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高中物理教案

时间：2024-06-15 09:12:43 物理教案我要投稿

高中物理教案汇编(15篇)

　　作为一名教学工作者，时常需要用到教案，教案有助于学生理解并掌握系统的知识。那么问题来了，教案应该怎么写？以下是小编为大家整理的高中物理教案，仅供参考，大家一起来看看吧。

高中物理教案汇编(15篇)

高中物理教案1

　　教学目标

　　一、知识目标

　　1、知道变压器的构造.知道变压器是用来改变交流电压的装置.

　　2、理解互感现象，理解变压器的工作原理.

　　3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题.

　　4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题.

　　5、理解变压器的输入功率等于输出功率.能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题.

　　6、理解在远距离输电时，利用变压器可以大大降低传输线路的电能消耗的原因.

　　7、知道课本中介绍的几种常见的变压器.

　　二、能力目标

　　1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯.

　　2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力.

　　3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义.

　　三、情感目标

　　1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的xx、统一美.

　　2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍xx及辩xx统一思想.

　　3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度.

　　教学建议

　　教材分析及相应的教法建议

　　1、在学习本章之前，首先应明确的是，变压器是用来改变交变电流电压的变压器不能改变恒定电流的电压.互感现象是变压器工作的基础.让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象.这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都是相同的因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关.这样原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了.

　　2、在分析变压器的原理时，课本中提到了次级线圈对于负载来讲，相当于一个交流电源一般情况下，忽略变压器的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的这两个条件，都是理想变压器的工作原理的内容.利用课本中的这些内容，教师在课堂上，首先可以帮助学生分析变压器原理，原线圈上加上交变流电后，铁心中产生交变磁通量;在副线圈中产生交变电动势，则副线圈相当于交流电源对外供电.在这个过程中，如果从能量角度分析，可以看成是电能(原线圈中的.交变电流)转换成磁场能(铁心中的变化磁场)，磁场能又转换成电能(副线圈对外输出电流).所以，变压器是一个传递能量的装置.如果不计它的损失，则变压器在工作中只传递能量不消耗能量。要使学生明白，理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系式.在解决有两个副线圈的变压器的问题时，这一点尤其重要.当然，在初学时，有两个副线圈的变压器的问题，不做统一要求，不必急于去分析这类问题.对于学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论。

　　3、学生对变压器原理和变压器中原、副线圈的电压、电流的关系常有一些似是而非的模糊认识，引导学生认真讨论章后习题，对学生澄清认识会有所帮助。

　　4、变压器的电压公式是直接给出的课本中利用原、副线圈的匝数关系，说明了什么是升压变压器和什么是降压变压器，这也是为了帮助学生能记住电压关系公式.利用变压器的输出功率和输人功率相等的关系，得到了i1i2=u1u2.建议教师做好用输出负载调节输入功率的演示实验.引导学生注意观察，当负载端接入的灯泡逐渐增多时，原、副线圈上的电压基本上不发生变化，原线圈中的电流逐渐增大，副线圈中的电流也逐渐增大。

　　5、介绍几种常见的变压器，是让学生能见到真实的变压器的外型和了解变压器的实际构造.教师应当尽可能多地找一些变压器的给学生看一看.变压器在生产和生活中有十分广泛的应用.课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物，或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识。

　　6、电能的输送，定xx地说明了在远距离输送电能时，采用变压器进行高压输电可以大大减少输电线路上的电能损失.这里重点描述了输电线上的电流大小与造成的电热损失的关系，教师应帮助学生分析，理解采用高压输电的必要xx.

　　教学重点、难点、疑点及解决办法

　　1、重点：

　　变压器工作原理及工作规律.

　　2、难点：

　　(1)理解副线圈两端的电压为交变电压.

　　(2)推导变压器原副线圈电流与匝数关系.

　　(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义.

　　3、疑点：

　　变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈.

　　4、解决办法：

　　(1)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律.

　　(2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系.

　　(3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义

高中物理教案2

　　教学目标

　　知识目标

　　1、认识匀速圆周运动的概念。

　　2、理解线速度、角速度和周期的概念，掌握这几个物理量之间的关系并会进行计算。

　　能力目标

　　培养学生建立模型的能力及分析综合能力。

　　情感目标

　　激发学生学习兴趣，培养学生积极参与的意识。

　　教材分析

　　教材首先明确要研究圆周运动中的最简单的情况，匀速圆周运动，接着从描述匀速圆周运动的快慢的角度引入线速度、角速度的概念及周期、频率、转速等概念，最后推导出线速度、角速度、周期间的关系，中间有一个思考与讨论做为铺垫。

　　教法建议

　　关于线速度、角速度、周期等概念的教学建议是：通过生活实例（齿轮转动或皮带传动装置）或多媒体资料，让学生切实感受到做圆周运动的物体有运动快慢与转动快慢及周期之别，有必要引入相关的物理量加以描述。学习线速度的概念，可以根据匀速圆周运动的概念（结合课件）引导学生认识弧长与时间比值保持不变的特点，进而引出线速度的大小与方向。同时应向学生指出线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。学习角速度和周期的概念时，应向学生说明这两个概念是根据匀速圆周运动的特点和描述运动的需要而引入的。即物体做匀速圆周运动时，每通过一段弧长都与转过一定的圆心角相对应，因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角与时间t比值来描述，由此引入角速度的概念。又根据匀速圆周运动具有周期性的特点，物体沿圆周转动的快慢还可以用转动一圈所用时间的长短来描述，为此引入了周期的概念。讲述角速度的概念时，不要求向学生强调角速度的矢量性。在讲述概念的同时，要让学生体会到匀速圆周运动的特点：线速度的大小、角速度、周期和频率保持不变的圆周运动。

　　关于“线速度、角速度和周期间的关系”的教学建议是：结合课件引导学生认识到这几个物理量在对圆周运动的描述上虽有所不同，但它们之间是有联系的，并引导学生从如下思路理解它们之间的关系：

　　教学重点：线速度、角速度、周期的概念

　　教学难点：各量之间的关系及其应用

　　主要设计：

　　一、描述匀速圆周运动的有关物理量。

　　（一）让学生举一些物体做圆周运动的实例。

　　（二）展示课件1、齿轮传动装置

　　课件2、皮带传动装置

　　为引入概念提供感性认识，引起思考和讨论

　　（三）展示课件3：质点做匀速圆周运动

　　可暂停。可读出运行的时间，对应的弧长，转过的圆心角，进而给出线速度、角速度、周期、频率、转速等概念。

　　二、线速度、角速度、周期间的关系：

　　（一）重新展示课件

　　1、齿轮传动装置。让学生体会到有些不同的点线速度大小相同，但角速度、周期不同，有些不同的点角速度、周期相同，但线速度大小不同；进而此导同学去分析它们之间的关系

　　圆周运动是一种特殊的曲线运动，也是牛顿定律在曲线运动中的综合应用。描述圆周运动的物理量多，且许多物理量（力、加速度、线速度）在时刻变化，因此，本单元是必修教材中的重点、难点、和学生的学困点。教师如何根据自己的.学生把握教材的难易，设计好教案，对顺利完成好本单元教学就显得非常重要。

　　1、向心力：一本参考资料给向心力下了如下定义：做圆周运动的物体所受到指向圆心的合外力，叫向心力。我认为这个定义是不确切的，其一是容易给学生产生误导，认为做圆周运动的物体要受到一个向心力的作用，其二、向心力是按力的作用效果命名的，它可以是某一个力、或几个力的合力、还可以是某种力的分力。鲁科版在本知识点教材处理比较好，先通过细绳栓一小球在光滑水平面做圆周运动的演示实验，分析其受力，得出：做圆周运动的物体一定要受到一个始终指向圆心等效力的作用，这个力叫做向心力。这个定义也比较科学，学生容易接受，且给等效力留了拓展空间，教师在后面的教学中，再通过圆周运动的实例引导学生逐渐认知向心力。在新课教学中，对有些复杂问题应循序渐进，不可一步到位。人教版教材是先学习向心加速度，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力，这个合力叫向心力。这样给出向心力显得有点抽象，学生不容易接受。

　　2、向心加速度：人教版教材是通过质点做匀速圆周运动，找出△t时间内的速度变化量△v，△v△t求出平均加速度，当△t趋近零时，△v垂直于速度v,且指向圆心，既为质点在该位置的加速度，称向心加速度向心力向心加速度，然后给出加速度的公式。按此教学方案，逻辑性强，学生能知道向心加速度的来龙去脉，但由于用到了速度的失量差和极限概念，大部分学生感到学习困难，从课堂效果上看并不好，因此本教学方案适宜优秀学生。鲁科版教教材是通过圆周运动物体的受力分析，总结出做圆周运动的物体受到向心力的作用，那么它必然存在一个由向心力产生的加速度，这个加速度叫向心加速，方向与向心力方向一致，始终指向圆心，然后直接给出向心加速度的数学表达式，省去了复杂的数学推导，使教学难度大大降低，从课堂教学效果看：学生感觉容易接受，师生互动较为活跃。

高中物理教案3

　　名师导航

　　●重点与剖析

　　一、自由落体运动

　　1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.

　　思考：不同的物体，下落快慢是否相同？为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同？

　　在空气中与在真空中的区别是，空气中存在着空气阻力.对于一些密度较小的物体，例如降落伞、羽毛、纸片等，在空气中下落时，受到的空气阻力影响较大；而一些密度较大的物体，如金属球等，下落时，空气阻力的影响就相对较小了.因此在空气中下落时，它们的快慢就不同了.

　　在真空中，所有的物体都只受到重力，同时由静止开始下落，都做自由落体运动，快慢相同.

　　2.不同物体的下落快慢与重力大小的关系

　　（1）有空气阻力时，由于空气阻力的影响，轻重不同的物体的下落快慢不同，往往是较重的物体下落得较快.

　　（2）若物体不受空气阻力作用，尽管不同的物体质量和形状不同，但它们下落的快慢相同.

　　3.自由落体运动的特点

　　（1）v0=0

　　（2）加速度恒定（a=g）.

　　4.自由落体运动的性质：初速度为零的匀加速直线运动.

　　二、自由落体加速度

　　1.自由落体加速度又叫重力加速度，通常用g来表示.

　　2.自由落体加速度的方向总是竖直向下.

　　3.在同一地点，一切物体的自由落体加速度都相同.

　　4.在不同地理位置处的自由落体加速度一般不同.

　　规律：赤道上物体的重力加速度最小，南（北）极处重力加速度最大；物体所处地理位置的纬度越大，重力加速度越大.

　　三、自由落体运动的运律动规

　　因为自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动.

　　1.速度公式：v=gt

　　2.位移公式：h= gt2

　　3.位移速度关系式：v2=2gh

　　4.平均速度公式： =

　　5.推论：Δh=gT2

　　●问题与探究

　　问题1 物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况相同吗？你有什么假设与猜想？

　　探究思路：物体在真空中下落时，只受重力作用，不再受到空气阻力，此时物体的'加速度较大，整个下落过程运动加快.在空气中，物体不但受重力还受空气阻力，二者方向相反，此时物体加速度较小，整个下落过程较慢些.

　　问题2 自由落体是一种理想化模型，请你结合实例谈谈什么情况下，可以将物体下落的运动看成是自由落体运动.

　　探究思路：回顾第一章质点的概念，谈谈我们在处理物理问题时，根据研究问题的性质和需要，如何抓住问题中的主要因素，忽略其次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂的问题得到简化，进一步理解这种重要的科学研究方法.

　　问题3 地球上的不同地点，物体做自由落体运动的加速度相同吗？

　　探究思路：地球上不同的地点，同一物体所受的重力不同，产生的重力加速度也就不同.一般来讲，越靠近两极，物体做自由落体运动的加速度就越大;离赤道越近，加速度就越小.

　　●典题与精析

　　例1 下列说法错误的是

　　A.从静止开始下落的物体一定做自由落体运动

　　B.若空气阻力不能忽略，则一定是重的物体下落得快

　　C.自由落体加速度的方向总是垂直向下

　　D.满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动

　　精析：此题主要考查自由落体运动概念的理解，自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.选项A没有说明是什么样的物体，所受空气阻力能否忽略不得而知；选项C中自由落体加速度的方向应为竖直向下，初速度为零的匀加速直线运动的速度都与时间成正比，但不一定是自由落体运动.

　　答案：ABCD

　　例2 小明在一次大雨后，对自家屋顶滴下的水滴进行观察，发现基本上每滴水下落的时间为1.5 s，他由此估计出自家房子的大概高度和水滴落地前瞬间的速度.你知道小明是怎样估算的吗？

　　精析：粗略估计时，将水滴下落看成是自由落体，g取10 m/s2，由落体运动的规律可求得.

　　答案：设水滴落地时的速度为vt，房子高度为h，则：

　　vt=gt=10×1.5 m/s=15 m/s

　　h= gt2= ×10×1.52 m=11.25 m.

　　绿色通道：学习物理理论是为了指导实践，所以在学习中要注重理论联系实际.分析问题要从实际出发，各种因素是否对结果产生影响都应具体分析.

　　例3 一自由下落的物体最后1 s下落了25 m，则物体从多高处自由下落？（g取10 m/s2）

　　精析：本题中的物体做自由落体运动，加速度为g=10 N/kg，并且知道了物体最后1 s的位移为25 m，如果假设物体全程时间为t，全程的位移为s，该物体在前t－1 s的时间内位移就是s－25 m，由等式h= ggt2和h－25= g（t－1）2就可解出h和t.

　　答案：设物体从h处下落，历经的时间为t.则有：

　　h= gt2 ①

　　h－25= g（t－1）2 ②

　　由①②解得：h=45 m，t=3 s

　　所以，物体从离地45 m高处落下.

　　绿色通道：把物体的自由落体过程分成两段，寻找等量

高中物理教案4

　　教学重点：

　　万有引力定律的应用

　　教学难点：

　　地球重力加速度问题

　　教学方法：

　　讨论法

　　教学用具：

　　计算机

　　教学过程：

　　一、地球重力加速度

　　问题一：在地球上是赤道的重力加速度大还是两极的加速度大？

　　这个问题让学生充分讨论：

　　1、有的学生认为：地球上的加速度是不变化的．

　　2、有的学生认为：两极的重力加速度大．

　　3、也有的的学生认为：赤道的重力加速度大．

　　出现以上问题是因为：学生可能没有考虑到地球是椭球形的，也有不记得公式的等．

　　教师板书并讲解：

　　在质量为、半径为的地球表面上，如果忽略地球自转的影响，质量为的物体的重力加速度，可以认为是由地球对它的万有引力产生的．由万有引力定律和牛顿第二定律有：

　　则该天体表面的重力加速度为：

　　由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径决定的．而又因为地球是椭球的赤道的半径大，两极的半径小，所以赤道上的重力加速度小，两极的重力加速度大．也可让学生发挥得：离地球表面的距离越大，重力加速度越小．

　　问题二：有1kg的物体在北京的重力大还是在上海的重力大？

　　这个问题有学生回答

　　问题三：

　　1、地球在作什么运动？人造地球卫星在作什么运动？

　　通过展示图片为学生建立清晰的图景．

　　2、作匀速圆周运动的'向心力是谁提供的？

　　回答：地球与卫星间的万有引力即由牛顿第二定律得：

　　3、由以上可求出什么？

　　①卫星绕地球的线速度：

　　②卫星绕地球的周期：

　　③卫星绕地球的角速度：

　　教师可带领学生分析上面的公式得：

　　当轨道半径不变时，则卫星的周期不变、卫星的线速度不变、卫星的角速度也不变．

　　当卫星的角速度不变时，则卫星的轨道半径不变．

　　课堂练习：

　　1、假设火星和地球都是球体，火星的质量和地球质量．之比，火星的半径和地球半径之比，那么离火星表面高处的重力加速度和离地球表面高处的重力加速度．之比等于多少

　　解：因物体的重力来自万有引力，所以：

　　则该天体表面的重力加速度为：

　　所以：

　　2、若在相距甚远的两颗行星和的表面附近，各发射一颗卫星和，测得卫星绕行星的周期为，卫星绕行星的周期为，求这两颗行星密度之比是多大

　　解：设运动半径为，行星质量为，卫星质量为．

　　由万有引力定律得：

　　解得：

　　所以：

　　3、某星球的质量约为地球的的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高处平抛一物体，射程为60米，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为：

　　A、10米B、15米C、90米D、360米

　　解得：（A）

　　布置作业：

　　探究活动

　　组织学生收集资料，编写相关论文，可以参考下列题目：

　　1、月球有自转吗？

　　2、观察月亮

高中物理教案5

　　1、知识与技能

　　（1）知道波面和波线，以及波传播到两种介质的界面时同时发生反射和折射

　　（2）知道波发生反射现象时，反射角等于入射角，知道反射波的频率，波速和波长与入射波相同

　　（3）知道折射波与入射波的频率相同，波速与波长不同，理解波发生折射的原因是波在不同介质中速度不同，掌握入射角与折射角的关系

　　2、过程与方法：

　　3、情感、态度与价值观：

　　教学重点：惠更斯原理，波的反射和折射规律

　　教学难点：惠更斯原理

　　教学方法：课堂演示，flash课件

　　一.引入新课

　　1．蝙蝠的“眼睛”：18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现蝙蝠是靠高频率的尖叫来确定障碍物的位置的。这种尖叫声在每秒2万到10万赫兹之间，我们的耳朵对这样频率范围内的声波是听不到的`。这样的声波称为超声波。蝙蝠发出超声波，然后借助物体反射回来的回声，就能判断出所接近的物体的大小、形状和运动方式。

　　2．隐形飞机F—117：雷达是利用无线电波发现目标，并测定其位置的设备。由于无线电波具有恒速、定向传播的规律，因此，当雷达波碰到飞行目标(飞机、导弹）等时，一部分雷达波便会反射回来，根据反射雷达波的时间和方位便可以计算出飞行目标的位置。

　　雷达确定目标示意图

　　由于一般飞机的外形比较复杂，总有许多部分能够强烈反射雷达波，因此整个飞机表面涂以黑色的吸收雷达波的涂料。

　　一.波面和波线

　　波面：同一时刻，介质中处于波峰或波谷的质点所构成的面叫做波面．

　　波线：用来表示波的传播方向的跟各个波面垂直的线叫做波线．

　　二.惠更斯原理

　　荷兰物理学家惠更斯

　　1.惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源，而后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。

　　2.根据惠更斯原理，只要知道某一时刻的波阵面，就可以确定下一时刻的波阵面。

　　二.波的反射

　　1.波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射．

　　2.反射规律

　　反射定律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。

　　入射角（i）和反射角（i’）：入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角．反射波的波线与平面法线的夹角i’ 叫做反射角．

　　反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同．

　　波遇到两种介质界面时，总存在反射

　　三.波的折射

　　1.波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射．

　　2.折射规律：

　　(1).折射角（r）：折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角．

　　2.折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比：

　　当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线.

　　当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线.

　　当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中的特例．

　　在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变．

　　波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同．

　　由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点，A、B点会发射子波，经⊿t后， B点发射的子波到达界面处D点， A点的到达C点，

高中物理教案6

　　知识目标

　　（1）伽利略理想实验；

　　（2）惯性概念；

　　（3）掌握牛顿第一定律的内容；

　　（4）理解力是改变物体运动状态的原因；

　　（5）能用牛顿第一定律解释惯性现象．

　　能力目标

　　培养学生严谨的逻辑推理能力；培养学生的口头表达能力．学习科学的实验方法．

　　情感目标

　　对任何现象的发生不能够想当然，要有严谨、认真的科学态度．

　　教学建议

　　教材分析

　　本节内容是分两块内容介绍的，先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想．然后引入了牛顿第一定律，引入了惯性概念，并由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因．

　　教法建议

　　1、本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础．

　　2、适当介绍一些学史的知识，让学生意识到：一个规律的发现并不是一帆风顺的，或者是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能形成的，它们的学习也是这样．

　　3、重点讲述伽利略理想实验的科学思想，让学生学会一种科学思维方法．

　　4、通过对大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因．

　　教学设计示例

　　教学重点：对伽利略理想实验的`理解；牛顿第一运动定律．

　　教学难点：对伽利略理想实验的理解．

　　示例：

　　一、历史的回顾

　　1、人类对力和运动关系的最初认识及亚里士多德其人．（见扩展资料）

　　2、伽利略理想实验：

　　（1）动画模拟该实验，并指出不能够真正试验的原因．或做课本所讲的气垫导轨实验（有视频资料），并指出为什么只是近似验证．由实验结果推出亚里士多德观点的错误，矛盾的焦点蚀是试实验条件的不同．

　　（2）分析伽利略理想实验：它是一个理想化的过程，但并不是凭空想象的来的，而在抽象思维过程中所创造出的一种科学推理，理想化实验是物理学中重要的研究方法．

　　（3）介绍伽利略．

　　二、牛顿第一运动定律

　　1、牛顿第一运动定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．

　　2、惯性：物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质．

　　3、注意：（通过实例分析）

　　（1）惯性与惯性定律不同．

　　（2）惯性是物体的固有性质，任何时候物体都具有惯性，这与物体处于什么状态无关．

　　（3）力和运动的关系：力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因．

　　4、实例参考（要让学生充分参与讨论）：

　　分析刹车时人往前倾；启动时人往后仰．

　　做小实验：惯性实验器演示惯性现象，并分析．

　　让学生举例分析，并指出哪些惯性现象有利，哪些惯性现象有害．

　　探究活动

　　题目：可以观察的惯性现象

　　组织：小组或个人

　　方案：自己设计小实验并展示、讲解，由同学互相评判

　　评价：具有可操作性，让学生把学过的知识灵活应用

高中物理教案7

　　教材分析

　　三相电流在生产和生活中有广泛的应用，学生应对它有一定的了解。但这里只对学生可能接触较多的知识做些介绍，而不涉及太多实际应用中的具体问题。三相交变电流在生产生活实际中应用广泛，所以其基本常识应让每个学生了解。

　　1、在介绍三相交变电流的产生时，除课本中提供的插图外，教师可以再找一些图片或模型，使学生明白，三个相同的线圈同时在同一磁场中转动，产生三相交变电流，它们依次落后1/3周期。三相交变电流就是三个相同的交变电流，它们具有相同的最大值、周期、频率。每一个交变电流是一个单相电。

　　2、要让学生知道，三个线圈相互独立，每一个都可以相当于一个独立的电源单独供电。由于三个线圈平面依次相差120o角。它们达到最大值（或零）的时间就依次相差1/3周期。用挂图配合三相电机的模型演示，效果很好。

　　让三个线圈通过星形连接或三角形连接后对外供电，一方面比用三个交变电流单独供电大大节省了线路的材料，另一方面，可同时提供两种不同电压值的交变电流。教师应组织学生观察生活实际中的`交变电流的连接方式，理解课本中所介绍的三相电的连接。

　　教学设计方案

　　三相交变电流

　　教学目的

　　1、知道三相交变电流的产生及特点。

　　2、知道星形接法、三角形接法和相电压、线电压知识。

　　教具：演示用交流发电机

　　教学过程：

　　一、引入新课

　　本章前面学习了一个线圈在磁场中转动，电路中产生交变电流的变化规律。如果三组互成120°角的线圈在磁场中转动，三组线圈产生三个交变电流。这就是我们今天要学习的三相交变电流。

　　板书：第六节三相交变电流

　　二、进行新课

　　演示单相交流发电机模型：只有一个线圈在磁场中转动，电路中只产生一个交变电动势，这样的发电机叫单相交流发电机。它发出的电流叫单相交变电流。

　　演示：三相交流发电机模型，提出研究三相交变电流的产生。

　　板书：

　　一、三相交变电流的产生

　　1、三相交变电流的产生：互成120°角的线圈在磁场中转动，三组线圈各自产生交变电流。

　　2、三相交变电流的特点：最大值和周期是相同的。

　　板书：三组线圈到达最大值（或零值）的时间依次落后1/3周期

　　我们还可以用图像描述三相交变电流

　　板书：三相交变电流的图像

　　三组线圈产生三相交变电流可对三组负载供电，那么三组线圈和三个负载是怎样连接的呢？

　　板书：

　　二、星形连接和三角形连接

　　1、星形连接

　　说明：在实际应用中，三相发电机和负载并不用6条导线连接，而是把线圈末端和负载之间用一条导线连接，这就是我们要学习的星形连接

　　①把线圈末端和负载之间用一条导线连接的方法叫星形连接（符号Y）

　　②端线、火线和中性线、零线。

　　从每个线圈始端引出的导线叫端线，也叫相线，在照明电路里俗称火线。从公共点引出的导线叫中性线，照明电路中，中性线是接地的叫做零线。

　　③相电压和线电压

　　端线和中性线之间的电压叫做相电压。

　　两条端线之间的电压叫做线电压。

　　我国日常电路中，相电压是220V、线电压是380V。

　　2、三角形连接

　　①把发电机的三个线圈始端和末端依次相连的方式叫三角板连接（符号△）。

　　②相电压和线电压。

　　两条端线之间的电压就是其中一个线圈的相电压，所以三角形连接中相电压等于线电压。

高中物理教案8

　　教学目标:

　　(1)理解简谐振动的判断,掌握全过程的特点;

　　(2)理解简谐振动方程的物理含义与应用;

　　能力目标:

　　(1)培养对周期性物理现象观察、分析;

　　(2)训练对物理情景的理解记忆；

　　教学过程：

　　（一）、简谐振动的周期性：周期性的往复运动

　　（1）一次全振动过程：基本单元

　　平衡位置O：周期性的往复运动的对称中心位置

　　振幅A：振动过程振子距离平衡位置的最大距离

　　（2）全振动过程描述：

　　周期T：完成基本运动单元所需时间

　　T=2π

　　频率f：1秒内完成基本运动单元的次数

　　位移S：以平衡位置O为位移0点，在全振动过程中始终从平衡位置O点指向振子所在位置

　　速度V：物体运动方向

　　（二）、简谐振动的判断：振动过程所受回复力为线性回复力

　　（F=-ＫＸ）K：简谐常量

　　X：振动位移

　　简谐振动过程机械能守恒：KA2=KX2+mV2=mVo2

　　（三）、简谐振动方程：

　　等效投影：匀速圆周运动（角速度ω=π）

　　位移方程：X=Asinωt

　　速度方程：V=Vocosωt

　　加速度：a=sinωt

　　线性回复力：F=KAsinωt

　　上述简谐振动物理参量方程反映振动过程的规律性

　　简谐振动物理参量随时间变化关系为正余弦图形

　　课堂思考题：（1）简谐振动与一般周期性运动的区别与联系是什么？

　　（2）如何准确描述周期性简谐振动？

　　（3）你知道的物理等效性观点应用还有哪些？

　　（四）、典型问题：

　　（1）简谐振动全过程的特点理解类

　　例题1、一弹簧振子，在振动过程中每次通过同一位置时，保持相同的物理量有（）

　　A速度B加速度C动量D动能

　　例题2、一弹簧振子作简谐振动,周期为T,()

　　A.若t时刻和(t+Δt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同,则Δt一定等于T的整数倍;

　　B.若t时刻和(t+Δt)时刻振子运动速度的大小相等、方向相反；

　　C.若Δt=T，则在t时刻和(t+Δt)时刻振子运动加速度一定相等；

　　D.若Δt=T/2，则在t时刻和(t+Δt)时刻弹簧的长度一定相等

　　同步练习

　　练习1、一平台沿竖直方向作简谐运动,一物体置于振动平台上随台一起运动．当振动平台处于什么位置时,物体对台面的正压力最小

　　A．当振动平台运动到最低点

　　B．当振动平台运动到最高点时

　　C．当振动平台向下运动过振动中心点时

　　D．当振动平台向上运动过振动中心点时

　　练习2、水平方向做简谐振动的弹簧振子其周期为T,则:

　　A、若在时间Δt内,弹力对振子做功为零,则Δt一定是的整数倍

　　B、若在时间Δt内,弹力对振子做功为零,则Δt可能小于

　　C、若在时间Δt内,弹力对振子冲量为零,则Δt一定是T的整数倍

　　D、若在时间Δt内,弹力对振子冲量为零,则Δt可能小于

　　练习3、一个弹簧悬挂一个小球，当弹簧伸长使小球在位置时处于平衡状态，现在将小球向下拉动一段距离后释放，小球在竖直方向上做简谐振动，则：

　　A、小球运动到位置O时，回复力为零；

　　B、当弹簧恢复到原长时，小球的速度最大；

　　C、当小球运动到最高点时，弹簧一定被压缩；

　　D、在运动过程中，弹簧的最大弹力大于小球的重力；

　　（2）简谐振动的判断证明

　　例题、在弹簧下端悬挂一个重物，弹簧的劲度为k，重物的质量为m。重物在平衡位置时，弹簧的弹力与重力平衡，重物停在平衡位置，让重物在竖直方向上离开平衡位置，放开手，重物以平衡位置为中心上下振动，请分析说明是否为简谐振动，振动的周期与何因素有关？

　　解析：当重物在平衡位置时，假设弹簧此时伸长了x0，

　　根据胡克定律：F=kx由平衡关系得：mg=kx0

　　确定平衡位置为位移的起点，当重物振动到任意位置时，此时弹簧的形变量x也是重物该时刻的位移，此时弹力F1=kx

　　由受力分析，根据牛顿第二定律F=Ma得：F1–mg=ma

　　由振动过程中回复力概念得：F回=F1–mg

　　联立（1）、（3）得：F回=kx-kx0=k（x-x0）

　　由此可得振动过程所受回复力是线性回复力即回复力大小与重物运动位移大小成正比，其方向相反，所以是简谐振动。

　　由（2）得：a=-（x-x0），结合圆周运动投影关系式：a=-ω2（x-x0）得：ω2=

　　由ω=π得：T=2π此式说明该振动过程的周期只与重物质量的`平方根成正比、跟弹簧的劲度的平方根成反比，跟振动幅度无关。

　　同步练习：

　　用密度计测量液体的密度，密度计竖直地浮在液体中。如果用手轻轻向下压密度计后，放开手，它将沿竖直方向上下振动起来。试讨论密度计的振动是简谐振动吗？其振动的周期与哪些因素有关？

　　（3）简谐振动方程推导与应用

　　例题：做简谐振动的小球，速度的最大值vm=0.1m/s，振幅A=0.2m。若从小球具有正方向的速度最大值开始计时，求：（1）振动的周期（2）加速度的最大值（3）振动的表达式

　　解：根据简谐振动过程机械能守恒得: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,位移为0则

　　Acosφ=0v=-ωAsinφ则φ=-π/2即有x=0.2cos(0.5t–0.5π)

高中物理教案9

　　教学目标

　　（一）知识与技能

　　1．知道弹力产生的条件。

　　2．知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向。

　　3．知道弹性形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律．会用胡克定律解决有关问题。

　　（二）过程与方法

　　1．通过在实际问题中确定弹力方向的能力。

　　2．自己动手进行设计实验和操作实验的能力。

　　3．知道实验数据处理常用的方法，尝试使用图象法处理数据。

　　（三）情感态度与价值观

　　1．真实准确地记录实验数据，体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用。

　　2.在体验用简单的工具和方法探究物理规律的`过程中，感受学习物理的乐趣，培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯。

　　教学重点

　　1．弹力有无的判断和弹力方向的判断。

　　2．弹力大小的计算。

　　3．实验设计与操作。

　　教学难点

　　弹力有无的判断及弹力方向的判断．

　　教学方法

　　探究、讲授、讨论、练习

　　教学手段

　　教具准备

　　弹簧、钩码、泡沫塑料块、粉笔、烧瓶（内装红墨水瓶塞上面插细玻璃管）、

　　演示胡克定律用的铁架台、刻度尺、弹簧、钩码等等．

高中物理教案10

　　教学目标

　　知识目标

　　1、在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此定律有初步理解;

　　2、使学生了解并掌握万有引力定律;

　　3、使学生能认识到万有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有质量的物体之间，不管它们之间是否还有其它作用力).

　　能力目标

　　1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题;

　　2、使学生能应用万有引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题.

　　情感目标

　　1、使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力，甚至付出了生命，最后牛顿总结了前人经验的基础上才发现的让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考.

　　教学建议

　　万有引力定律的内容固然重要，让学生了解发现万有引力定律的过程更重要.建议教师在授课时，应提倡学生自学和查阅资料.教师应准备的资料应更广更全面.通过让学生阅读“万有引力定律的发现过程”，让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关.教师在授课时可以让学生自学，也可由教师提出问题让学生讨论，也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论.

　　教学目的：

　　1、了解万有引力定律得出的思路和过程;

　　2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律;

　　3、掌握万有引力定律，能解决简单的万有引力问题;

　　教学难点：万有引力定律的应用

　　教学重点：万有引力定律

　　教具：

　　展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人图片.

　　教学过程

　　(一)新课教学(20分钟)

　　1、引言

　　展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史：

　　十七世纪中叶以前的漫长时间中，许多天文学家和物理学家(如第谷、哥白尼，伽利略和开普勒等人)，通过了长期的观察、研究，已为人类揭示了行星的运动规律.但是，长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么.却缺乏了解，更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究.

　　伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上，进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中，研究、确立了《万有引力定律》.从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因，为天体动力学的.发展奠定了基础.那么：

　　(1)牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢

　　(2)《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的

　　以上两个问题就是这节课要研究的重点.

　　2、通过举例分析，引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法.

　　苹果在地面上加速下落：(由于受重力的原因)：

　　月亮绕地球作圆周运动：(由于受地球引力的原因);

　　行星绕太阳作圆周运动：(由于受太阳引力的原因)，(牛顿认为)

　　牛顿将上述各运动联系起来研究后提出：这些力是属于同种性质的力，应遵循同一规律;并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间.

　　3、引入课题.

　　板书：第二节、万有引力定律

　　(1)万有引力：宇宙间任何有质量的物体之间的相互作用.(板书)

　　(2)万有引力定律：宇宙间的一切物体都是相互吸引的两个物体间的引力大小，跟他们之间质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比.(板书)

　　式中：为万有引力恒量;为两物体的中心距离.引力是相互的(遵循牛顿第三定律).

　　(二)应用(例题及课堂练习)

　　学生中存在这样的问题：既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的，哪为什么物体没有被吸引到一起(请学生带着这个疑问解题)

　　例题1、两物体质量都是1kg，两物体相距1m，则两物体间的万有引力是多少

　　解：由万有引力定律得：

　　代入数据得：

　　通过计算这个力太小，在许多问题的计算中可忽略

　　例题2.已知地球质量大约是，地球半径为km，地球表面的重力加速度.

　　求：

　　(1)地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力

　　(2)地球表面一质量为10kg物体受到的重力

　　(3)比较万有引力和重力

　　解：(1)由万有引力定律得：

　　(2)代入数据得：

　　(3)比较结果万有引力比重力大.原因是在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力.

　　(三)课堂练习：

　　教师请学生作课本中的练习，教师引导学生审题，并提示使用万有引力定律公式解题时，应注意因单位制不同，值也不同，强调用国际单位制解题.请学生同时到前面，在黑板上分别作1、2、3题.其它学生在座位上逐题解答.此时教师巡回指导学生练习随时注意黑板上演算的情况.

　　(四)小结：

　　1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间).天体间万有引力很大，为什么留学生去想(它是支配天体运动的原因).地面物体间，微观粒子间：万有引力很小，为什么它不足以影响物体的运动，故常常可忽略不计.

　　2、应用万有引力定律公式解题，值选，式中所涉其它各量必须取国际单位制.

　　(五)布置作业(3分钟)：教师可根据学生的情况布置作业.

　　探究活动

　　组织学生编写相关小论文，通过对资料的收集，了解万有引力定律的发现过程，了解科学家们对知识的探究精神，下面就是相关的题目.

　　1、万有引力定律发现的历史过程.

　　2、第谷在发现万有引力定律上的贡献.

高中物理教案11

　　课前预习

　　一、安培力

　　1．磁场对通电导线的作用力叫做___○1____．

　　2.大小：（1）当导线与匀强磁场方向________○2_____时，安培力最大为F=_____○3_____.

　　（2）当导线与匀强磁场方向_____○4________时，安培力最小为F=____○5______.

　　(3) 当导线与匀强磁场方向斜交时，所受安培力介于___○6___和__○7______之间。

　　3．方向：左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指__○8____，并且都跟手掌在___○9___，把手放入磁场中，让磁感线___○10____，并使伸开的四指指向 _○11___的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的__○12___方向．

　　二、磁电式电流表

　　1.磁电式电流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____构成.

　　2．蹄形磁铁的磁场的方向总是沿着径向均匀地分布的，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是相等的，这样不管线圈转到什么位置，线圈平面总是跟它所在位置的磁感线平行，I与指针偏角θ成正比，I越大指针偏角越大，因而电流表可以量出电流I的大小，且刻度是均匀的，当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针偏转方向也随着改变，又可知道被测电流的方向。

　　3、磁电式仪表的优点是____○18________,可以测很弱的电流，缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。

　　课前预习答案

　　○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一个平面内○10垂直穿入手心○11电流○12受力○13蹄形磁铁 ○14 铁芯○15绕在线框上的线圈○16螺旋弹簧○17指针○18灵敏度高

　　重难点解读

　　一、对安培力的认识

　　1、安培力的性质：

　　安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力。

　　2、安培力的作用点：

　　安培力是导体中通有电流而受到的力，与导体的中心位置无关，因此安培力的作用点在导体的几何中心上，这是因为电流始终流过导体的所有部分。

　　3、安培力的方向：

　　（1）安培力方向用左手定则判定：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向。

　　（2）F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向（B、I不平行时），可用左手定则确定F的唯一方向：F⊥B，F⊥I，则F垂直于B和I所构成的平面（如图所示），但已知F和B的方向，不能唯一确定I的方向。由于I可在图中平面α内与B成任意不为零的夹角。同理，已知F和I的方向也不能唯一确定B的方向。

　　（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。

　　4、安培力的大小：

　　（1）安培力的计算公式：F＝BILsinθ，θ为磁场B与直导体L之间的夹角。

　　（2）当θ＝90°时，导体与磁场垂直，安培力最大Fm＝BIL；当θ＝0°时，导体与磁场平行，安培力为零。

　　（3）F＝BILsinθ要求L上各点处磁感应强度相等，故该公式一般只适用于匀强磁场。

　　（4）安培力大小的特点：①不仅与B、I、L有关，还与放置方式θ有关。②L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0

　　二、通电导线或线圈在安培力作用下的运动判断方法

　　（1）电流元分析法：把整段电流等效为多段很小的直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向.

　　（2）特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向.

　　（3）等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。

　　（4）转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，定性分析磁体在力的作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向.

　　典题精讲

　　题型一、安培力的方向

　　例1、电视机显象管的偏转线圈示意图如右，即时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？

　　解：画出偏转线圈内侧的电流，是左半线圈靠电子流的一侧为向里，右半线圈靠电子流的一侧为向外。电子流的等效电流方向是向里的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，可判定电子流向左偏转。（本题用其它方法判断也行，但不如这个方法简洁）。

　　答案：向左偏转

　　规律总结：安培力方向的判定方法：

　　（1）用左手定则。

　　（2）用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时）。

　　（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）。

　　题型二、安培力的大小

　　例2、如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力

　　A. 方向沿纸面向上，大小为

　　B. 方向沿纸面向上，大小为

　　C. 方向沿纸面向下，大小为

　　D. 方向沿纸面向下，大小为

　　解析：该导线可以用a和d之间的直导线长为来等效代替,根据 ,可知大小为 ,方向根据左手定则.A正确。

　　答案：A

　　规律总结：应用F=BILsinθ来计算时，F不仅与B、I、L有关，还与放置方式θ有关。L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0

　　题型三、通电导线或线圈在安培力作用下的运动

　　例3、如图11-2-4条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会＿＿(增大、减小还是不变？)水平面对磁铁的摩擦力大小为＿＿。

　　解析：本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线（如图中粗虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中细虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的`反作用力竖直向上。⑶把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以互相吸引。

　　答案：减小零

　　规律总结：分析通电导线或线圈在安培力作用下的运动常用方法：（1）电流元分析法，（2）特殊位置分析法，（3）等效法，（4）转换研究对象法

　　题型四、安培力作用下的导体的平衡问题

　　例4、水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图8－1－32所示，问：

　　(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？

　　(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？

　　解析：从b向a看侧视图如图所示．

　　(1)水平方向：F＝FAsin θ①

　　竖直方向：FN＋FAcos θ＝mg②

　　又 FA＝BIL＝BERL③

　　联立①②③得：FN＝mg－BLEcos θR，F＝BLEsin θR.

　　(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有FA＝mg

　　Bmin＝mgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右．

　　答案：(1)mg－BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右

　　规律总结：对于这类问题的求解思路：

　　（1）若是立体图，则必须先将立体图转化为平面图

　　（2）对物体受力分析，要注意安培力方向的确定

　　（3）根据平衡条件或物体的运动状态列出方程

　　（4）解方程求解并验证结果

　　巩固拓展

　　1. 如图，长为的直导线拆成边长相等，夹角为的形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为，当在该导线中通以电流强度为的电流时，该形通电导线受到的安培力大小为

　　（A）0 （B）0.5 （C）（D）

　　答案：C

　　解析：导线有效长度为2lsin30°=l，所以该V形通电导线收到的安培力大小为。选C。

　　本题考查安培力大小的计算。

　　2．．一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是( )

　　A．如果B＝2 T，F一定是1 N

　　B．如果F＝0，B也一定为零

　　C．如果B＝4 T，F有可能是1 N

　　D．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行

　　答案：C

　　解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0

　　3. 首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培．如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度，可能的操作是( )

　　A．把磁铁的N极和S极换过来

　　B．减小通过导体棒的电流强度I

　　C．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条

　　D．更换磁性较小的磁铁

　　答案：C

　　解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的长度成正比，C正确．

　　4. 一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是( )

　　A．磁铁对桌面的压力减小

　　B．磁铁对桌面的压力增大

　　C．磁铁受到向右的摩擦力

　　D．磁铁受到向左的摩擦力

　　答案：AD

　　解析：如右图所示．对导体棒，通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下方的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方，所以在通电的一瞬时，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此A、D正确．

　　5．.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时ab恰好在导轨上静止，如图右所示.，下图是沿b→a方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是

　　A.①② B.③④ C.①③ D.②④

　　答案： A

　　解析： ①中通电导体杆受到水平向右的安培力，细杆所受的摩擦力可能为零.②中导电细杆受到竖直向上的安培力，摩擦力可能为零.③中导电细杆受到竖直向下的安培力，摩擦力不可能为零.④中导电细杆受到水平向左的安培力，摩擦力不可能为零.故①②正确，选A.

　　6．如图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时；导线a恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B以前相比较( )

　　A．b也恰好不再受安培力的作用

　　B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上

　　C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下

　　D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下

　　答案：D

　　解析：当a不受安培力时，Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因Ia>Ib，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小．故选项D正确．

　　7．如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是( )

　　A．导线a所受合力方向水平向右

　　B．导线c所受合力方向水平向右

　　C．导线c所受合力方向水平向左

　　D．导线b所受合力方向水平向左

　　答案：B

　　解析：首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向．可以确定B是正确的．

　　8．如图所示，在空间有三根相同的导线，相互间的距离相等，各通以大小和方向都相同的电流.除了相互作用的磁场力外，其他作用力都可忽略，则它们的运动情况是______.

　　答案：两两相互吸引,相聚到三角形的中心

　　解析：根据通电直导线周围磁场的特点，由安培定则可判断出，它们之间存在吸引力.

　　9．如图所示，长为L、质量为m的两导体棒a、b,a被置在光滑斜面上，b固定在距a为x距离的同一水平面处，且a、b水平平行，设θ＝45°，ａ、b均通以大小为I的同向平行电流时，a恰能在斜面上保持静止.则b的电流在a处所产生的磁场的磁感应强度B的大小为 .

　　答案：

　　解析：由安培定则和左手定则可判知导体棒a的受力如图，由力的平衡得方程：

　　mgsin45°=Fcos45°，即

　　mg=F=BIL 可得B＝ .

　　10．一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd.bc边长为l.线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直.在下图中，垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示.开始时线框处于平衡状态，令磁场反向，磁感强度的大小仍为B，线框达到新的平衡.在此过程中线框位移的大小Δx______，方向______.

　　答案：；位移的方向向下

　　解析：设线圈的质量为m，当通以图示电流时，弹簧的伸长量为x1，线框处于平衡状态，所以kx1=mg-nBIl.当电流反向时，线框达到新的平衡，弹簧的伸长量为x2，由平衡条件可知

　　kx2=mg+nBIl.

　　所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl

　　所以Δx=

　　电流反向后，弹簧的伸长是x2＞x1，位移的方向应向下.

高中物理教案12

　　1、在物理知识方面的要求：

　　（1）了解曲线运动的特点，速度方向在该点切线方向上且时刻在变，因此曲线运动一定是变速运动；

　　（2）了解曲线运动的条件：合外力与速度不在同一条直线上；

　　（3）根据学生理解能力，可将曲线运动的条件深化，即平行速度的力只改变速度大小；垂直速度的力只改变速度方向，可根据力的效果将合外力沿速度方向和垂直速度方向分解；

　　（4）了解合运动、分运动，掌握运动的合成与分解法则——平行四边形定则；

　　（5）由分运动的性质及特点综合判断合运动的性质及轨迹。

　　2、通过观察演示实验，有关教学软件，并联系学生生活实际总结概括出曲线运动的速度方向，曲线运动的条件，以及用运动的合成与分解处理复杂运动的基本方法。培养学生观察能力，分析概括推理能力，并激发学生兴趣。

　　3、渗透物理学方法的教育。研究船渡河运动，假设水不流动，可以想象出船的分运动；又假设船发动机停止工作，可想象出船只随水流而动的另一分运动。培养学生的想象能力和运用物理学抽象思维的基本方法。

　　1、重点是让学生掌握曲线运动为什么是变速运动，理解做曲线运动的条件及运动的合成与分解定则；

　　2、已知两个分运动的性质特点，判断合运动的性质及轨迹，学生不容易很快掌握，是教学的难点，解决难点的关键是引导学生把每个分运动的初始值（包括初速度、加速度以及每个分运动所受的外力）进行合成，最终还是用合运动的初速度与合外力的方向关系来判断。

　　1、乒乓球、小铁球、细绳。

　　2、斜槽、条形磁铁、铁球、投影仪、计算机软盘、彩电。

　　机械运动可以划分为平动和转动，而平动又可以划分为直线运动和曲线运动，所以曲线运动属于平动形式，做曲线运动的物体仍然可以看成一个质点，曲线运动比直线运动更为普遍。例如，车辆拐弯；月球绕地球约27天转一圈；地球绕太阳约一年转一周；太阳绕银河系中心约2.2亿年转一周。

　　因为曲线运动中速度方向连续发生变化，我们很难直观物体在某时刻的速度方向。可以设想如果某时刻的速度方向不再发生变化，物体将沿该时刻的速度方向做匀速直线运动。然后联系实际引导学生想象几种现象。

　　（1）让学生回答，绳拉小球在光滑的水平面上做圆周运动，当绳断后小球将沿什么方向运动？（沿切线方向飞出）然后引导学生分析原因：绳断后小球速度方向不再发生变化，由于惯性，从即刻起小球做匀速直线运动，沿切线飞出。

　　（2）教材内容：砂轮磨刀使火星沿切线飞出，引导学生分析原因：被磨掉的'炽热微粒速度方向不再改变，由于惯性以分离时的速度方向做匀速直线运动。又如，让撑开的带有雨滴的雨伞旋转，雨滴沿伞边切线方向飞出（与上例同理）。

　　（3）在想象与分析的基础上，引导学生概括总结得出：曲线运动中，速度方向是时刻改变的，在某时刻的瞬时速度方向在曲线的这一点的切线方向上。并引导学生注意到：曲线运动中速度的大小和方向可能同时变化，但速度的方向是一定改变的，速度是矢量，方向一定变，速度就一定变，所以曲线运动一定是变速运动。

　　曲线运动是变速运动，由牛顿第二定律分析可知，速度的变化一定产生加速度，而加速度必然由外力引起，加速度与合外力成正比并且方向相同。随后提出问题，引导学生思考。

　　（1）如果合外力与速度在同一直线上，物体将做什么样的运动？（变速直线运动）

　　（2）绳拉小球在光滑水平面上做速度大小不变的圆周运动，绳子的拉力T起什么作用？（改变速度方向）

　　（3）演示实验（用投影仪或计算机软件）：让小铁球从斜槽上滚下，小球将沿直线OO′运动。然后在垂直OO′的方向上放条形磁铁，使小球再从斜槽上滚下，小球将偏离原方向做曲线运动。又例如让小球从桌面上滚下，离开桌面后做曲线运动。

　　（4）观察实验后引导学生概括总结如下：

　　①平行速度的力改变速度大小；

　　②垂直速度的力改变速度的方向；

　　③不平行也不垂直速度的外力，同时改变速度的大小和方向；

　　④引导学生得出曲线运动的条件：合外力与速度不在同一直线上时，物体做曲线运动。

　　物体的运动往往是复杂的，对于复杂的运动，常常可以把它们看成几个简单的运动组成的，通过研究简单的运动达到研究复杂运动的目的。

　　①把注满水的乒乓球用细绳系住另一端固定在B钉上，乒乓球静止在A点，画出线段BB′且使AB≈BB′（如图5），用光滑棒在B点附近从左向右沿BB′方向匀速推动吊绳，提示学生观察乒乓球实际运动的轨迹是沿AB′方向，帮助学生分析这是因为乒乓球同时参与了AB方向和BB′方向的匀速直线运动的结果，而这两个分运动的速度都等于棒的推动速度。小球沿竖直方向及沿BB′方向的运动都是分运动；沿AB′方向的是合运动。分析表明合运动的位移与分运动位移遵守平行四边形定则。

　　②船渡河问题：可以看做由两个运动组成。假如河水不流动而船在静水中沿AB方向行驶，经一段时间从A运动到B（如图6），假如船的发动机没有开动，而河水流动，那么船经过相同的一段时间将从A运动到A′，如果船在流动的河水中开动同时参与上述两个运动，经相同时间从A点运动到B′点，从A到B′的运动就是上述两个分运动的合运动。

　　注意：船头指向为发动机产生的船速方向，指分速度；船的合运动的速度方向不一定是船头的指向。这里的分运动、合运动都是相对地球而言，不必引入相对速度概念，避免使问题复杂化。

　　①用分运动的位移、速度、加速度求合运动的位移、速度、加速度等叫运动的合成。反之由合运动求分运动的位移速度、加速度等叫运动的分解。

　　②运动的合成与分解遵守矢量运算法则，即平行四边形法则。例如：船的合位移s合是两个分位移s 1 s 2的矢量和；又例如飞机斜向上起飞时，在水平方向及竖直方向的分速度分别为v 1 =vcosθ，v 2 =vsinθ，其中，v是飞机的起飞速度。如图7所示。

　　①两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动。提问学生为什么？（v合为恒量）

　　②提出问题：船渡河时如果在AB方向的分运动是匀加速运动，水仍然匀速流动，船的合运动轨迹还是直线吗？学生思考后回答并提示学生用曲线运动的条件来判断，然后引导学生综合概括出判断方法：首先将两个分运动的初始运动量及外力进行合成，然后用合运动的初速度及合运动所受的合外力的方向关系进行判断。合成结果可知，船的合速度v合与合外力F不在同一直线上，船一定做曲线运动。如巩固知识让学生再思考回答：两个不在同直线上初速度都为零的匀加速直线运动的合运动是什么运动？

　　（匀加速直线运动）

　　（1）通过此例让学生明确运动的独立性及等时性的问题，即每一个分运动彼此独立，互不干扰；合运动与每一个分运动所用时间相同。

　　（2）关于速度的说明，在应用船速这个概念时，应注意区别船速v船及船的合运动速度v合。前者是发动机产生的分速度，后者是合速度，由于不引入相对速度概念，使上述两种速度容易相混。

　　（3）问题的提出：河宽H，船速为v船，水流速度为v水，船速v船与河岸的夹角为θ，如图9所示。

　　①求渡河所用的时间，并讨论θ=？时渡河时间最短。

　　②怎样渡河，船的合位移最小？

　　分析①用船在静水中的分运动讨论渡河时间比较方便，根据运动的独立性，渡河时间

　　分析②当v船＞v水时，v合垂直河岸，合位移最短等于河宽H，根向与河岸的夹角。

　　1、曲线运动的条件是F合与v不在同一直线上，曲线运动的速度方向为曲线的切线方向。

　　2、复杂运动可以分解成简单的运动分别来研究，由分运动求合运动叫运动的合成，反之叫运动的分解，运动的合成与分解，遵守平行四边形定

　　3、用曲线运动的条件及运动的合成与分解知识可以判断合运动的性质及合运动轨迹。

　　最后一例题可作为思考题先留给学生。在学生思考后讲解效果更好。

高中物理教案13

　　一、教学目标

　　1.在物理知识方面理解作用力和反作用力的关系，掌握牛顿第三定律的内容.

　　2.牛顿第三定律是通过实验得到的，在这一节课中要充分让学生体会到这一点.通过本节课的教学，要让学生在学习物理知识的同时，学会物理学研究现象、总结规律的方法.

　　二、重点、难点分析

　　1.本节教学的重点是认识并理解作用力和反作用力的关系，学生不应把对它们的认识只停留在大小和方向上.学生应该掌握对作用力和反作用力的正确判断.

　　2.作用力和反作用力的关系与平衡力的关系有相同之处，也有不同之处，学生常常把这两种力混淆.两个相互作用力是大小相等的，但对两个物体产生的效果往往也是不同的，要通过对问题的分析解决学生头脑中不正确的认识.

　　三、教具

　　1.演示两物体间的相互作用力为弹力的小车、弹簧片、细线;

　　2.演示两物体间的相互作用力为摩擦力的三合板、遥控玩具汽车、玻璃棒;

　　3.演示两物体间的相互作用力为静电力的通草球、橡胶棒、毛皮、玻璃棒、丝绸;

　　4.演示两物体间的相互作用力为磁场力的小车、磁铁等;

　　5.演示两个学生间相互作用力的小车、绳;

　　6.演示相互作用力大小关系的弹簧秤.

　　四、主要教学过程

　　(一)引入新课

　　人在划船时用桨推河岸，发生了什么现象呢?船离开了岸.这个问题在初中已经研究过，当时对这个问题的解释是：物体间力的作用是相互的当一个物体对另一个物体施加力的作用时，这个物体同样会受到另一个物体对它的力的作用，我们把这个过程中出现的两个力分别叫做作用力和反作用力.下面进一步来研究两个物体之间的作用力和反作用力的关系.

　　(二)教学过程设计

　　第六节牛顿第三定律

　　1.物体间力的作用是相互的

　　我们通过几个实验来研究今天的内容.通过实验大家要总结出作用力跟反作用力的特点及其关系.在实验中大家要注意观察现象，分析现象所说明的问题.

　　实验1.在桌面上放两辆相同的小车，两车用细线套在一起，两车间夹一弹簧片.当用火烧断线后，两车被弹开，所走的距离相等.

　　实验2.在桌面上并排放上一些圆杆，可用静电中的玻璃棒.在棒上铺一块三合板，板上放一辆遥控电动玩具小车.用遥控器控制小车向前运动时，板向后运动;当车向后运动时板向前运动.

　　实验3.用细线拴两个通草球，当两个通草球带同种电荷时，相互推斥而远离;当带异种电荷时，相互吸引而靠近.

　　实验4.在两辆小车上各固定一根条形磁铁，当磁铁的同名磁极靠近时，放手小车两车被推开;当异名磁极接近时，两辆小车被吸拢.

　　实验5.把两辆能站人的小车放在地面上，小车上各站一个学生，每个学生拿着绳子的一端.当一个学生用力拉绳时，两辆小车同时向中间移动.

　　实验分析：

　　①相互性：两个物体间力的作用是相互的施力物体和受力物体对两个力来说是互换的，分别把这两个力叫做作用力和反作用力.

　　②同时性：作用力消失，反作用力立即消失.没有作用就没有反作用.

　　③同一性：作用力和反作用力的性质是相同的这一点从几个实验中可以看出，当作用力是弹力时，反作用力也是弹力;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，在一条直线上.

　　实验6.用两个弹簧秤对拉，观察两个弹簧秤间的作用力和反作用力的数量关系可以得到以下结论.

　　⑤大小：作用力和反作用力的大小在数值上是相等的

　　由此得出结论：

　　2.牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上.

　　教师举几个作用力和反作用力的实例.

　　提问：学生举例说明.

　　既然两个物体间的作用力和反作用力是大小相等的，为什么会出现这种情况：鸡蛋与石头相碰时，鸡蛋破碎而石头不破碎;马拉车时，车会向前走而马不后退呢?

　　鸡蛋碰石头和石头碰鸡蛋的都是鸡蛋破碎，同样大小的力作用在两个物体上会产生不同的效果.效果不同是什么原因呢?

　　这个效果由物体本身的特性和物体受到其它力的`情况有关.物体能够承受的压强大就不易损坏;物体是否发生运动状态的变化还要看物体受到的其它力的情况.

　　3.作用力、反作用力跟平衡力的区别

　　前面学习物体受到的平衡力的关系时曾提到，它们大小相等、方向相反、作用在一条直线上，平衡力跟作用力和反作用力有什么不同呢?下面通过列表的方式加以比较.

　　在列表的同时用相应的例子加以说明.

　　(三)小结本节内容和布置作业

　　五、说明

　　1.牛顿第三定律是从实验中得出的这里设计的几个实验除实验5外都体现了作用力跟反作用力间的关系，实验5是为提高课堂的活跃程度而设计的每做一个实验都应把实验装置画在黑板上，并讲清实验装置，留在黑板上的图是为后面分析实验总结出规律用的

　　2.牛顿第三定律的教学除了让学生掌握定律的内容外，还应通过教学使学生体会研究物理规律的方法.在教学中要培养学生的思考能力，让学生多发表自己的看法.在学生的积极性调动起来后，教师要注意对课堂的控制

高中物理教案14

　　教学目标

　　知识与技能

　　1、知道时间和时刻的区别和联系。

　　2、理解位移的概念，了解路程与位移的区别。

　　3、知道标量和矢量，知道位移是矢量，时间、时刻和路程是标量。

　　4、能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移。

　　5、知道时刻与位置、时间与位移的对应关系。

　　过程与方法

　　1、围绕问题进行充分的讨论与交流，联系实际引出时间、时刻、位移、路程等，要使学生学会将抽象问题形象化的。处理方法。

　　2、会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向

　　3、会用矢量表示和计算质点位移，用标量表示路程。

　　情感态度与价值观

　　1、通过时间位移的学习，要让学生了解生活与物理的关系，同时学会用科学的思维看待事实。

　　2、通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置，不同时间内的不同位移(或路程)的体验，领略物理方法的奥妙，体会科学的力量。

　　3、养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。

　　4、从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点。

　　教学重难点

　　教学重点

　　1、时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系

　　2、位移的概念以及它与路程的区别。

　　教学难点

　　1、帮助学生正确认识生活中的时间与时刻。

　　2、理解位移的概念，会用有向线段表示位移。

　　教学工具

　　教学课件

　　多媒体课件

　　教学过程

　　[引入新课]

　　师：上节课我们学习了描述运动的几个概念，大家想一下是哪几个概念？

　　生：质点、参考系、坐标系。

　　师：大家想一下，如果仅用这几个概念，能不能全面描述物体的运动情况？

　　生：不能。

　　师：那么要准确、全面地描述物体的运动，我们还需要用到哪些物理概念？

　　一部分学生可能预习过教材，大声回答，一部分学生可能忙着翻书去找。

　　师指导学生快速阅读教材第一段，并粗看这节课的黑体字标题，提出问题：要描述物体的机械运动，本节课还将从哪几个方面去描述？

　　生通过阅读、思考，对本节涉及的概念有个总体印象，知道这些概念都是为了进一步描述物体的运动而引入的，要研究物体的运动还要学好这些基本概念。

　　引言：宇宙万物都在时间和空间中存在和运动。我们每天按时上课、下课、用餐、休息。从幼儿园、小学、中学，经历一年又一年，我们在时间的长河里成长。对于时间这个名词，我们并不陌生，你能准确说出时间的含义吗？物体的任何机械运动都伴随着物体在空间中位置的改变，你们用什么来量度物体位置的改变呢？这就是我们今天要研究的课题--§1.2时间和位移。

　　[新课教学]

　　一、时刻和时间间隔

　　[讨论与交流]

　　指导学生仔细阅读“时刻和时间间隔”一部分，然后用课件投影展示本校作息时间表。

　　师：同时提出问题；

　　1、结合教材，你能列举出哪些关于时间和时刻的说法？

　　2、观察教材第14页图1.2-1，如何用数轴表示时间？

　　学生在教师的指导下，自主阅读，积极思考，然后每四人一组展开讨论，每组选出代表，发表见解，提出问题。

　　生：我们开始上课的“时间”：8：00就是指的时刻；下课的“时间”：8：45也是指的时刻。这样每个活动开始和结束的那一瞬间就是指时刻。

　　生：我们上一堂课需要45分钟，做眼保健操需要5分钟，这些都是指时间间隔，每一个活动所经历的一段时间都是指时间间隔。

　　师：根据以上讨论与交流，能否说出时刻与时间的概念。

　　教师帮助总结并回答学生的提问。

　　师：时刻是指某一瞬时，时间是时间间隔的简称，指一段持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间。

　　让学生再举出一些生活中能反映时间间隔和时刻的实例，并让他们讨论。

　　教师利用课件展示某一列车时刻表，帮助学生分析列车运动情况。

　　(展示问题)根据下列“列车时刻表”中的数据，列车从广州到长沙、郑州和北京西站分别需要多长时间？

　　T15站名T16

　　18：19北京西14：58

　　00：35 00：41郑州08：42 08：36

　　05：49 05：57武昌03：28 03：20

　　09：15 09：21长沙23：59 23：5l

　　16：25广州16：52

　　参考答案：6小时59分、15小时50分、22小时零6分。

　　(教师总结)

　　师：平常所说的“时间”，有时指时刻，有时指时间间隔，如有人问你：“你们什么时间上课啊？”这里的时间是指时间间隔吗？

　　生：不是，实际上这里的时间就是指的时刻。

　　师：我们可以用数轴形象地表示出时刻和时间间隔。

　　教师课件投放教材图1.2-1所显示的问题，将其做成F1ash动画。

　　学生分组讨论，然后说说怎样用时间轴表示时间和时刻。

　　生：时刻：在时间坐标轴上用一点来表示时刻。时间：两个时刻的间隔表示一段时间。一段时间在时间坐标轴上用一线段表示。

　　师：为了用具体数字说明时间，必须选择某一时刻作为计时起点，计时起点的选择是人为的。单位秒(s)

　　师：下图1-2-1给出了时间轴，请你说出第3秒，前3秒，第3秒初第3秒末，第n秒的意义。

　　答：

　　1、学习了时间与时刻，蓝仔、红孩、紫珠和黑柱发表了如下一些说法，正确的是…( )

　　A、蓝仔说，下午2点上课，2点是我们上课的时刻

　　B、红孩说，下午2点上课，2点是我们上课的时间

　　C、紫珠说，下午2点上课，2点45分下课，上课的时刻是45分钟

　　D、黑柱说，2点45分下课，2点45分是我们下课的时间

　　答案：A

　　2、关于时刻和时间，下列说法中正确的是( )

　　A、时刻表示时间较短，时间表示时间较长B、时刻对应位置，时间对应位移

　　C、作息时间表上的数字表示时刻D、1 min内有60个时刻

　　答案：BC

　　解析：紧扣时间和时刻的定义及位置、位移与时刻、时间的关系，可知B、C正确，A错。一段时间内有无数个时刻，因而D错。

　　以下提供几个课堂讨论与交流的例子，仅供参考。

　　[讨论与交流]：我国在20xx年10月成功地进行了首次载人航天飞行。10月15日09时0分，“神舟”五号飞船点火，经9小时40分50秒至15日18时40分50秒，我国宇航员杨利伟在太空中层示中国国旗和联合国旗，再经11小时42分10秒至16日06时23分，飞船在内蒙古中部地区成为着陆。在上面给出的时间或时刻中，哪些指的是时间，哪些又指的是时刻？

　　参考答案：这里的“10月15日09时0分”、“15日18时40分50秒”和“16日06时23分”，分别是指这次航天飞行点火、展示国旗和着陆的时刻，而“9小时40分50秒”和“11小时62分10秒”分别指的是从点火到展示国旗和从展示国旗到着陆所用的时间。

　　二、路程和位移

　　(情景展示)中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国的沙漠，在沙漠中，远眺不见边际，抬头不见飞鸟。沙漠中布满了100～200m高的沙丘。像大海的巨浪，人们把它称为“死亡之海”。

　　许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而丧生。归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清这样三个问题：我在哪里？我要去哪里？选哪条路线？而这三个问题涉及三个描述物体运动的物理量：位置、位移、路程。

　　师：(投影中国地图)让学生思考：从北京到重庆，观察地图，你有哪些不同的选择？这些选择有何相同或不同之处？

　　生：从北京到重庆，可以乘汽车，也可以乘火车或飞机，还可以中途改变交通工具。选择的路线不同，运动轨迹不同，但就位置变动而言，都是从北京来到了重庆。

　　师：根据上面的学习，你能给出位移及路程的定义吗？

　　生：位移：从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段。位移是表示物体位置变化的物理量。国际单位为米(m)、

　　路程：路程是质点实际运动轨迹的长度。(板)

　　在坐标系中，我们也可以用数学的方法表示出位移。

　　实例：质点从A点运动到B点，我们可以用有方向的线段来表示位移，从初始位置A向末位置B画有向线段，展示教材图1.2-3、

　　[讨论与交流]

　　请看下面的一段对话，找出里面的.哪些语言描述了位置，哪些语言描述了位置的变动。哪些是指路程，哪些是指位移。

　　甲：同学，请问红孩去哪里了？

　　乙：他去图书室了，五分钟前还在这儿。

　　甲：图书室在哪儿？

　　乙指着东北的方向说：在那个方位。

　　甲：我还是不知道怎么走过去，有最近的路可去吗？

　　乙：你可以从这儿向东到孔子像前再往北走，就能看见了。

　　丙加入进来，说道；也可以先向北走，再向东，因为那边有好风景可看。

　　甲：最近要多远？

　　乙：大概要三百米吧。

　　丙开玩笑说；不用，你如果能从索道直线到达也就是一百米。

　　乙：别骗人了，哪有索道啊！

　　丙：我是开玩笑的，那只好辛苦你了，要走曲线。

　　甲：谢谢你们两位，我去找他了。

　　学生分组讨论后，选代表回答问题。

　　生1：乙手指的方向--东北，就是甲在找红孩的过程中发生的位移的方向。

　　生2：里面的三百米是指路程，一百米的直线距离是指位移的大小。

　　生3：他们谈话的位置和图书室是两个位置，也就是甲在找红孩过程中的初末位置。

　　请你举出生活中更常见的例子说明路程和位移。(围绕跑道跑一圈的位移和路程)

　　[讨论与思考]

　　1、(用课件展示中国地图)在地图上查找上海到乌鲁木齐的铁路。请根据地图中的比例尺估算一下，坐火车从上海到乌鲁木齐的位移和经过的路程分别是多少？

　　阅读下面的对话：

　　甲：请问到市图书馆怎么走？

　　乙：从你所在的市中心向南走400 m到一个十字路口，再向东走300m就到了。

　　甲：谢谢！

　　乙：不用客气。

　　请在图1-2-3上把甲要经过的路程和位移表示出来。

　　师：请你归纳一下：位移和路程有什么不同？

　　生1：位移是矢量，有向线段的长度表示其大小，有向线段的方向表示位移的方向。

　　生2：质点的位移与运动路径无关，只与初位置、末位置有关。

　　生3：位移与路程不同，路程是质点运动轨迹的长度，路程只有大小没有方向，是标量。

　　教师提出问题

　　师：位移的大小有没有等于路程的时候？

　　学生讨论后回答，并交流自己的看法。

　　生：在直线运动中，位移的大小就等于路程。

　　教师适时点拨，画一往复直线运动给学生讨论。

　　生：在单方向的直线运动中，位移的大小就等于路程。

　　教师总结

　　师：只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程，在其他情况中，路程要大于位移的大小。

　　[课堂训练]

　　下列关于位移和路程的说法中，正确的是………………( )

　　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，方向由起点指向终点

　　C位移描述物体相对位置的变化，路程描述路径的长短

　　D位移描述直线运动，路程描述曲线运动

　　答案：C

　　解析：A选项表述的因果关系没有意义，故A错。位移的方向可以用从初位置指末位置的有向线段来表示，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，故选项B错。位移和路程是两个不同的物理量，位移描述物体位置的变化，路程描述物体运动路径的长短，所以选项C正确。位移的大小和路程不一定相等，只有当物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程。无论是位移还是路程都既可以描述直线运动，也可以描述曲线运动，故选项D也是错误的。

　　三、矢量和标量

　　师：像位移这样的物理量，既有大小又有方向，我们以前学过的物理量很多都只有大小，没有方向，请同学们回忆并说给大家听听。

　　学生讨论后回答

　　生：温度、质量、体积、长度、时间、路程。

　　对于讨论中学生可能提出这样的问题，像电流、压强这两个学生学过的物理量，它们是有方向的，但它们仍然是标量。这在以后的学习中会更进一步加深对矢量和标量的认识。

　　学生阅读课文后，说说矢量和标量的算法有什么不同。

　　生：两个标量相加遵从算术加法的法则。

　　[讨论与思考]

　　一位同学从操场中心A出发，向北走了40 m，到达C点，然后又向东走了30 m，到达B点。用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移(即代表他的位置变化的最后结果的位移)、三个位移的大小各是多少？你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗？

　　解析：画图如图1-2-4所示。矢量相加的法则是平行四边形法则。

　　[讨论与思考]

　　气球升到离地面80m高空时，从气球上掉下一物体，物体又上升了10 m高后才开始下落，规定向上方向为正方向。讨论并回答下列问题，体会矢量的表示方向。

　　(1)物体从离开气球开始到落到地面时的位移大小是多少米？方向如何？

　　(2)表示物体的位移有几种方式？其他矢量是否都能这样表示？注意体会“+”“-”号在表示方向上的作用。

　　解析：

　　(1)一80m，方向竖直向下；

　　(2)到现在有三种：语言表述法，如“位移的大小为80m，方向竖直向下”;矢量图法；“+”“一”号法，如“规定竖直向上为正方向，则物体的位移为一80m”。

　　[课堂训练]

　　(播放1 500m比赛的录像片断)

　　在标准的运动场上将要进行1 500米赛跑，上午9时20分50秒，发令枪响，某运动员从跑道上最内圈的起跑点出发，绕运动场跑了3圈多，到达终点，成绩是4分38秒。请根据上面的信息讨论以下问题，并注意题中有关时间、时刻、路程、位置变化的准确含义。

　　(1)该运动员从起跑点到达终点所花的时间是多少？(4分38秒)起跑和到达的时刻分别是多少？(上午9时20分50秒、上午9时25分28秒)

　　(2)该运动员跑过的路程是多少？(1 500米)他的位置变化如何？(起跑点到终点的连线)

　　四、直线运动的位置和位移

　　提出问题：我们怎样用数学的方法描述直线运动的位置和位移？

　　如果物体做的是直线运动，运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置，如果是一段时间，对应的是这段时间内物体的位移。

　　如图1-2-6所示，物体在时刻t1处于“位置”x1，在时刻t2运动到“位置”x2

　　那么(x2- x1)就是物体的“位移”，记为Δx =x2- x1

　　可见，要描述直线运动的位置和位移，只需建立一维坐标系，用坐标表示位置，用位置坐标的变化量表示物体位移。

　　在一维坐标系中，用正、负表示运动物体位移的方向。如图1-2-7所示汽车A的位移为负值，B的位移则为正值。表明汽车B的位移方向为x轴正向，汽车A的位移方向为x轴负向。

　　课后小结

　　时间和时刻这两个概念是同学们很容易混淆的，同学们要掌握时间坐标轴。在时间轴上，用点表示时刻，用线段表示一段时间间隔。位移和路程是两个不同的物理量，位移是用来表示质点变动的，它的大小等于运动物体初、末位置间的距离，它的方向是从初位置指向末位置，是矢量；而路程是物体实际运动路径的长度，是标量。只有物体做单向直线运动时，其位移大小才和路程相等，除此以外，物体的位移的大小总是小于路程。找位移的办法是从初位置到末位置间画有向线段。有向线段的方向就是位移的方向，有向线段的长度就是位移的大小。时刻对应位置，时间对应位移。在位置坐标轴上，用点来表示位置，用有向线段来表示位移。

　　本节课用到的数学知识和方法：用数轴来表示时间轴和位移轴，在时间轴上，点表示时刻，线段表示时间间隔。要选计时起点(零时刻)，计时起点前的时刻为负，计时起点后的时刻为正；在位移轴上，点表示某一时刻的位置，线段表示某段时间内的位移。要选位置参考点(位置零点)，直线运动中，可选某一单一方向作为正方向，朝正方向离开参考点的位置都为正，朝负方向离开参考点的位置都为负。位移方向与规定方向相同时为正，相反时为负。标量遵从算术加法的法则，矢量遵从三角形定则(或平行四边形定则，以后会学到，不让学生知道)、

　　课后习题

　　教材第16页问题与练习。

高中物理教案15

　　本节教材分析

　　这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万有引力很小，常常觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，对天文学的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量.

　　在讲课时，应用万有引力定律有两条思路要交待清楚.

　　1.把天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动，即F引=F向，用于计算天体（中心体）的质量，讨论卫星的速度、角速度、周期及半径等问题.

　　2.在地面附近把万有引力看成物体的重力，即F引=mg.主要用于计算涉及重力加速度的问题.

　　一、教学目标

　　1．通过对行星绕恒星的运动及卫星绕行星的运动的研究，使学生初步掌握研究此类问题的基本方法：万有引力作为物体做圆周运动的向心力。

　　2．使学生对人造地球卫星的发射、运行等状况有初步了解，使多数学生在头脑中建立起较正确的图景。

　　二、重点、难点分析

　　1．天体运动的向心力是由万有引力提供的，这一思路是本节课的重点。

　　2．第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星运行的最大速度，它们的统一是本节课的难点。

　　三、教具

　　自制同步卫星模型。

　　四、教学过程

　　(一)引入新课

　　1．复习提问：

　　(1)物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速

　　(2)万有引力定律的内容是什么？如何用公式表示？(对学生的回答予以纠正或肯定。)

　　(3)万有引力和重力的关系是什么？重力加速度的决定式是什么？(学生回答：地球表面物体受到的重力是物体受到地球万有引力的一个分力，但这个分力的大小基本等于物体受到地球的万有引力。如不全面，教师予以补充。)

　　2．引课提问：根据前面我们所学习的知识，我们知道了所有物体之间都存在着相互作用的万有引力，而且这种万有引力在天体这类质量很大的物体之间是非常巨大的。那么为什么这样巨大的引力没有把天体拉到一起呢？(可由学生讨论，教师归纳总结。)

　　因为天体都是运动的，比如恒星附近有一颗行星，它具有一定的速度，根据牛顿第一定律，如果不受外力，它将做匀速直线运动。现在它受到恒星对它的万有引力，将偏离原来的运动方向。这样，它既不能摆脱恒星的控制远离恒星，也不会被恒星吸引到一起，将围绕恒星做圆周运动。此时，行星做圆周运动的向心力由恒星对它的万有引力提供。(教师边讲解，边画板图。)

　　可见万有引力与天体的运动密切联系，我们这节课就要研究万有引力定律在天文学上的应用。

　　板书：万有引力定律在天文学上的应用人造卫星

　　(二)教学过程

　　1．研究天体运动的基本方法

　　刚才我们分析了行星的运动，发现行星绕恒星做圆周运动，此时，恒星对行星的万有引力是行星做圆周运动的向心力。其实，所有行星绕恒星或卫星绕行星的运动都可以基本上看成是匀速圆周运动。这时运动的行星或卫星的受力情况也非常简单：它不可能受到弹力或摩擦力，所受到的力只有一种——万有引力。万有引力作为其做圆周运动的向心力。

　　板书：F万=F向

　　下面我们根据这一基本方法，研究几个天文学的问题。

　　(1)天体质量的计算

　　如果我们知道了一个卫星绕行星运动的周期，知道了卫星运动的轨道半径，能否求出行星的质量呢？根据研究天体运动的基本方法：万有引力做向心力，F万=F向

　　(指副板书)此时知道卫星的圆周运动周期，其向心力公式用哪个好呢？

　　等式两边都有m，可以约去，说明与卫星质量无关。我们就可以得

　　(2)卫星运行速度的比较

　　下面我们再来看一个问题：某行星有两颗卫星，这两颗卫星的质量和轨道半径都不相同，哪颗卫星运动的速度快呢？我们仍然利用研究天体运动的.基本方法：以万有引力做向心力

　　F万=F向

　　设行星质量为M，某颗卫星运动的轨道半径为r，此卫星质量为m，它受到行星对它的万有引力为

　　(指副板书)于是我们得到

　　等式两边都有m，可以约去，说明与卫星质量无关。于是我们得到

　　从公式可以看出，卫星的运行速度与其本身质量无关，与其轨道半径的平方根成反比。轨道半径越大，运行速度越小；轨道半径越小，运行速度越大。换句话说，离行星越近的卫星运动速度越大。这是一个非常有用的结论，希望同学能够给予重视。

　　(3)海王星、冥王星的发现

　　刚才我们研究的问题只是实际问题的一种近似，实际问题要复杂一些。比如，行星绕太阳的运动轨道并不是正圆，而是椭圆；每颗行星受到的引力也不仅由太阳提供，除太阳的引力最大外，还要受到其他行星的引力。这就需要更复杂一些的运算，而这种运算，导致了海王星、冥王星的发现。

　　200年前，人们认识的太阳系有7大行星：水星、金星、地球、火星、土星、木星和天王星，后来，人们发现最外面的行星——天王星的运行轨道与用万有引力定律计算出的有较大的偏差。于是，有人推测，在天王星的轨道外侧可能还有一颗行星，它对天王星的引力使天王星的轨道发生偏离。而且人们计算出这颗行星的可能轨道，并且在计算出的位置终于观测到了这颗新的行星，将它命名为海王星。再后，又发现海王星的轨道也与计算值有偏差，人们进一步推测，海王星轨道外侧还有一颗行星，于是用同样的方法发现了冥王星。可见万有引力定律在天文学中的应用价值。

　　2．人造地球卫星

　　下面我们再来研究一下人造地球卫星的发射及运行情况。

　　(1)卫星的发射与运行

　　最早研究人造卫星问题的是牛顿，他设想了这样一个问题：在地面某一高处平抛一个物体，物体将走一条抛物线落回地面。物体初速度越大，飞行距离越远。考虑到地球是圆形的，应该是这样的图景：(板图)

　　当抛出物体沿曲线轨道下落时，地面也沿球面向下弯曲，物体所受重力的方向也改变了。当物体初速度足够大时，物体总要落向地面，总也落不到地面，就成为地球的卫星了。

　　从刚才的分析我们知道，要想使物体成为地球的卫星，物体需要一个最小的发射速度，物体以这个速度发射时，能够刚好贴着地面绕地球飞行，此时其重力提供了向心力。

　　其中，g为地球表面的重力加速度，约9.8m/s2。R为地球的半径，约为6.4×106m。代入数据我们可以算出速度为7.9×103m/s，也就是7.9km/s。这个速度称为第一宇宙速度。

　　板书：第一宇宙速度v=7.9km/s

　　第一宇宙速度是发射一个物体，使其成为地球卫星的最小速度。若以第一宇宙速度发射一个物体，物体将在贴着地球表面的轨道上做匀速圆周运动。若发射速度大于第一宇宙速度，物体将在离地面远些的轨道上做圆周运动。

　　现在同学思考一个问题：刚才我们分析卫星绕行星运行时得到一个结论：卫星轨道离行星越远，其运动速度越小。现在我们又得到一个结论：卫星的发射速度越大，其运行轨道离地面越远。这两者是否矛盾呢？

　　其实，它们并不矛盾，关键是我们要分清发射速度和运行速度是两个不同的速度：比如我们以10km/s的速度发射一颗卫星，由于发射速度大于7.9km/s，卫星不可能在地球表面飞行，将会远离地球表面。而卫星远离地球表面的过程中，其在垂直地面方向的运动，相当于竖直上抛运动，卫星速度将变小。当卫星速度减小到7.9km/s时，由于此时卫星离地球的距离比刚才大，根据万有引力定律，此时受到的引力比刚才小，仍不能使卫星在此高度绕地球运动，卫星还会继续远离地球。卫星离地面更远了，速度也进一步减小，当速度减小到某一数值时，比如说5km/s时，卫星在这个位置受到的地球引力刚好满足卫星在这个轨道以这个速度运动所需向心力，卫星将在这个轨道上运动。而此时的运行速度小于第一宇宙速度。所以，第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，是卫星地球运行的最大速度。

　　板书：第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。

　　如果物体发射的速度更大，达到或超过11.2km/s时，物体将能够摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的行星或飞到其他行星上去。11.2km/s这个速度称为第二宇宙速度。

　　板书：第二宇宙速度v=11.2km/s

　　如果物体的发射速度再大，达到或超过16.7km/s时，物体将能够摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外。16.7km/s这个速度称为第三宇宙速度。

　　板书：第三宇宙速度v=16.7km/s

　　(2)同步通讯卫星

　　下面我们再来研究一种卫星——同步通信卫星。这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的速度相同，所以从地面上看，它总在某地的正上方，因此叫同步卫星。这种卫星一般用于通讯，又叫同步通讯卫星。我们平时看电视实况转播时总听到解说员讲：正在通过太平洋上空或印度洋上空的通讯卫星转播电视实况，为什么北京上空没有同步卫星呢？大家来看一下模型(出示模型)：

　　若在北纬或南纬某地上空真有一颗同步卫星，那么这颗卫星轨道平面的中心应是地轴上的某点，而不是地心，其需要的向心力也指向这一点。而地球所能够提供的引力只能指向地心，所以北纬或南纬某地上空是不可能有同步卫星的。另外由于同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以此卫星离地球的距离只能是一个定值。换句话说，所有地球的同步卫星只能分布在赤道正上方的一条圆弧上，而为了卫星之间不相互干扰，大约3度角左右才能放置一颗卫星，地球的同步通讯卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。(可视时间让学生推导同步卫星的高度)

　　五、课堂小结

　　本节课我们学习了如何用万有引力定律来研究天体运动的问题；掌握了万有引力是向心力这一研究天体运动的基本方法；了解了卫星的发射与运行的一些情况；知道了第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。最后我们还了解了通讯卫星的有关情况，本节课我们学习的内容较多，希望及时复习。

　　六、说明

　　1．设计思路：本节课是一节知识应用与扩展的课程，所以设计时注意加大知识含量，引起学生兴趣。同时注意方法的培养，让学生养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯，避免套公式的不良习惯。围绕第一宇宙速度的讨论，让学生形成较正确的卫星运动图景。

　　2．同步卫星模型是用一地球仪改制而成，用一个小球当卫星，小球与地球仪用细线相连，细线的一端可在地球仪的不同纬度处固定。

　　第六章万有引力定律（四、万有引力定律在天文学上的应用）

　　教材分析

　　这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万有引力很小，常常觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，对天文学的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量。

　　在讲课时，应用万有引力定律有两条思路要交待清楚。

　　1．把天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动，即F引=F向，用于计算天体（中心体）的质量，讨论卫星的速度、角速度、周期及半径等问题。

　　2．在地面附近把万有引力看成物体的重力，即F引=mg.主要用于计算涉及重力加速度的问题。

　　这节内容是这一章的重点，这是万有引力定律在实际中的具体应用.主要知识点就是如何求中心体质量及其他应用，还是可发现未知天体的方法。

　　教学目标

　　一知识目标

　　1．了解行星绕恒星运动及卫星绕行星的运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力。

　　2．了解万有引力定律在天文学上有重要应用。

　　3．会用万有引力定律计算天体的质量。

　　二能力目标

　　通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生理论联系实际的能力。

　　教学重点

　　1．人造卫星、月球绕地球的运动；行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。

　　2．会用已知条件求中心天体的质量。

　　教学难点

　　根据已有条件求中心天体的质量。

　　教学步骤

　　一导入新课

　　复习旧课：

　　1．卡文迪许实验测万有引力常量的原理是什么？

　　答：利用引力矩与金属丝的扭转力矩的平衡来求得。

　　2．万有引力常量的测出的物理意义。

　　答：使万有引力定律有了其实际意义，可以求得地球的质量等。

　　对了，万有引力常量一经测出，万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来学习万有引力定律在天文学上的应用。

　　二新课教学

　　(一）天体质量的计算

　　提出问题引导学生思考：在天文学上，天体的质量无法直接测量，能否利用万有引力定律和前面学过的知识找到计算天体质量的方法呢？

　　1．基本思路：在研究天体的运动问题中，我们近似地把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动，万有引力提供天体作圆周运动的向心力。

　　2．计算表达式：

　　例如：已知某一行星到太阳的距离为r，公转周期为T，太阳质量为多少？

　　分析：设太阳质量为M，行星质量为m，由万有引力提供行星公转的向心力得：

　　，∴

　　提出问题引导学生思考：如何计算地球的质量？

　　分析：应选定一颗绕地球转动的卫星，测定卫星的轨道半径和周期，利用上式求出地球质量。因此上式是用测定环绕天体的轨道半径和周期方法测被环绕天体的质量，不能测定环绕天体自身质量。

　　对于一个天体，M是一个定值.所以，绕太阳做圆周运动的行星都有。即开普勒第三定律。

　　老师总结：应用万有引力定律计算天体质量的基本思路是：根据行星（或卫星）运动的情况，求出行星（或卫星）的向心力，而F向=F万有引力。根据这个关系列方程即可。

　　例如：已知月球到地球的球心距离为r=4×108m,月亮绕地球运行的周期为30天，求地球的质量。

　　解：月球绕地球运行的向心力即月地间的万有引力即有：

　　F向=F引=

　　得：

　　求某星体表面的重力加速度

　　例：一个半径比地球大2倍，质量是地球的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：在星体表面处，F引≈mg.所以，在地球表面处：

　　在某星球表面处：

　　∴

　　即正确选项为C

　　学生自己总结：求某星球表面的重力加速度，一般采用某物体在星体表面受到的重力等于其万有引力.一般采用比例计算法。

　　练习：金星的半径是地球的0.95倍，质量是地球的0.82倍，金星表面的重力加速度是多大？

　　3．发现末知天体

　　用万有引力定律计算天体的质量是天文学上的重要应用之一，一个科学的理论，不但要能说明已知事实，而且要能预言当时不知道的事实，请同学们阅读课本并思考：科学家是如何根据万有引力定律发现海王星的？

　　请同学们推导：已知中心天体的质量及绕其运动的行星的运动情况，在太阳系中，行星绕太阳运动的半径r为：

　　根据F万有引力=F向=,而F万有引力=,两式联立得：

　　在18世纪发现的第七个行星──天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离。当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星。后来，亚当斯和勒维列在预言位置的附近找到了这颗新星。后来，科学家利用这一原理还发现了许多行星的卫星，由此可见，万有引力定律在天文学上的应用，有极为重要的意义。

　　海王星和冥王星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义，同时证明了万有引力定律的正确性。

　　三例题分析

　　例1．木星的一个卫星运行一周需要时间1.5×104s，其轨道半径为9.2×107m，求木星的质量为多少千克？

　　解：木星对卫星的万有引力提供卫星公转的向心力：

　　，例2．地球绕太阳公转，轨道半径为R，周期为T。月球绕地球运行轨道半径为r，周期为t，则太阳与地球质量之比为多少？

　　解：⑴地球绕太阳公转，太阳对地球的引力提供向心力

　　则，得：

　　⑵月球绕地球公转，地球对月球的引力提供向心力

　　则,得：

　　⑶太阳与地球的质量之比

　　例3．一探空箭进入绕太阳的近乎圆形的轨道运行，轨道半径是地球绕太阳公转半径的9倍，则探空火箭使太阳公转周期为多少年？

　　解：方法一：设火箭质量为m1，轨道半径R，太阳质量为M，地球质量为m2，轨道半径为r。