高一物理教案集锦15篇
作为一名老师,通常会被要求编写教案,借助教案可以让教学工作更科学化。那要怎么写好教案呢?以下是小编为大家收集的高一物理教案,欢迎阅读与收藏。
高一物理教案1
【学习目标】
1.根据实例归纳圆周运动的运动学特点,知道它是一种特殊的曲线运动,知道它与一般曲线运动的关系。
2.理解表征圆周运动的物理量,利用各物理量的定义式,阐述各物理量的含义及相互关系。
3.知道圆周运动在实际应用中的普遍性。用半径、线速度、角速度的关系揭示生活、生产中的圆周运动实例。从而对圆周运动的规律有更深刻的领悟。
【阅读指导】
1.圆周运动是____________的一种,从地上物体的运动到各类天体的运动,处处体现着圆周运动或椭圆运动的和谐之美。物体的___________________的运动叫做圆周运动。
2.在课本图2-1-1中,从运动学的角度看有什么共同的特点:_____________________ ________________________________________________________________。
3.在圆周运动中,最简单的一种是______________________。
4.如果质点沿圆周运动,在_____________________________,这种运动就叫做匀速圆周运动。
5.若在时间t内,做匀速圆周运动的质点通过的弧长是s,则可以用比值________来描述匀速圆周运动的快慢,这个比值代表___________________________,称为匀速圆周运动的_____________。
6.匀速圆周运动是一种特殊的曲线运动,它的线速度就是________________。这是一个________量,不仅有大小,而且有方向。圆周运动中任一点的'线速度方向就是_______________。因此,匀速圆周运动实际是一种__________运动。这里所说的“匀速”是指________________的意思。
7.对于做匀速圆周运动的质点,______________________________的比值,即单位时间内所转过的角度叫做匀速圆周运动的_________________,表达式是____________,单位是_____________,符号是________;匀速圆周运动是_______________不变的运动。
8.做匀速圆周运动的物体__________________________叫做周期,用符号____表示。周期是描述________________的一个物理量。做匀速圆周运动的物体,经过一个周期后会_____________________。
9.在匀速圆周运动中,线速度与角速度的关系是_______________________。
10.任何一条光滑的曲线,都可以看做是由___________________组成的,__________叫做曲率半径,记作_____,因此我们就可以把物体沿任意曲线的运动,看成是__________
______________的运动。
【课堂练习】
夯实基础
1.对于做匀速圆周运动的物体,下列说法中正确的是( )
A.相等的时间内通过的路程相等
B.相等的时间内通过的弧长相等
C.相等的时间内通过的位移相等
D.相等的时间内通过的角度相等
2.做匀速圆周运动的物体,下列哪些物理量是不变的( )
A.速率 B.速度 C.角速度 D.周期
3.某质点绕圆周运动一周,下述说法正确的是( )
A.质点相对于圆心是静止的 B.速度的方向始终不变
C.位移为零,但路程不为零 D.路程与位移的大小相等
4.做匀速圆周运动的物体,其线速度大小为3m/s,角速度为6 rad/s,则在0.1s内物体通过的弧长为________m,半径转过的角度为_______rad,半径是_______m。
5.A、B两质点分别做匀速圆周运动,在相同的时间内,它们通过的弧长之比sA:sB=2:3,而转过的角度之比 =3:2,则它们的周期之比TA:TB=________,角速度之比 =________,线速度之比vA:vB=________,半径之比RA:RB=________。
6.如图所示的传动装置中,已知大轮A的半径是小轮B半径的3倍,A、B分别在边缘接触,形成摩擦转动,接触点无打滑现象,B为主动轮,B转动时边缘的线速度为v,角速度为ω,试求:
(1)两轮转动周期之比;
(2)A轮边缘的线速度;
(3)A轮的角速度。
能力提升
7.如图所示,直径为d的圆筒,正以角速度ω绕轴O匀速转动,现使枪口对准圆筒,使子弹沿直径穿过,若子弹在圆筒旋转不到半圈时,筒上先后留下a、b两弹孔,已知aO与bO夹角60°,则子弹的速度为多大?
8.一个大钟的秒针长20cm,针尖的线速度是________m/s,分针与秒针从重合至第二次重合,中间经历的时间为________s。
第1节 描述圆周运动
【阅读指导】
1. 曲线运动,运动轨迹是圆的。
2. 做圆周运动的物体通常不能看作质点;物体各部分的轨迹都不尽相同,但它们是若干做圆周运动的质点的组合;做圆周运动的各部分的轨迹可能不同,但轨迹的圆心相同。
3.快慢不变的匀速(率)圆周运动。
4.相等的时间里通过的圆弧长度相等。
5.S/t,单位时间所通过的弧长,线速度。
6.质点在圆周运动中的瞬时速度,矢,圆周上该点切线的方向,变速,速率不变的。
7.连接质点和圆心的半径所转过的角度,角速度,ω=φ/t,弧度每秒,rad/s,角速度。
8.运动一周所用的时间,T,匀速圆周运动快慢,重复回到原来的位置及运动方向。
9. V=Rω。
10.一系列不同半径的圆弧,这些圆弧的半径;ρ;物体沿一系列不同半径的小段圆弧。
【课堂练习】
1. A 2. A、C、D 3. C 4. 0.3,0.6,0.5.5. 1:2,2:1,1:4。
6.小。7. V=3dω/2π
高一物理教案2
学习目标:
1。 知道位移的概 念。知道它是表示质点位置变动的物理量,知道它是矢量,可以用 有向线段来表示。
2。 知道路程和位移的区别。
学习重点: 质点的概念
位移的矢量性、概念。
学习难点:
1。对质点的理解。
2。位移和路程的区别。
主要内容:
一、质点:
定义:用来代替物体的具有质量的点,叫做质点。
质点是一种科学的抽象,是在研究物体运动时,抓住主要因素,忽略次要因素,是对实际物体的近似,是一个理想化模型。一个物体是否可以视为质点,要具体的研究情况具体分析 。
二、路程和位移
2。路程:质点实际运动轨迹的长度,它只有大小没
有方向,是标量。
3。位移:是表示质点位置变动的物理量,有大小和方向,是矢量。它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段表示,位移的大小等于质点始末位置间的距离,位移的方向由初位置指 向末位置,位移只取决于初末位置,与运动路径无关。
4。 位移和路程的区别:
5。一般来说,位移的大小不等于路程。只有质点做方向不变的直线运动时大小才等于路程。
【例一】下列几种运动中的物体,可以看作质点的是( )
A。研究从广州飞往北京时间时的飞机
B。绕地轴做自转的地球
C。绕太阳公转的地球
D。研究在平直公路上行驶速度时的汽车
【例二】中学的垒球场的内场是一个边长为16。77m的正方形,在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒。一位球员击球后,由本垒经一垒、一垒二垒跑到三垒。他运动的路程是多大?位移是多大?位移的方向如何?
课堂训练:
1。以下说法中正确的是( )
A。两个物体通过的路程相同,则它们的位移的大小也一 定相同。
B。两个物体通过的路程不相同,但位移的大小和方向可能相同。
C。一个物体在某一运动中,位移大小可能大于所通过的`路程。
D。若物体做单一 方向的直线运动,位移的大小就等于路程。
2。如图甲,一根细长的弹簧系着一个小球,放在光滑的桌面 上。手握小球把弹簧拉长,放手后小球便左右来回运动,B为小球向右到达的最远位置。小球向右经过中间位置O时开始计时,其经过各点的时刻如图乙所示。若测得OA=OC=7cm,AB=3cm,则自0时刻开始:
a。0。2s内小球发生的位移大 小是____,方向向____,经过的路程是_____。
b。0。6s内小球发生的位移大小是_____,方向向____,经过的路程是____。
c。0。8s 内小球发生的位移是____,经过的路程是____。
d。1。0s内小球发生的位移大小是____,方向向______,经过的路程是____。
3。关于质点运动的位移和路程,下列说法正确的是( )
A。质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段,是矢量。
B。路程就是质点运动时实际轨迹的长度,是标量。
C。任何质点只要做直线运动,其位移的大小就和路程相等。
D。位移是矢量,而路程是标量,因而位移不可能和路程相等。
4。下列关于路程和位移的说法,正确的是( )
A。位移就是路程。 B。位移的大小永远不等于路程。
C。若物体作单一方向的直线运动,位移的大小就等于路程。
D。位移是矢量,有大小而无方向,路程是标量,既有大小,也有方向。
5。关于质点的位移和路程,下列说法正确的是( )
A。位移是矢量,位移的方向就是质点运动的方向。
B。路程是标量,也是位移的大小。
C。质点做直线运动时,路程等于其位移的大小。
D。位移的数值一定不会比路程大。
6。下列关于位移和路程的说法,正确的是( )
A。位移和路程的大小总相等,但位移是矢量,路程是标量。
B。位移描述的是直线运动,路程描述的是曲线运动。
C。位移取决于始、末位置,路程取决于实际运动路径。
D。运动物体的路程总大于位移。
7。以下运动物体可以看成质点的是:( )
A。研究地球公转时的地球 B。研究自行车在公路上行驶速度时的自行车
C。研究地 球自转时的地球 D。研究列车通过某座大桥所用时间时的列车
三、矢量和标量
四、直线运动的位置和位移
课堂训练
课后作业:
阅读材料: 我国古代关于运动的知识
我国在先秦的时候,对于运动就有 热烈的争论,是战国时期百家争鸣的一个题目。《庄子》书上记载着,公孙龙曾提出一个奇怪的说法,叫做飞 鸟之影未尝动也。按常识说,鸟在空中飞,投到地上的影当然跟着鸟的移动而移动。但公孙龙却说鸟影并没有动。无独有偶,当时还有人提出镞矢之疾;有不行不止之时,一支飞速而过的箭,哪能不行不止呢?既说不行,又怎能不止呢?乍看起来,这些说法实在是无稽之谈,也可以给它们戴一顶诡辩的帽子。
但是事情并不这么简单。这个说法不但不是诡辩,而且还包含着辩证法的正确思想。恩格斯曾经指出,运动本身就是矛盾,甚至简单的机械的位移之所以能够实现,也只是因为物体在同一 瞬间既在一个地方又在另一个地方,既在同一个地方又不在同一个地方。这种矛盾的连续产生和同时解决正好就是运动。因为运动体的位置随时间而变化,某一时刻在A点,在随之而来的另一时刻,就在相邻的B点,因此,也就有一个时刻,它既在A点又不在A点,既在B点又不在B点。在这时刻,物体岂不是不行不止吗?再者,在一定的时间t内,物体前进一段距离s,当这时间变小,s随之变小;当t趋近于零时,s也趋近于零。也就是说,在某一瞬间,即某一时刻,运动体可以看作是静止的,所以飞鸟之影确实有未 尝动的时候,对于运动的这种观察和分析实在是十分深刻的。这同他们能够区分时间与时刻的观念很有关系。《墨经》对于鸟影问题又有他们自己的理解,说那原因在于改为。认为鸟在A点时,影在A点,当鸟到了相邻的B点,影也到了相邻的B点。此时A上的影已经消失,而在B处另成了一个影,并非A上的影移 动到B上来,这也是言之有理的。
机械运动只能在空间和时间中进行,运动体在单位时间内所经历的空间长度,就是速率。《墨经下》第65条之所述就包含着这方面的思想。《经说》云:行,行者必先近而后远。远近,修也;先后,久也。民行修必以久也。这里的文字是明明白白的,修指空间距离的长短。那意思是,物体运动在空间里必由近及远。其所经过的空间长度一定随时间而定。这里已有了路程随时间正变的朴素思想,也隐隐地包含着速率的观念了。
东汉时期的著作《尚书纬考灵曜》中记载地球运动时说:地恒动不止而人不知,譬如人在大舟中,闭牖(即窗户)而坐,舟行不觉也。
这是对机械运动相对性的十分生动和浅显的比喻。哥白尼①在叙述地球运动时 也不谋而合地运用了十分类似的比喻*。
高一物理教案3
【学习目标】
1、知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性。
2、知道质点的平均速度和瞬时速度等概念。
3、知道速度和速率以及它们的区别。
4、会用公式计算物体运动的平均速度。
【学习重点】
速度、瞬时速度、平均速度三个概念,及三个概念之间的联系。
【学习难点】
平均速度计算
【方法指导】
自主探究、交流讨论、自主归纳
【知识链接】
【自主探究】
知识点一:坐标与坐标的变化量
【阅读】P15 “坐标与坐标的变化量”一部分,回答下列问题。
A级 1、物体沿着直线运动,并以这条直线为x坐标轴,这样物体的位置就可以用 来表示,物体的位移可以通过 表示,Δx的大小表示 ,Δx的正负表示
【思考与交流】1、汽车在沿x轴上运动,如图1—3—l表示汽车从坐标x1=10 m,在经过一段时间之后,到达坐标x2=30 m处,则Δx = ,Δx是正值还是负值?汽车沿哪个方向运动?如果汽车沿x轴负方向运动,Δx是正值还是负值?
2、如图1—3—l,用数轴表示坐标与坐标的变化量,能否用数轴表示时间的变化量?怎么表示?
3、绿妹在遥控一玩具小汽车,她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动,开始时在某一标记点东2 m处,第1s末到达该标记点西3m处,第2s末又处在该标记点西1m处。分别求出第1s内和第2s内小车位移的`大小和方向。
知识点二:速度
【阅读】P10第二部分:速度完成下列问题。
实例:北京时间8月28日凌晨2点40分,雅典奥林匹克体育场,这是一个值得所有中国人铭记的日子,21岁的上海小伙刘翔像闪电一样,挟着狂风与雷鸣般的怒吼冲过终点,以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子110米栏冠军,12秒91的成绩平了由英国名将科林约翰逊1993年8月20日在德国斯图加特创造的世界纪录,改写了奥运会纪录。那么请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢?试举例说明。
【思考与交流】
1、以下有四个物体,如何比较A和B、B和D、B和C的运动快慢?
初始位置(m) 经过时间(s) 末了位置(m)
A。自行车沿平直道路行驶 0 20 100
B。公共汽车沿平直道路行驶 0 10 100
C火车沿平直轨道行驶 500 30 1 250
D。飞机在天空直线飞行 500 10 2 500
A级1、为了比较物体的运动快慢,可以用 跟发生这个位移所用 的比值,表示物体运动的快慢,这就是速度。
2、速度公式v=
3、单位:国际单位m/s或ms-1,常用单位km/h或kmh-1 , ㎝/s或㎝s-1
4、速度的大小在数值上等于 的大小;速度的方向就是物体 的方向 , 位移是矢量,那速度呢?
问题:我们初中时曾经学过“速度”这个物理量,今天我们再次学习到这个物理量,那大家仔细比较分析一下,我们今天学习的“速度”跟初中学习的“速度”一样吗?如果不一样,有什么不同?
知识点三:平均速度和瞬时速度
一般来说,物体在某一段时间内,运动的快慢不一定时时一样,所以由v=Δx/Δt求得速度,表示的只是物体在时间Δt内的 快慢程度,称为: 速度。
平均速度的方向由_______________的方向决定,它的_____________表示这段时间内运动的快慢。所以平均速度是 量,
1、甲百米赛跑用时12。5秒,求整个过程中甲的速度是多少?那么我们来想一想,这个速度是不是代表在整个12。5秒内速度一直都是这么大呢?
2、前面的计算中我们只能知道百米赛跑中平均下来是每秒8米,只能粗略地知道物体运动的快慢,如果我想知道物体某个时刻的速度如10秒末这个时刻的速度,该如何计算呢?
【思考与交流】
教材第16页,问题与练习2,这五个平均速度中哪个接近汽车关闭油门时的速度?
总结:质点从t到t+△t时间内的平均速度△x/t△中,△t取值 时,这个值就可以认为是质点在时刻的瞬时速度。
问题:下列所说的速度中,哪些是平均速度,哪些是瞬时速度?
1。 百米赛跑的运动员以9。5m/s的速度冲过终点线。
2。 经过提速后,列车的速度达到150km/h。
3。 由于堵车,在隧道中的车速仅为1。2m/s。
4。 返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋中。
5。 子弹以800m/s的速度撞击在墙上。
知识点三:速度和速率
学生阅读教材第16页相应部分的内容并填空:
速度既有 ,又有 ,是 量,速度的 叫速率,速率是 量。
问题:在日常生活中我们也常常用到“速度”这个词,那我们平时所讲的“速度”在物理学中的哪个速度呢?平均速度还是瞬时速度?举例:
高一物理教案4
学习目标
1、会用左手定则来判断安培力的方向,
2、通过磁感应强度的定义得出安培力的计算公式,应会用公式F=BIL解答有关问题、
3、知道磁电式电流表的工作原理。
学习重、难点用左手定则判定安培力方向;用安培力公式计算
学法指导自主、合作、探究
知识链接1.磁感应强度的定义式: 单位:
2.磁通量计算式: 单位:
3.磁通密度是指: 计算式为 。
学习过程用案人自我创新
【自主学习】
1、安培力的方向
(1)左手定则:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内,让磁感线从掌心进入,并使四指指向 ,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受 。
(2)安培力的方向特点:尽管磁场与电流方向可以不垂直,但安培力肯总是直于电流方向、同时也垂直于磁场方向,即垂直于_____方向和_______方向所构成的平面.
2、安培力的大小:
(1)当长为L的直导线,垂直于磁场B放置,通过电流为I时,F= ,此时电流受力最 。
(2)当磁场与电流平行时,安培力F= 。
(3)当磁感应强度B的方向与通电导线的方向成时,F=
说明:以上是在匀强磁场中安培力的计算公式,非匀强磁场可以看成是很多个大小、方向不同的匀强磁场的组合,通电导线在非匀强磁场中受到的安培力,是每一小段受到的安培力的合力.
3、磁电式电流表:
(1)用途: 。
(2)依据原理: 。
(3)构造: 。
(4)优缺点:
电流表的灵敏度很高,是指通过很小的电流时,指针就可以偏转较大的角度。在使用电流表时,允许通过的电流一般都很小,使用时应该特别注意。
【范例精析】
例1、试用电流的磁场及磁场对电流的作用力的原理,证明通有同向电流的导线相互吸引,通有异向电流的导线相互推斥力.
解析:
例2、如图3-4-3所示,质量为m的导体棒AB静止在水平导轨上,导轨宽度为L,已知电源的电动势为E,内阻为r,导体棒的电阻为R,其余接触电阻不计,磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为,磁感应强度为B,求轨道对导体棒的支持力和摩擦力.
解析:
拓展:本题是有关安培力的典型问题,必须作好受力分析图,原题给出的是立体图是很难进行受力分析,应画出投影图,养成良好的受力习惯是能力培养过程中的一个重要环节.
达标检测1.关于安培力的说法中正确的是( )
A.通电导线在磁场中一定受安培力的作用
B.安培力的大小与磁感应强度成正比,与电流成正比,而与其他量无关
C.安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面
D.安培力的方向不一定垂直于通电直导线
2.下图所示的四种情况,通电导体均置于匀强磁场中,其中通电导线不受安培力的是( )
3.如图3-4-5所示,一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中,通入AC方向的电流时,悬线张力不为零,欲使悬线张力为零,可以采用的办法是( )
A、不改变电流和磁场方向,适当增大电流
B、只改变电流方向,并适当减小电流
C、不改变磁场和电流方向,适当减小磁感强度
D、同时改变磁场方向,并适当增大磁感强度
4.一根长直导线穿过载流金属环中心且垂直与金属环的平面,导线和环中的电流方向如图3-4-6所示,那么金属环受的力:( )
A.等于零 B.沿着环半径向外 C.向左 D.向右
5.如上左3图所示,一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动,线圈的四个边分别与x、y轴平行,线圈中电流方向如图,当空间加上如下所述的.哪种磁场时,线圈会转动起来?( )
A.方向沿x轴的恒定磁场 B.方向沿y轴的恒定磁场
C.方向沿z轴的恒定磁场 D.方向沿z轴的变化磁场
6.如图3-4-7所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为L,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡.当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡.由此可知( )
A、B方向垂直纸面向里,大小为(m1-m2)g/NI L
B、B的方向垂直纸面向里,大小为mg/2NI L
C、B的方向垂直纸面向外,大小为(m1-m2)g/NI L
D、B的方向垂直纸面向外,大小为mg/2NI L
7.如图3-4-8所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则( )
A、磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用
B、磁铁对桌面压力减小,受到桌面的摩擦力作用
C、磁铁对桌面压力增大,不受桌面的摩擦力作用
D、磁铁对桌面压力增大,受到桌面的摩擦力作用
8.在磁感应强度B=0.3T的匀强磁场中,放置一根长=10cm的直导线,导线中通过I=2A的电流.求以下情况,导线所受的安培力:(1)导线和磁场方向垂直;(2)导线和磁场方向的夹角为30(3)导线和磁场方向平行.
9.在两个倾角均为的光滑斜面上,放有一个相同的金属棒,分别通以电流I1和I2,磁场的磁感应强度大小相同,方向如图3-4-9中(a)、(b)所示,两金属棒均处于平衡状态,则两种情况下的电流强度的比值I1:I2为多少?
10.如图3-4-10所示,两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流,a受到的磁场力大小为F1.当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到磁场力大小变为F2,则此时b受到的磁场力大小变为( )
A、F2
B、F1-F2
C、F1+F2
D、2F1-F2
11.如图3-4-11所示,长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上,导轨宽度为d,通过的电流为I,垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B,则AB所受的磁场力的大小为( )
A.BIL B. BIdcos C.BId/sin D.BIdsin
高一物理教案5
一、教学目的:
1.知道功率是表示做功快慢的物理量。
2.理解功率的概念,能运用功率的公式P=W /t进行有关计算。
3.正确理解公式P=FVcosα的意义,知道什么是瞬时功率,什么是平均功率,并能用来解释现象和进行计算。
二、重点难点
1.理解功率的概念是本节的重点。
2.瞬时功率和平均功率计算是本节的难点。
3.机车起动问题是本节课对学生的一个能力培养点。
三、教学方法讲授、讨论、练习。
四、教具
五、教学过程:
引入新课:上节课学习了功的概念及其计算。现在我们研究下面两个问题。
(1)质量为2kg的物体在4N的水平拉力F1作用下沿F1的方向以2 m/s的速度匀速前进16m.在此过程中,有几个力对物体做功,各做功多少?此过程用多长时间?
(2)质量为2kg的物体静止在光滑水平面上,在F2=4N的水平拉力作用下前进16 m。在此过程中,有几个力对物体做功?各做功多少?此过程用多长时间?(学生自己解答,教师小结。)
中拉力做功:W11=F1S=64J;阻力做功:W12=-F1S=-64J;时间:t1=s/V=8s.
可见,力对物体做功多少,只由F、S及它们间夹角决定,与物体是否还受其它力、物体是匀速运动还是变速运动无关。再比较一下,F1、F2做功一样多,但所用时间不同。说明力对物体做功还有一个快慢问题。本节课学习做功快慢的描述问题。
板书课题:
第二节功率
进行新课:
(一)力对物体做功快慢的比较。
分析以下事例,归纳出做功快慢的比较方法:
运动的快慢用表示;速度变化快慢用表示,我们把描述力做功快慢的物理量定义为功率,这是物理学中的一个重要概念。
(二)功率的概念
1.定义:功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率。定义式:P=W/t
2.单位:国际单位为瓦(W),常用“千瓦”(KW)作功率单位。 1W=1J/S,1KW=1000W。
3.功率的物理意义:功率是描述力对物体做功快慢的物理量
功率大的做功快。不论在什么条件下,只要明确了功W和所用时间t,就可求出相应的功率。以上几个功率就是钢绳拉力对重物做功的功率,A起重机的功率PA=8KW,B起重机的功率PB=12KW,C起重机的功率PC=32KW。C做功最快,A做功最慢。
4.功率是标量。由于功有正负,相应的功率也有正负。功率的正负不表示大小,只表示做功的`性质,即动力的功率为正,阻力的功率为负,计算时不带符号,只计绝对值。
根据W=FScosα和V=S/ t,可得P=Fvcosα。若F、S同向,可简化为P=FV。
5.功率的另一表达式:P=Fvcosα F--对物体做功的力V--物体运动的速度a--F与V的夹角。
(三)平均功率和瞬时功率
1.平均功率:描述力在一段时间内做功的快慢,用P=W/t计算,若用P=Fvcosα,V为t时间内的平均速度。平均功率是针对一段时间或一个过程而言的,因此在计算平均功率时一定要弄清是哪段时间或哪一个过程的平均功率。
2.瞬时功率:描述力在某一时刻做功的快慢,只能用P=Fvcosα,V--某时刻的速度。瞬时功率是针对某时刻或某位置的,因此在计算瞬时功率时一定要弄清是哪个时刻或哪个位置的功率。
例题1:已知质量为m的物体从高处自由下落,经时间t,在t时间内重力对物体做功的平均功率为;在t时刻重力对物体做功的瞬时功率为。
解析:在t内,物体下落的高度h = ,重力对物体所做的功W= ,所以在t内重力做功的平均功率为;在t时刻重力做功的瞬时功率为.
3.对公式P=FV的讨论。
(1)当功率P一定时,即做功的力越大,其速度就越小。当汽车发动机功率一定时,要增大牵引力,就要减小速度。故汽车上坡时,用换挡的办法减小速度来得到较大的牵引力。
(2)当速度V一定时,即做功的力越大,它的功率也越大。汽车从平路到上坡,若要保持速度不变,必须加大油门,增大发动机功率来得到较大的牵引力。
(3)当力F一定时,即速度越大,功率越大。起重机吊同一物体以不同速度匀速上升,输出功率不等,速度越大,起重机输出功率越大。
例题2:飞机、轮船运动时受到的阻力并不恒定,当速度很大时,阻力和速度的平方成正比,这时要把飞机、轮船的速度增大到原来的2倍,发动机的输出功率要增大到原来的:
A.2倍;B.4倍;C. 6倍;D. 8倍.
解析:飞机、轮船达到速度时牵引力F与阻力f相等,即F=f,而f=KV2,所以发动机的输出功率P=FV=KV3,要把速度增大到原来的2倍,发动机的输出功率要增大到原来的8倍.
(四)额定功率和实际功率
额定功率指机器正常工作时的输出功率,也就是机器铭牌上的标称值。实际功率是指机器工作中实际输出的功率。机器不一定都在额定功率下工作。实际功率总是小于或等于额定功率。
高一物理教案6
学习目标:
1。知道滑动摩擦产生的条件,会正确判断滑动摩擦力的方向。
2。会用公式F=μFN计算滑动摩擦力的大小,知道影响动摩擦因数的大小因素。
3。知道静摩擦力的产生条件,能判断静摩擦力的有无以及大小和方向。
4。理解最大静摩擦力。能根据二力平衡条件确定静摩擦力的大小。
学习重点:1。滑动摩擦力产生的条件及规律,并会用F摩=μFN解决具体问题。
2。静摩擦力产生的条件及规律,正确理解最大静摩擦力的概念。
学习难点:
1。正压力FN的确定。
2。静摩擦力的有无、大小的判定。
主要内容:
一、摩擦力
一个物体在另一个物体上滑动时,或者在另一个物体上有滑动的趋势时我们会感到它们之间有相互阻碍的作用,这就是摩擦,这种情况下产生力我们就称为摩擦力。固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。
二、滑动摩擦力
1。产生:一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时,另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力。
2。产生条件:相互接触、相互挤压、相对运动、表面粗糙。
①两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。
摩擦力与弹力一样属接触作用力,但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。挤压的效果是有压力产生。压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力,也叫正压力,压力属弹力,可依上一节有关弹力的知识判断有无压力产生。
②接触面粗糙。当一个物体沿另一物体表面滑动时,接触面粗糙,各凹凸不平的部分互相啮合,形成阻碍相对运动的力,即为摩擦力。凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等,统统不考虑摩擦力(“光滑”是一个理想化模型)。
③接触面上发生相对运动。
特别注意:“相对运动”与“物体运动”不是同一概念,“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变;而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。
3。方向:总与接触面相切,且与相对运动方向相反。
这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体,而不是相对别的物体。滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反,但并非一定与物体的运动方向相反。
4。大小:与压力成正比F=μFN
①压力FN与重力G是两种不同性质的力,它们在大小上可以相等,也可以不等,也可以毫无关系,用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑,物块与墙面间的压力就与物块重力无关,不要一提到压力,就联想到放在水平地面上的物体,认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力。
②μ是比例常数,称为动摩擦因数,没有单位,只有大小,数值与相互接触的______、接触面的______程度有关。在通常情况下,μ<1。
③计算公式表明:滑动摩擦力F的大小只由μ和FN共同决定,跟物体的运动情况、接触面的大小等无关。
5。滑动摩擦力的作用点:在两个物体的接触面上的受力物体上。
问题:1。相对运动和运动有什么区别?请举例说明。
2。压力FN的值一定等于物体的重力吗?请举例说明。
3。滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积有关吗?
4。滑动摩擦力的大小跟物体间相对运动的速度有关吗?
三、静摩擦力
1。产生:两个物体满足产生摩擦力的条件,有相对运动趋势时,物体间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力。
2。产生条件:
①两物体直接接触、相互挤压有弹力产生;
②接触面粗糙;
③两物体保持相对静止但有相对运动趋势。
所谓“相对运动趋势”,就是说假设没有静摩擦力的存在,物体间就会发生相对运动。比如物体静止在斜面上就是由于有静摩擦力存在;如果接触面光滑。没有静摩擦力,则由于重力的作用,物体会沿斜面下滑。
跟滑动摩擦力条件的区别是:
3。大小:两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fmax之间
实际大小可根据二力平衡条件判断。
4。方向:总跟接触面相切,与相对运动趋势相反
①所谓“相对运动趋势的方向”,是指假设接触面光滑时,物体将要发生的相对运动的方向。比如物体静止在粗糙斜面上,假没没有摩擦,物体将沿斜面下滑,即物体静止时相对(斜面)运动趋势的方向是沿斜面向下,则物体所受静摩擦力的方向沿斜面向上,与物体相对运动趋势的方向相反。
②判断静摩擦力的方向可用假设法。其操作程序是:
A。选研究对象----受静摩擦力作用的物体;
B。选参照物体----与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体;
C。假设接触面光滑,找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向
D。确定静摩擦力的方向一一与相对运动趋势的方向相反
③静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,但并非一定与物体的运动方向相反。
5。静摩擦力的作用点:在两物体的接触面受力物体上。
【例一】下述关于静摩擦力的说法正确的是:()
A。静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反;
B。静摩擦力的大小与物体的正压力成正比;
C。静摩擦力只能在物体静止时产生;
D。静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势相反。
D
【例二】用水平推力F把重为G的黑板擦紧压在竖直的墙面上静止不动,不计手指与黑板擦之间的摩擦力,当把推力增加到2F时,黑板擦所受的摩擦力大小是原来的几倍?
摩擦力没变,一直等于重力。
四、滑动摩擦力和静摩擦力的比较
滑动摩擦力静摩擦力符号及单位
产生原因表面粗糙有挤压作用的物体间发生相对运动时表面粗糙有挤压作用的物体间具有相对运动趋势时摩擦力用f表示
单位:牛顿
简称:牛
符号:N
大小f=μN始终与外力沿着接触面的分量相等
方向与相对运动方向相反与相对运动趋势相反
问题:1。摩擦力一定是阻力吗?
2。静摩擦力的大小与正压力成正比吗?
3。最大静摩擦力等于滑动摩擦力吗?
课堂训练:
1。下列关于摩擦力的说法中错误的是()
A。两个相对静止物体间一定有静摩擦力作用。B。受静摩擦力作用的物体一定是静止的。
C。静摩擦力对物体总是阻力。D。有摩擦力一定有弹力
2。下列说法中不正确的是()
A。物体越重,使它滑动时的摩擦力越大,所以摩擦力与物重成正比。
B。由μ=f/N可知,动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与正压力成反比。
C。摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反。
D。摩擦力总是对物体的运动起阻碍作用。
3。如图所示,一个重G=200N的物体,在粗糙水平面上向左运动,物体和水平面间的摩擦因数μ=0。1,同时物体还受到大小为10N、方向向右的水平力F作用,则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是()
A。大小是10N,方向向左。B。大小是10N,方向向右。
C。大小是20N,方向向左。D。大小是20N,方向向右。
4。粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体,A和B间的接触面也是粗糙的,如果用水平力F拉B,而B仍保持静止,则此时()
A。B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力也等于F。
B。B和地面间的`静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力等于零。
C。B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力也等于零。
D。B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力等于F。
答案:1。ABC2。ABCD3。D4。B
阅读材料:从经典力学到相对论的发展
在以牛顿运动定律为基础的经典力学中,空间间隔(长度)S、时间t和质量m这三个物理量都与物体的运动速度无关。一根尺静止时这样长,当它运动时还是这样长;一只钟不论处于静止状态还是处于运动状态,其快慢保持不变;一个物体静止时的质量与它运动时的质量一样。这就是经典力学的绝对时空观。到了十九世纪末,面对高速运动的微观粒子发生的现象,经典力学遇到了困难。在新事物面前,爱因斯坦打破了传统的绝对时空观,于1905年发表了题为《论运动物体的电动力学》的论文,提出了狭义相对性原理和光速不变原理,创建了狭义相对论。狭义相对论指出:长度、时间和质量都是随运动速度变化的。长度、时间和质量随速度变化的关系可用下列方程来表示:,(通称“尺缩效应”)、(通称“钟慢效应”)、(通称“质—速关系”)
上列各式里的v是物体运动的速度,C是真空中的光速,l0和l分别为在相对静止和运动系统中沿速度v的方向测得的物体长度;t0和t分别为在相对静止和运动系统中测得的时间;m0和m分别为在相对静止和运动系统中测得的物体质量。
但是,当宏观物体的运动速度远小于光速时(v<
继狭义相对论之后,1915年爱因斯坦又建立了广义相对论,指出空间——时间不可能离开物质而独立存在,空间的结构和性质取决于物体的分布,使人类对于时间、空间和引力现象的认识大大深化了。“狭义相对论”和“广义相对论”统称为相对论。
高一物理教案7
一、教学目标
1。在机械能守恒定律的基础上,研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况,处理这类问题的。
2。对功和能及其关系的理解和认识是本章教学的重点内容,本节教学是本章教学内容的总结。通过本节教学使更加深入理解功和能的关系,明确物体机械能变化的规律,并能应用它处理有关问题。
3。通过本节教学,使学生能更加全面、深入认识功和能的关系,为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学,为学生更好理解自然界中另一重要规律——能的转化和守恒定律打下基础。
二、重点、难点分析
1。重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律,掌握应用这一规律解决问题的方法。在此基础上,深入理解和认识功和能的关系。
2。本节教学实质是渗透功能原理的观点,在教学中不必出现功能原理的名称。功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点,要解决这一难点问题,必须使学生对“功是能量转化的量度”的认识,从笼统、肤浅地了解深入到十分明确认识“某种形式能的变化,用什么力做功去量度”。
3。对功、能概念及其关系的认识和理解,不仅是本节、本章教学的重点和难点,也是物理教学的重点和难点之一。通过本节教学应使学生认识到,在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。
三、教具
投影仪、投影片等。
四、主要教学过程
(一)引入新课
结合机械能守恒定律引入新课。
提出问题:
1。机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么?
评价学生回答后,进一步提问引导学生思考。
2。如果有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功,物体的机械能如何变化?物体机械能的变化和哪些力做功有关呢?物体机械能变化的规律是什么呢?
教师提出问题之后引起学生的注意,并不要求学生回答。在此基础上教师明确指出:
机械能守恒是有条件的。大量现象表明,许多物体的机械能是不守恒的。例如从车站开出的车辆、起飞或降落的飞机、打入木块的子弹等等。
分析上述物体机械能不守恒的原因:从车站开出的车辆机械能增加,是由于牵引力(重力、弹力以外的力)对车辆做正功;射入木块后子弹的机械能减少,是由于阻力对子弹做负功。
重力和弹力以外的其它力对物体做功和物体机械能变化有什么关系,是本节要研究的中心问题。
(二)教学过程设计
提出问题:下面我们根据已掌握的动能定理和有关机械能的知识,分析物体机械能变化的规律。
1。物体机械能的变化
问题:质量m的小滑块受平行斜面向上拉力F作用,沿斜面从高度h1上升到高度h2处,其速度由v1增大到v2,如图所示,分析此过程中滑块机械能的变化与各力做功的关系。
引导学生根据动能定理进一步分析、探讨小滑块机械能变化与做功的关系。归纳学生分析,明确:
选取斜面底端所在平面为参考平面。根据动能定理∑W=ΔEk,有
由几何关系,有sinθL=h2-h1
即FL-fL=E2-E1=ΔE
引导学生理解上式的物理意义。在学生回答的基础上教师明确指出:
(1)有重力、弹簧弹力以外的其它力对物体做功,是使物体机械能发生变化的原因;
(2)重力和弹簧弹力以外其它力对物体所做功的代数和,等于物体机械能的变化量。这是物体机械能变化所遵循的.基本规律。
2。对物体机械能变化规律的进一步认识
(1)物体机械能变化规律可以用公式表示为W外=E2-E1或W外=ΔE
其中W外表示除重力、弹簧弹力以外其它力做功的代数和,E1、E2分别表示物体初、末状态的机械能,ΔE表示物体机械能变化量。
(2)对W外=E2-E1进一步分析可知:
(i)当W外>0时,E2>E1,物体机械能增加;当W外<0时,E2
(ii)若W外=0,则E2=E1,即物体机械能守恒。由此可以看出,W外=E2-E1是包含了机械能守恒定律在内的、更加普遍的功和能关系的表达式。
(3)重力、弹簧弹力以外其它力做功的过程,其实质是其它形式的能与机械能相互转化的过程。
例1。质量4。0×103kg的汽车开上一山坡。汽车沿山坡每前进100m,其高度升高2m。上坡时汽车速度为5m/s,沿山坡行驶500m后速度变为10m/s。已知车行驶中所受阻力大小是车重的0。01倍,试求:(1)此过程中汽车所受牵引力做功多少?(2)汽车所受平均牵引力多大?取g=10m/s2。本题要求用物体机械能变化规律求解。
引导学生思考与分析:
(1)如何依据W外=E2-E1求解本题?应用该规律求解问题时应注意哪些问题?
(2)用W外=E2-E1求解本题,与应用动能定理∑W=Ek2-Ek1有什么区别?
归纳学生分析的结果,教师明确给出例题求解的主要过程:
取汽车开始时所在位置为参考平面,应用物体机械能变化规律W外=E2-E1解题时,要着重分析清楚重力、弹力以外其它力对物体所做的功,以及此过程中物体机械能的变化。这既是应用此规律解题的基本要求,也是与应用动能定理解题的重要区别。
例2。将一个小物体以100J的初动能从地面竖直向上抛出。物体向上运动经过某一位置P时,它的动能减少了80J,此时其重力势能增加了60J。已知物体在运动中所受空气阻力大小不变,求小物体返回地面时动能多大?
引导学生分析思考:
(1)运动过程中(包括上升和下落),什么力对小物体做功?做正功还是做负功?能否知道这些力对物体所做功的比例关系?
(2)小物体动能、重力势能以及机械能变化的关系如何?每一种形式能量的变化,应该用什么力所做的功量度?
归纳学生分析的结果,教师明确指出:
(1)运动过程中重力和阻力对小物体做功。
(2)小物体动能变化用重力、阻力做功的代数和量度;重力势能的变化用重力做功量度;机械能的变化用阻力做功量度。
(3)由于重力和阻力大小不变,在某一过程中各力做功的比例关系可以通过相应能量的变化求出。
(4)根据物体的机械能E=Ek+Ep,可以知道经过P点时,物体动能变化量大小ΔEk=80J,机械能变化量大小ΔE=20J。
例题求解主要过程:
上升到最高点时,物体机械能损失量为
由于物体所受阻力大小不变,下落过程中物体损失的机械能与上升过程相同,因此下落返回地面时,物体的动能大小为
E′k=Ek0-2ΔE′=50J
本例题小结:
通过本例题分析,应该对功和能量变化有更具体的认识,同时应注意学习综合运用动能定理和物体机械能变化规律解决问题的方法。
思考题(留给学生课后练习):
(1)运动中物体所受阻力是其重力的几分之几?
(2)物体经过P点后还能上升多高?是前一段高度的几分之几?
五、小结
本小结既是本节课的第3项内容,也是本章的小结。
3。功和能
(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理运动状态的物理量,物体运动状态发生变化,物体运动形式发生变化,物体的能都相应随之变化;做功是使物体能量发生变化的一种方式,物体能量的变化可以用相应的力做功量度。
(2)力对物体做功使物体能量发生变化,不能理解为功变成能,而是通过力做功的过程,使物体之间发生能量的传递与转化。
(3)力做功可以使物体间发生能的传递与转化,但能的总量是保持不变的。自然界中,物体的能量在传递、转化过程中总是遵循能量守恒这一基本规律的。
六、说明
本节内容的处理应根据学生具体情况而定,学生基础较好,可介绍较多内容;学生基础较差,不一定要求应用物体机械能变化规律解题,只需对功和能关系有初步了解即可。
高一物理教案8
教学目标 基本知识目标
1、知道力是物体间的相互作用,在具体问题中能够区分施力物体和受力物体;
2、知道力既有大小,又有方向,是一矢量,在解决具体问题时能够画出力的图示和力的示意图;
3、知道力的两种不同的分类;能力目标
通过本节课的学习,了解对某个力进行分析的线索和方法.情感目标
在讲解这部分内容时,要逐步深入,帮助学生在初中知识学习的基础上,适应高中物理的学习.
教学建议一、基本知识技能 1、理解力的概念:
力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的.力不仅有大小还有方向,大 小、方向、作用点是力的三要素.
2、力的图示与力的示意图:
3、要会从性质和效果两个方面区分力.二、教学重点难点分析(一)、对于力是一个物体对另一个物体的作用,要准确把握这一概念,需要注意三点:
1、力的物质性(力不能脱离物体而存在);
2、力的相互性;
3、力的矢量性;
(二)、力的图示是本节的难点.
(三)、力的分类需要注意的是:
1、两种分类;
2、性质不同的力效果可以相同,效果相同的力性质可以不同.
教法建议:一、关于讲解“什么是力”的教法建议 力是普遍存在的,但力又是抽象的,力无法直接“看到”,只能通过力的效果间接地“看到”力的存在.有些情况下,力的效果也很难用眼直接观察到,只能凭我们去观察、分析力的效果才能认识力的存在.在讲解时,可以让学生注意身边的事情,想一下力的作用效果。对一些不易观察的力的作用效果,能否找到办法观察到.
二、关于讲解力的图示的教法建议 力的图示是物理学中的一种语言,是矢量的表示方法,能科学形象的.对矢量进行表述,所以教学中要让学生很快的熟悉用图示的方法来表示物理的含义,并且能够熟练的应用.由于初始学习,对质点的概念并不是很清楚,在课堂上讲解有关概念时,除了要求将作用点画在力的实际作用点处,对于不确知力的作用点,可以用一个点代表物体,但不对学生说明“质点” 概念. 教学过程设计方案
一、提问:什么是力?
教师通过对初中内容复习、讨论的基础上,总结出力的概念:力是物体对物体的作用.
教师通过实验演示:如用弹簧拉动钩码,或者拍打桌子等实验现象展示力的效果以引导学生总结力的概念,并在此基础上指出力不能离开物体而独立存在.指出了力的物质性.
提问:下列实例,哪个物体对哪个物体施加了力?
(1)、马拉车,马对车的拉力.
(2)、桌子对课本的支持力.
总结出力的作用是相互的,有施力物体就有受力物体,有力作用,同时出现两个物体.
强调:在研究物体受力时,有时不一定指明施力物体,但施力物体一定存在.
二、提问、力是有大小的,力的大小用什么来测量?在国际单位制中,力的单位是什么?
教师总结:力的测量:力的测量用测力计.实验室里常用弹簧秤来测量力的大小.
力的单位:在国际单位制中,力的单位是牛顿,符号:n.
三、提问:仅仅用力的大小,能否确定一个力:
演示压缩、拉伸弹簧,演示推门的动作.主要引导学生说出力是有方向的,并在此基础上,让学生体会并得出力的三要素来。
高一物理教案9
教学目标
1. 知道声音是由物体振动发生的。
2. 知道声音传播需要介质,声音在不同介质中传播的速度不同,知道声音在空气中的传播速度。
3.知道回声现象和回声测距离。
重点 声音发生和传播
难点 回声测距离
教具演示
音叉,乒乓球
学生 橡皮筋
一引入新课我们有两只耳朵,能听到各种各样的声音,听老师讲课,可以获得各种知识,听电台广播可以知道天下大事,声音是我们了解周围事物的重要渠道,那么,声音是怎样发生的?它是怎么传到我们耳朵?
教学过程设计
一.声音的发生
(1)演示课本图3-1,引导学生观察音叉发生时叉股在振动。
(2)随堂学生实验:做课本图3-1拨动张紧的橡皮筋。
(3)随堂学生实验:做课本图3-1用手指摸着颈前喉头部分,同时发声。 小结:归纳以上实验,引导学生自己总结出“声音的发生是由于物体的振动”。指出鸟、蟋蟀和其他一些昆虫发声也是由于振动。
二.声音的传播
(1)课本图3-2实验 问:右边音叉的振动通过什么传给了左边的音叉?-(空气)
(2)游泳时,潜入水中也能听到声音,说明液体也能传声。
(3)随堂实验:把耳朵贴近桌面,用手敲桌板,可听见清晰的敲击声,说明固体也能传声。小结:声音能靠任何气体、液体、固体物体作媒介传播出去,这些作为传播媒介的物质称为介质。而真空不能传声。牐
三.声音的传播速度学生对比表中的一些声速并找出空气中15摄氏度的`声速。声音在固体、液体中比在空气中传播得快。观察音叉振动观察橡皮筋振动感觉喉头振动归纳观察左边乒乓球思考回想实验查表,并比较
四.回声
(1)回声:回声是声音在传播中遇到障碍物反射回来的现象。讲述为什么有时候能听到回声,有时又不能。原声与回声要隔0.1s以上我们才能听见回声。请同学们算一算我们要听见回声,离障碍物体至少要多远。(17米)
(2)利用回声测距离 例题:某同学站在山崖前向山崖喊了一声,经过1.5秒后听见回声,求此同学离山崖多远?已知:v=340m/s ; t=1.5s求:S解:s=vt1=340m/s×1/2×1.5s=255m答:略
五.小结 计算练习学生解题
六.思考与作业 P43-3
七. 板书
第四章声现象
第一节声音的发生和传播
一.发生
1. 一切发声的物体都在振动。
2. 振动停止,发声也停止。
二.声音传播
1. 声音靠介质(任何气体、液体和固体)传播。
2. 声速(15℃)340m/s
3. 声速由大到小排列:固体、液体、气体。
三.回声
1.回声是声音在传播中遇到障碍物反射回来的现象。(听到回声条件:0.1s以上,17米)
2.利用回声测距离:s=1/2s总=1/2vt。
高一物理教案10
1、知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性.
2、知道质点的平均速度和瞬时速度等概念.
3、知道速度和速率以及它们的区别.
4、会用公式计算物体运动的平均速度.
【学习重点】
速度、瞬时速度、平均速度三个概念,及三个概念之间的联系.
【学习难点】
平均速度计算
【指导】
自主探究、交流讨论、自主归纳
【链接】
【自主探究】
知识点一:坐标与坐标的变化量
【阅读】P15 “坐标与坐标的变化量”一部分,回答下列问题。
A级 1、物体沿着直线运动,并以这条直线为x坐标轴,这样物体的位置就可以用 来表示,物体的位移可以通过 表示,Δx的大小表示 ,Δx的正负表示
【思考与交流】1、汽车在沿x轴上运动,如图1—3—l表示汽车从坐标x1=10 m,在经过一段时间之后,到达坐标x2=30 m处,则Δx = ,Δx是正值还是负值?汽车沿哪个方向运动?如果汽车沿x轴负方向运动,Δx是正值还是负值?
2、如图1—3—l,用数轴表示坐标与坐标的变化量,能否用数轴表示时间的变化量?怎么表示?
3、绿妹在遥控一玩具小汽车,她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动,开始时在某一标记点东2 m处,第1s末到达该标记点西3m处,第2s末又处在该标记点西1m处.分别求出第1s内和第2s内小车位移的大小和方向.
知识点二:速度
【阅读】P10第二部分:速度完成下列问题。
实例:北京时间8月28日凌晨2点40分,雅典奥林匹克体育场,这是一个值得所有中国人铭记的日子,21岁的上海小伙刘翔像闪电一样,挟着狂风与雷鸣般的怒吼冲过终点,以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子110米栏冠军,12秒91的.成绩平了由英国名将科林约翰逊1993年8月20日在德国斯图加特创造的世界纪录,改写了奥运会纪录.那么请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢?试举例说明.
【思考与交流】
1、以下有四个物体,如何比较A和B、B和D、B和C的运动快慢?
初始位置(m) 经过时间(s) 末了位置(m)
A.自行车沿平直道路行驶 0 20 100
B.公共汽车沿平直道路行驶 0 10 100
C火车沿平直轨道行驶 500 30 1 250
D.飞机在天空直线飞行 500 10 2 500
A级1、为了比较物体的运动快慢,可以用 跟发生这个位移所用 的比值,表示物体运动的快慢,这就是速度.
2、速度公式v=
3、单位:国际单位m/s或ms-1,常用单位km/h或kmh-1 , ?/s或?s-1
4、速度的大小在数值上等于 的大小;速度的方向就是物体 的方向 , 位移是矢量,那速度呢?
问题:我们时曾经学过“速度”这个量,今天我们再次学习到这个量,那大家仔细比较分析一下,我们今天学习的“速度”跟学习的“速度”一样吗?如果不一样,有什么不同?
知识点三:平均速度和瞬时速度
一般来说,物体在某一段时间内,运动的快慢不一定时时一样,所以由v=Δx/Δt求得速度,表示的只是物体在时间Δt内的 快慢程度,称为: 速度。
平均速度的方向由_______________的方向决定,它的_____________表示这段时间内运动的快慢.所以平均速度是 量,
1、甲百米赛跑用时12.5秒,求整个过程中甲的速度是多少?那么我们来想一想,这个速度是不是代表在整个12.5秒内速度一直都是这么大呢?
2、前面的计算中我们只能知道百米赛跑中平均下来是每秒8米,只能粗略地知道物体运动的快慢,如果我想知道物体某个时刻的速度如10秒末这个时刻的速度,该如何计算呢?
【思考与交流】
教材第16页,问题与练习2,这五个平均速度中哪个接近汽车关闭油门时的速度?
总结:质点从t到t+△t时间内的平均速度△x/t△中,△t取值 时,这个值就可以认为是质点在时刻的瞬时速度.
问题:下列所说的速度中,哪些是平均速度,哪些是瞬时速度?
1. 百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线。
2. 经过提速后,列车的速度达到150km/h.
3. 由于堵车,在隧道中的车速仅为1.2m/s.
4. 返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋中。
5. 子弹以800m/s的速度撞击在墙上。
高一物理教案11
一、设计思想
在旧教材中,《曲线运动》关于曲线运动的速度方向的教学,通常通过演示圆周运动的小球离心现象,演示砂轮火星痕迹实验,采取告知的方式,让学生知道曲线运动的速度方向为该位置的切线方向,由于轨迹是瞬间性,实验有效性差。在新教材中,通过曲线轨道实验演示曲线运动的方向,再告知速度方向是曲线的切线方向,与旧教材相比,能获得具体的轨迹和末速度的方向,但是无法证明速度方向是切线方向。
笔者通过简易自制器材,让学生通过探究过程获得曲线运动的速度方向,并自己获得如何画曲线运动的速度方向的方法,强调科学探究的过程。笔者还通过当堂设计自行车挡泥板,以便学生把自己获得的知识应用于实践,体验学以致用、知识有价的感受。还要求学生观察自行车的挡泥板验证自己的设计作为课外作业,体会STS的意义,提高科学素养。
二、教材分析
教学基本要求:知道什么叫曲线运动,知道曲线运动中速度的方向,能在轨迹图中画出速度的(大致)方向,知道曲线运动是一种变速运动,知道物体做曲线运动的条件。
发展要求:掌握速度和合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系。
本课是整章教学的基础,但不是重点内容,通过实验和讨论,让学生体会到曲线运动的物体的速度是时刻改变的,曲线运动是变速运动,速度的方向是曲线的切线方向。
模块的知识内容有三点:1、什么是曲线运动(章引);2、曲线运动是变速运动;3、物体做曲线运动的条件。
三、学情分析
在初中,已经学过什么是直线运动,什么是曲线运动,也知道曲线运动是常见的运动,但是不知道曲线运动的特点和原因。由于初中的速度概念的影响,虽然学生在第一模块学过速度的矢量性,但是在实际学习中常常忽略了速度的方向,也就是说学生对曲线运动是变速运动的掌握有困难。
学生分组实验时,容易滚跑小钢珠,要求学生小心配合。几何作图可能难以下手,教师可以适当提示。学生主要的学习行为是观察、回答、实验。
四、教学目标
1、知识与技能:
(1)知道什么叫曲线运动;
(2)知道曲线运动中速度的方向;
(3)能在轨迹图中画出速度的大致方向,能在圆周运动轨迹中规范地画出速度方向;
(4)知道曲线运动是一种变速运动;
(5)知道物体做曲线运动的条件;
(6)会判断轨迹弯曲方向(发展要求)。
2、过程与方法
(1)经历发现问题──猜想──探究──验证──结论──交流的探究过程;
(2)经历并体会研究问题要先从粗略到精细,由定性到定量,由特殊到一般再到特殊的过程;
(3)尝试用物理几何原理在物理研究中应用。
3、情感态度与价值观
(1)主动细心观察,注意关注身边的科学,积极参与学习活动。
(2)感受到科学研究问题源于生活实践,获得的结论服务于生活实践,体会学以致用的感受。
(3)初步感受下结论不能主观而要有科学依据的严谨的科学态度。
(4)初步养成小心翼翼做实验的习惯。
五、重点难点
重点:体验获得曲线运动的速度方向是切线方向的实验过程。会标出曲线运动的速度方向。
难点:如何获得曲线运动的速度方向是切线方向。如何画出曲线运动的速度方向。
六、教学策略与手段
在教学活动上:体现学生的主体性,体现教师的指导性和服务性。在教学媒体设计上:强调以试验教学为主,以多媒体为辅助(投影问题与习题)。在教学程序上基本上按照加涅信息加工模型。引起注意──告知学生学习目标──刺激回忆先决性的学习──呈现刺激材料──提供学习帮助──引出作业──提供作业──提供反馈──评价作业──促进保持和迁移,通过问题链把教、学、练、评有机整合。在学习过程上:突出学生发现问题──猜想──探究──验证──结论──应用。在探究方法上:突出整合物理知识解决物理问题。认知过程上:突出人类的学习规律和认知规律,即,由粗略研究到精细研究,由特殊到一般再到特殊的过程。在理念上:突出科学的研究源于生活实践,服务于生活实践;认识到下结论必须要有科学依据。
七、课前准备
学生无需预习课本,否则像已知谜底的猜谜活动那样,那些探究的活动和问答没有意义。
教师要做好教学用具准备工作。车速计数码照片;细线和摆球;矿泉水和小雨伞;砂轮、锯条和插座;小钢珠、黑墨水瓶、白纸,大的塑料三角板,量角尺,自制圆弧形有机玻璃,自制有机玻璃斜面,方形磁铁。调试多媒体设备。
八、教学过程
曲线运动
问题一:什么样的运动叫曲线运动?[投影]
师:人走路,驾车骑车、分吹雨打河流弯弯,篮球足球跑步等,飞机导弹卫星宇航行星,运动按照运动轨迹分为直线运动和曲线运动,物体运动的轨迹为曲线的运动叫曲线运动。请大家列举曲线运动现象。
生:举例曲线运动
师:曲线运动是很常见的运动。圆周运动是曲线运动的一种特殊现象。
(教学安排,简单扼要,节约时间)
问题二:做曲线运动的物体的速度有什么特点?[投影]
师:要研究物体的运动,我们必须研究物体的位移、速度、加速度等物理量,本堂课我们先研究曲线运动的速度的大小和方向有什么特点。
1、做曲线运动的物体的速度大小?[投影]
师:汽车里面有一个车速计(多媒体呈现数码照片),若果汽车拐弯时保持这个读数不变,那么,汽车做直线运动还是曲线运动?它的速度大小有无变化?
师:通常情况下,汽车拐弯要减速慢行,那么,汽车的慢行拐弯时,车上的车速计的读数如何变化?车还是做曲线运动吗?
师:这些事实说明,作曲线运动的物体的速度大小可以变化也可以不变(板书)。
2、做曲线运动的物体的速度方向?[投影]
汽车的拐弯时,速度方向有无变化?速度是一个矢量,它有方向性,那么做曲线运动物体的速度方向如何?
粗略研究(猜想):
演示1:教师演示摆球圆周运动时(先要求学生观察小球的运动方向),突然放手,小球飞出去。
演示2:教师把矿泉水到在一把小雨伞上(先要求学生观察水滴的运动方向),快速旋转小雨伞,雨滴从转动的小雨伞边缘飞出。
演示3:演示砂轮火星(要求砂轮圆面朝学生,以便学生观测大致切线方向)。
请学生到黑板上补画出小球、水滴、火星的方向。结果学生都会画出大致方向。
师:你们画出的方向是精确方向还是大致方向。如何画出精确的方向?
精细研究(探究、验证、结论)(重点难点):
物体做匀速直线运动,它的速度方向和运动轨迹方向一致。如果曲线运动的物体突然开始做匀速直线运动,那么直线运动的方向和曲线运动的末速度方向一致。(采取板画形式,师生共同回忆得出这个结论)
1、教师先演示投影:把小钢珠放在黑墨水瓶盖里转一下(内有一点点墨水),再放在半圆形有机玻璃轨道上运动并飞出,让钢珠在白纸上留下痕迹,同样在3/5半圆周,4/5半圆周上运动飞出,让学生猜测飞出方向由什么特点?(有机玻璃板说明:厚约5毫米,略小于小钢珠直径,圆弧半径15厘米,MN边稍长些,以便过MN做直线,根据半径大小确定圆心O位置。)
学生猜想:切线方向
师:已知圆弧半径为15厘米。如何验证?请用几何方法作图验证。
生:标出飞出点和圆心,做圆心和飞出点的连线,用量角尺量出该连线和飞出轨迹直线的夹角,是否90度。
2、再分组实验,提醒同桌配合,小心钢珠滚跑。实验完毕,要求作图验证,并互相讨论交流。
3、交流和结论:
师:要引导学生得出正确的科学结论:圆周运动的物体的速度方向为该点的切线方向,而不能直接得出曲线运动的的物体速度方向为该点的切线方向。
4、如何在圆周运动的轨迹上标注速度方向?
请在圆周上任取两点,作出该位置的物体速度方向。并研究圆周运动的速度方向有什么特点?
学生:找出圆心,做圆心和某点连线,再做连线的垂线,标出箭头(精确画法)。
学生:不同位置,速度方向不一样。圆周运动是变速运动
(特别强调:刚才的实验是圆周运动,不能得出曲线运动是变速运动曲线运动的速度方向是切线方向的结论)
5、一般曲线运动的速度情况和圆周运动一样吗?(由特殊到一般)
师边画边讲:圆周是特殊的曲线,一般的曲线可以看成很多很多的圆弧构成,每一个圆弧都是圆周的一部分。所以,曲线运动可以看成无数个圆周运动构成,曲线上每一个位置的速度方向就是该点所在的圆周的切线方向,速度方向时刻在变化。
所以:曲线运动的物体速度方向为该点的切线方向曲线运动是变速运动[投影]。
6、如何画一般曲线运动的速度方向?
要求学生阅读课文33页关于切线的三个自然段。教师再作示范。让学生学会粗略画一般曲线运动的速度方向。
第一次课堂练习(及时反馈、巩固、评价、迁移)
1、作业本37页第3题。和平号空间站环绕地球运行的轨迹是直线还是曲线?运行速度保持不变还是时刻改变。
2、作业本37页第7题。要求在在汽车波浪形路径上三个位置标注速度的方向。
问题三:如何使物体做曲线运动?[投影]
演示投影:在投影仪上铺上白纸,放上一个高度1厘米左右自制的有机玻璃玻璃斜坡,中间刻一条直槽。把小钢珠放在墨水瓶盖里转一下,把小钢珠放在槽中滚下,先不用磁铁,轨迹是一条直线。(效果很好,轨迹很清晰)
师:如何使小钢珠拐弯?
生:用磁铁吸引。
教师演示并投影:磁铁用电机模型里的方形磁铁(效果很好)。
师:要使小钢珠会弯向右侧,磁体放在哪一侧?
生:右侧。教师演示结果。
师:要使小钢珠会弯向左侧,磁体放在哪一侧?
生:把磁铁放在左侧。教师演示结果。
师:如果放在正下方,小钢珠会作什么运动?
师:如果放在正上方,小钢珠会作什么运动?
师:你认为物体做曲线运动的'条件是什么?
生:运动物体在一个外力作用下。
师:对这个外力有什么要求?
生:外力方向与运动方向有个夹角?
师:外力方向和运动方向有什么要求吗?
生:不能相同也不能相反,也就是不能在同一条直线。
师;如果在两侧各放一个磁铁,小钢珠运动轨迹会弯向哪边?
生:那边磁力大,弯向哪边。
引导学生得出结论(板书):
物体做曲线运动的条件:物体受到的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。
巩固练习 学生演示并分析:
师:怎么样使粉笔头作曲线运动?怎么使粉笔头作直线运动?原因分析。
第二次课堂练习(及时反馈、复习、巩固、评价、迁移)
1、作业本38页第6题:已知物体初速度方向和恒定的合外力方向,判断物体运动的大致轨迹。
课堂小结:[以问答题形式进行]
2、(投影)下面说法正确的?
A。曲线运动的速度大小一定是变化的
B。曲线运动的速度方向一定是变化的
C。曲线运动一定是变速运动
D。变速运动一定是曲线运动
E。做曲线运动的物体所受合力一定不为零。
F。合外力不为零的运动一定是曲线运动。
G。曲线运动的加速度一定不为零。
H。曲线运动的加速度一定为零。
问题四:这些知识有什么用处?
实际应用:给自行车设计挡泥板。
教师:如果轮子上粘有泥巴,随车轮转动,这些泥巴将沿什么样方向飞出?应该设计怎样的档泥板?
要求学生只画两个轮子,标注前轮和后轮,在轮子上画挡泥板。
教师投影展示学生的设计图,请学生讲解设计理念和依据。教师以倾听为主,可以以问题形式提出自己疑问作为点评,但不提供正确答案。(作为课外观测作业)
九、作业设计
教师要求学生到自行车棚观察自行车的挡泥板。对照自己的设计,做比较分析。推测设计师为什么要这样设计。
十、知识结构或板书设计
曲线运动
1、曲线运动:物体运动的轨迹为曲线的运动。
2、曲线运动的特点:是变速运动
速度大小可以变化也可以不变
速度方向为切线方向,时刻在变化
3、做曲线运动的条件:
物体受到的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上
【问题研讨】
1、钢珠的轨迹分析:
小钢珠滚出的轨迹和有机玻璃的圆周不是重合的,如图所示,相差一个钢珠的半径值,但是圆心和飞出点的连线与半径还是是垂直。由于小钢珠的半径远远小于圆弧的半径,这点相差可以忽略。如果学生能力较强,可以略作说明。
2、作业分析;
课堂上,学生对挡泥板的设计很感兴趣,但是由于教师对学生设计不做肯定或否定,而是说你们都有自行车、或者天天看到自行车,有无注意观察,你们看到的自行车挡泥板是这么样的?让事实说话吧,请大家到停车场看看。学生心理求知欲更强烈,课后许多学生立即去观察。结果晚自修时就有很多学生把观察到情形告诉我。我组织大家讨论,取得意想不到的效果。这个作业很有物理味道,体现STS教育,学生参与度强,观察细致,分析有理。
分类分析:
1、大部分自行车没有挡泥板 (学生的自行车)
2、小部分前轮的挡泥板为1/4圆周,后轮的挡泥板为1/2圆周。(教师的旧式自行车)
3、极少数自行车的后轮上有一小段斜向下或斜上翘的挡泥板,
4、极少数自行车的前轮有一小段水平或弧形挡泥板。
5、大家发现摩托车前轮后轮都有挡泥板,并且和老式自行车的挡泥板一样。
我们一起交流、讨论、推测那些设计师的设计的思想。归纳出几点:1、赛车型自行车尽量减少车的重量和次要附件,可以不用挡泥板。2、目前道路基本是水泥路或沥青路,泥巴很少见,挡泥板的功能淡化。3、考虑到泥巴做斜上抛运动,挡泥板不一定要圆弧形,也不一定要那么长,也不必紧紧包住轮
高一物理教案12
一、教学目标
1、 理解自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动
2、明确物体做自由落体运动的条件
3、理解重力加速度概念,知道它的大小和方向,知道在地球上不同的地方,重力加速度的大小是不同的
4、培养学生实验、观察、推理、归纳的科学意识和方法
5、通过对伽利略自由落体运动研究的学习,培养学生抽象思维能力,并感受先辈大师崇尚科学、勇于探索的人格魅力
二、重点难点
理解在同一地点,一切物体在自由落体运动中的'加速度都相同是 本节的重点
掌握并灵活运用自由落体运动规律解决实际问题是难点
三、教学方法
实验—观察—分析—总结
四、教具
牛顿管、抽气机、电火花计时器、纸带、重锤、学生电源、铁架台
五、教学过程
(一)、课前提问:初速为零的匀加速直线运动的规律是怎样的?
vt=at
s =at2/2
vt2 =2as
(二)、自由落体运动
演示1:左手掷一金属片,右手掷一张纸片,在讲台上方从同一高度由静止开始同时释放,让学生观察二者是否同时落地。然后将纸片捏成纸团,重复实验 ,再观察二者是否同时落地。
结论:第一次金属片先落下,纸片后落下,第二次几乎同时落下。
提问:解释观察的现象
显然,空气对纸的阻力影响了纸片的下落,而当它被撮成纸团以后,阻力减小,纸片和金属片才几乎同时着地。
假设纸片和金属片处在真空中同时从同一高度下落,会不会同时着地呢?
演示2:牛顿管实验
自由落体运动:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。
显然物体做自由落体运动的条件是:
(1)只受重力而不受其他任何力,包括空气阻力。
(2) 从静止开始下落
实际上如果空气阻力的作用同重力相比很小,可以忽略不计,物体的下落也可以看做自由落体运动。
(三)自由落体运动是怎样的直线运动呢?
学生分组实验(每二人一组)
将电火花计时器呈竖直方向固定在铁架台上,让纸带穿过计时器,纸带下方固定在重锤上,先用手提着纸带,使重物静止在靠近计时器下放,然后接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点。
运用该纸带分析重锤的运动,可得到:
1、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
2、重锤下落的加速度为a=9。8m/s2
(四)自由落体加速度
1、学生阅读课文
提问:什么是重力加速度?标准值为多少?方向指向哪里?用什么字母表示?(略)
2、重力加速度的大小有什么规律?
(1)在地球上同一地点,一切物体的重力加速度都相同。
(2)在地球上不同的地方,重力加速度是不同的,由教材第37页表格可知,纬度愈高,数值愈大。
(3)在通常的计算中,可以把g取作9。8m/s2,在粗略的计算中,还可以把g取作10m/s2
(五)自由落体运动的规律
vt=gt
h=(1/2)gt2 g取9。8m/s2
vt2=2gh
注意式中的h是指下落的高度
(六)课外作业
1、阅读《伽利略对自由落体运动的研究》
2、教材第38页练习八(1)至(4)题
高一物理教案13
一、目的要求
1、理解匀速直线运动,变速直线运动的概念
2、理解位移—时间图象的含义,知道匀速直线运动的位移图象及其意义。
3、理解用图象表示物理量之间的关系的数学方法。
二、重点难点
重点:匀速直线运动的位移—时间图象。
难点:理解图象的意义。
三、教学过程:
(一)多媒体显示,引出匀速直线运动
1、观测一辆汽车在一段平直公路上运动
时间t/s 0 4.9 10.0 15.1 19.9
位移s/m 0 100 200 300 400
观测结果如下
可以看出,在误差允许的范围内,在相等的时间里汽车的位移相等。
2、物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里位移相等,这种运动就叫做匀速直线运动。
(1)在匀速直线运动中,位移s跟发生这段位移所用的`时间t成正比。
(2)用图象表示位移和时间的关系
在平面直角坐标系中
纵轴表示位移s
横轴表示时间t
作出上述汽车运动的s—t图象如右图所示
可见匀速直线运动的位移和时间的关系图象是一条倾斜直线
这种图象叫做位移—时间图象(s—t图象)
图象的含义
①表明在匀速直线运动中,s∝t
②图象上任一点的横坐标表示运动的时间,对应的纵坐标表示位移
③图象的斜率k=Δs/Δt=v
(3)学生阅读课文第23页方框里面的文字
讨论:下面的s—t图象表示物体作怎样的运动?(投影显示)
(二)变速直线运动
举例:(1)飞机起飞
(2)火车进站
2、物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里位移不相等,这种运动就叫做变速直线运动。
3、变速直线运动的位移图象不是直线而是曲线(投影显示)
四、课堂小结
匀速直线运动(s ∝ t)
变速直线运动(s与t不成正比)
高一物理教案14
教学目标
知识与技能
1.了解人造卫星的有关知识,正确理解人造卫星做圆周运动时,各物理量之间的关系.
2.知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度.
过程与方法
通过用万有引力定律来推导第一宇宙速度,培养学生运用知识解决问题的能力.
情感、态度与价值观
1.通过介绍我国在卫星发射方面的情况,激发学生的爱国热情.
2.感知人类探索宇宙的梦想,促使学生树立献身科学的人生价值观.
教学重难点
教学重点
1.第一宇宙速度的意义和求法.
2.人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系.
教学难点
1.近地卫星、同步卫星的区别.
2.卫星的变轨问题.
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、宇宙航行
1.基本知识
(1)牛顿的“卫星设想”
如图所示,当物体的初速度足够大时,它将会围绕地球旋转而不再落回地面,成为一颗绕地球转动的人造卫星.
(2)原理
一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,向心力由地球对它的万有引力提供,
(3)宇宙速度
(4)梦想成真
1957年10月,苏联成功发射了第一颗人造卫星;
1969年7月,美国“阿波罗11号”登上月球;
20xx年10月15日,我国航天员杨利伟踏入太空.
2.思考判断
(1)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10km/s.(×)
(2)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9km/s.(√)
(3)要发射一颗月球人造卫星,在地面的发射速度应大于16.7km/s.(×)
探究交流
我国于20xx年10月发射的火星探测器“萤火一号”.试问这个探测器应大约以多大的速度从地球上发射
【提示】火星探测器绕火星运动,脱离了地球的束缚,但没有挣脱太阳的束缚,因此它的发射速度应在第二宇宙速度与第三宇宙速度之间,即11.2km/s
二、第一宇宙速度的理解与计算
【问题导思】
1.第一宇宙速度有哪些意义?
2.如何计算第一宇宙速度?
3.第一宇宙速度与环绕速度、发射速度有什么联系?
1.第一宇宙速度的定义
又叫环绕速度,是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度,是人造地球卫星的最小发射速度,v=7.9km/s.
2.第一宇宙速度的计算
设地球的质量为M,卫星的质量为m,卫星到地心的距离为r,卫星做匀速圆周运动的线速度为v:
3.第一宇宙速度的推广
由第一宇宙速度的两种表达式可以看出,第一宇宙速度之值由中心星体决定,可以说任何一颗行星都有自己的第一宇宙速度,都应以
式中G为万有引力常量,M为中心星球的质量,g为中心星球表面的重力加速度,r为中心星球的半径.
误区警示
第一宇宙速度是最小的发射速度.卫星离地面越高,卫星的发射速度越大,贴近地球表面的卫星(近地卫星)的发射速度最小,其运行速度即第一宇宙速度.
例:某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体,经时间t物体以速率v落回手中,已知该星球的'半径为R,求这个星球上的第一宇宙速度.
方法总结:天体环绕速度的计算方法
对于任何天体,计算其环绕速度时,都是根据万有引力提供向心力的思路,卫星的轨道半径等于天体的半径,由牛顿第二定律列式计算.
1.如果知道天体的质量和半径,可直接列式计算.
2.如果不知道天体的质量和半径的具体大小,但知道该天体与地球的质量、半径关系,可分别列出天体与地球环绕速度的表达式,用比例法进行计算.
三、卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系
【问题导思】
1.卫星绕地球的运动通常认为是什么运动?
2.如何求v、ω、T、a与r的关系?
3.卫星的线速度与卫星的发射速度相同吗?
为了研究问题的方便,通常认为卫星绕地球做匀速圆周运动,向心力由万有引力提供.
卫星的线速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系与推导如下:
由上表可以看出:卫星离地面高度越高,其线速度越小,角速度越小,周期越大,向心加速度越小.
误区警示
1.在处理卫星的v、ω、T与半径r的关系问题时,常用公式“gR2=GM”来替换出地球的质量M会使问题解决起来更方便.
2.人造地球卫星发射得越高,需要的发射速度越大,但卫星最后稳定在绕地球运动的圆形轨道上时的速度越小.
高一物理教案15
【学习目标】
1.理解动能的概念,会用功能关系导出动能的定义式,并会用动能的定义式进行计算。
2.理解重力势能的概念,会用功能关系导出势能的定义式,会用重力势能的定义式进行计算。
3.理解重力势能的变化与重力做功的关系。知道重力做功与路径无关及重力势能的相对性。
4.了解弹性势能的概念。
【阅读指导】
1.一个物体的质量为m,它在某时刻的速度为v1,那么它在该时刻的动能Ek1=__________,某时刻这个物体的速度变为v2,那么它在该时刻的动能Ek2=________,对于同一物体,速度的大小变化动能就会变化,速度是描述物体____________的物理量,动能也是描述物体_________的物理量,动能是_______量(填“矢”或“标”)。
2.被举高的物体具有做功的本领,所以被举高的物体具有能量,物体的'重力势能等于________________________。由于物体受到的重力方向是竖直向下的,当一个物体所处的高度变化时,重力一定对物体做功。
3.如图所示,质量为m的物体从高H处沿不同路径a、b、c、d落下,试计算从a、b、c路径落下的过程中,
(1)重力所做的功;
(2)物体重力势能如何变化;变化量是多少;
(3)你从中发现了什么结论;
(4)如果物体是从d路径落下的还能得出以上结论吗?你怎么得出的?
4.物体所处的高度是相对的,因此,物体的重力势能也总是相对于某一个水平面说的。如果我们设海拔零高度为重力势能为零的点,那么高于海平面以上物体的重力势能为_____,处于海平面相同高度处物体的重力势能为______,海平面以下物体的重力势能为______。
【课堂练习】夯实基础
1.质量为0.2kg的小球,以5m/s的速度碰墙后以3m/s的速度被弹回,若选定小球初速度方向为正方向,则小球碰墙前的动能为_________,小球碰墙后的动能为_________。
2.两物体质量之比为1:2,速度之比为2:1,则两个物体的动能之比为___________。
3.关于速度与动能,下列说法中正确的是( )
A.一个物体速度越大时,动能越大
B.速度相等的物体,如果质量相等,那么它们的动能也相等
C.动能相等的物体,如果质量相等,那么它们的速度也相同
D.动能越大的物体,速度也越大
4.从离地h高的同一点将一小球分别竖直上抛、平抛、竖直下抛、自由下落,都落到地面,下列说法中正确的是( )
A.竖直上抛重力做的功最多
B.竖直上抛、平抛、竖直下抛、自由下落重力做的功一样多
C.只有平抛、竖直下抛、自由下落三种情况重力做的功一样多
D.重力做功与路径无关,只与重力大小和始末位置的高度差有关
5.质量为m=1kg的物体克服重力做功50J,g取10m/s2,则:
A.物体一定升高了5m
B.物体的动能一定减少50J
C.物体的重力势能一定增加50J
D.物体一定是竖直向上运动
能力提升
6.两物体质量之比为1:3,它们距离地面高度之比也为1:3,让它们自由下落,它们落地时的动能之比为( )
A.1:3 B.3:1 C.1:9 D.9:1
7.一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为G,A、B两端固定在水平天花板上,如图所示,今在绳的最低点C施加一竖直向下的力将绳绷直,在此过程中,绳索AB的重心位置( )
A.逐渐升高 B.逐渐降低
C.先降低后升高 D.始终不变
8.5kg的钢球,从离地面高15m处自由落下,如果规定地面的高度为零,则物体下落前的重力势能为__________J,物体下落1s,它的重力势能变为_______J,该过程中重力做了_______J的功,重力势能变化了__________J。(g取10m/s2)
第3节 动能与势能
【阅读指导】
1、 运动状态 状态 标2、物体的重量和它的高度的乘积 3、(1)重力所做的功均为WG=mgH (2) 物体重力势能减少了。减少量均为mgH (3)重力做功重力势能减少 重力做了多少功,重力势能就减少多少。*(4)能 可以将d曲面分成很多小的斜面,在每个小斜面上,物体运动过程中重力做的功都为mg△h,重力做的总功就为mgH; 4. 正值 零 负值
【课堂练习】
1、2.5J 0.9J 2、2:1 3、1:3 1、BD 2、AC 3、ABD 4、750 500 250 250
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