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高中物理教案范例[15篇]
作為一位杰出的教職工,時常要開展教案準(zhǔn)備工作,借助教案可以提高教學(xué)質(zhì)量,收到預(yù)期的教學(xué)效果。優(yōu)秀的教案都具備一些什么特點呢?以下是小編為大家收集的高中物理教案,希望能夠幫助到大家。
高中物理教案1
教學(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)計表格進行記錄。
3.進行實驗:6人一組進行實驗,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。
高中物理教案2
一、教學(xué)目標(biāo)
1.在物理知識方面理解作用力和反作用力的關(guān)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(xué)生體會到這一點.通過本節(jié)課的教學(xué),要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時,學(xué)會物理學(xué)研究現(xiàn)象、總結(jié)規(guī)律的方法.
二、重點、難點分析
1.本節(jié)教學(xué)的重點是認(rèn)識并理解作用力和反作用力的關(guān)系,學(xué)生不應(yīng)把對它們的認(rèn)識只停留在大小和方向上.學(xué)生應(yīng)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(guān)系與平衡力的關(guān)系有相同之處,也有不同之處,學(xué)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(xué)生頭腦中不正確的認(rèn)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(xué)生間相互作用力的小車、繩;
6.演示相互作用力大小關(guān)系的彈簧秤.
四、主要教學(xué)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(dāng)時對這個問題的解釋是:物體間力的作用是相互的當(dāng)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(guān)系.
(二)教學(xué)過程設(shè)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(jié)出作用力跟反作用力的特點及其關(guān)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(dāng)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(dāng)車向后運動時板向前運動.
實驗3.用細線拴兩個通草球,當(dāng)兩個通草球帶同種電荷時,相互推斥而遠離;當(dāng)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(dāng)磁鐵的同名磁極靠近時,放手小車兩車被推開;當(dāng)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(xué)生,每個學(xué)生拿著繩子的一端.當(dāng)一個學(xué)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.
③同一性:作用力和反作用力的性質(zhì)是相同的這一點從幾個實驗中可以看出,當(dāng)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.
、芊较颍鹤饔昧Ω醋饔昧Φ姆较蚴窍喾吹模谝粭l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(guān)系可以得到以下結(jié)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(jié)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(xué)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(guān).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(xué)習(xí)物體受到的平衡力的關(guān)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(yīng)的例子加以說明.
(三)小結(jié)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(shè)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(guān)系,實驗5是為提高課堂的活躍程度而設(shè)計的每做一個實驗都應(yīng)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(jié)出規(guī)律用的
2.牛頓第三定律的教學(xué)除了讓學(xué)生掌握定律的內(nèi)容外,還應(yīng)通過教學(xué)使學(xué)生體會研究物理規(guī)律的方法.在教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的思考能力,讓學(xué)生多發(fā)表自己的看法.在學(xué)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3
一、“學(xué)案導(dǎo)學(xué)”教法的提出
教學(xué)中不應(yīng)該只重知識的傳授,而應(yīng)該把教的目標(biāo)轉(zhuǎn)化成學(xué)習(xí)方案展示給學(xué)生,建立一個有目標(biāo)的學(xué)習(xí)向?qū),給學(xué)生以明確的思維向?qū),調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,讓學(xué)生最大限度地參與到學(xué)習(xí)的全過程中,提高課堂教學(xué)效果。我們將這個學(xué)習(xí)方案簡稱為“學(xué)案”。
物理學(xué)案導(dǎo)學(xué)就是針對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的問題,依據(jù)物理教育規(guī)律而提出的一種以學(xué)案為操作材料,以突出學(xué)生自學(xué)、探究、教師調(diào)控為手段,以培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)情感、提高課堂效益為目的,注重學(xué)法指導(dǎo)的教學(xué)方法,它是實現(xiàn)“教的目的最終是為了不教”、“學(xué)為主體教為主導(dǎo)”、“教學(xué)的宗旨是教會學(xué)生學(xué)習(xí)”等素質(zhì)教育理論提法的可操作性的教學(xué)策略。
二、“學(xué)案”的設(shè)計
學(xué)案編寫的原則是,管而不列,放而不亂,既要發(fā)揮學(xué)案的指導(dǎo)作用,又要留有余地;既要有知識能力點,又要有思維創(chuàng)新面,使不同層次的學(xué)生都能跳一跳摘到桃子,獲得成功的'喜悅。在學(xué)案制作過程中,必須切實做好三項工作:
1.認(rèn)真研究:研究教材和教學(xué)大綱,研究所教知識與學(xué)生思維能力;研究學(xué)生的知識水平和學(xué)習(xí)方法,研究知識規(guī)律。
2.制定好學(xué)習(xí)目標(biāo):學(xué)案中要有明確、簡練、具體的學(xué)習(xí)目標(biāo),讓學(xué)生一看便知,一聽即明。學(xué)習(xí)目標(biāo)的確定要切實可行,少而精,要符合教學(xué)大綱和教材關(guān)于“知識”、“能力”、“思想教育”的原則要求和學(xué)生實際,充分體現(xiàn)目標(biāo)的整體性、層次性、外顯性和可測性及前后目標(biāo)的聯(lián)系。
3.做好知識體系的編排:編排知識體系要根據(jù)學(xué)生認(rèn)識規(guī)律,將知識點進行拆分或組合,深入挖掘知識寬度,充分發(fā)揮每個知識點的能力價值和情感價值,設(shè)計成不同層次的問題,找出一條引導(dǎo)學(xué)生積極認(rèn)知的最佳思維網(wǎng)絡(luò)。把涉及這些知識點的問題分類歸納變形組合,能提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣,給我們的教學(xué)帶來意外收獲。
三、“學(xué)案導(dǎo)學(xué)”的操作說明
1.示案自學(xué):根據(jù)學(xué)生自學(xué)能力的個別差別不同,學(xué)案應(yīng)在課前適當(dāng)時間內(nèi)發(fā)給學(xué)生,讓其提前展開自學(xué)。
2.趣味引入,營造氣氛。教師需要在課上前幾分鐘創(chuàng)設(shè)良好的課堂氛圍,采取新穎多變的教學(xué)方法,調(diào)動學(xué)生探索新知的興趣。如學(xué)習(xí)變阻器一節(jié)時,教師拿出滑動變阻器對學(xué)生說:這個滑動變阻器是我發(fā)明的,學(xué)生會感到驚訝!接著教師滿有情味地演示出發(fā)明滑動變阻器的過程,讓學(xué)生在迫切求知的心理需求下進入學(xué)習(xí)變阻器的情境之中。
3.啟發(fā)引導(dǎo),探究領(lǐng)悟。在教學(xué)中,教師應(yīng)盡可能地將演示實驗變成學(xué)生分組探索實驗,合理地分配探索實驗和驗證性實驗。如變阻器一節(jié),教師可以通過演示調(diào)光臺燈,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計出調(diào)光臺燈的電路圖,這雖然課本上有現(xiàn)成答案,但經(jīng)過學(xué)生獨立思考,自己設(shè)計出來電路,學(xué)生感到無比喜悅,同時也嘗到創(chuàng)造成功的體驗。
4.自主質(zhì)疑,積極思辨。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽暴露心中的疑慮、困惑,以及大膽的質(zhì)疑,應(yīng)始終以贊賞的態(tài)度對待學(xué)生,哪怕學(xué)生的問題幼稚、離奇,甚至怪誕,也不能有半點埋怨、責(zé)怪、厭煩的表示,以形成寬松、和諧的質(zhì)疑環(huán)境。
問題提出后,引導(dǎo)學(xué)生自行研討,積極思辨,給學(xué)生創(chuàng)造自己參與的機會。學(xué)生自學(xué)后又通過討論能自己解決的問題,老師絕不能包辦代替,學(xué)生不能解決的問題,教師應(yīng)及時整理,根據(jù)學(xué)生實際存在的問題進行課上再備課,迅速確定“指導(dǎo)”的內(nèi)容和形式。
5.達標(biāo)檢測。它是對學(xué)習(xí)過程的整體評價,起著引導(dǎo)學(xué)生再學(xué)習(xí)再提高的作用。操作中主要是讓學(xué)生做學(xué)案上的達標(biāo)檢測題,以了解全班學(xué)生對各個知識、能力點的掌握情況。根據(jù)各種反饋的結(jié)果,采取多種補齊填缺措施,如:采用當(dāng)堂討論的形式、同桌互批互改、班內(nèi)全體改正等,對薄弱部分進行補救,對錯誤部分進行糾正,力爭整體達標(biāo)。
6.自我反思,知識內(nèi)化。在教學(xué)中,教師應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的反思意識,教給學(xué)生反思的方法,以改進學(xué)習(xí)習(xí)慣,完善學(xué)習(xí)過程,找到適合自身的一套高效的學(xué)習(xí)方法,提高自我建構(gòu)能力。如課后小結(jié)時,引導(dǎo)學(xué)生自主確定學(xué)習(xí)的重點、難點及解決策略,所學(xué)內(nèi)容在整體知識中的地位,解決了哪些問題,新知與原有知識的聯(lián)系與區(qū)別對比等。
7.推薦作業(yè)。在布置作業(yè)中,應(yīng)根據(jù)學(xué)生不同的思維特征和要求,設(shè)置不同層次的適量的習(xí)題,讓學(xué)生自由選做。推薦作業(yè)保證了物理學(xué)案導(dǎo)學(xué)的完整性,既面向?qū)W生全體,又分層教學(xué)。
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、遠距離輸電為什么要用高電壓?
提問:為什么遠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
【教學(xué)目標(biāo)】
(一)知識與技能
1.知道兩種電荷及其相互作用.知道電量的概念.
2.知道摩擦起電,知道摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的正負(fù)電荷分開.
3.知道靜電感應(yīng)現(xiàn)象,知道靜電感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的電荷分開.
4.知道電荷守恒定律.
5.知道什么是元電荷.
(二)過程與方法
1、通過對初中知識的復(fù)習(xí)使學(xué)生進一步認(rèn)識自然界中的兩種電荷
2、通過對原子核式結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)使學(xué)生明確摩擦起電和感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的電荷分開.但對一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和不變。
(三)情感態(tài)度與價值觀
通過對本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)
重點:電荷守恒定律
難點:利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題。
預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)→引導(dǎo)點撥→突出重點,突破難點→典型例題分析→鞏固知識→達標(biāo)提升
【自主預(yù)習(xí)】
1.自然界中存在兩種電荷,即 電荷和 電荷.
2.原子核的正電荷數(shù)量與核外電子的負(fù)電荷的數(shù)量一樣多,所以整個原子對 表現(xiàn)為電中性.
3.不同物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)不同,核外電子的多少和運動情況也不同。在金屬中離原子核最遠的電子往往會脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動,這種電子叫做自由電子。失去這種電子的原子便成為帶正電的離子,離子都在自己的平衡位置上振動而不移動,只有自由電子穿梭其中。所以金屬導(dǎo)電時只有 在移動.
4.物體的帶電方式:(1)摩擦起電:兩個不同的物體相互摩擦,失去電子的帶 電,獲得電子的帶 電.(2)感應(yīng)起電:導(dǎo)體接近(不接觸)帶電體,使導(dǎo)體靠近帶電體一端帶上與帶電體相 的電荷,而另一端帶上與帶電體相 的電荷.
5.電荷守恒定律:電荷既不能 ,也不會 ,只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分;在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷量的總量保持不變.
6.電子和質(zhì)子帶有等量的異種電荷,電荷量e= C.實驗指出,所有帶電體的電荷量都是電荷量e的 .所以,電荷量e稱為 .電荷量e的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家 測得的。
7.下列敘述正確的是( )
A.摩擦起電是創(chuàng)造電荷的過程
B.帶等量異種電荷的兩個導(dǎo)體接觸后電荷會消失,這種現(xiàn)象叫電荷的湮沒
C.接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程
D.玻璃棒無論和什么物體摩擦都會帶正電
8.關(guān)于元電荷的理解,下列說法正確的是 ( )
A.元電荷就是電子 B.元電荷是表示跟電子所帶電量數(shù)值相等的電量
C.元電荷就是質(zhì)子 D.物體所帶的電量只能是元電荷的整數(shù)倍
【互動交流】
思考問題
1、初中學(xué)過自然界有幾種電荷,兩種電荷是怎樣定義的?它們間的相互作用如何?電荷的多少用什么表示?
2、電荷的基本性質(zhì)是什么呢?
一.電荷
1.電荷的種類:自然界中有 種電荷
①.用絲綢摩擦過的玻璃棒上所帶的電荷,叫 電荷;
、.用毛皮摩擦過的橡膠棒上所帶的電荷,叫 電荷。
2.電荷間相互作用的規(guī)律:同種電荷相互 ,異種電荷相互 。
二.使物體帶電的'三種方法
問題一:
思考a:一般情況下物體不帶電,不帶電的物體內(nèi)是否存在電荷?物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的?
思考b:什么是摩擦起電,為什么摩擦能夠使物體帶電呢?實質(zhì)是什么呢?
。1)原子的核式結(jié)構(gòu)及摩擦起電的微觀解釋(原子:包括原子核(質(zhì)子和中子)和核外電子。)
。2)摩擦起電的原因:不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同.
實質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移. 結(jié)果:兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷.
1. 摩擦起電
產(chǎn)生?結(jié)果?
實質(zhì):摩擦起電實質(zhì)是電子從一個物體 到另一個物體上。得到電子,帶 ;失去電子,帶
例1.毛皮與橡膠棒摩擦后,毛皮帶正電,這是因為( )
A.毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上了 B.毛皮上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到了橡膠棒上了
C.橡膠棒上的一些電子轉(zhuǎn)移到了毛皮上了 D.橡膠棒上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上了
問題二:
思考a:接觸帶電的實質(zhì)是什么呢?
思考b:兩個完全相同的帶電導(dǎo)體,接觸后再分開,二者所帶電量怎樣分配呢?
電中和現(xiàn)象及電荷均分原理:
a.兩個帶 電荷的物體相互接觸后都不顯電性,這種現(xiàn)象叫做電中和現(xiàn)象。
b.兩個相同的帶電金屬導(dǎo)體接觸后,電荷要重新 分配,這種現(xiàn)象叫做電荷均分原理。
2. 接觸帶電
產(chǎn)生?結(jié)果?
實質(zhì):自由電子在 的轉(zhuǎn)移。
例2. 兩個完全相同的金屬球,一個帶+6×10-8C的電量,另一個帶-2×10-8C的電量。把兩球接觸后再分開,兩球分別帶電多少?
問題三:
。1)思考a:金屬為什么能夠成為導(dǎo)體?
。2)【演示】
思考a:把帶正電荷的球C移近導(dǎo)體A,箔片有什么變化,現(xiàn)象說明了什么呢?然后又移走C呢?
思考b:如果先把A和B分開,然后移開C,箔片什么變化,這種現(xiàn)象又說明什么呢?
思考c:在上一步的基礎(chǔ)上,再讓A和B接觸,又會看到什么現(xiàn)象呢?這個現(xiàn)象說明了什么呢?
。3)什么是靜電感應(yīng)和感應(yīng)起電?感應(yīng)起電的實質(zhì)什么呢?
3. 感應(yīng)起電
、澎o電感應(yīng):當(dāng)一個帶電體 導(dǎo)體時,可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象,叫做靜電感應(yīng)。
⑵感應(yīng)起電:利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程。
實質(zhì):自由電子從 物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。
規(guī)律:近端感應(yīng) 種電荷,遠端感應(yīng) 種電荷。
靜電感應(yīng)的原因?
分析物質(zhì)的微觀分子結(jié)構(gòu),分析起電的本質(zhì)原因:把帶電的球C移近金屬導(dǎo)體A和B時,由于同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,使導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來,因此導(dǎo)體A和B帶上了等量的異種電荷.感應(yīng)起電也不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的正負(fù)電荷分開,是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。
得出電荷守恒定律.
例3. 如圖所示,將用絕緣支柱支持的不帶電金屬導(dǎo)體A和B 接觸,再將帶負(fù)電的導(dǎo)體C移近導(dǎo)體A,然后把導(dǎo)體A、B分開,再移去C,則 ( )
A.導(dǎo)體A帶負(fù)電,B帶正電
B.導(dǎo)體A帶正電,B帶負(fù)電
C.導(dǎo)體A失去部分負(fù)電荷,導(dǎo)體C得到負(fù)電荷
D.導(dǎo)體A帶正電是由于導(dǎo)體B的部分電子轉(zhuǎn)移到A上,故A、B帶等量異種電荷
小結(jié):使物體帶電的方式及本質(zhì)
三.電荷守恒定律
1、電荷守恒定律的兩種表述:
表述一:
表述二:一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變。
例4.關(guān)于電荷守恒定律,下列敘述正確的是: ( )
A.一個物體所帶的電量總是守恒的;
B.在與外界沒有電荷交換的情況下,一個系統(tǒng)所帶的電量總是守恒的;
C.在一定的條件下,一個系統(tǒng)內(nèi)的等量的正負(fù)電荷即使同時消失,但是這并不違背電荷守恒定律;
D.電荷守恒定律并不意味著帶電系統(tǒng)一定和外界沒有電荷交換;
四.元電荷
閱讀課本并回答
。1)電荷的多少如何表示?它的單位是什么?
(2)什么是元電荷?一個電子就是一個元電荷嗎?
。3)元電荷的數(shù)值是多少?它的數(shù)值最早是由哪位物理學(xué)家測定的?
。4)什么是比荷?電子的比荷是多少?
1. 電荷量( ):電荷的多少,簡稱電量。單位: ,符號:
2. 元電荷是一個電子或質(zhì)子所帶的電荷量,它是電荷量的最 單位。
元電荷的值:e= ,最早由美國物理學(xué)家 測定。
注意:所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數(shù)倍。就是說,電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。
3. 比荷(荷質(zhì)比):帶電體的 與其 的比值。
比荷:電子的電荷量e和電子的質(zhì)量me的比值,為 C/㎏
例5.關(guān)于物體的帶電荷量,以下說法中正確的是( )
A.物體所帶的電荷量可以為任意實數(shù)
B.物體所帶的電荷量應(yīng)該是某些特定值
C.物體帶電+1.60×10-9C,這是因為該物體失去了1.0×1010個電子
D.物體帶電荷量的最小值為1.6×10-19C
例6.5個元電荷的電量是________, 16 C電量等于________元電荷.
五.驗電器和靜電計
1、人們選用什么儀器來判斷物體是否帶電?它的工作原理是什么?
閱讀課本了解驗電器和靜電計的結(jié)構(gòu)和功能 靜電計(指針式驗電器)
2、思考:是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時,金屬箔片才開始張開?解釋看到的現(xiàn)象.
【隨堂檢測】
1.下列說法正確的是 ( )
A.摩擦起電和靜電感應(yīng)都是使物體正負(fù)電荷分開,而總電荷量并未變化
B.毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電,摩擦過程中橡膠棒上正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上
C.用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電是摩擦過程中玻璃棒得到電子
D.物體不帶電,表明物體中沒有電荷
2.帶電微粒所帶電量不可能是下列值中的 ( )
A.2.4×10-19C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-18C D.4.0×10-17C
.3.關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實質(zhì),下列說法中正確的是 ( )
A.摩擦起電說明機械能可以轉(zhuǎn)化為電能,也說明通過做功可以創(chuàng)造出電荷
B.摩擦起電說明電荷可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體
C.感應(yīng)起電說明電荷可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一個部分
D.感應(yīng)起電說明電荷可以從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來不帶電的物體
4.如圖所示,原來不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN,在其兩端下面都懸掛著金屬驗電箔.若使帶負(fù)電的絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體的M端,可能看到的現(xiàn)象是( )
A.只有M端驗電箔張開,且M端帶正電
B.只有N端驗電箔張開,且N端帶負(fù)電
C.兩端的驗電箔都張開,且左端帶負(fù)電,右端帶正電
D.兩端的驗電箔都張開,且左端帶正電,右端帶負(fù)電
5. 如圖所示,A.B是被絕緣支架分別架起的金屬球,并相隔一定距離,其中A帶正電,B不帶電,則以下說法中正確的是( )
A.導(dǎo)體B帶負(fù)電
B.導(dǎo)體B左端出現(xiàn)負(fù)電荷,右端出現(xiàn)正電荷,并且電荷量大小相等
C.若A不動,將B沿圖中虛線分開,則左邊的電荷量小于右邊的電荷量
D.若A、B接觸一下,A、B金屬體所帶總電荷量保持不變
6科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時,為了方便,常常用元電荷作為電量的單位,關(guān)于元電荷,下列論述正確的是:( )
A.把質(zhì)子或電子叫元電荷. B.電子帶有最小的負(fù)電荷,其電量的絕對值叫元電荷.
C.1.60×10-19C的電量叫元電荷 D.質(zhì)子帶有最小的正電荷,其電量的絕對值叫元電荷.
教后記:
1、 學(xué)生對三種起電方式展開了激烈的討論,還例舉了生活中的靜電現(xiàn)象。
對點電荷、元電荷、質(zhì)子電量、電子電量之間關(guān)系下節(jié)課還要復(fù)習(xí)。
1.用毛皮摩擦橡膠棒時,橡膠棒帶 電荷,毛皮帶 電荷.當(dāng)橡膠棒帶有3.2×10-9庫侖的電量時,電荷量為1.6 ×10-19庫侖的電子有 個從 移到 上.
2.絕緣細線上端固定,下端懸掛一輕質(zhì)小球a,a的表面鍍有鋁膜.在a的近旁有一絕緣金屬球b,開始時a、b都不帶電,如圖所示.現(xiàn)使b帶電,則 ( )
A.a(chǎn)b之間不發(fā)生相互作用 B.b將吸引a,吸在一起不分開
C.b立即把a排斥開 D.b先吸引a,接觸后又把a排斥開
3.關(guān)于電現(xiàn)象的敘述,正確的是 ( )
A.玻璃棒無論與什么物體摩擦都帶正電,膠木棒無論與什么物體摩擦都帶負(fù)電.
B.摩擦可以起電,是普遍存在的現(xiàn)象,相互摩擦的兩個物體總是同時帶等量異種電荷.
C.帶電現(xiàn)象的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,物體得到多余電子就一定顯負(fù)電性,失去電子就一定顯正電性.
D.當(dāng)一種電荷出現(xiàn)時,必然有等量異號的電荷出現(xiàn),當(dāng)一種電荷消失時,必然有等量異號電荷同時消失
高中物理教案6
教學(xué)目標(biāo):
(1)理解簡諧振動的判斷,掌握全過程的特點;
(2)理解簡諧振動方程的物理含義與應(yīng)用;
能力目標(biāo):
(1)培養(yǎng)對周期性物理現(xiàn)象觀察、分析;
(2)訓(xùn)練對物理情景的理解記憶;
教學(xué)過程:
。ㄒ唬、簡諧振動的周期性:周期性的往復(fù)運動
(1)一次全振動過程:基本單元
平衡位置O:周期性的往復(fù)運動的對稱中心位置
振幅A:振動過程振子距離平衡位置的最大距離
(2)全振動過程描述:
周期T:完成基本運動單元所需時間
T=2π
頻率f:1秒內(nèi)完成基本運動單元的次數(shù)
T=
位移S:以平衡位置O為位移0點,在全振動過程中始終從平衡位置O點指向振子所在位置
速度V:物體運動方向
。ǘ⒑喼C振動的.判斷:振動過程所受回復(fù)力為線性回復(fù)力
。‵=-KX)K:簡諧常量
X:振動位移
簡諧振動過程機械能守恒:KA2=KX2+mV2=mVo2
。ㄈ、簡諧振動方程:
等效投影:勻速圓周運動(角速度ω=π)
位移方程:X=Asinωt
速度方程:V=Vocosωt
加速度:a=sinωt
線性回復(fù)力:F=KAsinωt
上述簡諧振動物理參量方程反映振動過程的規(guī)律性
簡諧振動物理參量隨時間變化關(guān)系為正余弦圖形
課堂思考題:(1)簡諧振動與一般周期性運動的區(qū)別與聯(lián)系是什么?
。2)如何準(zhǔn)確描述周期性簡諧振動?
。3)你知道的物理等效性觀點應(yīng)用還有哪些?
。ㄋ模、典型問題:
。1)簡諧振動全過程的特點理解類
例題1、一彈簧振子,在振動過程中每次通過同一位置時,保持相同的物理量有()
A速度B加速度C動量D動能
例題2、一彈簧振子作簡諧振動,周期為T,()
A.若t時刻和(t+Δt)時刻振子運動位移的大小相等、方向相同,則Δt一定等于T的整數(shù)倍;
B.若t時刻和(t+Δt)時刻振子運動速度的大小相等、方向相反;
C.若Δt=T,則在t時刻和(t+Δt)時刻振子運動加速度一定相等;
D.若Δt=T/2,則在t時刻和(t+Δt)時刻彈簧的長度一定相等
同步練習(xí)
練習(xí)1、一平臺沿豎直方向作簡諧運動,一物體置于振動平臺上隨臺一起運動.當(dāng)振動平臺處于什么位置時,物體對臺面的正壓力最小
A.當(dāng)振動平臺運動到最低點
B.當(dāng)振動平臺運動到最高點時
C.當(dāng)振動平臺向下運動過振動中心點時
D.當(dāng)振動平臺向上運動過振動中心點時
練習(xí)2、水平方向做簡諧振動的彈簧振子其周期為T,則:
A、若在時間Δt內(nèi),彈力對振子做功為零,則Δt一定是的整數(shù)倍
B、若在時間Δt內(nèi),彈力對振子做功為零,則Δt可能小于
C、若在時間Δt內(nèi),彈力對振子沖量為零,則Δt一定是T的整數(shù)倍
D、若在時間Δt內(nèi),彈力對振子沖量為零,則Δt可能小于
練習(xí)3、一個彈簧懸掛一個小球,當(dāng)彈簧伸長使小球在位置時處于平衡狀態(tài),現(xiàn)在將小球向下拉動一段距離后釋放,小球在豎直方向上做簡諧振動,則:
A、小球運動到位置O時,回復(fù)力為零;
B、當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長時,小球的速度最大;
C、當(dāng)小球運動到最高點時,彈簧一定被壓縮;
D、在運動過程中,彈簧的最大彈力大于小球的重力;
。2)簡諧振動的判斷證明
例題、在彈簧下端懸掛一個重物,彈簧的勁度為k,重物的質(zhì)量為m。重物在平衡位置時,彈簧的彈力與重力平衡,重物停在平衡位置,讓重物在豎直方向上離開平衡位置,放開手,重物以平衡位置為中心上下振動,請分析說明是否為簡諧振動,振動的周期與何因素有關(guān)?
解析:當(dāng)重物在平衡位置時,假設(shè)彈簧此時伸長了x0,
根據(jù)胡克定律:F=kx由平衡關(guān)系得:mg=kx0
確定平衡位置為位移的起點,當(dāng)重物振動到任意位置時,此時彈簧的形變量x也是重物該時刻的位移,此時彈力F1=kx
由受力分析,根據(jù)牛頓第二定律F=Ma得:F1–mg=ma
由振動過程中回復(fù)力概念得:F回=F1–mg
聯(lián)立(1)、(3)得:F回=kx-kx0=k(x-x0)
由此可得振動過程所受回復(fù)力是線性回復(fù)力即回復(fù)力大小與重物運動位移大小成正比,其方向相反,所以是簡諧振動。
由(2)得:a=-(x-x0),結(jié)合圓周運動投影關(guān)系式:a=-ω2(x-x0)得:ω2=
由ω=π得:T=2π此式說明該振動過程的周期只與重物質(zhì)量的平方根成正比、跟彈簧的勁度的平方根成反比,跟振動幅度無關(guān)。
同步練習(xí):
用密度計測量液體的密度,密度計豎直地浮在液體中。如果用手輕輕向下壓密度計后,放開手,它將沿豎直方向上下振動起來。試討論密度計的振動是簡諧振動嗎?其振動的周期與哪些因素有關(guān)?
。3)簡諧振動方程推導(dǎo)與應(yīng)用
例題:做簡諧振動的小球,速度的最大值vm=0.1m/s,振幅A=0.2m。若從小球具有正方向的速度最大值開始計時,求:(1)振動的周期(2)加速度的最大值(3)振動的表達式
解:根據(jù)簡諧振動過程機械能守恒得:KA2=mVm2
=Vm2/A2=0.25由T=2π=4π
a=-A=0.05(m/s2)由ω=π=0.5由t=0,速度最大,位移為0則
Acosφ=0v=-ωAsinφ則φ=-π/2即有x=0.2cos(0.5t–0.5π)
高中物理教案7
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知識目標(biāo):
。1)進一步深化對電阻的認(rèn)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(guān)系
2.能力目標(biāo):
。1)通過類比,培養(yǎng)學(xué)生分析解決三個變量之間關(guān)系的科學(xué)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(xué)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(xué)生安全用電的意識
。2)通過我國對超導(dǎo)現(xiàn)象的研究介紹,激發(fā)學(xué)生愛國和奮發(fā)學(xué)習(xí)的精神。
二、教學(xué)重點、難點分析
1.重點:電阻定律
2.難點:電阻率
3.疑點:超導(dǎo)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(xué)生觀察)探索,最后用科學(xué)的處理方法導(dǎo)出定律,這樣加深了學(xué)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(dǎo)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(xué)方法:
實驗演示,啟發(fā)式教學(xué)
四、教 具:
電阻定律示教板(含金屬絲) 學(xué)生電源 電流表 伏特表 滑動變阻器 電鍵 導(dǎo)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(xué)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(dǎo)體兩端的電壓U或降低導(dǎo)體電阻R即可。
2.R=U/I的含義,如何測定電阻(讓學(xué)生自己設(shè)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(guān),那么它由誰決定呢?
(二)進行新課
1.探索定律——電阻定律
、賀可能與哪些因素有關(guān)?(科學(xué)猜想)
。ú牧稀㈤L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)
③演示實驗 幻燈投影電路圖。
A.出示電阻定律示教板、金屬材料
B.教師與學(xué)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(dǎo)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(guān)
b)定理推理
2.電阻定律
①內(nèi)容——在溫度不變時,導(dǎo)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——
①單位 歐米
、谖锢硪饬x 反映材料導(dǎo)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(dǎo)體電阻。
、蹨y量——學(xué)生思考
。ɑ脽敉队皶154頁各材料電阻率——20℃時)
引導(dǎo)學(xué)生結(jié)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(guān)系
由表格上面寫著20℃,要學(xué)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(guān)。
[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?qū)w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(jié)、擴展
打開計算機,利用多媒體教學(xué)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(xué)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(guān)系,關(guān)于超導(dǎo)的應(yīng)用有待同學(xué)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
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.大小:(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,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,細桿所受的摩擦力可能為零.②中導(dǎo)電細桿受到豎直向上的安培力,摩擦力可能為零.③中導(dǎo)電細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. 一、教學(xué)目標(biāo) 1.知道非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化情況,并能進行相關(guān)計算。 2.通過純電阻電路和非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化過程中的對比,提高歸納總結(jié)、對比分析的能力。 3.提高物理學(xué)習(xí)興趣,發(fā)現(xiàn)生活中的物理知識。 二、教學(xué)重難點 【重點】非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化。 【難點】純電阻、非純電阻電路的.區(qū)分,純電阻電路和非純電阻電路在能量轉(zhuǎn)化過程中的區(qū)別。 三、教學(xué)過程 (一)新課導(dǎo)入 復(fù)習(xí)導(dǎo)入:提問焦耳定律討論的是電路中怎樣的能量轉(zhuǎn)化情況?學(xué)生回答電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的情況。 進一步提問:實際中有些電路除含有電阻外還含有其他負(fù)載,如電動機,那電動機的能量轉(zhuǎn)化情況又是如何呢?進而引入新課——《電路中的能量轉(zhuǎn)化》。 (二)新課講授 1.非純電阻電路中的能量轉(zhuǎn)化 提問:結(jié)合生活經(jīng)驗,電動機是將消耗的電能全部轉(zhuǎn)化成機械能了嗎? 學(xué)生回答:電動機除了將電能轉(zhuǎn)化成機械能以外,還有一部分電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。 小組討論:當(dāng)電動機接上電源后,會帶動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動,這里涉及哪些功率?功率間的關(guān)系又如何? 教學(xué)目的 1.了解組成物質(zhì)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(guān)。 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(xué)重點 物體的內(nèi)能是一個重要的概念,是本章教學(xué)的一個重點。學(xué)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(guān)系。 教學(xué)難點 分子勢能。 教學(xué)過程 一、復(fù)習(xí)提問 什么樣的能是勢能?彈性勢能的大小與彈簧的形變關(guān)系怎樣? 二、新課教學(xué) 1.分子動能。 (1)組成物質(zhì)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(yīng)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(xué)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(jié)論應(yīng)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(biāo)志。 2.分子勢能。 。1)根據(jù)復(fù)習(xí)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(guān)系。 提問:分子力與分子間距離有什么關(guān)系? 應(yīng)答:當(dāng)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(dāng)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(dāng)r< p=""> 小結(jié):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(減小)則宏觀表現(xiàn)為物體體積增大(減。?梢姺肿觿菽芨矬w體積有關(guān)。 。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。 ①物體的內(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(zhì)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(yīng)答,質(zhì)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(zhì)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(dāng)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(dāng)水汽凝結(jié)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(xué)生討論題: ①靜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|(zhì)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(zhì)量不等的兩杯水,哪一杯水具有較大的內(nèi)能? 最后總結(jié)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(guān)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(biāo) 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(biāo)內(nèi)能、熱量概念的建立. 導(dǎo)入示標(biāo)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(biāo)三導(dǎo)學(xué)做思一:物體的內(nèi)能 問題1:組成物質(zhì)的分子在不停地做熱運動,分子應(yīng)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(yīng)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(jié):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(dāng)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(jié):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(guān). 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(rèn)為他們的說法正確嗎?說出理由. 小結(jié):一切物體都具有內(nèi)能.物體的內(nèi)能還與質(zhì)量有關(guān). 問題3:處理例1和變式練習(xí)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(zhì),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(fù)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(jié):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(jié):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(xí)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(dāng)把塞子沖出時,管內(nèi)的酒精蒸氣對塞子做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能.正確的答案為A選項. 答案:A 變式練習(xí) 讓學(xué)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(xué)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(jié):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(jié):在熱傳遞過程中,高溫物體放出熱量,溫度降低,內(nèi)能減。坏蜏匚矬w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. 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行分類,潛移默化的對學(xué)生進行了方法教育。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。 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、能熟練說出平拋運動的概念、性質(zhì)、物體做平拋運動的條件 2、理解平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向自由落體運動 3、用分解的思想處理平拋運動問題,探究平拋運動的`基本規(guī)律。 【重點難點】 重點:解決平拋運動問題的基本思路 難點:用分解的思想理解平拋運動 預(yù)習(xí)案 【使用說明及學(xué)法指導(dǎo)】 1、通讀教材,熟記本節(jié)基本概念、規(guī)律,然后完成問題導(dǎo)學(xué)中問題和預(yù)習(xí)自測。2、問題導(dǎo)學(xué)中 “處理平拋運動問題的基本思路”是本節(jié)內(nèi)容的核心和基礎(chǔ),是解決平拋運動問題的前提和關(guān)鍵,應(yīng)重點理解和熟練把握。3、如有不能解決的問題,可再次查閱教材或其他參考書。4、記下預(yù)習(xí)中不能解決的問題,待課堂上與老師同學(xué)共同探究。5、限時15分鐘。 【問題導(dǎo)學(xué)】 1、什么是平拋運動? 2、物體做平拋運動的條件是什么? 3、什么是勻變速運動?平拋運動是勻變速運動嗎? 4、處理平拋運動問題的基本思路:平拋運動可分解為水平方向的 和豎直方向的 。物體從O點開始平拋,t時間后到達P點。在圖中畫出t時間內(nèi)位移S、t時刻的速度v如圖。把速度、位移沿x、y方向分解如上圖,則 水平方向分速度vx= ,水平方向分位移x = 。 豎直方向分速度vy= , 豎直方向分位移y = 。 合速度公式V = ,其方向tanα = (α為v與水平方向夾角); 合位移公式S = ,其方向tanβ = (α為v與水平方向夾角)。 教學(xué)目標(biāo): 1、理解麥克斯韋電磁場理論的兩個支柱:變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場。了解變化的電場和磁場相互聯(lián)系形成同一的電磁場。 2、 了解電磁場在空間傳播形成電磁波。 3、 了解麥克斯韋電磁場理論以及赫茲實驗在物理學(xué)發(fā)展中的貢獻。體會兩位科學(xué)家研究物理問題的思想方法。 教學(xué)過程: 一、偉大的預(yù)言 說明:法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象那年,麥克斯韋在蘇格蘭愛丁堡附近誕生,從小就表現(xiàn)出了驚人的數(shù)學(xué)和物理天賦,他從小熱愛科學(xué),喜歡思考,1854年從劍橋大學(xué)畢業(yè)后,精心研讀了法拉第的著作,法拉第關(guān)于“場”和“力線”的思想深深吸引了麥克斯韋,但麥克斯韋也發(fā)現(xiàn)了法拉第定性描述的弱點,那就是不能定量的描述電場和磁場的關(guān)系。因此,這位初出茅廬的科學(xué)家決定用他的數(shù)學(xué)才能來彌補。1860年初秋,麥克斯韋特意去拜訪法拉第,兩人雖然在年齡上相差四十歲,在性情、愛好、特長方面也迥然各異,可是對物質(zhì)世界的看法卻產(chǎn)生了共鳴。法拉第鼓勵麥克斯韋:“你不應(yīng)停留在數(shù)學(xué)解釋我的觀點”,而應(yīng)該突破它。 說明:麥克斯韋學(xué)習(xí)了庫侖、安培、奧斯特、法拉第、亨利的研究成果,結(jié)合了自己的創(chuàng)造性工作,最終建立了經(jīng)典電磁場理論。 說明:法拉第電磁感應(yīng)定律告訴我們:閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化就能產(chǎn)生感應(yīng)電流,我們知道電荷的定向移動形成電流,為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?一定是有了感應(yīng)電場,因此,麥克斯韋認(rèn)為,這個法拉第電磁感應(yīng)的實質(zhì)是變化的磁場產(chǎn)生電場,電路中的電荷就在這個電場的作用下做定向移動,產(chǎn)生了感應(yīng)電流。即使變化的磁場周圍沒有閉合電路,同樣要產(chǎn)生電場。變化的磁場產(chǎn)生電場,這是一個普遍規(guī)律 說明:自然規(guī)律存在著對稱性與和諧性,例如有作用力就有反作用力。既然變化的磁場能夠產(chǎn)生電場,那么變化的'電場能否產(chǎn)生磁場呢?麥克斯韋大膽地假設(shè),變化的電場能夠產(chǎn)生磁場。 問:什么現(xiàn)象能夠說明變化的電場能夠產(chǎn)生磁場?(例如通電螺線管中的電流發(fā)生變化,那么螺線管內(nèi)部的磁場要發(fā)生變化) 說明:根據(jù)這兩個基本論點,麥克斯韋推斷:如果在空間在空間某區(qū)域中有不均勻變化的電場,那么這個變化的電場能夠引起變化的磁場,這個變化的磁場又引起新的變化的電場.........這樣變化的電場引起變化的磁場,變化的磁場又引起變化的電場,變化的電場和磁場交替產(chǎn)生,由近及遠傳播就形成了電磁波。 二、電磁波 問:在機械波的橫波中,質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向之間有何關(guān)系?(兩者垂直) 說明:根據(jù)麥克斯韋的理論,電磁波中的電場強度和磁感應(yīng)強度互相垂直,而且兩者均與電磁波的傳播方向垂直,電磁波是橫波。 問:電磁波以多大的速度傳播呢?(以光速C傳播) 問:在機械波中是位移隨時間做周期性變化,在電磁波中是什么隨時間做周期性變化呢?(電場強度E和磁感應(yīng)強度B) 三、赫茲的電火花 說明:德國科學(xué)家赫茲證明了麥克斯韋關(guān)于電磁場的理論 板書設(shè)計 一、偉大的預(yù)言 1、變化的磁場產(chǎn)生電場 變化的電場產(chǎn)生磁場 2、變化的電場和磁場交替產(chǎn)生,由近及遠傳播形成電磁波 二、電磁波 1、電磁波是橫波,E和B互相垂直,而且兩者均與電磁波的傳播方向垂直÷ 2、電磁波以光速C傳播) 3、電磁波中電場強度E和磁感應(yīng)強度B隨時間做周期性變化 三、赫茲的電火花 赫茲證明了麥克斯韋關(guān)于電磁場的理論 一、設(shè)計實驗 讓學(xué)生闡述自己進行實驗的初步構(gòu)想。 、倨鞑。 、陔娐贰 、鄄僮。 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。 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。 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;軌道半徑越小,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?梢娙f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?紤]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,其運動速度越小。現(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。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,將會遠離地球表面。而衛(wèi)星遠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)遠離地球。衛(wèi)星離地面更遠了,速度也進一步減小,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。可見,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,小球與地球儀用細線相連,細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。 、呕鸺@太陽公轉(zhuǎn),則 得:………………① 、频厍蚶@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】相關(guān)文章: 高中物理教案03-05 高中物理教案《功率》08-24 高中物理教案范文11-02 [精品]高中物理教案06-16 高中物理教案(精品)06-29 高中物理教案優(yōu)秀09-26 高中物理教案(15篇)02-15 高中物理教案13篇01-09 高中必修一物理教案02-14 高中物理教案表格模板01-28高中物理教案9
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