道感應電動機的優(yōu)點,知道能使用感應電動機是三相交變電流的突出優(yōu)點。
二、能力目標
1、培養(yǎng)學生對知識進行類比分析的能力。
2、培養(yǎng)學生接受新事物、解決新問題能力。
3、努力培養(yǎng)學生的實際動手操作能力。
三、情感目標
1、通過讓學生了解我國在磁懸浮列車方面的研究進展,激發(fā)他們的愛國熱情和立志學習、報效祖國的情感。
2、在觀察電動機的構造的過程中,使學生養(yǎng)成對新知識和新事物的探索熱情。
教學建議
1、由于感應電動機的突出優(yōu)點,使它應用十分廣泛、本節(jié)對它做了簡單的.介紹,以開闊學生眼界,增加實際知識。但作為選學內(nèi)容,對學生沒有太高的要求,做些介紹就可以了。
2、可以通過回憶前一章習題中提到的電磁驅動現(xiàn)象,本節(jié)的關鍵是通過演示、講解使學生明白三相交變電流也可以產(chǎn)生旋轉磁場,做到電磁驅動,這就是感應電動機的原理。這有利于新舊知識的聯(lián)系和加強學生學以致用的意識。有條件的可以看實物或帶學生參觀,以增加實際知識。
3、課本中的感應電動機的內(nèi)容,簡要地介紹了感應電動機的轉動原理,其中的核心內(nèi)容是旋轉磁場概念。建議教師如果可能的話,應找一臺電動機,拆開了讓學生看一看各個部分的形狀。三相感應電動機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用很廣泛,最好能讓學生看一些實際例子。
教學準備:
幻燈片、感應電動機模型、學生電源、旋轉磁鐵
教學過程:
一、知識回顧
電磁驅動現(xiàn)象說明
二、新課教學:
1、過回憶紹電磁驅動現(xiàn)象:在U形磁鐵中間放一個鋁框,如果轉動磁鐵,造成一個旋轉磁場。鋁框就隨著轉動。這種電磁驅動現(xiàn)象。告訴學生感應電動機就是應用該原理來工作的。
2、旋轉磁場的產(chǎn)生方法:旋轉磁鐵可以得到旋轉磁場,在線圈中通入三相交流電也可以得到旋轉磁場。
3、感應電動機的結構介紹
定子:固定的電樞稱為定子
轉子:中間轉動的鐵心以及鐵心上鑲嵌的銅條叫轉子
4、鼠籠式電動機模型介紹:感應電動機的轉子是由鐵芯和嵌在鐵芯上的閉合導體構成的。閉合導體是由嵌在鐵芯凹槽中的銅條(或鋁條)和兩個銅環(huán)(或鋁環(huán))連在一起制成的,形狀像個鼠籠,所以這種電動機也叫鼠籠式感應電動機。
5、感應電動機的轉動方向控制:由于感應電動機的構造簡單,因此如果要改變轉子的轉動方向,只需要把定子上的任意兩組線圈的電流互換一下就就可以通過改變旋轉磁場的旋轉方向來改變轉子的轉動。這種電動機在制造、使用和保養(yǎng)上都比較簡單,被廣泛應用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。
高中物理教案10
教學準備
教學目標
知識與技能
1.知道時間和時刻的區(qū)別和聯(lián)系.
2.理解位移的概念,了解路程與位移的區(qū)別.
3.知道標量和矢量,知道位移是矢量,時間、時刻和路程是標量.
4.能用數(shù)軸或一維直線坐標表示時刻和時間、位置和位移.
5.知道時刻與位置、時間與位移的對應關系.
過程與方法
1.圍繞問題進行充分的討論與交流,聯(lián)系實際引出時間、時刻、位移、路程等,要使學生學會將抽象問題形象化的處理方法.
2.會用坐標表示時刻與時間、位置和位移及相關方向
3.會用矢量表示和計算質點位移,用標量表示路程.
情感態(tài)度與價值觀
1.通過時間位移的學習,要讓學生了解生活與物理的關系,同時學會用科學的思維看待事實.
2.通過用物理量表示質點不同時刻的不同位置,不同時間內(nèi)的不同位移(或路程)的體驗,領略物理方法的奧妙,體會科學的力量.
3.養(yǎng)成良好的思考表述習慣和科學的價值觀.
4.從知識是相互關聯(lián)、相互補充的思想中,培養(yǎng)同學們建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點.
教學重難點
教學重點
1.時間和時刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系
2.位移的概念以及它與路程的區(qū)別.
教學難點
1.幫助學生正確認識生活中的時間與時刻.
2.理解位移的概念,會用有向線段表示位移.
教學工具
教學課件
教學過程
[引入新課]
師:上節(jié)課我們學習了描述運動的幾個概念,大家想一下是哪幾個概念?
生:質點、參考系、坐標系.
師:大家想一下,如果僅用這幾個概念,能不能全面描述物體的運動情況?
生:不能.
師:那么要準確、全面地描述物體的運動,我們還需要用到哪些物理概念?
一部分學生可能預習過教材,大聲回答,一部分學生可能忙著翻書去找.
師指導學生快速閱讀教材第一段,并粗看這節(jié)課的黑體字標題,提出問題:要描述物體的機械運動,本節(jié)課還將從哪幾個方面去描述?
生通過閱讀、思考,對本節(jié)涉及的概念有個總體印象,知道這些概念都是為了進一步描述物體的運動而引入的,要研究物體的運動還要學好這些基本概念.
引言:宇宙萬物都在時間和空間中存在和運動.我們每天按時上課、下課、用餐、休息。從幼兒園、小學、中學,經(jīng)歷一年又一年,我們在時間的長河里成長.對于時間這個名詞,我們并不陌生,你能準確說出時間的含義嗎?物體的任何機械運動都伴隨著物體在空間中位置的改變,你們用什么來量度物體位置的改變呢?這就是我們今天要研究的課題--1.2 時間和位移.
[新課教學]
一、時刻和時間間隔
[討論與交流]
指導學生仔細閱讀“時刻和時間間隔”一部分,然后用課件投影展示本校作息時間表.
師:同時提出問題;
1.結合教材,你能列舉出哪些關于時間和時刻的說法?
2.觀察教材第14頁圖1.2-1,如何用數(shù)軸表示時間?
學生在教師的指導下,自主閱讀,積極思考,然后每四人一組展開討論,每組選出代表,發(fā)表見解,提出問題.
生:我們開始上課的“時間”:8:00就是指的時刻;下課的“時間”:8:45也是指的時刻.這樣每個活動開始和結束的那一瞬間就是指時刻.
生:我們上一堂課需要45分鐘,做眼保健操需要5分鐘,這些都是指時間間隔,每一個活動所經(jīng)歷的一段時間都是指時間間隔.
師:根據(jù)以上討論與交流,能否說出時刻與時間的概念.
教師幫助總結并回答學生的提問.
師:時刻是指某一瞬時,時間是時間間隔的簡稱,指一段持續(xù)的時間間隔。兩個時刻的間隔表示一段時間.
讓學生再舉出一些生活中能反映時間間隔和時刻的實例,并讓他們討論.
教師利用課件展示某一列車時刻表,幫助學生分析列車運動情況.
(展示問題)根據(jù)下列“列車時刻表”中的.數(shù)據(jù),列車從廣州到長沙、鄭州和北京西站分別需要多長時間?
T15站名T16
18:19北京西14:58
00:35 00:41鄭州08:42 08:36
05:49 05:57武昌03:28 03:20
09:15 09:21長沙23:59 23:5l
16:25廣州16:52
參考答案:6小時59分、15小時50分、22小時零6分.
(教師總結)
師:平常所說的“時間”,有時指時刻,有時指時間間隔,如有人問你:“你們什么時間上課啊?”這里的時間是指時間間隔嗎?
生:不是,實際上這里的時間就是指的時刻.
師:我們可以用數(shù)軸形象地表示出時刻和時間間隔.
教師課件投放教材圖1.2-1所顯示的問題,將其做成F1ash動畫.
學生分組討論,然后說說怎樣用時間軸表示時間和時刻.
生:時刻:在時間坐標軸上用一點來表示時刻.時間:兩個時刻的間隔表示一段時間.一段時間在時間坐標軸上用一線段表示.
師:為了用具體數(shù)字說明時間,必須選擇某一時刻作為計時起點,計時起點的選擇是人為的單位秒(s).
師:下圖1-2-1給出了時間軸,請你說出第3秒,前3秒,第3秒初第3秒末,第n秒的意義.
答:
1.學習了時間與時刻,藍仔、紅孩、紫珠和黑柱發(fā)表了如下一些說法,正確的是…( )
A. 藍仔說,下午2點上課,2點是我們上課的時刻
B.紅孩說,下午2點上課,2點是我們上課的時間
C.紫珠說,下午2點上課,2點45分下課,上課的時刻是45分鐘
D.黑柱說,2點45分下課,2點45分是我們下課的時間
答案:A
2.關于時刻和時間,下列說法中正確的是…………………………………( )
A. 時刻表示時間較短,時間表示時間較長 B.時刻對應位置,時間對應位移
C. 作息時間表上的數(shù)字表示時刻 D.1 min內(nèi)有60個時刻
答案:BC
解析:緊扣時間和時刻的定義及位置、位移與時刻、時間的關系,可知B、C正確,A錯.一段時間內(nèi)有無數(shù)個時刻,因而D錯.
以下提供幾個課堂討論與交流的例子,僅供參考.
[討論與交流]:我國在20__年10月成功地進行了首次載人航天飛行.10月15日09時0分,“神舟”五號飛船點火,經(jīng)9小時40分50秒至15日18時40分50秒,我國宇航員楊利偉在太空中層示中國國旗和聯(lián)合國旗,再經(jīng)11小時42分10秒至16日06時23分,飛船在內(nèi)蒙古中部地區(qū)成為著陸.在上面給出的時間或時刻中,哪些指的是時間,哪些又指的是時刻?
參考答案:這里的“10月15日09時0分”、“15日18時40分50秒”和“16日06時23分”,分別是指這次航天飛行點火、展示國旗和著陸的時刻,而“9小時40分50秒”和“11小時62分10秒”分別指的是從點火到展示國旗和從展示國旗到著陸所用的時間.
二、路程和位移
(情景展示)中國西部的塔克拉瑪干沙漠是我國的沙漠,在沙漠中,遠眺不見邊際,抬頭不見飛鳥.沙漠中布滿了100~200m高的沙丘.像大海的巨浪,人們把它稱為“死亡之!.
許多穿越這個沙漠的勇士常常迷路,甚至因此而喪生.歸結他們失敗的原因都是因為在沙漠中搞不清這樣三個問題:我在哪里?我要去哪里?選哪條路線?而這三個問題涉及三個描述物體運動的物理量:位置、位移、路程.
師:(投影中國地圖)讓學生思考:從北京到重慶,觀察地圖,你有哪些不同的選擇?這些選擇有何相同或不同之處?
生:從北京到重慶,可以乘汽車,也可以乘火車或飛機,還可以中途改變交通工具.選擇的路線不同,運動軌跡不同,但就位置變動而言,都是從北京來到了重慶.
師:根據(jù)上面的學習,你能給出位移及路程的定義嗎?
生:位移:從物體運動的起點指向運動的終點的有向線段.位移是表示物體位置變化的物理量.國際單位為米(m).
路程:路程是質點實際運動軌跡的長度.(板)
在坐標系中,我們也可以用數(shù)學的方法表示出位移.
實例:質點從A點運動到B點,我們可以用有方向的線段來表示位移,從初始位置A向末位置B畫有向線段,展示教材圖1.2-3.
[討論與交流]
請看下面的一段對話,找出里面的哪些語言描述了位置,哪些語言描述了位置的變動.哪些是指路程,哪些是指位移.
甲:同學,請問紅孩去哪里了?
乙:他去圖書室了,五分鐘前還在這兒.
甲:圖書室在哪兒?
乙指著東北的方向說:在那個方位.
甲:我還是不知道怎么走過去,有最近的路可去嗎?
乙:你可以從這兒向東到孔子像前再往北走,就能看見了.
丙加入進來,說道;也可以先向北走,再向東,因為那邊有好風景可看.
甲:最近要多遠?
乙:大概要三百米吧.
丙開玩笑說;不用,你如果能從索道直線到達也就是一百米.
乙:別騙人了,哪有索道啊!
丙:我是開玩笑的,那只好辛苦你了,要走曲線.
甲:謝謝你們兩位,我去找他了.
學生分組討論后,選代表回答問題.
生1:乙手指的方向--東北,就是甲在找紅孩的過程中發(fā)生的位移的方向.
生2:里面的三百米是指路程,一百米的直線距離是指位移的大小.
生3:他們談話的位置和圖書室是兩個位置,也就是甲在找紅孩過程中的初末位置.
請你舉出生活中更常見的例子說明路程和位移.(圍繞跑道跑一圈的位移和路程)
[討論與思考]
1.(用課件展示中國地圖)在地圖上查找上海到烏魯木齊的鐵路.請根據(jù)地圖中的比例尺估算一下,坐火車從上海到烏魯木齊的位移和經(jīng)過的路程分別是多少?
閱讀下面的對話:
甲:請問到市圖書館怎么走?
乙:從你所在的市中心向南走400 m到一個十字路口,再向東走300m就到了.
甲:謝謝!
乙:不用客氣.
請在圖1-2-3上把甲要經(jīng)過的路程和位移表示出來.
師:請你歸納一下:位移和路程有什么不同?
生1:位移是矢量,有向線段的長度表示其大小,有向線段的方向表示位移的方向.
生2:質點的位移與運動路徑無關,只與初位置、末位置有關.
生3:位移與路程不同,路程是質點運動軌跡的長度,路程只有大小沒有方向,是標量.
教師提出問題
師:位移的大小有沒有等于路程的時候?
學生討論后回答,并交流自己的看法.
生:在直線運動中,位移的大小就等于路程。
教師適時點撥,畫一往復直線運動給學生討論.
生:在單方向的直線運動中,位移的大小就等于路程.
教師總結
師:只有在單向直線運動中,位移的大小才等于路程,在其他情況中,路程要大于位移的大小.
[課堂訓練]
下列關于位移和路程的說法中,正確的是………………( )
A位移大小和路程不一定相等,所以位移才不等于路程
B位移的大小等于路程,方向由起點指向終點
C位移描述物體相對位置的變化,路程描述路徑的長短
D位移描述直線運動,路程描述曲線運動
答案:C
解析:A選項表述的因果關系沒有意義,故A錯.位移的方向可以用從初位置指末位置的有向線段來表示,但位移的大小并不等于路程,往往是位移的大小小于等于路程,故選項B錯.位移和路程是兩個不同的物理量,位移描述物體位置的變化,路程描述物體運動路徑的長短,所以選項C正確.位移的大小和路程不一定相等,只有當物體做單向直線運動時,位移的大小才等于路程.無論是位移還是路程都既可以描述直線運動,也可以描述曲線運動,故選項D也是錯誤的
三、矢量和標量
師:像位移這樣的物理量,既有大小又有方向,我們以前學過的物理量很多都只有大小,沒有方向,請同學們回憶并說給大家聽聽.
學生討論后回答
生:溫度、質量、體積、長度、時間、路程.
對于討論中學生可能提出這樣的問題,像電流、壓強這兩個學生學過的物理量,它們是有方向的,但它們?nèi)匀皇菢肆?這在以后的學習中會更進一步加深對矢量和標量的認識.
學生閱讀課文后,說說矢量和標量的算法有什么不同.
生:兩個標量相加遵從算術加法的法則.
[討論與思考]
一位同學從操場中心A出發(fā),向北走了40 m,到達C點,然后又向東走了30 m,到達B點.用有向線段表明他第一次、第二次的位移和兩次行走的合位移(即代表他的位置變化的最后結果的位移).三個位移的大小各是多少?你能通過這個實例總結出矢量相加的法則嗎?
解析:畫圖如圖1-2-4所示.矢量相加的法則是平行四邊形法則.
[討論與思考]
氣球升到離地面80m高空時,從氣球上掉下一物體,物體又上升了10 m高后才開始下落,規(guī)定向上方向為正方向.討論并回答下列問題,體會矢量的表示方向.
(1)物體從離開氣球開始到落到地面時的位移大小是多少米?方向如何?
(2)表示物體的位移有幾種方式?其他矢量是否都能這樣表示?注意體會“+”“-”號在表示方向上的作用.
解析:(1)一80m,方向豎直向下;(2)到現(xiàn)在有三種:語言表述法,如“位移的大小為80m,方向豎直向下”;矢量圖法;“+”“一”號法,如“規(guī)定豎直向上為正方向,則物體的位移為一80m”.
[課堂訓練]
(播放1 500m比賽的錄像片斷)
在標準的運動場上將要進行1 500米賽跑,上午9時20分50秒,發(fā)令槍響,某運動員從跑道上最內(nèi)圈的起跑點出發(fā),繞運動場跑了3圈多,到達終點,成績是4分38秒.請根據(jù)上面的信息討論以下問題,并注意題中有關時間、時刻、路程、位置變化的準確含義.
(1)該運動員從起跑點到達終點所花的時間是多少?(4分38秒)起跑和到達的時刻分別是多少?(上午9時20分50秒、上午9時25分28秒)
(2)該運動員跑過的路程是多少?(1 500米)他的位置變化如何?(起跑點到終點的連線)
四、直線運動的位置和位移
提出問題:我們怎樣用數(shù)學的方法描述直線運動的位置和位移?
如果物體做的是直線運動,運動中的某一時刻對應的是物體處在某一位置,如果是一段時間,對應的是這段時間內(nèi)物體的位移.
如圖1-2-6所示,物體在時刻t1處于“位置”x1,在時刻t2運動到“位置”x2
那么(x2- x1)就是物體的“位移”,記為Δx =x2- x1
可見,要描述直線運動的位置和位移,只需建立一維坐標系,用坐標表示位置,用位置坐標的變化量表示物體位移.
在一維坐標系中,用正、負表示運動物體位移的方向.如圖1-2-7所示汽車A的位移為負值,B的位移則為正值.表明汽車B的位移方向為x軸正向,汽車A的位移方向為x軸負向.
課后小結
時間和時刻這兩個概念是同學們很容易混淆的,同學們要掌握時間坐標軸.在時間軸上,用點表示時刻,用線段表示一段時間間隔.位移和路程是兩個不同的物理量,位移是用來表示質點變動的,它的大小等于運動物體初、末位置間的距離,它的方向是從初位置指向末位置,是矢量;而路程是物體實際運動路徑的長度,是標量.只有物體做單向直線運動時,其位移大小才和路程相等,除此以外,物體的位移的大小總是小于路程.找位移的辦法是從初位置到末位置間畫有向線段.有向線段的方向就是位移的方向,有向線段的長度就是位移的大小.時刻對應位置,時間對應位移.在位置坐標軸上,用點來表示位置,用有向線段來表示位移.
本節(jié)課用到的數(shù)學知識和方法:用數(shù)軸來表示時間軸和位移軸,在時間軸上,點表示時刻,線段表示時間間隔.要選計時起點(零時刻),計時起點前的時刻為負,計時起點后的時刻為正;在位移軸上,點表示某一時刻的位置,線段表示某段時間內(nèi)的位移.要選位置參考點(位置零點),直線運動中,可選某一單一方向作為正方向,朝正方向離開參考點的位置都為正,朝負方向離開參考點的位置都為負.位移方向與規(guī)定方向相同時為正,相反時為負.標量遵從算術加法的法則,矢量遵從三角形定則(或平行四邊形定則,以后會學到,不讓學生知道).
課后習題
教材第16頁問題與練習。
高中物理教案11
名師導航
●重點與剖析
一、自由落體運動
1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動.
思考:不同的物體,下落快慢是否相同?為什么物體在真空中下落的情況與在空氣中下落的情況不同?
在空氣中與在真空中的區(qū)別是,空氣中存在著空氣阻力.對于一些密度較小的物體,例如降落傘、羽毛、紙片等,在空氣中下落時,受到的空氣阻力影響較大;而一些密度較大的物體,如金屬球等,下落時,空氣阻力的影響就相對較小了.因此在空氣中下落時,它們的快慢就不同了.
在真空中,所有的物體都只受到重力,同時由靜止開始下落,都做自由落體運動,快慢相同.
2.不同物體的下落快慢與重力大小的關系
(1)有空氣阻力時,由于空氣阻力的影響,輕重不同的物體的下落快慢不同,往往是較重的物體下落得較快.
。2)若物體不受空氣阻力作用,盡管不同的物體質量和形狀不同,但它們下落的快慢相同.
3.自由落體運動的特點
。1)v0=0
(2)加速度恒定(a=g).
4.自由落體運動的性質:初速度為零的勻加速直線運動.
二、自由落體加速度
1.自由落體加速度又叫重力加速度,通常用g來表示.
2.自由落體加速度的方向總是豎直向下.
3.在同一地點,一切物體的自由落體加速度都相同.
4.在不同地理位置處的自由落體加速度一般不同.
規(guī)律:赤道上物體的重力加速度最小,南(北)極處重力加速度最大;物體所處地理位置的緯度越大,重力加速度越大.
三、自由落體運動的運律動規(guī)
因為自由落體運動是初速度為0的勻加速直線運動,所以勻變速直線運動的基本公式及其推論都適用于自由落體運動.
1.速度公式:v=gt
2.位移公式:h= gt2
3.位移速度關系式:v2=2gh
4.平均速度公式: =
5.推論:Δh=gT2
●問題與探究
問題1 物體在真空中下落的情況與在空氣中下落的情況相同嗎?你有什么假設與猜想?
探究思路:物體在真空中下落時,只受重力作用,不再受到空氣阻力,此時物體的加速度較大,整個下落過程運動加快.在空氣中,物體不但受重力還受空氣阻力,二者方向相反,此時物體加速度較小,整個下落過程較慢些.
問題2 自由落體是一種理想化模型,請你結合實例談談什么情況下,可以將物體下落的運動看成是自由落體運動.
探究思路:回顧第一章質點的概念,談談我們在處理物理問題時,根據(jù)研究問題的性質和需要,如何抓住問題中的主要因素,忽略其次要因素,建立一種理想化的模型,使復雜的問題得到簡化,進一步理解這種重要的科學研究方法.
問題3 地球上的不同地點,物體做自由落體運動的加速度相同嗎?
探究思路:地球上不同的地點,同一物體所受的重力不同,產(chǎn)生的重力加速度也就不同.一般來講,越靠近兩極,物體做自由落體運動的加速度就越大;離赤道越近,加速度就越小.
●典題與精析
例1 下列說法錯誤的是
A.從靜止開始下落的物體一定做自由落體運動
B.若空氣阻力不能忽略,則一定是重的物體下落得快
C.自由落體加速度的方向總是垂直向下
D.滿足速度跟時間成正比的下落運動一定是自由落體運動
精析:此題主要考查自由落體運動概念的理解,自由落體運動是指物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動.選項A沒有說明是什么樣的物體,所受空氣阻力能否忽略不得而知;選項C中自由落體加速度的方向應為豎直向下,初速度為零的勻加速直線運動的'速度都與時間成正比,但不一定是自由落體運動.
答案:ABCD
例2 小明在一次大雨后,對自家屋頂?shù)蜗碌乃芜M行觀察,發(fā)現(xiàn)基本上每滴水下落的時間為1.5 s,他由此估計出自家房子的大概高度和水滴落地前瞬間的速度.你知道小明是怎樣估算的嗎?
精析:粗略估計時,將水滴下落看成是自由落體,g取10 m/s2,由落體運動的規(guī)律可求得.
答案:設水滴落地時的速度為vt,房子高度為h,則:
vt=gt=10×1.5 m/s=15 m/s
h= gt2= ×10×1.52 m=11.25 m.
綠色通道:學習物理理論是為了指導實踐,所以在學習中要注重理論聯(lián)系實際.分析問題要從實際出發(fā),各種因素是否對結果產(chǎn)生影響都應具體分析.
例3 一自由下落的物體最后1 s下落了25 m,則物體從多高處自由下落?(g取10 m/s2)
精析:本題中的物體做自由落體運動,加速度為g=10 N/kg,并且知道了物體最后1 s的位移為25 m,如果假設物體全程時間為t,全程的位移為s,該物體在前t-1 s的時間內(nèi)位移就是s-25 m,由等式h= ggt2和h-25= g(t-1)2就可解出h和t.
答案:設物體從h處下落,歷經(jīng)的時間為t.則有:
h= gt2 ①
h-25= g(t-1)2 ②
由①②解得:h=45 m,t=3 s
所以,物體從離地45 m高處落下.
綠色通道:把物體的自由落體過程分成兩段,尋找等量
高中物理教案12
1.教學目標
1、1知識與技能
(1)知道什么是等溫變化;
(2)掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式;知道定律的適用條件。
(3)理解等溫變化的P—V圖象與P—1/V圖象的含義,增強運用圖象表達物理規(guī)律的能力;
1、2過程與方法
帶領學生經(jīng)歷探究等溫變化規(guī)律的全過程,體驗控制變量法以及實驗中采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的方法。
1、3情感、態(tài)度與價值觀
讓學生切身感受物理現(xiàn)象,注重物理表象的形成;用心感悟科學探索的基本思路,形成求實創(chuàng)新的科學作風。
2、教學難點和重點
重點:讓學生經(jīng)歷探索未知規(guī)律的過程,掌握一定質量的氣體在等溫變化時壓強與體積的關系,理解p—V圖象的物理意義。
難點:學生實驗方案的設計;數(shù)據(jù)處理。
3、教具:
塑料管,乒乓球、熱水,氣球、透明玻璃缸、抽氣機,u型管,注射器,壓力計。
4、設計思路
學生在初中時就已經(jīng)有了固體、液體和氣體的概念,生活中也有熱脹冷縮的概念,但對于氣體的三個狀態(tài)參量之間有什么樣的關系是不清楚的。新課程理念要求我們,課堂應該以學生為主體,強調(diào)學生的自主學習、合作學習,著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力和實證精神。這節(jié)課首先通過做簡單的演示實驗,讓學生明白氣體的質量、溫度、體積和壓強這幾個物理量之間存在著密切的聯(lián)系;然后與學生一道討論實驗方案,確定實驗要點,接著師生一道實驗操作,數(shù)據(jù)的處理,得出實驗結論并深入討論,最后簡單應用等溫變化規(guī)律解決實際問題。
5、課題引入
演示實驗:變形的乒乓球在熱水里恢復原狀
乒乓球里封閉了一定質量的氣體,當它的溫度升高,氣體的壓強就隨著增大,同時體積增大而恢復原狀。由此知道氣體的溫度、體積、壓強之間有相互制約的關系。本章我們研究氣體各狀態(tài)參量之間的關系。
對于氣體來說,壓強、體積、溫度與質量之間存在著一定的關系。高中階段通常就用壓強、體積、溫度描述氣體的狀態(tài),叫做氣體的三個狀態(tài)參量。對于一定質量的'氣體當它的三個狀態(tài)參量都不變時,我們就說氣體處于某一確定的狀態(tài);當一個狀態(tài)參量發(fā)生變化時,就會引起其他狀態(tài)參量發(fā)生變化,我們就說氣體發(fā)生了狀態(tài)變化。這一章我們的主要任務就是研究氣體狀態(tài)變化的規(guī)律。
出示課題:第八章氣體
師問:同時研究三個及三個以上物理量的關系,我們要用什么方法呢?請舉例說明。
生:控制變量法
比如要研究壓強與體積之間的關系,需要保持質量和溫度不變,再如要研究氣體壓強與溫度之間的關系,需要保持質量和體積不變。
師:我們這節(jié)課首先研究氣體的壓強和體積的變化關系。
我們把溫度和質量不變時氣體的壓強隨體積的變化關系叫做等溫變化。
高中物理教案13
教學目的
1.了解組成物質的分子具有動能及勢能,并且了解分子平均動能和分子勢能都與哪些因素有關。
2.理解物體的內(nèi)能以及物體內(nèi)能由物體的狀態(tài)所決定。
教學重點
物體的內(nèi)能是一個重要的概念,是本章教學的一個重點。學生只有正確理解物體的內(nèi)能才能理解做功和熱傳遞及物體內(nèi)能的變化關系。
教學難點
分子勢能。
教學過程
一、復習提問
什么樣的能是勢能?彈性勢能的大小與彈簧的形變關系怎樣?
二、新課教學
1.分子動能。
。1)組成物質的分子總在不停地運動著,所以運動著的分子具有動能,叫做分子動能。
。2)啟發(fā)性提問:根據(jù)你對布朗運動實驗的觀察,分子運動有什么樣的特點?
應答:分子運動是雜亂無章的,在同一時刻,同一物體內(nèi)的分子運動方向不相同,分子的運動速率也不相同。
教師分析分子速率分布特點——在同一時刻有的分子速率大,有的分子速率小,從大量分子總體來看,速率很大和速率很小的分子是少數(shù),大多數(shù)分子是中等大小的速率。
教帥進一步指出:由于分子速率不同,所以每個分子的動能也不同。對于熱現(xiàn)象的研究來說,每個分子的動能是毫無意義的,而有意義的是物體內(nèi)所有分子動能的平均值,此平均值叫做分子的平均動能。
(3)要學生討論研究。
用分子動理論的觀點,分析冷、熱水的區(qū)別。
討論結論應是:組成冷、熱水的大量分子的速率各不相同,則其動能也各不相同,但就冷水總體來說分子的平均動能小于熱水的分子平均動能。
教師指出:由此可見,溫度是物體分子平均動能的標志。
2.分子勢能。
(1)根據(jù)復習提問的回答(地面上的.物體與地球之間有相互作用力;發(fā)生了形變的彈簧各部分間存在著相互作用力,因此在它們的相對位置發(fā)生變化時,它們之間便具有勢能)說明分子間也存在著相互作用力,所以分子也具有由它們相對位置所決定的能,稱之為分子勢能。
。2)分子勢能與分子間距離的關系。
提問:分子力與分子間距離有什么關系?
應答:當r=r0時,F(xiàn)=0,r<r0時,F(xiàn)為斥力,r>r0時,F(xiàn)為引力。
教師指出:由于分子間既有引力又有斥力,好象彈簧形變有伸長或壓縮兩種情況,因此分子勢能與分子間距離也分兩種情況。
①當r>r0時,F(xiàn)為引力,分子勢能隨著r的增大而增加。此種情況與彈簧被拉長彈性勢能的增加很相似。
、诋攔; p="">
小結:分子勢能隨著分子間距離變化而變化,而組成物體的大量分子間距離若增大(減。﹦t宏觀表現(xiàn)為物體體積增大(減。?梢姺肿觿菽芨矬w體積有關。
(3)物體的內(nèi)能。
教師指出:物體里所有的分子動能和勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。由此可知一切物體都具有內(nèi)能。
、傥矬w的內(nèi)能是由它的狀態(tài)決定的(狀態(tài)是指溫度、體積、物態(tài)等)。
提問:對于質量相等、溫度都是100℃的水和水蒸氣來說它們的內(nèi)能相同嗎?
應答,質量相等意味著它們的分子數(shù)相同,溫度相等意味著它們的平均動能相同,但由于水蒸氣分子間平均距離比水分子間平均距離大得多,分子勢能也大得多,因而質量相等的水蒸氣的內(nèi)能比水大。
②物體的狀態(tài)發(fā)生變化時,物體的內(nèi)能也隨著變化。
舉例說明:當水沸騰時,水的溫度保持不變,所供給的大量能用于把分子拉開,增大了分子勢能,因而增大了物體的內(nèi)能,當水汽凝結時,分子動能沒有明顯變化,但分子靠得更緊密了,分子勢能便減小了,因此物體的內(nèi)能減小了。
、畚矬w的內(nèi)能是不同于機械能的另一種形式的能。
a.靜止在地面上的物體以地球為參照物,物體的機械能等于0,但物體內(nèi)部的分子仍然在不停地運動著和相互作用著,物體的內(nèi)能永遠不能為0。
b.物體在具有一定的內(nèi)能時,也可以具有一定的機械能。如飛行的子彈。
C.不能把物體的機械能和物體的內(nèi)能混淆。只要物體的溫度、體積、物態(tài)不變,不論物體的機械能怎樣變化其內(nèi)能仍保持不變。反之,盡管物體的內(nèi)能在變化,它的機械能可以保持不變。
(4)學生討論題:
、凫o止在光滑水平地面上的木箱具有什么能?若木箱沿光滑水平地面加速運動,木箱具有什么能?此時木箱的內(nèi)能與靜止時相比較變化了沒有?
、谫|量相等而溫度不相等的兩杯水,哪一杯水具有較大的內(nèi)能?溫度相同而質量不等的兩杯水,哪一杯水具有較大的內(nèi)能?
最后總結一下本課要點。
1.了解內(nèi)能的概念,能簡單描述溫度和內(nèi)能的關系。
2.知道做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能。
3.了解熱量的概念,知道熱量的單位是焦耳。
重點目標
1.內(nèi)能、熱量概念的建立.
2.改變物體內(nèi)能的途徑.難點目標內(nèi)能、熱量概念的建立.
導入示標涼爽的秋夜,仰望星空時,會突然發(fā)現(xiàn)一顆流星在夜色中劃過,并留下一條美麗的弧線.流星是怎樣形成的呢?
目標三導學做思一:物體的內(nèi)能
問題1:組成物質的分子在不停地做熱運動,分子應具有什么能?物體的分子之間有引力和斥力,且分子之間有間隔,分子應具有什么能?什么叫物體的內(nèi)能?你能說出它的單位嗎?機械能和內(nèi)能有什么區(qū)別嗎?
小結:物體內(nèi)所有分子由于熱運動而具有的動能,以及分子之間勢能的總和叫做物體的內(nèi)能.它的單位是焦耳,簡稱焦,符號為J.機械能是宏觀的,能看得到的,內(nèi)能是微觀的,是看不到的.
問題2:把紅墨水滴入裝滿水的燒杯里,過一段時間,整杯水變?yōu)榧t色,這種現(xiàn)象說明了什么?當紅墨水分別滴入熱水和冷水中時,發(fā)現(xiàn)熱水變色比冷水快,這又說明了什么?
小結:溫度高的物體分子運動劇烈,內(nèi)能大.所以物體的內(nèi)能與溫度有關.
問題3:小明說:“熾熱的鐵水溫度很高,具有內(nèi)能;冰冷的冰塊溫度很低,不具有內(nèi)能.”小剛說:“熾熱的鐵水溫度高,內(nèi)能大;冰冷的冰山溫度低,內(nèi)能。蹦阏J為他們的說法正確嗎?說出理由.
小結:一切物體都具有內(nèi)能.物體的內(nèi)能還與質量有關.
問題3:處理例1和變式練習1
例1:【解析】物體內(nèi)所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能溫度越高,物體內(nèi)能越大溫度相同的同種物質,分子個數(shù)越多,分子熱運動的動能與分子勢物體內(nèi)能越大
問題1:如右圖所示,在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉,把活塞迅速往下壓,你能觀察到什么現(xiàn)象(棉花燃燒),該實驗說明了什么?你再將一根鐵絲反復彎折數(shù)十次,用手接觸彎折處,有什么感覺,該實驗又說明了什么?
小結:做功可以改變物體的內(nèi)能.
問題2:做飯時,鐵鍋為什么能燙手?放在陽光下的被子,為什么能被曬得暖乎乎?
小結:熱傳遞也可以改變物體的內(nèi)能.
問題3:處理例2和變式練習2
例2:【解析】來回拉繩子,繩子與管壁之間克服摩擦做功,使管內(nèi)的酒精內(nèi)能增大,溫度升高;當把塞子沖出時,管內(nèi)的酒精蒸氣對塞子做功,將內(nèi)能轉化成機械能.正確的答案為A選項.
答案:A
變式練習
讓學生進一步理解改變內(nèi)能的途徑有做功和熱傳遞兩種方法,選項ABD是做功改變物體的內(nèi)能,選項C是通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能.
答案:C
學做思三:熱量
問題1:什么叫熱量?它的單位是什么?它用什么字母表示?
小結:物體通過熱傳遞方式所改變的內(nèi)能稱為熱量,它的單位是J,它用字母Q表示.
問題2:在熱傳遞現(xiàn)象中,高溫物體和低溫物體的溫度、內(nèi)能和熱量如何變化?
小結:在熱傳遞過程中,高溫物體放出熱量,溫度降低,內(nèi)能減;低溫物體吸收熱量,溫度升高,內(nèi)能增大.所以熱傳遞過程中傳遞的是熱量,改變了物體的內(nèi)能,表現(xiàn)在物體溫度的變化.
高中物理教案14
一、教材內(nèi)容分析
本節(jié)學習了一種新的處理問題的方法:即根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出圖像,圖像反映物理規(guī)律,這是我們通過實驗探求自然規(guī)律的一要重要的基本的途徑。應在學生充分預習的基礎上,真正讓學生自己能畫出圖像,并練習分析圖像所代表的過程或規(guī)律。
瞬時速度概念的建立,是學生在高中階段第一次接觸“極限”的思想,如何正確地理解此概念,一方面應從平均速度的概念延伸到瞬時速度;另一方面從物體運動的s—t圖象上采用無限分割的思想幫助學生理解圖像的斜率表示物體的瞬時速度。
二、教學目標(知識,技能,情感態(tài)度、價值觀)
1、知識與技能
(1)理解勻速直線運動的s-t圖像的意義
(2)知道瞬時速度是精確描述變速運動快慢和方向的物理量
(3)理解用比值法定義物理量的方法
(4)知道公式和圖像都是描述物理量之間的關系的數(shù)學工具,它們各也所長,可以相互補充。
(5)培養(yǎng)學生用多種手段處理問題的能力
(6)培養(yǎng)自主學習的能力及思維想象能力
2、過程與方法:實驗討論、啟發(fā)式
3、情感、態(tài)度與價值觀
(1)培養(yǎng)學生嚴肅認真的學習態(tài)度
(2)從知識是相互關聯(lián)、相互補充的思想中,培養(yǎng)學生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點。
三、學習者特征分析
高一學生男女比例相當,由于是普通高中生,抽象思維能力比較差,而且基礎差,但是學生比較刻苦,學習物理的興趣還是很濃厚。
四、教學策略選擇與設計
講授法、實驗演示法、啟發(fā)式,隨機通達式
五、教學環(huán)境及資源準備
多媒體教室、視頻、、動畫、投影儀
六、教學過程
教學過程教師活動學生活動設計意圖及資源準備
一、引入新課播放:劉易斯百米賽跑視頻前面作業(yè)中我們已經(jīng)算過的劉易斯在百米賽跑過程中每個10m內(nèi)的平均速度,只能大體反映劉易斯在百米賽跑中的快慢變化情況.為了對變速運動作精確的描述,還需要引入瞬時速度的概念。
學生討論總結:平均速度只能粗略地描述運動的快慢,不能精確地描述
為真實情境進行設計:劉易斯百米賽跑視
二、新課教學
運動物體在某一瞬間或經(jīng)過某一位置時的速度,叫做瞬時速度(instantaneous velocity)。平時說到的百米賽跑運動員沖線的速度,子彈飛出槍口的速度、飛船與運載火箭分離時的速度等,都是瞬時速度。
瞬時速度的`方向跟物體經(jīng)過某一位置時的運動方向相同。瞬時速度的大小,叫做瞬時速率(instantaneous speed,簡稱速率)。汽車行駛中速度計上指示的數(shù)值就是瞬時速率(如課本P32圖1—21)。
實驗探究——用光電門測量瞬時速度
實驗裝置如課本P33圖1—22,使一輛小車從一端墊高的木板上滑下,木板旁裝有光電門,其中A管發(fā)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(jù)遮光板的寬度Δs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(v=Δs/Δt)。由于遮光板的寬度Δs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。
學生理解瞬時速度是矢量,既有大小(叫速率),又有方向(物體的運動方向)。
播放實驗視頻
真是情境
播放實驗視頻
討論與思考(課本P33)之后學習S-T圖像討論與思考(課本P33)物體的運動情況,除了用語言文字和數(shù)學公式描述外,還可以直觀地用圖像來描述,給出了一輛汽車在平直公路上作勻速直線運動時在不同時刻的位移。
時間
t/s04.910.015.119.9
位移
s/m0100200300400
提問:請同學以上面圖表所給出的數(shù)據(jù),以橫軸為(t)軸,縱軸為位移(s)軸,用描點法作圖,看是一個什么樣的圖像,s與t存在一個什么函數(shù)關系?
教師邊看邊指導,然后把同學所畫的圖像在投影儀(實物)上打出。
總結:可以看出幾個點幾乎都在過原點的一條直線上。s與t成正比。
提問:圖像如何反映汽車運動的速度?
總結:圖像的斜率反映物體運動的速度。
物理量之間的關系可以用公式來表示,也可以用圖像來表示,利用圖像可以比較方便地處理實驗(或觀測)結果,找出事物的變化規(guī)律。以后我們還會遇到更多的用圖像來處理物理量之間的變化規(guī)律,所以,現(xiàn)在我們就要重視圖像的學習。
學生模擬現(xiàn)場
投影儀
案例分析請把龜兔賽跑的過程粗略地用s—t圖像表示出來。(提示:烏龜和兔子從同一地點出發(fā),假定跑動過程都是勻速直線運動。)
分析與解答:
開始時,兔子的速度大,反映在圖像上,是它的斜率比較大(比較陡),在同一時間內(nèi),兔子通過的位移大。接著,驕傲的兔子打瞌睡了,時間不停地流逝,兔子的位移沒有變化。烏龜?shù)乃俣入m然小,卻一直不停地向前做勻速直線運動。等到兔子猛然醒來,發(fā)現(xiàn)烏龜已快接近終點了,于是,兔子以更大的速度向前奔(圖像的斜率更大),可為時已晚,最后烏龜取得了勝利。(s—t圖像如下圖。)
學生進行討論分析。得出結論播放龜兔賽跑的動畫
教學流程圖
七、教學評價設計
知識點教學目標評價方法備注
瞬時速度知道課堂檢測
位移-時間圖像理解課堂作業(yè)
八、幫助和總結
本節(jié)學習了一種新的處理問題的方法:即根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出圖像,圖像反映物理規(guī)律,這是我們通過實驗探求自然規(guī)律的一要重要的基本的途徑。應在學生充分預習的基礎上,真正讓學生自己能畫出圖像,并練習分析圖像所代表的過程或規(guī)律。
瞬時速度概念的建立,是學生在高中階段第一次接觸“極限”的思想,如何正確地理解此概念,一方面應從平均速度的概念延伸到瞬時速度;另一方面從物體運動的s—t圖象上采用無限分割的思想幫助學生理解圖像的斜率表示物體的瞬時速度。
本節(jié)教學主要采用自己動手、類比對照等方法,使圖像中的物理意義便的很簡單,很清楚,使學生從簡單入手,激發(fā)學生的學生興趣,多角度處理物理問題,為以后講述圖像打下較扎實的基礎。
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